Переливной клапан принцип действия

Перепускной клапан

Перепускной клапан
служит для слива рабочей жидкости в
системе при работающем насосе и
выключенном потребителем ее гидравлической
энергии.

Перепускной клапан
(рисунки 6.5, а,
б) состоит
из корпуса 1,
клапана 2,
цилиндрической пружины 3,
запорного клапана 4,
рабочей полости А,
сливного канала Б
и канала управления С.

а
— закрытое положение; б
— рабочее положение; 1
— корпус; 2 —
клапан;
3
— пружина; 4
— запорный клапан

При функционировании
гидропривода золотник управления
перекрывает канал управления С,
а жидкость через рабочую полость А
поступает к исполнительному рабочему
органу, давление жидкости р
над цилиндрической частью клапана и
давление в рабочей полости равны, поэтому
за счет разности площадей верхней и
нижней S
частей клапана и жесткости с
пружины возникает сила Fр,
прижимающая конус клапана к седлу.

Устройство электромагнитного (соленоидного) клапана

Если золотник
управления открывает канал С
и соединяет его со сливом, то за счет
разности давлений в надклапанной камере
и рабочей полости А
происходит подъем клапана, часть рабочей
жидкости проходит через сверление в
цилиндрической его части и через запорный
клапан на слив, а основной поток жидкости
в полость В.
При этом происходит разгрузка насоса,
так как давление нагнетания равняется
давлению слива жидкости.

При расчете
предохранительных клапанов, необходимо
подбирать параметр посадочного гнезда
и жесткость пружины, так как давление
жидкости р1
действуя на поверхность клапана, площадью
S
создает силу F1,
противодействующую силе сжатой пружины
Fпр.
При нормальной работе гидропривода
F1<Fпр,
т. e.
клапан закрыт, а в случае увеличения
F1 —
F1>Fпр,
клапан закрыт.

,
(6.1)

где μкл
— коэффициент расхода, μкл
= 0,6–0,72;

Sкл
— площадь дроссельной щели;

ρ — плотность
рабочей жидкости;

р1
— давление срабатывания предохранительного
клапана;

рсл
— давление слива.

,
(6.2)

где dш
— диаметр шарика;

dср
— средний диаметр;

А
— коэффициент.

,
(6.3)

Переливной клапан принцип действия

,
(6.4)

где D
— диаметр проходного сечения
нагнетательного отверстия клапана;


— наружный диаметр уплотнительного
пояска клапана.

,
(6.5)

где α — угол
конусности седла клапана, α = (30–60)º для
конического и шарикового клапанов;

h
— высота поднятия клапана от поверхности
седла.

.
(6.6)

.
(6.7)

.
(6.8)

EPDM – Этилен-пропилен-диен-каучук. Недорогой, химически и износостойкий эластичный полимер. Высокая устойчивость к старению и атмосферным воздействиям. Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям, соленым растворам, воде, пару низкого давления, нейтральным газам. Неустойчив к бензину, бензолу и углеводородами. Температура применения −40… 140 °С.

NBR – Нитрил-бутадиен-каучук. Распространенный и недорогой эластичный полимер, нейтральный к воздействию бензина, минерального масла, дизельного топлива, растворов щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана и воды. Температурный диапазон −30… 100 °С. Разрушается бензолом, окислителями и ультрафиолетом.

FKM – Фторкаучук. Термостойкий и эластичный синтетический полимер. Высокая стойкость к старению, озону и ультрафиолету. Химически устойчивый для кислотных и щелочных сред, нефтепродуктов, для топлива и углеводородов. Применяется для спиртов, воды, воздуха и пара низкого давления при температуре −30… 150 °С. Разрушается эфирами, органическими кислотами.

PTFE – Политетрафторэтилен. Фторполимер, один из самых химически стойких полимерных материалов. Применяется в химической промышленности для кислот и их смесей высокой концентрации, щелочей, растворителей. Устойчив к бензолу, окислителям, маслам и топливам. Используется для агрессивных газов, углеводородов, воздуха, воды и пара. Температурный диапазон −50… 200 °С. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.

TEFLON – Политетрафторэтилен. Запатентованное название фторполимера, на основе PTFE с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Рабочая температура применения в диапазоне −50… 250 °С.

Принцип действия пилотного электромагнитного клапана

Клапан нормально закрытый

В статичном положении напряжение на катушке отсутствует – электро клапан закрыт. Запорный орган (мембрана или поршень, в зависимости от типа клапана) герметично прижат, силой действия пружины и давления рабочей среды к седлу уплотнительной поверхности. Пилотный канал закрыт подпружиненным плунжером.

