Клапаны гидравлические (самоучитель по чтению гидросхем)

---

<<< Чтение гидросхем – самоучитель

---

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.

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.

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 гидронасосовСтендовая диагностика проп. распределителя Rexroth 4WARPEH 6.C3 B12l-20=G24K0
Стендовые испытания дренчерных клапанов Spool SV-01/T 24B ДУ 65мм
Стендовые испытания и настройка после ремонта гидронасоса Rexroth A4VSO 180 HSE

Схемы работы клапана последовательности и редукционного клапана

Рассмотрим работу клапанов последовательности и редукционного клапана в гидросистеме. С их помощью осуществляются дополнительные методы управления гидросистемами. Обратимся к приведенной гидросхеме машины, в которой два гидроцилиндра питаются от одного насоса, но работают строго поочередно. Это гидропривод зажима рабочего инструмента и его подачи.

В нем удачно сочетается совместное использование клапанов последовательности и редукционного клапана. Задача данного гидропривода – без вмешательства оператора осуществить заданную последовательность работы гидроцилиндров, которая отражена на схеме рис.1.

Рис.1. Схема работы клапанов последовательности и редукционного клапана

1 – редукционный клапан; 2 и 3 – клапаны последовательности; Р1…Р6 – манометры

При включении оператором гидрораспределителя поток от насоса через клапан 1 поступает в поршневую полость гидроцилиндра А (цилиндр зажима рабочего инструмента). Слив из штоковой полости осуществляется через обратный клапан, установленный параллельно клапану 3.

Шток гидроцилиндра А выдвигается до крайнего положения. Инструмент зажат. После упора поршня в переднюю крышку давление на насосе возрастает до р2 = 7,0 МПа и открывает клапан 2. Шток гидроцилиндра В выдвигается до крайнего положения. Для обеспечения стабилизации движения штока в сливной линии гидроцилиндра В установлен дроссель.

Во время движения штока гидроцилиндра А и в период его остановки при движении гидроцилиндра В клапан 1, вне зависимости от величины давления на насосе, поддерживает в поршневой полости гидроцилиндра А постоянное давление р3 = 5,0 МПа. Оно обеспечивает постоянную силу зажима рабочего инструмента машины.

При включении оператором гидрораспределителя поток от насоса через обратный клапан, установленный параллельно дросселю, поступает в штоковую полость гидроцилиндра подачи В, шток втягивается до конечного положения. Слив из поршневой полости осуществляется через обратный клапан, установленный параллельно клапану 2.

После этого давление на насосе начинает расти до р4 = 6,0 МПа. Клапан 3 срабатывает, рабочая жидкость поступает в гидроцилиндр А, и начинается втягивание штока до конечного положения. Слив из поршневой полости осуществляется также через обратный клапан. Рабочий инструмент разжимается.

Система вернулась в исходное положение. В данной гидросхеме показано правильное расположение датчиков давления (манометров Р1…Р6). Они помогают лучше понять процедуры настройки клапанов, а также распределение давления в различных частях гидросистемы. Здесь клапан 1 является редукционным.

Клапаны 2 и 3 – последовательные. Это двухходовые клапаны. Они содержат два порта для силового потока рабочей жидкости: один входной (нагнетание) и один выходной (рабочий). Редукционный клапан является «нормально открытым». Он ограничивает давление в гидролинии на его выходе. На схеме это давление р3 в гидроцилиндре А зажимного устройства машины.

Давление р3 = 5,0 МПа соответствует настройке редукционного клапана. В результате сила зажима рабочего инструмента в машине не превышает заданной и практически остается постоянной. Редукционный клапан 1 управляется изменением выходного давления р3 гидроцилиндра А.

Клапаны последовательности 2 и 3 являются «нормально закрытыми». Принцип их работы и конструкция аналогичны предохранительному клапану. Срабатывание происходит при достижении определенной величины давления на их входе. Клапан 3 откроется при давлении р4 = 6,0 МПа и направит поток рабочей жидкости в гидроцилиндр А.

Клапан 2 откроется при величине давления р2 = 7,0 МПа и приведет в действие гидроцилиндр В. Следует заметить, при срабатывании клапанов последовательности 2 и 3 редукционный клапан 1 продолжает удерживать более низкое давление у себя на выходе, равное величине его настройки – 5,0 МПа. Максимальное давление всей гидросистемы ограничено 12,0 МПа.

Принцип действия редукционного клапана и клапана последовательности

Рассмотрим принцип работы клапана последовательности (рис. 2). Клапаны последовательности устанавливаются в том случае, когда работа последующего контура гидросистемы должна начинаться после завершения действия предыдущего контура.

