β - угол щели клапана (переменный)
Точеное определение этого угла от объема определить чрезвычайно сложно, поэтому ограничиваются приближенными оценками и экспериментальными данными. При условии d3 = do этот угол будет равен 60о при значительных перекрытиях и малых подъемах затвора, этот угол можно принять 900.
Усилия пружины, действующей на затвор после открытия клапана (h>0) будет определяться следующим образом
Pпр = P0+ch=c(h0+h), где
Р0 = ch0 – усилие начального сжатия пружины.
h0 – начальное сжатие пружины.
H – переменное значение подъема затвора обеспечивающее расход Q.
В соответствии с этим до открытия затвора:
P0=ch0=∆p0·A
Pпр=(h0+h)c=∆p0·A+Qp(v1-v2·cosβ) (1)
При малых расходах:
(h0+h)c=∆p0·A h0+h=(∆p0·A)/c
Из уравнения 1 следует, что :
∆p=(Pпр/А)-(Qρ(v1-v2·cosβ))/A
Для уменьшения усилия пружины, которые в случае клапанов прямого действия принимаю недопустимые значения, применяют дифференциальные клапаны с гидравлическим уравновешиванием частью усилия развиваем давление жидкости. Это уравновешивание в большинстве конструкций осуществляется при использовании дополнительного поршня й, связанного с основным поршнем затвора клапана. Практически в основу конструкции клапанов дифференциального типа положен неуравновешенный плунжер, имеющий пояски а и б разных диаметров. Очевидно в этом клапане пружина воспринимает лишь усилие давления жидкости, действующую на эффективную площадь, равную ∆А=А1-А2=π/4(d12-d22)
Р0=Р(А1-А2)
Чрезмерное уменьшение площади затвора клапана (разность площадей) поясков А и Б, приведет к тому, что доля сил трения, действующих на плунжер будет настолько велика, что клапан не сможет удовлетворительно выполнять свою функцию из за большого гистерезиса трения
При применении клапанов прямого действия в системах диметры ограничены, поскольку при более высоких значениях недопустимо растёт усилие пружины. Для уменьшения усилия пружины при заданном расходе и давлении, а также для повышения стабильности давления применяют двухступенчатые клапаны на рисунке 10, 11. Жидкость под давлением Р1 рис 10а подводится в камеру а соединенную через отверстие D с полостью С и с полостью Е на входе во вспомогательный клапан 3. Давление 3 в полости С действует на поршень 1 удерживая совместно с пружиной затвор 5 в закрытом положении Клапан закрыт до тех ор пока давление Р3 в полости С не преодолеет усилие пружины 2 не откроет клапан 3. После открытия этого клапана давление жидкости в полости С из-за сопротивления в полости В понизится по сравнению с давлением в полости А. В результате затвор 5 оторвётся 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 отверстие В. Процесс вытеснения жидкости а следовательно и открытие клапана 5 зависит от перетекания в камеру С жидкости из напорной магистрали через В. Изменением усилие пружины 2 можно регулировать основной клапан. Для уравновешивания затвора 5 в нём выполняют сверление Ж, соединяющее сливную полость Н с цилиндрической камерой D, диаметр которой равен диаметру седла 6 клапана. В конструкции клапана предусматривается возможность дистанционного управления разгрузки насоса. Для этого в клапане выполнено отверстие F, при соединении которого со сливной магистралью давление в полости С понизится до давления в это магистрали, в результате затвор 5 переместившись вправо совместиn напорную и сливные магистрали. На рисунке 10б представлена схема подобного клапана со вспомогательным шариковым клапаном внутри основного клапана. Этот клапан прост в изготовлении, однако отличается неуравновешенной силой сливного давления: d1^2/(d1^2-d2^2). Где d1 и d2 диаметр поршня затвора и седла. Часто выполняется по схеме рис 11. При давлении в системе ниже заданного затвор шарикового датчика 3 закрыт. При этом давление в полостях В и С которые сообщаются между собой через дроссельное отверстие А поршня1 равны. Пружины 4 удерживает поршень в положении при котором входной канал В закрыт. При повышении давления выше заданного на которое рассчитана пружина 2 шариковый затвор 3 датчика открывается, и давление в полости С падает, в результате чего в полостях В и С создаётся перепад давления под действие которого поршень один перемещается соединяя канал нагнетания с баком. Для сглаживания забросов давлений рекомендуется применять клапаны прямого действия, т.к. для применения этих целей клапанов непрямого действия могут возникнуть из-за неизбежного запаздывания отработки сигнала большие забросы давления. Как видно из схемы на рисунке 11 смещение основного затвора переливного клапана может произойти лишь после того как будет открыт вспомогательный клапан и жидкость заполняющая камеру С вытиснится в бак. Однако двухступенчатые клапаны отличаются более высокой стабильностью давления. Благодаря небольшому расходу жидкости через В давление жидкости на поршне 1 при изменении расхода практически не будет изменяться а следовательно будет стабильным давление Р1 при всех видах потока жидкости через рабочее окно переливного клапана.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.