Принцип работы гидравлического клапана

Устройство и принцип работы гидравлических клапанов

Гидроклапан давления (рис.1.1а) состоит из корпуса I, в котором находится золотник 2, поджатый с торца пружиной 4, усилие которой регулируется винтом 5 и имеет полости подвода (Р) и отвода (А,Т), вспомогательные полости (а,б), каналы управления (в,г,д,е,ж,а) и демпферное отверстие (и).

В нижнем нормальном положении золотника 2 полости (Р) и (А, Т) разъединены, если сила давления рабочей жидкости на нижний торец золотника 2 в полости (a) не превышает усилие регулируемой пружины 4 и силу давления рабочей жидкости на верхний торец золотника в полости (б). В случае превышения — золотник 2 перемещается вверх и полость подвода (Р) соединяется через проточку на золотнике с полостью отвода (А,Т).

Такой принцип работы гидроклапана давления в общем случае, однако в зависимости от способа управления, т.е. от того как соединены каналы управления с основными линиями или используются независимо, могут быть четыре способа подключения гидроклапана давления (рис. 1.1 б,в,г,д), имеющие различное функциональное назначение.

Рис.1.1. Общий вид (а) и схема исполнений

(б- первая, в- вторая, г- третья, д- четвертая) гидроклапана давления.

Гидроклапан давления первого исполнения (рис. 1.1б) может применяться в качестве предохранительного или переливного клапана (подсоединен параллельно), а также клапана разности давлений (подсоединен последовательно). При работе гидроклапана давления по схеме первого исполнения рабочая жидкость подводится в полость (Р) и поступает по каналам управления (е,ж,з) и демпферному отверстию (и) во вспомогательную полость (а), в которой создается давление на нижний торец золотника 2. Полость отвода (Т) пре­дохранительных и переливных клапанов соединяется со сливом, а полость (А) клапанов разности давления — с гидросистемой.

При применении гидроклапана давления в качестве предохранительного клапана в объемном гидроприводе с регулируемым насосом через него не проходит в нормальных условиях поток рабочей жидкости. Клапан срабатывает лишь при превышении установленного давления в гидросистеме по каким-либо причинам, например, превышение допустимой нагрузки на цилиндр, остановка на упоре и т.д. В этом случае давление в подводящей гидролинии (Р) возрастает, а следовательно, повышается давление в полости (а) на нижний торец золотника 2. Если усилие от давления на золотник 9 полости (а) превышает усилие регулируемой пружины, золотник перемещается вверх и напорная линия через полости (Р) и (Т) соединяется со сливной линией. Рабочая жидкость под давлением пропускается в бак и давление в напорной линии уменьшается. В результате этого уменьшается давление в полостях (Р) и (а) и при условии, что усилие от давления на нижний торец золотника станет ниже усилия пру­жины на верхний торец, золотник опустится под действием пружины и отсоединит полость (Р) от (Т).

При применении гидроклапана давления в качестве переливного клапана в системах с дроссельным регулированием через него постоянно протекают излишки рабочей жидкости, т.е. он постоянно находится в работе, т.к. дроссель ограничивает поток рабочей жидкости в систему. С помощью гидроклапана давления обеспечивается настройка требуемого давления и поддержание его практически постоянным независимо от изменения нагрузки на цилиндр. Это достигает­ся тем, что золотник 2 под действием усилия от давления на нижний торец находится в равновесии в таком положении, при котором имеется определенных размеров дросселирующая щель через проточку на золотнике из полости (Р) в полость (Т). В случае превышения уста-новленного давления повысится давление на нижний торец золотника,нарушится его равновесие и он будет смещаться вверх, увеличивая размеры дросселирующей щели. При этом увеличивается поток жидкости на слив, в результате чего давление понижается, т.е. восстанавливается, а золотник уравновесится. При понижении давления по сравнению с установленным равновесие золотника также нарушится, но золотник под действием пружины будет перемещаться вниз, размеры дросселирующей щели и поток жидкости на слив уменьшаются и давление восстановится.

При применении гидроклапана давления в качестве клапана разности давлений полость (Р) соединяется с напорной линией, а по­лость (А) — с какой-либо другой гидролинией системы. Так как по­лость (а) нижнего торца золотника соединена с полостью (Р), а полость (б) верхнего торца золотника с полостью (А), то разность давлений в подводящем и отводящем потоках будет определяться усилием регулируемой пружины и поддерживаться постоянной независимо от изменения давленая в гидросистеме.

