Типы и виды гидравлических клапанов

Гидравлический клапан ‒ это механизм, который применяется для изменения направления и регулировки давления жидкости, тем самым облегчая работу насоса. В основе гидроклапана лежит работа запорно-регулирующей системы, которая открывает или закрывает просвет сечения и тем самым изменяет направление потока. Устройство также может уменьшать давление в гидролинии за счет частичного перекрытия просвета. Многие гидравлические линии используют клапанную систему для предотвращения разгерметизации и утечек.

Види гидравлических клапанов

Функционал клапана гидравлической системы различается в зависимости от его типа: есть регулирующие и направляющие устройства.

Регулирующие устройства разделяют на:

• предохранительные. Предотвращают возникновение критического давления в гидроприводе, что может привести к аварийной ситуации. Механизм устанавливают на объемные гидроприводы, монтируют в близости к насосу, или в тех местах, где возможно повышенное давление. Для такого устройства критична надежность, чтобы он в необходимый момент предотвратил повышения давления. Не менее важно предотвратить замыкание устройства в системе, поэтому для защиты от заклинивания используют конусовидные или шариковые запорно-регулирующие механизмы;
• переливной. Служит для сохранения нужного напора жидкости в месте входа в гидроклапан. Для этого используют частичные и систематические сливы жидкости, обеспечивая бесперебойную работу клапана;
• редукционный. Нужен для сохранения силы напора в реверсивном потоке. Для этого сопротивление устройства должно быть пропорционально разности давлений на входе и выходе из конструкции. Редукционный клапан остается открытым постоянно ‒ за это отвечает пружина;
• клапан разности давлений. Он создает нужную разницу напора потока на участках входа и выхода из гидроклапана;
• клапан соотношения давления. В отличие от предыдущего варианта, служит для сохранения равномерных показателей напора на разных участках гидросистемы;
• напорный клапан. Регулирует величину напора со стороны входящего потока. Одними из видов напорных гидроклапанов являются переливное и предохранительное устройство. 

Среди напорных также выделяют конические, шариковые, плунжерные и плоские клапаны. Конструктивно простым вариантом является шариковый вариант. Он отличается надежностью, так как форма запирательного элемента не склонна к засорению.

Направляющие клапаны тоже имеют свою классификацию:

• обратный. Гидравлическая жидкость может поступать только по одной траектории (блокирую направление в другую), так как устройство оказывает сопротивление в нужном русле и герметичность по нужной линии. Разновидность обратного клапана ‒ гидрозамок, который пропускает жидкость в одном направлении, если отсутствует воздействие и в обе траектории, если создать управляющее действие;
• клапан последовательности. Удерживает поток в гидролинии до тех пор, пока не достигается определенный уровень давления, после чего гидроклапан открывается;
• реле выдержки времени. Используются в аппаратах, которые предусматривают временную выдержку между циклами работы. Для этого гидроклапан запускает или останавливает поток жидкости в нужный промежуток времени.

Регулирующие и направляющие элементы разделяются по механизму срабатывания запорно-регулирующей системы.

Клапаны прямого действия открываются, когда управляемый поток жидкости воздействует на запорно-регулирующую систему за счет создания определенного напора.

Устройства непрямого действия состоят из двух клапанов: главного и дополнительного. Давление жидкости воздействует на дополнительный клапан, что приводит к изменению сечения основного. Таким образом работа по открытию основного клапана выполняется промежуточным элементом.

Где и как используют гидроклапаны?

Клапаны являются элементом гидросистемы, которая может устанавливаться в механизмах для промышленности, строительной, автомобильной и карьерной спецтехнике. В зависимости от своего назначения, гидроклапаны могут регулировать направление потока и давление, что обеспечивает выборочную и бесперебойную работу отдельных частей конструкции. 

Любая гидравлическая система склонна к нарушению целостности и герметизации, поэтому клапаны используются как предохранители, защищающие от падения или повышения давления. Для таких механизмов, как гидравлические краны и подъемники, это имеет серьезное значение. Снижение давления в системе рабочего органа приводит к падению груза. Повышенное давление может разрушить гидросистему.

Гидравлический клапан: прицип работы

Устройство гидравлического клапана имеет такие элементы:

• корпус. Изготавливают из металла. . Между корпусом и золотником находятся уплотнения, которые обеспечивают герметичность клапана;
• золотник. Основной механизм, который выполняет пропускную работу. Размещен в корпусе клапана;
• пружина. Нужна для того, чтобы регулировать работу золотника. Для этого пружины устанавливают сзади, чтобы поджимать золотник;
• винт. С его помощью можно настроить сопротивляемость пружины;
• подвод и отвод;
• дополнительные полости;
• регулировочные каналы;
• демпферное отверстие.

В основе работы клапана лежит действие золотника. Он имеет два положения: верхнее и нижнее. Если элемент занимает нижнее положение, то полости разъединены и жидкость не пропускается. Это возможно из-за того, что напор на торец золотника с одной стороны не может преодолеть сопротивление контролируемой пружины и напор на торец золотника с другой стороны. В тех случаях, когда давление на торец выше, полости соединяются между собой.

Регулировать параметр сопротивления пружины можно с помощью винта, тем самым определять, при каком давлении клапан переходит в рабочее положение. Приведенная схема имеет обобщенный характер и не всегда реализуется именно так. Например, клапаны в гидролиниях с большим напором имеют поршневой механизм и главные и вспомогательные вентили. Они позволяют координировать спиралевидный механизм, шарик и винт. 

Как правильно выбрать и установить гидроклапан?

Для выбора клапана гидросистемы нужно в первую очередь определить назначение устройства. Если нужен предохранитель линии от повышения или понижения давления, то можно использовать предохранительный или обратный клапан по типу гидрозамка. Следующий этап ‒ монтаж системы. Для этого нужно соблюдать алгоритм, который позволит гидроклапану служить долго и бесперебойно:

• убедитесь в правильности стороны установки. На корпусе клапана указана стрелка, которая показывает направлении потока жидкости;
• прочно установите трубопровод. Гидроклапан имеет большие размеры, что повышает нагрузку на трубопровод и может привести к повреждениям. Чтобы этого избежать, фиксируйте линию на несущие конструкции опоры и стены;
• устанавливайте клапаны с электромагнитным типом управления блоком наверх. Такие устройства нужно оберегать от пыли и грязи, так как их работа затрудняется при скоплении мелкодисперсных веществ;
• соответствие сетевых характеристик и параметров клапана предотвращает преждевременный выход из строя катушки;
• используйте два ключа для надежного закрепления элементов конструкции;
• перед работой проверьте систему на герметичность. В некоторых ситуациях нужно скорректировать работу гидроклапана, чтобы избежать дальнейших утечек;
• отрегулируйте клапан с помощью манометра. Такая система используется в основном для предохранительных устройств. Для этого присоедините манометр в порт, который конструктивно предусмотрен. В случае отсутствия порта присоедините переходник. Ослабьте регулировку клапана до максимума и запустите систему. Показатели манометра будут близки к нулю. В последнюю очередь отрегулируйте предохранитель до давления, которое указывается на чертежах модели;
• клапан гидравлической системы должен соответствовать параметрам гидролинии. Для этого определите давление, тип жидкости и границы производительности устройства;
• во время установки используйте информацию схемы модели гидролинии. Это важно, так как одинаковые комплектующие могут работать по-разному в зависимости от типа гидролинии.

Установка такого оборудования может быть сопряжена с трудностями ‒ во многих случаях не будет лишней консультация специалиста, который хорошо разбирается в монтаже гидролиний.