Гидрораспределитель принцип работы: Принцип работы гидрораспределителя | Гидротехтрейд

Содержание

Устройство и виды гидрораспределителей

Гидрораспределители – востребованные устройства в самых разных сферах деятельности, связанной с водной средой, от систем очистки до отопительных систем. Рассмотрим разновидности устройств, принцип работы и на чем основан выбор той или иной модели гидрораспределителя.

Устройства изготавливаются из высококачественных стальных сплавов, чугунных заготовок, а также есть варианты из бронзовых слитков. Для дополнительной закалки сырья его подвергают воздействию азота, цементируют. Их вес и размеры зависят от масштабов пропускаемой жидкости. Чем крупнее габариты распределителя, тем выше пропускная способность.

Принцип работы

Устройство гидрораспределителя выглядит следующим образом (см. схему):

В начале рабочего цикла жидкая масса сразу не поступает внутрь гидравлического цилиндра из заборного насоса. Для этого оператором смещается запорная арматура в нужное положение – и вода проходит в цилиндрическую полость.

Поршни приходят в движение, вытесняют жидкость – она спускается в специальный бак. Затем цикл завершается возвращением механизма к исходной позиции.

Гидрораспределители работают на двух принципах: направляющем и дросселирующем. Направляющий принцип действует в отношении закрывания и открывания прохода для жидкой массы. Дросселирующие варианты механизмов могут регулировать мощность потока, сокращать или увеличивать его объем. Здесь можно открывать канал частично или полностью на усмотрение оператора.

Преимущество гидроусилителя на дросселирующей основе – нет резкой тряски в момент запуска механизмов или при отключении, малая вероятность поломки.

Классификация гидротехники

Разделяют эти устройства, основываясь на типологии запорных конструкций. Гидрораспределители, типы устройств которых отличаются между собой по функционалу, делятся на следующие разновидности:

  • золотники;
  • крановые распределители;
  • с клапаном;
  • струйные;
  • с регулирующим элементом типа «сопло-заслонка».

Очень распространенными являются золотниковые разновидности распределителей. Они просто изготавливаются, компактны и надежны в эксплуатации. Выдерживают повышенное давление до 32 Мпа и активный расход, в отличие от кранового типа.

Крановый распределитель также достаточно широко распространен. Его конструкция запорной арматуры основана на цилиндрической форме пробки поворотного крана. Но кран также может иметь и шарообразную, коническую форму, а также бывает плоским. Разнообразие типов запорных элементов делает этот тип устройств очень удобным и востребованным.

Устройства на основе клапанов дают возможность избежать утечки рабочей среды, что часто встречается в случае золотниковых гидрораспределителей. При превышении давления более 32 Мпа сложно удержать в неподвижном положении сам гидродвигатель, здесь требуется позиционное переключение. В данном случае актуален клапанный распределитель, который отличается увеличенной массой и размерами, полностью герметизирует всю гидролинию.

Такой тип распределителей актуален там, где нужна высокая герметичность. Запорная конструкция, как правило, изготавливается в виде клапана-конуса или шара.

Тип устройства «сопло-заслонка» работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды.

Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве.

Применение

Гидрораспределители используют на гидростанциях, в тепловых сетях, на водоканалах, заводских линиях, где используется водная среда в качестве очистного ресурса, в канализационных системах.

Наиболее популярны на рынке устройства золотникового типа. Они просты в применении и часто востребованы в системах, где давление не превышает критических значений. Золотники помогают управлять валами и штоками на сельхозтехнике для сбора урожая, в конструкции экскаваторов или бульдозеров, грейдеров.

Распределители встречаются также в конструкции грузовых машин, встраиваются в станки и подъемники разных типов, манипуляторы кранового типа.

Основной критерий выбора механизма – это его способность справиться с давлением, которое должно соответствовать возможностям распределителя. При нагрузке выше 32 МПа сразу необходимо сделать выбор в пользу клапанного варианта, так как эти распределители спокойно работают при уровне давления до 80 МПа с соблюдением герметичности системы.

Низкая пропускная способность крановых типов распределителей не является их преимуществом, но они востребованы в системах, где требуется стабильная и качественная очистка до 10 литров в минуту. Они служат в качестве вспомогательных устройств, поддерживающих работу золотника или клапанного гидрораспределителя. В данном случае крановый прибор подает сигнал, управляющий рабочими процедурами.

Тип устройства «сопло-заслонка» встречается гораздо реже, он работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды, но применение их слишком специфично.

Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве, они необходимы для очистных станций.