При применении гидроклапана давления в качестве клапана последовательности используются второе, третье и четвертое исполнения. При работе гидроклапана давления по второй схеме исполнения (рис. 1.1в) в канал (е) устанавливается пробка, а через канал (з) под нижний торец золотника подводится управляющий поток (х). Пропускание потока рабочей жидкости из полости подвода (Р) в полость отвода (А,Т) обеспечивается только при достижении в линии управления (х) соответствующей величины давления, определяемой настройкой регулируемой пружины и величиной давления в отводимом потоке. В этом случае усилие на нижний торец золотника от давления в управляющем потоке превышает усилие пружины и усилие от давления в полости (б) на верхний торец, золотник поднимается и соединяет полости (Р) и (А,Т). При этом обеспечивается поддержание постоянной разности давлений в управляющем (х) и отводимом (А) потоках.

При работе гидроклапена давления по третьей схеме исполне­ния (рис.1.1г) канал (д) заглушается пробкой, а полость (б) над верхним торном золотника соединяется через канал (в) с баком или улравляющим потоком (у). Пропускание потока рабочей жидкости из полости подвода (Р) в полость отвода (А,Т) обеспечивается при достижении в полости подвода заданной величины давленая, определяемой настройкой пружины и давлением в линии управления (у). В атом случае усилие от давления на нижний торец золотника превышает усилие пружины и усилие от давления управляющего потока в полости (б), золотник перемещается и соединяет полости (Р) и (А).

При работе гидроклапана давления по четвертой схеме исполнения (рис1.1 д) каналы (д) и (е) заглушаются пробками, полость (б) над верхним торцом золотника соединяется через канал (в) с баком или управляющим потоком (у), а в полость (а) под нижний торец золотника и канал (з) подается управляющий поток (х). Пропускание потока рабочей жидкости обеспечивается в обоих направлениях при достижении в линиях управляющих потоков (х) и (у) заданной разности давлений, определяемой настройкой пружины. В этом случае усилие от давления в полости (а) управляющего потока (х) превыша-ет усилие пружины и усилие от давления в полости (б) управляющего потока (у), золотник поднимается и соединяются полости (Р) и (А).

Примеры применения гидроклапанов давления в гидросистемах приведены на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Схемы применения в гидросистемах гидроклапанов давления для защиты от перегрузки и блокировки по давлению (а) или по расходу (б) рабочей жидкости

Гидравлические клапаны

Гидравлический клапан (гидроклапан) – специальное устройство, главной функцией которого является регулировка параметров потока жидкости посредством изменения проходного сечения гидроаппарата. Такое изменение осуществляется при помощи изменения положения запорно-регулирующего элемента системы.

Сегодня существует множество классификаций гидравлических клапанов по самым различным параметрам. Наиболее общими классификациями устройств являются.

1. Регулирующие (дросселирующие) гидроклапаны – регулируют движение потока жидкости.
2. Направляющие – их главной задачей является пропускать или останавливать поток жидкости при достижении потоком заданных параметров (давления, разности давлений и пр.).

Помощь в подборе оборудования: +7 (495) 211 03 84

Ваше сообщение было успешно отправлено!

Наши специалисты скоро свяжутся с Вами!

Какие клапаны относятся к каждому типу

1. Предохранительный клапан – поддерживает давление до конкретного уровня, не превышая этого показателя. Находится в работе непостоянно, то есть при нормальном стабильном давлении поток рабочей жидкости через него не проходит. Срабатывает в условиях превышенного давления в гидросистеме (это может случиться, например, при превышении допустимой нагрузки на цилиндр, при остановке на упоре и пр.).

2. Переливной клапан – главная его функция – поддержание давления на входе в клапан на заднем уровне. Такой клапан постоянно находится в работе, то есть через него постоянно протекают излишки рабочей жидкости.

3. Редукционный клапан – он поддерживает давление на постоянном показателе на выходе из клапана.

4. Клапан разности давлений – этот клапан поддерживает постоянную разность между давлениями на входе и выходе из клапана.

5. Клапан соотношения давлений – он поддерживает постоянное соотношение между давлениями на входе и выходе из клапана.

1. Обратный клапан – пропускает поток жидкости только в одном направлении. Срабатывает при любом, даже минимальном повышении давления на выходе, по сравнению с давлением на выходе из клапана. К такому типу клапанов относятся гидрозамки.

2. Клапан последовательности – когда давление на входе в клапан или в отдельном постороннем потоке достигает определенного уровня, этот клапан начинает пропускать поток жидкости.

3. Клапан выдержки времени – пропускает или останавливает поток жидкости через определенный промежуток времени.

Также гидроклапаны делятся по срабатыванию запорно-регулирующего элемента на:

1. Прямого действия – срабатывают под воздействием потока рабочей жидкости.
2. Непрямого действия – срабатывают при помощи вспомогательного промежуточного регулирующего элемента.