Для открытия клапана напряжение подается на катушку. Плунжер, под воздействием магнитного поля поднимается и открывает пилотный канал. Так как диаметр пилотного канала больше перепускного, давление в верхней полости клапана (над мембраной) понижается. Под действием разницы давлений, мембрана или поршень поднимается вверх и клапан открывается. Клапан останется в открытом положении, пока катушка находится под напряжением.

Клапан нормально открытый

Принцип действия нормально открытого клапана наоборот – в статичном положении клапан находится в открытом положении, а при подаче напряжения на катушку клапан закрывается. Для удержания нормально открытого клапана в закрытом состоянии, напряжение необходимо подавать на катушку долговременно.

Для правильной работы любых клапанов пилотного действия необходим минимальный перепад давления, ΔP – разница давлений на входе и на выходе клапана. Пилотные клапаны назвают клапанами непрямого действия, т.к. кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия по перепаду давления. Подходит в большинстве случаев, для эксплуатации в системах водоснабжения, отопления, системах ГВС, системах пневмоуправления и др. – везде, где присутствует давление в трубопроводе.

У электромагнитного клапана прямого действия пилотный канал отсутствуют. Эластичная мембрана в центре имеет жесткое металлическое кольцо и через пружину соединена с плунжером. При открытии клапана, под воздействием магнитного поля катушки, плунжер поднимается вверх и снимает усилие с мембраны, которая моментально поднимается и открывает клапан.

Для клапана электромагнитного прямого действия, минимальный перепад давления на клапане не требуется, ΔPmin=0 бар. Клапаны прямого действия, могут работать как в системах с давлением в трубопроводе, так и на сливных емкостях, накопительных ресиверах и в других местах, где давление минимально или отсутствует.

Бистабильный клапан имеет два устойчивых положения: “Открыто” и “Закрыто”. Переключение между ними осуществляется последовательно, подачей короткого импульса на катушку клапана. Особенностью управления является необходимость подачи импульсов переменной полярности, поэтому бистабильные клапаны работают только от источников постоянного тока.

Клапан электромагнитный соленоидный (англ. solenoid valve) – это функциональная и надежная трубопроводная арматура. Ресурс работы специальных электромагнитных катушек составляет до 1 миллиона включений. Время, необходимое для срабатывания мембранного магнитного клапана в среднем составляет от 30 до 500 миллисекунд, в зависимости от диаметра, давления и исполнения.

Теплоноситель, вода, газовая среда, продвигаясь по трубопроводу, оказывают нажим на заслонку, которую удерживает пружина. Как только сила напора достигает заданного уровня, затвор открывается и избыточный объем рабочей среды отводится по специальному ответвлению в другой контур системы.

После снижения уровня до нормального, спираль ставит затвор в исходное положение и содержимое трубопровода продолжает циркулировать.

В автомобиле перепускной узел турбины имеет заслонку, полное открытие или закрытие которой, зависит от рычага активатора. Длина его тяги может меняться со временем под воздействием различных факторов. Поэтому за этим следят и производят регулировку тяги.

Практическое занятие № 11 «Расчет и подбор контрольно-регулирующих, направляющих гидроаппаратов и вспомогательных элементов» Назначение и классификация гидроаппаратов

Режим работы
гидропривода той или иной базовой машины
оценивается в зависимости от
продолжительности работы гидропривода
под нагрузкой.

Режим работы
гидропривода в зависимости от числа
включений и вида выполняемой работы
приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 — Режим
работы гидропривода

Режим
работы

Число
включений в час

Место
установки

Легкий

До
100

Система
управления, подъем жатки, подъем
навесного оборудования и др.

Средний

100–200

Гидроусилители,
бульдозеры, автогрейдеры, гидроподъемники
и др.

Тяжелый

200–400

Гидрофицированные
плуги, привод ходовых колес и др.

Весьма
тяжелый

400–800

Гребнеобразователи,
разбрасыватели минеральных удобрений,
привод почвенной фрезы и др.

При разработке
схем объемного гидропривода важным
является правильный выбор
контрольно-регулирующих, направляющих
гидроаппаратов и вспомогательных
элементов. В общем случае гидроаппарат
— устройство, предназначенное для
изменения или поддержания необходимого
постоянного давления или расхода рабочей
жидкости, а также для изменения направления
движения рабочей жидкости в системе
гидропривода.

Гидроаппараты
можно подразделить на регулирующие и
направляющие.

К регулирующим
гидроаппаратам относятся предохранительные,
переливные, редукционные клапаны,
дроссели, делители, сумматоры и регуляторы
потока.

К направляющим
гидроаппаратам относятся обратные
клапана, гидрозамки, разрывные муфты.

