Лабораторная работа №2
Гидравлические клапаны
Цель работы: изучение конструкций гидроклапанов различных видов и их функционального назначения.
Краткие теоретические сведения
Клапаном называется устройство управления, размеры рабочего окна которого или число окон изменяется от воздействия проходящего через него потока рабочей жидкости.
Гидроклапан – гидроаппарат, в котором размеры рабочего проходного сечения изменяются от воздействия потока рабочей среды, проходящего через гидроаппарат.
В гидроприводе могут применяться следующие гидроклапаны:
– гидроклапан прямого действия – гидроаппарат, в котором размеры рабочего проходного сечения изменяются в результате непосредственного воздействия потока рабочей среды на запорно-регулирующий элемент.
– гидроклапан непрямого действия – гидроаппарат, в котором размеры рабочего проходного сечения изменяются основным запорно-регулирующим элементом в результате воздействия потока рабочей среды на вспомогательный запорно-регулирующий элемент.
– гидроклапан давления – регулирующий гидроаппарат, предназначенный для управления давлением рабочей среды.
– напорный гидроклапан – гидроклапан давления, предназначенный для ограничения давления в подводимом к нему потоке рабочей среды.
– редукционный гидроклапан – гидроклапан давления, предназначенный для поддержания в отводимом от него потоке рабочей среды, более низкого давления, чем давление в подводимом потоке.
– предохранительный гидроклапан – напорный гидроклапан, предназначенный для предохранения объемного гидропривода от давления, превышающего установленное.
– переливной гидроклапан – напорный гидроклапан, предназначенный для поддержания заданного давления путем непрерывного слива рабочей жидкости во время работы.
В соответствии с решаемыми задачами гидроаппараты направляющей и регулирующей подсистемы по функциональному признаку делят на две группы:
– направляющие (распределители, обратные клапаны, гидрозамки);
– регулирующие (расход – дроссели, регуляторы расхода, делители потока; давление – напорные клапаны, редукционные клапаны).
Направляющие гидроаппараты управляют пуском, остановом и направлением потока жидкости.
Регулирующие гидроаппараты управляют расходом жидкости, ее давлением, или расходом и давлением одновременно.
Обратные клапаны
Обратные клапаны используют в гидросистемах в тех случаях, когда необходимо обеспечить пропускание потока рабочей жидкости, движущейся по гидролинии, в одном направлении и запирать гидролинию при обратном потоке. Обратные клапаны должны быть герметичными в закрытом положении и обладать минимальным гидравлическим сопротивлением в открытом. Для обеспечения герметичного перекрытия потока обратные клапаны выполняют только в седельном варианте (рис. 2.1).
|
|
|
|
а |
б |
|
Рис. 2.1. Принцип действия обратного клапана | |
При движении потока в направлении из канала А в канал В (рис. 2.1, а), запорный элемент 2, сжимая пружину 1, поднимается с седла 3 и пропускает поток рабочей жидкости. Если жидкость начинает двигаться в обратном направлении (из канала В в канал А), то запорный элемент 2 устанавливается на седло 3, герметично перекрывая поток. Прижим запорного элемента к седлу осуществляется пружиной и давлением рабочей жидкости. Если пружина имеет незначительное предварительное сжатие, т.е. не нагружает запорный элемент в закрытом положении клапана, то в условные графические обозначения (УГО) обратного клапана символ пружины может отсутствовать (у тарельчатых).
При использовании обратных клапанов без пружины (рис. 2.1, б), их следует устанавливать строго вертикально, так как только в таком положении обеспечивается посадка запорного элемента на седло за счет собственного веса. В зависимости от формы или конструкции запирающего элемента (затвора) клапаны бывают шаровые, тарельчатые, с коническим затвором или с затвором золотникового типа (рис. 2.2). Обратные клапаны с тарельчатым эластичным затвором применяют в системах с небольшим рабочим давлением и расходом. На корпусах обратных клапанов наносят стрелку, указывающую направление движения рабочей жидкости через клапан. Наилучшую герметичность при закрытом затворе создает сопряжение конусное или сферы и конуса. Нормализованные обратные клапаны типа Г51 изготовляют с конусным затвором. Обратные клапаны золотникового типа в виде отдельного устройства не изготовляют, так как они не обеспечивают полной герметичности. Они применяются в двухходовом золотнике с обратным клапаном типа Г74–3 и в разделительной панели типа Г53.
|
|
|
|
|
|
а |
б |
в |
г |
|
Рис. 2.2. Обратные клапаны с разными затворами: а – шаровым; б – тарельчатым; в – коническим; г – с затвором золотникового типа | |||
Давление открытия клапана зависит от жесткости пружины, ее предварительного сжатия и уплотняемом площади запорного элемента на которую действует давление. В зависимости от цели применения клапана давление открытия может составлять от 0,05 до 0,3 МПа.