Клапаны давления

Клапаны давления предназначены для управления давлением в гидросети в целом и в ее отдельных частях. Существуют клапаны давления напорные и редукционные.

С помощью напорных клапанов осуществляется настройка и ограничение давления в гидравлической установке. На рис. 3.17, а изображен нормально закрытый напорный клапан седельного (клапанного) типа с внутренним управлением и встроенным демпфером, а на рис. 3.17, б условное символьное изображение этого клапана на гидравлических схемах.

а б

Рис. 3.17. Напорный клапан седельного типа:

а – схема устройства; б – символьное изображение

1 – седло; 2 – клапан; 3 – пружина; 4 – винт регулировки; 5 – дренаж;
6 – линия слива; 7 – дроссель; 8 – поршень демпфера; 9 – обратный клапан;
10 – напорная линия (вход клапана)

В начальном положении клапан закрыт. Напорная линия P [5] заперта, не соединена с линией слива T (рис. 3.17, б).

Рабочая жидкость под давлением P воздействует на поверхность S клапана 2 и создает осевое усилие F = p×S _п, где S _п – площадь поршня 8. Этому усилию противостоит усилие пружины 3, с которым клапан 2 прижимается к седлу 1. Усилие пружин можно настраивать, сжимая пружину винтом 4. Когда сила, создаваемая давлением на входе P, начинает превышать усилие пружины, клапан начинает открываться. Благодаря этому часть потока стекает в гидробак, и давление на входе устанавливается пропорционально усилию пружины. Если давление продолжает расти, то клапан, в конечном итоге, открывается полностью, и весь поток жидкости, создаваемый насосом, сливается в бак. Таким образом, управляющее клапаном давление снимается с его входа и передается на поверхность S (на рис. 3.17, б – штриховая линия от точки P). Это так называемый клапан с внутренним управлением.

Для предотвращения резких колебаний давления – гидравлических ударов – в клапан встроено демпфирующее устройство, состоящее из дросселя 7[6] и обратного клапана 9[7]. При резком повышении давления клапан 2 быстро открывается, так как жидкость давит на поршень 8, свободно проходя через открытый клапан 9. При обратном ходе клапана 2 клапан 9 закрыт и поршень 8 вынужден проталкивать жидкость через дроссель 7, соответственно клапан 2 закрывается медленно.

В отличие от напорного клапана клапан редукционный предназначен для снижения поступающего на его вход переменного высокого давления до заданной величины на выходе. Сигнал управляющего давления для этого клапана снимается с его выхода. Клапан ставится в тех случаях, когда в гидроустановке, в процессе ее работы, требуются различные давления. Редукционный клапан обычно выполняется как клапан золотникового типа (рис. 3.18).

а б

Рис. 3.18. Клапан золотникового типа:

а – схема клапана; б – символьное изображение на гидравлической схеме

1 – канал линии управления; 2 – пружина;, 3 – винт настройки;
4 – кромки золотника и корпуса клапана; 5 – поршень золотника

В начальном положении, как показано на рисунке, клапан открыт. Напорная линия Р соединена с рабочей линией А. Давление р (рис. 3.18, а) на выходе (штуцер А), подаваемое через линию управления 1, воздействует на поршень золотника 5. Создаваемое этим давлением усилие на поршень уравновешивается настроенной пружиной 2. При повышении давления р внутри клапана поршень 5 смещается вправо и начинает перекрывать вход клапана (штуцер Р). На щели между кромками 4 образуется перепад давления, тем больший, чем меньше щель, и давление на выходе уменьшается по отношению к давлению на входе.

В гидравлической схеме клапан изображается, как на рис. 3.17, б. В отличие от напорного клапана, редукционный клапан в начальном положении всегда открыт, слив жидкости из клапана в бак отсутствует (кроме дренажного штуцера L), управление клапаном осуществляется от выхода (пунктирная линия от выхода А).