Назначение, устройство и принцип действия клапана

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Кафедра гидромеханики и гидравлических машин

Расчетное задание

По дисциплине «Монтаж, испытания и эксплуатация гидро- и пневмосистем»

«Разработка программы проведения испытаний гидравлического устройства для оценки его работоспособности»

Москва 2012 НИУ «МЭИ»

Оглавление

1. Постановка задачи. 3

2. Исходные данные. 3

3. Назначение, устройство и принцип действия напорного клапана непрямого действия 4

4. Основные технические характеристики 6

5. Принципиальная гидравлическая схема испытательного стенда 8

6. Контрольно-измерительные приборы и гидравлические устройства стенда 9

7. Программа проведения контрольных испытаний 9

8. Анализ результатов испытаний. 10

9. Список используемой литературы.. 11

Постановка задачи

Целью выполнения расчетного задания является составление программы проведения контрольных испытаний одного из гидравлических устройств для оценки его работоспособности. Работоспособностью называется такое состояние технического устройства, при котором оно соответствует основным требованиям, предъявляемым к его функциям и параметрам в соответствии с назначением.

Исходные данные

1. В соответствии с вариантом расчетного задания №2 в качестве гидравлического устройства задан напорный клапан непрямого действия [1].

2. Для данного типа устройства необходимо описать его функциональное назначение, конструктивное устройство, принцип действия по выполнению заданных функций и основные технические характеристики.

3. Для экспериментального определения технических характеристик следует составить принципиальную гидравлическую схему испытательного стенда, подобрать контрольно-измерительные приборы и составить полную спецификацию устройств и приборов стенда.

4. Затем необходимо написать программу проведения испытаний устройства с учетом требуемых характеристик.

5. Испытания должны проводиться в соответствии с ГОСТ 20245 – 74 “Гидроаппаратура. Правила приемки и методы испытаний”.

Назначение, устройство и принцип действия клапана

Напорные клапаны предназначены для ограничения давления в подводимом к ним потоке рабочей жидкости.

В зависимости от воздействия потока жидкости на запорно-регулирующий элемент напорные клапаны делятся на клапаны прямого и непрямого действия. В клапанах прямого действия рабочее проходное сечение изменяется в результате непосредственного воздействия потока жидкости за запорно-регулирующий элемент.

Напорные клапаны прямого действия просты, надежны, дешевы. Однако для больших расходов и давлений они не применимы, так как требуются мощные пружины. При этом увеличиваются габариты и трудно обеспечить допустимую неравномерность давления при изменении расхода рабочей жидкости.

В этих условиях применяют клапаны давления непрямого действия.

Напорные, клапаны непрямого действия состоят из основного клапана 3 и вспомогательного (управляющего) клапана 7. Значение давления, которое ограничивает клапан, устанавливается с помощью регулировочного винта, воздействующего на пружину вспомогательного клапана.

Напорный, клапан непрямого действия может работать в двух режимах. При работе в режиме предохранительного клапана он ограничивает давление в гидролинии, к которой клапан подсоединяется. Если давление в ней не превышает допустимого значения, то конус клапана 7 прижат к седлу; силы давления, действующие на клапан 3 сверху и снизу, одинаковы, и основной клапан 3 под действием пружины занимает нижнее положение, перекрывая при этом подводимую к клапану гидролинию.

Рис. 1. Напорный клапан непрямого действия

Когда давление р превышает значение, установленное пружиной, конус 7 приподнимается, жидкость через дроссель 1 идет на слив, на дросселе возникает перепад давления, под действием которого клапан 3 поднимается, открывая проходное сечение и перепуская расход рабочей жидкости Q на слив.

При работе в режиме переливного клапана через рассматриваемый гидроаппарат сбрасывается на слив излишек расхода рабочей жидкости Q, который не в состоянии пропустить дроссельные устройства гидросистемы. В этом режиме работы значение давления должно оставаться практически постоянным, что напорный клапан непрямого действия и обеспечивает. Так как через клапан всегда должен сливаться тот или иной расход жидкости, клапан 3 находится в приподнятом положении, что возможно лишь при наличии расхода жидкости через клапан 7 и, следовательно, перепада давления на дросселе 1. Значение этого расхода небольшое.

При увеличении расхода Q, который клапан должен пропустить, увеличивается давление р, конус поднимается несколько выше установившегося положения, увеличивается расход Q_др и перепад давления на дросселе 1. Основной клапан несколько приподнимается, увеличивая проходное рабочее сечение, что приводит к пропуску большего расхода и, следовательно, к уменьшению давления р [2].

Условное графическое обозначение напорного клапана непрямого действия приведено на рис.2.

Рис.2. Условное графическое обозначение напорного клапана непрямого действия