Как работает парашютный клапан (6 видео)

Пилотом называют не только летчика, но и устройство, управляющее другим.

В гидравлических и пневматических системах аппарат, предназначенный для управления другим клапаном называют пилотным, чаще всего применяются пилотные клапаны и распределители. А наиболее известным устройством — пилотом является электрический удлинитель с кнопкой, который позволяет управлять питанием других устройств.

Содержание

Пилотный клапан
Пилотный распределитель
Клапаны предохранительные, редукционные, разгрузки и подпора
Видео стендовых испытаний гидроаппаратуры и гидронасосов
Ракета от Амперки, часть 7-8: парашютная система, бомба Кроуфорда и испытания под давлением
Парашют
Вышибной заряд
Испытания парашютной системы
Изготовление бомбы постоянного давления
Испытания
Резюме
💡 Видео

Видео:ВДП - Динамика раскрытия парашютаСкачать

Пилотный клапан

Усилие действующие на запорно-регулирующий элемент клапана, обычно пропорционально площади проходного сечения клапана.

В клапанах с большим проходным сечением для перемещения или удержания запорно-регулирующего элемента клапана могут потребоваться значительные усилия.

Устройства с пилотными клапанами целесообразно использовать в системах с большим расходом рабочей среды, при этом используется пилот, который значительно меньше основного клапана. Проходное сечение пилотного клапана значительно меньше проходного сечения основного клапана, для управления запорно-регулирующим элементом пилота потребуется небольшое усилие. Пилот позволяет управлять потоком рабочей среды (воздуха в пневмоприводе, масла в гидроприводе). Поток будет воздействовать на запорно-регулирующий элемент основного клапана и заставлять его перемещаться.

Пилот используется в редукционных и предохранительных клапанах непрямого действия.

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

Пилотный распределитель

Пилотный распределитель используется в многокаскадных распределителях, сервоклапанах. Как и клапан пилотный распределитель имеет меньшие размеры по сравнению с аппаратами, которыми он управляет. Пилотный распределитель позволяет направлять поток жидкости для управления золотниками распределителей последующих каскадов. Такая схема позволяет управлять большими потоками рабочей среды при малом управляющем воздействии.

В сервоклапанах в качестве пилотного часто применяются специальные распределители со струйной трубкой или сопло-заслонка. Которое обеспечивают регулирование, пропорциональное входному сигналу.

Видео:Пружинные предохранительные клапаныСкачать

Клапаны предохранительные, редукционные, разгрузки и подпора

Один и тот же клапан может служить нескольким целям в зависимости от своего расположения в гидросхеме, а также от расположения выхода и входа пилотной линии, схемы реализации слива утечек (дренажа) — зависимой или независимой.

Предохранительные клапаны

Предохранительные клапаны, как показано на рисунке выше (a, b, c), ограничивают максимальное давление в системе. Предохранительные клапаны — это нормально закрытые клапаны, которые воспринимают давление перед клапаном. Когда давление достигает установки (уставки или отсечки) клапана, клапан открывается для того, чтобы сбросить излишки жидкости (давления) к резервуар (гидробак). На рисунке выше (a) показан клапан прямого действия. Пунктирная пилотная линия указывает на то, что давление «снимается» непосредственно перед клапаном и запорный элемент клапана, непосредственно, воспринимает давление подаваемое на него. Пружинная полость клапана напрямую соединена со вторичным портом, хотя данная функция не отображается текущими символами ISO 1219-1. Обратное давление в линии слива действует со стороны пружины и добавляет (приплюсовывает) к установленному давлению настройки своё давление. Это означает, например, что в случае давления в 10 бар в линии слива (давление подпора в линии слива), клапан откроется при давлении на 10 бар большем, чем было установлено, хотя перепад давлений через клапан не изменяется.

На рисунке выше (b) показан упрощенный символ предохранительного клапана с пилотным управлением или, по-другому, двухступенчатый клапан, а на рисунке (c) показан детализированный символ для двухступенчатого предохранительного клапана. Благодаря своей конструкции пилот предохранительного клапана может быть удалён и находиться в кабине оператора.

