Объяснение типов гидравлических клапанов: выбор давления, расхода, направления и запирания

Когда гидравлический пресс внезапно не может достичь заданного рабочего давления, основной причиной неисправности редко является насос. Предохранительный клапан, открывающийся на несколько бар раньше, изношенный направляющий золотник, протекающий по контактам, или седло обратного клапана, удерживающее мелкие частицы, — все это вызовет один и тот же симптом: давление возрастает до 170 бар вместо 250 бар. Самый быстрый способ диагностировать и решить эту проблему — точно знать, с каким семейством гидравлических клапанов вы имеете дело.

Гидравлические клапаны делятся на четыре функциональных семейства: контроль давления , контроль потока , контроль направления и проверь или отключи . У каждого семейства своя роль, набор типов конструкции и свои виды отказов. Если вы выбираете клапан в первую очередь по функции, а затем по размеру, материалу и приводу, то почти любую проблему с гидравлической цепью станет легче предотвратить, диагностировать и отремонтировать.

Что такое гидравлический клапан и как он работает?

Гидравлический клапан — это механический компонент, который контролирует давление, скорость потока или направление гидравлической жидкости в контуре. Он расположен между насосом, баком и приводом и решает, куда пойдет масло, с какой скоростью оно движется и под каким давлением подается.

Большинство гидравлических клапанов используют один из двух принципов работы. Тарельчатые клапаны закрыть проход, прижав конический или сферический элемент к точно обработанному седлу; когда элемент поднимается, масло течет мимо. Золотниковые клапаны вставьте прецизионно отшлифованный цилиндр внутрь втулки; площадки и канавки на катушке соединяют или блокируют отверстия при смещении катушки. Тарелки обеспечивают герметичное уплотнение, но обычно соединяют только одно входное отверстие с одним выходным отверстием. Золотники соединяют несколько портов в одном компактном корпусе, но всегда допускают небольшую внутреннюю утечку, что имеет значение, когда работа выдерживает нагрузку с течением времени.

Каждый клапан также использует дросселирование для регулирования. Когда клапан частично открыт, проходное пространство сужается и на отверстии появляется перепад давления. Даже простое ограничение может ограничить поток; Задача проектирования состоит в том, чтобы поддерживать стабильный поток при изменении давления нагрузки.

Четыре основных семейства гидравлических клапанов

Прежде чем выбрать какой-либо клапан, необходимо знать, к какому семейству он принадлежит. Таблица ниже является отправной точкой для выполнения любых задач по выбору, диагностике или замене.

Клапаны регулирования давления: защита и настройка усилия

Клапаны регулирования давления защищают контур от избыточного давления и определяют максимальную силу, которую может создать привод. Они работают путем сравнения гидравлической силы с силой пружины или управляющим давлением и всегда настраиваются на определенное значение давления.

Предохранительные клапаны

Предохранительный клапан обычно закрыт. Когда давление достигает заданного значения, он открывается и перепускает масло в бак. Это последняя линия защиты насоса и каждого компонента давления. Обычной практикой является установка предохранительного клапана примерно на 5–10 процентов выше максимального рабочего давления контура; например, 260 бар в системе, работающей при 250 бар. Предохранительные клапаны прямого действия реагируют быстро, в то время как предохранительные клапаны с пилотным управлением остаются более стабильными при больших перепускных расходах.

Редукционные клапаны давления

Редукционный клапан давления обычно открыт. Он измеряет давление на выходе и дросселирует поток до тех пор, пока это давление не станет равным заданному значению, что защищает чувствительные компоненты, такие как органы управления пилотом, тормоза и зажимные цепи. Поскольку клапан пропускает поток непрерывно, он должен быть рассчитан на расход вторичного контура. Большинство производителей клапанов рекомендуют устанавливать выходное давление на 10–15 бар выше давления, фактически необходимого потребляющему устройству, чтобы колебания подачи не нарушали контролируемую ветвь.