К вспомогательным
элементам относятся фильтры, теплообменники
и гидробаки.

Гидравлические распределители

Гидрораспределитель
— устройство, предназначенное для
изменения направления потока рабочей
жидкости в двух или более гидролиниях
в результате внешнего управляющего
воздействия. Благодаря этому в системе
гидропривода происходит пуск, реверс
и остановка гидродвигателя.

По типу
запорно-регулирующего элемента
распределители подразделяются на
золотниковые, крановые и клапанные. В
зависимости от числа внешних гидролиний,
подводимых к распределителю, они бывают
двухлинейные, трехлинейные и т.д., а в
зависимости от фиксированных или
характерных позиций запорно-регулирующего
органа бывают двухпозиционные и
трехпозиционные.

Гидроклапаны: назначение и виды

Наиболее широкое
применение получили распределители
золотникового типа. Они широко применяются
в гидроприводах всех отраслей
машиностроения, а также в с.-х.
машиностроении. Они позволяют осуществлять
многопозиционность, уравновешены
статическими силами давления, обладают
малым трением, просты по конструкции и
надежны в работе.

По типу управления
распределители подразделяются на
ручное, гидравлическое, электрическое
и др., а также могут быть комбинированного
управления.

В сложных системах
гидропривода используются многоблочные
и секционные гидрораспределители. По
типу присоединения бывают резьбового
и стыкового исполнения. Технические
характеристики приведены в приложении
12.

Цель: изучить
устройство и конструкцию гидравлических
распределителей.

1) изучить конструкцию
гидравлических распределителей;

2) исследовать
характеристики гидравлических
распределителей.

Гидравлические
распределители предназначены для
изменения направления потока рабочей
жидкости в гидравлических магистралях.
Распределители, применяемые в
сельскохозяйственных машинах, бывают
золотникового, кранового и клапанного
типа. В зависимости от числа внешних
гидролиний распределители применяются
одно-, двух-, трех- и многосекционного
исполнения.

Золотниковые
распределители по конструкции золотника
могут быть с цилиндрическим (преимущественно
в сельскохозяйственном гидроприводе)
и плоскими золотниками. Основными
элементами этих распределителей являются
золотник с поясками и цилиндр (гильза)
с окнами.

На рисунке 5.1
приведена принципиальная схема
четырехлинейного трехпозиционного
золотникового распределителя. Золотниковые
распределители могут выполняться
разгруженными и неразгруженными. На
рисунке 5.1 показан разгруженный
золотниковый распределитель. Его
золотник разгружен от осевых усилий
из-за равенства площадей, на которые
действует давление жидкости на выходе
из распределителя. При отсутствии
крайних поясков на золотнике появляется
осевое усилие, направленное справа
налево.

Недостатком
золотниковых распределителей является
возможность появления облитерации
(зарастание отверстия молекулами
жидкости).

Для борьбы с
облитерацией в гидравлических системах
с небольшим давлением выполняют пояски
золотников с нулевым или даже неполным
перекрытием окон. Разумеется, что в
последнем случае утечки через золотник
увеличиваются.

Рисунок 5.1 —
Золотниковый распределитель

Крановые
распределители (рисунок 5.2) характерны
тем, что для изменения распределения
жидкости в гидросистеме необходимо
повернуть запорный элемент распределителя
вокруг своей оси. Конструктивно запорный
элемент может быть выполнен в виде
цилиндрической конической, шаровой
пробки или в виде плоского поворотного
крана — золотника. В запорном элементе
имеются проходные каналы для жидкости.

а
— простой: б
— разгруженный

На рисунке 5.2, а
приведен простейший крановый
распределитель. При повороте пробки
осуществляется изменение направления
движения жидкости в системе после
распределителя.

Крановые
распределители могут выполняться
неразгруженными и разгруженными. В
неразгруженных кранах (рисунок 5.2, а)
давление в камере, связанной с линией
нагнетания, не уравновешивается с другой
стороны, что приводит к одностороннему
прижатию пробки, увеличение момента
для ее поворота и увеличению утечек.

При построении
условных обозначений распределителей
число позиций запорного элемента
изображают числом квадратов, а проходы
(каналы) в распределителе — линиями со
стрелками, показывающими направление
потоков рабочей жидкости в каждой
позиции. Запорный элемент изображают
в исходной позиции, необходимо мысленно
передвинуть соответствующий квадрат
на место исходной позиции, оставляя
внешние гидролинии в прежнем положении.
Управление распределителем показывается
на малых сторонах общего прямоугольника,
составленного из квадратов.

Клапанные
распределители применяются в основном
в тех гидросистемах, где требуется
высокая герметичность. По этой причине
запорный элемент выполняют, как правило,
в виде конического или шарового клапана.