Гидроклапаны давления: основные функции

Эти установки используются главным образом для предохранения объемного гидропривода от давления, превышающего норму. Гироклапаны давления поддерживают постоянное давление при помощи следующего процесса: они осуществляют слив рабочей жидкости при дроссельном регулировании. Также такие клапаны поддерживают заданную разницу давления в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости.

Устройство гидравлических клапанов давления и принципы работы

Гидроклапан давления состоит из основного корпуса – в нем находится золотник, с торца он поджат пружиной, ее усилие регулируется отдельным винтом и имеет полости подвода и отвода, а также вспомогательные полости, каналы управления, демпферное отверстие.

Остановимся более подробно на основных типах гидроклапанов.

Гидроклапан предохранительный

Этот тип – трубопроводная арматура прямого действия (то есть работает непосредственно от рабочей среды), главным назначением которой является защита от механического разрушения системы и трубопроводов. Осуществляет такую защиту клапан посредством автоматического выпуска избыточной жидкости, а также паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением выше необходимого. Предохранительный клапан прекращает сброс среды, если давление вернулось к своему нормальному показателю.

Такой тип гидроклапанов устанавливается везде, где возможно повышение давления, особенную актуальность он получил в сфере использования промышленных и бытовых сосудов, которые работают под давлением.

Почему может повыситься давление в гидросистеме

Существует несколько причин такой ситуации, которая может возникать и вследствие внутренних процессов, имеющих место из-за неправильной эксплуатации, и вследствие некоторых сторонних факторов. Основные причины давления выше нормы:

1. Неправильная работа устройства.
2. Передача тепла от сторонних источников.
3. Тепломеханическая схема, которая была собрана неправильно.

Предохранительные гидравлические клапаны подразделяются на несколько видов, в зависимости от определённых факторов.

1. По принципу действия выделяют:

• непрямого действия, или, как их еще называют, импульсные предохранительные устройства – управляются при помощи постороннего источника давления или электроэнергии;
• прямого действия – открываются непосредственно под действием давления рабочей среды.

1. По характеру подъема замыкающего органа:

• модели пропорционального действия (обычно их используют на несжимаемых средах);
• модели двухпозиционного действия.

1. По высоте подъема замыкающего органа:

• малоподъемные;
• среднеподъемные;
• полноподъемные.

1. По виду нагрузки на золотник выделяют:

• грузовые;
• пружинные;
• рычажно-пружинные;
• магнито-пружинные.

1. По типу монтажа:

• трубного монтажа;
• стыкового.

В каких областях применяются гидроклапаны предохранительные

Эти механизмы регулируют давление в гидросистемах, поддерживают постоянное давление (на уровне нормы), предохраняют систему от перегрузки (повышения давления). Используются в гидросистемах станков и стационарных установках.

Гидроклапан редукционный

Такой клапан является автоматическим действующим пневматическим или гидравлическим дросселем. Главная его задача – поддержание постоянного давления на выходе.

Какие бывают редукционные клапаны

Выделяют несколько видов:

1. Прямого действия (работают без внешнего источника энергии).
2. Непрямого действия, то есть те, которые управляются пневмо- или электроприводом.

Где могут применяться редукционные гидроклапаны

Они используются для уменьшения давления в отводимом в гидросистему потоке рабочей жидкости (то есть на выходе) по отношению к давлению потока на входе в клапан. Также редукционные гидроклапаны регулируют сниженное давление, чтобы оно не отходило от нормы. Могут применяться в гидросистемах гидроприводов станков и прочих стационарных установках.

Технические требования к гидроклапанам

1. Все гидроклапаны должны производиться в соответствии с требованиями ГОСТ (ГОСТ 16517-82 и ГОСТ 17411-91) исключительно по рабочим чертежам.
2. Работают клапаны на специальных маслах 14-го класса чистоты жидкостей по ГОСТ 17216-2001. Устанавливаются в гидросистемы, которые снабжены фильтрами с номинальной тонкостью фильтрации, составляющей 25 мкм.
3. Регулировка давления при помощи клапанов должна происходить плавно от заниженного (или превышенного) к определяемому нормой.
4. Давление на регулирующем механизме клапана в случае настройки давления на всем диапазоне не должно превышать 0,4 МПа.

Если у Вас остались вопросы, заполните форму:

Редукционные клапаны

Редукционным называют клапан, предназначенный для уменьшения давления в линии отводимой от основной и поддержания этого давления на постоянном уровне.

Редукционные клапаны используют в случае если от одной линии высокого давления питаются один или несколько потребителей, рассчитанных на меньшее рабочее давление, чем основная линия.

