Давление в системе где установлено два напорных клапана будет ограничено (2 видео)

Гидравлические клапаны (гидроклапаны) давления – регулирующие гидроаппараты, предназначенные для управления давлением рабочей жидкости в гидроприводе. К ним относятся напорные (предохранительные и перелевные), редукционные клапаны, клапаны разности давления и другие.

В гидроприводе строительных и дорожных машин наибольшее распространение получили напорные клапаны, например, в гидроприводе полноповоротного экскаватора устанавливают от 8 до 14 напорных клапанов, в гидроприводе стрелового самоходного крана – от 4 до 12, в гидроприводе погрузчика – 4…5.

Напорные клапаны предназначены для ограничения или поддержания давления в гидролиниях путем непрерывного или эпизодического слива рабочей жидкости. В зависимости от функционального назначения их принято делить на предохранительные и переливные, несмотря на идентичность конструкций.

Предохранительные клапаны используются для защиты гидропривода от сверхустановленного давления рабочей жидкости путем слива жидкости в моменты увеличения этого давления. Это клапаны эпизодического действия, т. е. при нормальных давлениях они закрыты и открываются лишь при давлении рабочей жидкости в гидросистеме, превышающем установленное.

Переливные клапаны поддерживают заданное давление благодаря непрерывному сливу жидкости во время работы. Их широко применяют в гидроприводах с дроссельным регулированием.

Напорные клапаны различают по следующим признакам:

· по конструкции запорно-регулирующего элемента – шарикового, конического и золотникового типа;
· по воздействию на запорно-регулирующий элемент – прямого и непрямого действия.

Видео:Клапан ограничения давления топлива Cummins неисправностьСкачать

В клапанах прямого действия открытие запорно-регулирующсго элемента (образование рабочего проходного сечения) происходит в результате непосредственного воздействия потока рабочей жидкости на этот элемент. С ростом номинального давления и расхода резко увеличиваются усилия и размеры пружин клапанов прямого действия, что ведет к возрастанию габаритов самого клапана. Поэтому в гидроприводах с высоким давлением (более 25 МПа) чаще всего применяются клапаны непрямого действия (двухкаскадныс клапаны), представляющие собой совокупность двух клапанов: основного (второй каскад) и вспомогательного (перный каскад). В этих клапанах рабочее проходное сечение основного клапана изменяется в результате воздействия потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент вспомогательного клапана.

Схема напорного клапана прямого действия привсдсна на рис. 2.1. В корпусе 2 (а) имеются каналы для подсоединения клапана к гидролинии, в которой требуется ограничить давление, а также канал для подсоединения к сливной гидролинии. В корпусе размещены запорно-регулирующий элемент 1 шарикового типа, пружина 3 и регулировочнй винт 4. Запорно-регулирующий элемент (шарик) под действием усилия пружины прижимается к седлу и закрывает рабочее окно клапана, При повышении давления в защищаемой клапаном гидролинии на шарик будет действовать сила давления жидкости, превышающая усилие пружины. Шарик отойдет от седла и пропустит часть жидкости на слив, ограничивая давление в гидролинии. Давление настройки клапана регулируется изменением усилия пружины с помощью винта.

1 – шарик; 1’ – золотник; 2 – корпус; 3 – пружина; 4 – регулировочный винт

Рисунок 2.1. Схема напорного клапана прямого действия шарикового (а) и золотникового (б) типа и условное обозначение (в)

Такая конструкция проста и надежна в работе, не требует точной подгонки шарика к седлу, малочувствительна к загрязнению рабочей жидкости. Однако шариковые напорные клапаны применимы лишь при относительно небольших давлениях и кратковременном действии, так как при длительной работе шарик вследствие вибрации неравномерно вырабатывает (разбивает) седло клапана. Поэтому данные клапаны используют в качестве предохранительных в гидросистемах низкого давления, поскольку в этом случае клапан работает эпизодически.

