6.2. Регулирующие гидроклапаны
Гидроклапан – это гидроаппарат, в которомвеличина открытиярабочегопроходного сечения(положение запорно-регулирующего элемента)изменяетсяот воздействия потокарабочей жидкости, проходящего через гидроаппарат.
Существуюткакрегулирующие,так инаправляющие гидроклапаны.
К регулирующимгидроклапанам относятсягидроклапаны давления, а именно: гидроклапанынапорные иредукционные, а такжегидроклапаны разности исоотношения давлений.
Гидроклапаном давления называется регулирующийгидроклапан, предназначенныйдля регулирования давленияв потоке рабочей жидкости.
По характеру воздействияпотока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент клапанаразличаютгидроклапаныдавленияпрямого инепрямого действия.
В гидроклапанах прямого действия проходноесечение изменяетсяв результате непосредственноговоздействия контролируемогопотокарабочей жидкостиназапорно- регулирующийэлемент клапана.
Гидроклапаны непрямого действия представляют собойсовокупность, как правило,двух клапанов:основногоивспомогательного, причем величинаоткрытиярабочего проходногосечения основного клапанаизменяется в результатевоздействия потокарабочей жидкостиназапорно- регулирующийэлемент вспомогательного клапана.
Напорным гидроклапаном называетсягидроклапан давления, предназначенныйдля ограничения давлениявподводимом потокерабочей жидкости.
К напорнымгидроклапанам относятсяпредохранительный ипереливной гидроклапаны.
Предохранительным гидроклапаном называетсянапорныйгидроклапан,предназначенныйдляпредохраненияэлементов гидросистемыот давления, превышающегодопустимое.Предохранительныегидроклапаныиспользуются во всех объемных гидроприводах иустанавливаются, как правило, в непосредственнойблизости у насоса, а такжев местах, где по условиям работы гидросистемывозможно возникновение опасныхпо величинедавлений. Как правило, дляпредохранительногогидроклапанахарактеренэпизодический режимработы.
На рис. 6.3 приведенаконструкцияпредохранительногоклапанапрямогодействия.
Рис. 6.3. Предохранительный клапан прямого действия
В данном случае используетсяконусныйзапорно- регулирующийэлемент2, прижимающийся кседлу в корпусе1 пружиной 3.Давление срабатывания предохранительного гидроклапанаpкможноотрегулировать припомощирегулировочного винта4 за счет изменениясилыпредварительногоподжатия пружины3.
Переливной – этонапорный гидроклапан, предназначенныйдля поддержаниязаданногоуровня давления на входев клапан с заданной точностьюпутемнепрерывногослива части потокарабочей жидкости.
Переливныеклапаныработают постояннов неустановившемся режиме, поэтому в нихдля исключения ударовзапорно-регулирующегоэлемента о седло, как правило, используютсязолотниковыезапорно-регулирующиеэлементы.Возможность использованияв конструкции переливного клапаназолотниковогозапорно-регулирующегоэлементаобусловлена также иотсутствиемжесткихтребованийк ихгерметичности.
На рис. 6.4приведена конструктивнаясхема переливногоклапанапрямого действияс золотниковым запорно-регулирующим элементом.
Рис. 6.4. Переливной клапан прямого действия
Основным требованием, предъявляемымк переливномугидроклапану, являетсяподдержание заданного уровняконтролируемогодавления с заданной точностьюв рабочем диапазонеизменения величинырасходажидкости,сливающейся через клапан.
Переливныегидроклапаныиспользуютсяв гидроприводахс дроссельным регулированием. Ониподключаются к напорнойгидролиниина выходе насосаилиустанавливаются всливнуюгидролинию последовательно. В этих случаях онивыполняют функцию подпорных гидроклапанов.
К основным параметрамнапорныхклапанов(ГОСТ 16517-82) относятсяусловный проходDy;номинальное давлениеpном;диапазонрегулированиядавления; максимальныевнутренние утечкижидкости (для предохранительных клапанов);масса(без рабочей жидкости);зависимостьрегулируемогодавления от расхода, сливающегося через клапан.
Редукционным (рис. 6.5 и 6.6) называется регулирующийгидроклапан, предназначенныйдля поддержаниявотводимомпотокепостоянного давленияр2меньшего, чемдавлениер1в подводимомпотоке. Он чаще всегоприменяетсяв гидросистемах, гдеот одного насосаработаютнесколько потребителей, требующиеразныеуровнидавленийпитания.