Обслуживание гидрораспределителей

Наша компания предоставляет такие услуги, как ремонт гидрораспределителей и любых гидравлических устройств в Новочеркасске, Ростове-на-Дону, Батайске, Азове, Аксае и иных городах Ростовской области. Вы можете отправить заявку на ремонт и обслуживание вашей спецтехники прямой насайте или позвонить по указанному номеру телефона. Дежурный специалист ответит на все вопросы и рассчитает стоимость услуг. Мы обеспечиваем бесперебойную работу гидравлической спецтехники всех наших нынешних клиентов и всегда рады новым.

схема, устройство, чертежи, типы, виды, принцип работы, распределитель гидравлический

Гидрораспределитель — это гидроаппарат, обеспечивающий изменение направления потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях при наличии внешнего управляющего воздействия.

Гидрораспределители бывают направляющими и дросселирующими.Направляющим называется гидрораспределитель, обеспечивающий перекрытие или изменение направления потока жидкости за счет полного открытия или полного перекрытия соответствующих проходных сечений.

   Гидрораспределители подразделяются:
по конструкции запорно-регулирующего элемента — на золотниковые, крановые и клапанные;
числу внешних гидролиний — на двухлинейные, трехлинейные и т.д.;
числу характерных позиций запорно-регулирующего элемента — на двухпозиционные, трехпозиционные и т.д.;
виду управления — на распределители с ручным, механическим, электрическим и гидравлическим управлением;
числу запорно-регулирующих элементов — на одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.

В условном обозначении гидрораспределителя (рис. 1) указывают число его позиций (I, II), внешние гидролинии (А, Д Р, Т7), подводимые к распределителю, их соединение, а также способ управления (ГОСТ 2. 871-68*).
   Число позиций изображают соответствующим числом квадратов (прямоугольников). Проходы изображают прямыми линиями со стрелками, показывающими направление потоков рабочей жидкости в каждой позиции, а места соединений проходов выделяют точками; закрытый проход изображают тупиковой линией с поперечной черточкой. Внешние гйдролинии подводят только к исходной позиции. Способ управления распределителем указывают знаками, примыкающими к торцам обозначения распределителя.

   Чтобы представить работу гидрораспределителя в некоторой рабочей позиции, необходимо мысленно передвинуть соответствующий этой позиции квадрат обозначения на место квадрата исходной позиции, оставляя линии связи в прежнем положении. Тогда истинные направления потока рабочей жидкости укажут стрелки, имеющиеся в этом квадрате.

   Условные обозначения едины для золотниковых, крановых и клапанных гидрораспределителей, т.е. условное обозначение не отражает конструкцию их запорно-регулирующих элементов.

   Кроме графических обозначений гидрораспределителей, приводят также их цифровые обозначения в виде дроби: в числителе указывают число подведенных к гидрораспределителю внешних гидролиний, в знаменателе — число его рабочих (характерных) позиций. Например, четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель обозначают дробью 4/3 (см. рис. 1, г).

   Запорно-регулирующие элементы (золотник, кран, клапан) в направляющих гидрораспределителях всегда занимают фиксированные позиции по принципу «полностью открыто» или «полностью закрыто». Поэтому направляющий гидрораспределитель практически не влияет на давление и расход потока рабочей жидкости, проходящей через него.

Виды распределителей

   На рис. 2, а показана конструктивная схема золотникового гидрораспределителя 4/3 типа ПГ74-24М с ручным управлением.    Распределитель состоит из корпуса 7, цилиндрического золотника 8, рукоятки 4 с осью 3 и пальцем 2, крышек 1 и 9 и уплотнений. В центральном отверстии корпуса 8 выполнены пять кольцевых расточек, образующих полости Т1 А, Р, В и Т2 которые сообщаются каналами с входными отверстиями. Полости Т1 и Т2 (сливные) соединены каналом Д. Золотник 8, располагающийся в центральном отверстии корпуса 7, имеет три цилиндрических пояска, которые перекрывают соответствующие цилиндрические расточки корпуса. Каналами, выполненными в корпусе 7 и крышках 1 и 9, торцовые полости распределителя соединены с дренажной гидролинией. Шарик 5 пружиной б прижимается к втулке 10, обеспечивая фиксацию золотника в рабочих позициях.

   Принцип работы распределителя следующий. В исходной позиции (ей соответствует средний квадрат условного обозначения, показанного на рис. 2, в) все проходные сечения в гидрораспределителе перекрыты. При смещении золотника, например вправо (рис. 2, б) в позицию I (при этом левый квадрат на рис. 2, в как бы передвигается на место среднего), напорная полость Р распределителя соединяется с полостью А и поток жидкости под давлением поступает на выход распределителя и далее, например, в левую полость гидроцилиндра Ц (см. рис. 2, в). При этом полость В распределителя, а значит, и правая полость гидроцилиндра Ц, через золотник соединяется с полостью Т2, т. е. со сливом. При смещении золотника из нейтральной позиции влево, т.е. при переключении гидрораспределителя в позицию II (см. рис. 2, в), направление потока жидкости изменяется: полость Р (см. рис. 2, а) соединяется с полостью В, а полость А — с полостью Т1.

