Принцип действия предохранительного клапана основан на уравновешивании внешней силой (пружиной) давления жидкости, действующего на клапан, который под действием этой силы плотно (герметично) перекрывает проходной канал.
Предохранительные клапаны имеют разнообразные конструкции:
- шарикового,
- конусного и
- плунжерного типов.
В самоходных машинах часто применяются предохранительные клапаны прямого и непрямого действия.
Предохранительные клапаны прямого действия (одноступенчатые):
Предохранительные клапаны прямого действия имеют простую конструкцию и жесткие статические характеристики срабатывания, существенно зависящие от давления и расхода жидкости. Они обладают достаточным быстродействием вследствие небольшой массы подвижных деталей. На стабильность статической характеристики клапанов отрицательно влияют силытрения и нелинейность характеристики длинной пружины. Поэтому такие клапаны периодически регулируют в процессе эксплуатации.
Предохранительные клапаны прямого действия применяют в случаях эпизодического действия и при средних расходах (dy < 25 мм).
При больших расходах и высоком давлении (более 25 МПа) значительно увеличиваются габаритные размеры, поэтому целесообразнее применять клапаны непрямого действия.
Первичные предохранительные клапаны прямого действия применяют в напорных секциях гидрораспределителей, клапанных блоках и коробках, в качестве вторичных клапанов. На рис. 1 приведена конструкция предохранительных клапанов прямого действия.
Рис.1.
Предохранительные клапаны прямого действия:
 | 1 - пробка; |
Предохранительные клапаны непрямого действия (двухступенчатые):
Предохранительные клапаны непрямого действия имеют статические характеристики, почти не зависящие от изменения расхода и давления в широком диапазоне. Они приспособлены для гидравлического демпфирования, поэтому обладают лучшей устойчивостью и малым гистерезисом, более простым способом обеспечивается дистанционное управление разгрузкой, но для некоторых случаев применения их быстродействия недостаточно, особенно с повышением вязкости рабочей жидкости при низкой температуре.
Конструкция предохранительных клапанов непрямого действия более сложная, а изготовление более трудоемкое, но вследствие указанных преимуществ они находят широкое применение, особенно в гидроприводах самоходных машин с высоким номинальным давлением.
Статические и динамические свойства предохранительных клапанов и стабильность их работы в процессе эксплуатации существенно влияют на надежность и технический ресурс самоходных машин с гидравлическим приводом! Поэтому, при проектировании машины, на эти агрегаты гидропривода следует обращать повышенное внимание.
Следует иметь в виду, что в конструкции клапанов давления с сервоуправлением применяют запорно-регулирующие элементы с гидравлическим уравновешиванием некоторой части усилия, развиваемого давлением жидкости, и с гидравлическим демпфированием резонансных явлений, создающих сопротивление возбуждающему усилию, пропорциональное скорости перемещения запорно-регулирующего элемента. Клапаны давления непрямого действия с короткими и жесткими пружинами менее подвержены вибрации, чем клапаны давления прямого действия с длинными пружинами.
На рис. 2 приведена конструкция предохранительные клапаны непрямого действия.
Рис.2.
Предохранительный клапан непрямого действия:
 | 1, 3 - запорный элемент; |
Клапаны давления выпускаются как в корпусном, так и в патронном исполнении. Последние устанавливаются непосредственно в корпус гидрораспределителей, клапанных коробок, блоков и т.п.
Московский Государственный автомобильно-дорожный институт,
Министерство транспорта РФ, Главгостехнадзор России.