比例平衡阀及应用
传统的平衡回路如图72所示，如使重物下降，必须让换向阀处于右位，只有当阀C口的压力达到它的开启压力，B口才能流向A口，于是重物开始下降。传统的平衡控制阀在使用过程中存在两个弊端：一是采用圆柱面间隙密封，因有泄漏不能保证重物长时间停留在某一位置上，二是无阻尼和节流口流量特性不佳，会造成震动。并且在重物下降的过程中由于重力力矩的增大以及活塞杆举力力矩的减小，造成B口压力越来越大，重物有加速下降的趋势。
Bucher公司新平衡阀如图73所示，阀套固定，主阀芯在阀套内运动，先导阀芯在主阀芯内运动，补偿阻尼可根据实际工况取舍，主阀口为开有均布沟槽的锥形阀口。
1活塞 2阀座 3推杆 4阀套 5弹簧座 6调节垫圈 7螺堵 8补偿液阻 9主阀芯 10先导阀芯
它有三种工作状态：
1)保持状态
保持状态如图74所示，处于此种状态时，先导油口X无压力油，由于负载的作用，B口充满压力油，此时先导阀芯两侧容腔也充满压力油(通过阻尼孔R1和Rx)，由于先导阀芯和主阀芯之间以及主阀芯和阀座之间都为锥面密封，这样就实现了负载的无泄漏保持状态。
3)下降状态
下降状态如图76所示，处于此种状态时，A口回油，先导压力作用于活塞上。由于左边压力-弹簧的作用(右边复位弹簧刚度非常小，故忽略)，先导压力转换成对应的推杆向右运动一定的位移，也即先导阀芯的位移，这样阻尼孔Rx减小，Ry增大，故先导阀芯左右腔压力px和py都减少。对于主阀芯，由于px和py减少，当它们对主阀芯的作用力（向左）[0.25π(D12-D32)]px+[0.25π(D32-D42)]py小于负载压力对主阀芯的作用力（向右）[0.25π(D12-D22)]pB时，主阀芯向右运动，这时Rx增大，Ry减小，故先导阀芯左右腔压力Px和Py都增大，当它们对主阀芯的作用力增大到与负载压力对主阀芯的作用力相等时，主阀芯停止运动，可以看出主阀芯是跟随先导阀芯运动的(在最终绝对位移上有一个静差，如图76所示)。这时，对应一定的先导控制压力，主阀芯有了一个对应的开口，从而实现压力油从B到A的流动。不同的先导压力有不同的开口大小，从而实现的下降速度的比例控制。
下降的过程中，根据不同的工况（譬如负载越来越大），可以通过不同的补偿液阻的选取来补偿由于负载压力增大而造成的加速，原理如下：负载压力的增大，导致先导阀芯右侧容腔压力px增大，主阀芯动平衡被打破，从而向左运动，这时Rx减小，Ry增大，故px和py都减少，主阀芯停止向左运动，这时主阀口开度减小，流量就有可能减小。当存在补偿液阻，由于液阻的作用，px减少不显著；同时px的作用面积更大(外环面积)，故主阀芯向左运动的位移就要比没有液阻时大，这样就可能实现过补偿控制。
从平衡阀的工作原理可以看出，此种平衡阀在提升时与普通的平衡阀是相同的压力油从A口自由流动到B口。但是保持状态时能实现无泄漏，并且下降时可以实现下降速度的比例控制。如果加装了补偿液阻，还能实现补偿控制，这对下降过程中负载变大的机构非常有用。
此平衡阀在下降过程中，必须提供先导比例压力控制油。
此平衡阀适用与港口、船舶起重设备、隧道掘进设备以及移动设备等。
注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授，020-82333916