高壓水切割機設備的安全、卸荷、控制離不開各種型式的閥，本章詳細討論這些閥的作用、原理和結構。
這些閥的共性就是承壓件均采用高強度金屬材料。它們的閥芯大多采用線接觸錐閥（針閥），根據壓力其閥芯、閥座的熱處理硬度大多為40-55HRC（高壓）或50-55HRC（超高壓），習慣上閥芯硬度高于閥座硬度，這樣便于閥組的線研磨。
下述這些閥并非一套高壓水射流設備全部配備，應該根據機組作業的需要和各種閥的功能搭配選用。
安全閥的作用是安全報警，即當機組溢流閥或其他因素出現意外，泵的壓力超過排出壓力的1. 10 -1. 25倍（高壓）或1. 08-1.10倍（超高壓）時，高壓液體就會克服安全閥彈簧的預壓力，打開閥芯，報警降壓“1。可見，這是系統安全的最后一道防線，只是為了預防意外而設置。安全閥一經安裝調試好（即保證在預定壓力范圍靈敏起跳），就要求鉛封不得再動。安全閥一般布置在泵的排出端或排出管路。如果采用強制型溢流閥，非常可靠，也可考慮合二而一。
安全閥大多為彈簧閥，其設計原則是彈簧預壓力與閥芯起跳壓力下限相平衡，即當作用在閥芯表面的液力達到其起跳壓力下限，則克服作用在閥芯上的彈簧預壓力，使閥芯起跳卸荷。典型的彈簧式安全閥結構，這里講究閥座孔與彈簧力的對應。由于高壓、超高壓的壓力變化梯度較大，彈簧多選用承載力大且尺寸小的蝶簧，它還有一個優點就是工作性能曲線斜率較大，即較小的變形就能反映較大的壓力變化。閥芯多采用錐閥。為了保證閥芯液力敏感傳至彈簧，在閥座與彈簧座間置一鋼珠點接觸。同時，要注意閥芯和彈簧的導向，避免彈簧卡阻失效。閥芯起跳瞬間即降壓，由于彈簧作用，閥芯會多次起跳一關閉一起跳，這就是報警，此時須立即停機。兩種彈簧式安全閥實例。其共同特點是錐閥閥芯與閥桿之間以鋼珠連接，以利閥芯對中；另外，彈簧預載均采用螺柱施力，然后在上端以螺母鎖定。密封圈材料為氟橡膠。
對于大參數工況的閥，僅靠彈簧往往難以平衡閥芯液力，則在閥芯下部設計一導桿，極大地減小閥芯承受液力的面積，從而減小了彈簧所承受的液力，也就減小了彈簧的尺寸。安全閥可以平置也可以豎置，豎置時與閥芯起跳方向一致，也少占空間。
將安全與溢流作用合二而一的閥多采用強制型，這種安全溢流閥。其工作原理是預壓力由油壓或氣壓通過杠桿機構作用在閥芯上。顯然，當降低油壓或氣壓，閥芯則開啟全部溢流；而當機組運行出現意外（如噴嘴遇堵），突然超載，油壓和氣壓是個常量，閥芯也會克服該作用力而起跳溢流。這種強制型安全溢流閥運行很可靠，缺點是需要另加油壓或氣壓。另外，安全閥的偶爾使用和溢流閥的頻繁使用也是一對矛盾。盡管如此，超高壓工況不宜采用彈簧閥（因受彈簧制造精度與設計精度的制約），這樣就必須采用強制型安全溢流閥。
盡管安全閥與溢流閥有很大程度的結構一致性，但安全閥一經壓力預置后則鉛封不得再調節，而溢流閥的壓力則隨作業要求設定或改變。因此，安全閥盡管“閑置”，卻是高壓水射流設備必不可少的。
高壓水射流設備可在額定壓力以下的任意壓力運行，調節這一運行的機構叫調壓閥。因為凡在額定壓力以下運行都要伴隨溢流（即偏離額定工況點，溢出多余的流量），所以調壓與溢流同時發生；而當在常壓下運行時，流量全部溢流，沒有壓力負荷，這一作用則稱之為卸荷。調壓閥也可以設計成以卸荷為目的的閥。
調壓指在額定調節范圍內，借助改變彈簧對閥芯的預置壓力，改變機組的排出壓力；溢流指閥芯開啟后液體的部分旁通或全部旁通，全部旁通時泵則在常壓下運行，亦即卸荷。因此，調壓引發的2種結果——部分溢流或卸荷，總會出現一種。調壓溢流閥是最常用的一種，它連接在泵的排出端。
彈簧式調壓溢流閥。這種閥的典型特征是三通型式，即進水、出水與旁通。正常工作狀態，彈簧力的作用使溢流閥芯關閉高壓水排出至執行機構；當因某種意外（如關閉執行機構或噴嘴堵住等），自排出端回流的液體壓力隨之上升，該液力直接作用在彈簧上，將克服彈簧預置力開啟溢流閥芯，閥芯開啟的同時又加大了彈簧的反作用力，形成全部溢流。在排出端設置一單向閥，其作用一是保證關閉執行機構的水錘現象反饋至彈簧；二是再打開執行機構時，回流腔卸壓，彈簧力使溢流閥芯再度關閉，同時在前后壓差作用下單向閥打開，使機組正常作業。以反饋回流來改變彈簧力對溢流閥芯的關閉平衡現象，是溢流閥的設計特征。
原理上的一種變形，單向閥為一球閥，所不同的是附加杠桿手柄。其作用有二：一是預壓彈簧起安全閥作用，強制卸荷起旁通溢流閥作用；二是通過旋轉，調節彈簧的預壓力，即起調壓作用。
如果將彈簧力由手柄控制，則手柄的轉動用于調壓，手柄的上下搖動用于預置壓力和卸荷。這種強制卸荷的方法在機組啟動時尤為必要。這樣，該閥即可以自動溢流，又可以強制溢流。圖5-8所示為調壓閥溢流和工作的兩種情況。當排出口為高壓腔（噴槍關閉），液體壓力使閥芯關閉并克服彈簧力和小閥芯受力，打開小閥芯溢流；當排出口為低壓腔（噴槍打開），高壓水又克服并緊彈簧力使閥芯打開。與此同時小閥芯關閉，溢流閥處于連通工作狀態。這里設置兩個閥芯，且大閥芯以小閥桿為導向，非常巧妙。調壓溢流閥的特點是借助先導閥間接調節溢流閥閥芯受力，保證溢流閥自動靈敏啟閉。
該閥的工作原理是：在泵的高壓水進入噴槍的同時，經過溢流閥閥芯中間節流孔進閥芯背腔亦即先導閥腔。高壓回流加強了彈簧力對溢流閥閥芯的密封壓力。當減小先導閥彈簧力，高壓水將打開先導閥，回流至低壓腔卸荷，同時溢流閥因背壓失去而打開，全部高壓水基本上均經此通道溢流，泵也就空載運行；反之，當增加先導閥彈簧力，又重新建立溢流閥背壓保證其關閥，高壓水直接至噴嘴形成射流。必須注意水切割機閥芯節流孔的設計。
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