Принцип работы перепускного клапана

Принцип работы перепускного клапана основан на противодействии усилия рабочей среды и задатчика (пружины) на затворе клапана. С одной стороны на затвор воздействует давление воды – оно стремится открыть клапан, а с другой стороны усилие сжатой пружины – оно стремится закрыть клапан. Пока усилие созданное сжатой пружиной превышает давление воды – клапан находится в закрытом положении, но как только давление воды превысит усилие пружины – баланс нарушается и клапан начнёт открываться.

Степень открытия перепускного клапана прямопропорциональна дисбалансу давлений на его затворе. Следует отметить, что давлению настройки соответствует начало открытия затвора, а полное открытие достигается лишь при давлении в 1,2 – 2,0 раза больше от давления настройки. Давление создаваемое пружиной на затворе – это давление настройки перепускного клапана.

Низкая точность поддержания давления, основной недостаток перепускных клапанов.

Гідророзподільник

Гідравлічним розподільником називається гідроапарат, призначений для зміни напрямку потоку робочої рідини в двох чи більше гідролініях залежно від зовнішньої керуючої дії. Вони належать до направляючих гідроапаратів, які призначенні для зміни напрямку, пуску та зупинки потоку робочої рідини в одній або декількох гідравлічних лініях. До цієї групи також відносяться зворотні клапани, гідрозамки, а також деякі гідро клапани тиску. Гідророзподільники додатково можуть виконувати функцію регульованих дроселів для регулювання витрати робочої рідини.

Зміст

• 1 Класифікація
• 2 Правила побудови умовних графічних зображень
• 3 Експлуатаційні якості гідророзподільника
• 4 Типи гідророзподільників за конструкцією запірно – розподільного елемента
  • 4.1 Гідророзподільники золотникового типу
  • 4.2 Поворотні гідророзподільники (крани)
  • 4.3 Сідельні (клапанні) гідророзподільники
  • 5.1 Керування золотниковими гідророзподільниками
  • 5.2 Керування сідельними гідророзподільниками

  Класифікація

  За низкою ознак гідравлічні розподільники поділяються:

  • за конструкцією запірно–розподільного елемента – на золотникові, кранові і клапанні;
  • за кількістю зовнішніх гідроліній – на дволінійні і багатолінійні;
  • за кількістю позицій запірно–розподільного елемента – на двопозиційні, трипозиційні і багатопозиційні;
  • за видом керування – на розподільники з ручним, механічним, електричним, гідравлічним, пневматичним і комбінованим керуванням;
  • за способом відкриття прохідних каналів – на направляючі і дроселюючі.

  Правила побудови умовних графічних зображень

  Правила побудови умовних графічних зображень розподільників на принципових схемах встановлені ГОСТ 2.781 – 68. В зображенні розподільника вказується число позицій розподільного елемента, число приєднувальних зовнішніх ліній і зв’язки між ними в кожній позиції, вид управління. Позиції розподільного елемента відображаються відповідним числом квадратів. Всі зовнішні лінії підводяться до одного з квадратів, який приймається за вихідний. Кількість зовнішніх ліній (ходів) визначає лінійність розподільника. Зв’язки між лініями в кожній позиції показуються лініями з стрілками в напрямках потоків робочої рідини. Місця з’єднання потоків виділяються точкам. Закриті ходи позначаються тупими лініями. Щоб визначити розподіл потоків в різних позиціях розподільника за його умовним зображенням, необхідно умовно встановлювати на схемі відповідні квадрати зображення на місце квадрата вихідної позиції, залишаючи незмінними зовнішні лінії. Нові напрямки потоків робочої рідини покажуть стрілки кожного з квадратів. Умовні графічні зображення єдині для золотникових, кранових і клапанних розподільників. Крім них використовують також цифрові позначення розподільників у вигляді дробових чисел: в чисельнику вказують число число зовнішніх ліній розподільника, в знаменнику – число позицій. Гідророзподільник з двома гідролініями і двома позиціями позначається як 2/2 – гідророзподільник. Гідророзподільник з чотирма гідролініями і трьома позиціями позначається як 4/3 – гідророзподільник. Нейтральна позиція – це положення, у яке рухомі частини встановлюються у неактивному стані під впливом певних сил (наприклад, зусилля пружини). Ця позиція позначається як «0» для гідророзподільників з трьома чи більше позиціями. Для двопозиційнх гідророзподільників нейтральною може бути позиція «a» чи «b». Позначення гідророзподільників визначається залежно від кількості основних ліній управління ( не включаючи ліній управління) та кількості позицій.

