Subiecte:
- Supapă de reținere cu arc
- Supapă de siguranță cu acțiune directă, cu arc
- Calculați supapa de suprapresiune necesară pentru presiunea arcului
- Supapă de presiune indirectă
- Supapa reductoare
- Supapă de secvență
Supapă de reținere cu arc:
O supapă de limitare a presiunii protejează circuitul hidraulic împotriva presiunii excesive. O supapă de limitare a presiunii se mai numește și supapă de limitare a presiunii sau supapă de siguranță. Fără această supapă, presiunea din sistem ar putea crește prea mult, provocând scurgeri de etanșare sau defectarea componentelor.
Cea mai simplă variantă de realizare este supapa de reținere cu arc, care este prezentată în figura următoare. Pompa de ulei cu filtru și sistem de protecție a unui motor cu ardere este folosită ca exemplu. Pompa de ulei este antrenată de arborele cotit. Odată ce presiunea uleiului depășește presiunea arcului de pe bila supapei de reținere, se creează o deschidere și uleiul curge înapoi în rezervor. Acest tip de protecție la presiune se găsește în sistemele de lubrifiere unde presiunea maximă a uleiului nu poate depăși aproximativ 5 bar.
Pe lângă supapa de reținere cu arc, întâlnim adesea și supape de reducere a presiunii directe și indirecte în sistemul hidraulic.
Supapă de siguranță cu acțiune directă, cu arc:
Supapa de reținere cu acțiune directă este foarte similară cu supapa de reținere cu arc de mai sus. Cu toate acestea, diferențele și avantajele supapei de limitare a presiunii cu acțiune directă sunt:
- o construcție relativ simplă și ieftină;
- răspuns rapid la supratensiunile și fluctuațiile din sistem;
- supapele cu scaun etanșează fără scurgeri.
Cele două imagini de mai jos prezintă schemele cu o supapă de retur cu arc cu simbolul (stânga) și un desen al componentei (dreapta).
Supapa de limitare a presiunii este închisă standard cu un arc; nu este posibilă trecerea lichidului. În diagramă vedem arcul cu o săgeată în el: aceasta înseamnă că arcul este reglabil manual. În imaginea din dreapta vedem șurubul cu care se poate tensiona arcul. Cu cât șurubul este înșurubat mai mult, cu atât presiunea de deschidere devine mai mare.
Când presiunea fluidului a atins presiunea stabilită, acesta împinge pistonul conic spre interior împotriva forței arcului. Se creează o deschidere prin care lichidul poate curge direct în retur. Presiunea pe partea pompei (linia roșie) nu crește în continuare.
Dezavantajul supapei de reducere a presiunii cu acțiune directă este că există întotdeauna scurgeri interne.
Calculați supapa de limitare a presiunii forța arcului necesară:
Următorul calcul oferă o perspectivă asupra câtă forță a arcului este necesară pentru a menține supapa închisă la o anumită presiune. Utilizăm următoarele date:
- presiunea de reglat (p) = 10 bar (echivalează cu 1.000.000 Pa);
- trecerea supapei = 25 mm.
Forța pe care trebuie să o furnizeze arcul este destul de mare. La presiuni mai mari este necesară o construcție grea cu arc.
O alternativă este o supapă de limitare a presiunii indirectă sau o supapă de limitare a presiunii acţionată cu pilot.
Supapa de limitare a presiunii indirecte:
Paragraful anterior arată că forța arcului pentru o supapă de suprapresiune directă nu trebuie să fie mai mică de 491 N pentru a menține supapa închisă la o presiune de 10 bar.
Acest lucru face ca supapa de limitare a presiunii directe să nu fie adecvată pentru sistemele hidraulice care funcționează la presiuni mai mari (>100 bar) și un debit volumic mare. Pentru a evita construcțiile grele cu arc, sistemele cu presiuni mari de funcționare folosesc o supapă de limitare a presiunii indirecte. În supapa de reducere a presiunii indirecte, există o presiune a fluidului pe ambele părți ale supapei principale, astfel încât arcul să fie mai mic. Cele trei imagini de mai jos arată principiul schematic al acestui tip de supapă de reglare a presiunii. Supapa de limitare a presiunii indirecte conține două supape, fiecare dintre ele închisă în poziție de repaus cu propriul arc:
- supapă pilot;
- supapa principală.
