Двухступенчатые предохранительные клапаны

При применении клапанов прямого действия в системах высоких давле­ний диаметры их затворов практически ограничены размером 25мм, поскольку при более высоких их значениях недопустимо растут усилия пружин.

 

Рис.8. Двухступенчатые предохранительные клапаны

 

Жидкость под рабочим давлением р₁ подводится в камеру а, соединенную через дрос­сельное отверстие b с полостыо с и полостью е на входе во вспомогательный предохранительный клапан 3. Давление р₁ в полости с действует на поршень 1, удерживая (совместно с пружиной 4) затвор 5 в закрытом положении. Кла­пан закрыт до тех пор, пока давление р3 в полости с не преодолеет усилия пру­жины 2 и не откроет вспомогательный клапан 3. После открытия этого кла­пана давление жидкости в полости с вследствие сопротивления дроссельного отверстия b понизится по сравнению с давлением в полости а, в результате затвор 5 оторвется от своего седла и давление р₁ в полости а понизится до значения, при котором расход жидкости через клапан 3 будет равен тому количеству жидкости, которое поступит в полость с через дроссельное отвер­стие b. Процесс вытеснения жидкости, а следовательно, и открытия основного затвора клапана 5 зависит от перетекания в камеру с жидкости из напорной магистрали через дроссельное отверстие b.

Изменением усилия предварительного сжатия пружины 2 затвора вспо­могательного клапана 3 можно регулировать основной (запорный) клапан.

Для уравновешивания затвора 5 от сил сливного давления в нем выпол­нено сверление g, соединяющее сливную полость h клапана с цилиндрической камерой d, диаметр которой равен диаметру седла 6 клапана.

В конструкции клапана обычно предусматривается возможность дистан­ционного управления разгрузкой насоса (переводом его в режим холостого хода). Для этого в клапане выполнено отверстие 1, при соединении которого со сливной магистралью давление в полости с понизится до давления в этой магистрали (р₁ ~ р₂), в результате затвор 5, переместившись вправо, соеди­нит напорную и сливную магистрали.

 

Рис. 9. Схема действия двухступенчатого предохранительного клапана

 

На рис. 8, б представлена схема подобного клапана со вспомогательным шариковым клапаном внутри основного клапана. Этот клапан прост в изготовлении, однако отличается неуравновешенной силой сливного давления, значение которой определяется отношением

.

где d₁ и d₂ — диаметр поршня затвора и гнезда клапана.

Рассмотренный клапан часто выполняется по схеме, представленной на рис. 9. 'При давлении в системе ниже заданного (рис. 9, а) затвор шарико­вого клапана-датчика 3 закрыт. При этом давления в полостях b и с, которые сообщаются между собой через дроссельное отверстие а в поршне 1, равны. Пружина 4 удерживает поршень 1 в положении, при котором входной канал b закрыт.

При повышении давления выше заданного значения, на которое рассчи­тана пружина 2, шариковый затвор 3 клапана–датчика открывается, и дав­ление в полости с падает, в результате чего в полостях b и с создается пере­пад давления, под действием которого поршень 1 переливного клапана пере­мещается, соединяя канал нагнетания с баком (рис. 9, б).

Для сглаживания (срезания) забросов давлений (например, давлений, развивающихся при гидравлическом ударе), рекомендуется применять кла­паны прямого действия (см. рис. 62), так как при применении для этих целей клапанов с серводействием (см. рис. 8—9) могут возникнуть вследствие неизбежного запаздывания в отработке сигнала (в открытии основного за­твора клапана) большие забросы давления. Как видно из схемы, приведен­ной на рис. 71, смещение основного затвора (переливного клапана) может произойти лишь после того, как будет открыт вспомогательный клапан и жидкость, заполняющая камеру с, вытеснится в бак через отверстие клапана-датчика 3. Однако эти клапаны отличаются более высокой, чем одноступен­чатые их типы, стабильностью давления, которая достигается здесь благо­даря тому, что нагрузка на затвор 5 (см. рис. 8) клапана осуществляется давлением жидкости, максимальное Значение которого определяется характеристикой пружины 2 вспомогательного клапана 3 небольшого размера. Благодаря небольшому расходу жидкости через дроссельное отверстие b в поршне давление жидкости на поршень 1 при изменении расхода практи­чески не будет изменяться, а следовательно, стабильным будет и давление р₁ при всех режимах потока жидкости через рабочее окно (щель) переливного клапана.