Регулююча гідроапаратура

Клапани тиску обмежують, підтримують або регулюють тиск в гідросистемі; вони поділяються на напірні (запобіжні або переливні). редукційні, клапани послідовності і клапани різниці тисків. Існують також комбіновані апарати, що виконують функції переливного або редукційного клапанів (в залежності від напрямку потоку); редукційного клапана і реле тиску запобіжного клапана з можливістю автоматичного розвантаження насоса.
Запобіжні клапани можуть працювати в аварійному режимі (пропускати робочу рідину з напірної лінії в зливну лише в аварійних ситуаціях перевантаження), або в режимі переливу, коли заданий тиск підтримується за рахунок безперервного зливу частини потоку робочої рідини (або всього потоку), що подається насосом.
При невеликих витратах і тисках застосовують запобіжні клапани прямої дії (рис. 1), в яких тиск масла, створюване насосом 2, впливає на запірно-регулюючий елемент (кулька 5 або плунжер) запобіжного клапана 5, притиснутий до сідла пружиною 4. Коли сила від тиску масла на кульку перевищує силу пружини, кулька відходить вліво і масло через щілину між кулькою і сідлом перепускается в резервуар 1, причому внаслідок дроселювання потоку тиск в напірному трубопроводі 6 підтримується постійним і приблизно рівним відношенню сили пружини 4 до площі кульки 5, на яку діє тиск масла.
Рис. 1. Схема запобіжного клапана прямої дії
При зростанні витрати масла і робочого тиску різко збільшуються розміри пружини і виникають автоколивання запірно-регулюючого елемента, для усунення яких потрібні спеціальні демпфуючі пристрої. У цьому зв'язку в гідросистемах частіше використовують апарати непрямої дії, в яких невеликий допоміжний клапан управляє переміщенням золотника переливного, підключеного до напірної і зливальний лініях.
Запобіжні клапани повинні підтримувати постійним встановлений тиск в можливо більш широкому діапазоні зміни витрат масла, що проходить через клапан. В динамічних режимах необхідно швидкодію, що виключає виникнення піку тиску при різкому збільшенні витрати (наприклад, у момент включення насоса або гальмування гідродвигуна). Однак підвищення швидкодії часто викликає втрату стійкості, що супроводжується шумом і коливаннями тиску. Таким чином, конструкція клапана повинна забезпечувати оптимальну величину демпфування; при цьому пік тиску зазвичай не перевищує 15...20 %.
На базі запобіжних клапанів непрямої дії створені розвантажувальні клапани, що забезпечують автоматичне розвантаження насоса за умови, що тиск у напірній лінії гідросистеми досягло встановленого значення. Типова область застосування - насосно-акумуляторні гідроприводи та гідросистеми з кількома насосами.
Редукційні клапани служать для створення встановленого постійного тиску в окремих ділянках гідросистеми, знижений в порівнянні з тиском у напірній лінії.
При робочих тисках (до 10 Мпа) для запобігання гідросистем від перевантаження, підтримання заданих тиску або різниці тисків в подводимом і який відводиться потоках масла, а також для дистанційного керування потоком і різних блокувань застосовують гідроклапани тиску (напірні золотники) - апарати переважно прямої дії, в яких на торець золотника діє тиск масла в одній лінії керування, а на протилежний - тиск в іншій лінії управління та регульована сила пружини. Апарати мають по дві основні лінії і лінії управління, причому, використовуючи ці лінії незалежно або поєднуючи їх, можна отримати чотири виконання клапана, призначені для виконання різних функцій (клапани можуть працювати в режимі запобіжного або переливного клапана, а також у режимах регульованих клапанів різниці тисків і клапанів послідовності). Деякі фірми освоїли аналогічні апарати непрямої дії, розраховані на більш високі тиску і витрати робочої рідини.
До групи комбінованих апаратів відносяться трилінійні регулятори тиску, клапани зусилля затиску. Перші служать для підтримання встановленого тиску в лінії відводу незалежно
Рис 2. Запобіжний кланам прямої дії ввертного монтажу фірми Bosch Rexroth
від напрямку потоку (наприклад, в системах урівноваження) і є апаратами непрямої дії. Другі аналогічні за функціональним призначенням, проте відносяться до апаратів прямої дії і можуть додатково оснащуватися микровыключателем, контролюючим осьове положення золотника в корпусі, тобто відповідність редукованого тиску заздалегідь встановленого значення.
Виконання. Клапани тиску мають різні виконання за типом управління, діаметру умовного проходу, приєднання і номінального тиску.
Більшість клапанів випускається з ручним керуванням і лише в деяких виконаннях передбачено електричне управління розвантаженням або пропорційне електроуправління.
Найбільш поширені апарати з діаметрами умовних проходів 10; 20 або 32 мм, хоча існують виконання з Dy = 40; 50 мм і більше.
Клапани мають різьбові, стикове, модульне і вбудовується виконання приєднання.
По номінальному тиску існують виконання на I; 2,5; 6.3; 10; 20 і 32 МПа; у спеціальних гідроприводах застосовуються апарати більш високих тисків.
Запобіжні клапани прямої дії ввертного монтажу фірми Bosch Rexroth (рис. 2) складаються з ввертного патрона 3, запірно-регулюючого елемента б конічної форми з демпфуючим поршнем, силової пружини 4, підп'ятника 5, регулювального гвинта 2 і контргайки У. Оскільки демпфуючий поршень розташований з малим зазором в розточці патрона 3, підсос і витіснення робочої рідини з торцевої камери 7 створює гідравлічний опір, пропорційне швидкості руху елемента 6, тобто демпфуючу силу, що дозволяє виключити автоколивання. Основні параметри клапана: Dy 4 мм;
рmax = 2,5...31,5 МПа: Qmax = 20 л/хв. Освоєні також аналогічні клапани з Dy = 6...30 мм, тиском до 63 МПа і витратою до 330 л/хв.
Запобіжні клапани непрямої дії МКПВ для різьбового або стикового монтажу (рис. 3, а) складаються з наступних основних деталей і вузлів: корпуса 1; клапана 8, розміщеного в гільзі 10; пружини 9 і допоміжного клапана 3, а у виконанні з електроуправлінням вони додатково комплектуються пілотом, що встановлюються на клапані 3.
Рис. 3. конструкція (а) і типова статична характеристика (б) запобіжного клапана непрямої дії МКПВ для стикового монтажу
Олія з напірної лінії підводиться до отвору Р корпусу і відводиться в зливну лінію через отвір Т. Отвір Р через малий отвір 11 в клапані 8 однакові і він притиснутий пружиною 9 до конусних сідла гільзи 10, роз'єднуючи отвори Р і Т. Коли сила від тиску масла на конус 4 допоміжного клапана перевищує силу його пружини, конус відходить від сідла і масло в невеликій кількості з отвору Р через малий отвір 11, допоміжний клапан і канал 7 проходить в отвір Т.
Из-за потери давления в отверстии 10 давление в надклапанной полости 2 уменьшается и клапан силой давления в отверстии Р поднимается вверх, сжимая пружину 9 и соединяя отверстия РиТ. Перемещение клапана вверх происходит до тех пор, пока сила давления в отвер­стии Р не уравновесит силу давления в полости 2 и силу пружины 9, после чего давление в отверстии Р (в напорной ли­нии гидросистемы) автоматически под­держивается постоянным в широком диа­пазоне расходов масла через клапан.
Якщо отвір X з'єднати з лінією зливу, тиск в порожнині 2 впаде і клапан 8 під дією невеликого тиску (~ 0,3 МПа) в отворі Р підніметься, стискаючи порівняно слабку пружину і з'єднуючи отвори Р і Т (режим розвантаження). В апаратах з електроуправлінням розвантаження здійснюється при виключеному (нормально відкритий виконання) або включеному (нормально закритий виконання) электромагните пілота. При необхідності поділу зливу потоку управління від основного зливу в канал 7 встановлюється заглушка (гвинт М5), а в отвір У - штуцер з різьбленням К1/8».