Понимание переливных и редукционных клапанов: Исчерпывающее руководство

I. Переливной клапан и клапан регулировки давления

Основные функции перепускного клапана две: первая - поддержание постоянного давления на выходе гидравлического насоса в системе регулировки дросселя количественного насоса и перелив излишков масла из гидравлического насоса обратно в бак. В это время перепускной клапан действует как клапан сброса давления; вторая функция заключается в том, чтобы действовать как устройство безопасности в системе.

1. Структура и принцип работы перепускного клапана

В соответствии с различными конструкциями перепускные клапаны можно разделить на клапаны прямого действия и клапаны с пилотным управлением.

(1) Перепускной клапан прямого действия

Перепускные клапаны прямого действия можно разделить на тип шарового клапана, тип конусного клапана, тип золотникового клапана и т. д. в зависимости от формы их золотников. Чтобы объяснить структуру и принцип работы перепускного клапана прямого действия, возьмем в качестве примера перепускной клапан прямого действия Rexroth DBD. Его структура выглядит следующим образом.

На следующих двух рисунках изображены физические объекты перепускного клапана.

Давление открытия перепускного клапана равно P

P_k -A=P_R =KX₀ , или P_k =KX₀ /A

Когда катушка находится в определенном положении, баланс сил на катушке сохраняется:

P-A=K(X₀ +x)

В формуле x - это дополнительная сила сжатия пружины.

Из приведенной выше формулы видно, что когда золотник находится в разных положениях, давление перелива меняется. Однако, поскольку дополнительная величина сжатия x пружины относительно мала по сравнению с величиной предварительного сжатия X ₀ можно считать, что давление перелива P остается практически постоянным. В этом заключается принцип работы перепускного клапана, действующего как клапан сброса давления.

Перепускной клапан прямого действия регулирует давление перелива, непосредственно уравновешивая усилие пружины на верхнем конце золотника с гидравлическим давлением на нижнем конце. Как правило, клапаны прямого действия изготавливаются только в качестве перепускных клапанов низкого давления и низкого расхода.

(2) Перепускной клапан с пилотным приводом

Перепускной клапан с пилотным управлением состоит из основного и пилотного клапанов. Принцип конструкции управляющего клапана такой же, как и у перепускного клапана прямого действия, но обычно используется конструкция клапана с коническим седлом. Основной клапан может быть разделен на: золотниковый тип (одноступенчатый концентрический), двухступенчатый концентрический и трехступенчатый концентрический. На рисунке ниже показана схема принципа работы одноступенчатого концентрического перепускного клапана.

Теперь изучим состояние, когда золотник главного клапана находится в определенном положении равновесия. Если пренебречь весом золотника и трением, то баланс сил главного клапана будет таким:

PA=P ₁ A+F _a =P ₁ A+K(x ₀ +x) или P=P ₁ +K(x ₀ +x)/A

• P - давление в нижней камере основного клапана, контролируемое перепускным клапаном, т.е. давление на входе;
• P ₁ - давление в верхней камере золотника главного клапана;
• A - площадь поверхности верхнего конца золотника главного клапана;
• K - жесткость балансировочной пружины золотника главного клапана;
• x ₀ - величина предварительного сжатия балансировочной пружины;
• x - увеличение степени сжатия балансировочной пружины после открытия главного клапана;
• F _a - Усилие балансировочной пружины на основной катушке.

Из приведенного выше уравнения известно, что давление, контролируемое перепускным клапаном с пилотным управлением, состоит из P ₁ и F _a /A. Благодаря наличию основной клапанной камеры P ₁ . Даже если контролируемое давление P велико, усилие балансировочной пружины на главном клапане должно быть небольшим, пока она может преодолеть трение, чтобы вернуть главный золотник в исходное положение.

На рисунке ниже показана принципиальная структурная схема двухступенчатого концентрического перепускного клапана высокого давления. Клапан состоит из управляющего и основного клапанов. Направляющая поверхность и коническая поверхность основного золотника хорошо прилегают к втулке клапана, и требования к концентричности в обоих местах высоки, отсюда и название - двухступенчатый концентрический.

Когда давление в системе ниже заданного значения регулирующей пружины, основной золотник прижимается к седлу клапана, а впускной и переливной патрубки не соединяются. Когда давление в системе превышает заданное значение регулирующей пружины, открывается управляющий клапан, и масло возвращается в масляную камеру.