  Експлуатаційні якості гідророзподільника

  • границя динамічної характеристики;
  • границя статичної характеристики;
  • втрати тиску;
  • витоки або втрати (для гідророзподільників золотникового типу);
  • швидкодія (час перемикання).

  Типи гідророзподільників за конструкцією запірно – розподільного елемента

  Гідророзподільники золотникового типу

  Золотниковий розподільник із приводом від кермового вала. 1-реактивні плунжери; 2-золотник; 3-торсіонний вал; 4-кермовий вал; 5-гвинтова втулка; 6-упорний підшипник; 7-зворотний кульковий клапан.

  • Під дією високого тиску золотник деформується, що приводить до зменшення величини зазору з боку високого тиску. Це повинно враховуватися при виборі величини зазору, щоб уникнути заклинювання золотника.
  • Із збільшенням робочого тиску зростає зусилля, необхідне для притиску корпусу гідророзподільника до монтажної плити. При збільшенні зусилля затягування кріпильних гвинтів можлива деформація корпусу і при малій величині діаметрального зазору – заклинювання золотника.
  • Гранично малі величини зазору вимагають великих витрат у виробництві, тому повинні бути вибрані компромісні рішення між частково протилежними вимогами з метою відшукання оптимального технічного і економічного рішення.

  Поворотні гідророзподільники (крани)

  Крани досить часто використовувалися у минулому для робочого тиску до 70 бар. Підвищення робочого тиску поступово витіснило цей конструктивний варіант на другий план через складність вирівнювання діючих навантажень і, отже, необхідності великих перестановочних зусиль. Крім того, тут дуже складно реалізувати електрокерування, необхідне для автоматизації устаткування. За винятком деяких спеціальних виконань крани у даний час застосовуються мало.

  Сідельні (клапанні) гідророзподільники

  • відсутність втрат (витоків);
  • довговічність, оскільки немає потоку витоку і дроселюючих зазорів, що можуть змінюватися;
  • забезпечення функції ізоляції без спеціальних засобів;
  • можуть використовуватися для максимального тиску, оскільки не відбувається гідравлічного затискання (деформацій під дією тиску> і витоків на замикючому елементі;
  • великі втрати тиску через малий хід;
  • провали тиску під час перемикання через наявність негативного перекриття (одночасне з’єднання насоса, гідродвигуна та бака);
  • втрата експлуатаційної якості через неповне вирівнювання тиску по осі замикаючого елемента.

  Керування гідророзподільниками

  Керування золотниковими гідророзподільниками

  • пряме:електрокерування, механічне, ручне керування, гідро- або пневмокерування;
  • непряме (від пілота).
  • Електромагніт постійного струму, не заповнений маслом. Він ще називається «сухим» електромагнітом.
  • Маслонаповнений електромагніт постійного струму. Він також відомий під назвою «мокрий» або «герметичний» електромагніт. Якір електромагніту знаходиться у маслі, причому внутрішня порожнина електромагніту сполучена із зливною лінією.
  • Електромагніт змінного струму, не заповнений маслом.
  • Маслонаповнений електромагніт змінного струму.

  4/3 гідророзподільник з ручним керуванням і пружинним центруванням. 1-важель; 2-шарнір; 3-пружини

  Керування золотниковим гідророзподільником здійснюється при використанні ручного важеля. Золотник за допомогою шарніра сполучений з важелем і рухається з ним. Повернення у вихідну позицію забезпечується пружинами після зняття керуючого впливу (наприклад, при відпусканні важеля). Якщо встановлений фіксатор, кожна з позицій фіксується, і перемикання можливе лише силою керуючого впливу (окрім керування від ролика). Гідро- або пневмокерування

  Гідророзподільник з пневмокеруванням і варіантом фіксаї золотника у позиції a i b. 1-золотник; 2-пневмоциліндр; 3-фіксатор.

