Встречается множество недоразумений в отношении редукционных клапанов и регуляторов давления в гидравлических системах. Эта путаница во многом связана с номенклатурой, а отчасти с условными обозначениями, не всегда понятными интуитивно. Очевидно, сами клапаны довольно просты в устройстве. В пневматической системе клапан называется регулятором. В гидравлической системе он называется редукционным клапаном – символы на схемах очень схожи, так как их функции одинаковы, а отличие находится только в среде.
На рисунке слева показаны рядом два схожих символа. Как и в большинстве систем управления давлением гидравлической энергии, регулятор и редукционный клапан визуально характеризуются одним квадратом с одной стрелкой, нарисованной внутри. Мы можем видеть, что единственное различие между ними состоит в том, что в редукционном клапане стрелка залита цветом, а в регуляторе имеется только контур стрелки. Это необходимо для того, чтобы проиллюстрировать, что регулятор предназначен для регулирования давления в газовой среде, в то время как редукционный клапан предназначен для работы с гидравлической жидкостью.
Оба этих клапана обычно находятся в открытом положении, что обозначается стрелкой, соединяющей впускное и выпускное отверстия. В нижней части символа имеется зубчатая линия, обозначающая пружину. Если пружина регулируемая, то поперек нее будет отображена диагональная стрелка. При отслеживании потока на схеме – функция пружины рассматривается, как толкающая золотник вверх и удерживающая клапан в открытом положении. Для того, чтобы понизить давление, клапан закрываться до некоторой степени.
Обратите внимание на пилотную линию. Давление в системе измеряется после клапана и толкает его золотник вниз в противодействие пружине, частично закрывая клапан. Когда две силы уравновешиваются, то есть натяжение пружины снизу и давление воздуха или РГЖ сверху – достигается баланс и давление снижается.
Воздушный клапан называется регулятором, но даже несмотря на то, что название предполагает его функцию увеличения или уменьшения давления, как и редукционный клапан, он может только понижать давление. В пневматической системе регулятор является основным регулятором давления. Компрессор определяет максимальное давление, а регулятор снижает давление до безопасного и заданного уровня, открываясь и закрываясь по мере необходимости для поддержания стабильного заданного давления. Хотя в системе могут присутствовать также и вторичные регуляторы для дальнейшего понижения давления в ответвленных контурах, как показано на схеме слева, всегда будет присутствовать первичный регулятор для стабилизации и установки давления в основном контуре системы. В гидравлической системе редукционные клапаны используются для понижения давления в контурах системы, которые работают при меньшем давлении, нежели максимальное давление в системе. Это продлевает срок службы контуров низкого давления и экономит энергию.
Несмотря на то, что зачастую на схемах это не отображается, большинство пневматических регуляторов относится к разгрузочному типу. Преимущество этого типа регулятора заключается в том, что он не только снижает давление в системе, но также позволяет выйти избыточному давлению. При использовании регулятора без сброса давления в контуре могут возникнуть избытки воздуха, что не позволит клапану снизить давление. В разгрузочном типе клапанов – если давление на выходе превышает натяжение пружины клапана, открывается отверстие сброса, что выпускает захваченный воздух. Тип клапанов без сброса давления обычно встречается только в системах, использующих газы, которые либо слишком токсичны, либо слишком дороги для выброса в атмосферу.
Соответствующий гидравлический клапан называется редукционным клапаном сброса давления
Редукционный предохранительный клапан используется в гидравлических контурах, где важно, чтобы давление на выходе никогда не превышало настройку пружины, но противодействующие силы могли бы действовать в противовес ей. Они довольно распространены, например, в бумагоделательных машинах, где необходимо поддерживать точное усилие, даже если присутствует какой-то недостаток (дефект), заставляющий цилиндр незначительно втягиваться. Давление на короткое время увеличивается за клапаном, заставляя его переключаться в режим сброса, когда величина давления превышает примерно на 3-5% от силы натяжения (упругости) пружины. С помощью рисунка слева представим, что давление после гидравлического клапана поддерживается за счет натяжения пружины клапана, но обратная сила, превышающая давление, на короткое время заставляет клапан переключаться в режим разгрузки. В случае же воздушного регулятора – золотник проталкивается вниз, проходя выпускное отверстие – воздух немедленно выпускается в атмосферу. В клапане сброса гидравлического давления повышенное давление в пилотной линии провоцирует сброс излишней гидравлической жидкости в бак.
Другой особенностью редукционного гидравлического клапана и редукционного клапана сброса давления является внешняя дренажная линия, как показано на рисунке слева. Эта дренажная линия необходима во всех гидравлических редукционных клапанах для того, чтобы масло, идущее в обход внутреннего золотника, сливалось в бак. Когда давление на выходе редукционного клапана ниже входного давления – масло сливается. Если внешняя линия бака окажется закупоренной, то золотник клапана не сможет свободно перемещаться и давление не будет контролироваться. Каждый раз при замене клапана необходимо проверять сливную линию, чтобы убедиться в ее проходимости.
Редукционные клапаны часто заменяются без надобности из-за закупорки дренажной линии. Новый клапан будет работать в течение короткого периода времени, пока масло не соберется в клапане и не заблокирует его смещение.
На рисунке слева регуляторы давления предназначены для работы только в одном направлении. Если они установлены в линии, где поток может протекать в любом направлении, должен иметь место перепускной обратный клапан для свободного потока жидкости в обратном направлении, как показано на рисунке. При устранении неисправностей клапана обязательно проверьте обратный клапан (если он имеется) на наличие мусора. Обычно, когда обратные клапаны выходят из строя, они не открываются.
Если обратный клапан заклинивает в открытом положении, редукционный клапан не сможет контролировать давление
Читайте также:
– Клапаны предохранительные, редукционные, разгрузки и подпора