3. 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».

Р ис. 13. Клапан обратный 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 байпасного¹ 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.

Пример решения задачи (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

№ вариантов	Давление открытия клапана, Р, МПа	Расход Q через клапан, л/с	Увеличение давления при пропускании рабочей жидкости, ∆Р, МПа	Угол конуса клапана, град	Коэффициент расхода
1 2 3 4 5 6	10 15 20 25 30 25	0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7	0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50	30 40 45 30 40 45	0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,61

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

Принимаем диаметр D=25 мм, угол конусности клапана 45°. Средний диаметр d_ср=D+0,5 мм=25,5 мм. Высота подъёма клапана¹:

Жесткость пружины:

Сила сжатия пружины при предварительной деформации:

Предварительная деформация: