Гідравлічний клапан ‒ це механізм, який застосовується для зміни напрямку та регулювання тиску рідини, тим самим полегшуючи роботу насоса. В основі гідроклапану лежить робота запірно-регулюючої системи, яка відкриває або закриває просвіт перерізу і тим самим змінює напрямок потоку. Пристрій також може зменшувати тиск у гідролінії внаслідок часткового перекриття просвіту. Багато гідравлічних ліній використовують клапанну систему для запобігання розгерметизації та витоку.
Види гідравлічних клапанів
Функціонал клапана гідравлічної системи відрізняється залежно від його типу: є регулюючі та напрямні пристрої.
Регулюючі пристрої поділяють на:
- запобіжні. Запобігають виникненню критичного тиску в гідроприводі, що може призвести до аварійної ситуації. Механізм встановлюють на об'ємні гідроприводи, монтують близько до насоса, або в тих місцях, де можливий підвищений тиск. Для такого пристрою критична надійність, щоб він у потрібний момент запобіг підвищенню тиску. Не менш важливо запобігти замиканню пристрою в системі, тому для захисту від заклинювання використовують конусоподібні або кулькові запірно-регулюючі механізми;
- переливний. Служить для збереження потрібного тиску рідини в місці входу в гідроклапан. Для цього використовують часткові та систематичні зливи рідини, забезпечуючи безперебійну роботу клапана;
- редукційний. Потрібен для збереження сили напору в реверсивному потоці. Для цього опір пристрою має бути пропорційним різниці тисків на вході та виході з конструкції. Редукційний клапан залишається відкритим постійно – за це відповідає пружина;
- клапан різниці тисків. Він створює потрібну різницю напору потоку на ділянках входу та виходу з гідроклапану;
- клапан співвідношення тиску. На відміну від попереднього варіанту, служить для збереження рівномірних показників натиску на різних ділянках гідросистеми;
- напірний клапан. Регулює величину напору з боку потоку, що входить. Одними з видів напірних гідроклапанів є переливний та запобіжний пристрій.
Серед напірних також виділяють конічні, кулькові, плунжерні та плоскі клапани. Конструктивно простим варіантом є кульковий варіант. Він відрізняється надійністю, оскільки форма замикаючого елемента не схильна до засмічення.
Напрямні клапани також мають свою класифікацію:
- зворотній. Гідравлічна рідина може надходити лише по одній траєкторії (блокую напрямок в іншу), бо пристрій чинить опір у потрібному руслі та герметичність по потрібній лінії. Різновид зворотного клапана ‒ гідрозамок, який пропускає рідину в одному напрямку, якщо відсутня дія і в обидві траєкторії, якщо створити керуючу дію;
- клапан послідовності. Утримує потік у гідролінії доти, доки досягається певний рівень тиску, після чого гідроклапан відкривається;
- реле витримки часу. Використовуються в апаратах, що передбачають тимчасову витримку між циклами роботи. Для цього гідроклапан запускає або зупиняє потік рідини у відповідний проміжок часу.
Регулюючі та напрямні елементи поділяються за механізмом спрацьовування запірно-регулюючої системи.
Клапани прямої дії відкриваються, коли керований потік рідини впливає на запірно-регулювальну систему внаслідок створення певного напору.
Пристрої непрямої дії складаються з двох клапанів: головного та додаткового. Тиск рідини впливає на додатковий клапан, що призводить до зміни основного перерізу. Таким чином, робота з відкриття основного клапана виконується проміжним елементом.
Де і як використовують гідроклапани?
Клапани є елементом гідросистеми, яка може встановлюватися в механізмах для промисловості, будівельної, автомобільної та кар'єрної спецтехніки.Залежно від свого призначення, гідроклапани можуть регулювати напрямок потоку та тиск, що забезпечує вибіркову та безперебійну роботу окремих частин конструкції.
