Клапан прямого и непрямого действия отличия: Клапан прямого действия — Справочник химика 21

Клапан соленоидный

Соленоидный клапан (электромагнитный клапан) — устройство арматуры, затвор которой приводится в движение при подаче электрического тока на катушку соленоида. Затвор устройства перемещается возвратно-поступательно вдоль уплотнительных поверхностей седла корпуса.

Электромагнитные клапаны отличаются надежностью, не требуют значительного расхода электричества и предназначены для работы со всеми видами сред, за счет чего они получили широкое распространение в промышленности. Соленоидные клапаны предназначены для поддержания заданных параметров рабочей среды путем изменения объемов ее подачи, а также используются в системах, в которых необходима периодическая подача определенного объема рабочего материала. Некоторые конструкции клапанов также позволяют контролировать и осуществлять распределение потоков рабочей среды. Управление соленоидными клапанами осуществляется дистанционно.

Устройство и принцип работы соленоидного клапана

Основные элементы клапана — корпус, электромагнит и затвор, соединенный с магнитным сердечником (стержнем). Затвор является подвижной частью клапана, закрывающей и открывающей седло — отверстие для прохода среды внутри корпуса клапана. Затвор выполняется в форме тарелки или поршня и соединен с магнитным сердечником. Снаружи корпуса клапана располагается соленоидная катушка, на которую подается электрический ток. При подаче тока образуется магнитное поле, в результате чего магнитный сердечник приходит в движение. Сердечник втягивается в соленоид (поднимается вверх), увлекая за собой затвор. Сверху на сердечник воздействует пружина, сопротивляющаяся силе магнитного поля.

Сила тока, подаваемого на катушку, может изменяться. Чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле и сопротивление упругости возвратной пружины возрастает, что влияет на ход сердечника, который поднимается выше, сильнее втягиваясь в катушку. Соответственно, степень открытия прохода для среды регулируется силой подаваемого тока.

Когда ток отключается, сердечник приходит в свое изначальное положение. Клапан при этом остается полностью открытым или полностью закрытым, что зависит от конструкции его устройства.

Различия в конструкции соленоидного клапана

Соленоидные клапаны подразделяются на три основных категории: нормально открытые, нормально закрытые и универсальные. Нормально открытые клапаны находятся в открытом положении, а при подаче тока начинают закрываться. Соответственно, нормально закрытые клапаны при подаче тока начинают открываться. Универсальные клапаны могут быть зафиксированы в любом из этих положений.

Также конструкции клапанов могут быть угловыми и проходными. В первом случае присоединительные патрубки, которыми клапан подключается к трубопроводу, расположены под углом друг к другу. В проходных клапанах патрубки расположены на одной оси.

По действию соленоидные клапаны подразделяются на клапаны прямого и непрямого действия. В клапанах прямого действия открытие или закрытие затвора происходит исключительно за счет движения магнитного сердечника. В клапанах непрямого действия вспомогательной силой для приведения затвора в движение становится действие рабочей среды, например, давление. Это сокращает усилия, необходимые для открытия или закрытия устройства. Клапаны непрямого действия обычно используются в системах с большими условными проходами.

Соленоидные клапаны выпускаются двухходовыми, трехходовыми и четырехходовыми. Количество ходов соответствует количеству отверстий в клапане. Одно отверстие всегда предназначается для подачи среды, а другие — для ее выхода (исключение составляют четырехходовые клапаны). В трехходовом клапане это позволяет, например, отключить подачу среды в один трубопровод и перенаправить поток среды в другой трубопровод. Четырехходовые клапаны располагают четырьмя присоединительными патрубками и обычно используются для обеспечения работы таких систем как, например, цилиндры двухстороннего действия.

«Какие бывают типы соленоидных клапанов?» – Яндекс.Кью

Существует два основных критерия, по которым можно разделить соленоидные клапаны на различные виды: по функциям и по принципу действия.

По функциям клапаны делятся на:

• отсечные;
• распределительные;

Отсечные клапаны также обозначаются как клапаны 2/2 (двухходовые, с двумя положениями) и используются для перекрытия потока среды в трубопроводе. Эти клапаны, в свою очередь, делятся на нормально-закрытые и нормально-открытые, по состоянию при отключенном напряжении питания.

Распределительные клапаны имеют более двух портов для присоединения и обозначаются как 3/2 (трехходовые), 5/2 (пятиходовые) и т.п.

Данные клапаны могут использоваться для распределения либо для смешения различных сред. Основное отличие от отсечных – принцип действия: они не перекрывают поток среды, а перенаправляют его.

Для обозначения подобных клапанов в пневматике используются схематические изображения с указанием направлений потока в двух или более состояниях.

По принципу действия клапаны разделяют на клапаны прямого и непрямого действия.

Клапаны прямого действия имеют простую конструкцию и закрываются за счет прижима сердечника к седловому уплотнения.

Клапаны непрямого действия, в свою очередь, делятся на клапаны с усилителем плавающего типа (1) и с клапаны с принудительным подъемом мембраны (2).

Общее у них то, что основной проход закрывается не плунжером напрямую, а при помощь мембраны, что позволяет использовать катушки малой мощности на клапанах большого диаметра. Эти клапаны отличаются по конструкции, а так же тем, что клапаны с усилителем плавающего типа требуют перепада давления для удержания в закрытом состоянии, когда как клапаны с принудительным подъемом не требуют наличия давления рабочей среды перед клапаном.

Слева клапан (1), справа клапан (2).

Регулятор прямого действия — Энциклопедия по машиностроению XXL

И. А. В ы ш н е г р а д с к и й, О регуляторах прямого действия, Изв. С.-Петербург. практического технологического института, Спб., 1877, стр. 21—62.  

[c.323]

В свою очередь регуляторы бывают прямого и непрямого действия. К регуляторам прямого действия относят те, у которых перемещение регулирующего элемента осуществляется за счет энергии регулируемого объекта, т. е. применительно к гидроаппарату — за счет энергии рабочей жидкости. Как правило, регуляторы этого типа требуют небольшой мощности для управления регулирующим элементом.  [c.181]

Автоматическое устройство, чувствительный элемент которого воздействует на регулирующий орган непосредственно, без дополнительного источника энергии, называют регулятором прямого действия. Питание такого регулятора энергией идет полностью за счет энергии регулируемого объекта, передаваемой через чувствительный элемент.  [c.392]

Каждый автоматический регулятор имеет чувствительный элемент, предназначенный для измерения регулируемого параметра (частоты вращения, температуры охлаждающей воды и др.) и выработки воздействия на регулируемый объект. Если чувствительный элемент непосредственно связан с органом управления двигателем, то такой регулятор называют регулятором прямого действия. В зависимости от типа чувствительного элемента автоматические регуляторы двигателей могут быть механическими, пневматическими и гидравлическими или однорежимными, двухрежимными и всережимными.  

[c.251]

Автоматические регуляторы прямого действия устанавливаются, как правило, на автотракторных дизелях. Например, дизели типа 64 15/18 оборудуются все-режимным механическим регулятором с переменной предварительной деформацией пружин (рис. 5.21). Поддерживающая сила, развиваемая вращающимися грузами 5, через муфту 6 и рычаг 7 передается пружинам 10, работающим на растяжение. Другим концом пружины связаны с рычагом 1 управления, поворотом которого можно изменять предварительную деформацию пружин 10 и, следовательно, задаваемый скоростной режим работы двигателя.  

[c.251]

Схема автоматического регулятора прямого действия с корректором по давлению наддува  [c.255]

Классификация. В зависимости от способа воздействия регуляторов на подвижную систему их можно разделить на регуляторы прямого и косвенного действия. В регуляторах прямого действия,  [c.367]

Для центробежного регулятора прямого действия (см. рнс. 88, а) при составлении выражения кинетической энергии Т будем учитывать только постоянный приведенный момент инерции /п звеньев машины, приведенный к валу двигателя, и массу шаров т. За обобщенные координаты примем угол поворота ср вала двигателя и перемещение муфты регулятора г, отсчитываемое от положения, соответствующего номинальной скорости вала двигателя (см. рис. 88).  [c.315]

Регулирующая арматура устанавливается, например, на питательных трубопроводах для регулирования расхода воды, подаваемой насосами в энергоустановку в зависимости от нагрузки АЭС, на трубопроводах впрыска для регулирования расхода воды, вводимой в пар в целях поддержания его температуры в заданных пределах и т. п. [6]. По методу управления регулирующая арматура подразделяется на регулирующие клапаны, управляемые от постороннего источника энергии (пневматического, гидравлического или электрического) регулирующие ручные вентили регуляторы прямого действия, управляемые самой рабочей средой, без постороннего источника энергии.  