Читайте также: Пежо 308 чистка клапанов шумой

После неурегулированного гидронасоса обязательно должен быть установлен предохранительный клапан.

Несмотря на то, что регулируемые гидронасосы имеют компенсаторы по давлению, после них в гидроцепи желательно также устанавливать предохранительный клапан. Клапаны, стоящие после гидронасоса, обычно называются главными клапанами и защищают всю гидросистему. Также для защиты отдельных узлов (гидромоторов, гидроцилиндров) предохранительные клапаны могут устанавливаться в ответвлениях гидроцепи.

На рисунке выше (d) показан нормально открытый редукционный клапан, который используются для ограничения максимального давления приводов в ответвлениях гидролинии. Эти клапаны контролируют давление за счёт контроля давления на вторичном выходе клапана. Данная функция показывается пунктирной пилотной линией на выходе клапана. Так как давление определяется как сопротивление потоку, то регулируя расход масла (РГЖ) через клапан возможно изменять перепад давления на клапане, тем самым регулируя вторичное давление. Так как клапан «снимает» давление непосредственно на выходе, то данный клапан априори является клапаном с внешним дренажом.

На рисунке выше (е) показан символ редукционного клапана, который, помимо давления, понижает поток масла через клапан.

Клапаны разгрузки используются с насосами постоянного объёма или в линии аккумулятора для сохранения энергии привода. Некоторые производители изготавливают клапаны с внешней разгрузкой — такой клапан показан на рисунке выше (f). В данных клапанах разгрузка осуществляется по команде пилотного давления из другой гидролинии или гидролинии оператора.

На данной гидросхеме ограничение давления происходит как от внешнего, так и от внутреннего пилотного давления. При увеличении любого пилотного давления сверх показания установленного — происходит открытие клапана:

На рисунке ниже показана типичная гидросхема с насосами высокого давления (малого объёма) и низкого давления (большого объёма). Разгрузка насоса низкого давления происходит от пилотного давления, подаваемого после обратного клапана. Для защиты линии высокого давления после закрытия обратного клапана, за насосом высокого давления устанавливается предохранительный клапан.

В данной гидросхеме клапаны S1 и S2 являются клапанами последовательности:

В начале цикла происходит подъём бура и только после достижения давления уставки клапана S2 происходит разжим струбцины — система приводится в исходное положение и теперь можно начинать рабочий цикл. При подаче напряжения на катушку произойдёт зажим струбцины и по достижению уставки давления клапана S1 начнется рабочий ход бура. Особенностью клапана последовательности является наличие независимого слива, так как со стороны слива действует противодавление, которое будет менять уставку давления при отсутствии независимого слива. Такие клапаны могут дополняться обратными клапанами для свободного движения масла в обратном направлении.

На рисунке ниже изображён клапан подпора:

Цель клапана подпора — удержание штока гидроцилиндра от свободного падения под действием силы тяжести при опускании или в промежуточном положении. Клапан настраивается приблизительно на давление 10 бар и благодаря этому шток гидроцилиндра опускается равномерно, без рывков. Недостатком этого клапана является понижение КПД гидроцилиндра, так как требуется преодолевать дополнительное противодавление клапана в 10 бар. Для исправления этого недостатка некоторые производители выпускают клапаны подпора с внешней пилотной линией.

На гидросхеме ниже при опускании штока вниз клапан полностью открывается под воздействием внешнего пилотного давления:

В случаях работы гидравлики с переменной нагрузкой, применение клапана подпора с внешней пилотной линией (клапана контрбаланса) однозначно необходимо. В случае, когда в гидроцилиндре создаётся «тянущая» нагрузка, имеется вероятность неравномерного опускания штока.

Читайте также: Перепускной клапан dn25 5821700

Такой режим работы, например, у стрелы автокрана, где нагрузка изменяется во время движения стрелы по вертикальной плоскости.

