水刀調(diào)壓溢流閥型式較多,但無論是彈簧閥直接控制還是先導(dǎo)閥間接控制,都注意到利用高壓水的回流來改變溢流閥的工作狀態(tài)。微小型清洗機(jī)的溢流閥都設(shè)計(jì)成簡單的三通式彈簧閥,且不再設(shè)安全閥。
值得注意的是,在清洗作業(yè)中,調(diào)壓溢流閥的閥芯是頻繁起跳的,除了保證閥芯的材料和熱處理硬度以外,研磨適量的閥線、超高壓工況考慮改用環(huán)行平面接觸閥芯都是必要的。為了保證閥組的密封性,設(shè)計(jì)要求研磨后的閥芯與閥座要組合進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn),5min之內(nèi)不得有滲漏。這一要求對(duì)其他高壓閥組同樣適用。彈簧的設(shè)計(jì)原則是其工作高度下的作用力與溢流閥閥芯受液力臨界狀態(tài)的反作用力相平衡。
對(duì)于以超高壓泵為主機(jī)的水切割機(jī)組,為保證其溢流卸荷的可靠性,根據(jù)排出壓力的信號(hào)反饋,微機(jī)控制有源動(dòng)力(氣壓或液壓)強(qiáng)制溢流,溢流閥仍是彈簧閥原理。
一種可調(diào)節(jié)壓力的三通閥,高壓水水平進(jìn)、出,通過開啟閥芯自垂直通道溢流得以調(diào)節(jié)出口的工況。這種型式的閥與彈簧預(yù)置壓力的調(diào)壓閥很相近,所不同的是外力直接控制閥芯開啟。由于閥芯與閥座為金屬對(duì)金屬的錐面密封,在高速水流作用下容易失效,因此錐面的硬度、形狀、精度都是重要的。該閥的進(jìn)、出水管接頭也是錐面密封,且陰錐面(60°)總是比陽錐面(59°)大1°。接頭采用兩個(gè)內(nèi)嵌螺母,既有利于錐管對(duì)中,也可保持連接過程中錐管不轉(zhuǎn)動(dòng)。密封填料上下各有壓環(huán),以防止填料被擠出。該閥要求在手柄旋轉(zhuǎn)的同時(shí),閥芯只做上下運(yùn)動(dòng)而不隨之轉(zhuǎn)動(dòng),為此手柄旋轉(zhuǎn)的套管與填料壓蓋內(nèi)螺紋連接,并緊壓在長長的閥桿止口上。為了達(dá)到同樣的目的,有時(shí)采用鋼珠連接在閥桿和手柄桿之間以減少閥桿尺寸。閥桿的只進(jìn)不轉(zhuǎn)有利于延長閥芯壽命。三通閥的壓力范圍很廣,可從80 -400MPa,甚至還高。閥芯(桿)與閥體材料均為不銹鋼,填料為聚四氟乙烯、氟橡膠等。
控制閥與噴槍的作用相同,都是控制噴嘴出流必不可少的機(jī)構(gòu)。所不同的是控制閥用于清洗內(nèi)表面(管道、容器等),為腳踏控制或其他形式控制;而噴槍用于清洗外表面(包括除銹、切割等),為手持控制。因此,控制閥與噴槍(實(shí)質(zhì)也是控制閥)的工作原理一致。本節(jié)則以產(chǎn)品為主線進(jìn)行討論。
腳踏溢流閥為三通式閥,進(jìn)水與出水直通,控制閥閥芯則為打開第三路作溢流卸荷使用。正常工況下,腳踏板不施力,則閥芯為常閉,高壓水直達(dá)噴嘴;當(dāng)需要停車時(shí),腳踏板施力,打開閥芯,高壓水全部回流水箱。實(shí)質(zhì)上,這也是一種間接控制,類似溢流閥。其缺點(diǎn)是只要開泵,不踩下腳踏閥,噴嘴即出流,這與閥的習(xí)慣啟閉功能不一致。
腳踏控制閥,其特點(diǎn)是閥芯的作用是對(duì)進(jìn)水與出水的截流,也就是非溢流控制。由于清洗機(jī)都配有調(diào)壓溢流閥,因此控制閥僅作截流開關(guān)就很常見。但是,對(duì)高壓大流量的截流開關(guān)并非容易。這是因?yàn)槌叽缢?,液力與彈簧的平衡難以實(shí)現(xiàn)。為了較好地解決這一問題,除了精心設(shè)計(jì)面積差以外,就是采用組合閥。即以小面積針閥與大面積錐閥呈線接觸組合。泵在高壓工況下,錐閥在前后端壓差作用下關(guān)閉,這時(shí)只要以很小的力打開針閥,即可卸去錐閥后端液壓,開啟錐閥;噴嘴節(jié)流形成的液壓使錐閥保持動(dòng)態(tài)平衡,這樣撤去針閥上作用力,在彈簧作用下,針閥又很容易聯(lián)動(dòng)錐閥關(guān)閉。所形成的水錘自調(diào)壓閥卸荷。為結(jié)構(gòu)簡單的腳踏控制閥。實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)單向閥隔開了進(jìn)水與出水,其動(dòng)作就是或者強(qiáng)制打開,或者彈簧回位。由于液力與簧力的匹配并不精確,加之內(nèi)腔尺寸所限,就影響了這種閥在高壓工況下的啟閉靈敏性,但它以其結(jié)構(gòu)簡單占據(jù)一定的應(yīng)用范圍。
為一間接作用的腳踏控制闊。高壓水克服閥簧作用使閥芯處于常開狀態(tài);當(dāng)需要關(guān)閉水射流,則在腳踏板上施力強(qiáng)制打開彈簧預(yù)載球閥,將出流的高壓水引入閥芯背腔,在閥芯兩面面積相等、液力平衡條件下,彈簧力使閥芯關(guān)閉。該閥芯打開期間,閥芯背腔為常
壓。這種間接作用控制閥的特點(diǎn)是小閥控制大閥,水刀腳踏板施力很小便可靈敏控制切斷水射流。