Что такое обратный клапан в гидравлике

Обратные клапаны

Обратные клапаны устанавливают в линиях, где необходимо движение жидкости только в одном направлении.

Устройство обратного клапана

Основными элементами конструкции обратного клапана являются:

В качестве запорного элемента применяют:

Седельный контакт обычно обеспечивает обратному клапану хорошую герметичность, но в некоторых конструкциях применяются и эластичные уплотнения.

Тарельчатые обратные клапаны с резиновыми уплотнениями, применяются при небольшом давлении, они получили широкое распространение в водопроводных системах.

Принцип работы обратного клапана

На представленном ниже рисунке показана принципиальная схема обратного клапана.

При движении жидкости в прямом направлении запорный элемент отодвигается от седла и поток проходит через рабочее окно клапана.

При движении жидкости в обратном направлении запорный элемент под воздействием потока жидкости прижимается к седлу, в этом направлении движение потока невозможно.

Принцип работы обратного клапана продемонстрирован в следующем ролике.

Схематичное обозначение

Условные обозначение обратного клапана показано на рисунке.

Обозначение клапана на гидросхеме понятно интуитивно и легко читается.

Применение обратных клапанов

Обратные клапаны применяют в системах где необходимо однонаправленное движение жидкости, в частности в:

Источник

Гидравлический обратный клапан

Гидравлический обратный клапан – это устройство предназначение, которого пропускание рабочей жидкости только в одну сторону.

Они необходимы в гидросистемах, с односторонним движением рабочей жидкости. Также они широко применяются в устройствах гидравлических моторов и насосах.

Устройство

Как показано на рисунке «а» в состав гидравлического обратного клапана входят: 1 – корпус; 2 – пружина; 3 – шарик. Вместо шарика может быть шайба или конус как на рисунке «б». На гидравлических схемах обратный клапан выглядит как показано на рисунке «в».

Пружина в обратном клапане нужна для того чтобы осилить силу трения при постановке запирающей части в седло. Чтобы предотвратить понижение давления рабочей жидкости при проходе через него, жёсткость пружин должна быть минимальной.

Принцип работы согласно рисункам «а» и «в»:

Обратные клапаны не редко являются встроенными в гидравлическую систему элементами, но есть и агрегаты, изготавливаемые отдельно.

Применение

Управляемый гидравлический обратный клапан

Гидравлический управляемый обратный клапан — это устройство которое в зависимости от действий управляющего элемента, пропускает или не пропускает жидкость в каком-то из направлений. Такие устройства называют Гидрозамками.

Источник

Обратные клапаны. Гидрозамки.

Установка в гидроприводе машины обратного гидроклапана исключает самопроизвольное опускание рабочего оборудования под давлением внешней нагрузки, а также при случайном включении гидрораспределителя. По конструкции запорного элемента обратные гидроклапаны могут быть шарикового, грибкового и золотникового типа.

На рис. 11 показан обратный гидроклапан, удобный для установки между трубами в гидросистемах самоходных машин. Запорно-регулирующий элемент, поджимаемый пружиной, имеет малый ход, благодаря чему рабочее проходное сечение клапана закрывается и открывается мгновенно.

При номинальном расходе пружина создает сопротивление потоку не более 0,5 МПа.

По заказу потребителей в гидроклапаны могут быть установлены усиленные пружины (при этом сопротивление потоку может составлять 0,15 и 0,3 МПа) или их поставляют без пружин. В последнем случае гидроклапаны устанавливают вертикально и используют в качестве подпиточных. Отдельные детали клапана без корпуса можно встраивать в различные панели и гидроагрегаты.

На самоходных машинах наибольшее применение находят гидроклапаны с условным проходом 16, 20, 25 и 32 мм.

Гидрозамки

Гидрозамки предназначены для пропускания потока рабочей жидкости при отсутствии управляющего воздействия в одном направлении, а при наличии управляющего воздействия в обоих направлениях.

Обычно гидрозамки устанавливают между гидрораспределителем и гидроцилиндром для надежной фиксации и предотвращения самопроизвольного (неуправляемого) движения рабочих органов машины, вызванного неизбежными перетечками рабочей жидкости в зазоре запорно-регулирующего элемента направляющего гидроаппарата. Самопроизвольное движение рабочего органа (например, опускание ковша скрепера, ножа автогрейдера во время его транспортирования, стрелы крана или экскаватора во время работы) может привести к поломке машины.

Источник фото: gik43.ru Гидрозамки устанавливаются между гидрораспределителем и гидроцилиндром

В гидросистемах самоходных машин наибольшее применение получили односторонние разгруженные и неразгруженные гидрозамки с коническим запорным элементом, имеющие условный проход 16, 20 и 25 и 32 мм.

В неразгруженном одностороннем гидрозамке (рис. 12) штоковая полость гидроцилиндра управления соединена с подклапанной полостью (с внутренним дренажом). В разгруженных односторонних гидрозамках эти полости разобщены, и изолированная штоковая полость гидроцилиндра управления соединена с дренажной гидролинией (с наружным дренажом).

Рис. 12. Конструкция типового одностороннего гидрозамка

Если в схеме привода гидроцилиндра грузоподъемного механизма с гидрозамком не будет установлен дроссель с обратным клапаном, то при перемещении золотника гидрораспределителя в позицию «опускание» в гидролинии насоса и управления гидрозамком создается давление, достаточное для открытия гидрозамка. После открытия гидрозамка рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра поступает на слив, и рабочий орган опускается под действием внешней нагрузки Р. При этом скорость перемещения штока гидроцилиндра может превысить скорость, обусловленную подачей насоса. Тогда давление в противополжной (поршневой) полости гидроцилиндра в гидролинии управления уменьшается, запорный элемент гидрозамка под действием пружины закрывается и движение прекращается. Затем давление в напорной гидролинии и в гидролинии управления снова возрастает, и гидрозамок открывается. Таким образом, происходит прерывистое движение рабочего органа и пульсация давления. Для исключения этого явления между неразгруженным гидрозамком и гидроцилиндром рекомендуется устанавливать дроссель с обратным клапаном (рис. 13 а), сопротивление которого при опускании рабочего органа создает давление, необходимое для открытия обратного клапана гидрозамка и поддерживает его в этом положении.

При установке замедлительного клапана или другого дросселирующего устройства между неразгруженным гидрозамком и сливной гидролинией часто возникают прерывистое движение рабочего органа и пульсация давления вследствие того, что при опускании рабочего органа давление дросселирования действует на штоковую полость гидроцилиндра, последний перемещается в исходное положение, и обратный клапан закрывается. После закрытия клапана движение прекращается, давление за гидрозамком уменьшается, давление в гидролинии управления повышается и гидрозамок снова открывается. После открытия гидрозамка рабочая жидкость перемещается в сливную линию, давление дросселирования возрастает, гидрозамок закрывается и т.д.

Если дросселирование необходимо осуществить за гидрозамком (например, в гидрораспределителе), следует применять разгруженные гидрозамки (рис. 13 б), в которых давление дросселирования не воздействует на поршеньуправления гидрозамка и не закрывает его при опускании рабочего органа.

Давление управления для гидрозамков составляет от 0,02 (минимальное давление срабатывания ненагруженного клапана) до 32 МПа. Для выбора гидрозамков рекомендуется определить давление в напорной гидролинии в момент открытия гидрозамка и при опускании рабочего органа.

Источник: Московский Государственный автомобильно-дорожный институт,
Министерство транспорта РФ, Главгостехнадзор России

Наша группа в Telegram

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

Источник

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.

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 гидронасосов