Клапаны контроля движения изготавливаются двух типов: тарельчатого и золотникового.

Преимуществом тарельчатого клапана перед золотниковым является меньшие внутренние утечки. В случае если большее время удержания нагрузки происходит на вытянутом штоке гидроцилиндра — должен применяться тарельчатый клапан.

Подпорный клапан необходим для установки в линию гидромотора в качестве предупреждения неконтролируемой «раскрутки» гидромотора под воздействием веса груза. Когда подача насоса меньше скорости вращения гидромотора, то есть гидромотор раскручивается под собственным весом груза, торможение производится за счёт внутренней пилотной линии. Если вращение происходит за счёт нагнетания РГЖ насосом, внешняя пилотная линия приоткрывает клапан подпора, тем самым уменьшая сопротивление линии подпора. В случае применения реверсивного гидромотора в конструкции клапана подпора необходимо наличие обратного клапана. Так как клапан подпора из-из внутренних утечек не препятствует медленному вращению гидромотора, то в некоторых конструкциях гидромотора предусмотрен внутренний тормоз.

Ещё одним видом клапана для удерживания нагрузи является гидрозамок. Клапан свободно пропускает масло в одном направлении и жёстко запирает поток в обратном направлении. Открытие клапана в обратную сторону происходит только под воздействием пилотного давления. В отличие от клапана подпора, гидрозамок не имеет внутренних утечек, благодаря чему не происходит «сползания» груза под нагрузкой.

Гидрозамки используют в случаях необходимости удерживания статической нагрузки, а клапаны подпора требуются при динамической нагрузке.

Видео стендовых испытаний гидроаппаратуры и гидронасосов

Видео:Аварийное покиданиеСкачать

Ракета от Амперки, часть 7-8: парашютная система, бомба Кроуфорда и испытания под давлением

В этот раз одна статья по двум сериям.

Попробуем разобраться с парашютной системой и провести испытания горения топлива под давлением.

Видео:Предохранительный клапан. Устройство и принцип работыСкачать

Парашют

Пока нас обламывали токари, мы решили заняться остальными системами ракеты, например, парашютной.

Здесь решили прислушаться к советам зрителей и читателей и взять проверенное многими решение, а именно систему, описанную на сайте. В качестве материала для парашюта взяли ткань, использовавшуюся ранее для орнитоптера. Он легкий, прочный и не пропускает воздух — довольно подходящий.

Сделали все по инструкции, протестировали путем выбрасывания из окна.

Обнаружилась проблема перекручивания строп, которая легко решилась путем установки шайбы с отверстиями, сквозь которые пропустили стропы.

Приняли конструкцию парашюта и перешли к следующему пункту.

Видео:Гидравлические диоды. Как работает клапан Теслы?Скачать

Вышибной заряд

Чтобы парашют вышел из корпуса ракеты, необходимо отбросить носовой обтекатель и выбросить «зонтик» из ракеты. Решением этой задачи занимается вышибная система. Для начала решили поэкспериментировать с пиротехническими зарядами, т.к. такая система наиболее проста и компактна: аккуратно разобрали петарду и отсыпали немного пороха (2г.) в специальную полость детали, которая по задумке должна отделять двигатель от центральной части ракеты. Зажигание заряда оставили такое же, как применяли для поджига шашек — при помощи подачи питания на нихромовую нить.

Заряд прикрыли огнепреградителем из металлической мочалки и сверху поставили поршень.

Идея такая (позаимствована с того же сайта): при воспламенении заряда пороховые газы пройдут через огнепреградитель, на котором осядут и потухнут горящие частицы пороха, затем они будут толкать поршень, который и выбросит носовой обтекатель вместе с парашютом. Обтекатель присоединили к поршню при помощи троса, а движение поршня ограничили вкрученными винтами. Корпус тестового макета собрали из глянцевой бумаги, проклееной силикатным клеем.

