Теоретическая часть. Напорный клапан (напорный золотник) предназначен для предохранения гидросистемы от чрезмерного повышения давления или для поддержания в гидросистеме

Напорный клапан (напорный золотник) предназначен для предохранения гидросистемы от чрезмерного повышения давления или для поддержания в гидросистеме определенного постоянного давления.

Принцип действия напорного клапана основан на уравновешивании силы давления рабочей жидкости на клапан усилием пружины (рис. 2.1, а) или другой противодействующей силы.

а б

Рис. 2.1

Когда давление жидкости p ₁, действующее на клапан 1, преодолевает усилие затяжки пружины 2, клапан смещается из своего седла 3 и открывает проход для жидкости к отверстию 4. При понижении давления ниже давления, соответствующего усилию пружины, клапан перекрывает проход. Усилие пружины и, следовательно, допустимое давление устанавливается регулировочным винтом 5. На рис. 2.1, а представлен клапан 1 шарикового типа. Могут также применяться конусные и золотниковые напорные клапаны.

Редукционный клапан предназначен для понижения давления в гидросистеме и создания определенного постоянного давления на выходе из клапана.

Редукционные клапаны обычно устанавливаются в системах, где от одного насоса работает несколько потребителей с разными значениями рабочего давления. В этом случае насос рассчитывается на максимальное давление, необходимое для работы одного из потребителей, а перед другими устанавливают редукционные клапаны.

В простейшем виде редукционный клапан представляет собой устройство (рис. 2.1, б), затвор 1 которого усилием пружины 2 отжимается влево, открывая проход жидкости от входной линии 3 высокого давления p ₁ к выходной линии 4 пониженного (редуцированного) давления p ₂. Поскольку диаметр сечения конуса затвора 1 равен диаметру уравновешивающего поршня 5, клапан статически уравновешен от сил давления жидкости p ₁. Следовательно, положение клапана не зависит от входного давления p ₁, а зависит только от давления p ₂ и усилия сжатия пружины. После того как давление в линии 4 превысит величину, на которую рассчитана пружина 2, затвор 1 под действием давления жидкости будет перемещаться вправо и частично или полностью перекроет доступ жидкости в линию пониженного давления.

Напорный и редукционный клапаны должны отвечать следующим основным требованиям: иметь высокую герметичность, обладать достаточной пропускной способностью во время срабатывания, обеспечивать стабильность поддерживаемого им давления, исключать вибрацию запорного элемента при срабатывании.

Исправный напорный клапан до срабатывания должен иметь хороший контакт во всех точках поверхности соприкосновения седла с запорным элементом, иначе возникают утечки жидкости, т. е. клапан становится негерметичным. Герметичность клапана обеспечивается жесткостью пружины. При достижении предельного входного давления p ₁ пружина сжимается, запорный элемент поднимается над седлом, и через образовавшуюся щель начинает протекать рабочая жидкость. Чем больше давление жидкости, тем больше площадь проходного сечения между седлом и запорным элементом и, следовательно, больше расход через клапан. Расход должен быть достаточным, чтобы исключить повышение давления p ₁ в системе сверх настроечного. При смещении запорного элемента усилие сжатия пружины возрастает, в результате давление жидкости, необходимое для удержания запорного элемента в смещенном положении, увеличивается. Очевидно, что нестабильность поддерживаемого давления будет больше, чем жестче пружина.