Силы, действующие на затвор клапана. Расчёт переливных клапанов. Предохранительные клапаны непрямого действия, страница 4

Лекция 3.

Предохранительные клапаны непрямого действия

При применении клапанов прямого действия в системах диаметры 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 этой 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.

Редукционные клапаны постоянного давления.