Рис.2. Принцип работы клапана последовательности

Обратимся к гидросхеме. В ней первым начнет работать гидроцилиндр 1 главного контура. Одновременно рабочая жидкость поступает под торец золотника клапана последовательности (пунктирная линия). Но развиваемая гидравлическая сила пока не может преодолеть сопротивление его пружины.

Как только поршень гидроцилиндра 1 остановится (например, достигнет крайнего положения – упрется в переднюю крышку), рабочее давление начнет расти. В результате гидравлическая сила преодолеет сопротивление пружины. Золотник клапана сместится и откроет доступ рабочей жидкости во второй контур. Шток гидроцилиндра 2 начнет выдвигаться.

Рассмотрим теперь работу редукционного клапана (рис.3). Обратимся к гидросхеме. Рабочая жидкость от насоса подается на вход редукционного клапана (линия р) и, проходя через открытый золотник, как показано на схеме, выходит по линии А в гидроцилиндр второго контура.

Рис.3. Принцип работы редукционного клапана давления

Выходная линия А внутренними каналами связана с торцевой полостью золотника (пунктирная линия на схеме). Другой канал соединяет линию А с рабочей боковой поверхностью золотника, которая перекрывает его (сплошная линия на схеме). Эта же боковая поверхность золотника перекрывает канал слива Т.

Действующее на торец золотника рабочее давление уравновешивается пружиной, которая установлена в его противоположной торцевой полости. Величина рабочего давления определяется настройкой пружины.

Неизбежные внутренние утечки, проходя по зазорам между золотником и корпусом клапана, попадают в подпружиненную полость и по каналу У направляются на слив. Повышение давления в гидроцилиндре увеличивает гидравлическую силу, действующую на торец золотника.

Золотник смещается вниз, сжимая пружину. Одновременно он уменьшает площадь рабочего окна и открывает доступ жидкости на слив. Часть рабочей жидкости из канала р направится на слив по каналу Т. Другая часть по каналу А продолжает поступать в гидроцилиндр, поддерживая в нем заданное давление.

Количество рабочей жидкости, поступающей в гидроцилиндр, будет автоматически регулироваться дросселирующими кромками золотника. При превышении давления настройки клапана золотник перекроет доступ рабочей жидкости в гидроцилиндр, и весь расход направится на слив.

Если нагрузка в гидроцилиндре уменьшится, давление снизится в линии А и, соответственно, в торцевой камере золотника. Пружина заставит золотник подняться и увеличить площадь его рабочих окон.

Дополнительный расход рабочей жидкости поступит в гидроцилиндр и обеспечит заданный режим работы – восстановит требуемую величину давления. Таким образом, можно сделать следующие заключения.

Клапан последовательности — Представлен в семействе клапанов управления давлением. Однако давлением он не управляет. Этот клапан всего лишь использует сигнал давления, чтобы открыть свое рабочее окно.

Во многих случаях его можно отнести к семейству распределителей, поскольку этот клапан изменяет направление потока рабочей жидкости после открытия своего окна под воздействием давления, которое определяется настройкой пружины.

Редукционный клапан — Поддерживает в управляемом контуре заданное давление (всегда ниже максимального). Он также может выполнять функции предохранительного клапана. В этом случае редукционный клапан должен настраиваться примерно на 1,0 МПа выше, чем давление на его выходе.

При резком возрастании давления в рабочей линии клапан направит рабочую жидкость на слив в гидробак. В обоих типах упомянутых клапанов пружинная полость соединена со сливом. Это дает возможность продолжать работу клапана, когда его выходная линия нагружена давлением.

Через сливной канал в гидробак направляются внутренние утечки и излишний объем рабочей жидкости. Отсутствие сливного канала привело бы к перетеканию утечек через зазоры клапана и быстрому его выходу из строя.

При настройке любого клапана следует соблюдать следующие правила:

— Необходимо правильно подобрать манометр. Величина настройки давления клапана должна соответствовать примерно 2/3 показания шкалы манометра.

— Для нормально открытых клапанов их выходная гидролиния до точки тестирования должна быть разгруженной, т. е. не должна работать.

— Для нормально закрытых клапанов их выходная гидролиния должна быть соединена со сливом.

 

Что такое редукционный клапан и как он используется в гидравлике?

Когда дело доходит до гидравлики — для некоторых крупных машин и оборудования — есть ветви гидравлической цепи, которые должны работать при более низком давлении. Редукционный клапан помогает в этой важной работе, которая может предотвратить повреждение машины и большой счет.

Клапан редукционный для поддержания пониженного давления в ответвлениях гидросистем . Предохранительный клапан системы или другое устройство, задающее давление, определяет давление в основной системе выше по течению. Редукционный клапан – это обычно открытый двухходовой клапан, который позволяет жидкости, находящейся под давлением, протекать через него до тех пор, пока ниже по потоку не будет достигнуто заданное давление. Затем он переключается на дросселирование потока в ответвление.

Силы, создаваемые давлением ниже по потоку, приводят в действие редукционный клапан. Падение давления на основном золотнике клапана с пружиной создается силами, устанавливающими необходимое рабочее давление. Требуемое значение давления поддерживается за счет непрерывной регулировки положения основного золотника.

По сути, редукционный клапан регулирует давление или выпускное отверстие. Вот более подробное описание 3-х функций редукционного клапана в гидравлических настройках:

 

 

1. Саморазгружающийся регулятор воздушной линии

В пневматическом контуре регуляторы воздушной линии снижают давление. Энергию можно сэкономить, по возможности снижая давление , поскольку воздух в линии подачи к машине находится под максимальным давлением. Например, около половины входной энергии будет потеряно без правильно отрегулированного регулятора с требованием к машине 60 фунтов на квадратный дюйм и настройкой компрессора на 120 фунтов на квадратный дюйм. Машина с пневматическим приводом потребляет больше мощности компрессора, чем необходимо, когда она работает при более высоком давлении .

Для хода втягивания пневматических цилиндров также очень полезны регуляторы линии подачи воздуха. Такт втягивания цилиндра потребляет меньше мощности компрессора, когда он экономит воздух от пониженного давления.

 

 

2. Редукционный клапан с перепускным обратным клапаном

Стандартный редукционный клапан нормально открыт. Когда давление на выходе становится выше установленного, клапан закрывается, что блокирует поток. Давление ниже по потоку может попытаться увеличиться. Например, когда есть сопротивление со стороны противоположного цилиндра, редукционный клапан также блокирует обратный поток. Что-то может лопнуть или получить механические повреждения, если повышенное давление в линии, расположенной ниже по течению, продолжится.

В схемах с несколькими приводами часто невозможно подобрать размер всех приводов для работы при максимальном давлении в системе . Вот хороший пример этого: цилиндру требуется определенное количество фунтов силы, но даже при максимальном давлении стандартное отверстие не производит достаточного усилия. В этом случае конструктор должен перейти к следующему по величине стандартному отверстию. Однако следующее по величине отверстие создает слишком большую силу. Это может привести к повреждению машины или ее частей. Вместо , установите редукционный клапан в контур ответвления с цилиндром увеличенного размера, чтобы понизить давление в этом ответвлении и создать необходимое усилие цилиндра.

 

 

3. Клапан редукционно-сбросной с перепускным обратным клапаном

Максимальное давление на выходе устанавливается редукционно-сбросным клапаном . Когда выходное давление пытается подняться выше (из-за высоких температур или внешних источников), оно сбрасывает жидкость в бак. Редукционно-предохранительный клапан имеет полнопоточный трубопровод к баку со встроенным предохранительным клапаном. Захваченная жидкость сбрасывается в резервуар, когда давление в нижнем контуре поднимается на 3–5 % по сравнению с пониженным давлением. Регулировка пониженного давления автоматически устанавливает максимальное давление сброса .

Примечание : Всегда имеется сливная линия, открытая в бак для управления потоком масла с помощью гидравлических редукционных клапанов. Когда выход редукционного клапана ниже его входа, сливное масло течет. Это создает небольшое количество тепла в системе. Блокировка сливной линии позволяет выходному давлению подняться до давления в системе за счет полного открытия клапана.

ведущий бренд в области защиты от загрязнения для систем водоснабжения

NEWS

КОМПЛЕКТЫ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ

ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ВЫБОРА

Программное обеспечение для выбора через управляемый поиск

ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ

ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ВЫБОРА

Ваши критерии для выбора обратный клапан

ПОВОРОТНЫЙ ЗАТВОР

КОНФИГУРАТОР

Откройте для себя дроссельная заслонка адаптировано к вашим потребностям

ОНЛАЙН-ОБУЧЕНИЕ

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ WATTS

Доступ к широкому выбору продуктов и решений

DIGISCO ™

ОБЛАЧНОЕ РЕШЕНИЕ

Упрощение и управление тестированием и контролем рабочего процесса превенторов обратного потока

НАШИ БРЕНДЫ

Несколько миллионов поворотных затворов уже установлены профессионалами.