[c.51]

Известные автоматические уравновешивающие устройства (маятниковые, шаровые, Леблана и т. д.) являются по существу регуляторами прямого действия, так как в них чувствительный элемент (ЧЭ) может непосредственно развивать усилие, достаточное для уравновешивания объекта (ОУ). Питание таких регуляторов энергией идет не извне, а целиком за счет энергии самого объекта, передаваемой через ЧЭ. Такая система автоматического регулирования показана на схеме 1. Автоматические балансировочные устройства являющиеся регуляторами прямого действия, обеспечивают снижение вибраций ротора только в определенной зоне скоростей, лежащих обычно выше критической скорости.  

[c.107]

Регуляторы прямого действия 13 — 516  [c.67]

В ы ш н е г р а д с к и й И. А.. О регуляторах прямого действия, Известия СПБ технологического института , 1877.  [c.216]

Регуляторы прямого действия  [c.516]

На фиг. 32 представлена принципиальная схема простейшего центробежного регулятора прямого действия. Два равных груза / сидят на угловых рычагах 2, имеющих на своих концах ролики 3. Сверху рычаги нагружены через две тарелки 4 к 5 пружиной 6. Тарелки 4 и 5 разделены роликовой обоймой 7. Верхняя тарелка 5, непосредственно воспринимающая усилие пружины, связана с тягой 8 и вместе с последней может перемещаться только вверх или вниз. Это возвратно поступательное движение тяги передаётся на рейку топливного насоса, из.меняя подачу топлива.   [c.516]

Регуляторы прямого действия должны передвигать рейку топливного насоса. У больших дизелей на это требуется большая перестановочная сила, что отрицательно сказывается на чувствительности регулятора. Для избежания этого применяют регулятор непрямого действия, у которого центробежный элемент воздействует на специальный исполнительный механизм.  [c.519]

Чувствительный центробежный элемент, приводимый от вала дизеля через пару зубчатых колёс 1—2 (фиг. 43). устроен так же, как в регуляторе прямого действия (см. фиг. 32) и в регуляторе с жёсткой обратной связью (см. фиг. 40). Относительное перемещение муфты передаётся непосредственно через тягу лёг-  [c.520]

В случае регулятора прямого действия, который подлежит рассмотрению, будем иметь для нашей системы две степени свободы, а именно угол поворота муфты регулятора z от наинизшего уровня.  

[c.115]

Которое направляет посто-устройство, после чего происходит соответствующее иаменение положения регулирующего органа. Регуляторы непрямого действия работают более точно, о ввиду сложности устройства более дороги и требуют более тщательного обслуживания, чем регуляторы прямого действия.  [c.200]

К регуляторам прямого действия, применяемым в тепловых сетях, относятся гидравлические сильфонные регуляторы давления и расхода теплоносителя, разработанные ОРГРЭС (инж. Брик) и модернизированные Теплосетью Мосэнерго. Регулятор расхода прямого действия типа РР показан на рис. 4-1. Регулятор состоит из корпуса 2 с крышками 1 и 6, конусообразного клапана 4 из термостойкой резины, укрепленного на штоке 8 при помощи гайки 3 и шайбы 5. Шток соединен одним концом с дном сильфона 10, а другим концом с пружиной 7, имеющей натяжное приспособление. Для ограничения хода клапана имеется ограничительная втулка 9, опирающаяся при максимальном открытии на шайбу, уложенную  

[c.200]

Применение двух регуляторов вместо одного (по сравнению с обычно применяемыми решениями) несколько усложняет схему автоматики. Однако для поддержания заданной температуры воды на выходе из котла можно применять простейший пропорциональный регулятор прямого действия, выпускаемый серийно. Автоматическое регулирование температуры воды, поступающей в систему отопления, целесообразно осуществлять релейным астатическим регулятором. Применение схемы регулирования смешением воды является перспективным.  [c.11]

Для регулирования соотношения газ—воздух в топках мелких котлов со смесительными горелками применяют мембранный регулятор прямого действия. Исполнительный элемент регулятора имеет жалюзийные заслонки, приводимые в действие за счет разности давлений в над- и подмембранном пространстве. При этом не требуется поддержания постоянного давления воздуха перед заслонками.  [c.99]

Коэффициент смешения элеватора и —2,2. На тепловом пункте установлен регулятор прямого действия типа PP.  [c.163]

Применяемые гидравлические регуляторы можно подразделить на две группы прямого и непрямого действия. В регуляторах прямого действия перестановочная сила возникает непосредственно в чувствительном элементе, в регуляторах непрямого действия перестановка регулирующего органа осуществляется посторонним источником энергии. В гидравлических регуляторах 196  [c.196]

Регуляторы прямого действия более просты по устройству и, следовательно, в эксплуатации, но поддерживают заданные параметры с пониженной точностью. Точность их работы в значительной мере зависит от качества исполнения и наладки на рабочем месте.  [c.197]

Проблема Гурвица возникла при следующих обстоятельствах Максвелл, изучая причины потери устойчивости регулятора прямого действия паровой машины, установил, что задача эта сводится к выяснению того, имеют ли все корни некоторого алгебраического уравнения отрицательные действительные части. Решив эту задачу для частного случая уравнений третьей оепени, он сформулировал се в обш,ем виде, и по его предложению она была объявлена задачей на заданную тему на премию Адамса. Эту задачу решил и премию Адамса получил Раус, установивший алгоритм, позволяющий по коэффициентам уравнения решить, все ли его корни расположены слева от мнимой оси. Позже, не зная о работах Максвелла и Рауса, известный словацкий инженер-турбостроитель Стодола пришел к той же задаче, исследуя причины потери устойчивости регулируемых гидравлических турбин. Он обратил на эту задачу внимание цюрихского математика Гурвица, который, также не знап о работах Максвелла и Рауса, самостоятельно решил ее, придав критерию замкнутую (рорму. Связь между алгоритмом Рауса и критерием Гурвица была установлена позднее,  [c.220]

Под сильно нелинейной с11стемой обычно понимают либо динамическую систему, не допускающую линеаризации в малом, либо систему, в которой проявляются нелинейные эффекты, не обнаруживаемые квазилинейной теорией. К таким системам относятся релейные системы автоматического регулирования, динамические системы с ударным взаимодействием, системы с люфтом и сухим трением и др. Одним из эффективных методов изучения динамики сильно нелинейных систем, поведение которых описывается дифференциальными уравнениями (4.1) с кусочно-гладкими правыми частями, является метод точечных отображений. Этот метод, зарождение которого связано с именем А. Пуанкаре и Дж. Биркгофа, был введен в теорию нелинейных колебаний А. А. Андроновым. Установив связь между автоколебаниями и предельными циклами А. Пуанкаре и опираясь на математический аппарат качественной теории дифференциальных уравнений, А. А. Андронов сущест-Еенно расширил возможности метода припасовывания и сформулировал принципы, которые легли в основу метода точечных отображений и позволили эффективно использовать этот метод при исследовании конкретных систем автоматического регулирования и радиотехники. С помощью метода точечных отображений оказалось возможным полностью решить ряд основных задач теории автоматическою регулирования и, в первую очередь, классическую задачу И. А. Вышнеградского о регуляторе прямого действия с сухим трением в чувствительном элементе [1, 2J. Была рас-  [c.68]

Пример 3. Условие усто1(чивости установившегося р е JK и м а двигателя с центробежным регулятором. Центробежный регулятор скорости вращения двигателя ), пзоб])аженный на рис. 4.3, bo i-действует непосредственно на регулирующий орган (дроссельную заслонку, регулирующую подачу горючего или пара), поэтому он относится к классу регуляторов прямого действия.  [c.113]

Механизмы регулирования и управления обеспечивают протекание технологического процесса с заданной закономерностью и степенью точности. Регулированию подвергаются такие параметры, как скорость, усилие (давление), температура, влажность и т. п. Механизм регулирования (регулятор) может состоять либо из двух элементов — чувствительного и реагирующего (исполнительного), либо из трех — чувствительного, усилительного и реагирующего. Первый из них является регулятором прямого действия, в котором реагирующий орган непосредственно связан с чувствительным элементом и находится под воздействием регулируемого параметра (центрсбежный регулятор прямого действия, рис. 365), второй — регулятором непрямого действия, в котором чувствительный элемент и собственно регулирующий орган соединены усилительным управляющим элементом, который регулирует доступ энергии от постоянного источника в двигатель исполнительного механизма (центробежный регулятор непрямого действия).  [c.426]