Редукционные клапаны, также, применяются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.

Функции редукционного клапана

Редукционные клапаны позволяют реализовать следующие функции:

• Снижение давления в линии отводимой от основной
• Поддержание давления на постоянном уровне
• Ограничение давления (только для трехлинейных клапанов)

Как работает редукционный клапан

Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.

Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.

Редукционный клапан прямого действия

Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.

Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым.

Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.

Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом, поджимающим пружину.

При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.

При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.

В редукционном клапане прямого действия на золотник с одной стороны воздействует пружина, а с другой — редуцируемое давление. Усилие пружины зависит от степени ее сжатия, то есть от положения золотника, которое, в свою очередь, зависит от расхода на выходе клапана. В связи с этим при увеличении расходе через редукционный клапан прямого действия будет уменьшаться редуцируемое давление.

Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия.

Редукционный клапан непрямого действия

Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.

Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.

Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через постоянный дроссель 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.

Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.

Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.

В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.

Как изображается редукционный клапан на гидросхемах

На гидравлических схемах редукционный клапан показывают в виде квадрата со стрелкой, указывающей направление жидкости, также на схеме показана регулируемая пружина и управление с линии выхода (пунктиром). Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.

Чем редукционный клапан отличается от предохранительного

Редукционные и предохранительные клапаны позволяют регулировать давление, некоторые модели этих устройств производятся в корпусах схожей формы, они регулируется с помощью винта, регулирующего поджатие пружины, их гидравлические схемы состоят из похожих элементов. По этим причинам эти клапаны можно перепутать. Хотя различий у редукционных и предохранительных клапанах гораздо больше, они различаются как по конструкции, принципу действия и назначению.

Пожалуй главным различием является то, что предохранительный клапан управляется давлением на входе (из линии Р), а на золотник редукционного клапана управляющее воздействие оказывает давление на выходе клапана (из линии А). Это отражено и на гидравлической схеме клапана, пунктирная линия управления на схеме редукционного клапана подведена к выходу, а на схеме предохранительного — ко входу.

Функции этих клапанов также различны, клапан предохранительный защищает гидравлическую систему от чрезмерно высоко давления, клапан редукционный снижает давление в линии отводимой от основной и поддерживает давление в этой линии на постоянном уровне.

Статьи по ремонту

ГИДРОКЛАПАНЫ: НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ

Гидроклапаны – это специальные устройства, применяемые для регулирования направления и величины давления жидкости, уменьшения нагрузки на насос.

Достигается это путем изменения положения запорно-регулирующего механизма. Клапан способен полностью закрывать либо открывать сечение, меняя траекторию потока.

Если происходит частичное перекрытие, то траектория потока остается прежней, однако меняется давление и количество проходящей жидкости.

Разновидности гидравлических клапанов

По своему функциональному предназначению клапаны делятся на регулирующие и направляющие. Среди направляющих выделяют:

Жидкость по нему протекает по одной траектории. Устройство дает минимальный уровень сопротивляемости потоку жидкости в необходимом русле и герметичность по выходной траектории.

Существует частная разновидность такого вида клапана под названием гидрозамок. Жидкость протекает по нему по одной траектории, если отсутствует направленное воздействие, и по обеим траекториям, если оно есть. Существуют также и двухсторонние гидрозамки.

Данное устройство срабатывает при достижении заданного давления в конкретном месте потока.

Реле выдержки времени.

Это гидроклапан, в ходе действия которого поток жидкости запускается или останавливается через конкретный отрезок времени.

Такие устройства призваны обеспечить заданную временную выдержку между несколькими повторами активной работы механизмов аппарата.

Среди регулирующих клапанов выделяют:

Он не позволяет достигнуть критического давления в гидропроводе. Подобные запчасти используются в большинстве объемных гидропроводов, их устанавливают близко к насосу либо в отдельных местах гидравлической системы, которые потенциально подвержены высокому давлению.

Клапан функционирует в периодическом режиме. Главный нюанс, на который стоит обращать внимание при покупке предохранительного клапана – надежность, чтобы он смог сработать в нужный момент.

Поскольку возникает необходимость исключения случайного замыкания запорно-регулирующей конструкции, такие гидравлические клапаны оснащены шариковым или конусным запорно-регулирующим механизмом.

Основное предназначение – сохранение необходимого напора на входе в клапан. Это достигается благодаря систематическому частичному сливу потока жидкости. Таким образом, данные устройства функционируют бесперебойно.

Клапан сохраняет необходимый уровень напора в реверсивном течении жидкости. Он все время полностью открыт, т.е. при отключенной гидросистеме запорно-регулирующий аппарат открывается пружиной.

