Обратные гидроклапаны

Обратным гидроклапаном называется направляющий гидроаппарат, предназначенный для пропускания рабочей жидкости только в одном направлении. Он может иметь различные запорно-регулирующие элементы: шариковый, конусный, тарельчатый или плунжерный.

В соответствии со своим назначением обратный клапан должен быть герметичным в закрытом положении, т.е. в исходном положении запорно-регулирующего элемента. Для достижения абсолютной герметичности в закрытом положении применяют обратные клапаны с двумя или тремя последовательно соединёнными запорно-регулирующими элементами. Пружина обратных клапанов нерегулируемая, её сила натяжения должна обеспечивать лишь преодоление сил трения и инерцию, а также быстрое возвращение в исходное положение запорно-регулирующего элемента.

На рис. 13 показана схема и условное обозначение клапана обратного типа S фирмы «Rexroth».

Рис. 13. Схема и условное обозначение клапана обратного типа S

фирмы «Rexroth»:

1 – корпус; 2 – затвор конусный;

3 – пружина; 4 – втулка опорная;

5 – кольцо стопорное

В корпусе 1 выполнена цилиндрическая расточка и соосные с ней каналы А и В для входа и выхода рабочей жидкости. В расточке корпуса 1 размещен конусный затвор 2, поджатый пружиной 3 к острокромочному седлу. Пружина 3 опирается с одной стороны на втулку 4, перемещение которой ограничено стопорным кольцом 5, а с другой стороны - на внутреннюю поверхность конусного затвора 2.

Клапан обратный типа S фирмы " Rexroth" может устанавливаться в любом положении (горизонтально или вертикально), поскольку пружина 3 постоянно поджимает конусный затвор 2 к острокромочному седлу в корпусе 1. В зависимости от цели применения давление открытия обратного клапана может составлять от 0, 05 до 0, 3 МПа. Например, при использовании обратного клапана в качестве байпасного[4] клапана в обход фильтра при его загрязнении давление открытия, как правило, составляет 0, 03 МПа. Рабочая жидкость, подаваемая под давлением в канал А, преодолевая усилие пружины 3, отжимает конусный затвор 2 от седла, выполненного в корпусе 1, и проходит в канал В.

При подводе рабочей жидкости под давлением в канал В конусный затвор 2 прижимается к седлу в корпусе 1 усилием пружины 3 и дополнительным усилием от действия давления рабочей жидкости на внутреннюю поверхность конусного затвора 2, перекрывая проход рабочей жидкости в канал А.

Таким образом, обратный клапан свободно пропускает рабочую жидкость в прямом направлении (из канала А в канал В) и герметично перекрывает поток в обратном направлении.

Задание №2. Определить диаметр подводящего канала, высоту подъема клапана, жесткость пружины и ее предварительную деформацию для конического клапана прямого действия. Исходные данные взять из табл. 2. Скорость жидкости в подводящем канале принять в пределах 4÷ 6 м/с.

П р и м е р р е ш е н и я з а д а ч и (к заданию №2)

Определить основные размеры конического клапана давления прямого действия со следующими параметрами: давление открытия клапана Р=16 МПа, перепад давления ∆ Р =0, 5 МПа, расход Q=2 дм³/с, рабочая жидкость - минеральное масло И-45 (ρ =900 кг/м³).

Таблица 2

Исходные данные для определения параметров конического клапана

прямого действия

Решение. Диаметр подводящего канала при скорости жидкости ν =4 м/с:

м. Принимаем диаметр D=25 мм, угол конусности клапана 45°. Средний диаметр d_ср= D+0, 5 мм = 25, 5 мм. Высота подъёма клапана:

см.

Высоту подъема клапана можно с достаточной степенью точности определить также по формуле, рекомендованной Т.М. Баштой[5]:

h = (0, 04…0, 1)D.

Жесткость пружины: .

Сила сжатия пружины при предварительной деформации:

н.

Предварительная деформация:

см.