   Основным недостатком гидрораспределителя цилиндрическим золотником является наличие утечек жидкости через диаметральный зазор между корпусом (гильзой) и золотником.

Дросселирующим называется гидрораспределитель, обеспечивающий изменение как направления движения жидкости в нескольких гидролиниях одновременно, так и расхода в них в соответствии с внешним управляющим воздействием.

   В отличие от направляющего гидрораспределителя запорно-регулирующий элемент дросселирующего гидрораспределителя может занимать бесконечное множество промежуточных “рабочих положений”. При этом он одновременно работает и как запорно-регулирующий элемент регулируемого гидродросселя, создавая сопротивление прохождению потока рабочей жидкости. Обычно площадь проходного сечения в дросселирующем гидрораспределителе зависит от величины управляющего сигнала.

   Таким образом, дросселирующий гидрораспределитель является комбинацией направляющего гидрораспределителя и регулируемых гидродросселей с совмещенным управлением.
   На рис. 3, а показана конструктивная схема дросселирующего золотникового гидрораспределителя 4/3 с цилиндрическим золотником 2, положение которого относительно корпуса 1 может
изменяться в зависимости от мощности электрического сигнала управления, поступающего на два электромагнита ЭМ1 и ЭМ2. В корпусе 1 распределителя имеются пять цилиндрических расточек с острыми кромками. Эти расточки внутренними каналами соединены по схеме: центральная — с напорной гидролинией Р, две крайние — со сливом Т. Две рабочие расточки А и В предназначены для подключения к распределителю потребителя жидкости, например гидроцилиндра. Золотник 2 имеет три цилиндрических пояска и расположен внутри корпуса 1 с радиальным зазором 4. .10 мкм, Рабочие проходные сечения (дросселирующие щели) в распределителе возникают (при осевом перемещении золотника) между кромками цилиндрических расточек корпуса 1 и кромками цилиндрических поясков золотника 2.

   При отсутствии сигнала на электромагнитах золотник 2 распределителя находится в исходной (нейтральной) позиции. При этом все проходные сечения в распределителе перекрыты.

   При подаче управляющего сигнала на один из электромагнитов, например ЭМ1, золотник перемещается вправо в позицию I (рис. 3, б, в) и рабочая жидкость поступает из гидролинии Р в гидролинию А через дросселирующую щель 3, расход рабочей жидкости через которую зависит от мощности поданного управляющего сигнала. От гидрораспределителя жидкость направляется в левую полость гидроцилиндра Ц, а жидкость, вытесняемая из правой полости гидроцилиндра Ц, поступает по гидролинии В в гидрораспределитель. Здесь она проходит через вторую дросселирующую щель 4 и поступает через гидролинию на слив Т.

  Аналогично работает гидрораспределитель и при условии подачи управляющего сигнала на электромагнит ЭМ2. Отличие заключается только в том, что золотник при этом смещается влево.

   Обычно в системах управления один из управляющих сигналов, поступающих на электромагнит ЭМ1 или ЭМ2, принимается положительным, а другой — отрицательным. Таким образом, гидрораспределитель в зависимости от знака управляющего сигнала обеспечивает необходимое направление движения поршня гидроцилиндра, а в зависимости от мощности управляющего сигнала — требуемую скорость его перемещения.

   Основные правила построения условных обозначений направляющих гидрораспределителей, распространяются и на дросселирующие гидрораспределители. Признаком дросселирующего гидрораспределителя в его условном обозначении является наличие двух дополнительных параллельных линий (над обозначением и под ним) (см. рис. 3, в). При этом квадраты в обозначении соответствуют характерным позициям гидрораспределителя.

   Основными преимуществами золотниковых гидрораспределителей являются их компактность и разгруженность от осевых сил, что значительно уменьшает усилие, необходимое для управления золотником.

   Существенным недостатком дросселирующих гидрораспределителей является возможность загрязнения зазоров между золотником и корпусом. Поэтому в системах автоматического управления для устранения отмеченного явления золотникам сообщают поворотные или возвратно-поступательные колебания высокой частоты (более 50 Гц) и небольшой амплитуды (10… 100 мкм). Обеспечивается это с помощью механических вибраторов или электромеханических средств.

   Кроме золотниковых, к дросселирующим гидрораспределителям относятся струйные гидрораспределители. Такие гидрораспределители часто используются как предварительная ступень гидравлического управления в гидрораспределителях с многоступенчатым управлением.


Гидрораспределители с электрическим управлением. Электрическое управление в гидрораспределителях применяется при условных проходах Dy < 10 мм, так как у управляющих электромагнитов обычно ограничены тяговое усилие и ход. Для больших условных проходов такие гидрораспределители делают двухступенчатыми, причем первая из ступеней является гидравлическим устройством предварительного усиления мощности входного управляющего сигнала. Эти гидрораспределители называются еще гидрораспределителями с электрогидравлическим управлением, а если гидрораспределитель дросселирующий — электрогидравлическими усилителями (ЭГУ). Для такого устройства входным является электрический сигнал, а выходным — некоторый поток рабочей жидкости с параметром (расходом или давлением), пропорциональным мощности входного сигнала. Направление потока
и знак перепада давления при этом соответствуют знаку входного электрического сигнала.

   ЭГУ состоит из электромеханического преобразователя, в котором электрический сигнал преобразуется в некоторое механическое перемещение (поворот вала или перемещение толкателя электромагнита), и гидравлического усилителя мощности.
   На рис. 4, а в качестве примера изображен двухступенчатый гидрораспределитель, в состав которого входят два золотниковых гидрораспределителя: распределитель первой ступени, состоящий из корпуса 2, золотника 1 и двух центрирующих пружин 3, с управлением от двух электромагнитов ЭМ1 и ЭМ2; гидрораспределитель второй ступени, состоящий из корпуса 4, золотника 5 и двух центрирующих пружин 6, с гидравлическим управлением. Гидрораспределитель имеет присоединительные отверстия Р, Т, А, В. Торцевые полости распределителя второй ступени соединены с выходными отверстиями распределителя первой ступени каналами Х и Y.

   При отсутствии электрического управляющего сигнала золотники обоих распределителей под действием пружин находятся в средних (нейтральных) позициях. При этом золотник 1 соединяет торцевые полости распределителя второй ступени со сливом, а золотник 5 перекрывает все проходные сечения (см. рис. 4, а, б).

   При поступлении сигнала, например на электромагнит ЭМ1, золотник 1 смещается до упора вправо, т. е. распределитель первой ступени переключается в позицию I (см. рис. 4, б). При этом по каналу X поток жидкости под давлением поступает в левую торцевую полость гидрораспределителя второй ступени, а его правая торцевая полость через канал Y соединяется со сливом. На торцах золотника 5 возникает перепад давлений, под действием которого он смещается вправо, т.е. основной гидрораспределитель переключается в позицию I. При этом соединяются гидролинии Р с А и В с Т.

   При поступлении управляющего сигнала на вход электромагнита ЭМ2 золотники 7 и 5 перемещаются влево, т. е. гидрораспределитель переключается в позицию II. При этом соединяются гидролинии Р с В и А с Т.

   На практике наиболее широкое распространение получили двух-дроссельные (по числу регулируемых гидродросселей) гидроусилители типе «сопло — заслонка» (рис. 5, а). Этот гидроусилитель состоит из двух регулируемых гидродросселей типа «сопло — заслонка» и двух постоянных (балансных) гидродросселей 1 и 6. Важный элемент этого устройства — подпружиненный центрирующими пружинами 8 золотник 7 дросселирующего гидрораспределителя, который является гидроусилителем второго каскада усиления ЭГУ.

   Рассматриваемый электрогидравлический усилитель можно представить в виде блок-схемы (рис. 5, б). В соответствии с ней электрический сигнал управления i поступает на электромеханический преобразователь 3, который поворачивает заслонку 4 на некоторый угол ?, пропорциональный сигналу (силе электрического тока) i. При этом гидравлическое сопротивление одного из регулируемых дросселей типа «сопло—заслонка» (с соплом 2 или 5) возрастает, а другого — уменьшается. В результате образуется перепад давления ?р = р1 – р2, пропорциональный углу ?. Таким образом, для гидроусилителя типа «сопло —заслонка» входным сигналом служит угол поворота а заслонки, а выходным — перепад давления ?р. Гидроусилитель типа «сопло—заслонка» является гидроусилителем первого каскада.

   Так как давления р1 и р2 подводятся к торцевым полостям дросселирующего гидрораспределителя, то образовавшийся перепад давления ?р создает соответствующее усилие, действующее на золотник 7. Это приводит к тому, что золотник 7 смещается из нейтрального положения на некоторое расстояние х. Это смещение определяется жесткостью центрирующих пружин 8 золотника 7, а значит, пропорционально перепаду давления ?р на его торцах, т.е. центрирующие пружины 8 и торцевые поверхности золотника 7 выполняют роль гидромеханического преобразователя, который преобразует возникший перепад давления ?р на торцах золотника 7 в его смещение х.

