高壓水切割機(jī)設(shè)備的安全、卸荷、控制離不開各種型式的閥，本章詳細(xì)討論這些閥的作用、原理和結(jié)構(gòu)。
這些閥的共性就是承壓件均采用高強(qiáng)度金屬材料。它們的閥芯大多采用線接觸錐閥（針閥），根據(jù)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(xí)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(shè)備全部配備，應(yīng)該根據(jù)機(jī)組作業(yè)的需要和各種閥的功能搭配選用。
安全閥的作用是安全報(bào)警，即當(dāng)機(jī)組溢流閥或其他因素出現(xiàn)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(shí)，高壓液體就會(huì)克服安全閥彈簧的預(yù)壓力，打開閥芯，報(bào)警降壓“1。可見，這是系統(tǒng)安全的最后一道防線，只是為了預(yù)防意外而設(shè)置。安全閥一經(jīng)安裝調(diào)試好（即保證在預(yù)定壓力范圍靈敏起跳），就要求鉛封不得再動(dòng)。安全閥一般布置在泵的排出端或排出管路。如果采用強(qiáng)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(shè)計(jì)原則是彈簧預(yù)壓力與閥芯起跳壓力下限相平衡，即當(dāng)作用在閥芯表面的液力達(dá)到其起跳壓力下限，則克服作用在閥芯上的彈簧預(yù)壓力，使閥芯起跳卸荷。典型的彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)，這里講究閥座孔與彈簧力的對(duì)應(yīng)。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(gè)優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)接觸。同時(shí)，要注意閥芯和彈簧的導(dǎo)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(huì)多次起跳一關(guān)閉一起跳，這就是報(bào)警，此時(shí)須立即停機(jī)。兩種彈簧式安全閥實(shí)例。其共同特點(diǎn)是錐閥閥芯與閥桿之間以鋼珠連接，以利閥芯對(duì)中；另外，彈簧預(yù)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(duì)于大參數(shù)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(shè)計(jì)一導(dǎo)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(shí)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(qiáng)制型，這種安全溢流閥。其工作原理是預(yù)壓力由油壓或氣壓通過杠桿機(jī)構(gòu)作用在閥芯上。顯然，當(dāng)降低油壓或氣壓，閥芯則開啟全部溢流；而當(dāng)機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)意外（如噴嘴遇堵），突然超載，油壓和氣壓是個(gè)常量，閥芯也會(huì)克服該作用力而起跳溢流。這種強(qiáng)制型安全溢流閥運(yùn)行很可靠，缺點(diǎn)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(duì)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(shè)計(jì)精度的制約），這樣就必須采用強(qiáng)制型安全溢流閥。
盡管安全閥與溢流閥有很大程度的結(jié)構(gòu)一致性，但安全閥一經(jīng)壓力預(yù)置后則鉛封不得再調(diào)節(jié)，而溢流閥的壓力則隨作業(yè)要求設(shè)定或改變。因此，安全閥盡管“閑置”，卻是高壓水射流設(shè)備必不可少的。
高壓水射流設(shè)備可在額定壓力以下的任意壓力運(yùn)行，調(diào)節(jié)這一運(yùn)行的機(jī)構(gòu)叫調(diào)壓閥。因?yàn)榉苍陬~定壓力以下運(yùn)行都要伴隨溢流（即偏離額定工況點(diǎn)，溢出多余的流量），所以調(diào)壓與溢流同時(shí)發(fā)生；而當(dāng)在常壓下運(yùn)行時(shí)，流量全部溢流，沒有壓力負(fù)荷，這一作用則稱之為卸荷。調(diào)壓閥也可以設(shè)計(jì)成以卸荷為目的的閥。
調(diào)壓指在額定調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，借助改變彈簧對(duì)閥芯的預(yù)置壓力，改變機(jī)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(shí)泵則在常壓下運(yùn)行，亦即卸荷。因此，調(diào)壓引發(fā)的2種結(jié)果——部分溢流或卸荷，總會(huì)出現(xiàn)一種。調(diào)壓溢流閥是最常用的一種，它連接在泵的排出端。
彈簧式調(diào)壓溢流閥。這種閥的典型特征是三通型式，即進(jìn)水、出水與旁通。正常工作狀態(tài)，彈簧力的作用使溢流閥芯關(guān)閉高壓水排出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)；當(dāng)因某種意外（如關(guān)閉執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(yù)置力開啟溢流閥芯，閥芯開啟的同時(shí)又加大了彈簧的反作用力，形成全部溢流。在排出端設(shè)置一單向閥，其作用一是保證關(guān)閉執(zhí)行機(jī)構(gòu)的水錘現(xiàn)象反饋至彈簧；二是再打開執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，回流腔卸壓，彈簧力使溢流閥芯再度關(guān)閉，同時(shí)在前后壓差作用下單向閥打開，使機(jī)組正常作業(yè)。以反饋回流來改變彈簧力對(duì)溢流閥芯的關(guān)閉平衡現(xiàn)象，是溢流閥的設(shè)計(jì)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(yù)壓彈簧起安全閥作用，強(qiáng)制卸荷起旁通溢流閥作用；二是通過旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓力，即起調(diào)壓作用。
如果將彈簧力由手柄控制，則手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)用于調(diào)壓，手柄的上下?lián)u動(dòng)用于預(yù)置壓力和卸荷。這種強(qiáng)制卸荷的方法在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)尤為必要。這樣，該閥即可以自動(dòng)溢流，又可以強(qiáng)制溢流。圖5-8所示為調(diào)壓閥溢流和工作的兩種情況。當(dāng)排出口為高壓腔（噴槍關(guān)閉），液體壓力使閥芯關(guān)閉并克服彈簧力和小閥芯受力，打開小閥芯溢流；當(dāng)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(shí)小閥芯關(guān)閉，溢流閥處于連通工作狀態(tài)。這里設(shè)置兩個(gè)閥芯，且大閥芯以小閥桿為導(dǎo)向，非常巧妙。調(diào)壓溢流閥的特點(diǎn)是借助先導(dǎo)閥間接調(diào)節(jié)溢流閥閥芯受力，保證溢流閥自動(dòng)靈敏啟閉。
該閥的工作原理是：在泵的高壓水進(jìn)入噴槍的同時(shí)，經(jīng)過溢流閥閥芯中間節(jié)流孔進(jìn)閥芯背腔亦即先導(dǎo)閥腔。高壓回流加強(qiáng)了彈簧力對(duì)溢流閥閥芯的密封壓力。當(dāng)減小先導(dǎo)閥彈簧力，高壓水將打開先導(dǎo)閥，回流至低壓腔卸荷，同時(shí)溢流閥因背壓失去而打開，全部高壓水基本上均經(jīng)此通道溢流，泵也就空載運(yùn)行；反之，當(dāng)增加先導(dǎo)閥彈簧力，又重新建立溢流閥背壓保證其關(guān)閥，高壓水直接至噴嘴形成射流。必須注意水切割機(jī)閥芯節(jié)流孔的設(shè)計(jì)。
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