Таким образом, основной золотник поднимается вверх, соединяя камеру P и камеру 0, позволяя маслу под давлением переливаться из камеры P в камеру 0. Демпфирующее отверстие гасит движение золотника для повышения стабильности работы перепускного клапана. Этот тип клапана обладает хорошей герметичностью, высокой пропускной способностью, низкой потерей давления и компактной структурой.

1 - золотник главного клапана
2, 3, 4 - Дроссельное отверстие
5 - Седло пилотного клапана
6 - Корпус пилотного клапана
7 - Золотник пилотного клапана
8 - Пружина регулировки давления
9 - Мягкая весна
10 - Корпус клапана

2. Основные характеристики перепускного клапана

(1) Характеристики потока под давлением

При изменении объема перелива степень открытия клапана также изменяется, соответственно, изменяется и давление перелива. Это и есть характеристика давления-расхода перепускного клапана. На рисунке ниже показаны два рабочих положения перепускного клапана прямого действия. Рисунок a - закрытое состояние, а рисунок b - открытое состояние.

Когда давление в системе Pk становится таким, что гидравлическое давление уравновешивается преднатягом пружины, и клапан находится в критическом состоянии - только открывается. В это время уравнение баланса сил золотника имеет вид:

P_kπd²/4=KX₀

где

• P _k - Давление открытия;
• d - диаметр золотника;
• k - жесткость пружины;
• X ₀ - величина верхнего сжатия пружины.

Когда давление масла увеличивается до P, открытие клапана становится x, и уравнение баланса сил для стержня клапана имеет вид: P _k . πd ² /4=K(x ₀ +x)

Вычитание двух уравнений дает x= (πd ² /4K)(p-p _k )

Расход через отверстие клапана можно рассчитать по формуле расхода через тонкостенную диафрагму:

То есть Q=C_q.a.(2/ρ)^1/2p=C_q. πdx(2/ρ)^1/2p

Перестановка двух уравнений дает: Q=(Cq π²d³/4K)(2/ρ)^1/2(p^3/2-p_k.p^1/2)

Приведенное выше уравнение является уравнением характеристики давление-расход перепускного клапана, а соответствующая кривая характеристики показана на рисунке ниже.

Из приведенного выше уравнения можно сделать следующие выводы:

1) Различное давление открытия p _k соответствуют разным кривым.

Размер P _k можно регулировать, изменяя величину предварительного сжатия x ₀ весны;

2) Когда давление открытия p _k постоянна, давление перелива увеличивается с увеличением объема перелива.

Когда объем перелива достигает номинального расхода QT клапана, соответствующее значение давления называется давлением полного расхода PT переливного клапана. Из приведенной выше формулы видно, что чем меньше жесткость пружины K, тем круче кривая, тем меньше изменение давления, вызванное изменением объема перелива, и тем лучше характеристики постоянного давления.

И наоборот, эффективность регулирования давления оставляет желать лучшего. Отклонение регулирования давления (P _k - P _k ) и коэффициент открытия P _k /PT обычно используется для измерения качества работы при постоянном давлении. Чем меньше отклонение регулирования давления, тем лучше работа клапана при постоянном давлении. Далее, коэффициент открытия используется для измерения качества работы при постоянном давлении, чем выше его значение, тем лучше.

Характеристики перепускных клапанов при постоянном давлении зависят от их конструкции. Для сравнения ниже приведены кривые перепускных клапанов прямого и пилотного действия с одинаковым заданным давлением. Из рисунка видно, что характеристики постоянного давления перепускных клапанов с пилотным управлением лучше, чем у перепускных клапанов прямого действия.

В приведенном выше анализе не учитывается влияние силы трения при движении золотника клапана. Если учесть силу трения, то уравнение баланса сил для золотника при переходе от закрытия к открытию клапана будет иметь вид:

P'_k. πd²/4=KX₀+F_f

Поэтому

P'_k=4(KX₀+F_f)/ πd²

Когда клапан переходит из открытого в закрытое положение, уравнение баланса сил для золотника имеет вид

P "k.πd²/4=KX₀-F_f

Это

P "k=4(KX₀-F_f)/πd²

Из приведенных выше двух уравнений видно, что из-за наличия сопротивления трения давление открытия и давление закрытия переливного клапана не равны.