  У 4/3 гідророзподільнику з пневмокеруванням і пружинним центруванням золотник механічно не пов’язаний з керуючими пневмоциліндрами. Якщо у виконанні з фіксацією тиск повітря підводиться у лівий (чи правий) керуючий гідроциліндр, золотник зміщується в позицію а (чи b) і за допомогою фіксатора утримується у цій позиції навіть при знятті керуючого тиску. Якщо однаковий за величиною тиск повітря підводиться одночасно в обидва пневмоциліндри, золотник встановлюється у позицію «0». Золотникові гідророзподільники з управлінням від пілота (з електрогідравлічним керуванням) Для управління великими гідравлічними потужностями застосовуються золотникові гідророзподільники з електрогідравлічним керуванням. Це пов’язано з необхідністю великих перестановочних зусиль. Гідророзподільники з електрогідравлічним керуванням застосовуються при діаметрах умовного проходу Dу=10 мм і більше. Гідророзподільник з електрогідравлічним керуванням складається з основного і керуючого (пілотного) гідророзподільників. Пілотний гідророзподільник має зазвичай електроуправління. Після спрацювання пілота керуючий сигнал підсилюється гідравлічно і переміщає золотник основного гідророзподільника.

  Керування сідельними гідророзподільниками

  3/2 електрокерований сідельний гідророзподільник з кулькою з прямим керуванням. 1-кулька; 2-пружина; 3-сідло; 4-корпус; 5-важіль; 6-штовхач; 7-кулька; 8-сідло.

  У цих гідророзподільниках замикаючі елементи переміщаються безпосередньо від механічного впливу. У зв’язку з наявністю великих статичних і динамічних сил від дії тиску і потоку діаметри умовних проходів сідельних гідророзподільників прямого керування, як правило, не перевищують 10 мм. Дане обмеження відповідає витраті приблизно 36 л/хв при робочому тиску 630 бар і дійсне перш за все для електрокерованих апаратів. Зрозуміло, можна було б зробити гідророзподільники з великими умовними проходами, проте це вимагає значного збільшення розмірів електромагнітів і пов’язано також з неконтрольованими піковими значення тиску. Принцип роботи найпоширеніших електрокерованих моделей описаний нижче. У початковій позиції замикаючий елемент – кулька за допомогою пружини зміщується вліво і притискається до сідла. У початковій позиції відкрито з’єднання Р-А і перекрита лінія Т. Переключення замикючого елементу проводиться електромагнітом. Через важіль, що знаходиться у корпусі, кульку і штовхач зусилля електромагніту передається на запірний елемент. У результаті він зміщується управо, долаючи зусилля пружини, і притискається до сідла. Тепер лінія Р замкнута і відкрито з’єднання А-Т. Штовхач ущільнений в обох напрямах, причому камера між ущільненнями сполучена з лінією Р. Це дозволяє зрівноважити осьові зусилля, що діють на замикаючий елемент, і розвантажити сідло від великих навантажень, що сприяє також зниженню перестановочного зусилля. У процесі перемикання усі гідролінії короткочасно з’єднуються між собою (негативне перекриття). Сідельні гідророзподільники з управлінням від пілота

  3/2 сідельний гідророзподільник з управлінням від пілота. 1-пілот; 2-керуючий поршень; 3-замковий елемент; 4-торцева камера; 5- втулка.

