Předměty:
- Zpětný ventil s pružinou
- Přímočinný pojistný ventil s pružinou
- Vypočítejte požadovaný přetlakový ventil s tlakem pružiny
- Nepřímý přetlakový ventil
- Redukční ventil
- Sekvenční ventil
Zpětný ventil s pružinou:
Přetlakový ventil chrání hydraulický okruh před nadměrným tlakem. Přetlakový ventil se také nazývá tlakový omezovací ventil nebo pojistný ventil. Bez tohoto ventilu by tlak v systému mohl stoupnout příliš vysoko, což by způsobilo netěsnost těsnění nebo selhání součástí.
Nejjednodušším provedením je zpětný ventil s pružinou, který je znázorněn na následujícím obrázku. Jako příklad je použito olejové čerpadlo s filtrem a ochranným systémem spalovacího motoru. Olejové čerpadlo je poháněno klikovým hřídelem. Jakmile tlak oleje překoná tlak pružiny na kouli zpětného ventilu, vytvoří se otvor a olej proudí zpět do zásobníku. Tento typ tlakové ochrany se nachází v mazacích systémech, kde maximální tlak oleje nesmí překročit přibližně 5 bar.
Kromě zpětného ventilu s pružinou se v hydraulice často setkáváme také s přímými a nepřímými přetlakovými ventily.
Přímo působící, pružinový pojistný ventil:
Přímo působící zpětný ventil je velmi podobný výše uvedenému pružinovému zpětnému ventilu. Rozdíly a výhody přímočinného přetlakového ventilu jsou však:
- relativně jednoduchá a levná konstrukce;
- rychlá reakce na tlakové rázy a výkyvy v systému;
- sedlové ventily těsní bez úniku.
Dva obrázky níže ukazují schémata s pružinovým zpětným ventilem se symbolem (vlevo) a výkresem součásti (vpravo).
Přetlakový ventil je standardně uzavřen pružinou; není možný průchod kapaliny. Na obrázku vidíme pružinu se šipkou: to znamená, že pružina je ručně nastavitelná. Na obrázku vpravo vidíme šroub, kterým lze pružinu napnout. Čím více je šroub zašroubován, tím větší je otevírací tlak.
Když tlak kapaliny dosáhne nastaveného tlaku, zatlačí kuželový plunžr dovnitř proti síle pružiny. Vznikne otvor, kterým může kapalina proudit přímo do zpátečky. Tlak na straně čerpadla (červená čára) se dále nezvyšuje.
Nevýhodou přímočinného přetlakového ventilu je, že vždy dochází k vnitřní netěsnosti.
Vypočítejte požadovaný pojistný ventil síly pružiny:
Následující výpočet poskytuje přehled o tom, jak velká síla pružiny je potřebná k udržení ventilu uzavřeného při určitém tlaku. Používáme následující údaje:
- nastavovaný tlak (p) = 10 bar (rovná se 1.000.000 XNUMX XNUMX Pa);
- průchod ventilu = 25 mm.
Síla, kterou musí pružina dodat, je poměrně vysoká. Při vyšších tlacích je vyžadována těžká pružinová konstrukce.
Alternativou je nepřímý přetlakový ventil nebo pilotně ovládaný přetlakový ventil.
Nepřímý přetlakový ventil:
Předchozí odstavec ukazuje, že síla pružiny pro přímý přetlakový ventil nesmí být menší než 491 N, aby ventil zůstal uzavřený při tlaku 10 barů.
Z tohoto důvodu není přímý přetlakový ventil vhodný pro hydraulické systémy, které pracují s vyššími tlaky (>100 bar) a velkým objemovým průtokem. Aby se předešlo těžkým pružinovým konstrukcím, používají systémy s vysokými provozními tlaky nepřímý přetlakový ventil. V nepřímém přetlakovém ventilu je tlak kapaliny na obou stranách hlavního ventilu, takže pružinu lze zmenšit. Tři obrázky níže ukazují schematický princip tohoto typu tlakového regulačního ventilu. Nepřímý přetlakový ventil obsahuje dva ventily, z nichž každý je v klidové poloze uzavřen vlastní pružinou:
- pilotní ventil;
- hlavní ventil.