1
— толкатель; 2
— уплотнения; 3 — седло клапана; 4 —
клапан; 5
— пружина

На рисунке 5.3
приведен клапанный распределитель с
коническим запорным элементом. Основными
деталями распределителя являются клапан
4
с центрирующим плунжером, прижимаемый
к седлу 3 пружиной 5,
и толкатель 1,
воздействующий на клапан для его
открывания. Чаще всего толкатель
приводится в действие от электромагнита.

Распределители
этого типа могут работать при весьма
высоких давлениях (до 32 МПа). Достоинством
их также является большой срок службы.
К недостаткам следует отнести малые
расходы (до 5 л/мин) и значительные усилия,
необходимые для управления.

На сельскохозяйственных
уборочных машинах устанавливают
многосекционные гидравлические
распределители. Их технические
характеристики приведены в приложении
12.

Рабочая секция
такого распределителя показана на
рисунке 5.4.

1, 9
— пружины; 2
— поршень, 3
— обратный клапан,
4 — втулка;
5
— корпус;

6 —
пробка; 7
— золотник; 8,
11 — шайбы;
10
— дистанционная втулка

В
корпусе 5
находятся золотник 7,
поршень 2
с двумя толкателями, шариковые обратные
клапана 3
с втулками 4
и пружинами 1,
которые пробками 6
крепятся к корпусу. Золотник 7
в нейтральное положение устанавливается
под действием пружины 9,
опирающейся торцами на шайбы 8
и 11.
Шайбы при нейтральном положении золотника
усилием пружины прижимаются к торцевым
поверхностям расточек корпуса и стакана.

Гидравлические клапаны

При перемещении золотника вверх или
вниз
одна
из шайб касается торца расточки стакана,
а вторая шайба, перемещаясь совместно
с золотником, сжимает пружину. Ход
золотника ограничен дистанционной
втулкой 10.
В корпусе под золотником имеется пять
кольцевых расточек, через крайние
расточки проходят сквозные сливные
отверстия, а через центральную расточку
— нагнетательный канал. Две средние
расточки соединены с полостями над и
под поршнем 2.

Распределение
потока рабочей жидкости происходит
следующим образом. При перемещении
золотника распределителя, например,
вверх, нагнетательный канал соединяется
с полостью, расположенной под поршнем.
Под действием силы давления рабочая
жидкость открывает верхний запорный
клапан и поступает в нагнетательную
магистраль гидравлического устройства.

На рисунке 5.5
показан гидравлический распределитель
типа Р75–43. В корпусе 3
размещены три золотника 1,
предохранительный 22
и перепускной 6
клапаны. Сверху и снизу корпус закрыт
крышками 2
и 9.
Управление золотником осуществляется
рычагами 21.
Для подвода рабочей жидкости в корпусе
золотника имеются полость Н, каналы
управления 20
и слива 19.

При нейтральном
или “плавающем” положении золотника
рабочая жидкость заполняет полость Н,
управляющий и сливной каналы. Перепускной
клапан 6 вследствие разности площадей
и перепада давления в дроссельном
отверстии 5,
преодолевая силу пружины 4,
открывается и рабочая жидкость делится
на два потока: часть по каналам 20
и 19
поступает в сливную полость, а другая
непосредственно через рабочее окно 7
в сливное окно 8.

1
— золотники; 2,
9 — крышки,
3
— корпус, 4,
10, 12 — пружины;
5
— дроссельное отверстие; 6,
22 — перепускной
и предохранительный клапана; 7,
8 — рабочее
и сливное окна; 11
— толкатель; 13
— втулка; 14
— обойма; 15
— фиксатор; 16
— направляющая;
17
— гильза; 18
— клапан; 19,
20 — каналы
слива и управления; 21
— рычаг

В рабочих положениях
золотник 1
перекрывает кромкой канал управления
20,
давление жидкости по обе стороны
дроссельного отверстия 5
выравнивается и перепускной клапан 6
закрывается. Жидкость поступает в
полость высокого давления и в зависимости
от положения рычага управления проходит
в одну из полостей А (Б) и к гидродвигателю,
а затем со сливной магистрали через
полость Б (А) и рабочие окна распределителя
она поступает на слив.

При плавающем
положении золотника обе магистрали,
идущие к исполнительному гидродвигателю,
сообщаются со сливной полостью
распределителя, а насос разгружается
и через перепускной клапан перекачивает
жидкость в резервуар. Золотник фиксируется
в определенных положениях при помощи
шариковых фиксаторов 15,
которые удерживаются в гнездах втулкой
13
и пружиной 12.