Па проходит через расходомер 20 по трубопроводам 19, 14, далее он через задвижку 13 и трубопровод 12 попадает в газорегулирующий клапан 9 газомотокомпрессора. Если давление газа в системе питания должно быть ниже — около (1,2-г-1,5) X хЮ Па,—то газ из трубопровода 14 через открытую задвижку 17 по трубопроводу 16 поступает в регулятор прямого действия 15, который снижает давление газа до рабочего и направляет его в расширительную емкость 10. Из емкости газ по трубопроводу 11 попадает в газорегулирующий клапан 9 газового двигателя. Пройдя газорегулирующий клапан 9, газ поступает в коллектор двигателя S и далее через газовпускной клапан 7 в цилиндр двигателя 6.  [c.194]

Основными частями автомата являются разливочный ротор 1 с приемнораспределительным резервуаром 2, на котором установлены наполнительные патроны 2 бобина с прессовой колонкой для штамповки алюминиевых колпачков и спускным желобом для установки их на горлышки бутылок укупорочный ротор 4 с обжимными патронами пластинчатый транспортер 6, огибающий рабочие узлы и дистанционные направляющие звездочки 16, 7, 8, 5, 10, 13, 14] поплавковый клапанный регулятор прямого действия 15, регулирующий уровень молока в резервуаре вакуум-насос 3, расположенный внутри станины привод машины.  [c.43]

Если в качестве датчика угловой скорости используется идеальный тахометр (пропорциональное звено), то в выражении (9.9) принимается Тгш = 0. Для САРС с регуляторами прямого действия = И и, и уравнение (9.2) для определения максимальной частоты (От эффективного частотного диапазона САРС можно записать в виде  [c.143]

Отсюда с очевидностью следует, что описанный метод регулирования зак ючается в том, что сама муфта своим движением перемещает регулирующий орган кинематически с нею связанный. Такой метод регулирования называется прямым регулированием, а сам регулятор называется регулятором прямого действия.  [c.87]

K. Э. Рерих. Влияние трения на процесс регулирования центробежных регуляторов прямого действия. Известия Екатеринославск. Горного Института 14 (1924), стр. 415.  [c.133]

Для котлов с относительно большим водяным объемом применяют регуляторы питания, получающие только один имиульс — от уровня воды в барабане. К таким регуляторам относится, наиример, регулятор прямого действия для котлов ДКВр (рис. 13-1). Регулятор питания состоит из поплавковой камеры, в которой размещается поплавок, и клапана, регулирующего подвод воды. Поплавковая камера соединяется с паровым  [c.211]

Схема авто гл а тики паровых чугунных секционных котлов с йнжекционными горелками низкого давления. В отличие от предыдуш,ей схемы в Этой-схеме автоматики (рис. 33) терморегулятор заменен пневматическим клапаном и, кроме того, для регулирования температуры нагрева воды в бойлере установлен регулятор прямого действия (РПД).  [c.64]

Принцип действия автоматического регулирования, показанный в рассматриваемой схеме, заключается в следующем когда температура воды в бойлере достигнет заданной величины, регулятор прямого действия (РПД) 13 закрывает проходное сечение для пара, вследствие чего его давление в сухопарнике котла повышается и, достигнув установленной максимальной величины, заставляет сработать подключенный, к сухопарнику пневматический клапан 12. При этом открывается доступ газу из подмембран-иого пространства клапана-отсекателя в надмембранное, как указано на рис. 33 стрелками. Тогда давление газа по обеим сторонам мембраны сравняется и клапап-отсекатель под действием веса его тарелки и мембраны закроется и прекратит подачу газа в основные горелки котла, которые погаснут. Когда же давление пара в сухопарнике котла снизится до установленной величины, основные газовые горелки вновь автоматически загорятся от постоянно горящего залальника 11.  [c.64]

Для регулирования подачи воздуха в топку используются различные типы пропорцио-нирующих клапанов газ — воздух . В системах автоматики АГК-2 и АГОК-66 для этой цели применяют регуляторы прямого действия, управля-емые импульсом давления газа перед горелками.  [c.14]

Регуляторы прямого действия в тепловых сетях нашли применение для поддержания постоянства рас.чода и давления сетевой воды на абонентских тепловых пунктах небольшой мощности.  [c.197]

Наладка регуляторов РД при установке их на обратных линиях узлов отопления производится следующим образом. До наладки определяются величина статического давления отопительной системы и пределы колебаний давления в обратной линии тепловой сети на данном вводе. Учитывая неточность работы регулятора прямого действия, величину давления, поддерживаемую регулятором, следует назначить на 0,5—0,8 кГ1см больше, чем статическое давление системы отопления.  [c.199]

---

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]

Редукционный клапан прямого действия:назначение,устройство,схема

Назначение редукционного клапана прямого действия

Редукционный клапан давления предназначен для поддержания в некоторой части гидросистемы пониженного давления относительно давления в основной нагнетательной магистрали и независящего от него.Так же, как и предохранительные клапаны, редукционные клапаны подразделяются на клапаны прямого и непрямого действия, а по количеству линий присоединений клапана – на двухлинейные и трехлинейные.

Устройство двухлинейного редукционного клапана прямого действия

Схема двухлинейного редукционного клапана прямого действия приведена на рис.1. В корпусе 1 размещается регулирующий золотник 2, который под действием пружины 3 стремится занять крайнее нижнее положение и находится в нем до тех пор, пока давление Р₁ в канале “б”, действующее на нижний торец золотника, не в состоянии преодолеть усилие пружины редукционного клапана (рис.1 а). На котором показано состояние клапана, когда усилие от давления Р₁ из-за малой величины давления на входе в клапан, в канале “а” меньше усилия пружины.

 

Принцип работы двухлинейного редукционного клапана прямого действия

Принцип работы двухлинейного редукционного клапана заключается в следующем, по мере роста давления Р наступает момент , когда усилие от давления Р , превысит начальное усилие пружины, регулируемое с помощью винта 4 и золотника 2 начнет смещаться вверх, частично перекрывая канал “б” на выходе клапана. С этого момента давление на выходе клапана будет поддерживаться постоянным, независимо от дальнейшего нарастания давления на входе в клапана в канале “а”.

Принцип работы трехлинейного редукционного клапана прямого действия

Принцип работы трехлинейного редукционного клапана давления прямого действия отличается от двухлинейного тем, что у него, помимо, канала “а” подводящего жидкость и отводящего канала “б”, имеется и канал “в” сообщенный со сливной магистралью. На рис.2 показана схема такого клапана, в котором, в отличие от описанного ранее, поддержание редуцированного давления достигается путем частичного перекрытия подводящего канала “а”, что не принципиально. Благодаря наличию сливного канала “в”, редуцированное давление в канале “б” будет поддерживаться постоянным даже в том случае, когда полностью перекрытом канале “а” давление на выходе клапана будет стремиться возрастать по какой-либо причине, например из-за обратного тока жидкости из системы. На рис.2 а показан клапан в режиме нормального редуцирования, а на рис.2 б – в режиме перелива жидкости из-за обратного тока в канал “б”.

Устройство трехлинейного редукционного клапана прямого действия

Устройство трехлинейного редукционного клапана давления модульного исполнения приведена на рис. 3. В корпусе 1 установлена втулка 3 с каналами “а” и “б”, связанными магистралями подвода жидкости Р и редуцированного давления Р!. Канал “в”, в свою очередь, связан с каналом “б” и установленным в нем демпфером , с помощью которого жидкость подводиться в полость, образованную втулкой 3 и пробкой 4. В расточке втулки размещен золотник 2, который пружинами 5 и 6 в исходном состоянии прижат к пробке 4, так что каналы “а” и “в”, а значит и магистрали Р и Р₁оказываются сообщенными друг с другом.

При возникновении усилия от давления Р₁, действующего на торец золотника 2, большего суммарного усилия двух пружин, определяемого положением регулировочного винта 8 относительно резьбового стакана 7, золотник 2 начинает смещаться влево, частично перекрывая канал “а”. Тем самым поддерживается постоянное давление Р1 в канале “в”. Если почему-либо давление Р₁будет стремиться возрастать, золотник 2 еще больше сместиться влево так, что его первый поясок выйдет в полость “с” и через канавки на втором пояске жидкость из канала “в” начнет поступать на слив через сверление из полости “с” в магистраль “Т”.

 

Регулирующие клапаны прямого действия и регулирующие клапаны обратного действия

Приводы

можно разделить на категории «прямого действия» или «обратного действия», и некоторые конфигурации показаны на рисунке ниже.

В приводе обратного действия увеличение пневматического давления, приложенного к диафрагме, поднимает шток клапана (в нормально установленном клапане это открывает клапан и называется «воздух для открытия»).

В приводе прямого действия увеличение пневматического давления, прикладываемого к диафрагме, выдвигает шток клапана (для нормально установленного клапана это закрывает клапан и называется «воздух для закрытия»).

