Обратные затворы (клапаны) – типы, устройство и применение

Затворы обратные (или клапаны) представляют собой защитную арматуру для трубопроводов. Они пропускают промышленный поток в одну сторону и не допускают его движения назад. Арматура приводится в действие автоматически.

Содержание:

Разница между клапаном и затвором

Обратные клапаны используются для предотвращения обратного потока среды в трубопроводе, который может стать причиной аварии, например, в случаи внезапной остановки насоса и др.

Затвор – это основной узел обратного клапана. Он пропускает среду в одном направлении и перекрывает ее поток в обратном.

По принципу действия и по конструкции обратные клапаны подразделяют на:

• подъемные (Изображение № 1)
• поворотный обратный затвор (Изображение № 2)

Изображение № 1 — Обратный затвор подъемного типа 1– корпус; 2– золотник; 3– пружина; 4– крышка; 5 – болтИзображение № 2 — Обратный затвор 1– корпус; 2– захлопка; 3– крышка; 4 – серьга

Затворы применяют:

• в качестве подпиточных клапанов гидроприводов, работающих с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости;
• в гидроприводах, представляющих собой несколько насосов, с целью исключения взаимовлияния при одномоментной работе;
• в системах фильтрации — гарантируют движение потока только в одном заданном направлении;
• в гидролиниях, требующих строго направления движения.

Как правило, затворы данного типа устанавливаются на горизонтальных и вертикальных участках. Их установка позволяет предотвратить аварийные ситуации, когда в результате падения давления на определенном участке трубопровода возникает обратный ток среды в смежных участках. Такие ситуации не только нарушают нормальную работу оборудования, но и могут вывести его из строя.

Классификация

По типу запорного элемента различают:

• поворотные, когда под действием потока заслон поворачивается на оси, установленной перпендикулярно ему. При возникновении обратного направления движения происходит автоматическое перекрытие заслонки. Подходит для газообразной и жидкой среды различной степени агрессивности.
• дисковые (межфланцевые) представляют собой конструкцию небольших размеров. При монтаже происходит фиксация между фланцами путем стяжки крепежным элементами. Запорный элемент в виде диска поворачивается на оси, опускается на седло корпуса, перекрывая сечение затвора. Подходит для рабочей среды типа: вода, пар, нефть и нефтепродукты, токсичные жидкости.

Поворотные затворы в зависимости от диаметра трубопровода подразделяются на:

• простые с диаметром до 40 см, удар при захлопывании не влияет на работу арматуры и системы в целом;
• безударные рекомендуются для диаметров от 400 мм. Благодаря гидравлическим демпферам и грузам происходит снижение скорости захлопывания. Это предотвращает конструкцию от повреждения. Однако такой тип устанавливается только на горизонтальном трубопроводе.

По принципу работы делятся на:

• прямого действия, когда предотвращение обратного потока происходит автоматически;
• невозвратно-запорного действия, когда допустимо ручное или механическое закрытие устройства;
• невозвратно-управляемого действия, когда возможно принудительное закрытие заслонки.

Получить консультацию

Разновидности затворов

• однодисковый поворотный — монтируется на трубы любого направления. Изготовлен из чугуна. Соединение безфланцевое – происходит затягивание местными фланцами трубы. Среда потока: парообразная, жидкость.
• обратный поворотный — монтируется на вертикальные или горизонтальные трубы. Особенность конструкции не позволяет применять его в пульсирующем потоке. Изготовлен из стали. Тип соединения – межфланцевое. Рабочая среда: агрессивная жидкая, масла, сильно загрязненные.
• обратный поворотный с захлопкой устанавливается в рабочих средах: канализационные воды или вода с твердыми частицами мусора. Изготовлен из стали. Тип присоединения – фланцевый.
• обратный поворотный с концами под приварку изготавливается из углеродистой стали. Работает в: парообразном, жидком, и химически нейтральном к деталям веществе.
• обратный поворотный фланцевый монтируется на трубах любого направления. Изготовлен из серого чугуна. Тип соединения — фланцевый. Рабочая среда: вода, пар, нефть и нефтепродукты, масло.

Рабочие среды

Затворы обратные хорошо чувствуют себя в агрессивных и неагрессивных средах газо- и жидкообразного состояния. Напомним, что агрессивные – это нефть, химсоставы, газы, в т. ч. радиоактивные. Неагрессивные среды – жидкости с биологическими элементами, пар, вода любой температуры, сточные воды, жиры.

Герметизация обеспечивается металлическими и резиновыми уплотнителями.

Сроки эксплуатации

Благодаря простой и эффективной конструкции затворы обратные дисковые отличаются высокими показателями ремонтопригодности. При замене неметаллических элементов срок службы может составить от 30 лет.

Выводы

Затворы обратные применимы в трубопроводах любых отраслей промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.

• Устанавливаются на горизонтальные и вертикальные трубопроводы.
• Соединяются способами: сварка, фланцевый и межфланцевый.
• Управляется автоматически или вручную.
• Конструкция проста и эффективна, имеет небольшое количество деталей.
• Обладают малым весом и габаритами

apa-valves.ru

Обратный клапан для воды: виды, принцип работы, установка

Обратный клапан на воду специфическая деталь для водопроводной системы, позволяющая потоку воды проходить только в одном направлении. Клапан для воды предотвращает от возможности возврата потока воды, что особо актуально для систем подачи работающих с помощью насоса. Рассмотрим подробнее типы изделий, особенности, принцип монтажа.

Обратный клапан на воду.

Что такое обратный клапан

Он имеет некоторые характерные особенности строения, благодаря чему на трубопроводе способен выполнять уникальные функции. Дополнительных приспособлений для работы устройства не требуется. Действие происходит за счет движения створок вследствие контакта с потоком воды. Приспособление предотвращает ущерб при авариях в системе трубопровода, уменьшает возможную течь.

Ключевая задача изделия состоит в защите водопровода от высокого давления воды, предотвращения разрывов, течей. Использование насосных систем относиться к зоне риска. Перепады температур, давления в водопроводных системах могут стать причиной разрыва систем.

Клапан для воды на трубопроводе.

Устройство обратного клапана

Конструкция клапана для воды имеет ряд особенностей, позволяющих выполнять функции изделию. Рассмотрим само устройство обратного клапана. Основные элементы изделия:

• Корпус;
• Золотник;
• Прокладка;
• Пружины.

Трап с обратным клапаном работает надежнее, стабильнее. Изготавливают деталь из латуни. Прочный, долговечный, не склонный к коррозии металл. Нержавеющая сталь служит основой для пружины. Золотник выполняют из латуни или пластика.

Латунь для изготовления приспособления выбирают не случайно. Устойчив к воздействию химических элементов, не боится коррозии, прочен, надежен, долговечен. В водопроводе встречаются примеси серы, кислорода, марганца, железа, минеральных солей. Внешняя часть покрыта защитным составом.

Приспособление оснащено золотником, прокладкой из силикона, резины. Пружина выполняется из нержавеющей стали. Изделие состоит из:

• Корпус оснащенный резьбой;
• Механизм запора из золотниковых тарелок, монтированных посредством штока, прокладки;
• Пружины.

Приспособление имеет простую, эффективную схему работы, обеспечивающую надежность системы.

Трап с обратным клапаном.

Принцип работы обратного клапана

Принцип работы основан на открытие и закрытие створок под действием потока воды. Устройство позволяет не использовать вспомогательные механизмы. Трап с обратным клапаном устанавливают в системы с насосами. Под воздействием воды перегородка закрывается. При сильном давлении перегородка открывается.

Обратный клапан принцип работы которого рассматриваем, неотъемлемая часть ряда систем:

• В многоквартирных домах при подаче горячей и холодной воды;
• Обязательное условия монтажа бойлера. Устанавливается перед входом холодной воды;
• При многоконтурных отопительных системах;
• Для водяных насосов, подающих воду из скважин;
• Для отопительных систем.

Принцип работы обратного клапана.

Виды обратных клапанов

Существует множество моделей приспособлений. Разновидности отличаются по предназначению. Клапан для воды имеет отличия в конструкции. Можно выделить основные виды:

• Пружинного типа. Небольшой, оснащенный диском, пластиной;
• Двухстворчатый;
• Лепестковый с золотником;
• Шаровый с задвижками в виде шара;
• Подъемный.

Обратный клапан воды может отличаться схемой установки. Система может предполагать наличие вентиля водопроводных сооружений.

Изделия различаются по материалу, габаритом, специфике монтажа. Надежный модели производят из латуни, чугуна, нержавеющей стали. Отличаются долговечностью, прочностью, надежностью изделия из латуни. Чугун подвержен воздействию коррозии, используют для трубопроводов. Дорогостоящие, но лишенные недостатков приспособления из нержавеющей стали.

Различают способы монтажа приспособлений. Муфтовые, фланцевые, межфланценые.

Обратное изделие муфтового типа. Корпус представляет собой пару деталей в форме цилиндра. Задвижка из пластика, две тарелки золотникового типа. Оснащена прокладкой.

Более надежен вариант обратного типа, оснащенный золотником из латуни. Место расположения камеры золотникового типа представляет собой округлую полость. Обладает высокой пропускной способностью.

Обратный тип, оснащенный пружиной, воздухоотводом, дренажем. Эффективно работает с горячими температурами жидкости, понижает уровень давления. Патрубки позволяют удалять скопления воздуха, крепления манометра.

Современные материалы водопроводной конструкции предполагают эволюцию в системе приспособлений. Распространение получили пружинные конструкции с корпусом из полипропилена.  Внешний вид напоминает косые отводы. Монтируются при помощи сварки, спайки. Для проведения ремонтных работ, конструкцию можно изъять без нарушения целостности водопровода.

Бытовые водопроводы чаще всего оснащают пружинными моделями. Оптимальный диаметр от пятнадцати до пятидесяти миллиметров. Обладают высокой пропускной способностью, отсутствует шум, вибрация, понижает давление на систему.

Как работает обратный клапан

Назначение обратного клапана предполагает специфику работы. Нужно устройство подобрать с учетом размеров, специфики системы. Обратный клапан воды функционирует просто. Если вода не поступает в водопроводную систему, затвор задавливает пружина. При росте давления воды, затвор открывается. Поток продвигается по системе. После падения давления, затвор закрывается.

Как правильно ставить обратный клапан на водопровод

Установка обратного клапана воды зависит от технических характеристик водопровода, трубопровода, канализации и отопления. Клапан на воду крепится различными способами. Межфланцевый монтируется проще, быстрее. Монтаж возможен между двумя фланцами, путем зажимания. Ориентирование производиться с учетом направления потока.

Фланцевое крепление используется для насосных станций. Монтируются к водопроводным фланцам. Обратный клапан монтируется у учетом осей. Поворотный устанавливается ваше уровня потоков воды. Для монтажа в жилых помещениях используют муфтовый тип.

Подбор оптимального типа необходимо производить с учетом системы трубопровода, диаметра труб, возможностей монтажа, давления в системе, особенностей конструкции.

Перед выбором модели приспособления необходимо изучить ряд особенностей:

• Давление в системе нормативное, номинальное;
• Диаметр труб, куда будет производиться монтаж;
• Пропускная способность;
• Герметичность.

Производители насосного оборудования дают рекомендации по выбору приспособлений, которые наиболее совместимы с приборами.

postroivsesam.ru

Обратный клапан для воды для насоса: устройство и принцип работы

ПОДЕЛИТЕСЬ В СОЦСЕТЯХ

В водопроводной системе вода должна двигаться в одном направлении. Добиться этого можно установив обратный клапан для воды для насоса, который позволяет обеспечить пропуск воды строго в заданном направлении. С его помощью можно стабилизировать давление в системе водоснабжения, предотвратить утечку воды или неожиданную остановку насоса. Однако для этого необходимо подобрать подходящую модель и установить ее с соблюдением определенных правил. Об этом и поговорим в данном обзоре.

Обратный клапан для воды

Содержание статьи

Из чего состоит и как работает обратный клапан для воды для насоса?

Обратный клапан состоит из двух перпендикулярных друг к другу цилиндров, соединенных между собой с формированием единой полости. Один цилиндр с нарезанной резьбой используется для подключения изделия к системе водоснабжения. Второй заглушен. Внутри клапана в образовавшей полости расположен механизм, обеспечивающий прохождение воды в одном направлении. В рабочем положении он всегда открыт, позволяя беспрепятственно проходить воде.

Разнообразие моделей

Если создаваемого давления недостаточно, например, из-за утечки или остановки насоса, подача воды прекращается, так как механизм срабатывает и перекрывает поперечное сечение трубы. Аналогичная ситуация возникает в случае, если вода, не ощутив давления, поток начнет двигаться в обратном направлении: перекрывший проход механизм ей этого не позволит.

Принцип работы клапанов различных конструкций

Устройство клапанов разных типов

Конструктивное исполнение обратного клапана для воды зависит от того, для какого именно насоса он предназначен. Выбирая подходящую модель, следует на это обращать внимание в первую очередь.

Устройство изделия изнутри

Клапан обратный пружинный муфтовый

У таких изделий в качестве затвора используется диск (пластина), соединенная с пружинным элементом (пружиной). Усилия последней достаточно, чтобы клапан был закрыт. Как только начинается подача воды, действие пружины ослабевает, и поток беспрепятственно проходит по трубам. Если давление в системе начнет снижаться, диск прижмется к седлу, в результате чего проточное отверстие будет перекрыто. Установка клапана обратного пружинного муфтового возможна на трубы 15-200 мм.

Устройство пружинного муфтового изделия

Статья по теме:

Регулятор давления воды в системе водоснабжения. Если напор воды нормальный или даже сильный, то вам просто необходимо данное устройство. А почему Вы узнаете из нашего отдельного обзора.

Если система водоснабжения достаточно сложная, предпочтение отдается двухстворчатым моделям, в том числе снабженным амортизаторами, смягчающими силу гидроудара. Они комплектуются запорными дисками, состоящими из двух створок и складывающимися пополам под усилием, создаваемым потоком. Двигаясь в обратном направлении, диск прижимается водой к седлу, возвращаясь тем самым в начальное положение. Может устанавливаться на трубы с поперечным размером 50-700 мм.

Двухстворчатый диск муфтового изделия

Поворотный (лепестковый)

Отличительной особенностью поворотной модели является наличие золотника – «захлопка» с осью, расположенной над проходным отверстием. Под создаваемым напором золотник откидывается, и вода начинается течь по трубам.

Поворотная модель

Как только давление в системе снизится до определенного уровня, золотник падает, закрывая проходной канал. Учитывая особое конструктивное исполнение, поворотный клапан на трубах большого диаметра быстро выходит из строя, так как при его срабатывании золотник сильно ударяется о седло. В случае дальнейшей эксплуатации такого изделия нередко возникает гидравлический удар.

