3.6. Гидравлические обратные клапаны и гидрозамки

3. ГИДРОАППАРАТУРА

 

3.6. Гидравлические обратные клапаны и гидрозамки

 

Обратные клапаны относятся к направляющим гидроаппаратам и предназначены для свободного пропускания рабочей жидкости только в одном направлении и запирания в обратном направлении. Обратные клапаны должны быть герметичными в закрытом положении и обладать минимальным гидравлическим сопротивлением в открытом положении.

Применяются обратные клапаны с различными запорно-регулирующими элементами, например, в виде шарика или конуса (рис. 3.23, а, б). Обратный клапан (см. рис. 3.23, а) состоит из корпуса 1, шарика 3 и пружины 2. При движении жидкости в прямом направлении запорно-регулирующий элемент отжимается от седла и поток с минимальными потерями проходит через рабочее окно клапана.

При обратном направлении потока жидкость прижимает запорно-регулирующий элемент к седлу. Движение жидкости в этом направлении прекращается. Пружины предназначены лишь для преодоления сил трения при посадке запорного элемента на седло. Так как пружины приводят к увеличению перепада давления на клапане при прохождении потока в прямом направлении, а допустимая величина перепада давления на обратных клапанах составляет 0,01…0,03 МПа, то жесткость пружин обычно выбирают минимальной.

Условное изображение обратных клапанов показано на рис. 3.23, в.

 

Рис. 3.23. Схемы обратных гидроклапанов:

а) шарикового типа: 1 – корпус; 2 – пружина; 3 – шарик;

б) конусного типа:  1 – корпус;   2 – пружина;  3 – конус;

в) условное обозначение

 

Обратные клапаны могут изготавливаться как в отдельном исполнении, так и встроенными в узлы и агрегаты. На корпусах обратных клапанов наносят стрелку, указывающую направление движения рабочей жидкости через клапан.

Общий вид обратного клапана 530.25.00 приведен на рис. 3.24, а клапана 531.20.00 – на рис. 3.25.

 

 

Обратные клапаны используются в следующих случаях:

- в гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости как подпиточные клапаны;

- в гидроприводах, состоящих из нескольких насосов, для исключения взаимного влияния при их одновременной работе;

- в блоках фильтрации, устанавливаемых в реверсивных гидролиниях, для обеспечения движения жидкости через фильтр только в одном направлении;

- в гидролиниях, где требуется однонаправленное движение жидкости.

Гидравлическим замком называют направляющий гидроаппарат, предназначенный для пропускания потока рабочей жидкости в одном направлении и запирания потока жидкости в обратном направлении при отсутствии управляющего воздействиия, а при наличии управляющего воздействия – для пропускания жидкости в обоих направлениях.

Гидрозамки широко применяются в гидроприводах для автоматического запирания рабочей жидкости в полостях гидродвигателей с целью стопорения их выходных звеньев в заданных положениях.

Гидрозамки подразделяются по следующим признакам:

- по числу запорно-регулирующих элементов – односторонние и двухсторонние;

- по конструкции запорно-регулирующих элементов – шариковые, конические;

- по виду управляющего воздействия – с гидравлическим, пневматическим, электромагнитным и механическим управлением.

На рис. 3.26, а показана конструктивная схема одностороннего гидрозамка. В корпусе 1 размещен запорно-регулирующий элемент (шарик) 3, который с помощью пружины 2 поджат к седлу. В правой цилиндрической заточке корпуса 1 размещен плавающий поршень 6 с толкателем 5. Под действием усилия пружина 4 поршень 6 находится в крайнем правом положении, и толкатель 5 не касается шарика. Корпус гидрозамка имеет полость управления В – для создания управляющего воздействия на поршень 6.

Полость Б служит для соединения с напорной или со сливной гидролиниями, а полость А – для соединения с рабочей полостью гидродвигателя. При отсутствии управляющего воздействия на поршень 6 (давления в полости В) гидрозамок работает в режиме обратного клапана. При прямом движении потока шарик 3 отжимается от седла и жидкость из полости Б поступает в полость А. При изменении направления потока запорно-регулирующий элемент прижимается к седлу и движение жидкости из полости А в полость Б прекращается.