Советы по выбору и примерные цены

Выбирая перепускное устройство, потребитель должен осознавать, что оно призвано обеспечить нормальную работу системы, постоянно поддерживать внутри неё стабильное давление.

Подобное приспособление должно отвечать следующим требованиям:

  • содействовать понижению давления, оперативно перенаправлять избыточный объем теплоносителей в другой контур;
  • иметь достаточный диапазон регулировки;
  • подходить по способу подключения к трубам, например, иметь резьбовое соединение для труб диаметром ½′′.

Пропускной прибор подбирается, прежде всего, исходя из типа рабочей среды трубопровода: газ, пар, вода.

Далее руководствуются определенными критериями.

Критерии

Основными их них являются:

  • особенности исполнительного механизма;
  • тип и конфигурация трубопровода;
  • материал изготовления клапана;
  • диаметр устройства (DN), который не должен быть меньше сечения подводящего патрубка;
  • диапазон перепадов давлений, поддерживаемых прибором;
  • пропускная способность заслонки, характеризующаяся максимальным и минимальным значениями Kvs;
  • рабочая и максимальная температура носителя.

Определенное значение рабочего давления, на которое необходимо настроить клапан, прописывается в техпаспорте.

Важно предусмотреть правильный монтаж, для чего необходимо грамотно все рассчитать с учетом параметров и конфигурации системы. К примеру, в сложной структуре отопления переливной регулятор лучше устанавливать за всеми насосами, применять дополнительно обратные затворы для их защиты.

Примерная цена на перепускные клапаны бытового применения варьируется от 1700 до 5 200 рублей. Промышленные образцы, оснащенные измерительными приборами, фланцами, с широким диапазоном настроек стоят гораздо дороже.

Переливной клапан принцип действия

Так, указанный на фото, переливной угловой клапан с DN ¾”, рассчитанный на 0,06-0,36 bar, с настроечной головкой, обойдется в 1680 рублей. Его устанавливают для обеспечения нормальной работы насоса. Сливает излишки теплоносителя при превышении давления в радиаторах в обратку.

Если придется приобретать перепускное устройство для автомобиля, необходимо учитывать все особенности предыдущего, не гнаться за дешевыми подделками.

а) низкого давления
(до 2,0 МПа) — для холостых ходов
вспомогательных механизмов (тормозов,
гидроусилителей и др.);

б) среднего давления
(от 2 до 6,3 МПа) — для привода насосов,
вентиляторов и др.;

в) высокого давления
(от 6,3 до 20 МПа) — для привода ходовых
систем самоходных сельскохозяйственных
машин и др.;

г) сверхвысокого
давления (от 20 МПа до 30МПа) — для привода
ходовых колес уборочных комплексов,
зерноуборочных комбайнов и др.

В
сельхозмашиностроении гидросистемы
имеют номинальное давление 16 МПа. В
последнее время при проектировании
гидроприводов имеется тенденция к
увеличению рабочего давления, так как
это позволяет при малых габаритах
насосов и гидродвигателей получить
большую мощность, а при той же мощности
— меньшие габариты и вес конструкции.

При выборе
гидравлической схемы с питанием
гидроцилиндров и гидромоторов от общего
насоса следует иметь ввиду, что многие
гидромоторы, выпускаемые промышленностью,
работают при сравнительно невысоких
давлениях и поэтому давление перед
гидродросселем должно мало отличаться
от давления перед гидромотором.

В
противном случае для снижения давления
в магистрали гидромотора приходиться
использовать дроссель или редукционный
клапан, что увеличит гидравлические
потери и снизит КПД гидропривода. Если
применение высокого давления перед
гидромоторами почему-либо неизбежно,
то следует перейти к двухпоточной
системе и для питания каждой группы
гидродвигателей предусмотреть свой
автономный насос.

Номинальное
давление определяется рядом значений
по ГОСТ 6540-94 (МПа: 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 6,3; 10; 16; 20;
25; 32; 40; 50; 63).

Области применения

Гидравлические клапаны используются для разнообразных целей в зависимости от их функционального предназначения – предохранительные, переливные, последовательные, напорные и т.д.

Гидролинии соединяются посредством установки пробок в конкретные клапаны, что и обеспечивает его работу по необходимой схеме.

В таблице ниже приведены основные способы использования некоторых видов клапанов.

Наименование Применение
Предохранительный Гидросистемы и стационарные установки. Контролирует уровень давления и поддерживает его в заданном интервале, защищает систему от чрезмерных нагрузок.
Редукционный Гидросистемы гидропроводов оборудования и стационарные установки. Является автоматическим пневмо – или гидродросселем. Сохранят напор в обозначенном интервале на выходе, регулирует пониженное давление.
Обратный Трубопроводы, насосы, емкости, где может возникнуть высокое внутреннее давление. Защищает от утечки жидкости из трубопровода при поломке.