Фазы образования гидравлического удара

Поворотные обратные клапаны бывают:

• простыми. Актуальны для трубопроводов, работоспособность которых не зависит от ударных явлений. Возможна установка на трубы с диаметром до 400 мм;
• безударными, в состав которых входят специальные устройства, способные смягчить посадку золотника на седло или сделать ее более плавной.

Полезная информация! Благодаря своему конструктивному исполнению поворотные модели могут монтироваться на трубы большого диаметра и не так чувствительны к степени загрязнения воды.

Поворотное устройство большого диаметра

Шаровая модель

Запорным элементом в данном случае выступает шар, прижимаемый к седлу пружиной. При достаточном уровне давления в системе, шарик отжимается потоком. Как только давление падает, шарик поворачивается, перекрывая проход. Отличаются небольшими габаритными размерами.

Принцип работы шарового клапана

Изделие подъемного типа

Запорный элемент – подъемный золотник. Давление, создаваемое водой, проходящей по трубам, поднимает золотник. В результате движению потока ничего не препятствует. Как только давление снижается, золотник опускается на седло, а обратное движение воды становится невозможным.

Полезная информация! Благодаря особому конструктивному исполнению подъемные клапана могут монтироваться лишь на горизонтальных участках. При этом ось изделия необходимо расположить вертикально.

Устройство подъемного обратного клапана

Обратные клапаны для погружных насосов

При установке защитной арматуры важно выбрать модель, присоединительные размеры которой совпадают с диаметром трубопровода. При соединении клапана со всасывающим патрубком погружного насоса добиваются требуемого уровня герметичности.

Изделие для погружного насоса

Правила установки обратного клапана

Последовательность выполнения монтажных работ определяется способом крепления конкретной модели. Наиболее простая – межфланцевая модель. Ее установка производится исключительно по направлению движения воды. В случае муфтового крепления достаточно соединить клапан с трубопроводом посредством муфты с уплотнением.

Полезный совет! При монтаже стоит обратить внимание на стрелку, выбитую на корпусе. Она предписывает направление, в котором должен двигаться поток.

Межфланцевая модель

Как монтируются обратные клапаны для насосных станций?

Наличие насосной станции предполагает два возможных места установки:

• непосредственно перед насосной станцией;
• на всасывающей трубе сразу после храповика.

 

Установка перед насосной станцией

Полезный совет! Если есть возможность выбора места, лучше предпочесть второй вариант. Монтаж перед насосной станцией может стать причиной уменьшения количества воды, которая должна сливаться во всасывающую трубу и захватываемого насосом при его последующем включении.

Процесс монтажа

Выбрав первый вариант установки клапана, следует обязательно предусмотреть сгон на случай, если после некоторого периода эксплуатации потребуется выполнение ремонтных работ. Если подсоединение к всасывающей трубе выполнено после храповика, от сгона можно оказаться. В случае если трубопроводная система работает, то, выбрав место монтажа:

• разрываем трубопровод в месте установки изделия;
• соединяем клапан с одной частью трубы;
• при помощи сгона соединяем со второй частью.

Полезный совет! Если система водоснабжения эксплуатируется исключительно в летнее время, стоит позаботиться о наличии краника, позволяющего слить воду перед началом зимних холодов, разместив его в самой нижней точке системы.

Кран для слива воды

Обратный клапан для воды для насоса: цена и производители

При выборе обратного клапана для воды для насоса цена и место производства имеет принципиальное значение. Каждый стремится приобрести качественное изделие, способное прослужить достаточно долго. Отдавая предпочтение известным товарным знакам, можно не сомневаться: при изготовлении конкретной модели использовались заявленные материалы, а технология соблюдалась безукоснительно.

Модель, изготовленная в Италии

Стоимость изделия зависит не только от фирмы-производителя, но и от номинального диаметра изделия и конструктивных особенностей:

Наименование производителя	Диаметр, мм	Стоимость, руб
Полипропиленовый
VALTEC (Италия)	20 25 32	128 160 274
Трубопроводные системы AQUA-S	20 25 32	110 136 204
Пружинный муфтовый
VALTEC (Италия)	15 20 25	191 263 390
Danfoss CO (Дания)	15 20 25	561 735 962
Teсofi (Франция)	15 20 25	282 423 563
ITAP (Италия)	15 20 25	366 462 673
Комбинированный пружинный с дренажем и воздухоотводчиком
VALTEC (Италия)	15 20 25	652 1009 1516
Пружинный муфтовый с латунным золотником
VALTEC (Италия)	15 20 25	198 228 498

Советы по выбору

Чтобы обратный клапан для воды для насоса идеально подошел к конкретной системе водоснабжения, стоит заранее определиться со следующими факторами:

• номинальным давлением, которое, как правило, обозначается PN и численно равно максимальному значению параметра, при котором может эксплуатироваться конкретная модель. Номинальное давление стандартизировано;
• местом установки;
• материалом корпуса;
• способом крепления к водопроводу. Здесь можно выбрать: приварку к полипропиленовым трубам, фланцевое соединение, с помощью резьбовой муфты или вариант зажима между фланцами трубопровода.

Для надежности соединения используется лен с паклей

Назначение устройства и принцип действия (видео)

 

ПОДЕЛИТЕСЬ В СОЦСЕТЯХ

Загрузка…

aquatic-home.ru

Обратный клапан — Википедия. Что такое Обратный клапан

Разновидности обратных клапанов:
1. Обратный клапан с заслонкой;
2. Обратный клапан с пружиной;

Обратный клапан — вид защитной трубопроводной арматуры, предназначенный для недопущения изменения направления потока среды в технологической системе. Обратные клапаны пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой

прямого действия (наряду с предохранительными клапанами и регуляторами давления прямого действия). С помощью обратной арматуры возможно защитить различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.

Применяются обратные клапаны с различными запорно-регулирующими элементами, например, в виде шарика или конуса. Обычный гидравлический обратный клапан состоит из корпуса, шарика и пружины 2. При движении жидкости в прямом направлении запорно-регулирующий элемент отжимается от седла и поток с минимальными потерями проходит через рабочее окно клапана. При обратном направлении потока жидкость прижимает запорно-регулирующий элемент к седлу. Движение жидкости в этом направлении прекращается. Пружины предназначены лишь для преодоления сил трения при посадке запорного элемента на седло. Так как пружины приводят к увеличению перепада давления на клапане при прохождении потока в прямом направлении, а допустимая величина перепада давления на обратных клапанах составляет 0,01…0,03 МПа, то жесткость пружин обычно выбирают минимальной. Обратные клапаны изготавливаются как отдельно, так и встроенными в узлы и агрегаты. На корпуса обратных клапанов наносят стрелку, указывающую направление движения рабочей жидкости через клапан.

[1]

Важность функции этих устройств заключается в том, что они выполняют свою задачу как в режиме нормальной эксплуатации, например в случае объединения напорных линий нескольких насосов в одну, на каждой из них устанавливается один или несколько обратных клапанов для защиты от давления работающего насоса остальных, так и в аварийных ситуациях, например при аварийном падении давления на одном из участков трубопровода, на смежных давление сохраняется, что может привести к образованию обратного тока среды, недопустимого для нормальной работы системы и опасного для её оборудования.