Выбор действия клапана продиктован соображениями безопасности. В одном случае может быть желательно полностью открыть клапан при отказе пневматической подачи. В другом случае лучше, если клапан не закрывается полностью.

Регулирующие клапаны прямого действия и регулирующие клапаны обратного действия

Отказоустойчивый режим пневматического / пружинного клапана зависит как от действия привода, так и от действия корпуса клапана.

Для клапанов с поступательным движением штока привод прямого действия давит на шток с увеличением давления, в то время как привод обратного действия подтягивает шток вверх с увеличением давления.

Корпуса клапанов с поступательным движением штока классифицируются как клапаны прямого действия, если они открываются при подъеме штока, и классифицируются как клапаны обратного действия, если они закрываются (закрываются) при подъеме штока.

Таким образом, регулирующий клапан с выдвижным штоком и пневматическим приводом может быть выполнен с пневматическим открытием или пневматическим закрытием, просто подбирая соответствующий тип привода и корпуса.

В наиболее распространенных комбинациях корпус клапана прямого действия сочетается с приводом клапана обратного или прямого действия, как показано на этом рисунке:

Корпуса клапанов обратного действия также могут быть использованы с противоположным результатом:

Корпус задвижки обратного действия, показанный на рисунке слева, открыт, жидкость течет вокруг штока, в то время как широкий плунжер находится значительно ниже седла.

Корпуса клапанов обратного действия имеют тенденцию быть более сложными по конструкции, чем корпуса клапанов прямого действия, и поэтому они менее распространены в приложениях регулирующих клапанов.

статей, которые могут вам понравиться:

Выбор электромагнитного клапана

Пневматические приводы клапанов

Электронный позиционер клапана

Самоходные клапаны

Рабочие характеристики регулирующего клапана

О электромагнитных клапанах

Изображение предоставлено: emel82 / Shutterstock.ком

Электромагнитные клапаны — это клапаны с электрическим управлением, в которых используется привод в виде электромагнита для изменения состояния клапана с закрытого на открытое. Катушка в приводе создает магнитное поле, которое тянет или толкает плунжер, который управляет прохождением жидкости через корпус клапана. Электромагнитные клапаны преобразуют электрическую энергию в механическое движение, которое приводит в движение клапанный механизм и предоставляет средства, с помощью которых конструкторы могут автоматизировать работу клапанов.Эта возможность снижает потребность персонала в ручном закрытии или открытии клапанов в рамках производственного процесса. Использование автоматического управления клапанами является ключом к конструкции многих машин, где требуются высокоскоростные операции переключения, выходящие за рамки возможностей ручного управления.

В этом руководстве будет представлен обзор информации, относящейся к электромагнитным клапанам, включая их основные функции, доступные типы, важные спецификации, которые их определяют, и соображения при выборе электромагнитного клапана.Дополнительную информацию о других типах клапанов, таких как шаровые краны и задвижки, можно найти в нашем соответствующем руководстве «Общие сведения о клапанах».

Основы электромагнитного клапана

Электромагнитные клапаны

находят применение в приложениях, где существует потребность в дистанционном управлении или автоматизации потока жидкости через систему. При обращении к текучей среде этот термин может применяться к любой жидкости или газу и обычно представляет вещества, которые проходят через трубопроводы или трубки, примерами которых являются воздух, вода, пар, хладагент, масло и природный газ.По большей части соленоидные клапаны функционируют как бинарные (двухпозиционные) устройства и реже используются для измерения или точного регулирования расхода, как некоторые другие типы клапанов, такие как игольчатые клапаны.

Электромагнитные клапаны состоят из нескольких стандартных компонентов, некоторые из которых имеют сходство с клапанами других типов. Первичный корпус или корпус клапана — это основная часть клапана. Корпус клапана содержит входной порт, через который поступает жидкость или газ из системы, в которой установлен клапан.Корпуса клапанов изготавливаются из нескольких различных типов материалов, выбор которых основан на его пригодности для обработки среды, протекающей через клапан, и на его характеристиках, таких как коррозионная активность. Специальные материалы для корпусов электромагнитных клапанов включают бронзу, нержавеющую сталь и пластик.

В составе корпуса клапана также имеется одно или несколько выпускных отверстий, количество которых будет зависеть от конкретной конфигурации электромагнитного клапана.Среда в клапане может быть направлена ​​в одно или несколько из этих выпускных отверстий под действием клапана. В корпусе клапана также находится соленоид, который является электрическим механизмом управления клапаном. Соленоид представляет собой катушку из проволоки, которая создает магнитное поле, когда через него проходит электрический ток. Этот ток подается на соленоид через набор электрических управляющих проводов или электрический разъем, который подает питание на клапан от схемы управления и источника питания. Многие конструкции соленоидных клапанов также имеют пружинный механизм, который прижимает плунжер клапана.Эта пружина служит механическим возвратом, который служит для удержания клапана в открытом или закрытом положении при отсутствии подачи энергии, в зависимости от конструкции клапана. Плунжер перемещается, чтобы уплотнить отверстие, когда клапан закрывается. Отверстие — это отверстие, которое соединяет впускной порт с выпускным портом клапана. В дополнение к этим компонентам, дополнительные уплотнения клапана и седла в корпусе клапана предотвращают утечку жидкости между впускным и выпускным портами, когда клапан находится в закрытом положении.

Электромагнитные клапаны

дополнительно идентифицируются с учетом их состояния по умолчанию, то есть того, как клапан настроен на работу в случае, когда на устройство не подается питание (т.е. клапан не запитан). Состояние по умолчанию также упоминается как остальное состояние. Два возможных состояния по умолчанию называются нормально разомкнутым (NO) и нормально замкнутым (NC). Для соленоидных клапанов, которые обозначены как нормально открытые, плунжер клапана или диафрагма втягиваются, когда на соленоид не подается электрическое питание — это состояние означает, что клапан может пропускать среду между портами.Для нормально открытых клапанов подача энергии на соленоид закроет клапан и заблокирует поток жидкости.

Для нормально закрытых электромагнитных клапанов существует обратная ситуация. Когда к устройству не подается питание, клапан блокирует движение жидкости, и приложение энергии, которое приводит в действие соленоид, затем открывает клапан и позволяет среде течь. Решение о том, нужен ли электромагнитный клапан нормально открытый или нормально закрытый, будет зависеть от области применения.В то же время проектировщикам необходимо учитывать влияние потери мощности на процесс, если клапан вернется в состояние по умолчанию. Во многих приложениях желательным выбором являются нормально закрытые (NC) клапаны, так как они потенциально перекрывают поток жидкости при отсутствии питания. Однако не все ситуации диктуют этот подход, и поэтому понимание динамики системы требуется для планирования наилучших возможных условий для каждого состояния по умолчанию для каждого электромагнитного клапана в случае потери мощности.

Электромагнитные клапаны работают на принципах электромагнетизма. Внутри клапана находится подвижный плунжер, который изготовлен из ферромагнитного материала. (Ферромагнитные материалы — это материалы, которые реагируют на присутствие магнитного поля.) Когда на соленоид клапана подается напряжение, пропуская через него электрический ток, создается магнитное поле. Затем поршень взаимодействует с магнитным полем, в результате чего он притягивается к катушке или от нее. Когда плунжер перемещается, движение приводит к открытию или закрытию клапана, как если бы он был физически открыт или закрыт оператором, перемещающим рычаг или маховик на клапане.

Электромагнитный клапан типов

Электромагнитные клапаны можно охарактеризовать несколькими способами. Один из них — это сделать это на основе основных средств, с помощью которых они работают. Такой подход приводит к этим трем распространенным типам электромагнитных клапанов:

• Электромагнитные клапаны прямого действия (или прямого действия)
• Электромагнитные клапаны непрямого действия (или с пилотным управлением)
• Электромагнитные клапаны прямого действия

Электромагнитные клапаны прямого (или прямого) действия

Электромагнитные клапаны прямого или прямого действия — один из самых простых и распространенных типов электромагнитных клапанов.В соленоидных клапанах прямого действия движение плунжера непосредственно закрывает или распечатывает отверстие внутри клапана, тем самым блокируя или пропуская среду через клапан прямым действием. Эти клапаны полагаются на мощность соленоида исключительно для управления потоком жидкости и, как следствие, не требуют наличия какого-либо минимального рабочего давления для работы клапанов. Электромагнитные клапаны прямого действия могут управлять жидкостями с давлением от 0 бар до максимального номинального значения устройства.

На Рисунке 1 ниже показано поперечное сечение нормально закрытого электромагнитного клапана прямого действия.

Рисунок 1. Нормально закрытый (NC) электромагнитный клапан прямого действия.

