為了克服現(xiàn)有大流量安全閥沖擊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不足，設(shè)計(jì)了一種新型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用以蓄能器為動(dòng)力源的快速加載方式，具有體積小、能耗低、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，能很好的適用于大流量安全閥沖擊性能實(shí)驗(yàn)。本文由上海五岳泵閥制造有限公司轉(zhuǎn)載分享，上海五岳為專業(yè)的安全閥廠家，主要生產(chǎn)各類彈簧式安全閥，先導(dǎo)式安全閥，并終身為使用單位提供相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)支持。?
　　[關(guān)鍵詞]大流量安全閥；沖擊性能；液壓系統(tǒng)?
　　中圖分類號：THl37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009914X（2014）23000501?
　　大流量安全閥是液壓支架最為重要的元件之一，用于限定立柱內(nèi)的最高壓力，能在沖擊地壓發(fā)生時(shí)快速釋放大量的高壓乳化液，從而防止過高壓力對立柱造成的致命性破壞。大流量安全閥在沖擊作用下應(yīng)具有卸載流量大、靈敏度高、穩(wěn)定性好的動(dòng)態(tài)性能，因此對其試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)有較高的要求[1]。然而國內(nèi)針對大流量安全閥沖擊性能試驗(yàn)臺的研究較少，現(xiàn)有的各種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也存在諸多的不足。因此，開展新型大流量安全閥沖擊性能試驗(yàn)臺的研究具有極其重要的意義。?
　　1.現(xiàn)有大流量安全閥動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)系統(tǒng)分析?
　?。?）多泵供液實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)?
　　多泵供液實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理圖如圖1所示，它是利用多臺乳化液泵站向被試安全閥提供穩(wěn)定的壓力和流量，開始流量通過換向閥4卸載，安全閥7前壓力為零，迅速關(guān)閉換向閥，給定被試安全閥階躍的壓力信號，使安全閥開啟溢流。采集安全閥前壓力、流量數(shù)據(jù)，檢測壓力、流量隨時(shí)間的響應(yīng)[2]。泵供液系統(tǒng)體積大，造價(jià)高，消耗功率大，適用于小流量閥的試驗(yàn)。?
　　（2）落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)?
　　落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)通過改變重物質(zhì)量m和沖擊高度h，模擬不同大小的沖擊負(fù)載。但是其體積大，造價(jià)高，沖擊之后負(fù)載迅速消除，持續(xù)時(shí)間短，對數(shù)據(jù)采集要求較高[3]。?
　　（3）伺服液壓沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)?
　　伺服加載沖擊試驗(yàn)臺原理如圖2所示：被試安全閥裝于立柱中，通過缸5對立柱進(jìn)行加載，大流量伺服系統(tǒng)控制加載缸的動(dòng)作[4]。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成本高，系統(tǒng)復(fù)雜，且對液壓介質(zhì)要求苛刻，難以應(yīng)用于以乳化液為介質(zhì)的液壓元件試驗(yàn)。?
　　2.新型大流量安全閥沖擊性能試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)?
　　上述分析表明，現(xiàn)有的大流量安全閥沖擊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)存在諸多不足，為此，本文提出一種適合大流量安全閥沖擊性能測試的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)原理圖如圖3所示，該系統(tǒng)主要由油泵站1、蓄能器群5、插裝閥組7、增壓缸12、被試安全閥15、換向閥3、乳化液泵站13等液壓元件、儀表及管路組成。泵站1為系統(tǒng)提供壓力油，經(jīng)蓄能器組5積聚能量，沖擊試驗(yàn)時(shí)插裝閥組7迅速打開，推動(dòng)增壓缸12，為被試安全閥15提供高壓大流量乳化液，乳化液泵站13用來推動(dòng)增壓缸回程及為安全閥提供一定的背壓。該系統(tǒng)以蓄能器為動(dòng)力源，可為系統(tǒng)提供短時(shí)大流量的高壓液體，為被試安全閥提供近似階躍的壓力和流量，模擬液壓支架在頂板來壓時(shí)所受沖擊載荷的工況。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能介紹如下。?
　?。?）大流量安全閥開啟壓力的測定?
　　大流量安全閥的開啟壓力pk是指安全閥開始溢流的最低壓力。試驗(yàn)時(shí)，關(guān)閉截止閥4.1、4.2、4.3，大流量開關(guān)閥7關(guān)閉，截止閥4.4打開，調(diào)節(jié)泵站1溢流閥壓力使之緩慢上升，當(dāng)增壓缸12活塞桿開始緩慢移動(dòng)時(shí)，此時(shí)壓力傳感器10.2的示數(shù)即為安全閥的開啟壓力。?
　?。?）沖擊試驗(yàn)過程?
　　大流量安全閥的沖擊試驗(yàn)可分為三個(gè)階段：充液階段、沖擊加載階段和沖擊油缸回程階段。充液階段：換向閥3.1、3.2、大流量開關(guān)閥7處于圖示位置，均為閉合狀態(tài)，增壓缸12活塞位于最左端；乳化液泵站1向蓄能器5充液。沖擊加載階段：當(dāng)蓄能器達(dá)到預(yù)設(shè)充液壓力p2后，油泵站溢流閥溢流。然后乳化液泵站13對被試安全閥15進(jìn)行預(yù)加壓，使缸12右端壓力為被試安全閥15額定壓力的60%。大流量開關(guān)閥電磁閥7.5得電，插裝閥7.3關(guān)閉；然后電磁閥7.4得電，插裝閥7.2打開，主插裝閥7.1上端壓力降低，主閥芯開啟快速通流；經(jīng)增壓缸右腔12右端形成高壓，被試安全閥15開啟溢流。蓄能器壓力隨著液體的排出而降低，當(dāng)降至壓力p1時(shí)，安全閥15關(guān)閉；電磁閥7.4失電，插裝閥7.2關(guān)閉，電磁閥7.5得電，插裝閥7.3打開；主插裝閥7.1閉合，沖擊過程結(jié)束。記錄壓力傳感器10.2所示壓力p、位移傳感器14所示位移s，則安全閥流量（其中A為液壓缸12無桿腔面積），得到壓力、流量隨時(shí)間的變化曲線。沖擊油缸回程階段：大流量開關(guān)閥7關(guān)閉；換向閥3.1通電，液控單向閥4打開；同時(shí)換向閥3.3通電，乳化液推動(dòng)油缸左移，到達(dá)起始位置。?
　　液控單向閥4、單向閥2.2用于防止液體倒流及保護(hù)其它元件免受高壓沖擊破壞；插裝閥8及安全閥9用于保護(hù)系統(tǒng)；電磁閥7.7用于試驗(yàn)完成后釋放系統(tǒng)的壓力。?
　　3.結(jié)論?
　　在分析現(xiàn)有大流量安全閥動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了一種以蓄能器為動(dòng)力源的新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。對該系統(tǒng)的組成、功能及工作過程進(jìn)行了論述。于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相比，該新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有體積小、能耗小、造價(jià)低及流量適應(yīng)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。（完）