Что такое гидравлический клапан и его принцип работы 

Вставной конический клапан, сокращенно вставной клапан, получил свое название благодаря способу монтажа. Его основные элементы соединяются с помощью вставной связи, а большинство из них используют коническую поверхность для герметизации и закрытия масла в системе. Этот клапан также называется логическим клапаном. Такой клапан не только удовлетворяет различные требования для выполнения действий стандартных гидравлических клапанов, но и имеет ряд преимуществ, таких как компактные размеры, малый вес, низкие потери мощности, высокая скорость срабатывания и легкость интеграции. Особенно он подходит для регулировки и управления в гидравлических системах с высоким давлением и большим потоком. Однако системы, составленные из вставных клапанов, могут подвергаться помехам, и при проектировании и анализе таких систем необходимо тщательно учитывать контролируемую гидравлическую схему. В настоящее время такие клапаны используются в металлургии, прокатке, ковке, пластиковой формовке и судостроении.

1.Структура и принцип работы

На рисунке показана структура вставного клапана и его функциональные символы. Он состоит из управляющей крышки, вставного основного клапана (состоящего из корпуса клапана, пружины, сердечника клапана и уплотнительных элементов), вставного блока и пилотного элемента (который размещается на управляющей крышке, но на рисунке не изображен). Вставной основной клапан подключается вставным способом, а сердечник клапана имеет коническую форму. В зависимости от необходимости, коническая часть сердечника может быть оснащена демпфирующими отверстиями или дроссельными треугольными канавками, а также может быть цилиндрической формы.

Крышка клапана закрывает основной вставной клапан в вставном блоке и соединяет пилотный клапан с основным клапаном. Управляя открытием и закрытием сердечника основного клапана, можно контролировать проход или блокировку основного масляного канала. Использование различных пилотных клапанов позволяет создать системы управления давлением, направлением потока или потоком, а также составлять комбинированные управления. Несколько различных клапанов с различными функциями могут быть собраны в одном или нескольких вставных блоках для создания гидравлической схемы.

С точки зрения принципа работы, вставной клапан функционирует как гидравлический обратный клапан. A и B — это масляные камеры, подключенные к двум основным масляным каналам, а C — это управляющая камера. Ac, Aa и Ab — это эффективные рабочие площади, которые контролируют давление в управляющей камере pc, в камере A (pa) и в камере B (pb), и при этом Ac = Aa + Ab. Изменяя величину давления в управляющей камере pc, можно контролировать открытие клапана. Например, если не учитывать гидродинамику и массу сердечника клапана, то при настройке давления pc таким образом, чтобы pa * Aa + pb * Ab > pc * Ac + Fs (где Fs — сила действия пружины 3), конический клапан 4 откроется, и камеры A и B будут соединены, что позволит маслу из камеры A попасть в камеру B, и наоборот. Но поскольку масло обычно подается из источника масла или масляной камеры, pc ≥ pa, а Ac = Aa + Ab, и обычно pa ≥ pb, то когда в управляющей камере есть масло, неравенство pa * Aa + pb * Ab > pc * Ac + Fs не будет выполнено, и конический клапан 4 не откроется. Только когда управляющая камера соединена с резервуаром для масла и pc = 0, клапан откроется, и камеры A и B будут соединены. Таким образом, действия открытия и закрытия клапана похожи на действия логического элемента, поэтому такие клапаны часто называют логическими клапанами.

Если B — это впускная камера, а A — выпускная, и если pb > pa, то если камера C соединена с резервуаром, клапан откроется, и давление масла из камеры B будет направлено в камеру A; если давление масла в камере C больше или равно давлению в камере B (pc ≥ pb), клапан закроется, и камеры B и A будут изолированы. Таким образом, вставной клапан выполняет функцию гидравлического однонаправленного клапана, открывая или закрывая масляный поток.