Давление закрытия ниже, чем давление открытия, и кривая давление-поток в процессе открытия не совпадает с кривой в процессе закрытия, как показано на рисунке ниже.

Пунктирная линия 2 на рисунке представляет собой идеальную кривую без сопротивления трения. В связи с необходимостью преодоления сопротивления трения F _f фактическая потеря давления должна быть больше, чем P _k и подняться до P' _k до открытия клапана. Когда перелив увеличивается, давление растет по кривой 1. Когда перелив составляет Q _T , давление - P' _T . Аналогично, давление должно уменьшиться до P" _T чтобы оно упало вдоль кривой 3. Когда клапан полностью закрыт, давление составляет P" _k .

(2) Стабильность давления

Существует два значения стабильности рабочего давления перепускного клапана. Одно из них относится к изменению настроенного давления, когда регулировочное устройство клапана остается неизменным. Другое значение относится к колебаниям или осцилляции давления в системе при работе перепускного клапана, что связано с пульсацией потока источника насоса и динамическими характеристиками клапана и трубопровода, представляя собой комплексный показатель.

(3) Потеря давления

Когда регулирующая пружина полностью расслаблена и клапан пропускает номинальный поток, разница между давлением во входной камере и давлением в обратной камере является потерей давления клапана. В основном она связана с демпфированием в главном масляном тракте клапана, но при испытании потери давления перепускного клапана с пилотным управлением на нее также влияет сила предварительного натяжения балансировочной пружины.

(4) Давление разгрузки

Для перепускного клапана с пилотным управлением, когда его порт дистанционного управления напрямую соединен с масляным баком и клапан пропускает номинальный поток, разница между давлением во входной камере и давлением в обратной камере называется давлением разгрузки. Очевидно, что оно связано с сопротивлением канала и силой предварительного натяжения балансировочной пружины.

3. Применение предохранительных клапанов и схем регулирования давления

(1) В качестве перепускного клапана

При использовании количественного регулирования скорости дросселирования насоса регулировка величины открытия дроссельного клапана позволяет регулировать поток в привод, а избыток масла из количественного насоса поступает обратно в бак через переливной клапан. Во время рабочего процесса клапан всегда открыт, и рабочее давление гидравлического насоса определяется давлением настройки переливного клапана и в основном постоянно. См. рисунок ниже.

(2) Используется в качестве предохранительного клапана

В это время клапан обычно закрыт. Только когда давление в системе превышает давление настройки переливного клапана, клапан открывается, и масло через клапан поступает обратно в бак, чтобы давление в системе больше не повышалось, что предотвращает перегрузку системы и выполняет функцию безопасности. См. рисунок ниже.

(3) Используется в качестве клапана обратного давления

Установив переливной клапан на пути возврата масла, регулируя нажимную пружину переливного клапана, можно регулировать величину обратного давления. См. рисунок ниже.

(4) Контур дистанционной регулировки давления

Подключите порт дистанционного управления K перепускного клапана с пилотным управлением к входу клапана дистанционной регулировки давления, а выход клапана дистанционной регулировки давления - к резервуару, образуя таким образом контур дистанционной регулировки давления. См. правый рисунок. Структура клапана дистанционной регулировки давления показана на левом рисунке, она аналогична пилотному клапану в перепускном клапане. Регулируя нажимную пружину клапана дистанционной регулировки давления, можно добиться дистанционной регулировки давления.

(5) Двухступенчатый контур регулировки давления

На рисунке 7-15 приведен пример двухступенчатой схемы регулировки давления. При рабочем ходе поршень опускается, а предохранительный клапан высокого давления 4 ограничивает максимальное давление в системе. При нерабочем ходе поршень поднимается, и давление настройки перепускного клапана низкого давления 3 необходимо только для преодоления собственного веса движущихся частей и сопротивления трения. Такая схема широко используется в гидравлических системах прессов.

На рисунке 7-16 представлен еще один пример двухступенчатой схемы регулировки давления. Давление опускания поршня регулируется клапаном сброса высокого давления 3. Давление в системе во время подъема поршня регулируется клапаном дистанционной регулировки давления 5.