Редукционный клапан прямого действия (см. рис. 6.6) состоит из запорно-регулирующего элемента 3, объединенного с уравновешивающим поршнем 1, и пружины 2, размещенных в гнезде корпуса 8, образующего седло 6 клапана. Для демпфирования возможных колебаний заклапанная полость 9 соединена с областью слива дросселем 10. В отличие от напорных гидроклапанов редукционный клапан нормально открыт, т.е. при выключенной гидросистеме запорно- регулирующий элемент клапана пружиной полностью открыва-
Рис. 6.5. Конструктивные схемы редукционных клапанов
Рис. 6.6. Конструктивная схема редукционного клапана
прямого действия
ется.Этообстоятельствоотражено в условном обозначенииредукционногоклапанатем, чтострелка внутриквадратасоединяет входную и выходнуюгидролинии.
Пружинастремитсяудержатьклапанв открытомположении,ограниченном упором4, адавлениер2в полости 5создает силу, котораястремитсяклапанзакрыть. В полости 7 гидростатическиесилы от давленияр1, действующие на запорно-регулирующий элементпо кольцевой площади, взаимно уравновешиваются:однасиладействуетназапирающийэлемент 3в сторону его открытия, адругаяна уравновешивающийпоршень1в противоположную сторону(эти силы имеют одну и ту же величину, так как получаются в результате действия одного давления на равные площади).Поэтому давлениер1на работуклапана непосредственноговлияния не оказывает.
При наличии жестких требований по точности поддержания величины редуцируемого давления рекомендуется использовать редукционный клапан непрямого действия (рис. 6.7 и 6.8).
Рис. 6.7. Схема редукционного клапана непрямого действия
Рис. 6.8. Клапан редукционный непрямого действия
К основным параметрамредукционныхклапанов(ГОСТ 16517-82) относятсяусловный проходDy;номинальноерабочеедавлениеpном; рабочийдиапазон регулированияредуцируемогодавления;масса(без рабочей жидкости);зависимостьредуцируемогодавления от расходачерез клапан, рабочийдиапазон расходовчерез клапан.
Гидроклапан разности (перепада) давлений – этогидроклапандавления, предназначенныйдля поддержаниязаданнойразности давленийвподводимом и отводимом потокахрабочей жидкостииливодномиз этихпотоковипостороннем потоке.
Схемагидроклапанаразности давлений, предназначенного для поддержания заданной разности давлений в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости,приведена на рис. 6.9.
Рис. 6.9. Гидроклапан разности (перепада) давлений
Вегокорпусе1 размещенызолотниковыйзапорно-регулирующий элемент2 ипружина3.Торцевые полостизолотникасоединены каналамисподводимымиотводимым потокамирабочей жидкости.
К основным параметрамклапановразности давлений(ГОСТ 16517-82)относятся: условный проходDy;максимальноерабочеедавлениеpном; рабочийдиапазон регулированияразности давлений;масса(без рабочей жидкости);зависимость разности давлений от расхода, рабочийдиапазон расходов через клапан.
Гидроклапан соотношения давлений – это гидроклапан давления, предназначенныйдля поддержания заданного соотношения давленийвподводимомиотводимом потокахрабочей жидкостиили в одном из этих потокови постороннем потоке.
На рис. 6.10 и 6.11 приведенывариантыконструктивныхсхем гидроклапана соотношения давлений, предназначенного дляподдержаниязаданногосоотношения давленийвподводимомиотводимом потокахрабочей жидкости.
Рис. 6.10. Схемы гидроклапанов соотношения давлений
В обоих случаях он включает в себя золотниковый запорно-регулирующий элемент 2 с разной эффективной площадью сечения золотника. Последнее достигается разными способами: либо за счет использования ступенчатого золотника (рис. 6. 10), либо за счет установки дополнительного
Рис. 6.11. Клапаны давления типа Г-66
плунжера-толкателя 1. С технологической точки зрения второй вариантсчитаетсяпредпочтительным.С помощью каналов, выполненных в корпусе 3,торцевые полостизапорно-регулирующего элемента 2соединены с подводимымиотводимым потокамирабочей жидкости.
Изменение давленияв одном из потоковприводит к перемещениюзапорно-регулирующегоэлемента 2 (см. рис. 6.10), исоотношениедавленийвосстанавливается.Соотношениедавленийобратно пропорциональноотношениюэффективныхплощадейзапорно-регулирующегоэлемента 2.
К основным параметрамклапанов соотношения давлений (ГОСТ 16517-82)относятся: условный проходDy,максимальноерабочеедавлениеpном,величинаподдерживаемогосоотношения давлений,масса(без рабочей жидкости), рабочийдиапазон расходовчерез клапан.