Клапан разности давлений.

Сохраняет необходимую разницу исходящего и входящего напора.

Клапан соотношения давлений.

Сохраняет требуемую пропорцию между входящим и исходящим напором.

Данный тип клапана устанавливает конкретные рамки на величину напора во входящем потоке жидкости. Предохранительный и переливной являются частными разновидностями напорных клапанов.

Еще один распространенный критерий классификации – механизм срабатывания запорно-регулирующего аппарата. Исходя из данного критерия, существуют клапаны:

В ходе действия управляемого потока жидкости на запорно-регулирующий механизм меняется ширина проходного сечения. В итоге клапан включается в работу посредством оказываемого жидкостью напора.

В основе механизма лежат два клапана – главный и дополнительный. При этом, когда рабочая жидкость воздействует на запорно-регулирующий механизм дополнительного клапана, меняется ширина открытия проходного сечения главного.

То есть, клапан срабатывает благодаря оказываемому жидкостью напору на промежуточный элемент.

Назначение и сфера применения гидроклапанов

Гидравлические клапаны используются для разнообразных целей в зависимости от их функционального предназначения – предохранительные, переливные, последовательные, напорные и т.д.

Гидролинии соединяются посредством установки пробок в конкретные клапаны, что и обеспечивает его работу по необходимой схеме.

В таблице ниже приведены основные способы использования некоторых видов клапанов.

Гидросистемы и стационарные установки. Контролирует уровень давления и поддерживает его в заданном интервале, защищает систему от чрезмерных нагрузок.

Гидросистемы гидропроводов оборудования и стационарные установки. Является автоматическим пневмо – или гидродросселем. Сохранят напор в обозначенном интервале на выходе, регулирует пониженное давление.

Трубопроводы, насосы, емкости, где может возникнуть высокое внутреннее давление. Защищает от утечки жидкости из трубопровода при поломке.

Как устроены гидроклапаны и механизм их действия

Гидроклапан состоит из таких элементов как:

золотник (размещен в корпусе);

пружина (она поджимает золотник с торца);

винт (регулирует сопротивляемость пружины);

Если золотник имеет нижнее положение в нормальном состоянии, то полости разъединены. Это достигается за счет того, что напор жидкости на торец золотника в одной полости не превосходит сопротивление контролируемой пружины и напор жидкости на верхний торец золотника в другой.

Если же напор превышен, золотник смещается наверх, после чего подвод соединяется с отводом.

Данная схема функционирования гидроклапана носит обобщенный характер. В соответствии с выбранным методом соединения каналов регулировки с главными линиями (или их независимого использования), можно применять 4 разных метода подсоединения устройства, которые имеют разное функциональное предназначение.

Клапаны, предназначенные для установки в системах с большим напором жидкости, устроены немного по-другому. Они оснащены корпусом с поршневым механизмом, коническим главным и вспомогательным вентилями, служащими для координации спиралевидного механизма, шарика и винта.

Гидроклапан (гидравлический клапан) — это гидроаппарат, предназначенный для регулировки параметров потока жидкости за счет изменения положения запорно-регулирующего элемента под воздействием потока жидкости.

Различают гидроклапаны регулирующие, которые осуществляют регулирование давления рабочей жидкости и гидроклапаны направляющие, которые пропускают или останавливают поток рабочей жидкости при достижении параметрами потока заданных настройками клапана значений.

Гидроклапаны так же различаются по принципу срабатывания запорно-регулирующего элемента:

• прямого действия, срабатывающие непосредственно под воздействием рабочей жидкости.
• непрямого действия, срабатывающие посредством промежуточного регулирующего элемента.

У клапанов прямого и непрямого действия время срабатывания несколько отличается — у клапана непрямого действия время срабатывания больше, чем у клапана прямого действия.

Гидравлические клапана.

Обратные клапаны предназначены для свободного пропускания рабочей жидкости в одном направлении и для перекрытия движения жидкости в обратном направлении. Обратный клапан конструктивно подобен предохранительному клапану с той лишь разницей, что в нем применяется пружина с малым усилием, предназначенная лишь для преодоления сил трения при посадке запорного элемента на седло.

Установка в гидроприводе машины обратного клапана исключает самопроизвольное опускание рабочего оборудования под действием внешней нагрузки, а также при случайном включении гид рораспределителя. Обратные клапаны применяются также: в схемах, состоящих из нескольких насосов, из насоса и гидропневмо-аккумулятора для исключения взаимного влияния при их одновре-менной работе; в блоках фильтрации, устанавливаемых в реверсивных гидролиниях, для обеспечения движения жидкости через фильтр только в одном направлении; в гидроприводах с замкнутой циркуляцией как подпиточные клапаны. Обратные клапаны бывают с шариковыми и конусными запорными элементами.