В качестве переливных клапанов по этой причине применяются, как правило, клапаны с запорно-регулирующим элементом золотникового типа, схема одного из которых приведена на рис. 2.1, б.

Читайте также: Клапан карбюратора лифан 192

Рассмотрим одну из схем напорного клапана непрямого действия (рис. 2.2, а). В корпусе 1 размещен основной клапан конического типа 7, выполненный вместе с поршнем 6. Вспомогательный клапан, управляющий основным, содержит шарик 2, пружину 3 и регулировочный винт 4. Напорная полость А с помощью дросселя 8 соединяется с рабочей полостью Б вспомогательного клапана и полостью Г основного клапана для уменьшения усилия пружины 5. Полость В через канал Д соединяется со сливной гидролинией.

Видео:Как работает предохранительный клапан для систем отопленияСкачать

При давлении в напорной гидролинии и полости А, меньшем давления настройки, шарик под усилием пружины 3 закрывает рабочее проходное сечение вспомогательного клапана. При этом давление в полости Г основного клапана равно давлению в полости А, а так как эффективные площади поршня со стороны полостей А и Г выбираются равными, то суммарное усилие на клапан, создавасмое давлением жидкости, будет равно нулю. Рабочее проходное сечение основного клапана под действием пружины 5 будет закрыто.

а – схема; б – условное обозначение

Рисунок.2.2. Напорный клапан непрямого действия

При давлении рабочей жидкости в полости А больше допустимого увеличивастся давление в полости Б. При этом открывается шариковый клапан и рабочая жидкость поступает в полость В и по каналу Д в сливную гидролинию. Появление расхода жидкости через дроссель и вспомогательный клапан приводит к уменьшению давления в полости Г основного клапана. Под действием давления в полости А поршень сместится вверх и откроет рабочее окно основного клапана. При этом давление в напорной гидролинии и полости А падает, поршень смещается вниз и клапан закрывается.

Величина давления настройки клапана непрямого действия определяется усилием пружины 3, которое изменяется с помощью регулировочного винта 4.

В зависимости от последовательности установки и срабатывания предохранительные клапаны условно разделяются на первичные и вторичные.

Первичные клапаны обычно устанавливают в напорной гидролинии насоса или в напорной секции гидрораспределителя. Они предохраняют насос от сверхустановленных давлений, обеспечивают его разгрузку.

Вторичные клапаны устанавливают в гидролинии после гидрораспределителя или прикрепляют на корпусе гидрораспределителя к его рабочим отводам. Эти клапаны предохраняют гидродвигатели и другие гидроагрегаты от сверхустановленных давлений, возникающих от реактивных или инерционных нагрузок в гидродвигателях. Конструкции гидроклапанов давления отличаются большим разнообразием.

Видео:Как работают предохранительные клапаны прямого и непрямого действия?Скачать

Предохранительный клапан, установленный в гидросистеме, предназначен для защиты насоса и гидроцилиндра от перегрузки. При увеличении частоты вращения двигателя клапан ограничивает подачу рабочей жидкости в гидросистему и давление в ней. Клапан отрегулирован на давление 12,5МПа и опломбирован. В корпусе 5 предохранительного клапана установлен золотниковый клапан (гильза 11, золотник 13, пружина 12) и шариковый клапан с шариком 16.

1 — колпак;
2 — регулировочный винт;
3,12 — пружины;
4 — гайка;
5 — корпус;
6,14,18 — уплотнительные прокладки;
7 – пробка (заглушка технологического отверстия);
8 — седло клапана;
9 — заглушка клапана;
10 — уплотнительное кольцо;
11 — гильза;

12 — пружина;
13 — золотник;
15 — седло клапана;
16 — шарик клапана;
17 — гайка;
I — полость, сообщающаяся с напорной гидролинией;
II,II — каналы, сообщающиеся со сливной гидролинией;
IV — канал;
VI — канал, соединенный с гидравлическим рулевым механизмом (гидрорулем);
VIII — канал, соединенный с напорной гидролинией (насосом гидросистемы);
V,VII — дроссельные отверстия;