   Смещение золотника 7 из нейтрального положения на расстояние х приводит к тому, что открываются соответствующие проходные сечения дросселирующего гидрораспределителя. Например, если золотник 7 сместится вправо, то гидролиния А соединится с напорным трубопроводом, а гидролиния В — со сливным. Через открывшиеся дросселирующие окна гидрораспределителя начнется движение рабочей жидкости с расходом Q, пропорциональным смещению золотника х. Таким образом, для дросселирующего гидрораспределителя, являющегося гидроусилителем второго каскада, входным сигналом управления служит смещение золотника х а выходным — расход рабочей жидкости Q, поступающей к потребителю.

Гидравлические клапаны | Запчасти и компоненты

Гидравлические клапаны | Части и компоненты | ДТА Гидравлика
  1. Дом
  2. Клапаны

Гидравлический клапан правильно направляет поток жидкой среды, обычно масла, через гидравлическую систему. Направление потока масла определяется положением золотника. Гидравлическая система может функционировать – в соответствии с требованиями – только с использованием клапанов. Таким образом, вы всегда должны искать правильный тип гидравлического клапана для вашей цели. Требуемый размер определяется максимальным расходом гидравлической системы через клапан и максимальным давлением в системе.

Гидравлический

клапан правильно направляет поток жидкой среды, обычно масла, через вашу гидравлическую систему .

Гидравлические клапаны доступны в различных размерах и соответствуют множеству международных стандартов. Гидравлические клапаны доступны с различными способами монтажа: например, монтаж в трубопроводах, с резьбовым соединением в виде патронных клапанов, монтаж на плите или фланцевый монтаж. Гидравлические клапаны подразделяются на три основные категории: направляющие регулирующие клапаны, регулирующие клапаны давления и регулирующие клапаны потока. Все клапаны выполняют разные функции в гидравлической системе.

Вы можете использовать

гидравлические клапаны для переключения при определенном давлении или для регулировки направления и потока  жидкости.

Различные клапаны работают по-разному. Обратные клапаны пропускают свободный поток в одном направлении и блокируют поток в противоположном направлении. Направленный регулирующий клапан используется для упорядоченного прохождения среды под давлением (т. е. потока) в определенном направлении. Клапаны регулирования давления переключаются (или управляются) при определенном давлении; Давление переключения можно регулировать на клапане. Клапаны управления потоком регулируют поток, это делается путем регулировки размера отверстий (отверстий).


Мы поставляем различные типы гидравлических клапанов

Направленные регулирующие клапаны

Направленные регулирующие клапаны могут управлять запуском, остановкой и изменением направления потока рабочей среды (например, гидравлического масла). Гидравлические клапаны в виде тарельчатого или золотникового клапана.

Тип распределителей
  • Распределители тарельчатые
  • Золотниковые распределители
  • Обратные и обратные клапаны
  • О гидрораспределителях

Клапаны регулирования давления

Каждый клапан регулирования давления переключается при заданной настройке давления. Это происходит либо постепенно при регулируемом дросселе (управление), либо внезапно при фиксированном дросселе (переключатель).

Тип клапанов регулирования давления
  • Клапаны давления, функция сброса
  • Клапаны давления, редукционная функция
  • Клапаны давления, фиксированный дроссель
  • О клапанах регулирования давления

Пропорциональные регулирующие клапаны

Пропорциональные гидравлические клапаны могут управлять открытием потока пропорционально, а не постепенно, как в случае большинства стандартных гидравлических клапанов.

Тип пропорциональных гидрораспределителей
  • Пропорциональные гидрораспределители
  • Пропорциональные клапаны регулирования давления
  • Пропорциональные регулирующие клапаны
  • О пропорциональных регулирующих клапанах

Клапаны управления потоком

Клапаны управления потоком регулируют поток, уменьшая или увеличивая открытие в точке дросселирования. Это помогает определить скорость движения гидравлических приводов.

Тип регуляторов расхода
  • Регуляторы расхода, клапаны с компенсацией давления
  • Регуляторы потока, дроссельный клапан
  • О клапанах управления потоком

НАДЕЖНЫЙ ПАРТНЕР ПО ВСЕМ ВАШИМ ПОСТАВКАМ И РЕМОНТУ ГИДРАВЛИКИ

DTA обслуживает вашу отрасль, поставляя гидравлические детали и гидравлические компоненты более 25 лет. С 2010 года мы прошли полную квалификацию и сертификацию Parker Hannifin в качестве дистрибьютора гидравлики. Вместе мы разработали программу быстрой поставки оригинальных одно- и многолопастных насосов Denison Hydraulics. Мы поддерживаем промышленные и мобильные приложения и располагаем значительным запасом оригинальных деталей, компонентов и узлов.

Насосы лопастные и оригинальные запчасти в наличии; более 25 000 конфигураций, перечисленных в нашем онлайн-каталоге насосов!