Обратный клапан с конусным запорным элементом (рис. 5.9) состоит из корпуса 2, конического клапана 3, цилиндрической пружины 4, седла 5 и крышки 1с уплотнительным кольцом 6.

При подводе рабочей жидкости в полость А клапан 3 отходит от седла 5 и обеспечивает движение жидкости в полость Б и далее в гидролинию. При обратном направлении потока рабочей жидкости клапан 3 под действием давления жидкости и усилия пружины плотно прижимается к седлу и перекрывает проход жидкости в полость А.

На корпусах обратных клапанов наносят стрелку, указывающую направление движения рабочей жидкости через клапан. На дорожно-строительной технике наибольшее распространение получили обратные клапаны с условным проходом 16, 20, 25 и 32 мм, параметры которых приведены в табл. 5.6.

Напорным клапаном называют клапан давления, предназначенный для автоматического ограничения давления в подводимом к нему потоке рабочей жидкости. По назначению они подразделяются на предохранительные и переливные.

Предохранительные клапаны служат для предохранения гидроприводов от давлений рабочей жидкости, превышающих установленные. Они относятся к клапанам эпизодического действия. По конструкции запорно-ре-гулирующих элементов предохранительные клапаны подразделяют на шариковые, конические и золотниковые (рис. 5.10).

Принцип работы предохранительного клапана основан на уравновешивании силой пружины силы давления Рдав на запорно-ре гулирующий элемент, определяемой без учета сил трения по формуле

Шариковые предохранительные клапаны применяются для невысоких давлений и малых расходов в системах с резким срабатыванием гидроклапана. Достоинством шариковых клапанов является малая чувствительность к загрязнению рабочей жидкости, а недостатком —вибрация в процессе перепускания жидкости, создающая характерный шум.

Конические гидроклапаны надежнее в эксплуатации, чем шариковые, лучше центрируются в седле, имеют незначительные утечки, но также подвержены вибрации, которая устраняется демпфированием.

Предохранительные клапаны, предназначенные для длительного и частого перепуска рабочей жидкости, чаще делают золотниковыми. Они работают надежно, без вибрации и шума.

В конструктивной схеме предохранительного клапана непрямого действия (рис. 5.11) в корпусе 1 кроме основного конического клапана 2 имеется вспомогательный шариковый клапан 4 с пружиной 5. Для уменьшения усилия пружины 3 основного клапана полость Г соединена через дроссель Б с напорной (входной) полостью Л. Давление настройки клапана 4 регулируется винтом 6. Полость Д каналом Е соединена со сливной (выходной) полостью Ж.

Принцип работы клапана заключается в следующем. На основной клапан 2 действуют сила пружины Рпр и сила давления Р2 в полости Г, которые прижимают клапан 2 к седлу корпуса.

Этот клапан закрыт до тех пор, пока закрыт вспомогательный клапан 4 и выполняется условие Рпр + Р2>Р1. При давлении рабочей жидкости в полости А больше допустимого увеличивается сила Р2 в полости Г. При этом открывается шариковый клапан 4 и рабочая жидкость из полости Г поступает через клапан 4 в полость Д и по каналу Е— в сливную полость Ж. Давление в полости Г уменьшается и под действием силы давления P1 клапан 2 смещается вправо, открывая проход рабочей жидкости в сливную полость Ж. Клапан 2 может разгружаться также дистанционно. Для этого достаточно соединить канал В со сливной линией с помощью вентиля.

Предохранительные клапаны непрямого действия имеют свои параметры, приведенные в табл. 5.7.

Переливные клапаны предназначены для поддержания заданного давления в напорной линии путем непрерывного перепуска рабочей жидкости в сливную линию при резких изменениях нагрузок, т. е. это предохранительный клапан для длительного перепуска рабочей жидкости.

Принцип работы переливного клапана прямого действия (рис. 5.12, а) заключается в следующем. При подводе к клапану рабочей жидкости под давлением, превышающем давление, на которое клапан отрегулирован, золотник 2 под действием разности сил давления рабочей жидкости и пружины перемещается вверх. При этом образуется рабочее проходное сечение (щель) между острыми кромками цилиндрической расточки корпуса и золотника. Чем больше расход рабочей жидкости, поступающей (сливающейся) из напорной линии, тем больше величина открытия клапана. При этом изменение давления в напорной линии пропорционально подъему золотника и жесткости пружины.