Действие предохранительного клапана. Рабочая жидкость подается в полость VIII и, пройдя дроссельное отверстие VII, поступает к гидравлическому рулевому механизму. С увеличением расхода через дроссель VII увеличивается и давление в полостях VIII и I. При определенном (расчетном) расходе давление в полости I достигает такой величины, что сила, действующая на торец золотника 13, превышает сопротивление пружины 1, золотник смещается вправо (по рисунку) и открывает окна в гильзе 11. Рабочая жидкость проходит в полость II, соединенную со сливной гидролинией. В дальнейшем с увеличением подачи жидкости в полость VIII расход через дроссель VII увеличивается незначительно, а излишек жидкости поступает в сливную гидролинию. Таким образом, ограничивается подача жидкости к гидрорулю.При увеличении давления в полости VI увеличивается давление и в связанной с ней через дроссель V полости IV. При определенном давлении в полости IV открывается шариковый предохранительный клапан и жидкость из этой полости поступает в полость II. После этого увеличение давления в полости IV прекращается. Давление в полости VI и в связанных с ней полостях VIII и I продолжает увеличиваться, пока не достигнет величины, обусловленной сопротивлением дросселя V расходу, созданному клапаном 16. Одновременно золотник 13, преодолевая усилие пружины 12,занимает положение, обусловленное перепадом давления жидкости в полостях I и IV, открывая окна в гильзе 11 на величину, обеспечивающую сброс избыточного давления. Таким образом, ограничивается давление в системе рулевого управления. Давление регулируется винтом 2.

Читайте также: Отопление ваз 2112 16 клапанов устройство

Напорные клапаны

Общие сведения

Клапаны давления

Регулиpующая гидpоаппаpатуpа

Регулирующие аппараты управляют давлением, расходом и направлением потока масла путём частичного открытия рабочего проходного сечения. К ним относятся клапаны давления, дроссели, регуляторы и синхронизаторы расходов, дросселирующие распределители.

Клапаны давления – это аппараты, предназначенные для управления давлением рабочей среды.

Видео:Новинка! Предохранительные клапаны STOUTСкачать

Различают клапаны прямого и непрямого действия. У первых размеры рабочего проходного сечения изменяются в результате непосредственного воздействия потока масла на запорно-регулирующий элемент, у вторых эти размеры изменяются основным запорно-регулирующим элементом в результате воздействия потока масла на вспомогательный запорно-регулирующий элемент. Клапаны прямого действия применяют при небольших расходах масла и рабочих давлениях.

По назначению клапаны давления разделяют следующим образом:

1) напорные гидроклапаны (предохранительные и переливные),

3) клапаны соотношения давлений (или пропорциональные),

4) клапаны разности давлений (или дифференциальные).

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.

Напорные клапаны используются в гидросистемах в функции предохранительных клапанов или переливных.

Предохранительные клапаны являются аппаратами эпизодического действия, предназначенными для защиты гидросистемы от повышения давления масла сверх установленной величины. При повышении давления сверх допустимого клапан открывается и избыток масла сливается в бак. Обычно клапан срабатывает редко.

Предохранительные клапаны используются в системах машинного регулирования.

Видео:Где установить клапан избыточного давления.Скачать

Переливные клапаны предназначены для поддержания определенного давления в гидросистеме, а также для предохранения системы от перегрузок. Обычно через переливные клапаны постоянно сливается – «стравливается» – часть масла, нагнетаемого насосом. Используются в системах дроссельного регулирования.

Условное обозначение напорных клапанов и место их установки в системе показано на рис. 4.1,б.

