Что такое Гидравлический клапан?

Функция гидравлических регулирующих клапанов (также называемых гидравлическими клапанами) в гидравлических системах заключается в том, чтобы позволить гидравлическим приводам, таким как цилиндры и двигатели, достигать требуемого движения скорости, направления и крутящего момента силы. Как это достигается? Это достигается путем управления скоростью, давлением и направлением потока гидравлической жидкости в трубопроводах системы управления. Что ж, мы можем сказать, что гидравлические клапаны являются компонентами самых функциональных категорий, с самым широким спектром применения и являются наиболее активными компонентами в гидравлических системах. Зрелая конструкция и функциональная работа гидравлических систем во многом зависят от стабильного качества гидравлического клапана и соответствия функций. Так сколько же типов гидравлических клапанов существует?

Типы гидравлических клапанов 

Основная классификация:

Гидравлические клапаны в основном включают в себя направляющие регулирующие клапаны, клапаны регулирования давления и клапаны регулирования расхода.

1. Направляющие регулирующие клапаны：

К ним относятся обратные клапаны и направляющие клапаны. Обратные клапаны обеспечивают однонаправленный поток жидкости, в то время как направляющие клапаны управляют, например, электромагнитным клапаном, открытием и закрытием масляного контура и направлением потока масла путем изменения относительного положения между золотником и корпусом клапана.

2. Клапаны регулирования давления: 

Используемые для регулирования давления, они включают в себя предохранительные клапаны, клапаны последовательности, редукционные клапаны и т. д. Предохранительные клапаны используются для управления гидравлической системой с целью поддержания постоянного состояния при достижении установленного давления, в то время как клапаны последовательности используются для управления последовательностью давлений в гидравлической системе.

3. Клапаны регулирования расхода: 

Они используются для управления потоком, включая дроссельные клапаны, редукционные клапаны, регулирующие клапаны скорости, распределительные клапаны и т. д. 

Некоторые другие способы классификации гидравлических клапанов

По способу монтажа клапанов различают клапаны трубного монтажа, секционные клапаны, плиточные клапаны, сэндвич-клапаны и клапаны с резьбовым соединением (картриджные).

По типу управляющего сигнала его можно разделить на ручное, электрическое и жидкостное (пилотное) управление.

По принципу действия они делятся на переключающие клапаны, сервоклапаны, пропорциональные клапаны и логические клапаны.

По конструкции его можно разделить на золотниковый клапан, поворотный клапан, седельный клапан (шариковый и тарельчатый), струйный клапан и т. д.

Далее мы более подробно рассмотрим клапаны для монтажа на трубу, секционные клапаны, плитные клапаны, сэндвич-клапаны и клапаны с резьбовым соединением (картриджные).

Клапан для монтажа на трубу

Преимущество:

Трубные краны являются единственными независимыми и комплектными клапанами среди различных типов монтажных соединений, которые подключаются к трубной арматуре и трубопроводу и готовы к использованию без необходимости использования каких-либо других фитингов.

Недостаток:

С ростом сложности гидравлической системы слабые стороны этого типа установки становятся все более заметными:

1. Разбросанное расположение компонентов, большая площадь. 
2. Возможная утечка деталей.
3. Монтаж и демонтаж неудобны.

Секционный клапан

Один блок управления может управлять группой исполнительных механизмов — гидравлических цилиндров или двигателей. Расположив входное отверстие P и выходное отверстие T каждой детали в одном и том же положении, их можно сгруппировать вместе и использовать общие P и T.

Преимущество:

1. Гибкий, по желанию может быть добавлен элемент управления клапаном для управления приводом, 
2. Компактная структура.

Недостаток:

1. Существует вероятность утечки между деталями.
2. Так как трубопровод закреплен на корпусе клапана, то если вам нужно заменить часть клапана, вам придется разобрать всю клапанную группу и трубопровод, что еще более хлопотно.

Клапан пластинчатый

Масляный порт для подсоединения трубопровода выполнен не непосредственно на клапане, а на опорной плите, а клапан закреплен на опорной плите болтами, поэтому при замене клапана нет необходимости демонтировать трубопровод, что намного удобнее, чем у трубчатого и штучного типов, и позволяет значительно сократить время и стоимость обслуживания.

Процесс стандартизации соединений пластин относительно гладкий, например, стандарт ISO 4401 широко принят.

