Напорные клапаны

Общие сведения.

По характеру регулирования клапаны давления делятся на напорные клапаны, которые могут использоваться в качестве предохранительных или переливных клапанов, редукционные и клапаны разности давлений. Существуют также комбинированные аппараты, которые могут выполнять в гидросистемах одновременно функции редукционного и переливного клапанов (в зависимости от направления потока), редукционного клапана и реле давления.

Типы напорных клапанов

Напорные клапаны обеспечивают регулирование давление в гидравлической системе.

В зависимости от назначения данные клапаны делятся на три группы:

· предохранительные клапаны;

· клапаны подключения давления и отключения давления;

· редукционные клапаны.

Напорные клапаны могут быть с прямым и предварительным управлением. Тип применения определятся количеством жидкости, проходящей в единицу времени через клапан.

Предохранительные клапаны

Предохранительные клапаны предназначены для предохранения гидропривода от давления, превышающего установленное. Они действуют эпизодически лишь в аварийных режимах работы гидропривода (пропускают масло из напорной линии в сливную) в отличие от переливных клапанов, предназначенных для поддержания заданного давления путем непрерывного слива масла во время работы.

Рис. 1. - Схема действия предохранительного клапана

При незначительных расходах масла и рабочих давлениях применяют предохранительные клапаны прямого действия, в которых давление масла воздействует на шарик или плунжер, нагруженный с противоположной стороны усилием от пружины. Схема действия простейшего предохранительного клапана шарикового типа показана на рисунке. Насос 2 всасывает масло из резервуара 1 и подает его в гидросистему по трубопроводу 6. Давление масла действует на шарик 5 предохранительного клапана 3, прижатый к седлу пружиной 4. Когда сила давления масла на шарик превышает усилие пружины, шарик отходит влево, и масло через образовавшуюся щель между шариком и седлом сливается в резервуар, причем вследствие дросселирования потока давление в трубопроводе б поддерживается постоянным и примерно равно отношению усилия пружины 4 к площади шарика 5, на которую действует давление масла. Такая конструкция проста и надежна в работе, однако при увеличении расхода масла и рабочего давления резко увеличиваются размеры пружины. Поэтому в гидросистемах чаще используют аппараты непрямого действия, в которых небольшой вспомогательный клапан управляет перемещением переливного золотника, подключенного к напорной и сливной линиям.

Предохранительные клапаны должны поддерживать постоянным установленное давление в возможно более широком диапазоне изменения расходов масла, проходящих через клапан. В динамических режимах аппараты должны быть достаточно быстродействующими. Если при включении насоса или резком торможении гидродвигателя клапан вовремя не откроется, в системе может возникнуть резкий пик давления, приводящий к поломке насоса или разрыву трубопроводов. Однако повышение быстродействия часто вызывает потерю устойчивости, сопровождающуюся шумом и колебаниями давления в гидросистеме. Таким образом, конструкция клапана должна обеспечивать оптимальную величину демпфирования. В современных клапанах пик давления при резком измерении расхода не превышает 15-20%.

Рис. 1. – предохранительный клапан

Где 10 – рукоятка; 4- пружина; 5 – стержень; 13 – втулка; 12 – крышка; 3 – гнездо.

Рис. 2. – схема предохранительного клапана открытого

Пружина прижимает конус к гнезду. Усилие пружины может регулироваться бесступенчато с помощью вращающейся ручки. Точка подключения Р соединена с системой. Давление в системе действует на поверхность конуса. Когда конус выходит из гнезда, открывается канал Т.

Рис. 3.- условное обозначение клапана с непрямым управлением

На рис. 3. Показано условное обозначение предохранительного клапана с непрямым управлением. Отличительной особенностью данной конструкции является использование 2/2 распределителя (двухлинейного, двухпозиционного). Он обеспечивает разгрузку и безнапорный слив жидкости в бак в исходном положении гидросистемы, когда гидродвигатель не работает.