В настоящее время мы можем поставить со склада более 20 000 конфигураций насосов. Все гидравлические детали и компоненты, которые мы поставляем, являются новыми и произведены производителем высококачественной гидравлики по вашему выбору. DTA может быть вашим универсальным магазином и поставлять только высококачественные бренды, такие как Parker Hannifin (Denison Hydraulics, Olaer, Calzoni, VOAC, Sterling Hydraulics), Bosch Rexroth (Brüninghaus, Eppensteiner, Hägglunds, Hydromatik, Oil-Control). ), Bucher Hydraulics, Moog, STAR Hydraulics, Hydac и Eaton (Char-Lynn, Eaton Hydraulics, Integrated Hydraulics, Vickers).


Высококачественные лопастные насосы со склада
  • Однолопастные насосы
  • Двухлопастные насосы
  • Трехлопастные насосы
  1. Дом
  2. Гидравлика
  3. Клапаны

Основы регулирующих клапанов | Power & Motion

Bang-bang — это термин, часто используемый для описания основных направляющих клапанов. Это относится к тому, как смещаются клапаны — от полностью открытого до полностью закрытого. Обычно это происходит мгновенно, заставляя жидкость быстро ускоряться и замедляться. При определенных условиях это может вызвать гидравлический удар, который звучит как удар молотка по гидравлической системе изнутри. Следовательно, смещение клапана из одного положения в другое может производить звук «хлоп-бах».

Менее неформальный термин для описания этих компонентов — дискретные клапаны. Этот термин относится к тому, как работают клапаны: они переходят из одного дискретного положения в другое, например, выдвигаются, втягиваются и становятся нейтральными. Пропорциональные клапаны, с другой стороны, контролируют направление и скорость. Помимо переключения в отдельные положения, они могут перемещаться в промежуточные положения для управления направлением привода, скоростью, ускорением и замедлением.

Бинарный клапан еще более прост, чем дискретный гидрораспределитель. Как и в цифровой электронике, бинарные вентили работают либо во включенном, либо в выключенном состоянии. В то время как в дискретных клапанах обычно используется золотник для достижения двух, трех или более положений, в дискретных клапанах используется плунжер, тарелка или шар, которые плотно прилегают к седлу. Преимущество этого типа операции заключается в том, что он обеспечивает надежное уплотнение для предотвращения утечки через порт.

Возможно, самым простым из всех направляющих клапанов является обратный клапан , особый тип бинарного клапана. Простые обратные клапаны позволяют жидкости течь в одном направлении, но предотвращают поток жидкости в противоположном направлении. Как и все гидродинамические компоненты, гидрораспределители могут быть представлены стандартными символами, опубликованными в ISO 1219. На рис. 1 показано поперечное сечение подпружиненного обратного клапана и его представление в соответствии с ISO 1219.

1. Базовый обратный клапан позволяет жидкости течь в одном направлении, в данном случае снизу вверх. Показаны символ ISO и фотография поперечного сечения подпружиненного обратного клапана. Пружина удерживает жидкость от протекания, пока давление на выходе, действующее на тарелку, не превысит усилие пружины.

Порты и положения

Двумя основными характеристиками при выборе гидрораспределителя являются количество портов для жидкости и количество состояний или положений направления, которые может достичь клапан. Отверстия клапанов обеспечивают проход гидравлической жидкости для протекания к другим компонентам или от них. Количество положений относится к числу различных путей потока, которые может обеспечить клапан.

4-ходовой 3-позиционный золотниковый клапан служит удобной иллюстрацией n (рис. 2) . Один порт получает жидкость под давлением от насоса, а другой направляет жидкость обратно в резервуар. Два других порта обычно называются рабочими портами и направляют жидкость к приводу или от него. В этом случае одно рабочее отверстие направляет жидкость к штоковому концу цилиндра или от него, а другое направляет жидкость к концу крышки или от него.

Клапан, представленный в Рис. 2 , можно установить в любое из трех дискретных положений. Как показано, в нейтральном положении все порты заблокированы, поэтому жидкость не течет. Смещение клапана вправо направляет жидкость от насоса к штоку цилиндра, заставляя шток поршня втягиваться. Когда шток поршня втягивается, жидкость с конца крышки цилиндра стекает в резервуар. Смещение клапана влево направляет жидкость от насоса к крышке цилиндра, в результате чего шток поршня выдвигается. При этом жидкость из штоковой части цилиндра поступает в резервуар. Возврат золотника клапана в центральное положение снова блокирует весь поток. (На самом деле между насосом и направляющим клапаном должен быть предусмотрен предохранительный клапан. Здесь он не показан для простоты.)

2. На схеме показана простая схема управления выдвижением и втягиванием цилиндра с использованием 4-ходового 3-позиционного золотникового клапана.