II. Редукционный клапан и контур редуцирования давления

1. Структура и принцип работы редукционного клапана

Редукционный клапан - это тип регулирующего клапана, который использует принцип падения давления, возникающего при прохождении жидкости через зазор, чтобы сделать давление на выходе ниже давления на входе. Редукционные клапаны можно разделить на три типа: редукционные клапаны постоянного давления, редукционные клапаны постоянного соотношения и редукционные клапаны постоянной разницы. Среди них наиболее широко используется редукционный клапан постоянного давления, который обычно называют редукционным клапаном.

Редукционные клапаны также делятся на типы прямого действия и с пилотным управлением. На рисунке ниже показан принцип работы редукционного клапана с пилотным управлением. Он разделен на две части: пилотный клапан регулирует давление, а основной клапан снижает давление. Гидравлическое масло поступает на входе и выходит на выходе. Давление на выходе ниже, чем на входе.

Уравнение баланса сил на золотнике главного клапана имеет вид:

P₂.A=P₃A+F_a=P₃A+K(x₀+x)

А именно

P₂=P₃+K(x₀+x)/A

где

• A - площадь приложения усилия к золотнику главного клапана;
• P0 - давление в верхней камере золотника главного клапана, которое остается практически постоянным после установки регулирующей пружины;
• x0 - величина предварительного сжатия основной пружины клапана;
• x - Увеличение степени сжатия пружины после подъема главного клапана;
• K - жесткость пружины главного клапана.

Поскольку главная пружина клапана должна преодолевать только силу трения при движении золотника, предварительная нагрузка пружины невелика, и ее жесткость также невелика. При проектировании x ₀ >>x, поэтому вышеприведенное уравнение можно приблизительно выразить как:

P ₂ =P ₃ +KX ₀ /A= постоянная

На рисунке ниже показаны структура и условные обозначения одноступенчатого концентрического редукционного клапана. По сравнению с одноступенчатым концентрическим перепускным клапаном, структура очень похожа, но есть очевидные различия в форме золотника клапана и соединении масляных портов.

Различия заключаются в следующем:

• В исходном состоянии вход и выход масла из перепускного клапана полностью разъединены, а вход и выход масла из редукционного клапана открыты;
• Расположение впускного и выпускного отверстий для масла прямо противоположное;
• Перепускной клапан использует давление на входе для управления движением золотника, поддерживая постоянное давление на входе, а редукционный клапан использует давление на выходе для управления движением золотника, поддерживая постоянное давление на выходе;
• Внутренний канал камеры пружины регулировки давления перепускного клапана ведет к выходу масла, а масло в камере пружины регулировки давления редукционного клапана отдельно соединено с масляным баком.

На рисунке ниже показана структура редукционного клапана высокого давления. Принцип его работы в основном такой же, как и у одноступенчатого концентрического редукционного клапана.

2. Контур снижения давления

Контуры снижения давления часто требуются в системах зажима, управления и смазки. На рисунке показан один из распространенных типов контуров снижения давления. Максимальное давление масла, нагнетаемого гидравлическим насосом, регулируется перепускным клапаном в зависимости от потребностей основной системы.

Если в гидроцилиндре A требуется давление ниже, чем давление питания насоса, в масляный контур можно последовательно подключить редукционный клапан. Редукционный клапан может поддерживать постоянное давление после редуцирования, но оно должно быть как минимум на 0,5 МПа ниже давления, установленного предохранительным клапаном. Если необходимо регулировать скорость привода, на выходе редукционного клапана следует установить дроссельный элемент.

На рисунке ниже показана двухступенчатая схема регулирования давления, в которой порт дистанционного управления редукционного клапана соединен с портом дистанционного регулирования давления через двухпозиционный двухходовой электромагнитный клапан для получения двух видов заданного давления.

В показанном контуре управления управляющее масло из гидравлического насоса управления 2 поступает в редукционный клапан 3, затем, управляя рукояткой клапана, можно переключить гидравлический распределитель 4 в главном контуре, тем самым заставив работать гидравлический клапан.

Он включает в себя группу пилотных клапанов с двумя малыми клапанами, управляемыми рукояткой. Рукоятка может вращаться вокруг шарового шарнира для приложения рабочего усилия к любому из малых клапанов. Поскольку каждый малый клапан управляет однонаправленным действием, этот тип клапана может управлять левым и правым переключением между основными направленными контурами главного контура.

На рисунке показана структура редукционного клапана типа пилотного регулирующего клапана. При нажатии на рукоятку толкатель 9, пружина 10, регулирующая давление, и сердечник клапана 13 перемещаются вниз. После перемещения на определенное расстояние отверстие на сердечнике клапана 13 обращено к порту P, что позволяет снизить выход гидравлического масла из насоса гидравлического управления до P _A и затем через порт A поступает на торцевую поверхность гидрораспределителя, заставляя работать главный распределитель, что позволяет регулировать скорость и управлять вращением гидромотора в обратном направлении.

1. Возвратная пружина
2. Золотник клапана
3. Подключение к масляному порту насоса управления P
4. Подключение к порту резервуара
5. Пружина регулировки давления
6. Проигрыватель
7. Поворотный
8. Ручка управления
9. Орех
10. Регулировочный винт

III. Последовательный клапан

Клапан последовательности - это клапан давления, который может автоматически соединять или разъединять определенный масляный контур при определенном управляющем давлении.

В соответствии с различными методами управления, они могут быть разделены на два типа: один - клапан последовательности с внутренним управлением, который непосредственно использует давление на входе клапана для управления открытием и закрытием клапана, просто называемый клапаном последовательности; другой - клапан последовательности с внешним управлением, который управляется внешним давлением, независимым от входа клапана, также называемый клапаном последовательности. В соответствии с различными структурами, они могут быть разделены на клапаны прямого действия и клапаны последовательности с пилотным управлением.

1. Структура и принцип работы последовательного клапана

Как показано на рисунке ниже, следующие два рисунка относятся, соответственно, к клапану прямого действия и клапану последовательного действия с пилотным приводом. Из рисунка видно, что они очень похожи на перепускные клапаны. Основное различие заключается в том, что выход перепускного клапана соединен с масляным баком, а выход клапана последовательного действия соединен с другими масляными контурами системы. Поэтому его отверстие для слива масла должно быть подключено к масляному баку отдельно. Кроме того, клапан последовательности имеет хорошие уплотнительные характеристики, поэтому длина масляного уплотнения между золотником и корпусом клапана больше.

На рисунке ниже показана структурная схема и графическое обозначение обратного клапана последовательности. Он состоит из клапана последовательности и обратного клапана, соединенных параллельно.

Когда масло поступает из порта P ₁ обратный клапан закрыт; когда давление на входе превышает заданное значение нажимной пружины, клапан последовательности открывается, и масло вытекает из P ₂ . Когда масло поступает из порта P ₂ масло вытекает из порта P ₁ через обратный клапан.

На рисунке ниже показана структура гидравлически управляемого клапана последовательности, который в основном отличается от клапана последовательности тем, что золотник цельный, а масло под давлением поступает из порта P ₁ не может попасть в нижнюю часть золотника. Масло, находящееся под давлением в нижней части золотника, подается из контрольного отверстия K.

Когда давление масла в системе управления превышает заданное давление пружины, отверстие клапана открывается, соединяя порт P ₁ и P ₂ . Открытие и закрытие отверстия клапана не зависит от давления на входе в основной масляный контур клапана, но определяется уровнем давления контрольного масла, подаваемого из отверстия K.

2. Применение клапана последовательности

(1) Используется для того, чтобы заставить два или более исполнительных механизма действовать в определенной последовательности.

На рисунке ниже показана схема позиционирования и зажима, которая требует сначала позиционирования, а затем зажима. Как показано на рисунке, гидравлический насос подает масло по одному пути в основную систему, а по другому - через редукционный клапан, обратный клапан и клапан направления в верхнюю камеру цилиндра позиционирования, толкая поршень вниз для позиционирования. После позиционирования поршень цилиндра прекращает движение, открывается клапан последовательности, и масло под давлением поступает в верхнюю камеру зажимного гидроцилиндра, толкая поршень вниз для зажима.

(2) Используется в качестве клапана обратного давления

(3) Односторонний последовательный клапан может использоваться в качестве балансировочного клапана, чтобы предотвратить соскальзывание вертикальных движущихся частей под действием собственного веса, когда насос не работает.