Systémový tlak z hydročerpadla je připojen přímo ke spodní části tlakového regulačního ventilu a dosahuje k řídicímu ventilu (1) přes omezení v přívodním potrubí a hlavním ventilu (2). Dokud tlak v systému nepřekročí tlak nastavený řídicím ventilem, zůstanou oba ventily zavřené (obrázek A). Když tlak stoupne příliš vysoko, například když válec dosáhl svého koncového dorazu, tlak kapaliny tlačí řídicí ventil (1) dovnitř proti tlaku pružiny (obrázek B). Olej nyní proudí přes škrticí klapku a otevřený regulační ventil zpětným kanálem do zásobníku.
Škrcení způsobuje tlakový rozdíl na hlavním ventilu i při nízkém objemovém průtoku. Tento tlakový rozdíl způsobí otevření hlavního ventilu proti síle pružiny (obrázek C). Tímto způsobem může být celý výkon čerpadla vypuštěn do zásobníku přes hlavní ventil.
Redukční ventil:
Úkolem redukčního ventilu je snížit tlak v hydraulickém systému nebo pouze v části systému na požadovanou hodnotu a udržovat jej konstantní.
Následující schéma znázorňuje symbol redukčního ventilu v tlakovém potrubí mezi regulačním ventilem a válcem. Symbol je poněkud podobný symbolu přetlakového ventilu.
Redukční ventil umožňuje průchod tlaku kapaliny tak dlouho, dokud tlak nedosáhne nastavené hodnoty. Válec tak lze bez problémů ovládat.
Po dosažení nastaveného tlaku redukční ventil uzavře přívod a zpočátku udržuje tlak konstantní. Pokud se tlak na straně válce dále zvyšuje, ventil tento tlak snižuje (snižuje) vypouštěním do zpátečky.
Tři níže uvedená schémata ukazují princip fungování redukčního ventilu ve třech situacích. Pro usnadnění je znázorněna pouze část schématu: hydročerpadlo, přetlakový ventil atd. jsou vynechány kvůli velikosti. Pístnice na obr. B a C byla také zkrácena kvůli velikosti obrázku.
- A. Redukční ventil je v klidu. Kapalina z hydraulického čerpadla proudí neztenčeně do přípojky A válce;
- B. Píst ve válci dosáhl koncového dorazu. Zvyšuje se tlak v přívodním potrubí. Řídicí plunžr v redukčním ventilu uzavírá přívod z řídicího ventilu do válce. Tlak ve válci je udržován konstantní (žlutý);
- C. Zvyšující se zatížení na konci pístnice ovlivní tlak kapaliny ve válci. Ovládací píst se v důsledku zvýšení tlaku ve spodní části pohybuje ještě více nahoru. Tím se otevře zpětný kanál a umožní tekutině proudit z válce do zásobníku.
Po poklesu tlaku kapaliny proces probíhá zpětně: při poklesu tlaku píst uzavře zpětný kanál a udržuje tlak konstantní, načež se píst posune dále dolů a dojde k dalšímu zvýšení tlaku. Tlak, při kterém by měl redukční ventil pracovat, lze ručně nastavit dalším otáčením šroubu dovnitř nebo ven.
Sekvenční ventil:
Se sekvenčním ventilem lze například ovládat dva válce v pořadí požadovaném výrobcem. Pořadí podání nelze během provozu kontrolovat; nejlehčí zatížený válec se bude pohybovat jako první.
Na obrázku níže se nejprve vysune levý válec. Jakmile dosáhne koncového dorazu, zvýší se tlak v červeném přívodním potrubí. Sekvenční ventil se otevře při určitém přednastaveném tlaku. Jakmile je síla pružiny v sekvenčním ventilu překonána, tekutina proudí do pravého válce, načež se uvede do pohybu. Sekvenční ventil je v podstatě přetlakový ventil se zabudovaným zpětným ventilem. Zpětný ventil se otevře, když řídicí ventil přepne napájení do přípojky B válce a zpětný tok do A.
Související stránka:
