Тормозные клапаны – это вид регулирующей давление в гидравлической системе арматуры. Обеспечивают плавность и равномерность хода перемещающих или грузоподъемных механизмов. Используются в машинах и моторах поршневого принципа действия. Исключают образование инерционных ударов и резкого увеличения скорости перемещения рабочей жидкости в магистрали с негативным воздействием на обслуживаемое оборудование. С учетом специфики поставленных технологических задач могут дополнительно выполнять функции замка или перекрывающего каналы устройства.
Классификация и виды тормозных клапанов
Конструкционная схема гидравлических тормозных клапанов независимо от вида и назначения обслуживаемого механизма предусматривает наличие в магистрали определенного внутреннего давления. Такие устройства устанавливаются за перекачивающим гидравлическую жидкость агрегатом. Имеют:
- Определенную пропускную способность рабочего тела в открытом положении.
- Чувствительность к перепадам давления внутри системы.
- Контролируемую настройками реакцию на полное или частичное перекрытие канала.
Для автоматического перекрытия магистрали в рабочей камере проходного клапана установлен золотник с устройством его поджатия в посадочное место. Это может быть простая пружина или использоваться более сложный электромагнитная схема. С учетом конструкции и принципа работы исполнительного механизма, применяют тормозные клапаны:
- С односторонней схемой работы – простое устройство предусматривает полное перекрытие потока при отсутствии давления в системе. Поддержание параметров скорости перемещения жидкости за счет поджатия и изменения величины сечения пропускного отверстия в рабочей камере.
- Обратные или двусторонние устройства – применяются в технике с двойным принципом работы гидравлики. Полезная работа выполняется как на входе, так и на выходе через один тормозной клапан.
- Оснащенные золотниковым устройством челночного принципа действия – при каждом смещении выполняет перекрытие одного из двух каналов магистрали.
Выбор оптимально подходящего варианта для конкретной системы проводит разработчик на основании выполненных инженерных расчетов.
Практически все серийно выпускаемые модели тормозных гидравлических клапанов могут выполнять функции замковой арматуры. Полностью перекрывают проход магистрали и обеспечивают необходимую герметичность при аварийном отключении перекачивающего устройства. Или использоваться в оборудовании, предусматривающем «холостой ход» исполнительного механизма. Устройства замкового типа в отличие от обычных блокирующих движение жидкости клапанов могут работать в двух направлениях (прямо или обратно).
По способу монтажа в системе различают следующие виды клапанных устройств: стыковые с внутренней или наружной резьбой (предусматривают использование уплотнителей), модульные с системой ручной регулировки и фланцевые под приварку.
Схема
Точное место установки гидравлического клапана указывается разработчиком системы на схеме. Направление потока рабочего тела выполняется сплошной линией. Для выделения места монтажа используется квадрат. Применяется схематичное изображение стрелками входа и выхода. Направление смещения золотника (золотников) в эксплуатационном режиме системы под давлением.
Устройство и принцип работы
Наиболее распространенный и часто используемый двухконтурный клапан балансирующего или тормозного принципа действия с функцией замковой арматуры состоит из следующих деталей:
- Корпус – изготавливается из качественных марок сталей с использованием технологии литья, ковки или штамповки.
- Гильзы – для каждого запорного механизма.
- Запорные клапаны или золотники – расположены соосно и имеют возможность для обратно-поступательного перемещения к участку с пропускным отверстием.
- Затворные или прижимные пружины – в естественном положении при отсутствующем давлении обеспечивают надежную и герметичную фиксацию золотника в посадочном месте.
Седельный принцип рабочего места при перекрытии золотником прохода обеспечивает высокую герметичность. Для повышения параметров надежности и точности проведения регулировки величины усилия, создаваемого пружиной, сечение торцов рабочих клапанов может выполняться с разным размером. Золотники в этом случае будут отличаться по своим размерным параметрам.
Принцип работы двухконтурной системы с двусторонним тормозным клапаном
- Трубки гидравлической прямой и обратной магистрали соединяются с входными отверстиями клапана. Следует учитывать направление перемещения жидкости (обозначается стрелочками на устройстве).
- При отсутствующем в системе давлении пружина разжата, а клапаны перекрывают входные отверстия рабочей камеры.
- После включения насоса-усилителя толкатели получают от гидравлической жидкости напорное усилие.
- Происходит сжатие пружины. Золотники смещаются из посадочных мест, открывая входные и пропускные отверстия в корпусе клапана.
Степень сжатия пружины настраивается с помощью наружного винта вручную. Регулировка предусматривает полный или частичный возврат в исходное положение при определенных изменениях показателей величины давления в магистрали. Критическое увеличение скорости перемещения, поднятия или опускания груза обслуживаемым механизмом вызовет:
- Снижение давления в системе.
- Распрямление пружины.
- Частичный или полный возврат золотника в посадочное место.
Конструкционная схема двухконтурных тормозных клапанов предусматривает продолжение работы одной линии, в случае потери герметичности и полном перекрытии во второй. Технические характеристики по величине максимального внутреннего давления и пропускной способности указываются производителем в описании для каждой модели.
Управляемые оператором или роботизированной системой тормозные клапаны оснащаются электромагнитной системой. Смещение толкателя и сжатие пружины осуществляется по сигналу в результате воздействия магнита постоянного или переменного тока. Такие устройства классифицируются с учетом возможности работы в масляной или в воздушной среде с параллельным или последовательным подключением к сети. Они используются в сложных схемах или гидравлических магистралях с большим поперечным сечением труб.