Изображение предоставлено: https://tameson.com/solenoid-valve-types.html

Электромагнитные клапаны непрямого действия (или с пилотным управлением)

Электромагнитные клапаны второго типа, известные как соленоидные клапаны непрямого действия (также называемые соленоидными клапанами с пилотным или сервоприводом), работают за счет использования перепада давления жидкости для открытия и закрытия клапана.Из-за этой конструкции электромагнитные клапаны непрямого действия требуют, чтобы регулируемая жидкость имела минимальное значение давления выше 0 бар. В соленоидных клапанах непрямого действия мембрана или диафрагма отделяют входное и выходное отверстия друг от друга. Наличие этой диафрагмы приводит к разделению корпуса клапана на верхнюю и нижнюю камеры. В мембране есть небольшое отверстие, функция которого состоит в том, чтобы позволить верхней камере заполняться жидкостью из нижней камеры, а также выравнивать давление между камерами.Когда клапан находится в закрытом состоянии, давление текучей среды, которая присутствует в верхней камере, а также сила, оказываемая пружиной, нажимающей на диафрагму, удерживает клапан в закрытом положении и уплотняет мембрану относительно седла клапана. изоляция впускного и выпускного отверстий клапана. Небольшой канал соединяет верхнюю камеру клапана с портом низкого давления. Этот порт управляет открытием и закрытием канала и управляется мощностью, подаваемой на соленоид.В закрытом положении порт низкого давления остается закрытым соленоидом, который удерживает жидкость в верхней камере клапана. Когда требуется открыть клапан, на соленоид подается ток. Включение соленоида приводит к открытию управляющего порта, что приводит к падению давления в верхней камере. Это разность давлений верхней камеры по сравнению с нижней камерой, которая приводит к отрыву мембраны от отверстия клапана, в то время как пружина, удерживающая мембрану у седла клапана, сжимается за счет разности давлений.Такая конструкция позволяет управлять потоком с более высоким давлением с помощью небольшого соленоида и пилотного порта низкого давления. Электромагнитные клапаны непрямого действия используются в приложениях, где требуется регулирование высокого расхода, при условии, что в системе имеется достаточный перепад давления для поддержки этой методологии работы. По характеру этой конструкции регулирование потока может осуществляться только в одном направлении только с этим типом клапана.

На Рисунке 2 ниже показано поперечное сечение нормально закрытых соленоидных клапанов непрямого действия.

Рисунок 2 — нормально закрытый (NC) электромагнитный клапан непрямого действия.

Изображение предоставлено: https://tameson.com/solenoid-valve-types.html

Электромагнитные клапаны прямого действия

Третий тип работы электромагнитного клапана может быть достигнут за счет комбинации некоторых свойств типов клапанов прямого и непрямого действия, которые обсуждались ранее. Преимущество так называемых соленоидных клапанов полупрямого действия состоит в том, что они могут работать при давлении от 0 бар, а также могут работать в системах с высоким расходом.Полупрямые электромагнитные клапаны, также известные как электромагнитные клапаны с вспомогательным подъемом, функционально аналогичны по конструкции соленоидным клапанам непрямого действия. Они имеют конструкцию, которая включает верхнюю камеру и нижнюю камеру, разделенную гибкой мембраной. Как и в случае клапана непрямого действия, мембрана имеет небольшое отверстие, позволяющее жидкости заполнять верхнюю камеру и выравнивать давление. Ключевое отличие, которое отличает соленоидные клапаны полупрямого действия от соленоидных клапанов непрямого действия, заключается в том, что плунжер соленоида в соленоидных клапанах полупрямого действия прикреплен к диафрагме и непосредственно управляет им, в отличие от использования пилота для управления жидкостью в верхнем слое. камеры, как в случае с клапаном непрямого действия.В закрытом положении площадь поверхности верхней камеры превышает площадь нижней камеры, что позволяет диафрагме плотно прилегать к седлу клапана и блокировать поток жидкости между впускным и выпускным портами. Чтобы открыть клапан, подача питания на соленоид приводит к втягиванию плунжера в центр катушки соленоида. Из-за непосредственного крепления диафрагмы к плунжеру это движение плунжера поднимает диафрагму с седла клапана. При этом движение плунжера также открывает проход между верхней камерой и выпускным отверстием.Открытие этого прохода дает дополнительный эффект снижения давления в верхней камере. Когда давление в верхнем переходе падает, результирующий перепад давления дополнительно вынуждает мембрану двигаться вверх и способствует открытию клапана и позволяет текучей среде течь от впускного порта к выпускному отверстию. Чтобы закрыть клапан, электромагнитный ток отключается, что заставляет плунжер опускаться и давить на диафрагму, чему способствует сила возвратной пружины в соленоиде.Когда плунжер опускается, порт, соединяющий верхнюю камеру с выпускным отверстием, закрывается, что вызывает повышение давления в верхней камере клапана. Это повышение давления способствует опусканию диафрагмы вниз до тех пор, пока она снова не будет опираться на седло клапана, герметизируя клапан.

Вид в разрезе нормально закрытого (NC) клапана полупрямого действия показан на Рисунке 3 ниже.

Рисунок 3 — Электромагнитный клапан полупрямого действия, нормально закрытый (NC).

Изображение предоставлено: https: // tameson.com / электромагнитный-клапан-типы.html

Конфигурации электромагнитных клапанов

Различные конфигурации электромагнитных клапанов представлены с использованием системы нумерации, состоящей из двух значений — например, 2/2, 3/2 или 4/2. В этой системе с двумя числами первое значение указывает количество портов клапана, а второе значение обозначает количество доступных положений клапана или состояний переключения. Согласно этому обозначению, электромагнитный клапан 2/2 будет представлять клапан, содержащий 2 порта и 2 положения, а электромагнитный клапан 4/3 будет обозначать клапан, содержащий 4 порта и 3 положения.Этот тип системы нумерации используется во многих типах гидрораспределителей и помогает понять, как сконфигурирован конкретный клапан.

Эта система цифровых обозначений сочетается с набором стандартизованных символов или диаграмм, которые служат в качестве графического схематического представления конфигурации клапана. Эти диаграммы иллюстрируют подробную информацию о количестве положений, а также о состоянии клапана в исходном положении (неактивное состояние) и в рабочем положении (активированное состояние).На схеме конфигурации клапана количество показанных квадратов представляет количество положений клапана. По определению, квадрат в правой части схемы показывает состояние покоя клапана, а квадрат в левой части диаграммы представляет клапан в активированном или рабочем состоянии. На схеме также показаны символы, такие как стрелки, которые используются для обозначения направления потока жидкости и других внешних соединений, выполненных с клапаном, например, с трубопроводом.На схемах также содержится символическое представление способа срабатывания пилота и обратного действия. По соглашению, пилотный механизм показан в левой части рисунка, а возвратный механизм — в правой части рисунка.

Например, на рисунке 4 ниже представлено графическое изображение 2-ходового, 2-позиционного нормально закрытого электромагнитного клапана с пилотным электромагнитным управлением и пружинным возвратом:

Рисунок 4 — Двухходовой двухпозиционный нормально закрытый (NC) электромагнитный клапан с пилотным соленоидом и пружинным возвратом.

Изображение предоставлено: https://www.asconumatics.eu

Когда конфигурации электромагнитных клапанов становятся более сложными, сложность схем возрастает, так как возникает необходимость добавить дополнительные детали, такие как номера портов. На рисунке 5 ниже показан набор примеров графического представления различных конфигураций трехходового двухпозиционного соленоидного клапана. Клапан этого типа может найти применение в работе гидроцилиндра или функционировать в качестве регулятора жидкости для переключения между двумя контурами:

Рисунок 5 — Различные схемы условных обозначений трехходового двухпозиционного электромагнитного клапана.

Изображение предоставлено: https://tameson.com/valve-symbols.html

Технические характеристики и характеристики электромагнитных клапанов

Электромагнитные клапаны

определяются с использованием нескольких ключевых параметров и атрибутов, которые связаны с конфигурацией клапана и его рабочими характеристиками. Ниже приводится краткое изложение часто цитируемых спецификаций электромагнитных клапанов. Читатель должен отметить, что эти параметры могут различаться у разных производителей и поставщиков клапанов, и поэтому от поставщика к поставщику могут существовать различия в представлении.Представленные ниже данные должны служить общим индикатором того, что необходимо учитывать при поиске электромагнитного клапана у поставщика.