  У цих гідророзподільниках у якості пілотів використовуються електрокеровані сідельні гідророзподільники невеликих умовних проходів. Принцип роботи сідельного гідророзподільника 3/2 з управлінням від пілота: у вихідній позиції до керуючого поршня через пілот підводиться тиск. Оскільки площа поршня більша за площу замкового елементу, останній притискається до сідла, замикаючи лінію Р та сполучаючи лінії А-Т.При включенні електромагніту пілота торцева камера з’єднується з лінією Т. Тиском у напірній лінії замковий елемент піднімається вгору і сідає на верхнє сідло, відключаючи лінію А від лінії Т та сполучаючи її з лінією Р.Оскільки основна секція гідророзподільника має позитивне перекриття, під час перемикання лінії Р, А і Т замкнуті. Для перемикання необхідний мінімальний тиск у напірній лінії, оскільки реалізовано внутрішнє підведення управління до пілота.

  Література

  • Гiдроприводи та гiдропневмоавтоматика: Пiдручник /В.О.Федорець, М.Н.Педченко, В.Б.Струтинський та iн. За ред. В.О.Федорця. — К:Вища школа,— 1995.- 463 с.
  • Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982..

  Технические характеристики и принцип работы перепускного клапана

  Перепускной клапан является важным элементом в различных системах, где необходимо обеспечить стабильное давление и предотвратить его избыточное увеличение или снижение. Этот компонент используется в различных отраслях промышленности, в том числе в системах отопления, водоснабжения и многих других.

  Что такое перепускной клапан и его назначение

  Перепускной клапан — это устройство, предназначенное для автоматического или ручного перепуска рабочей среды из одной части системы в другую при достижении определенного давления. Его основное назначение — поддержание стабильного давления в системе и предотвращение возможных аварий из-за его резкого изменения. Клапаны такого типа обеспечивают безопасную и эффективную работу различных систем, минимизируя риски повреждений оборудования и других нежелательных последствий.

  Основные функции и принцип работы

  Основной функцией перепускного клапана является регулирование давления в системе. Когда давление достигает установленного предела, клапан автоматически открывается, позволяя части рабочей среды перетечь в другую часть системы или в атмосферу. После того как давление в системе стабилизируется, клапан закрывается. Принцип работы перепускного клапана основан на балансе между силами, действующими на заслонку или другой элемент клапана. Когда давление в системе превышает допустимое значение, сила, действующая на заслонку, превышает силу пружины или другого устройства, удерживающего клапан в закрытом состоянии, что приводит к его открытию.

  Отличие от других типов клапанов

  Перепускной клапан отличается от других типов клапанов своим уникальным механизмом и специфическими функциями. В то время как большинство клапанов регулируют поток рабочей среды путем полного или частичного закрытия/открытия, перепускной клапан реагирует исключительно на изменение давления. Также стоит отметить, что перепускные клапаны обычно имеют более простую конструкцию по сравнению с, например, регулирующими или обратными клапанами. Они не предназначены для частого вмешательства оператора и работают автоматически, что обеспечивает их долгий срок службы и надежность.

  Технические характеристики перепускного клапана

  Перепускной клапан — это сложное устройство, которое выполняет критически важные функции в различных системах. Его эффективность, долговечность и надежность во многом зависят от технических характеристик, которые определяются материалами изготовления, конструкцией и другими параметрами.

  Материалы изготовления

  Материалы, из которых изготавливаются перепускные клапаны, варьируются в зависимости от условий эксплуатации и требований к долговечности. Среди наиболее распространенных материалов можно выделить: Нержавеющая сталь: обладает высокой коррозионной стойкостью и прочностью, что делает ее идеальным материалом для клапанов, работающих в агрессивных средах. Латунь: часто используется в бытовых системах отопления и водоснабжения из-за своей стойкости к коррозии и доступности. Бронза: обладает хорошей теплопроводностью и коррозионной стойкостью. Пластик: применяется в системах с низким давлением или там, где требуется легкость и экономичность.

  Преимущества и недостатки

  Преимущества

  • Автоматическая регулировка: клапаны автоматически реагируют на изменение давления, минимизируя риски перегрузки системы.
  • Простота конструкции: благодаря своей конструкции, такие клапаны требуют минимального обслуживания.
  • Универсальность: подходят для различных систем и сред.

  Недостатки

  • Ограниченный диапазон давления: каждый клапан рассчитан на определенный диапазон давления, что может ограничивать его применение.
  • Износ: как и любое механическое устройство, клапаны со временем изнашиваются, что может привести к утечкам или неисправности.