Клапаны золотникового типа широко используются, поскольку их можно устанавливать в два, три и более положения для направления жидкости между различными комбинациями впускных и выпускных отверстий. Они широко используются для управления приводами по направлению, потому что один клапан может производить выдвижение, втягивание и нейтраль. Однако те же самые функции могут выполняться с помощью бинарных клапанов. На рис. 3 показаны четыре нормально закрытых (НЗ) бинарных клапана, сгруппированных в гидравлическую интегральную схему для обеспечения той же функциональности, что и золотниковый клапан, представленный на рис. 2 .

3. Объединение бинарных клапанов в гидравлическую интегральную схему позволяет им выполнять те же функции, что и дискретные золотниковые клапаны, сохраняя при этом преимущества бинарных клапанов.

Однако необходимо различать бинарные гидравлические и электрические переключатели. Когда электрический переключатель замкнут, переключающий элемент позволяет электрическому току течь через переключатель. Когда переключатель разомкнут, электрический путь прерывается, поэтому ток не может течь. Напротив, когда гидравлический клапан открыт, он позволяет жидкости течь. Когда он закрыт, жидкость не может течь, потому что ее путь потока заблокирован.

Когда все клапаны находятся в нейтральном положении, как показано, поток жидкости к насосу, резервуару и приводу и от них блокируется. Активирующий клапан A направляет жидкость под давлением к крышке цилиндра, вызывая выдвижение штока. Одновременно активизирующий клапан D направляет жидкость от штока цилиндра к резервуару. Аналогичным образом при подаче питания только на клапаны B и C шток втягивается и направляет жидкость из конца крышки цилиндра в резервуар.

Клапаны в Рис. 3 расположены так, чтобы соответствовать состоянию золотника с закрытым центром клапана в Рис. 2 . Состояние (фиг. 4) с открытым центром может быть достигнуто просто за счет того, что все бинарные клапаны будут нормально открытыми (НО) вместо нормально закрытых. Аналогично, конфигурации с тандемным и поплавковым центром могут быть выполнены с использованием двойных клапанов NO и NC.

4. Выше приведены распространенные схемы центрального золотника для согласования маршрутов жидкости в нейтральном положении с условиями применения.

Эти и другие распространенные конфигурации центрального положения могут быть весьма специализированными, в зависимости от области применения клапана. Большинство производителей предлагают различные конфигурации с центральным положением в качестве стандартных готовых изделий. Хотя подавляющее большинство гидрораспределителей для промышленного применения являются 2- и 3-позиционными, многие клапаны, используемые в мобильном оборудовании, имеют 4-позиционные конфигурации для удовлетворения особых потребностей.

При указании конкретного типа клапана, необходимого для применения, в Северной Америке стало обычной практикой указывать количество портов на клапане как путь, например, 2-ходовой, 3-ходовой или 4-ходовой. . Однако в международных стандартах используется слово порты . Таким образом, то, что известно как 2-ходовой 2-позиционный направляющий клапан в США, на международном уровне называется 2-ходовым 2-позиционным клапаном и может быть сокращено до 2/2. Число перед косой чертой указывает на количество портов, а второе число указывает на количество позиций.

Золотниковые клапаны

Наиболее распространенным золотниковым клапаном является золотниковый клапан ( рис. 5) . Жидкость направляется к рабочим отверстиям или от них по мере того, как золотник скользит между проходами, открывая и закрывая пути потока, в зависимости от положения золотника. Золотниковые клапаны легко адаптируются ко многим различным схемам переключения золотников, что расширяет возможности их использования в самых разных областях применения.

Многие мобильные приложения требуют измерения или регулирования, чтобы оператор мог медленно или плавно ускорять или замедлять нагрузку. В этих случаях золотник может быть модифицирован V-образными пазами, например, так, чтобы небольшое смещение золотника позволяло постепенно увеличивать или уменьшать поток жидкости для постепенного ускорения или замедления движения привода и груза. Этот метод также используется в клапанах для промышленного оборудования. Скошенная или зазубренная кромка на катушке обычно называется 9.0153 функция плавного переключения .

Разновидностью одно- или многозолотникового клапана является многосекционный клапан, в котором несколько секций золотника и оболочки соединены болтами между входной и выходной секциями для обеспечения управления несколькими путями потока. В дополнение к центральному расположению клапана для оператора, такая группа клапанов уменьшает количество задействованных гидравлических соединений и упрощает герметизацию. Количество клапанов, которые можно сложить таким образом, варьируется от одного производителя к другому.

Приводы клапанов

Приводы клапанов — это детали, которые прилагают усилие для перемещения направляющих поток элементов клапана, таких как золотники, тарелки и плунжеры. Последовательность, время и частота переключения клапанов являются ключевыми факторами производительности гидравлической системы. Пока оператор производит достаточное усилие для переключения клапана, разработчик системы может выбрать любого оператора, подходящего для условий и типа управления, при которых система будет работать.