Преимущество:

1. Снижается потенциальная опасность внешней утечки.
2. Уменьшается занимаемое системой пространство и вес, уменьшаются потери давления в трубе, уменьшается тепловыделение.
3. Повышается виброустойчивость системы, повышается надежность системы.
4. Время отклика в системе значительно сокращено.

Недостаток:

1. Длина интегрированного блока увеличивается, вес увеличивается многократно.
2. Чем больше интегрированный блок, тем длиннее внутренние соединительные отверстия, что резко затрудняет процесс обработки.

Клапан сэндвич-типа

Это расширение, расширение и интеграция пластинчатого клапана в сторону высоты.

Преимущество:

1. Как правило, стек управления группой исполнительных механизмов может реализовывать сложные функции, они очень гибкие и легко заменяемые.
2. Несколько уменьшены размеры и сложность обработки отверстий.

Недостаток:

1. Повышенный риск утечки.

Картриджный клапан

На рынке обычно используются четыре типа картриджных клапанов.

Вскользь

Клапаны патронного типа, также называемые клапанами с крышкой, являются непревзойденным выбором для больших расходов (>1000 л/мин) благодаря своей единственной функции и относительно простой конструкции, что позволяет легко изготавливать их большего размера.

Загляните

Вставной тип крепится к блоку клапанов двумя винтами сбоку, что является простым по конструкции и недорогим. Однако, поскольку сила натяжения маленького винта намного ниже, чем у большой резьбы резьбового картриджного клапана, он может выдерживать только низкое давление, а загрузка и выгрузка также более хлопотны, и он занимает большую площадь, что не является компактным.

Ввинчивающийся 

Резьбовые картриджные клапаны используют резьбу, которая ввинчивается в интегрированный блок или в монтажные отверстия в блоке клапанов. Он может выполнять одну или несколько гидравлических функций независимо друг от друга, например, предохранительные клапаны, соленоидные направляющие клапаны, клапаны расхода, уравновешивающие клапаны и т. д. Резьбовые картриджные клапаны можно легко заменить без необходимости снятия трубной арматуры.

Вырезанный резьбовой картриджный клапан

Тип вставки

Вставной тип также называется деталями в корпусе. Клапан полностью вставлен в блок клапанов, не выведен наружу блока, и использует собственную резьбу или другие элементы, такие как фитинги труб, стопорные кольца и т. д., для размещения клапана, который не используется в больших количествах и в основном используется для обратных клапанов и взрывозащищенных клапанов.

Классификация нужна лишь для того, чтобы упорядочить существующее положение вещей и облегчить изучение, но это ни в коем случае не конец обучения. Фактически, в настоящее время многие системы в основном представляют собой смесь нескольких типов клапанов.

Текущее состояние и тенденции

Согласно последним маркетинговым исследованиям, мировое использование гидравлических клапанов выглядит примерно следующим образом: использование интегрированных блоков с картриджными клапанами стало предпочтительным выбором. Резьбовые картриджные клапаны и их интегрированные блоки составляют более 25% мировых продаж гидравлических клапанов.

В мобильной гидравлике по традиционным причинам все еще довольно распространены распределители с секционной конструкцией. К ним относятся ручное, гидравлическое и электрическое управление. Даже при внедрении электрического управления ручные рукоятки часто сохраняются в качестве аварийной меры на случай отказа.

Другие элементы управления используют интегрированные блоки с резьбовыми картриджными клапанами. Применение кованых трубчатых сердечников с отдельными функциями также сокращается. Даже если трубные соединения необходимы по разным причинам, группы резьбовых картриджных клапанов часто используются для формирования клапанных блоков с трубными соединениями.

Ссылки

[1] Хай Пин Чжан, «Гидравлические резьбовые патронные клапаны», China Machine Press, 2011.

[2] Джон Дж. Пиппенджер, «Технология гидравлических картриджных клапанов», издательство Amalgam Publishing Company, Дженкс, Оклахома, США

[3] ISO 7789:1998, «Гидравлическая энергия. Двух-, трех- и четырехпортовые ввинчиваемые картриджные клапаны. Полости»

[4] ISO 7789:2007, «Гидравлические приводы — Двух-, трех- и четырехпортовые ввинчивающиеся картриджные клапаны — Полости»