Клапаны последовательности

Клапан последовательности обычно закрыт и открывается, когда входное давление достигает заданного значения. Он питает вторичный контур только после того, как первичное действие создаст достаточное давление. Типичным примером является зажимной цилиндр, который должен захватывать заготовку перед продвижением сверлильного цилиндра; Клапан последовательности настроен примерно на 80 процентов от основного давления сброса, поэтому в первую очередь всегда доступна сила зажима. Помните, что клапаны последовательности имеют гистерезис: они открываются при одном давлении, но закрываются при заметно более низком.

Противовесные клапаны

Уравновешивающий клапан поддерживает противодавление на обратной стороне вертикального цилиндра, поэтому подвешенный груз не может упасть под действием собственного веса. Он выдерживает нагрузку даже в случае разрыва линии. Типы с пилотным управлением открываются под давлением в системе и используют соотношение пилотов, например 3:1 или 4,5:1; они являются стандартным решением для обеспечения плавного движения гидравлического цилиндра при обгонной или отрицательной нагрузке.

Клапаны регулирования расхода: скорость и дозирование

Клапаны регулирования расхода регулируют скорость цилиндров и гидромоторов. Правило, которое следует запомнить, заключается в том, что поток через отверстие зависит от разницы давлений на нем, поэтому, если давление нагрузки изменится, простой дроссель не будет поддерживать скорость.

Дроссельные клапаны

Дроссельный клапан – это простейший ограничитель потока. Он недорогой и работает разумно, когда нагрузка почти постоянна. Однако при подаче станка, где сила резания меняется, простой дроссель позволяет снизить скорость по мере увеличения нагрузки.

Клапаны регулирования расхода с компенсацией давления

Клапан регулирования расхода с компенсацией давления дополнен золотником-компенсатором, который поддерживает постоянным перепад давления на измерительном отверстии. Опубликованные технические данные крупнейших производителей клапанов показывают стабильность потока в пределах примерно 3–5 процентов в пределах расчетного диапазона давления. Это правильный выбор для обеспечения стабильной подачи в станках, устройствах подачи прессов и приводах конвейеров.

Игольчатые клапаны для точного дозирования

В игольчатом клапане используется шток с мелкой резьбой и коническим острием для очень точной регулировки площади отверстия. Такие клапаны часто используются в гидравлических испытательных стендах, линиях манометров, пилотных контурах и измерительных устройствах. Код продукта напрямую указывает номинальные характеристики: суффикс 320P означает номинальное рабочее давление 320 бар, а 400P означает 400 бар. Для точной регулировки расхода в гидравлическом контуре из нержавеющей стали дозирующий игольчатый клапан высокого давления из нержавеющей стали Обеспечивает регулирование и отключение в одном компактном корпусе.

Оптовая торговля J23W-400P шаровой клапан из нержавеющей стали 304, игольчатый клапан (высокотемпературный Yancheng Yanye Hydraulic Parts Co., Ltd - это китайский шаровой клапан из нержавеющей стали J23W-400P из нержавеющей стали 304, игольчатый клапан (высокотемпературный и высокотемпературный... Посмотреть продукт →

Делители потока

Делитель потока разделяет один входной поток на два почти равных выходных потока. Это практичный способ синхронизации двух цилиндров без второго контура управления. Точность делителей зубчатого типа обычно составляет несколько процентов, в зависимости от разницы нагрузки между двумя ветвями.

Два положения установки имеют значение для управления потоком. метр-дюйм контролирует поток питания и подходит для резистивных нагрузок. Выход счетчика контролирует обратный поток и подходит для обгонных нагрузок, таких как вертикальные цилиндры, поскольку предотвращает унос груза под собственным весом.

Распределительные клапаны: пуск, остановка и реверс

Гидрораспределители запускают, останавливают и изменяют направление движения цилиндров и двигателей. Они также выбирают путь масла в контуре.