Приводы для направляющих клапанов могут быть механическими, пилотными, электрическими и электронными или их комбинацией. Все типы приводов могут быть установлены на одну и ту же базовую конструкцию клапана.

Часто используется обычный ходовой клапан, который позволяет устанавливать на его корпус множество различных приводов.

При использовании механического оператора элемент машины или человек прикладывает усилие к направляющему потоку элементу клапана, чтобы переместить его в другое положение. К ручным операторам относятся рычаги, кнопки на ладони, нажимные кнопки и педали. К чисто механическим операторам относятся кулачки, ролики, рычаги, пружины, штоки и винты. Пружины используются в большинстве направляющих клапанов для удержания направляющего поток элемента в нейтральном положении. Например, в 2-позиционных клапанах пружины удерживают незадействованный клапан в одном положении до тех пор, пока приводное усилие, достаточно большое для сжатия пружины, не сместит клапан. Когда приводное усилие снимается, пружина возвращает клапан в исходное положение. В 3-позиционных клапанах две пружины удерживают незадействованный клапан в его среднем положении до тех пор, пока приводное усилие не сместит его.

Когда приводное усилие снимается, пружины повторно центрируют клапан, что приводит к общей идентификации, пружинный клапан . Стопоры представляют собой замки, которые удерживают клапан в его последнем положении после снятия приводного усилия до тех пор, пока не будет приложено более сильное усилие для перемещения клапана в другое положение. Фиксаторы могут затем удерживать это новое положение после того, как приводное усилие снова будет снято.

Механическое управление, вероятно, является наиболее оптимальным способом управления промышленным гидравлическим силовым оборудованием. Если клапан должен смещаться только тогда, когда элемент машины находится в определенном положении, оборудование может быть спроектировано так, чтобы элемент машины физически перемещал клапан с помощью механического оператора, когда элемент достигает правильного положения. Такое расположение практически исключает любую возможность ложных или фантомных сигналов от переключения клапана в неподходящий момент.

Однако установка клапанов с механическим приводом на машине требует соблюдения некоторых особых мер предосторожности. Клапан и привод могут подвергаться воздействию влажной или грязной среды, что требует специального уплотнения. Привод, вероятно, будет подвергаться ударным нагрузкам, которые должны быть ограничены во избежание физического повреждения. Соосность клапана с рабочим элементом также важна, поэтому клапан должен быть установлен точно и надежно для обеспечения длительного срока службы.

Клапаны с пилотным приводом приводятся в действие жидкостью под давлением (часто около 50 фунтов на кв. дюйм), которая прикладывает усилие к поршню, смещающему направляющие поток элементы клапана. Важным преимуществом пилотного режима является то, что можно развивать большие усилия переключения без ударов и износа, характерных для клапанов с механическим приводом. Клапаны с пилотным управлением могут быть установлены в любом удобном или удаленном месте, куда может подаваться рабочая жидкость. Отсутствие искр и накопления тепла делает пилотные клапаны привлекательными для применения в легковоспламеняющихся или взрывоопасных средах.

Электрический или электронный Работа клапана включает подачу питания на соленоид. Сила, создаваемая плунжером соленоида, смещает направляющий поток элемент клапана. Клапаны с электромагнитным приводом особенно популярны для промышленных машин из-за доступности электроэнергии на промышленных предприятиях. Однако в мобильном оборудовании также широко используются электромагнитные клапаны. Выбор соленоидов переменного или постоянного тока зависит от доступной формы электропитания. Когда-то соленоиды постоянного тока предлагали более длительный срок службы, но усовершенствования конструкции соленоидов переменного тока устранили это преимущество.

Существует практический предел силы, которую могут создавать соленоиды. Это означает, что они не могут напрямую переключать клапаны, требующие больших усилий переключения. Кроме того, клапаны, использующие большие соленоиды, также потребляют значительную электроэнергию, когда клапаны должны оставаться активированными в течение длительных интервалов времени. Накопление тепла также может создавать проблемы в этих ситуациях. Решение состоит в использовании небольших маломощных соленоидов в сочетании с управляющим давлением. Соленоид запускает и останавливает поток пилота, а давление пилота создает большую силу для смещения механизма направления потока клапана 9.0153 (рис. 5) .

5. На этом виде в разрезе золотникового гидрораспределителя имеется пилотный клапан. Когда усилие, необходимое для смещения основного золотника клапана, превышает практический предел соленоида, пилотный клапан использует давление жидкости для смещения основного золотника влево или вправо.

Многие клапаны имеют комбинации этих операторов, так что клапан может переключаться в ответ на более чем один тип сигнала. Например, соленоид клапана 4/3 может перемещать золотник клапана в одном направлении, а пружина переводит его обратно в нейтральное положение, когда прекращается подача электрического сигнала.