В переливном клапане с дифференциальным золотником (рис. 5.12,6) золотник имеет два цилиндрических пояска разных диаметров d1 и d2. Пружина клапана воспринимает давление жидкости на эффективную площадь, равную разности площадей торцов золотника. Использование в клапане дифференциального золотннка, работающего по принципу гидравлического уравновешивания, позволяет уменьшить размеры пружины. Как и предохранительные, переливные клапаны подключают к. напорным линиям параллельно. В сливных линиях переливные клапаны иногда устанавливают последовательно. В этих случаях они выполняют функцию подпорных клапанов.

Редукционным клапаном называют клапан давления, предназначенный для поддержания давления в отводимом от него потоке рабочей жидкости более низкого, чем давление в подводимом потоке. Редукционные клапаны применяют в гидроприводах, в которых от одного источника питаются несколько потребителей, работающих при разных давлениях.

При работе клапана (рис. 5.13) рабочая жидкость под давлением p1 подводится в полость А, а затем дросселируется через рабочее проходное сечение Б клапана. Вследствие этого давление на выходе клапана р2 (редукционное давление) в полости В понижается и поддерживается в заданных пределах. При повышении редукционного давления сверх расчетного золотник 2 клапана автоматически перемещается вправо, сжимая пружину 3. При этом рабочее проходное сечение (дросселирующая щель) Б уменьшится, гидравлическое сопротивление увеличится и давление снизится до расчетного значения. При понижении редукционного давления ниже расчетного значения золотник переместится влево под действием пружины 3. При этом рабочее проходное сечение увеличится, гидравлическое сопротивление уменьшится и давление увеличится до расчетного значения.

Редукционные клапаны с регулятором типа Г52-2 изготовляют ь трех исполнениях по величине давления (без индекса — от 0,3 до 6,3 МПа. с индексом «А» — от 1 до 10 МПа, с индексом «Б» — от 2 до 19 МПа), в двух исполнениях по присоединению (без индекса — резьбовое, с индексом «П» — стыковое), четырех условных проходов (10, 16, 20 и 32 мм).

Тормозные клапаны (табл. 5.8) применяют в приводах механизмов опускания груза кранов, пневмоколесного хода экскаваторов, погрузчиков и других строительных и дорожных машин для исключения противообгонного скоростного режима при действии нагрузок, направление которых совпадает с направлением вращения двигателя.

Тормозной клапан, установленный в линиях управления механизмами подъема (опускания) груза и стрелы и телескопиро-вания стрелы крана КС-4571 (рис. 5.16), работает следующим образом. При подъеме груза (стрелы) или выдвижении стрелы крана рабочая жидкость по напорной линии (от насоса) подается в канал Л корпуса 6 клапана.

Преодолевая сопротивление пружины 4 и отжав обратный клапан 5, рабочая жидкость свободно проходит в канал В и далее к исполнительным механизмам крана. Одновременно часть жидкости попадает в полость золотника 16, проходит по каналу в этом золотнике и заполняет пространство, занимаемое пружиной 10, перемещая золотник влево.

При опускании груза (стрелы) или втягивании стрелы рабочая жидкость под давлением по напорной линии подводится одновременно в каналы Б и В. Жидкость, поступающая в канал Б, помогает пружине 4 поджать обратный клапан 5 и одновременно прижимает золотник 17 к крышке 2. Поступающая в канал В рабочая жидкость преодолевает сопротивление пружины 10 и, перемещая золотник 16, открывает доступ жидкости из канала Б вокруг фаски золотника 16 в канал Д. Плавность опускания груза (стрелы) или втягивания стрелы обеспечивается конусной рабочей фаской золотника 16. Золотник 17, калиброванные отверстия во втулке 7 и крышке 2 (в канале В) служат для гашения автоколебаний золотника 16. Давление, при котором открывается доступ жидкости из канала Б в канал Д, регулируется винтом 14.

Подпиточные клапаны предназначены для компенсации неизбежных утечек рабочей жидкости и исключения разрыва сплошного потока, вызывающего явление кавитации в подводящих гидролиниях гидромоторов. По своему конструктивному исполнению и принципу действия подпиточные клапаны подобны обратным клапанам (рис. 5.9).

Клапаны имеют сквозные отверстия, одно из которых соединяется с рабочим отводом к гидродвигателю, а другое — со сливной гидролинией. Такое исполнение вызвано тем, что подпиточные клапаны обычно применяются в сочетании с другими типами клапанов (предохранительными или переливными). В этом случае подпиточный клапан устанавливают между корпусом гидрораспре-делителя и установленным под ним другим клапаном. Если клапан применяют отдельно, тогда отверстия закрывают сверху пластиной с уплотнениями.