Применяется клапан в трубопроводах, где может возникнуть повышенный напор рабочей среды.

В автомобилях он сбрасывает излишки выхлопных газов, раскручивающих лопасти турбины, снижая тем самым напор во впускном коллекторе. Это в конечном счете предохраняет двигатель от излишнего нагрева и выхода из строя. В трубопроводах подачи топлива и охлаждения он сливает излишки, образующиеся под давлением, соответственно в топливный бак и расширительный резервуар.

Как устроены гидроклапаны и механизм их действия

Гидроклапан состоит из таких элементов как:

  • корпус;
  • золотник (размещен в корпусе);
  • пружина (она поджимает золотник с торца);
  • винт (регулирует сопротивляемость пружины);
  • подвод и отвод;
  • дополнительные полости;
  • каналы регулировки;
  • демпферное отверстие.

Если золотник имеет нижнее положение в нормальном состоянии, то полости разъединены. Это достигается за счет того, что напор жидкости на торец золотника в одной полости не превосходит сопротивление контролируемой пружины и напор жидкости на верхний торец золотника в другой.

Принцип действия пилотного электромагнитного клапана: нормально закрытый

Если же напор превышен, золотник смещается наверх, после чего подвод соединяется с отводом.

Данная схема функционирования гидроклапана носит обобщенный характер. В соответствии с выбранным методом соединения каналов регулировки с главными линиями (или их независимого использования), можно применять 4 разных метода подсоединения устройства, которые имеют разное функциональное предназначение.

Клапаны, предназначенные для установки в системах с большим напором жидкости, устроены немного по-другому. Они оснащены корпусом с поршневым механизмом, коническим главным и вспомогательным вентилями, служащими для координации спиралевидного механизма, шарика и винта.

Предохранительные клапана

Предохранительные
клапана предназначены для предохранения
гидроаппаратуры от выхода из рабочего
состояния при повышении давления выше
допустимого. При нормальном режиме
работы гидрооборудования клапан
находится в закрытом состоянии, а
включается в работу при повышении
давления в гидросистеме выше допустимого.

Давление срабатывания
предохранительного клапана определяется
условиями режима работы гидроаппаратуры
системы объемного гидропривода. Например,
предохранительный клапан насоса
настраивается на максимальное давление
насоса, а другие элементы на то давление,
при котором они обеспечивают выполнение
своих функций, в частности, при работе
фильтра, который засорился, масло должно
уйти по обводной линии и т. д.

Предохранительные
клапана бывают прямого и непрямого
действия (рисунок 11.1). В клапане прямого
действия рабочая жидкость непосредственно
действует на исполнительный механизм
т. е. когда давление р1
перед клапаном превышает рабочее
давление pр,
то рабочий орган клапана 1
смещается, открывая проход рабочей
жидкости на слив.

В клапане непрямого
действия с повышением давления р1
перед клапаном, превышающее рабочее
давление pр,
рабочая жидкость через дроссельное
отверстие в основном клапане 1 заполняет
промежуточную камеру до р1
и рабочий орган 2
вспомогательного клапана смещается,
открывая проход рабочей жидкости.

Принцип действия пилотного электромагнитного клапана: нормально открытый

Клапаны прямого
действия, шариковые и конусные, применяются
обычно в качестве предохранительных
клапанов, так как, несмотря на простоту
и надежность, они хорошо работают только
в случае кратковременного эпизодического
действия, что характерно для
предохранительных клапанов насосов
низкого давления.

При
высоком давлении резко возрастают
размеры предохранительных клапанов
прямого действия, что приводит к
нестабильности действия, поэтому в
таких случаях рекомендуется использовать
предохранительные клапана непрямого
действия. В работе они обеспечивают
стабильность, надежность и многократность
действия.

Предохранительные
клапана подключаются параллельно
основной линии в стыковом и резьбовом
видах соединения. Технические данные
предохранительных клапанов приведены
в приложении 9.

а
— прямого действия; б
— непрямого действия

Предохранительные
клапана прямого действия — шариковые,
конусные, плунжерные, золотниковые,
мембранные (рисунки 6.1, а,
б,
в) —
состоят из корпуса 1,
запорного устройства 2,
пружины 3,
регулировочного винта 4,
изменяющего силу сжатия пружины (Fпр).
В процессе работы при превышении значения
давления р
жидкости в гидроприводе выше расчетного
пружина сжимается на величину h
и запорное устройство открывает путь
жидкости в сливную магистраль. Закрытие
клапана происходит при уменьшении
давления до расчетного значения.