Обратные клапаны используются:

• в гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости как подпиточные клапаны;
• в гидроприводах, состоящих из нескольких насосов, для исключения взаимного влияния при их одновременной работе;
• в блоках фильтрации, устанавливаемых в реверсивных гидролиниях, для обеспечения движения жидкости через фильтр только в одном направлении;
• в гидролиниях, где требуется однонаправленное движение жидкости.^[1]

Основными видами обратных клапанов являются собственно обратные клапаны и обратные затворы, главное их различие — в конструкции затвора (элемента, который перекрывает поток среды, садясь в седло), у первых он выполняется в виде золотника, у вторых — в виде круглого диска, который часто именуют

захлопка.

Обратные клапаны как правило устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы — как на горизонтальных, так и на вертикальных участках. По направлению потока рабочей среды клапаны обратные в основном выполняются проходными (направление потока в них не изменяется), но встречаются и угловые (направление потока меняется на 90°), а затворы обратные — только проходными^[2][3].

Принцип действия

Устройство обратного (подъёмного) клапана. Золотник выделен красным

При отсутствии потока среды через арматуру золотник в обратном клапане или захлопка в обратном затворе под действием собственного веса или дополнительных устройств (например пружины) находятся в положении «закрыто», то есть затвор находится в седле корпуса. При возникновении потока затвор под действием его энергии открывает проход через седло. Ясно, что для того, чтобы поток среды изменил своё направление на противоположное он должен остановиться. В этот момент скорость потока становится нулевой, затвор возвращается в исходное закрытое положение, а давление с обратной стороны прижимает золотник или захлопку, препятствуя возникновению обратного потока среды. Таким образом, срабатывание обратной арматуры происходит под действием самой среды и является полностью автоматическим^[2].

Конструктивные типы

Обратный клапан

Обратные клапаны до 1982 года в России назывались подъемными клапанами^[4], затвором в них служит золотник, который перемещается возвратно-поступательно по направлению потока среды через седло.

По конструкции и технологии изготовления обратные клапаны проще, чем другие типы, при этом позволяют обеспечить надёжную герметичность, но такие устройства более чувствительны к загрязнённым средам, при воздействии которых возможно заедание клапана.

В обратных клапанах ось прохода в седле корпуса и, соответственно, ось подъёма золотника расположены как правило перпендикулярно оси трубопровода. Корпус обратного клапана практически аналогичен корпусу запорного клапана, но крышки и золотники обратных и запорных клапанов существенно отличаются. Золотник обратного клапана имеет хвостовик, который перемещается по направляющей в крышке клапана. Чаще всего посадка золотника на седло происходит под действием собственного веса, что требует установки обратных клапанов только на горизонтальных участках трубопроводов. Чтобы обеспечить посадку золотника на седло при установке клапана на вертикальных или наклонных участках, используют пружину в качестве дополнительного прижимного элемента.

Имеются конструкции обратных клапанов специально для вертикальных трубопроводов, например:

Шаровой обратный клапан.

Шаровые обратные клапаны

Затвором в них служит шаровой элемент, а прижимным элементом — пружина. Такие обратные клапаны обычно применяются на малых диаметрах трубопроводов, в основном в сантехнике.

Приёмные обратные клапаны

Такие устройства устанавливаются на конце вертикального всасывающего трубопровода перед насосом. Они имеют сетку, предохраняющую насос от попадания в него со средой твёрдых частиц или посторонних предметов. Такие клапаны изготовляются с диаметрами до 200 мм. На рисунке слева изображена приёмная сетка таких устройств.^[2]

Обратный затвор

Стальной обратный затвор. Устройство обратного затвора (поворотного обратного клапана). Вид на захлопку изнутри

Ранее эти устройства назывались поворотными обратными клапанами^[4]. В отличие от большинства видов обратных клапанов, в обратных затворах ось седла совпадает с направлением потока среды через затвор. Седло при отсутствии потока через него перекрывается захлопкой (на рис. справа выделена красным цветом, на рис. слева вид на захлопку изнутри), которая закреплена на оси, расположенной выше оси прохода. Под действием среды захлопка поворачивается на некоторый угол, открывая ей проход, при остановке потока захлопка под собственным весом падает на седло. В затворах с большими диаметрами при этом происходит удар захлопки о седло, что со временем может привести к выходу затвора из строя и появляется возможность гидравлического удара в системе при срабатывании устройства. В связи с этим обратные затворы делятся на^[3]:

Простые

Затворы с диаметрами до 400 мм, в которых ударные явления не оказывают серьёзного влияния на работу затвора и систему, в которой он установлен.

Безударные

Затворы со специальными устройствами, которые делают посадку захлопки на седло более плавной и мягкой. В качестве таких устройств применяются гидравлические демпферы и грузы, устанавливаемые на захлопку непосредственно, или с помощью рычага. Существенный минус безударных конструкций заключается в невозможности их установки на любых участках трубопровода, кроме горизонтальных. В целом обратные затворы имеют ряд преимуществ перед обратными клапанами, среди которых меньшая чувствительность к загрязнённым средам и возможность обеспечения работоспособности затворов для весьма больших диаметров трубопроводов, например таких как гигантский обратный затвор на рисунке, использующийся NASA в воздушных системах^[2].

Устройство пружинного дискового обратного клапана. Устройство двустворчатого обратного клапана.

Межфланцевые обратные клапаны

Межфланцевый пружинный дисковый обратный клапан. Двустворчатый межфланцевый обратный клапан. Невозвратно-управляемый обратный затвор (пока без привода). Снятие статических зарядов.

Более компактные технические решения для уменьшения строительной длины и затрат на монтаж используются в межфланцевых пружинных дисковых и двустворчатых обратных клапанах. Основное их отличие от стандартных обратных клапанов (затворов) — отсутствие фланцев для соединения с трубопроводами. То есть конструктивные особенности клапана позволяют обойтись без увеличивающих размеры и массу оборудования ответных фланцев. При этом вес межфланцевого обратного клапана может быть в 5 раз меньше, а строительная длина — может в 6-8 раз меньше чем у аналогичных конструкций с использованием обычных обратных клапанов или затворов. Клапаны, имеющие рабочие элементы по размерам движущегося потока, монтируются во фланцевых разрывах трубопроводов с использованием соответствующих для перекачиваемого материала прокладок. Принципиальным также является возможность установки подобных клапанов не только на горизонтальных, но и вертикальных участках трубопроводов. Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны могут оснащаться специальными резьбовыми отверстиями для снятия статического заряда. Подобная модификация востребована на взрывоопасных химических производствах.

Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны

Принцип действия межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов аналогичен приципу действия шаровых обратных клапанов. Но за счет использования в качестве затвора диска (пластины) вместо шара достигаются преимущества в весе и строительной длине конструкции. По этой же причине диапазон размеров межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов больше и составляет 15÷200 мм. Межфланцевые пружинные дисковые обратные клапаны могут устанавливаться и в стандартном горизонтальном исполнении, а также — вертикально.

Межфланцевые двухстворчатые обратные клапаны

Диапазон размеров межфланцевых двустворчатых обратных клапанов ещё шире, чем у межфланцевых пружинных дисковых обратных клапанов — от 50 до 700 мм. В сложных и больших системах при остановках насосов или в результате каких-либо аварийных ситуаций могут возникать гидроудары, которые могут нанести существенный ущерб всей системе. В таких случаях рекомендуется использовать клапаны с амортизаторами для демпфирования гидроударов. Актуально также исполнение клапанов со специальной антикоррозионной футеровкой:

• исполнение с пластиковой футеровкой: для питьевой воды и морской воды
• исполнение с резиновой футеровкой: для морской воды, канализации, судостроения

Другие конструкции

Во всех описанных выше случаях обратная арматура пропускает среду в одном направлении и предотвращает её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия, но существуют также конструкции, в которых совмещены функции обратной и запорной арматуры.