Presiunea sistemului de la hidropompa este conectată direct la partea inferioară a supapei de reglare a presiunii și ajunge la supapa pilot (1) printr-o restricție în conducta de alimentare și supapa principală (2). Atâta timp cât presiunea sistemului nu depășește presiunea setată cu supapa pilot, ambele supape rămân închise (imaginea A). Când presiunea crește prea mare, de exemplu când cilindrul și-a atins capătul de capăt, presiunea fluidului împinge supapa de control (1) spre interior împotriva presiunii arcului (imaginea B). Uleiul curge acum prin clapeta de accelerație și supapa de control deschisă, prin canalul de retur către rezervor.
Reglajul provoacă o diferență de presiune pe valva principală chiar și de la un debit de volum scăzut. Această diferență de presiune face ca supapa principală să se deschidă împotriva forței arcului (imaginea C). În acest fel, întreaga ieșire a pompei poate fi descărcată în rezervor prin supapa principală.
Supapa reductoare:
Sarcina supapei reductoare este de a reduce presiunea în sistemul hidraulic sau numai într-o parte a sistemului la o valoare dorită și de a o menține constantă.
Următoarea diagramă prezintă simbolul supapei de reducere a presiunii în linia de presiune dintre supapa de control și cilindru. Simbolul este oarecum similar cu cel al supapei de limitare a presiunii.
Supapa reducătoare permite trecerea presiunii fluidului atâta timp cât presiunea nu atinge valoarea setată. Astfel, cilindrul poate fi controlat fără probleme.
La atingerea presiunii setate, supapa de reducere a presiunii oprește alimentarea și menține inițial presiunea constantă. Dacă presiunea pe partea cilindrului crește și mai mult, supapa reduce (reduce) această presiune prin descărcarea ei în retur.
Cele trei diagrame de mai jos arată funcționarea de principiu a supapei reductoare în trei situații. Pentru comoditate, este prezentată doar o parte a diagramei: hidropompa, supapa de limitare a presiunii etc. sunt omise din cauza dimensiunii. Tija pistonului din Fig. B și C a fost, de asemenea, scurtată din cauza dimensiunii imaginii.
- A. Supapa de reducere a presiunii este în repaus. Lichidul din pompa hidraulică curge neîncetat către racordul A al cilindrului;
- B. Pistonul din cilindru a ajuns la opritorul final. Presiunea din conducta de alimentare crește. Pistonul de comandă din supapa reducătoare oprește alimentarea de la supapa de control către cilindru. Presiunea din cilindru se mentine constanta (galben);
- C. Pe măsură ce sarcina la capătul tijei pistonului crește, aceasta va afecta presiunea fluidului în cilindru. Pistonul de control se deplasează și mai mult în sus datorită creșterii presiunii în partea inferioară. Aceasta deschide canalul de retur și permite fluidului să curgă din cilindru în rezervor.
După ce presiunea fluidului a scăzut, procesul are loc invers: la o cădere de presiune, pistonul închide canalul de retur și menține presiunea constantă, după care pistonul se deplasează mai în jos și are loc o altă creștere a presiunii. Presiunea la care trebuie să funcționeze reductorul poate fi reglată manual prin rotirea șurubului mai mult înăuntru sau în afară.
Supapă de secvență:
Cu o supapă de secvență, de exemplu, doi cilindri pot fi controlați într-o secvență dorită de producător. Ordinea depunerii nu poate fi controlată în timpul funcționării; cel mai ușor cilindru încărcat se va mișca primul.
În imaginea de mai jos, cilindrul din stânga va fi scos primul. De îndată ce a atins oprirea finală, presiunea din conducta roșie de alimentare crește. Supapa de secvență se deschide la o anumită presiune prestabilită. Odată ce forța arcului din supapa de secvență este depășită, fluidul curge către cilindrul drept, după care va fi pus în mișcare. O supapă de secvență este în esență o supapă de limitare a presiunii cu o supapă de reținere încorporată. Supapa de reținere se deschide atunci când supapa de control comută alimentarea la conexiunea B a cilindrului și returul la A.
Pagina înrudită:
