6.3 Редукційні клапани

Редукційним називають гідроклапан тиску, призначений для підтримки в потоці робочої рідини, що відводиться від нього, більш низького тиску, ніж у потоці, який підводиться. У гідроприводах знаходять застосування в основному два типи редукційних клапанів.

Перший тип клапанів забезпечує встановлене співвідношення між тисками на вході й виході з клапана.

Редукційний клапан (рисунок 6.4) складається із запірно-регулювального елемента – плунжера 1, притиснутого до сідла пружиною 2, сила натягу якої регулюється гвинтом 3. Отвір 4 корпусу з’єднується

а	б

Рисунок 6.4 – Редукційний клапан:

а – принципова схема; б – умовне позначення

з гідролінією високого тиску, а отвір 5 – з гідролінією низького тиску. У вихідному положенні клапан притиснутий до сідла, а вхід клапана відділений від виходу. При підвищенні тиску P₁ плунжер піднімається й гідролінія високого тиску з’єднується з гідролінією низького тиску. Чим більший тиск p₁, тим більше відкривається прохідний перетин клапана й тим більшим стає тиск p₂.

Таким чином, тиск p₂ залежить від тиску на вході клапана, від початкової сили натягу p_пр і жорсткості пружини c

. (6.4)

Другий тип редукційного клапана підтримує постійний редукційний тиск на виході незалежно від коливання тиску в потоках робочої рідини, що підводиться та відводиться. Такі редукційні клапани можуть бути прямої й непрямої дії.

Розглянемо роботу редукційного клапана непрямої дії (рисунок 6.5). Клапан складається з основного запірно-регулювального елемента – золотника 1 східчастої форми, навантаженого нерегульованою пружиною 2 з малою жорсткістю, і допоміжного запірно-регулювального елемента 5 у вигляді кулькового клапана. Силу натягу пружини 4 кулькового клапана можна змінювати гвинтом 3. У корпусі клапана є канали, що з’єднують порожнини 7 і 8 з виходом, а в золотнику 1 – капілярний канал 9, який з’єднує порожнину 6 із порожниною 8, а через останню й з виходом клапана.

Рисунок 6.5 – Принципова схема редукційного клапана непрямої дії

Якщо пружина 4 налаштована на тиск більший, ніж тиск p₁ на вході клапана, то золотник 1 займає вихідне положення (показане на рисунку 6.5). У цьому випадку в порожнинах 6, 7 і 8 буде однаковий тиск, рівний p₁, порожнина 10 з’єднана з порожниною 11, а рідина вільно протікатиме через клапан. Редуціювання тиску при цьому не відбувається. При налаштуванні пружини 4 на тиск p₂ < p₁ кульковий клапан відкриється й рідина в невеликій кількості з порожнини 6 буде надходити на злив. У капілярному каналі 9 золотника створюється плин рідини із втратою в ньому тиску на подолання гідравлічних опорів. У результаті тиск у порожнині 6 упаде й золотник підніметься вгору, зменшивши площу живого перетину між порожнинами 10 та 11.

Це у свою чергу викличе зниження тиску в порожнинах 11, 8 і 7, опускання золотника й збільшення площі живого перетину між порожнинами 10 та 11. Процес повториться знову, і золотник, роблячи коливальні рухи, установиться на певній висоті. Усяка зміна тиску на вході або виході клапана викликає відповідне переміщення золотника. В остаточному підсумку за рахунок зміни дроселювання тиск на виході клапана підтримується постійним. У цьому клапані порожнина 7 і вузький канал, що з’єднує порожнину з виходом клапана, впливають на золотник, зменшуючи його коливання.