Невозвратно-запорные — это обратные клапаны и затворы, которые возможно принудительно закрыть при помощи ручного или механического устройства (пневмо-, гидро- или электропривода).

В невозвратно-управляемых возможно не только принудительное закрытие, но и открытие затвора^[2][3][5].

Материалы

Корпусные детали обратных клапанов изготавливаются из:

Необходимая герметичность затвора на седле обратного клапана обеспечивается специальными уплотнительными поверхностями, которые изготавливаются из:

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Гидравлические обратные клапаны и гидрозамки. for-engineer.info. Проверено 16 октября 2015.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5 6} Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
3. ↑ ^{1 2 3 4} Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
4. ↑ ^{1 2} В 1982 году вступил силу ГОСТ 24856-81, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.
5. ↑ Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С. И. Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.

В 2007 году взамен ГОСТ 24856-81 вступил в силу ГОСТ Р 52720-2007, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.

См. также

wiki.sc

Обратные клапаны – типы, виды и сферы применения

Обратный клапан жидкостной относится к устройствам, предотвращающим возвратное перемещение жидкостей в трубопроводах. Арматура снижает внутреннее давление, исключает утечку или остановку рабочего насоса. Данный тип клапанов предназначен для использования в сферах коммунального хозяйства, водо-, теплоснабжения, а также в химической, нефтяной, пищевой промышленности.

Виды и типы обратных клапанов

• Дисковый обратный клапан. Изделие простое в монтаже, недорогое. Принцип действия основывается на смещении дискового затвора вдоль направления движения жидкости.
• Подъемный клапан обратного действия. Предназначен для трубопроводов, через которые транспортируется сжатый воздух, пар. Отличается высокой запорной прочностью.
• Обратный клапан шарового типа. Обеспечивает высокую пропускную способность, благодаря простой форме проточной части с высокой плотностью закрывания. Производительность и низкие требования к качественному составу жидкости позволяют использовать устройство в трубопроводах для холодных, вязких или неоднородных веществ.
• Поворотный обратный клапан. В качестве запорного элемента применяется стальной диск радиального типа смещения. Арматура используется для установки в трубопроводах, обслуживающих тепловые пункты, котельные, а также на объектах промышленного назначения.

Популярность применения клапанных устройств обратного принципа действия вызвана:

• простотой конструкции;
• безотказным принципом действия;
• надежной герметичностью;
• функциональной эффективностью;
• невысокой стоимостью при долгосрочной интенсивной эксплуатации.

Помимо этого, некоторые виды обратных клапанов создаются под специальные условия эксплуатации. С этой целью разработаны конструкционные особенности, благодаря которым можно подобрать трубопроводную аппаратуру, более точно соответствующие условиям применения, например, при подключении трубопроводов к котельным. Это связано с тем, что в теплотрассах часто случаются резкие перепады давления.

Для этого предусмотрены обратные клапаны ударного и безударного типа. Если диаметр устройства не более 400 мм, ударные процессы не оказывают существенного значения на работу и систему в целом.

Чтобы смягчить ударные явления в трубопроводе большого диаметра, используются гидравлические демпферы или противовесы, способные выдерживать резкие толчки. Недостатком является то, что обратные клапаны ударные монтируются только на горизонтальных участках теплотрасс. Среди преимуществ – меньшая чувствительность к загрязненной водной среде.

Функциональные особенности

• Арматура дренажного типа. Предназначена для снижения давления в трубопроводных системах.
• Конденсатоотводные устройства. Позволяют выводить накапливаемый конденсат.
• Самоотключающаяся арматура защитного типа. Оборудование, позволяющее избежать аварийной ситуации и не допустить разрыва трубопровода от внутреннего давления.
• Редукционная или дроссельная арматура. Обеспечивает снижение рабочего давления за счет увеличения сопротивления на пропускном участке трубопровода.
• Контрольная арматура. Управление состоянием рабочей среды с помощью контрольно-измерительной аппаратуры.

Сфера применения и сроки эксплуатации

Защита, осуществляемая с помощью обратного клапана, используется во всех видах трубопроводов, насосов, емкостей, в которых возможно возникновение высокого внутреннего давления. Функциональное преимущество, которое ценится в данном виде аппаратуры — это предотвращение утечки содержимого трубопровода при выходе из строя на любом участке.

Обратные клапаны используются в системах, где прокачивается вода, газ, нефтяные или химические продукты. Долговечность определяется тем, что аппаратура изготавливается из нержавеющих материалов, что исключает разрушение от коррозии.

Преимущества применения обратных клапанов

Аппараты компактные, легко устанавливаются или демонтируются даже в аварийной обстановке. Основной материал, который используется для изготовления корпуса – чугун, что определяет высокие показатели прочности. Устройство одномоментно реагирует на смену ситуации в системе и обеспечивает регулировку давления до нормативных показателей. Обратные клапаны устанавливаются в горизонтальном и вертикальном положениях.

Особенности клапанов обратного типа

Отличительными особенностями обратных клапанов являются:

• качество материала корпуса и герметичность запорных механизмов;
• долговечность;
• простота монтажа и обслуживания;
• надежность, обеспечивающая безопасность эксплуатации;
• широкие функциональные возможности.

Этому способствует использование качественного сырья, передовых технологий литья и обработки черных и цветных металлов. Все готовые изделия проходят проверку на прочность и герметичность резьбовых соединений, а также на надежность и плотность прилегания заслонок.

Производитель исключает вероятность передачи покупателям бракованных изделий, так как каждое на выходе проходит соответствующий стандартам контроль. Компания «Автоматизация и промышленная аппаратура», являющаяся лидером по производству трубопроводной арматуры, предлагает обратные клапаны высокого качества по доступной стоимости.

apa-valves.ru

Клапанная аппаратура

Если вы хотите сказать спасибо автору, просто нажмите кнопку: 
   
Каждая гидросистема помимо насоса, исполнительных гидродвигателей и распределительной гидроаппаратуры имеет в своем составе клапаны. Количество клапанов в зависимости от сложности системы варьируется от единиц до нескольких десятков, а в некоторых случаях их количество измеряется сотнями.
В данной статье будут описаны основные типы клапанов, наиболее часто встречающиеся в гидросистемах:

• Предохранительные клапаны
• Редукционные клапаны
• Обратные клапаны
• Управляемые обратные клапаны
• Тормозные (контрбалансные) клапаны.

Основной принцип действия клапана

Принцип действия простейшего клапана заключается в уравновешивании силы создаваемой давлением рабочей жидкости на площади седла и силы упругости пружины. Седло клапана — это конструктивный элемент, образующий рабочую кромку, обеспечивающую герметичное прилегание запорного элемента. Простейший клапан имеет конструкцию, изображенную на рисунке 1а. В корпусе 1 имеется рабочая кромка, к которой плотно прилегает поджатый пружиной 3 запорный элемент 2. Сила, создаваемая пружиной 3, определяет разницу давлений между полостями P и T при которой происходит открытие клапана. На рисунке 1б показан клапан в открытом состоянии, где стрелками показано направление движения рабочей жидкости. Двухступенчатые клапаны в зависимости от назначения могут иметь различную конструкцию и будут рассмотрены ниже.

Классификация

По виду запорного элемента различают несколько типов клапанов. Наиболее часто встречаются: сферический (шариковый), конический, плоский (см. рисунок 2). Благодаря высоким герметизирующим свойствам и технологичности наибольшее распространение получили сферические (шариковые) и конические клапаны.

По способу монтажа различают клапаны картриджные, трубного, стыкового (фланцевого) и модульного монтажа. Картриджные клапаны дополнительно подразделяют на вворачиваемые (резьбовые) и закладные. Существует еще одна категория – бескорпусные клапаны. Бескорпусные клапаны это, как правило, набор составляющих элементов клапана предназначенный для установки в клапанную плиту или корпус.

Картриджные и бескорпусные клапаны могут быть использованы в гидросистеме только в составе клапанного блока или установленными в индивидуальный корпус. На рис. 3, на примере клапанного блока картриджные и бескорпусные клапаны показаны до установки и в установленном состоянии.

Клапаны трубного монтажа имеют резьбовые порты для присоединения гидравлических линий. Клапаны стыкового монтажа обычно предназначены для установки непосредственно на гидроагрегат (например, на гидроцилиндр или гидромотор) и фиксируются группой резьбовых крепежных элементов. Клапаны трубного и стыкового монтажа показаны на рис. 4. и рис. 5.

К подгруппе клапанов стыкового монтажа относится модульная гидроаппаратура СЕТОР (см. рис. 6). В зависимости от максимально пропускаемого потока рабочей жидкости аппаратура разбита на несколько групп: CETOP 02, 03, 05, 07 и 08. Перечень компонентов СЕТОР включает в себя целый ряд гидрокомпонентов: это и всевозможные клапаны, и гидрораспределители, и аппаратура управления расходом, и даже фильтрация рабочей жидкости. Все элементы монтируются группами или по отдельности на монтажные плиты. Пример сборки гидросистемы на элементной базе CETOP 03 показан на рис.7.

Предохранительные клапаны

Предохранительный клапан относится к клапанам регулирования давления с кратковременным срабатыванием. Он устанавливается в гидросистему для ограничения максимально возможного давления в линии. Каждая гидросистема имеет предохранительный клапан в линии высокого давления выходящей из насоса. Предохранительные клапаны могут быть установлены в линиях, давление в которых не должно превышать заданной величины. Например, в линии питания гидродвигателей устанавливают предохранительные клапаны для ограничения в них давления и, как следствие, ограничения максимального создаваемого двигателем усилия. Кроме указанных выше у предохранительных клапанов имеется множество типовых применений.

Согласно ГОСТ 2.781-96 предохранительные клапаны на схемах обозначаются как показано на рисунке 8.

В схемных решениях предохранительный клапан может быть применен для обеспечения минимально заданного уровня давления или подпора в линии гидросистемы. При таком применении предохранительные клапаны принято называть подпорными, что отражает характер их работы.

Схематично устройство предохранительного клапана прямого действия изображено на рисунке. 9. В корпусе 1 установлен конический запорный элемент 2, прижимаемый к седлу пружиной 3. Настройка пружины осуществляется регулировочным винтом 4. Контргайка 5 служит для фиксации регулировочного положения винта. Подвижная опора пружины 8 уплотнена по зазору с корпусом 1. Замкнутый объем 6 и зазор 7 являются демпфером колебаний запорного элемента клапана. Клапаны прямого действия имеют высокую скорость срабатывания, что является их основным достоинством. К недостаткам можно отнести нестабильную работу и склонность к автоколебаниям. Также при увеличении рабочих расходов сильно увеличивается и размер клапана. 

Подобных недостатков лишены клапаны непрямого действия, которые часто называют двухступенчатыми или сервоклапанами. Устройство такого клапана показано на рисунке 10. К седлу корпуса 1 пружиной 9 прижат основной запорный элемент 2. В запорном элементе имеется дроссельное отверстие 3. Рабочую полость от линии слива Т отделяет пилотный клапан с запорным элементом 4, поджатый к седлу пружиной 5. Механизм регулировки поджатия пружины состоит из регулировочного винта 7 с контргайкой 10, опоры 6 и уплотнения 8.

Работа клапана происходит следующим образом: при давлении в линии Р ниже настройки срабатывания клапана, уровни давлений в рабочей полости и линии Р одинаковы, основной запорный элемент прижат к седлу пружиной 9. Начальные положения элементов клапана показаны на рисунке 10. При достижении давлением значения настройки пилотного клапана, последний открывается, и рабочая жидкость проходя через дроссельное отверстие 3 устремляется в линию Т. При прохождении рабочей жидкости через дроссельное отверстие создается перепад давлений между линией P и рабочей полостью. Этот перепад давлений воздействует на запорный элемент 2 и преодолевая усилие пружины 9, смещается, что приводит к открытию основного клапана.

Редукционные клапаны

Редукционный клапан относится к клапанам регулирования давления. Он устанавливается в гидросистему для поддержания давления в линии на более низком уровне, чем в основной линии. Иными словами, можно сказать, что редукционный клапан поддерживает давление на постоянном уровне «после себя», имея на входе более высокий уровень давления. Самым распространённым применением является поддержание давления в линии управления распределителями. Редукционные клапаны могут быть установлены в линиях питания гидродвигателей для ограничения в них давления и, как следствие, ограничения создаваемого двигателем усилия.

Согласно ГОСТ 2.781-96 редукционные клапаны на схемах обозначаются как показано на рисунке 11.

 

Схематично устройство редукционного клапана прямого действия изображено на рисунке 12. В корпусе 1 установлен конический запорный элемент 2, прижимаемый к корпусу пружиной 3. При давлении в линии А ниже настройки редукционного клапана рабочая жидкость беспрепятственно перетекает в линию А. После того, как усилие, создаваемое давлением на запорном элементе в линии А превысит усилие, создаваемое пружиной, запорный элемент смещаясь влево, перекроет ток рабочей жидкости из линии Р в А. При этом происходит дросселирование (понижение давления) жидкости на рабочей кромке, вызывая снижение давления в линии А, уравновешивая клапан в некотором положении. Для стабильного поддержания давления редукционным клапаном, полость пружины должна сообщаться с баком. Если в полости пружины создавать некоторое давление, то значение давления, поддерживаемое в линии А, будет увеличиваться прямопропорционально давлению в полости пружины. В этом случае речь идет о редукционном клапане с внешним управлением, а давление в полости пружины называют давлением управления.

Редукционные клапаны седельного типа (см. рис.12) обладают высокой скоростью срабатывания, что может привести к частым и сильным колебаниям давления. Для снижения колебаний давления применяют клапаны золотникового типа. Они обеспечивают более плавную характеристику без забросов давления, но не герметичны и имеют перетечку рабочей жидкости по зазору золотника. Редукционный клапан золотникового типа в рабочем положении показан на рисунке 13.

Для сохранения герметичности и обеспечения плавной характеристики применяются редукционные клапаны непрямого (двуступенчатого) действия. Устройство такого клапана показано на рисунке 14. К корпусу 1 пружиной 9 прижат основной запорный элемент 2. В запорном элементе имеется дроссельное отверстие 3. Рабочую полость А от линии слива Т отделяет пилотный клапан с запорным элементом 4, поджатым к седлу пружиной 5. Механизм регулировки поджатия пружины состоит из регулировочного винта 7 с контргайкой 10, опоры 6 и уплотнения 8.