Будь-яка гідравлічна система схильна до порушення цілісності та герметизації, тому клапани використовуються як запобіжники, що захищають від падіння чи підвищення тиску. Для таких механізмів, як гідравлічні крани та підйомники, це має велике значення. Зниження тиску у системі робочого органу призводить до падіння вантажу. Підвищений тиск може пошкодити гідросистему.
Гідравлічний клапа: прицип роботи
Пристрій гідравлічного клапана має такі елементи:
- корпус. Виготовляють із металу. Між корпусом та золотником знаходяться ущільнення, які забезпечують герметичність клапана;
- золотник. Основний механізм, який виконує пропускну роботу. Розміщений у корпусі клапана;
- пружина. Потрібна для того, щоб регулювати роботу золотника. Для цього пружини встановлюють ззаду, щоб підтискати золотник;
- гвинт. З його допомогою можна налаштувати опір пружини;
- підведення та відведення;
- додаткові порожнини;
- регулювальні канали;
- демпферний отвір.
В основі роботи клапана лежить дія золотника. Він має два положення: верхнє та нижнє. Якщо елемент займає нижнє положення, порожнини роз'єднані та рідина не пропускається. Це можливо через те, що напір на торець золотника з одного боку не може подолати опір контрольованої пружини та напір на торець золотника з іншого боку. У тих випадках, коли тиск на торець вищий, порожнини з'єднуються між собою.
Регулювати параметр опору пружини можна за допомогою гвинта, тим самим визначати, за якого тиску клапан переходить у робоче положення. Наведена схема має узагальнений характері й не завжди реалізується саме так. Наприклад, клапани в гідролініях з великим натиском мають поршневий механізм і головні та допоміжні вентилі. Вони дозволяють координувати спіралеподібний механізм, кульку та гвинт.
Як правильно вибрати та встановити гідроклапан?
Для вибору клапана гідросистеми необхідно в першу чергу визначити призначення пристрою. Якщо потрібен запобіжник лінії від підвищення або зниження тиску, можна використовувати запобіжний або зворотний клапан за типом гідрозамку. Наступний етап – монтаж системи. Для цього потрібно дотримуватись алгоритму, який дозволить гідроклапану служити довго і безперебійно:
- переконайтеся, що сторона установки правильна. На корпусі клапана вказана стрілка, яка показує напрямок потоку рідини;
- міцно встановіть трубопровід. Гідроклапан має великі розміри, що збільшує навантаження на трубопровід і може призвести до пошкоджень. Щоб цього уникнути, фіксуйте лінію на несучі конструкції опори та стіни;
- встановлюйте клапани з електромагнітним типом керування блоком нагору.Такі пристрої потрібно оберігати від пилу та бруду, тому що їхня робота утруднюється при скупченні дрібнодисперсних речовин;
- відповідність мережевих характеристик і параметрів клапана запобігає передчасному виходу з ладу котушки;
- використовуйте два ключі для надійного закріплення елементів конструкції;
- перед роботою перевірте систему на герметичність. У деяких ситуаціях потрібно скоригувати роботу гідроклапану, щоб уникнути подальших витоків;
- регулюйте клапан за допомогою манометра. Така система використовується переважно для запобіжних пристроїв. Для цього приєднайте манометр до порту, який конструктивно передбачений. У разі відсутності порту підключіть перехідник. Послабте регулювання клапана до максимуму та запустіть систему. Показники манометра будуть близькими до нуля. В останню чергу відрегулюйте запобіжник до тиску, який вказується на кресленнях моделі;
- клапан гідравлічної системи повинен відповідати параметрам гідролінії. Для цього визначте тиск, тип рідини та межі продуктивності пристрою;
- під час встановлення використовуйте інформацію про схему моделі гідролінії. Це важливо, тому що однакові комплектуючі можуть працювати по-різному, залежно від типу гідролінії.
Встановлення такого обладнання може бути пов'язане з труднощами – у багатьох випадках не буде зайвою консультація фахівця, який добре розуміється на монтажі гідроліній.