Пути и позиции

Код 4/3 гласит: «четыре порта, три позиции». Первая цифра — количество рабочих портов; второй — количество позиций золотника. Клапан 2/2 представляет собой простой двухпозиционный клапан, клапан 3/2 обслуживает цилиндры одностороннего действия, а клапан 4/3 с подпружиненным золотником направляет оба порта цилиндра в бак в среднем положении, что останавливает цилиндр и позволяет ему отдохнуть без создания давления.

Конструкция золотника и тарельчатого клапана

Золотниковый клапан компактен, может объединять множество путей потока и легко перемещается под действием силы соленоида, но не может полностью герметично закрываться; небольшая утечка проходит по землям под высоким давлением. Тарельчатый клапан герметично закрывается, поэтому конструкции тарельчатого и обратного клапана с пилотным управлением используются для удержания зажатых грузов в течение ночи. Цена представляет собой большее тело и обычно один путь потока для каждого элемента.

Безопасное положение

Активация определяет, что произойдет, когда питание исчезнет. Электромагнитный клапан с пружинным возвратом возвращается в обесточенное положение, которое может быть нормально открытым или нормально закрытым в зависимости от модели. Клапан 4/3 с пружинным центрированием — безопасный выбор для пресса: при отключении питания цилиндр останавливается на месте, а не выдвигается или втягивается без контроля.

Обратные клапаны и запорные клапаны

Обратные и запорные клапаны не являются регулируемыми регуляторами; это устройства безопасности и технического обслуживания. Они либо позволяют маслу течь в одном направлении, либо полностью изолируют часть контура.

Обратные клапаны

Обратный клапан пропускает поток в одном направлении и блокирует его в обратном. Давление срабатывания — это небольшое давление, необходимое для открытия седла, обычно от 0,3 до 5 бар в зависимости от пружины. В гидравлических контурах обратные клапаны удерживают насос от обратного вращения, поддерживают заполнение системы и изолируют ответвления. Для удержания тяжелого баллона необходим обратный клапан с пилотным управлением, поскольку стандартный обратный клапан открывается при небольшом обратном давлении. А Прямоточный сварной обратный клапан высокого давления из нержавеющей стали является типичным выбором для постоянных гидравлических линий, которые не должны протекать обратно.

Оптовый обратный клапан из нержавеющей стали, прямоточный сварной клапан высокого давления Che Yancheng Yanye Hydraulic Parts Co., Ltd - это китайский обратный клапан из нержавеющей стали, прямой сварной обратный клапан высокого давления, Z ... Посмотреть продукт →

Шаровые краны

Шаровые краны представляют собой четвертьоборотные запорные краны. Поворот ручки на девяносто градусов переводит клапан из полностью открытого состояния в полностью закрытое, что делает его идеальным для быстрой изоляции напорной линии перед техническим обслуживанием. Например, в серии KHB/YJZQ используются внутренняя или внешняя резьба и сварные соединения, и они доступны из нержавеющей стали 304, нержавеющей стали 316L или углеродистой стали. Если вам необходимо более подробно разобраться в размерах портов, материалах седла и номинальном давлении, наш Руководство покупателя гидравлического шарового крана проходит через каждую точку выбора. В качестве одного из практических примеров можно привести Гидравлический шаровой кран высокого давления серии KHB/YJZQ охватывает резьбовой и сварной монтаж в едином корпусе.

Оптовая продажа KHB гидравлический шаровой кран высокого давления YJZQ с внутренней/внешней резьбой W Yancheng Yanye Hydraulic Parts Co., Ltd - это изготовленный на заказ китайский гидравлический шаровой клапан высокого давления KHB YJZQ с внутренней/внешней резьбой, сварной шаровой ... Посмотреть продукт →

Никогда не используйте шаровой кран для регулирования потока. Частично открытый шар подвергает уплотняющие поверхности воздействию высокоскоростного масла, которое разрушает седло и шар и нарушает уплотнительную функцию клапана. Для регулирования используйте дроссель, иглу или компенсационный регулятор расхода, а шаровой кран используйте как чистое устройство открытия-закрытия.

