(CollegeofElectricalandMechanicalEngineering
GuangdongUniversityofTechnology Guangzhou510006 China)
Thisarticleintroducestheworkmechanismofhydraulicoperatedcheckvalve,categoryandcautionsabouthowtouseit,and
alsogivessomeexamplesofhowtooperateitappropriatelytoavoidaccidents.Furthermore,thefaultsanditscausesandsolutions
ofhydraulicoperatedcheckvalveareenumerated.Itwillbesignificanttomastertheusingofhydraulicoperatedcheck
valvecorrectly,itsfunctionrulesandmaintenance,whichwilldogoodtoimprovethehydraulicsystemandavoidaccidents
andmakeitmoreeffective.
hydraulicoperatedcheckvalve;application;faultobviation
0 前言
液控单向阀是一种反向开启可控的单向阀 这类
阀在冶金设备中应用较为广泛 由于其结构与原理的
特殊性 生产现场因液控单向阀使用不当导致的故障
经常发生
1 液控单向阀结构与工作原理
液控单向阀结构如图 1 所示 当控制油口不通压
力油时 油液只能从 PA PB 当控制油口通压力油时
正 反向的油液均可自由通过 当油液反向流动时 阀
芯的受力平衡表达式为
K K- A K- KM= B - A = s+ s+ (1)
式中 K 控制油压力 单位为 N
A 反向出油腔油液压力 单位为 N
B 反向进油腔油液压力 单位为 N
KM 控制活塞摩擦阻力 单位为 N
M 锥阀芯总摩擦阻力 单位为 N
s 弹簧作用力 单位为 N
阀芯重量 单位为 N
K 控制活塞面积 单位为 m2
阀座口面积 单位为 m2
当略去控制活塞和锥阀芯的摩擦阻力时 则控制
油压力为
K=[( B- A) + s+ ]/ K+ A (2)

该值是保证油液反向流动的控制油压力 若阀口
关闭 油液反向流动停止 则出油腔压力
根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和
外泄式 内泄式也就是图 所示的简式液控单向阀 外
泄式液控单向阀如图 所示 这种外泄式液控单向阀
反向出油腔压力 只作用在控制活塞的上端 与图
结构相比 作用面积要小得多 同时 反向出油腔压力
油和控制压力油泄漏到控制活塞上下段之间的容腔
内 可通过外泄口直接引到阀体外 以避免由于泄漏油
的聚积影响控制活塞的向上运动 故称为外泄式液控
单向阀 复式结构液控单向阀如图 所示 单向阀芯内
装有卸载小阀芯 控制活塞上行时先顶开小阀芯使主
油路卸压 再顶开单向阀阀芯 其控制压力仅为工作压
力的 没有卸载小阀芯的液控单向阀的控制压力
为工作压力的
图 简式液控单向阀图 外泄式液控单向阀
图 复式液控单向阀
液控单向阀的应用
液控单向阀因泄漏量少 闭锁性能好 工作可靠而
广泛运用在冶金液压系统中 如炼铁厂泥炮回转液压
装置 电炉电极升降回路 电炉料篮车悬挂液压回路
等 轧机与卷取机液压系统更是大量使用液控单向阀
如图 所示为液控单向阀在某轧机活套液压回路的应
用
图 液压活套系统
液控单向阀具体应用场合如下
保持压力
滑阀式换向阀都有间隙泄漏现象 只能短时间保
压 当有保压要求时 可在油路上加一个液控单向阀
利用锥阀关闭的严密性 使油路长时间保压
液压缸的 支承
在立式液压缸中 由于滑阀和管的泄漏 在活塞和
活塞杆的重力下 可能引起活塞和活塞杆下滑 将液控
单向阀接于液压缸下腔的油路 则可防止液压缸活塞
和滑块等活动部分下滑
实现液压缸锁紧
当换向阀处于中位时 两个液控单向阀关闭 可严
密封闭液压缸两腔的油液 这时活塞就不能因外力作
用而产生移动
大流量排油
液压缸两腔的有效工作面积相差很大 在活塞退
回时 液压缸右腔排油量骤然增大 此时若采用小流量
的滑阀 会产生节流作用 限制活塞的后退速度 若加
设液控单向阀 在液压缸活塞后退时 控制压力油将液
控单向阀打开 便可以顺利地将右腔油液排出
作充油阀
立式液压缸的活塞在高速下降过程中 因高压油
和自重的作用 致使下降迅速 产生吸空和负压 必须
增设补油装置 液控单向阀作为充油阀使用 以完成补
油功能
组合成换向阀
在设计液压回路时 有时可将液控单向阀组合成
换向阀使用 例如 用两个液控单向阀和一个单向阀并