Давление в системе где установлено два напорных клапана будет ограничено

В качестве предохранительных и переливных используют одни и те же конструкции напорных клапанов прямого (например, клапан плунжерного типа – рис. 4.1 и 4.2) и непрямого (например, клапан по рис. 4.3) действия. 5.1.2.1 Для клапана давления прямого действия (рис. 4.1) уравнение равновесия сил на плунжере (если пренебречь трением) можно представить в виде: p×F = P_{пр ,} где p – давление масла в системе; F – площадь торца плунжера; Р_пр – сила пружины. Когда p Р_пр/F, клапан открывается и масло идет на слив, при этом, чем кольцевая щель между правым буртом плунжера и расточкой А корпуса больше, тем сильнее падает давление p.

Читайте также: Количество масла в кпп приора 16 клапанов

При колебаниях давления плунжер двигается вправо или влево до тех пор, пока не установится такой размер щели, при котором восстанавливается равновесие сил на плунжере.

Для различных целей клапан может быть применён в одном из четырёх исполнений (рис. 4.2). Переход от одного исполнения к другому осуществляется соответствующим разворотом правой и левой крышек.

Рассмотрим одно из исполнений (рис. 4.2,а). Если масло находится под давлением p₁ в подводимом к клапану потоке и p₂ в отводимом, то клапан поддерживает постоянную разность давлений: p₁×F = P_пр+p₂×F, откуда p₁–p₂ = P_пр/F = const. При этом масло проходит только в одном направлении, то есть аппарат выполняет также функцию обратного клапана. Клапан может использоваться для дистанционного управления потоком (рис. 4.2,б,в), а также для обеспечения последовательности работы двух рабочих органов (рис. 4.2,г).

5.1.2.2 Для напорного гидроклапана непрямого действия (рис. 4.3,а,б,в) уравнение равновесия сил на поршне (без учета сил инерционных, трения и колебаний жёсткости пружины) можно представить в виде:

где р₁ – давление в подводимом потоке масла;

F_В, F_Г, F_Д – площади торцев поршня в соответствующих полостях, при этом F_В+F_Г = F_Д;

Рассмотрим работу клапана.

1) Клапан в качестве предохранительного действует следующим образом. Если давление в напорной линии меньше того, на которое настроен клапан, то p₁= p_Д, сумма сил, действующих на поршень сверху, больше сил, действующих снизу, поршень находится в крайнем нижнем положении и проход маслу из полости А в полость Б закрыт.

При возрастании давления в системе выше давления «настройки» клапана шарик поднимается и полость Д соединяется со сливной линией, в результате p_Д резко падает. Его возрастание не может произойти мгновенно, т.к. на пути масла из полости В в полость Д имеется гидравлическое сопротивление – демпфер 7. В результате силы, действующие на поршень снизу, превысят сумму сил, действующих сверху, поршень поднимется и откроет щель для выхода масла из полости А в полость Б и сливную линию. После снижения давления пружина 8 возвращает поршень, а пружина 3 – шарик в первоначальные положения.

2) При работе в качестве переливного клапан непрерывно пропускает часть масла из напорной линии в сливную, обеспечивая при этом поддержание постоянного давления в системе. Так, при увеличении p₁ открывается шариковый клапан, равновесие сил на поршне нарушается и он перемещается вверх, увеличивая щель, связывающую полости А и Б. Давление p₁ при этом уменьшается, и когда восстановится равновесие сил на поршне, его перемещение прекращается. При уменьшении p₁ поршень идет вниз, уменьшая щель, связывающую полости А и Б. Давление увеличивается и когда оно достигает величины, на которую настроен клапан, перемещение поршня прекращается. Т.о., при работе системы под нагрузкой насос будет подавать масло под постоянным давлением, определяемым настройкой переливного клапана. 3) Если полость Д через отверстие 11 соединить каким-либо образом со сливной линией, например, с помощью направляющего распределителя (рис. 4.3,г, а также на рис. 7.1 – аппараты К1 и Р3, на рис. 7.2 – клапан К2 и линия 6, клапан К3 и линия 5), то можно разгружать систему от давления, пуская все масло от насоса через клапан в бак. В этом случае клапан работает в качестве направляющего аппарата.