单向阀和液控单向阀

出处：按学科分类—工业技术北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2436页（3977字）

1．1．1 单向阀

单向阀的工作原理见图7．6－1。图中a)为钢球式单向阀，b)为锥阀式单向阀。单向阀的功能是只允许油液向一个方向流动，而不许反向流动。从A腔进入的油作用在钢球或锥阀上，当A腔压力足够大时，便克服钢球或锥阀的各种阻力。使钢球或锥阀抬起，油从A腔进入B腔，此时的流动称正向流动。当压力油从B腔进入单向阀时，在弹簧力和B腔油压的作用下，钢球或锥阀阀芯被紧压在阀座上，压力油不能从B腔进入A腔。目前使用较多的是锥阀式。虽然钢球式单向阀的结构简单，制造方便，但密封性较差，不能承受过高的反向压力(B腔压力)，故只用于低压、小流量的场合。

图7．6－1 单向阀工作原理

a)钢球式 b)锥阀式

单向阀的常用结构有直通式和直角式两种，见图7．6－2和7．6－3。直通式管式连接单向阀的进油口和出油口可通过管接头直接与管路连接，比较方便。但如果阀的通径很大，阀体较重，或阀的数量较多时，则应采用直角式板式连接阀。这种阀的油流经过阀芯和阀座形成的工作缝隙后，折转90°，再折转90°才从阀体流出。阀的整体固定在油路板、油路块或集成块的基体上，进、出油口和阀体相应的油孔相通。板式连接阀的阀体有可靠的支承，当阀件较多时，反而可比管式连接容易装拆，且油路布局便于简化。

图7．6－2 直通式单向阀(管式连接)

1－阀体；2－锥阀；3－弹簧；4、5－挡圈

图7．6－3 直角式单向阀(板式连接)

1－阀体；2－阀座；3－阀芯；4－弹簧；5－顶盖；6－密封圈

单向阀的符号见图7．6－4，其中图a)是指有独立壳体的单向阀；图b)所示为单向元件，它和其它阀共用一个阀体组成复合阀，如单向顺序阀、单向节流阀等。

图7．6－4 单向阀符号

a)单向阀 b)单向元件

单向阀的应用通常有如下几方面：在泵出口处设单向阀，以防止停泵时油从系统倒灌(参见图7．6－5a单向阀5)；在缸或液压马达的回油路设置单向阀，产生一定压力(称为背压)，可使液压马达和缸减少冲击和防止空气侵入，但此时应将单向阀的弹簧更换成较硬的弹簧；在单向节流阀、单向顺序阀和单向减压阀等组合阀中，作为旁路阀使用。此外，利用单向阀将油路隔开，可防止油路互相干扰。其应用实例见图7．6－5。在图a)中，从泵排出的油，一路经单向阀2、换向阀4到水平缸；另一路油经单向阀1、换向阀3到垂直缸。如果水平缸正在保压，而垂直缸的负载又甚小，若无单向阀2，当换向阀3换向时，将导致水平缸压力下降。同理，换向阀3的“O”型机能和单向阀1的作用，不论水平缸的负载大小，均可使垂直缸保压，单向阀1的作用是使垂直缸保压更加可靠，这样，当两缸中有一个保压时，另一缸可自由运动而不互相影响。又如图b)，泵1是低压泵，泵2是高压泵。当系统压力较低时，泵1排出的油经单向阀和泵2排出的油合流后进入系统。若系统压力高于某一定值，卸荷阀3打开，泵1卸荷，此时单向阀将高压油路和低压油路隔断，高压油路仍可维持高压。4为溢流阀，用以调定泵2的压力。

图7．6－5 利用单向阀防止互相干扰的油路

1．1．2 液控单向阀

液控单向阀的工作原理见图7．6－6。油流从A腔流向B腔是正向流动，和普通单向阀无异，不需加任何控制。若需油流反向流动，从油口K施加一定的油压，推动芯杆上移，将阀芯推开，即可实现反向流油。液控单向阀的控制压力，约为主油路压力的30%左有。

图7．6－6 液控单向阀工作原理

液控单向阀控制油的泄漏方式，有内泄式和外泄式两种，其符号见图7．6－7。在反向导通时，若下游油口无背压，可用内泄式；如果有背压，则需用外泄式，以便降低控制油的压力。所谓内泄式，即阀中泄漏的油可经阀体内部流到阀的下游口，泄油的压力希望为零，下游无背压。若阀的下游有背压，泄油仍回到阀的下游口则具有一定压力，此时需设单独的泄油管，从壳体外将泄漏的油引回油箱，此种泄油方式称为外泄式。

图7．6－7 液控单向阀的符号

a)内泄式 b)外泄式

液控单向阀可作液压缸的保压阀，也可作立式缸的平衡阀(支承阀，见表7．8－5)；用两个液控单向阀，能可靠地使液压缸双向闭锁(参见表7．8－13)，图7．6－8所示是液控单向阀作二通开关阀用，其作用和二位二通阀相同。如图a)中，当立式缸的活塞需快速下行时，可将液控单向阀开启，使立式缸下腔中的油快速流回油箱，此时活塞下行的速度可比用换向阀单独回油时为高。在图b)中，若液控单向阀关闭，缸的活塞左行时只能经节流阀回油，速度较低。液控单向阀开启后，缸左腔的油可快速回油箱，液压缸的活塞快速左行。图7．6－9所示是液控单向阀组作换向阀用，该阀组所起的作用相当于图中所示的三位三通阀。在图a)中，只有液控单向阀1反向导通时，压力油经液控单向阀1、3进入柱塞缸下腔，柱塞上行。若只有液控单向阀2反向导通时，柱塞缸下腔通油箱，柱塞靠自重下行。当液控单向阀1、2均反向导通时，则压力油直接回油箱，泵可卸荷。在图b)中，缸两腔闭锁(阀1、3、2、5、6、4闭锁)；活塞靠自重下行(阀5反向导通，活塞下行，部分油回油箱，部分油经阀2回到缸上腔补油，其余阀关闭)；活塞快速下行(阀1、5反向导通，其余阀关闭，此时尚可进行加压和保压)；活塞上行(阀2、4反向导通)；泵卸荷(阀1、2或阀4、5反向导通)。可见，阀组不仅起到换向阀的作用，使缸的活塞可上行或下行，而且起到换向阀不具备的充液、保压、支承活塞自重以及卸荷等多种功能。