Работа клапана происходит следующим образом: при давлении в линии А ниже настройки срабатывания клапана, уровни давлений в рабочей полости и линии А одинаковы, основной запорный элемент прижат к корпусу пружиной 9. При достижении давлением значения настройки пилотного клапана, последний открывается, и рабочая жидкость проходя через дроссельное отверстие 3 устремляется в линию Т. При этом создается перепад давлений между линией А и рабочей полостью, воздействующий на запорный элемент 2 и преодолевающий усилие пружины 9, смещает запорный элемент 2 вверх, что приводит к уменьшению проходного сечения (седло-клапан), снижению давления в линии А и уравновешиванию клапана в некотором положении, обеспечивающем заданное давление в линии А.

При понижении давления в линии А клапан под воздействием пружины опускается, увеличивая проходное сечение седло-клапан, что приводит к увеличению давления в линии А и уравновешиванию клапана в новом положении.

Еще одной разновидностью редукционного клапана можно считать редукционно-предохранительный или трехходовой редукционный клапан. Его обозначение на принципиальных гидравлических схемах показано на рис. 15.

Принцип работы редукционно-предохранительного клапана показан на рисунке 16. В корпусе 1 установлены основные элементы: пружина 3 и золотник 2. Пока давление в линии А ниже чем в питающей линии Р клапан 2 находится в правом положении и свободно пропускает жидкость из линии Р в линию А. (см. рис. 16А). При повышении давления в линии Р выше настройки пружины 3, золотник 2 смещается влево и начинает дросселировать жидкость прикрывая окно линии P (см. рис. 16Б), вплоть до полного закрытия (рис. 16В). Если при полном закрытии давление в линии А продолжает расти, то золотник смещается еще левее, приоткрывает окно линии Т и начинает сбрасывать жидкость из линии А в слив (см. рис 16Г)

Обратные клапаны

Обратные клапаны относятся к клапанам управления расходом. Основным их назначением является пропускание потока рабочей жидкости в прямом и блокирование в обратном направлениях. Конструктивно обратные клапаны схожи с предохранительными, но не имеют механизма регулировки сжатия пружины, а часто и самой пружины.

Согласно ГОСТ 2.781-96 обратные клапаны на схемах обозначаются как показано на рис. 17.

Рис. 17

Устройство простейшего обратного клапана соответствует показанному на рис.1а. Где жидкость имеет возможность проходить от линии P к линии Т, преодолев сопротивление пружины, которое эквивалентно значению из диапазона от 0,02 до 1МПа. При этом в обратном направлении жидкость пройти не может. Также распространены конструкции обратных клапанов без пружины.

Часто при проектировании гидросистемы появляется необходимость в применении обратного клапана способного пропускать поток жидкости в обратном направлении по внешнему сигналу управления. В таких случаях речь заходит об управляемых обратных клапанах.

Управляемые обратные клапаны называются гидрозамками и в соответствии с ГОСТ 2.781-96, имеют обозначения, показанные на рисунке 18:

Рис. 18

Схематично устройство гидрозамка изображено на рисунке 19. В корпусе 1 установлены управляющий поршень 4 и конический запорный элемент 2, прижимаемый к корпусу пружиной 3. Рабочим является закрытое положение клапана, при котором рабочая жидкость заперта в линии C2 (см. рис. 19А). Для принудительного открытия клапана давление подаётся в линию V1-C1. После того, как усилие на поршне 4, создаваемое давлением в полости V1-C1, превысит усилие на запорном элементе 2, создаваемое давлением в линии C2 и пружиной 3, поршень 4 переместится вправо и, смещая запорный элемент 2, откроет доступ жидкости из линии C2 в линию V2 (см. рис. 19Б). При подъеме нагрузки (см. рис. 19В) линия V2-C2 свободно пропускает жидкость к гидродвигателю (гидроцилиндру).

При определенных условиях в момент открытия гидрозамков в гидросистеме могут возникать ударные нагрузки, вызванные резким падением давления. Такие нагрузки отрицательно сказываются на большинстве элементов гидросистемы и снижают их ресурс. Для борьбы с этим явлением в гидрозамок встраивают декомпрессор 5 (см. рис. 20). Принцип работы замка с декомпрессором отличается от обычного тем, что при смещении управляющего поршня 4 первым открывается клапан декомпрессора 5. Смещаясь декомпрессор 5 создает небольшую перетечку жидкости из линии С2 в линию V2 и тем самым снижает в нагруженной линии давление. После этого происходит открытие основного клапана 2 и сброс жидкости из С2 в порт V2. Таким образом мгновенного соединения линии, находящейся под высоким давлением, с линией слива удается избежать.

Рис. 20

Одним из важнейших параметров гидрозамков является соотношение площадей седла основного клапана и управляющего поршня. Фактически соотношение определяет во сколько раз, запертое в полости C2 давление, может превышать давление в полости управления V1-C1 при сохранении работоспособности замка. Для замков без декомпрессора значение соотношения определяется как показано на рисунке 21А. Обычно значение соотношения лежит в диапазоне от 1:3 до 1:7. Для замков с декомпрессором определение значения соотношения показано на рис. 21Б. Значения соотношений для гидрозамков с декомпрессором может достигать значения 1:20 и более.

Рис. 21

Широкое распространение получили сдвоенные (двухсторонние) гидрозамки, предназначенные для фиксирования гидродвигателя в заданном положении независимо от направления приложенных к гидродвигателю усилий.

Согласно ГОСТ 2.781-96 двухсторонние гидрозамки на схемах обозначаются, как показано на рис 22.

Рис. 22

Устройство и принцип работы односторонних и сдвоенных (двухсторонних) гидрозамков аналогичны. В закрытом состоянии к седлам в корпусе 1 пружинами 5 и 6 прижаты запорные элементы 3 и 4 (см. рис. 23А). Управляющий поршень 2 в зависимости от наличия давления в линиях V1 и V2 смещается и открывает один из запорных элементов 3 или 4 (см. рис. 23Б)

Рис. 23

При проектировании гидравлических систем, содержащих гидрозамки нужно учитывать несколько условий:

·        В закрытом состоянии для надежного удержания нагрузки линии гидрозамков, ведущие к гидрораспределителю, должны быть разгружены в слив (см. рис. 24) Пренебрежение этим правилом ведет к неполному запиранию магистралей и «сползанию» нагрузки.

·        Для обеспечения безопасности при удержании нагрузки гидрозамки рекомендуется устанавливать, как можно ближе к исполнительному гидродвигателю или непосредственно на него.

·        При совпадении направления нагрузки на исполнительный орган гидродвигателя с направлением его движения (попутная нагрузка), гидрозамок может работать некорректно, постоянно закрываясь и открываясь. Этот режим работы приводит к возникновению ударных нагрузок в гидросистеме и преждевременному выходу из строя ее компонентов. В подобных случаях необходимо вместо гидрозамков применять тормозные клапаны.

Типовые схемы включения односторонних и двухсторонних гидрозамков показаны на рисунке 24.

При проектировании гидравлических систем, содержащих гидрозамки, необходимо учитывать, что для их корректной работы в режиме удержания нагрузки требуется, чтобы порты V1 и V2 были открыты в сливную линию. Это требование обычно обеспечивается установкой гидрораспределителя с золотником, линии А и В которого в нейтральном положении соединены с сливной линией. Примеры подключения показаны на рисунке 24

Тормозные клапаны

Тормозной клапан относится к клапанам регулирования давления. В технической литературе данный вид клапанов часто называют уравновешивающими или контрбалансными (counterbalance). Основное применение эти клапаны находят в системах где на гидродвигателях требуется длительное удержание нагрузки и возможно возникновение нагрузки, совпадающей по направлению с движением исполнительного органа гидродвигателя (попутной нагрузки). По количеству контролируемых линий гидродвигателя тормозные клапаны бывают односторонние и двухсторонние.