Клапаны подключения и отключения давления

Данные клапаны имеют конструкцию аналогичную конструкциям предохранительных клапанов. Они устанавливаются в основных линиях гидросистемы и включают или отключают гидропривод.

Клапаны подключения давления

Могут быть с прямым и предварительным управлением.

На рис. 4. Представлено условное обозначение клапана подключения давления с предварительным управлением.

Рис. 4.- клапан подключения давления с предварительным управлением

Для свободного движения жидкости в обратном направлении в данном устройстве используется обратный клапан.

Клапаны отключения давления

Рис. 5. – Клапан отключения давления

Данные клапаны применяют наиболее часто в гидросистемах совместно с гидроаккумуляторами. На рис. 5 представлен клапан отключения давления. Он состоит из основного клапана с предварительным управлением и обратного клапана. Клапаны осуществляют подачу жидкости из насоса в систему аккумулятора до тех пор, пока аккумулятор не наполнится. Первоначально жидкость поступает через обратный клапан. По мере увеличения давления в гидроаккумуляторе открывается основной клапан и жидкость сливается в бак.

Редукционные клапаны

Данные клапаны называют клапанами регулирования давления. Их отличительной особенностью является то, что они нормально-открытые. С их помощью производится ограничение давления на выходе. Давление на выходе остается постоянным, даже если давление на входе превышает установленные значения.

Рис. 6. – Редукционный клапан с прямым управлением

Редукционные клапаны бывают с прямым и предварительным управлением. Условное обозначение редукционного клапана с прямым представлено на рис. 6.

Редукционные клапаны служат для создания установленного постоянного давления в отдельных участках гидросистемы, сниженного по сравнению с давлением в напорной линии.

При рабочих давлениях до 10 МПа (в некоторых случаях до 20 МПа) для предохранения гидросистем от перегрузки, поддержания определенного постоянного давления или заданной разности давлений в подводимом и отводимом потоках масла, а также для дистанционного управления потоком и различных блокировок широко применяют гидроклапаны давления (напорные золотники). В этих аппаратах на торец золотника действует давление масла в одной линии управления, а на противоположный - давление в другой линии управления и регулируемое усилие пружины. Аппараты имеют две основных линии и две линии управления, причем, используя эти линии независимо или соединяя их, можно получить четыре исполнения клапана, имеющих различное функциональное назначение. Многофункциональность гидроклапанов давления не позволяет отнести их к какой-либо группе гидроаппаратов, поскольку они могут выполнять как функции регулирования, так и функции направления (работать в режиме предохранительного или переливного клапанов, а также регулируемых клапанов разности давлений и последовательности).

Рис 7. – Типовые схемы применения предохранительных клапанов с непрямым управлением: 1- насос; 2- манометр; 3- предохранительный клапан; 4- распределитель; 5- цилиндр.

К группе комбинированных аппаратов относятся регуляторы давления для уравновешивающих цилиндров и клапаны усилия зажима. Первые предназначены для поддержания установленного давления в отводимом потоке независимо от его направления и являются аппаратами непрямого действия, работающими в режиме редукционного или переливного клапанов. Вторые аналогичны по функциональному назначению, однако являются аппаратами прямого действия и могут дополнительно оснащаться микровыключателем, контролирующим осевое положение золотника в корпусе.

Исполнения. Клапаны давления имеют различные исполнения по конструкции, типу управления, диаметру условного прохода, присоединению и номинальному давлению.

Отечественными специализированными заводами выпускаются для станко-строительной промышленности клапаны нескольких конструктивных исполнений, основными из которых являются: клапаны типа Г(ПГ) с присоединительными размерами, принятыми в практике отечественного станкостроения; и МПГ с международными присоединительными размерами, а также предохранительные и редукционные клапаны по ГОСТ 21148 - 75 и ГОСТ 21129 - 75* с международными присоединительными размерами.

Большинство клапанов имеют ручное управление и лишь некоторые исполнения предохранительных клапанов имеют дистанционное электрическое управление разгрузкой.

Дата добавления: 2015-07-18