Предохранительные
клапана устанавливаются на насосе или
сразу за ним. Это уменьшает повышение
давления в гидроприводе при срабатывании
клапана.

а
— шариковый; б
— конусный; в — плунжерный; г
— золотниковый; д
— мембранный; 1
— корпус; 2
— запорное устройство; 3
— пружина; 4
— регулировочный винт

Как правильно выбрать и установить гидроклапан

Принцип действия клапана электромагнитного прямого действия

Выбор гидроклапана должен быть основан, прежде всего, на его функциональном назначении и системе, в которой предполагается установка данного устройства.

Чтобы изделие прослужило долго и бесперебойно, необходимо грамотно его установить. Это поможет сохранить в целости и саму систему. Алгоритм установки гидроклапана таков:

  1. Внимательно осмотрите клапан и убедитесь, что поток рабочей жидкости направлен туда, куда указывает стрелка на клапане.
  2. Прочно закрепите трубопровод к несущим конструкциям (стенам, опорам), поскольку клапан довольно массивен и может повредить трубы. Таким образом, Вы уберегаете систему от повреждения.
  3. Если модель выбранного клапана имеет электромагнитный механизм управления, устанавливать его нужно блоком наверх, чтобы не допустить скопления грязи и пыли.
  4. Следите за тем, чтобы сетевые параметры и выбранный клапан соответствовали друг другу, иначе есть риск быстрого выхода из строя катушки.
  5. Максимальной прочности закрепления всех элементов помогут достигнуть два ключа.
  6. Проверяйте, насколько герметичны соединения, чтобы предотвратить контакт клапана с водой.
  7. Подбирайте гидравлический клапан, учитывая давления внутри системы, типа жидкости, используемой в трубопроводе, верхней границы производительности устройства.
  8. Если перед Вами стоит задача подбора изделия для пневматической системы, покупайте специальный электромагнитный прибор для гидравлики. Стандартная система может функционировать с упрощенной моделью.

Помните, что правильный подбор гидроклапана лучше доверить специалисту, который знает все особенности прибора. Это сэкономит Ваше время, деньги и позволит получить качественный товар, который сможет прослужить долгое время.

Компания «Центр технического обеспечения и сервиса» предлагает на выбор все виды гидроклапанов различного предназначения, в том числе дроссельного типа. Звоните за подробной консультацией менеджерам, которые помогут подобрать оптимальную модель.

Мы работаем с надежными поставщиками, поэтому реализуем качественные сертифицированные товары. Мы даем гарантию и обеспечиваем сервисное обслуживание.

Заказывайте и выбирайте удобный способ оплаты и доставки!

Фильтры

Фильтры предназначены
для поддержания в процессе эксплуатации
необходимой чистоты масла в целях
обеспечения надежной и долговечной
работы гидропривода.

В зависимости от
срока службы, назначения и надежности
работы следует выбирать тонкость
фильтрации, т. е. степень очистки
рабочей жидкости.

По степени очистки
различают фильтры грубой, нормальной,
тонкой и особо тонкой очистки; они
задерживают частицы, размеры которых
не превышают соответственно 0,1; 0,01;
0,005; 0,001 мм.

Практика показывает,
что фильтр эффективно защищает только
тот элемент гидросистемы, который
установлен непосредственно после него,
а остальные элементы получают лишь
частичную защиту. Поэтому фильтры могут
устанавливаться во всасывающей, напорной
или сливной линиях, а иногда комбинированно
в двух или трех линиях.

Фильтр
грубой очистки устанавливается в
заливной горловине гидробака, а в
остальных случаях в системах объемного
гидропривода следует применять фильтры
нормальной очистки. Для защиты фильтра
от недопустимого повышения давления в
сливной линии, вызванного засорением
фильтрующего элемента или резким
повышением вязкости масла в крышке
фильтра следует установить предохранительный
клапан, который начинает открываться
при перепаде на фильтре 200 кПа, пропуская
весь поток жидкости в обход фильтра.

,
(11.12)

.
(11.13)

Расчет гидроаккумуляторов

Основные
конструктивные размеры бака определяются
из следующих условий.

,
(11.15)

где
— подача насоса гидропривода, л/мин.

Выбранный
объем бака V
должен соответствовать
ряду номинальных вместимостей
гидравлических баков: 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63;
100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800 л.

Объем масла в баке
должен составлять 80…90 % от полного
объема бака, что необходимо для компенсации
теплового расширения масла и обеспечения
свободного отделения воздуха.