(4) Последовательный клапан с пилотным управлением может использоваться в качестве перепускного клапана.

(5) Для обеспечения минимального давления в масляном контуре, как показано на рисунке, поршень гидроцилиндра I начинает подниматься, и только когда давление превышает заданное давление клапана последовательности A, срабатывает гидроцилиндр II; таким образом, когда срабатывает гидроцилиндр II, поршень гидроцилиндра I не падает из-за низкого давления и собственного веса.

IV. Реле давления

Реле давления - это устройство преобразования, которое преобразует сигналы давления в гидравлической системе в электрические сигналы. Его функция заключается в автоматическом подключении или отключении соответствующих цепей в соответствии с изменениями давления в гидравлической системе, посредством микропереключателя внутри реле давления, для достижения последовательных действий или защиты безопасности и т.д.

1. Структура и принцип работы реле давления

На рисунке ниже показана структура реле давления мембранного типа. Принцип его работы заключается в управлении масляным портом K для подключения к гидравлическому контуру, где требуется гидравлический сигнал, а затем масло под давлением заставляет плунжер 3 подниматься, в результате чего седла пружин с обеих сторон касаются внешнего буртика гильзы; в то же время стальной шарик перемещается в горизонтальном направлении, заставляя рычаг вращаться вокруг оси, а другой конец рычага нажимает на контакт микропереключателя, посылая электрический сигнал.

1. Рычаг
2. Фильм
3. Плунжер
4. Стальной шар
5. Весна
6. Стальной шар
7. Винт
8. Стальная сфера
9. Пружинное сиденье
10. Весна
11. Винт
12. Fulcrum
13. Винт
14. Микропереключатель
15. Стиральная машина

2. Примеры применения реле давления

Реле давления устанавливается между дроссельной заслонкой и гидроцилиндром, как показано на левом рисунке, и называется сигналом наддува. Установлено в обратном масляном тракте, расположенном между гидроцилиндром и дроссельной заслонкой, как показано на правом рисунке, и называется сигналом нулевого давления.

V. Балансовый контур

Чтобы вертикальный гидроцилиндр и связанные с ним рабочие органы не соскальзывали вниз под действием собственного веса, часто используется балансировочная схема.

1. Балансировочный контур с обратным последовательным клапаном

На рисунке ниже показан балансировочный контур, состоящий из клапанов обратной последовательности. Установочное давление клапана обратной последовательности должно быть отрегулировано так, чтобы уравновесить вес движущихся частей.

Теоретический стресс

P=W/A

где

• P - заданное давление клапана последовательности;
• W - общий вес движущихся частей;
• A - эффективная площадь камеры возврата масла в гидроцилиндре.

Благодаря наличию клапана последовательности движущиеся части не будут скользить вниз под действием собственного веса. Поршень перемещается вниз только при подаче напряжения на соленоид 1DT, в результате чего гидравлическое давление в нижней камере цилиндра превышает заданное давление клапана последовательности.

Как показано на рисунке ниже, мы добавляем гидравлически управляемый обратный клапан между обратным клапаном последовательности и гидроцилиндром. Поскольку обратный клапан с гидравлическим управлением обладает хорошей герметичностью в закрытом состоянии, он может предотвратить медленное соскальзывание подвижных частей из-за утечки клапана последовательности, когда трехпозиционный четырехходовой электромагнитный распределитель находится в состоянии остановки привода.

2. Балансировочный контур с гидравлически управляемым клапаном последовательности

На рисунке ниже показана схема подъемного балансира с использованием гидравлического клапана последовательного действия. Эта схема подходит для ситуаций, когда вес баланса меняется. При переключении распределителя в нужное положение гидроцилиндр поднимает груз.

Когда распределительный клапан переключается в левое положение, поршень движется вниз, опуская груз. Переключение распределителя в среднее положение останавливает движение поршня. Особенностью этой схемы является то, что открытие и закрытие гидравлического клапана последовательности зависит от давления масла в порту управления, независимо от величины груза.

Однако схема балансировки на рисунке выше несовершенна. Когда масло под давлением открывает клапан гидравлической последовательности и поршень начинает двигаться вниз, давление в верхней камере гидроцилиндра быстро снижается, что может привести к закрытию клапана гидравлической последовательности и остановке движения поршня.