  Виды перепускных клапанов

  Существует несколько основных типов перепускных клапанов:

  • Прямого действия: реагируют непосредственно на изменение давления и быстро открываются или закрываются.
  • Дифференциальные: реагируют на разницу давлений между входом и выходом.
  • Термостатические: реагируют на изменение температуры рабочей среды.

  Область применения перепускного клапана

  Перепускные клапаны являются неотъемлемым элементом многих систем, где требуется регулирование давления и обеспечение стабильного потока рабочей среды. Благодаря своей универсальности и эффективности, они нашли применение в различных отраслях промышленности.

  Применение в системах отопления

  В системах отопления перепускные клапаны играют ключевую роль в поддержании оптимального давления и температуры. Они обеспечивают равномерное распределение теплоносителя по всей системе, предотвращая возможные перегревы или замерзания. Клапаны также помогают избежать гидравлических ударов, которые могут возникать при резком изменении температуры или давления. Благодаря этому, система отопления работает более эффективно и долговечно.

  Использование в автомобильной промышленности

  В автомобильной промышленности перепускные клапаны используются в различных системах, таких как система охлаждения двигателя, система смазки и трансмиссия. Они обеспечивают оптимальное давление масла или антифриза, предотвращая перегрев или износ деталей. Кроме того, клапаны помогают уменьшить износ двигателя, обеспечивая стабильное давление масла даже при высоких оборотах.

  Применение в промышленных трубопроводах

  В промышленных трубопроводах перепускные клапаны используются для регулирования давления различных рабочих сред, таких как вода, газ, нефть или химические реагенты. Они обеспечивают безопасную и эффективную транспортировку среды, предотвращая возможные утечки или аварии. Клапаны также помогают оптимизировать процесс транспортировки, уменьшая потери давления и увеличивая производительность системы.

  Регулировка и установка перепускного клапана

  Перепускной клапан — это важный элемент многих систем, который требует правильной установки и регулировки для обеспечения эффективной работы. Правильная установка и настройка клапана гарантируют стабильное давление в системе и предотвращают возможные аварии.

  Методы регулирования давления

  Регулирование давления в перепускном клапане может осуществляться различными методами:

  • Мануальная регулировка: с помощью ручного регулятора оператор может устанавливать необходимое давление в системе.
  • Автоматическая регулировка: с помощью специальных датчиков и регуляторов клапан автоматически поддерживает заданное давление.
  • Термостатическая регулировка: давление регулируется в зависимости от температуры рабочей среды.

  Процесс установки и настройки

  Установка и настройка перепускного клапана требуют определенных знаний и навыков:

  • Выбор места установки: клапан должен быть установлен в месте, где он сможет эффективно регулировать давление в системе.
  • Подготовка места установки: перед установкой необходимо очистить и подготовить место, чтобы обеспечить правильное соединение клапана с системой.
  • Установка клапана: клапан устанавливается согласно инструкции производителя, обычно с использованием специальных соединений и прокладок.
  • Настройка клапана: после установки клапана его необходимо настроить на нужное давление с помощью регуляторов или датчиков.

  H3: Рекомендации по обслуживанию и эксплуатации

  Для обеспечения долгой и надежной работы перепускного клапана рекомендуется:

  • Регулярно проверять состояние клапана: осмотреть на наличие повреждений, утечек или других неисправностей.
  • Чистить клапан: от накипи, загрязнений или других веществ, которые могут повлиять на его работу.
  • Заменять изношенные детали: такие как прокладки, уплотнители или другие компоненты.
  • Соблюдать рекомендации производителя: следовать инструкциям по эксплуатации и обслуживанию, указанным в руководстве пользователя.

  Соблюдение этих рекомендаций поможет обеспечить эффективную и долгосрочную работу перепускного клапана, предотвратив возможные аварии и неисправности.

  В заключение, перепускной клапан является критически важным элементом многих систем, от систем отопления до промышленных трубопроводов. Правильный выбор и установка этого устройства могут стать залогом эффективной и безопасной работы всей системы.