 

Рис. 3.26. односторонний гидрозамок:

а) схема: 1 – корпус; 2,4 – пружина; 3 – шарик; 5 – толкатель;

6 – поршень; б) условное обозначение

 

При наличии управляющего воздействия в полости В поршень 6 с толкателем 5 переместятся влево. При этом толкатель будет проходить через открытое рабочее окно независимо от направления движения. То есть при наличии управляющего воздействия гидрозамок работает в режиме клапанного распределителя. Условное изображение одностороннего гидрозамка, поясняющее принцип его действия, показано на рис. 3.26, б.

Конструкция гидрозамка автомобильного крана представлена на рис. 3.27.

 

Рис. 3.27. Гидрозамок:

1 – стопорное кольцо; 2 –шайба; 3 – пружина; 4 – клапан;

5 – корпус; 6 – поршень; 7 – кольцо уплотнительное;

8 – штуцер; Р – подвод рабочей жидкости; А – отвод рабочей жидкости; У – управление

 

Общий вид гидрозамков  приведен на рис. 3.28.

 

   

Рис. 3.28. Общий вид гидрозамков 541.08 (слева) и 541.12 (справа)

 

На рис. 3.29 показана конструктивная схема двухстороннего гидрозамка. Гидрозамок имеет два запорно-регулирующих элемента 2 и 6 в виде шариков, которые под действием пружин прижимаются к седлам. В корпусе 1 помещен плавающий поршень 4 с двумя толкателями 3 и 5 и пружинами. Корпус 1 гидрозамка имеет четыре гидравлические полости: полости А и Г соединены с рабочими полостями гидродвигателя, полости Б и В – с напорной или сливной гидролинией (через гидрораспределитель).

При отсутствии подвода и отвода рабочей жидкости к полостям Б и В поршень 4 с толкателями под действием усилий пружин находится в среднем положении. При этом клапаны 2 и 6 под действием давления жидкости в полостях А и Г закрыты, и полости А и Г гидрозамка и рабочие полости гидродвигателя заперты. При соединении полости Б гидрозамка с напорной гидролинией, а полости В со сливной поршень 4 смещается вправо с толкателем 5 открывает клапан 6. Клапан 2 при этом работает в режиме обратного клапана (пропускает жидкость только из полости Б в полость А), а клапан 6 – в режиме клапанного распределителя (соединяет полости Г и В).

При соединении полости В с напорной гидролинией, а полости Б со сливной гидролинией гидрозамок работает аналогично, но в обратном направлении.

 

Рис. 3.29. Двухсторонний гидрозамок:

а) схема: 1 – корпус; 2,6 – шарик; 3,5 – толкатель; 4  - поршень;

б ) условное обозначение

 

Обычно гидрозамки устанавливают между гидрораспределителем и гидроцилиндром для надежной фиксации и предотвращения самопроизвольного движения рабочих органов машины из-за перетечек рабочей жидкости в гидрораспределителе.

Имеются два конструктивных исполнения гидрозамков: односторонний гидрозамок – с одним запорно-регулирующим элементом и двусторонний гидрозамок – с двумя запорно-регулирующими элементами. Гидрозамки включают в себя обратные клапаны и цилиндры управления для принудительного открытия гидрозамков.

Односторонние гидрозамки перекрывают одну гидролинию, а двусторонние – обе гидролинии, идущие от гидрораспределителя к гидроцилиндру.

В гидросистемах мобильных машин наибольшее применение получили односторонние гидрозамки с условным проходом 16, 20, 25 и 32 мм.

Типовые схемы применения гидрозамков приведены на рис. 3.30. Односторонние гидрозамки перекрывают одну гидролинию, например, гидролинию поршневой полости гидроцилиндра Ц (см. рис. 3.30,а), или гидролинии штоковых полостей гидроцилиндров Ц1 и Ц2 (см. рис. 3.30,б).

 

Рис. 3.30. Типовые схемы применения гидрозамков:

а, б, в – одностороннего; г – двустороннего

 

Гидрозамки ЗМ1 и ЗМ2 (см. рис 3.30,в) установлены на поршневых полостях гидроцилиндров Ц1 и Ц2. Двусторонние гидрозамки защищают две гидролинии (см. рис. 3.30,г).