POLITECHNIKA ŚLĄSKA
w Gliwicach
Laboratorium z Hydrauliki i Pneumatyki
Temat:
Zawór przelewowy
OPRACOWAŁ:
Piotr Pruchnik
1. Wstęp
W zależności od spełnianej funkcji zawory maksymalne dzielą się na zawory:
- bezpieczeństwa,
- przelewowe.
W zależności od sposobu działania zawory maksymalne mogą być:
- bezpośredniego działania,
- pośredniego działania.
Zawory przelewowe służą do utrzymania w przewodzie dopływowym wymaganej maksymalnej wartości ciśnienia przy jednoczesnym ciągłym przepływie cieczy przez zawór: Stosuje się je powszechnie w celu przepuszczania do zbiornika nadmiaru tłoczonej cieczy, gdy wydajność pompy przewyższa zapotrzebowanie (np. w razie zastosowania dodatkowej pompy zębatej podającej ciecz do zasadniczej pompy tłoczkowej lub przy regulacji prędkości obrotowej silnika przez dławienie cieczy dostarczanej pompa stałej wydajności) albo tez w celu utrzymania w układzie hydraulicznym określonego ciśnienia, np. dla przeciwdziałania sile grawitacyjnej podniesionych części maszyn, ochrony układu hydraulicznego przed zapowietrzeniem itp.
W zależności od kształtu elementu zamykającego, zawory przelewowe mogą być (rys. 3.47) kulkowe, grzybkowe, suwakowe i płytkowe. Zasada działania zaworów przelewowych nie odbiega od zasady działania zaworów bezpieczeństwa; symbol graficzny obu rodzajów zaworów jest taki sam.
a - kulkowy, b - grzybkowy, c - suwakowy, d - płytkowy
Zawory przelewowe stosuje się zazwyczaj jako zawory pośredniego działania (dwustopniowe). Zasadę działania zaworu przelewowego pośredniego działania wyjaśniono na rys. 8.
Jeżeli ciśnienie cieczy w układzie hydraulicznym, do którego zawór przelewowy dołączony jest kanałem 1, będzie mniejsze od nastawionego ciśnienia otwarcia, to zawór pozostaje zamknięty. Grzybek 2 zaworu pierwszego stopnia dociśnięty jest do gniazda sprężyną 3. Ciśnienia po obu stronach tłoczka 4 są wyrównane przez otwór dławiący 5 i słaba sprężyna 6 utrzymuje tłoczek w skrajnym dolnym położeniu, przy którym kanał dopływowy 1 odcięty jest od kanału odpływowego 7.
Jeżeli ciśnienie cieczy wzrośnie powyżej ciśnienia otwarcia, to grzybek 2 zaworu pierwszego stopnia zostanie odsunięty od gniazda, łącząc komorę 8, a tym samym kanał dopływowy 1 z kanałem odlewowym 7 przez kanalik 9. Spowoduje to spadek ciśnienia w otworze dławiącym 5 tłoczka 4 i w komorze 8 w wyniku czego tłoczek ten zostanie podniesiony łącząc bezpośrednio kanał dopływowy 1 z kanałem odpływowym 7.
Rys. 9. Zawór przelewowy typu ZPl-160
W wytwórni Sprzętu Komunikacyjnego PZL w Poznaniu produkuje się dwustopniowe zawory przelewowe typu ZPl. Budowę takiego zaworu wielkości ZPl-160 przedstawiono na rys. 9.
Zawory tego typu produkuje się w dwóch wersjach konstrukcyjnych na nominalne ciśnienie 16 i 32 MPa o nominalnych średnicach przelotu 6,10,16, 20, 25 i 32 mm. Przystosowane są również do sterowania elektromagnetycznego i hydraulicznego.
Na rys. 10 przedstawiono schematycznie przykład stopniowego zaworu przelewowego stosowanego w napędach hydrostatycznych maszyn górniczych.
Jest to zawór suwakowy pośredniego działania przewidziany na ciśnienie do 32 MPa dla trzech różnych przepływów nominalnych: 400, 630, 1000 dm3/min. Zawór ten oprócz kanałów jak w zaworze poprzednio pokazanym ma dodatkowe kanały i dławiki. Dławiki 1 i 2 wywołują spadek ciśnienia (różnice ciśnienia cieczy znajdującej się miedzy komorami 6 i 7) oraz zmniejszają pulsacje ciśnienia, dławik 3 poprawia płynność otwierania się zaworu oraz zmniejsza drgania elementów zamykających.
Zawór stożkowy regulacyjny wkręcony jest do pokrywy 4, w której znajdują się kanały zaślepione korkami. Kanały te służą do ewentualnego zastosowania hydraulicznego sterowania zaworem przelewowym. Przez przyłączenie kanału 12 do obwodu zdalnego sterowania można nastawić zawór na mniejsze ciśnienia robocze niż to, na które nastawiono zawór pokrętłem 5. Osiąga się to przez wbudowanie dodatkowego rozdzielacza (sterowanego np. elektromagnetycznie) o malej przepustowości, ograniczającego ciśnienie w przewodzie 8, w związku z czym ciecz robocza pod niskim ciśnieniem może przepływać z komory 7 do komory 9.
Kierując odpowiednio przepływem cieczy w zaworze można uzyskać cztery różne warianty pracy zaworu:
- praca zaworu bez przyłączenia do hydraulicznego sterowania (kanał 12 zamknięty, 11 - otwarty, 10 - zamknięty),
- praca zaworu sterowanego hydraulicznie (kanał 12 przyłączony do obwodu sterowania, 11 - otwarty, 10 - zamknięty),
- praca zaworu odciążonego (kanał 12 zamknięty, 11 - zamknięty, 10 - otwarty).
- praca zaworu odciążonego, jednocześnie sterowanego hydraulicznie (kanał 12 przyłączony do obwodu sterowania, 11 - zamknięty, 10 - otwarty).
2. Ćwiczenie
P
Q
1
0,891
85,6
2
0,309
0,01
3
0,390
4
0,947
23,7
5
0,002
38,5
6
1,024
43,2
7
1,042
58,9
8
1,058
56,1
9
1,088
62,2
10
1,131
71,4
11
1,162
77,6
12
1,183
86,3
13
1,185
86,5
yomakaszi