Видео:НЕ ОТКРЫЛСЯ ПАРАШЮТ. Прыжок в тандеме с инструктором, отказ основного парашюта.Скачать

Испытания парашютной системы

Порох заряжен, парашют уложен, в обтекатель вставлена камера и он установлен на свое место в макете. В целях безопасности макет установили на длинной полипропиленовой водопроводной трубе, которую использовали в качестве оправки, когда делали корпус.

Читайте также: Danfoss rtr n dn20 3 4 013g7015 клапан терморегулятора угловой

Для испытаний выбрали, как обычно безлюдное место, установили стенд на вышке для увеличения свободного полета и произвели пуск.

Оказалось, что 2г. пороха слишком много для такой задачи — поршень, уперевшись в болты, сломал корпус макета. Со своей задачей не справился огнепреградитель — носовой обтекатель и парашют здорово обдуло пороховыми газами и несколько оплавило последний, что, скорее всего, и привело к его нераскрытию парашюта.

Также не исключаем факт, что дело было не в горящих порошинках, а в температуре газов. В любом случае, с вышибной системой будем еще экспериментировать.

Видео:Клапан Теслы: почему он не работает?Скачать

Изготовление бомбы постоянного давления

Теперь, когда у нас есть все переходники, можно вернуться к изготовлению бомбы Кроуфорда.

Родной клапан огнетушителя было решено оставить и использовать его для сброса давления. Значит, в баллон нужно вварить еще три переходника:

для входного шланга, через который будем нагнетать газ
для установки датчика давления
для загрузки шашек

Оказалось, что огнетушитель на удивление легко сверлится обычными сверлами. Ввариваем в него первые два переходника с конической резьбой, для третьего используем автомобильную гайку М20*1,5. Предварительно произвели расчеты сварного шва — с запасом, так, что он оказался прочнее самого баллона.

Для загрузки топлива будем использовать соответствующий гайке болт. Сверлим его вдоль, делаем отвод в сторону и пропускаем сквозь него 8 медных проводов (+12 вольт, земля, по два сигнальных провода на каждую шашку и по одному проводу на запал). Оставшиеся полости заливаем эпоксидной смолой и оставляем до полного затвердевания.

Для безопасного сброса давления привяжем к сбросному клапану веревку и пропустим ее через два блока, зафиксированных на дополнительно приваренном профиле.

Также усовершенствовали скетч для электроники: добавили функцию вывода давления и состояния входа в веб-интерфейсе. Ссылка на обновленный скетч будет в конце статьи.

Видео:КРАСНАЯ И ЧЁРНАЯ КНОПКИ В ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЕ ПРИЦЕПА!!!#автошкола_дальнобоя#тормозная_системаСкачать

Испытания

Для проведения испытаний мы отправились в безлюдное место и при помощи ледобура вырыли отверстие в земле, в которое наш переделанный огнетушитель погружался более, чем полностью — ТБ превыше всего.

Для ограничения давления на баллоне с азотом установили газовый редуктор.

В первый день по какой-то причине отказались работать силовые ключи, отвечавшие за поджиг — пришлось стартовать вручную. Успели сжечь только одну шашку — из второй высыпался запал. Пришлось сворачиваться, так как стемнело — мы поздно приехали и долго возились с подготовкой.

Второй день также не увенчался успехом. Проблему с ключами исправили, прожгли одну шашку. Однако при прожиге второй мы снова столкнулись с проблемой, постигшей нас при атмосферных испытаниях — струя разогретых газов сожгла изоляцию на проводах, что привело к подаче на логическую часть напряжения, несовместимого с жизнью контроллера.

Видео:Гидрозамок - управляемый обратный клапанСкачать

Резюме

Изготовленная нами бомба Кроуфорда нормально держит давление, но место соединения переходника с редуктора на РВД нужно уплотнить.

Прожиг одной шашки повышает давление в камере на 10 бар. Это решается путем стравливания лишнего давления через клапан сброса.

Систему контроля показаний и крепления шашек необходимо переработать. Скорее всего, применим опторазвязку и другие провода, плюс сделаем шток из изолирующих материалов. Также стоит подумать насчет сокращения времени перезарядки.