Типы гидрораспределителей

Что такое гидрораспределитель?

Гидрораспределитель меняет направление движения потока рабочей жидкости, активирует работу важных узлов и механизмов, обеспечивает бесперебойную работу агрегатов и, что не менее важно ‒ нормализует давление в гидросистеме. При повышенной нагрузке насоса гидрораспределитель выполняет разгрузку звена путем распределения жидкости.

Гидрораспределитель, что это? Гидрораспределитель ‒ это устройство, основная задача которого заключается в направлении движения жидкости, которая находится в системе. Распределитель является вспомогательным элементом. Однако без него не обойтись в сложных гидравлических системах. Размеры конструкции распределителя зависят от объемов перекачиваемой жидкости.

Какие есть типы гидрораспределителей?

Виды гидрораспределителей жидкости представлены тремя типами конструкций: золотниковыми, седельными, и поворотными.

Золотниковые модели состоят из корпуса, подвижного золотника, и двух и более кольцевых каналов. Каналы могут быть расточены или изготовлены путем литья из чугуна или других металлов.. По форме они бывают концентрическими или эксцентричными. Корпус механизма имеет управляющие кромки, которые взаимодействуют с кромками золотника. В итоге движение золотника приводит к распределению или соединению потока кольцевых каналов. 

Уплотнение в золотниковых гидрораспределителях обеспечивается вдоль маленького зазора между корпусом и золотником. Степень уплотнения зависит от давления в гидросистеме ,характера перекачиваемой жидкости (её вязкости) и размера зазора. Чем выше давление, тем меньше зазор. Однако, под действием слишком высокого давления, золотник и корпус могут деформироваться, что влияет на увеличение утечек жидкости. Повышение температуры рабочей жидкости приводит к уменьшению ее вязкости и плотности, что также ведет к утечкам.

Распределители золотникового типа имеют широкое распространение благодаря своим преимуществам:

• простота конструкции;
• небольшие потери за счет конструкции при правильном режиме работы;
• возможность компенсации давления и, как следствие, небольшие переключающие усилия;
• вариативность управления;
• высокая переключаемая мощность.

Есть моноблочные и секционные модели таких распределителей.

Моноблочные распределители представлены элементами гидросистемы, которые могут размещать два и больше золотников в одном блоке. В некоторых ситуациях блоки могут объединяться для получения нужной конфигурации в многонасосной системе. 

Распределители моноблочного типа могут совмещать максимум до 6 секций и имеют такие особенности в использовании:

• повышенная жесткость корпуса и меньшие размеры. Эта особенность препятствует заеданию золотника;
• меньше потенциальных зон утечки;
• сложен в изготовлении. Выполняют механизм с помощью литья и механообработки;
• плохая гибкость внутрисистемной конструкции;
• сложен в обслуживании и ремонте, что влияет на стоимость эксплуатации агрегата. 

Секционное же устройство обычно выполнено одной или двумя золотниковыми секциями, между которыми можно вмонтировать клапанные блоки. Они могут выполнять опциональные функции, нужные системе. Например, можно поставить уравновешивающие клапаны или элементы регулирования давления и температуры. Максимальное количество секций в одном таком распределителе ‒ двенадцать.

Запорными элементами в седельных механизмах управления гидросистемой чаще всего выступают шарики, конусы, или плоские диски. Они герметично подогнаны и служат уплотнением в данном типе гидрораспределителях. Увеличение рабочего давления в системе приводит к тому, что герметичность соединения увеличивается, как и его надежность. Особенностями такого механизма являются:

• отсутствие утечек и дросселирующих зазоров;
• продолжительность эксплуатации (вследствие пункта выше);
• функция изоляции достигается за счет простой конструкции;
• их можно использовать при максимальном давлении. Запорные элементы не деформируются под действием высоких нагрузок.

Седельные модели имеют прямое и непрямое управление. Прямое достигается за счет непосредственного воздействия механического устройства, а непрямое ‒ за счет дистанционного сигнала пилота.

Поворотные краны ‒ устаревшие распределители, которые использовались при давлении до 70 бар. Повышение нагрузок привело к появлению новых механизмов, что вытеснило поворотные агрегаты. У такого элемента есть существенный недостаток: необходимость использования больших перестановочных усилий для выравнивания нагрузок. Каналы соединяются с помощью продольных канавок, которые выполнены на поверхности поворотной оправки. 

Чем различаются золотниковые и седельные гидрораспределители?

Сравнение проведем по таким пунктам:

• сложность работы конструкции;
• герметичность;
• вероятность засорения;
• рабочее давление.

Золотниковый и седельный распределители гидравлического масла просты в исполнении. В корпусе золотникового гидрораспределителя выполнены радиальные каналы, которые образуют гидравлические линии подключения. Там же расположен золотник с кольцевыми канавками, которым управляет управляющее устройство например, электромагнит. Золотник двигается и тем самым изолирует или соединяет каналы друг с другом через кольцевые канавки. Седельный механизм представлен цилиндрами, которые содержат запирательный шарик или конус. Эти запорные элементы прижимаются или отжимаются к седлам по мере необходимости, тем самым регулируя поток жидкости.

Герметичность ‒ важный фактор в работе распределителей, так как утечки приводят к потере эффективности процесса. Седельные механизмы в этом показателе самые надежные, так как чем больше давление жидкости на запирательный элемент, тем больше герметичность. Золотниковые конструкции не отличаются такими характеристиками. Места крепления корпуса и золотника имеют зазор, что сопровождается утечками на гидролинии высокого давления. Для компенсации используют гидрозамки.

Помимо утечки, опасность для распределительной конструкции представляют и засорения. В случае с золотником опасности не представляют частицы крупного размера, так как канал потока имеет большой диаметр. Маленькие же частицы засоряют место зазора между корпусом и золотником золотникового агрегата попадая туда во время утечки. Проникая в зазор, они заклинивают работу агрегата, что особенно часто возникает в системах с большим давлением. 

Седельные устройства имеют противоположную ситуацию. Микроскопические объекты не представляют опасности для конструкции, а вот частицы крупных размеров могут попадать в пространство между седлом и запорным элементом. Такая картина наблюдается в системах, где установлены старые трубы или плохая очистка гидросистемы (всегда используйте гидравлические фильтры!). В отличие от предыдущего варианта, жесткое заклинивание не возникнет, так как зазоры в запорном элементе отсутствуют.

Рабочее давление золотникового механизма составляет 350 бар. На этот показатель влияют особенности конструкции и материалы изготовления. Гидрораспределители с небольшими проходами и высоким давлением не советуем использовать, так как возрастает объем потерь гидравлического масла вследствие утечек. Седельные распределители работают при давлении жидкости до 1000 бар.