Задвижки, шаровые и поворотные клапаны

Задвижки обеспечивают почти неограниченный полнопроходной путь и часто встречаются на крупных трубопроводах, но работают медленно. Проходные клапаны предназначены для дросселирования за счет более высокого перепада давления. Поворотные затворы компактны и легки для трубопроводов воды или масла большого диаметра с низким давлением. Для гидравлических систем шаровые краны остаются предпочтительным выбором изоляции, поскольку они сочетают в себе высокое давление, четкое открытое или закрытое положение и герметичное уплотнение.

Варианты срабатывания и как они меняют поведение клапана

Один и тот же корпус клапана может вести себя по-разному в зависимости от способа его срабатывания. Выбор срабатывания влияет на время отклика, отказоустойчивость, стоимость установки и точность управления.

Как выбрать правильный гидравлический клапан: прямой контрольный список

Если вам необходимо заказать или заменить гидравлический клапан, выполните этот контрольный список по порядку. Это предотвращает три наиболее распространенные ошибки на местах: неправильное номинальное давление, неправильную резьбу порта и неправильный класс утечки.

1. Номинальное давление. Номинал клапана должен быть равен или превышать настройку предохранительного клапана контура. Обычный запас составляет от 20 до 30 процентов выше номинального рабочего давления.
2. Расход и падение давления. Сравните расход клапана с производительностью насоса и требуемой скоростью привода. Слишком маленький клапан означает чрезмерное падение давления, нагрев масла и потерю скорости.
3. Размер порта и стандарт резьбы. G (BSPP), BSPT, NPT, втулка с уплотнительным кольцом SAE и фланцевые соединения SAE несовместимы. Одна неправильная резьба приведет к видимой утечке и может повредить оба фитинга.
4. Совместимость жидкостей. Минеральное масло безопасно для уплотнений из NBR; для жидкостей на основе эфиров фосфорной кислоты требуются уплотнения из FKM или PTFE; Перед заказом требуется подтверждение совместимости уплотнений с водно-гликолевой смесью.
5. Класс утечки. Если цилиндр должен сохранять свое положение в течение долгого времени, выберите тарельчатый или обратный клапан с пилотным управлением. Для общей реверсивной схемы золотниковый клапан является нормальным и экономичным выбором.
6. Активация и безопасное положение. Руководство для технологических линий, соленоид для автоматизации ПЛК, гидравлический пилот для очень больших потоков. Всегда определяйте положение, в котором энергия срабатывания исчезает.
7. Стиль крепления. Линейные клапаны просты, но тяжелы; Монтаж на монтажной плите и коллекторе обеспечивает более чистое обслуживание, меньшее количество точек утечек и более компактную компоновку.

В качестве контрольной точки на стороне отключения гидравлических контуров Основные преимущества шаровых кранов высокого давления объясните, почему это семейство преобладает в изоляции в гидравлических и газовых линиях.

Материалы, номинальное давление и стандарты соединений

Выбор материала влияет на коррозионную стойкость, стоимость и срок службы. Уплотнительный материал имеет такое же значение при высоком давлении, поскольку затвердевшее или несовместимое уплотнение протечет задолго до того, как металлический корпус выйдет из строя.

Суффикс на модели клапана указывает его номинал: 320P и 400P обозначают номинальное рабочее давление 320 бар и 400 бар соответственно. Клапаны из нержавеющей стали с резьбой обычно охватывают этот диапазон. Для больших расходов фланцевые шаровые краны SAE справляются с большим расходом при высоком давлении благодаря соединению, устойчивому к вибрации и многократной разборке.