Подпиточные клапаны с условными проходами 16, 20 и 32 мм рассчитаны на номинальный поток 25, 63 и 100 дм3/мин. Давление, Тфи котором клапан начинает открываться, составляет 0,038. . . 0,087 МПа.

Напорные гидроклапаны. Назначение. Конструкции. Принцип работы.

Напорные гидроклапаны. Напорные гидроклапаны предназначены для ограничения или поддержания давления в гидролиниях путем эпизодического или непрерывного слива рабочей жидкости. До тех пор, пока давление в гидролинии Р не превышает некоторого заранее заданного значения, запорно-регулирующих элементов (ЗРЭ) 2 клапана прижат пружиной 3 к седлу 1 и перекрывает проходное сечение, т.е. клапан нормально закрыт (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Напорный клапан седельного типа

Если контролируемое давление (в линии Р) начинает превышать заданный уровень, клапан приоткрывается и сбрасывает часть рабочей жидкости в бак до тех пор, пока давление не нормализуется. Давление в линии Р, при котором клапан открывается, зависит от давления в линии Т, жесткости пружины и степени ее сжатия, которую можно изменять путем вращения регулировочного винта 4.

Следует обратить внимание на то, что напорные клапаны, имеющие подобную конструкцию, не могут обеспечить стабильность давление в контролируемой гидролинии на строго заданном уровне. Для пояснения данного утверждения рассмотрим условие равновесия сил, действующих на ЗРЭ клапана при его срабатывали (рис. 2.4).

Рис. 2.4. К расчету сил, действующих на ЗРЭ напорного клапана

Уравнение равновесия ЗРЭ клапана в момент, когда клапан только начинает открываться (рис. 2.5, а), выглядит следующим образом:

где р– давление в контролируемой гидролинии в момент начала открытия клапана;

d_кл – диаметр уплотняющей поверхности ЗРЭ клапана;

F_пр0 – усилие предварительного поджатия регулировочной пружины.

При дальнейшем повышении давления в гидролинии до значения р ЗРЭ клапана начнет подниматься седла, сжимая пружину (рис. 2.4, б), и условие его равновесия изменится (для упрощения давление в линии слива примем равным нулю):

где р– давление в контролируемой гидролинии;

F_пр – усилие сжатой пружины;

с – жесткость пружины;

h – величина подъема клапана над седлом.

Таким образом, давление р в гидролинии, в которой установлен напорный клапан, будет зависеть от подъема ЗРЭ клапана h и жесткости пружины с. В свою очередь значение подъема ЗРЭ h, которое определяет изменение площади проходного сечения клапана, зависит от расхода протекающей через клапан рабочей жидкости.

Чтобы подчеркнуть функциональное назначение конкретного напорного клапана в гидросистеме, его могут называть:

Рассмотрим назначение и названия напорных клапанов, примененных в гидроприводе, представленном на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Напорные клапаны в гидроприводе

Клапан 1 – предохранительный. Устанавливается на насосной станции и используется для сброса давления в аварийных (или других) ситуациях, когда давление рабочей жидкости превышает предельно допустимое для данной системы значение. Это клапан эпизодического действия, так как при нормальной работе системы он закрыт.

Клапан 2 – переливной. Предназначен для поддержания требуемого рабочего давления в приводе, путем непрерывного слива части рабочей жидкости в бак. Давление срабатывания переливного клапана ниже давления срабатывания предохранительного клапана.

Клапан 3 – клапан отключения. Когда гидроцилиндры 1.0 или 3.0 совершают холостой ход, давление в системе низкое и подачи насосов Н1 (высокого давления) и Н2 (низкого давления) складываются для увеличения скорости выходных звеньев. В момент, когда цилиндры начинают работать под нагрузкой, давление в системе возрастает клапан 3срабатывает, переключая насос большей производительности Н2 в режим разгрузки (вся подача насоса поступает в бак). На систему работает только насос высокого давления Н1.

Клапан 4 – подпорный. Предназначен для создания подпора в линии слива распределителя 3.1.

Клапан 5 – тормозной. Используется как предохранительный клапан при остановке гидроцилиндра 3.0 в промежуточном положении после выдвижении его штока, связанного с большими массами.

Клапан 6 – клапан последовательности. Предназначен для последовательного срабатывания исполнительных механизмов. При переключении распределителя 1.1 в позицию а начинает выдвигаться шток цилиндра 1.0. Когда давление в его поршневой полости достигнет давления настройки клапана последовательности 6 (например, после полного выдвижения штока), начнет выдвигаться шток цилиндра 2.0.

Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 1139 ; Мы поможем в написании вашей работы!