• Механизм приведения в действие клапана — отражает средства, с помощью которых изменяется положение клапана или с помощью которых клапан приводится в действие, например, соленоид прямого действия.
• Конфигурация клапана — отражает количество портов, количество состояний или положений переключения и определенное состояние покоя для клапана, например 3/2 нормально закрытый (NC).
• Материал корпуса — определяет материал, из которого изготовлен корпус клапана, который может быть алюминием, латунью, бронзой, нержавеющей сталью или техническим пластиком, чтобы назвать несколько возможных вариантов.
• Тип среды — определяет природу конкретной жидкости (жидкость или газ), с которой клапан может работать без каких-либо вредных воздействий. Примеры типов сред включают аммиак, криогенную жидкость, воздух, мазут, сжиженный пропан (LPG), природный газ, кислород, пар или воду.
• Размер порта — отражает размерный размер входного и выходного отверстий клапана, представленный в британских единицах измерения, таких как дюймы, или в метрических единицах, таких как миллиметры.
• Тип порта — определяет желаемый тип порта для клапана, который может иметь резьбу (NPT), соединение с зазубринами или фланцевые фитинги, чтобы назвать несколько доступных вариантов.
• Рабочее напряжение — указывает как величину, так и тип электрического управляющего сигнала, который используется для подачи питания на соленоид клапана. Электромагнитные клапаны доступны с широким диапазоном рабочих напряжений переменного и постоянного тока, которые могут использоваться для различных условий применения.
• Рабочая частота — для напряжений переменного тока частота — это количество циклов переменного тока, подаваемого на соленоид в секунду, обычно отображается в герцах (например, 60 Гц).
• Коэффициент расхода — коэффициент расхода, или Cv клапана, измеряет способность клапана пропускать через него поток жидкости или газа. Стандартное определение коэффициента расхода состоит в том, что он представляет собой объем воды (в галлонах США), который будет протекать через клапан при температуре 60 ^o F за минутный интервал времени при перепаде давления на 1 фунт / кв. Дюйм. через клапан (перепад давления на входе и выходе). Большие значения коэффициента расхода отражают больший расход.
• Максимальное номинальное давление — это максимальное значение давления, с которым может работать клапан, которое может переключаться под управлением контура соленоида.
• Минимальное рабочее давление — отражает минимальное давление, которое должно существовать в системе для эффективного функционирования клапана. Хотя многие клапаны прямого действия могут работать при давлении 0 бар, для клапанов непрямого действия может потребоваться минимальное давление, которое можно использовать для облегчения срабатывания клапана.
• Применение — указывает предполагаемое использование или рынок для клапана, например, в химической, пищевой, медицинской и медико-биологической, нефтегазовой или авиационной и аэрокосмической отраслях.Наличие определения, касающегося предполагаемой отрасли или варианта использования, может оказаться полезным при выборе клапана, поскольку понимание того, что отрасль может помочь выявить дополнительные требования или спецификации, обусловленные этими условиями эксплуатации.

Электромагнитные клапаны дополнительных типов

В предыдущем обзоре типов электромагнитных клапанов были определены основные типы, отражающие их методы работы, такие как прямое или непрямое управление. Есть несколько дополнительных типов электромагнитных клапанов, которые важно включить и которые рассматриваются здесь.

Электромагнитные клапаны с фиксацией

Блокирующие электромагнитные клапаны используют фиксирующий соленоид, который позволяет клапану сохранять заданное положение (открытое или закрытое) даже при отключении питания от соленоида. Для этого к узлу якоря добавляется постоянный магнит, который удерживает плунжер в желаемом положении после первоначального включения соленоида. Этот магнит позволяет клапану удерживать это состояние, не требуя постоянного протекания тока в катушке соленоида для создания магнитного поля и удержания плунжера клапана в нужном положении.Запирающие электромагнитные клапаны имеют преимущество в том, что они снижают энергопотребление приложения по сравнению с использованием типичного электромагнитного клапана, который зависит от катушки под напряжением для поддержания состояния клапана. Как только произойдет фиксация, клапан будет удерживать свое положение в этом состоянии при отсутствии тока, протекающего в катушке соленоида. Устройство можно «разблокировать», просто изменив полярность тока катушки. Использование импульса обратного тока генерирует достаточный магнитный поток, чтобы нейтрализовать поток постоянного магнита, и, следовательно, заставит плунжер вернуться в положение покоя.

В приложениях, где необходимо ограничить общее энергопотребление оборудования или системы, например, в тех случаях, когда они работают от батарей, хорошо подходят запорные соленоидные клапаны. Однако при их использовании необходимо учитывать другие условия окружающей среды и механические условия, которым может подвергаться клапан, поскольку для электромагнитных клапанов с защелкой требуются стабильные рабочие условия. Например, оборудование, которое должно работать под воздействием высоких уровней механической вибрации или ударов, может нуждаться в том, чтобы избегать использования фиксирующих электромагнитных клапанов, поскольку эти напряжения могут привести к тому, что плунжер клапана вырвется из постоянного магнита, удерживающего его на месте, что приведет к клапан возвращается из зафиксированного в разблокированное состояние или приводит к тому, что клапан не срабатывает при подаче начального импульса тока.

Электромагнитные поворотные клапаны

Электромагнитные поворотные клапаны позволяют преобразовывать электрическую энергию, подаваемую на катушку соленоида, во вращательное движение, а не линейное движение, как описано ранее, с движением плунжера в соленоид. Есть несколько механизмов, которые могут быть использованы для выполнения этого преобразования, в одном из таких подходов используется набор шарикоподшипников, которые движутся по наклонным дорожкам качения. Когда катушка находится под напряжением, узел плунжера или якоря начинает притягиваться к магнитному полю катушек соленоида и вращается за счет углового смещения, определяемого движением шарикоподшипников при их движении по дорожкам качения.

Поворотные соленоиды идеальны в качестве средства приведения в действие соленоидных клапанов, поскольку многие клапаны по необходимости требуют вращательного движения штока клапана для открытия и закрытия клапана. Эти клапаны могут быть доступны в двоичной (двухпозиционной) конструкции, где подача питания на поворотный соленоид приводит к полному изменению состояния (закрыто на открытое или наоборот). Они также доступны в так называемых конструкциях пропорционального управления, в которых существует пропорциональная зависимость между величиной приложенного тока и угловым смещением и крутящим моментом вращающегося соленоида.

Сводка

В этой статье представлен обзор соленоидных клапанов, включая то, что они собой представляют, как они работают, различные типы, конфигурации, а также их характеристики и атрибуты. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг.

Источники:

1. https://www.omega.ru / en-us / resources / Valve-Technical-Principles
2. https://www.burkert.co.uk/en/Company-Career/What-s-New/Press/Media/Technical-Reports/Technical-Reports-additional-topics/What-is-a-solenoid-valve -и-как-это-работает
3. https://tameson.com/solenoid-valve-types.html
4. https://theengineeringmindset.com/how-solenoid-valves-work/
5. http://www.solenoid-valve-info.com/solenoid-valve-definition.html
6. https://www.asco.com/en-us/Pages/solenoid-valves.aspx # / # flt = e30% 3D
7. https://blog.kimray.com/what-is-valve-flow-coefficient-cv/

Прочие изделия клапана

Больше от Насосы, клапаны и аксессуары

Что вы знаете о электромагнитных клапанах

Электромагнитный клапан — это наиболее распространенный инженерный элемент в различных отраслях промышленности, инженеры-механики на многих различных предприятиях ежедневно имеют дело с электромагнитными клапанами. Электромагнитный клапан является основным автоматическим элементом, контролирующим жидкости.Электромагнитные клапаны могут использоваться как в пневматических, так и в гидравлических клапанах . В промышленных системах управления электромагнитный клапан используется для регулировки направления, потока, скорости и других параметров среды. Электромагнитные клапаны могут использоваться в различных схемах для реализации ожидаемого управления и обеспечения точности и гибкости управления.

Принцип работы электромагнитного клапана

В соленоидных клапанах есть воздухонепроницаемое пространство, и некоторые отверстия были открыты в разных положениях.Каждое отверстие было подключено к разным масляным трубам. В середине герметичного пространства находится поршень, и два соленоида размещены на обоих концах электромагнитного клапана. Какой соленоид был наэлектризован, корпус клапана будет переведен на электрифицированную сторону. Отверстия для подачи масла открываются непрерывно, но движение корпуса клапана может управлять функциями открытия и закрытия различных выходов масла. Следовательно, гидравлические масла будут поступать в разные отверстия для выхода масла и толкать поршень масляного цилиндра под давлением масла, поршень приводит в движение шток поршня, шток поршня приводит в движение механическое устройство.Таким образом, мы можем управлять механическими движениями машин посредством включения и выключения соленоидов. В качестве привода электромагнитных клапанов существуют разные типы соленоидов для разных типов электромагнитных клапанов. Для электромагнитных клапанов для гидравлики мы используем гидравлический соленоид в качестве приводов, а для пневматических электромагнитных клапанов мы используем пневматический соленоид для срабатывания клапана.