Общие стандарты гидравлического соединения включают:

• G (BSPP): параллельная резьба, уплотненная шайбой или уплотнительным кольцом, распространенная в гидравлических системах Европы и Азии.
• BSPT: коническая трубная резьба с уплотнением по боковой поверхности резьбы.
• NPT: коническая резьба, используемая в основном в Северной Америке.
• Втулка с уплотнительным кольцом SAE (ORB): гидравлическое соединение с нулевой утечкой, с прямой резьбой и уплотнительным кольцом.
• Сварка или раструбная сварка: постоянное соединение для линий высокого давления, подверженных вибрации.
• Фланец SAE: фланец на болтах для линий с высоким расходом и высоким давлением.

Техническое обслуживание и диагностика неисправностей

Гидравлический клапан редко выходит из строя сам по себе. Грязь, тепло, кавитация и неправильные настройки являются причиной большинства сбоев, а регулярные проверки обеспечивают предсказуемость работы схемы.

Ежегодное техническое обслуживание системы гидравлических клапанов должно включать:

1. Повторно откалибруйте каждый предохранительный и редукционный клапан по калиброванному манометру.
2. Проведите испытание на падение давления на каждом клапане удержания нагрузки и уравновешивающем клапане.
3. Осмотрите уплотнения и замените затвердевший или потрескавшийся NBR.
4. Промойте контур и замените фильтры в случае любого внутреннего отказа клапана.
5. Затягивайте резьбовые соединения с моментом затяжки, указанным в паспорте клапана, а не на ощупь.

Часто задаваемые вопросы о гидравлических клапанах

Какой гидравлический клапан управляет направлением движения цилиндра? Направляющий распределительный клапан, обычно золотниковый клапан, позиционируемый рычагом, соленоидом или гидравлическим пилотом. Для цилиндра двойного действия стандартным выбором является клапан 4/3 с подпружиненным золотником.

В чем разница между предохранительным клапаном и редукционным клапаном? Предохранительный клапан обычно закрыт и ограничивает максимальное давление в контуре. Редукционный клапан нормально открыт и удерживает давление на выходе на более низком заданном значении. Они не являются взаимозаменяемыми.

Может ли гидравлический шаровой клапан регулировать поток? Нет. Шаровой кран является запорным клапаном. Частичное открытие приводит к разрушению шара и седла и нарушению функции уплотнения. Для регулирования используйте дроссель, иглу или клапан регулирования расхода с компенсацией давления.

Что означает маркировка 320P или 400P на клапане? Число означает номинальное рабочее давление в барах: 320P соответствует 320 бар, а 400P — 400 бар. Буква P — это обозначение класса давления, используемое в этом семействе клапанов.

Когда следует использовать нержавеющую сталь 316L вместо 304? 316L содержит молибден, который обеспечивает лучшую устойчивость к хлоридам, соленой воде и агрессивным химикатам. Если среда прибрежная или жидкость агрессивна, более безопасным выбором будет 316L.

Почему мой цилиндр дрейфует, когда насос выключен? Потому что золотниковый клапан имеет внутреннюю утечку или стандартный обратный клапан открывается под остаточным давлением. Для удержания нагрузки используйте обратный клапан с пилотным управлением или тарельчатый запорный элемент.

С чего начать, если вам нужен гидравлический клапан

Любая проблема с гидравлическим контуром начинается и заканчивается клапаном. Сопоставьте номинальное давление, выберите правильное функциональное семейство и подтвердите стандарт порта, и вы устраните большинство неисправностей еще до установки клапана.

Компания Yancheng Yanye Hydraulic Parts Co., Ltd. производит шаровые краны высокого давления, игольчатые и запорные клапаны, обратные клапаны и хомуты для труб, используемые в гидравлических, газовых и нефтехимических системах. Если вам нужен компонент для определенного номинального давления и стандарта соединения, начните с наш полный ассортимент шаровых кранов высокого давления, обратных клапанов и хомутов для гидравлических труб .