На схемах тормозные клапаны обозначаются как показано на рисунке 25.

Рис. 25

Далее будет рассмотрен принцип работы тормозных клапанов на примере работы гидроцилиндра.

Односторонний тормозной клапан.      

На рисунке 26 показано устройство одностороннего тормозного клапана, находящегося в состоянии удержания нагрузки. Клапан состоит из корпуса 10, в котором установлены: дроссель 11, клапан 4, седло 3 с пружиной 2, опорная шайба 1, обойма 7, упор 5, пружина 6 и регулировочный винт 8 с контргайкой 9. Гидравлический цилиндр удерживает нагрузку поршневой полостью. В отличие от гидравлического замка, который удерживает нагрузку независимо от ее величины, тормозной клапан откроется и сработает как предохранительный при величине давления определяемой настройкой поджатия пружины 6. Поэтому, для гарантированного удержания нагрузки такими клапанами давление их настройки выбирают выше максимального на величину от 20% до 50%.

Рис. 26

На рисунке 27 показан тормозной клапан, находящийся в состоянии подъема груза. Для подъема груза гидроцилиндром в порт V2 подается рабочая жидкость. При этом седло 3 смещается влево, преодолевая усилие, создаваемое пружиной 2. Рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра свободно уходит в сливную линию. Таким образом осуществляется подъем груза гидроцилиндром. При последующем соединении порта V2 со сливной линией тормозной клапан переходит в режим удержания груза. Дроссель 11 выполняет роль демпфера, который обеспечивает относительно плавное перемещение клапана 4.

Рис. 27

На рисунке 28 показан тормозной клапан в режиме работы с попутной нагрузкой. В начальный момент времени тормозной клапан, запертой им поршневой полостью удерживает груз. Поскольку поршневая полость заперта, то при подаче рабочей жидкости в штоковую полость, в ней создается давление, которое через дроссель 11 воздействует на клапан 4. Под воздействием давления в штоковой полости, клапан 4 преодолевает усилие пружины 6 и смещаясь вправо приоткрывает в слив линию С2, соединенную с поршневой полостью цилиндра. Шток гидроцилиндра приходит в движение. В режиме компенсации попутной нагрузки клапан 4 находится в некотором равновесном состоянии, при котором скорость движения штока гидроцилиндра строго определяется расходом рабочей жидкости, поступающим в штоковую полость. При отклонении клапана от равновесного состояния происходит следующее:

·        При слишком большом открытии клапана 4 расход жидкости С2-V2. превышает величину расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит падение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 4 и седлом 3 уменьшается. При этом расход С2-V2 снижается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

·        При слишком малом открытии клапана 4 расход жидкости С2-V2 ниже величины расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит увеличение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 4 и седлом 3 увеличивается. При этом расход С2-V2 увеличивается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

 Рис. 28

Двухсторонний тормозной клапан.       

В отличие от одностороннего тормозного клапана двухсторонний клапан используется в системах где есть необходимость удерживать гидравлические двигатели под знакопеременной нагрузкой и периодическим воздействием попутной нагрузки при движении как в прямом так и обратном направлениях.

На рисунке 29 показан двухсторонний тормозной клапан в состоянии удержания нагрузки. Его устройство идентично устройству одностороннего тормозного клапана. В его состав входят корпус 20, в котором установлены: разделительный клапан 10, клапан 4(14), седло 3(13) с пружиной 2(12), опорная шайба 1(11), обойма 7(17), упор 5(15), пружина 6(16) и регулировочный винт 8(18) с гайкой 9(19). Гидравлический цилиндр на рисунке 29 может удерживать нагрузку в поршневой или штоковой полости.

Рис. 29

На рисунке 30 двухсторонний тормозной клапан показан в состоянии подъема груза. При подаче рабочей жидкости в порт V2 седло 13, преодолев сопротивление пружины 11, сместится влево и жидкость поступит в порт С2 и поршневую полость гидроцилиндра. Рабочая жидкость из полости V2, проходя через канал в клапане 14, воздействует на клапан 4, смещая его влево. Разделительный клапан 10 в этот момент закрывает канал в клапане 4. При этом между клапаном 4 и седлом 3 образуется зазор, через который рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра проходит в сливную линию. Таким образом происходит подъем груза гидроцилиндром. При последующем соединении порта V2 и V1 со сливной линией, тормозной клапан переходит в режим удержания нагрузки. При восприятии нагрузки штоковой полостью гидроцилиндра работа клапана происходит аналогично.

Рис. 30

На рисунке 31 показан тормозной клапан в режиме работы с попутной нагрузкой. В начальный момент времени тормозной клапан, запертой им поршневой полостью удерживает груз. Компенсация попутной нагрузки будет проходить в плече C2-V2. Рабочая жидкость, поданная в порт V1, преодолев усилие пружины 2, смещает седло 3 вправо и через порт С1 попадает в штоковую полость гидроцилиндра. Поскольку поршневая полость заперта, то при подаче рабочей жидкости в штоковую полость, в линии V1-C1 возникает давление, которое через канал в клапане 4 проходит к торцу клапана 14 и преодолев усилие пружины 16 смещает его вправо. Разделительный клапан 10 закрывает канал в клапане 14. При этом появляется зазор между клапаном 14 и седлом 13, через который рабочая жидкость из поршневой полости уходит в сливную линию и шток гидроцилиндра движется вниз. В режиме компенсации попутной нагрузки плечом С2-V2 клапан 14 находится в некотором равновесном состоянии, при котором скорость движения штока гидроцилиндра строго определяется расходом рабочей жидкости, поступающим в штоковую полость. При отклонении клапана от равновесного состояния происходит следующее:

При слишком большом открытии клапана 14 расход жидкости С2-V2. превышает величину расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит падение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 14 и седлом 13 уменьшается. При этом расход С2-V2 снижается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

При слишком малом открытии клапана 14 расход жидкости С2-V2 ниже величины расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит увеличение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 14 и седлом 13 увеличивается. При этом расход С2-V2 увеличивается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

При удержании нагрузки штоковой полостью, компенсация попутной нагрузки будет проходить в плече C1-V1 и клапан 4 будет находится в равновесном состоянии. Порядок поддержания равновесного состояния аналогичен описанному.

Рис. 31

Так же как у гидрозамков, важнейшим параметром тормозных клапанов является отношение рабочей площади основного клапана к площади основного пилотного элемента. Фактически этот параметр показывает соотношение давлений в полостях V1 и C2 необходимых для преодоления усилия пружины 6. Обычно значения соотношений для тормозных клапанов лежат в диапазоне от 1:3 до 1:8. На рисунке 32 показано как определяется соотношение площадей исходя из геометрических размеров клапана.

Рис.32

При проектировании гидравлических систем, содержащих тормозные клапаны, необходимо учитывать, что для их корректной работы в режиме удержания нагрузки требуется, чтобы порты V1 и V2 были открыты в сливную линию. Это требование обычно обеспечивается установкой гидрораспределителя с золотником, линии А и В которого в нейтральном положении соединены с сливной линией. Примеры подключения показаны на рисунке 33

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

С Уважением,

Начальник конструкторского отдела

Лебедев М.К.

Тел.: (495) 225-61-00 доб. 234

E-mail: [email protected]

www.rg-gidro.ru