Различные типы электромагнитных клапанов

В предыдущих статьях мы обсуждали различных типов соленоидов .Что касается электромагнитных клапанов, их можно разделить на три типа в зависимости от их различных принципов работы.

Электромагнитный клапан прямого действия

Когда электромагнитные клапаны прямого действия электрифицированы, электромагнитная катушка будет создавать электромагнитную силу, которая может поднять отключающую стойку с седла клапана, и клапан откроется. Когда электричество отключается, электромагнитная сила исчезает, пружина толкает выключатель назад к седлу клапана, и клапан закрывается.

Электромагнитные клапаны прямого действия могут стабильно работать в различных условиях давления , таких как вакуум, отрицательное давление и нулевое давление, но размеры электромагнитных клапанов прямого действия не превышают 25 мм.

Электромагнитный клапан с пилотным управлением

Электромагнитный клапан с пилотным управлением, также известный как электромагнитный клапан с сервоприводом, или электромагнитный клапан непрямого действия . Когда электромагнитный клапан наэлектризован, электромагнитная сила может открыть пилотные отверстия, поэтому давление в верхнем отсеке быстро падает, что создает перепад давления вокруг винта выключения (верхнее давление низкое, а нижнее давление высокое) .Следовательно, давление среды может подтолкнуть отключающую стойку вверх, и клапан откроется. Когда электричество отключается, сила пружины закроет пилотные отверстия, что создает перепад давления вокруг отключающей стойки (верхнее давление высокое, а нижнее давление низкое), поэтому среднее давление толкает отключающую стойку вниз, и клапан закрывается.

Диапазон давления среды имеет верхний верхний предел , следовательно, соленоидный клапан с пилотным управлением может использоваться во многих различном оборудовании, но при этом должны соблюдаться условия перепада давления текучей среды.

Электромагнитный клапан прямого действия

Электромагнитный клапан прямого действия представляет собой комбинацию электромагнитного клапана прямого действия и электромагнитного клапана с пилотным управлением. Когда нет перепада давления между выходом и входом, электромагнитная сила будет поднимать переключающие стойки пилотного клапана и основного клапана вверх один за другим, когда электромагнитный клапан полупрямого действия находится под напряжением, и клапан открывается. Когда разность давлений между входом и выходом клапана достигает разницы давлений срабатывания , давление в нижнем отсеке управляющего клапана и главного клапана увеличивается, а давление в верхнем отсеке падает.Следовательно, перепад давления может подтолкнуть главный клапан вверх, когда клапан находится под напряжением. Когда питание отключается, пилотный клапан толкает отключающую стойку вниз за счет силы пружины или среднего давления, и клапан закрывается.

Электромагнитные клапаны полупрямого действия могут также стабильно работать в различных условиях давления , таких как вакуум, отрицательное давление и нулевое давление. Но поскольку мощность электромагнитного клапана полупрямого действия велика, этот тип электромагнитного клапана должен быть установлен горизонтально .

Электромагнитный клапан мокрого типа и соленоидный клапан сухого типа

Несмотря на прежние типы электромагнитных клапанов, электромагнитный клапан также можно разделить на соленоидный клапан мокрого типа и соленоидный клапан сухого типа. Чтобы выделить два типа электромагнитных клапанов, необходимо выяснить, пропитан ли железный сердечник соленоида маслом или нет.

Соленоидный клапан сухого типа не позволяет масляным жидкостям попадать во внутреннюю часть соленоида, поэтому плунжер соленоида, который используется для толкания сердечника клапана, должен быть герметизирован, и когда плунжер перемещается, он будет создавать большее сопротивление трения, чем мокрый тип соленоидный клапан.

Стальной сердечник и плунжер электромагнитного клапана мокрого типа могут работать в масляных жидкостях, поэтому нет необходимости в уплотнительной обработке, которая снижает сопротивление трения электромагнитного клапана. Следовательно, по сравнению с соленоидными клапанами сухого типа, соленоидный клапан мокрого типа имеет лучшую производительность.

Как работают контуры регулирующих клапанов прямого и обратного действия ~ Изучение контрольно-измерительной техники

Типичный контур регулирующего клапана состоит из четырех основных элементов:

(a) Процесс, находящийся под контролем, в основном, приложения расхода или давления

(b) Контроллер процесса, который инициирует управляющее воздействие на регулирующий клапан

.

(c) Позиционер клапана (почти всегда требуется в большинстве приложений)

Эти основные элементы работают согласованно, чтобы обеспечить желаемый результат контроля.Контуры регулирующих клапанов могут работать в двух основных режимах:

(а) Петли прямого действия

(b) Петли обратного действия

Контуры регулирующего клапана прямого действия :

В контуре регулирующего клапана прямого действия, показанном ниже:

Контур регулирующего клапана прямого действия

Контроллер, позиционер и регулирующий клапан действуют следующим образом:

(a) Действие контроллера :

По мере численного увеличения переменной процесса (расход или давление) выходной сигнал контроллера увеличивается пропорционально и наоборот.

(b) Действие позиционера клапана :

По мере увеличения входного сигнала на позиционер клапана от контроллера выходная нагрузка или давление воздуха от позиционера увеличивается

(c) Действие регулирующего клапана :

По мере увеличения давления воздуха или нагрузки на привод клапана плунжер клапана перемещается в закрытое положение для клапана, который является ATC — FO (Air-to-Close, Fail Open).

Контуры регулирующего клапана обратного действия :

В контуре регулирующего клапана обратного действия, показанном ниже:

Контур регулирующего клапана обратного действия

Контроллер, позиционер и регулирующий клапан действуют следующим образом:

(a) Действие контроллера :

По мере численного увеличения переменной процесса (расхода или давления) выходной сигнал контроллера пропорционально уменьшается, и наоборот.

(b) Действие позиционера клапана :

По мере уменьшения входного сигнала на позиционер клапана от контроллера выходная нагрузка или давление воздуха от позиционера увеличивается

(c) Действие регулирующего клапана

По мере увеличения давления воздуха или нагрузки на привод клапана плунжер клапана перемещается в открытое положение для клапана, который является ATO-FC (Air-to-Open, Fail Close).

Для различных применений регулирующего клапана контроллер, позиционер и регулирующий клапан могут быть сконфигурированы для прямого или обратного либо для прямого и обратного хода в одном и том же контуре управления в зависимости от требований различных приложений.

Прямой и косвенный контроль (Часть 2 из 2) — STEMGEEKS

В предыдущем блоге мы обсудили прямое и косвенное управление, сосредоточив внимание на схеме, в которой используется один соленоидный клапан. В этом блоге мы подробно рассмотрим прямое и косвенное управление, сосредоточив внимание на двойных соленоидных клапанах и интегрируя схему памяти.Как и в предыдущих блогах, мы использовали проблему или сценарий, который позволяет нам представить схему для прямого и косвенного управления с двойными электромагнитными клапанами. Используется та же проблема (описанная в предыдущем блоге). Проблема описана как

Гидравлический цилиндр двойного действия выдвигается при нажатии электрической кнопки. После отпускания кнопки цилиндр должен втянуться. Цилиндр двустороннего действия должен втягиваться или выдвигаться при 50% входного давления воздуха.

Как и в предыдущем блоге, мы решаем проблему, используя два метода: прямое и непрямое управление, но мы реализуем этот метод, используя 5/2-ходовой двухпозиционный двухпозиционный электромагнитный распределитель в качестве основного регулирующего клапана. Кроме того, мы интегрируем схему памяти, чтобы цилиндр полностью выдвигался, даже если кнопка отпущена. В следующем разделе мы представим схему и подробно обсудим ее.

2. Схема и моделирование

Гидравлический контур для обоих методов состоит из цилиндра двойного действия, пары односторонних регуляторов потока и 5/2-ходового распределителя с двойным электромагнитным приводом.5/2 ходовой двухпозиционный распределительный клапан с двойным соленоидом позволяет нам управлять выдвижением и втягиванием соленоида. Основное отличие от реализации с одним соленоидным клапаном заключается в том, что срабатывание втягивания автоматически инициируется пружиной. Конфигурация схемы показана на рисунке 1.

Рисунок 1: Электрогидравлическая схема для прямого управления

Кроме того, схема устраняет один недостаток в реализации предыдущего блога. В предыдущем блоге схема автоматически возвращается в исходное состояние или в убранное положение, когда мы быстро отпускаем кнопку, не выдвигая ее полностью.Этот недостаток исправлен путем интеграции простой схемы памяти. Схема памяти может быть подключена только в том случае, если мы использовали двойной соленоид, а не одиночный электромагнитный клапан. Чтобы настроить схему памяти, нам нужны датчики для определения положения цилиндра в любой момент. Для схемы на Рисунке 1 мы используем два датчика, которые находятся в полностью убранном и выдвинутом положениях. Датчик S0 находится в исходном состоянии, а датчик S1 находится в полностью выдвинутом состоянии.