联 单向阀居中 则相当于一个三位三通换向阀的换
向回路
需要指出 控制压力油油口不工作时 应使其通回油
箱 否则控制活塞难以复位 单向阀反向不能截止液流HydraulicsPneumatics&Seals/No.4.2009
3 液控单向阀使用注意事项
现场实践证明 液控单向阀在使用维修过程中容
易出现问题 以下是注意事项
(1) 必须保证液控单向阀有足够的控制压力 绝对
不允许控制压力失压 应注意控制压力是否满足反向
开启的要求 如果液控单向阀的控制引自主系统时 则
要分析主系统压力的变化对控制油路压力的影响 以
免出现液控单向阀的误动作
(2) 根据液控单向阀在液压系统中的位置或反向
出油腔后的液流阻力 背压 大小 合理选择液控单向
阀的结构 简式或复式 及泄油方式 内泄或外泄 对
于内泄式液控单向阀来说 当反向油出口压力超过一
定值时 液控部分将失去控制作用 故内泄式液控单向
阀一般用于反向出油腔无背压或背压较小的场合 而
外泄式液控单向阀可用于反向出油腔背压较高的场
合 以降低最小的控制压力 节省控制功率 如图 5 所
示系统若采用内卸式 则柱塞缸将断续下降发出振动
和噪声
图 5 液控单向阀用于反向出油腔背压较高的场合图
当反向进油腔压力较高时 则用带卸荷阀芯的液
控单向阀 此时控制油压力降低为原来的几分之一至
几十分之一 如果选用了外泄式液控单向阀 应注意将
外泄口单独接至油箱如图 6 所示 另外 液压缸无杆腔
与有杆腔之比不能太大 否则会造成液控单向阀打不
开 如图 7 所示 液压缸上下腔作用面积之比大于液控
单向阀的控制腔和单向阀芯的上作用面积之比 若液
压缸的上下腔作用面积比为 4:1 而液控单向阀控制活
塞的作用面积与单向阀芯上部作用面积之比一般为
2.6 3.5 :1 则液控单向阀将永远不能打开 这时 液压
缸将如同一个增压器一样 液压缸下腔严重增压 其压
力为相应工作压力的数倍 以致造成事故 因此一般工
业用液压缸有杆腔作用面积与无杆腔作用面积之比通
常取 3:7 9:10
图 6 外泄式液控单向阀的应用图
图 7 液压缸单面锁紧回路
(3) 用两个液控单向阀或一个双液控单向阀实现
液压缸锁紧的液压系统中 应注意选用 Y 型或 H 型中
位机能的换向阀 以保证中位时液控单向阀控制口的压
力能立即释放 单向阀立即关闭 活塞停止 假如采用 O
型或 M 型机能 在换向阀换至中位时 由于液控单向阀
的控制腔压力油被闭死 液控单向阀的控制油路仍存在
压力 使液控单向阀仍处于开启状态 而不能使其立即
关闭 活塞也就不能立即停止 产生窜动现象 直至由换
向阀的内泄漏使控制腔泄压后 液控单向阀才能关闭
影响其锁紧精度 但选用 H 型中位机能应非常慎重 因
为当液压泵大流量流经排油管时 若遇到排油管道细长
或局部阻塞或其他原因而引起局部摩擦阻力 如装有低
压滤油器或管接头多等 可能使控制活塞所受的控制
压力较高 致使液控单向阀无法关闭而使液压缸发生误
动作 Y 型中位机能就不会形成这种结果
(4) 工作时的流量应与阀的额定流量相匹配
(5) 安装时 不要搞混主油口 控制油口和泄油口
并认清主油口的正 反方向 以免影响液压系统的正常
工作
(6) 带有卸荷阀芯的液控单向阀只适用于反向油
流是一个封闭容腔的情况 如液压缸的一个腔或蓄能
器等 这个封闭容腔的压力只需释放很少的一点流量
即可将压力卸掉 反向油流一般不与一个连续供油的
液压源相通 这是因为卸荷阀芯打开时通流面积很小液压气动与密封
油速很高 压力损失很大 再加上这时液压源不断供
油 将会导致反向压力降不下来 需要很大的液控压力
才能使液控单向阀主阀芯打开 如果这时控制管道的
油压较小 就会出现打不开液控单向阀的故障
如图 所示系统液控单向阀不能单独用于平
衡回路 否则活塞下降时 由于运动部件的自重使活塞
的下降速度超过了由进油量设定的速度 致使缸 上
腔出现真空 液控单向阀 的控制油压过低 单向阀关
闭 活塞运动停止 直至液压缸上腔压力重新建立起来
后 单向阀又被打开 活塞又开始下降 如此重复即产
生爬行或抖动现象 出现振动和噪声 在无杆腔油口与
液控单向阀 之间串联一单向节流阀 系统构成了回
油节流调速回路 这样既不致因活塞的自重而下降过
速 又保证了油路有足够的压力 使液控单向阀 保持
开启状态 活塞平稳下降 换向阀 应采用 或 型机
能 若采用 型机能 或 型机能 则由于液控单向
阀控制油不能得到及时卸压 将回路锁紧 使工作机构
出现停位不准 产生窜动现象
图 平衡回路
液压泵 溢流阀 换向阀
液控单向阀 单向节流阀 液压缸
液控单向阀常见故障及诊断与排除
液控单向阀的常见故障及诊断排除方法如表 所示
表 液控单向阀常见故障及诊断与排除方法
结论
理解液控单向阀结构与工作原理 故障规律及维
护知识 掌握正确的使用方法 对改善液压系统 减少
事故产生 提高维护液压系统效率有重要意义