Затем, когда давление возрастает, клапан гидравлической последовательности снова открывается, и поршень начинает двигаться. Поэтому поршень продолжает опускаться, создавая так называемое явление "кивания". Чтобы решить эту проблему, в контур управляющего масла можно установить дроссельный клапан, который замедляет открытие и закрытие клапана гидравлической последовательности. Это показано на рисунке ниже.

VI. Цепь разгрузки

В рабочем цикле строительной техники, для поддержания большого количества усилий, происходят потери мощности и нагрев масла. Чтобы уменьшить потери, насос должен работать в условиях холостого хода, что называется разгрузкой.

В реальных системах существует два метода разгрузки: первый - направить выход насоса обратно в резервуар, при этом насос работает при нулевом давлении, что называется разгрузкой по потоку; второй - поддерживать поток насоса на нулевом уровне, сохраняя исходное давление, что также называется разгрузкой по расходу. Ниже представлены несколько типичных схем разгрузки.

1. Разгрузочный контур, в котором приводу не требуется поддерживать давление

(1) Разгрузочный контур с использованием трехпозиционного распределительного клапана

Когда трехпозиционный распределитель с функцией среднего положения "H", "K" или "M" находится в среднем положении, масло из насоса поступает непосредственно в бак. Это показано на рисунке ниже. Этот метод относительно прост, но он не подходит для систем, в которых один насос приводит в действие два или более исполнительных механизмов.

При большом потоке можно использовать электрогидравлический распределитель, как показано на рисунке ниже. В электрогидравлическом распределителе, показанном на рисунке, используется внутреннее управление и внутренний возврат масла. Для обеспечения управляющего давления масла в контур возврата масла добавляется клапан обратного давления с давлением регулировки от 0,3 до 0,5 МПа. Это позволяет соответственно увеличить давление разгрузки.

(2) Схема для разгрузки с двухпозиционным двухходовым клапаном

Как показано на рисунке ниже, для разгрузки насоса специально добавлен двухпозиционный двухходовой электромагнитный клапан. Расход двухпозиционного двухходового электромагнитного клапана должен соответствовать расходу насоса.

(3) Разгрузочный контур с использованием перепускного клапана, управляемого пилотом

Как показано на рисунке ниже, порт дистанционного управления перепускного клапана с пилотным управлением может быть подключен к резервуару через двухпозиционный двухходовой электромагнитный распределительный клапан. Когда соленоид двухпозиционного двухходового клапана находится под напряжением, порт дистанционного управления перепускного клапана соединяется с баком, в это время основной клапан перепускного клапана полностью открывается, и все масло, нагнетаемое насосом, возвращается в бак, разгружая гидравлический насос.

В этой схеме двухпозиционный двухходовой клапан пропускает лишь небольшой объем потока, поэтому можно использовать небольшую спецификацию потока. В изделиях можно объединить электромагнитный распределительный клапан с небольшой спецификацией и перепускной клапан с пилотным управлением, такой комбинированный клапан называется электромагнитным перепускным клапаном.

2. Разгрузочный контур, который должен поддерживать давление в приводе

(1) Поддержание давления с помощью аккумулятора

Как показано на рисунке ниже, гидравлический насос подает масло как в систему, так и в аккумулятор. Когда давление достигает заданного давления реле давления, реле давления посылает сигнал, приводящий в действие соленоид двухпозиционного двухходового электромагнитного распределительного клапана, разгружая гидравлический насос, и аккумулятор поддерживает давление в системе. Время обслуживания зависит от утечки в системе, емкости аккумулятора, интервала возврата реле давления и т.д.

(2) Разгрузочный контур, поддерживающий давление с помощью регулируемого насоса с ограниченным давлением

Как показано на рисунке ниже. Когда поршень перемещается до конца и прекращает движение, давление в насосе возрастает до максимального значения. В это время подача масла насосом уменьшается, чтобы компенсировать только собственную утечку и утечку клапана, подача масла насосом невелика, а давление в приводе поддерживается насосом на определенном уровне, и мощность, потребляемая насосом, очень мала.

В принципе, такой способ разгрузки работает идеально, но сам насос должен иметь более высокий КПД, иначе, даже если насос находится в разгруженном состоянии, его энергопотребление остается значительным.