Рис. 2: Нажимная кнопка активирована.

Для прямого управления с использованием двойного электромагнитного клапана цилиндр выдвигается при нажатии кнопки для приведения в действие соленоида Y1. Когда Y1 находится под напряжением, 5/2 ходовой DCV переключал выходной порт с C на B. Это заставляло цилиндр выдвигаться и касаться датчика S1. Датчик S1 посылает сигнал на активированный соленоид Y2. Это приводит к активации Y2, которая в конечном итоге возвращает цилиндр в исходное состояние. Поток жидкости и электрического тока показан на Рисунке 2, а Рисунок 3 показывает анимированное моделирование.

Рисунок 3: Полная симуляция

Для непрямого управления мы использовали два реле для управления каждым соленоидом.Как и при прямом управлении, соленоид Y2 приводится в действие датчиком S1, так что цилиндр продолжает выдвигаться даже при раннем отпускании кнопки. Реле K1 под напряжением при нажатии кнопки. Это вызывает замыкание фиксирующего контакта K1. Как только цилиндр полностью выдвинут, датчик S1 активирует и подает напряжение на K2. Активация K2 приводит к активации соленоида Y2. Конфигурация схемы показана на рисунке 4. Моделирование показано на рисунке 5.

Рисунок 4: Электрогидравлическая схема для косвенного управления
Рисунок 5: Полная симуляция

3.Вывод

В этом блоге мы обсудили различные реализации прямого и косвенного управления с использованием двойного электромагнитного регулирующего клапана. В этом блоге мы вручную приводим в действие цилиндр для втягивания, а не с помощью пружинного возврата. Это позволяет нам интегрировать схему памяти, чтобы цилиндр мог полностью выдвигаться после раннего отпускания кнопки. Эта конфигурация практически используется как основа для автоматизации несложных процессов.

4. Список литературы

[1] Гидравлический базовый уровень.онлайн доступ

[2] Гидравлический продвинутый уровень. онлайн доступ

[3] Электрогидравлический базовый уровень. онлайн доступ

[4] Электрогидравлический продвинутый уровень. онлайн доступ

(Примечание: все изображения и диаграммы в тексте нарисованы автором (@juecoree), кроме тех, которые указаны отдельно.)

---

Если вас интересуют пневматические и гидравлические серии , вы можете прочитать:
Пневматические и электропневматические
1.Основы пневматики: прямое управление
2. Основы пневматики: косвенное управление
3. Основы пневматики: логика И и ИЛИ
4. Основы пневматики: схема памяти и управление скоростью
5. Основы пневматики: Зависимое управление
6. Основы пневматики: несколько приводов
7. Электропневматический базовый: логика И и ИЛИ
8. Основы электропневматики: блокировка, фиксация и логика XOR
9. Основы электропневматики: распределение заготовки
10. Электропневматический базовый: выталкивание заготовки
11 .Основы электропневматики: Основы автоматизации
12. Основы электропневматики: Автоматизация со счетчиком
12. Основы электропневматики: Автоматизация с таймером
13. Основы электропневматики: Цементировочный пресс (управление в зависимости от времени)
14. Электропневматический Основы: Устройство для тиснения
15. Электропневматические основы: Гибочное устройство
16. Электропневматические основы: Введение в логический модуль
17. Электропневматические основы: Автоматизация с помощью логического контроллера
18. Электропневматические основы: Логический контроллер для нескольких устройств. Приводы
19.Электропневматические основы: Управление в зависимости от времени с помощью логического контроллера.
Гидравлика и электрогидравлика
20. Основы гидравлики: прямое управление
21. Основы гидравлики: косвенное управление
22. Основы гидравлики: значение двойного давления и логика AND
23. Основы гидравлики: челночный клапан и логика OR
24. Основы гидравлики: управление последовательностью нескольких цилиндров (приводы)
25. Основы гидравлики: автоматизация нескольких цилиндров (приводов)
26. Основы электрогидравлики: прямое и косвенное управление (часть 1 из 2)

---

Какой клапан регулирования потока следует использовать?

Клапан прямого регулирования

Прямой регулирующий клапан состоит из отверстия для управления потоком и контролируемой поверхности, которая определяет размер отверстия, через которое может проходить поток, и, таким образом, определяет количество потока, проходящего через клапан.

• Преимущество: такой регулирующий клапан относительно быстрый, дешевый и потребляет мало энергии для управления потоком.
• Недостатком здесь является то, что он может работать только с ограниченными давлениями и расходами.

Возьмем для примера электромагнитный клапан:

Для клапана регулирования расхода сила (F), необходимая для открытия клапана, определяется размером диаметра отверстия (d) и перепадом давления (Δp) на клапане (F ~ Δp * ¼ d2).Когда либо перепад давления, либо диаметр отверстия увеличиваются, клапан прямого управления не открывается должным образом из-за этой силы давления, которая может составлять> 15 Н для перепада давления 200 бар на отверстии диаметром 1 мм, что приводит к закрытию клапана.

Электромагнитный регулирующий клапан может оказывать усилие не более прибл. 5N на плунжере. Это может быть возможность использовать более сильную катушку, обеспечивающую большую магнитную силу. Однако регуляторы массового расхода часто имеют ограниченный источник питания, и количество выделяемого тепла также может стать проблемой.Результатом является ограниченный максимальный поток, пропорциональный давлению и квадрату диаметра.

Таким образом, большинство регулирующих клапанов с прямым потоком не подходят для высоких потоков или для работы с высокими перепадами давления или абсолютными давлениями из-за этих ограничений. Клапаны прямого управления могут использоваться для малых расходов от 1 млн / мин до примерно 50 л / мин.

Какие у нас есть альтернативы?

1. Переконструировать регулирующий клапан прямого потока для более высоких давлений
2. С помощью двухфазного клапана, клапана непрямого регулирования
3. Использование клапана с компенсацией давления для достижения высокого расхода при низком давлении

Сравнение прямых TPMS и косвенных TPMS |

Массив

Сравнение прямых TPMS и косвенных TPMS

Система TPM (система контроля давления в шинах) является широко известной функцией безопасности и имеет следующие преимущества:

• Более низкий уровень аварийности за счет оптимизации управляемости и тормозных характеристик
• Меньше CO ₂ Выбросы
• Увеличенный срок службы шин
• Снижение затрат на топливо

TPM-системы полезны как на личном, так и на общественном уровне.Неудивительно, что это уже обязательная мера безопасности в регионах США, ЕС и Азиатско-Тихоокеанского региона.

Существует два типа систем TPM: прямой TPMS (dTPMS) и непрямой TPMS, которые функционируют по-разному. Знание этих различий поможет вам понять и сообщить лучшее решение для ваших клиентов.

В чем разница между прямой и косвенной TPMS?

Direct TPMS (dTPMS) собирает точные данные о давлении непосредственно от клапана шины с помощью четырех специальных датчиков давления, которые прикреплены к клапану, сообщая показания давления в режиме реального времени.Непрямая система TPMS, с другой стороны, использует систему ABS для приблизительного определения давления в шинах, и автомобилисты должны проехать значительное расстояние, прежде чем будет сгенерировано предупреждение.

Какая система работает лучше всего?

Поскольку дебаты о прямых и косвенных технологиях TPMS продолжаются во всем мире среди регуляторных, потребительских и отраслевых групп, ясно одно; потребители, когда им предоставляется выбор, отдают предпочтение сценарию прямого TPMS, используя датчики, установленные в каждом клапане шины, например, продукты семейства Schrader EZ-sensor ^® .Исследование, проведенное fast.MAP от имени Schrader, показало, что 69% водителей не хотят брать на себя ответственность за ручной сброс косвенной системы TPMS. Из-за отсутствия датчиков давления автомобиль, оборудованный косвенной системой TPMS, требует, чтобы устройство перекалибровалось водителем после изменения давления в шинах или замены шины. Это дает водителю определенный уровень контроля, чего нельзя сказать о других критически важных функциях безопасности в автомобиле, таких как подушки безопасности.

Что делает косвенную TPMS непрактичной?

Чтобы непрямая система TPMS работала эффективно, все четыре шины должны быть накачаны до правильного рекомендуемого давления и находиться в оптимальных условиях. Это кажется обреченным на поражение предложением для потребителей, потому что сама причина, по которой они видят ценность TPMS, заключается в том, чтобы помочь им поддерживать давление в шинах. Точно так же непрямая технология требует от потребителя установки специальных шин при замене оригиналов для правильной работы с системой.