,
(11.16)

где
— минимальный допустимый уровень
жидкости в баке, который определяется
из условия заполнения гидроцилиндров,
гидроаккумуляторов (или других элементов)
объемного гидропривода.

Глубина погружения
сливной трубы относительного нижнего
уровня определяется из условия

,
(11.17)

где d
— диаметр трубопровода сливной линии.

,
(11.18)

где
— диаметр трубопровода всасывающей
линии.

,
(11.23)

где
— вес груза;

—площадь поршня.

,
(11.24)

где
— сила предварительного сжатия пружины;

—жесткость
пружины;

—величина хода
поршня;

—площадь поршня.

Переливной клапан принцип действия

.
(11.25)

,
(11.26)

где
— полезный объем аккумулятора;

—конструктивный
объем аккумулятора;

—начальное
давление газа в аккумуляторе;

—давление в конце
зарядки;

Переливной клапан принцип действия

—минимально
допустимое давление в конце разрядки;

n
— показатель политропы.

Делители потока
подразделяются на дроссельные и объемные.

При работе
сельскохозяйственных машин, рабочие
органы которых приводятся в действие
гидродвигателями, для их синхронной
согласованной работы, независимо от
рабочего давления, используются
шестеренные делители потока.

,
(11.27)

где Qн,
Q1,
Q2
— расходы жидкости соответственно от
насоса, от первой и второй секций
делителя;

pн,
p1,
p2
— давление жидкости, создаваемые насосом
и соответственно первой и второй
секциями;

Переливной клапан принцип действия

ηм
— механический КПД делителя.

Технические данные
объемных делителей потоков приведены
в приложении 15.

Теплообменники

Теплообменники —
устройства, предназначеные для обеспечения
заданной температуры рабочей жидкости.
Теплообменники подразделяются на
нагреватели и охладители жидкости. В
гидравлических приводах селькохозяйственных
машин, как правило, требуется охлаждение
рабочей жидкости, которая, нагреваясь
в процессе работы, ухудшает свои
параметры, что приводит к снижению КПД
системы и уменьшению ее эксплуатационных
характеристик.

В гидросистемах
с давлением до 10 МПа температура рабочей
жидкости не должна превышать 70…80 °С, а
для гидросистем с давлением более 20 МПа
— 50 °С.

Охладителями в
процессе работы являются: трубопроводы,
гидробаки, теплообменнки.

Переливной клапан принцип действия

.
(11.19)

,
(11.20)

где
— подача насоса;

—КПД гидросистемы.

,
(11.21)

где
— площадь поверхности бака;

—разность
температур;

—коэффициент
теплоотдачи от жидкости в окружающую
среду бака (таблица 11.2).

Переливной клапан принцип действия

При установке
теплообменника требуемая площадь
поверхности определяется по формуле

,
(11.22)

где
– количество теплоты, отводимое в
теплообменнике;

–коэффициент
теплоотдачи от жидкости в окружающую
среду в теплообменнике.

Коэффициент
теплоотдачи можно принять по таблице
11.2.

Переливной клапан принцип действия

Таблица 11.2 —
Значение коэффициента теплоотдачи

Тип поверхности
теплообменника

Гидробак
с гладкими стенками без циркуляции
окружающего воздуха

9

Гидробак
с гладкими стенками с циркуляцией
воздуха

15

Гидробак
поверхность которого обдувается
вентилятором

23

Теплообменники

110–200

Литература

1.
Вильнер, Я.М. Справочное пособие по
гидравлике, гидромашинам и гидроприводам
/ Вильнер Я.М. [и др.]. — Мн.: Вышэйшая
школа, 1976.

2.
Савин, И.Ф. Основы гидравлики и гидропривода
/ И.Ф. Савин [и др.]. — М.: Высшая
школа, 1978.

3.
Башта, Т.М. Гидравлика, гидромашины и
гидроприводы / Т.М. Башта [и др.]. — М.:
Машиностроение, 1982.

4.
Свешников, В.К. Станочные гидроприводы
/ В.К. Свешников, Л.А. Усов. — М.:
Машиностроение, 1982.

Гидроклапаны: назначение и виды

5
Юшкин, В.В. Основы расчета объемного
гидропривода / В.В. Юшкин. — Мн.:
Вышэйшая школа, 1982.

6.
Ловкис, З.В. Гидроприводы сельскохозяйственной
техники: конструкция и расчет / З.В.
Ловкис. — М.: Агропромиздат, 1990.

7.
Гидравлика и гидравлические машины /
Ловкис З.В. [и др.]. — М.: Колос, 1995.

8.
Свешников, В.К. Станочные гидроприводы:
справочник / В.К. Свешников. — Мн.:
Машиностроение, 1995.