消防泵方向控制阀的工作原理，水泵设计理论概述与理论轴面流线绘制

2020/11/17

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 方向控制阀 

1.重点掌握单向阀、液控单向阀的导通原理和滑阀式换向阀的换向原理

2.重点掌握换向阀“位”、“通”的概念，各种操纵方式，三位阀的几种主要中位机能及其特点

3．掌握换向阀、单向阀和液控单向阀的应用

4．了解单向阀的主要性能要求；

5．了解换向阀的结构形式、液压卡紧现象 

单向阀作用：

消防泵使液体只能沿一个方向流动，不允许反向倒流。用于泵的出口处，防止系统液压冲击影响不 泵的工作；分割通道，防止管路间的压力相互干扰。

单向阀主要性能：

最小开启压力、压力损失和反向泄漏量

工作原理：单向导通，反向截止

管式单向阀

管式单向阀结构   1,4-阀座  2-锥阀  3-弹簧

主要由阀芯、阀体和弹簧等组成；流体从P1流入时，克服弹簧力推动阀芯，使通道接通，流体从P2流出；当流体从反向流入时，流体的压力和弹簧力将阀芯压紧在阀坐上，流体不能通过。

开启压力0.03-0.05MPa，作背压阀时开启压力0.2-0.6MPa。

1、安装在泵的出口，防止压力冲击影响泵的正常工作和泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。

2、用来分隔油路以防止高低压干扰。

3、与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。

4、安装在执行元件的回油路上，作背压阀。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为 0.3～0.5MPa。

液控单向阀的工作理：

通入控制压力油后即允许流体双向流动的单向阀；由单向阀和液控装置两部分组成。

当控制口K不通压力油，作用同普通单向阀。 当K口通压力油 ，油液可在两个方向自由流动。当P1=0时反向开启压力（0.4-0. 5）P2

问题：流体反向流动时，P1、P2的压力可能都很高，控制油的压力很大才能顶开阀芯，影响工作可靠性。

解决措施：减小P1腔控制活塞的面积并采用外泄式

换向阀利用阀芯与于阀体之间的相对位置使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变流体流动方向的阀。使执行元件启动、停止、变换运动方向。

对换向阀的主要能要求是：

油路导通时，压力损失要小；

油路断开时，泄漏量要小；

阀芯换位，操纵力要小以及换向平稳

换向阀工作原理：

如图所示，三位四通换向阀有三个工作位置四个通路口。三个工作位置就是滑阀在中间以及滑阀移到左、右两端是的位置，四个通路孔既压力油口P、回油口O和通往执行元件两端的油口A和B。滑阀相对阀体做轴向移动，改变了位置，各油口的连接关系就改变了，这就是滑阀式换向阀的工作原理。

设计叶片的任务，在于给出符合流动规律的叶片形状，为此，应首先研究液体在叶轮中的运动规律。为了研究液体在叶轮中的流动规律，我们把叶轮内的液流从前盖板到后盖板分成若于层，每层相当于一个流面。液体只沿着每层流动，层与层的液体不相互混杂。这样就把研究叶轮内的流动简化为研究几个流面上的流动问题。每个流面的流动可能不同，但处理问题的方法相同，这样又进一步把研究叶轮的流动，简化为研究一个流面上的流动问题。流面上液体相对运动的轨迹和叶片表面形状一致，即叶片和流面的交线是相对运动流线。两叶片间有很多相对运动流线，假设叶片是无穷多，这些流线的形状都相同，这时只研究每个流面上的一条流线就行了。这条流线就是叶片表面的一条型线。叶片表面和每个流面都有一条交线〔相对运动的流线)，若把几个面和叶片的交线按一定规律〔如进出口在同一轴面上等)串起来，就成为一个叶片的表面，加上厚度则得叶片的两个表面。可见，设计叶片其实就是画相对运动流线。

相对运动流线和给定的叶轮内部流动规律有关，实际上叶轮内的流动是很复杂的。在设计中，对叶轮内的流动作了一系列假设，用具有不同规律的流动，代替叶轮内的复杂的流动，这就是所谓一元、二元和三元理论设计叶片方法的基础。

为说明一元、二元和三元理论。取三个坐标轴:轴面流线方向S，正交线(过水断面与轴面交线)方向n，圆周方向D，如图8-16所示。 

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一元理论假设流动是轴对称的，即每个轴面上的流动均相同。在同一个过水断面上轴面速度均匀分布，因而轴面速度只随轴面流线一个坐标变化。一元理论同样假设流动是轴对称的，但轴面速度沿同一个过水断面不是均匀分布的。这样，轴面速度随轴面流线和过水断面形成线两个坐标而变化。可见，一元理论和二兀理论都是以尤限叶片数假

设为基础。一气元理论是以有限叶片数为基础，假设流动不是轴对称的，梅个轴面的流动各不相同，且沿同一过水断面轴面速度也是不均匀分布的口这样，轴面速度随轴面、轴面流线和过水断面形成线三个坐标而变化。

目前对于离心泵，大都按一元理论设计，但是研究叶轮中的运动规律，采用二元和二元理论的设计方法，是值得探讨的。本章上要介绍一元理论的设计方法。在最后一节中介绍二元理论设计方法概要.

一元理论轴面流线的绘制

在第一章中已提到:轴面流线是流面和轴面的交线，也就是叶片和流面交线的轴面投影。一条轴面流线绕轴线旋转一周形成的回转面是一个流面，所以要分流面，也就是把流道分成儿个小流道。每个小流道通过的流量相等。且通过各小流道的流量△Q从进口到出口不变。流量一定，其流道的宽窄(面积)与其中的速度分布有关。按一元理论，速度沿同个过水断面均匀分布，这样只要把总的过水断面分成3～5个相等的小过水断面即可。

在具体分流线时，可先分进、出日。出口边一般平行轴线‘如果出日边是倾斜的，

可延长一部分流线使出口与轴线平行)，只要大致等分出日边线段即可。对进口边流线