Это механизмы, которые предназначаются для поддержки низкого давления в отводимом потоке жидкости. Чаще всего такие инструменты применяются в гидроприводах, в которых от одного насоса питается сразу несколько устройств. В таком случае редукционные клапаны нормализуют давление, под которым подается жидкость для всех потребителей, то есть в системе не возникает чрезмерно повышенного или, наоборот, пониженного напора. Данное устройство позволяет существенно снизить риск повреждений основных магистралей подачи рабочей жидкости, связанных с внутри системы.

Данный механизм состоит из следующих деталей:

• тарированная пружина;
• шарик;
• золотник;
• демпфер;
• подвод высокого давления;
• внутренние полости в корпусе для управления золотником.

Редукционный клапан: фото и принцип действия

Жидкость, которая подается от основной магистрали, поступает во внутреннюю полость управления и через специальную кольцевую щель между золотником и корпусом подается в отверстие, связанное со всей системой механизма.

В случае когда давление в магистрали поднимается, шарик внутри механизма также поднимается, и напор в полости управления уменьшается до нормы. Данное отверстие пополняется рабочей жидкостью с иных полостей, а также с отверстия малого сечения демпфера. Золотник может регулировать давление только в двух магистралях, перекрывая канал подвода рабочей жидкости с основной системы. Таким образом, данная деталь увеличивает сопротивление прохода жидкости, вследствие чего возрастает напор в полости, который определяется усилием тарированной пружины.

Когда давление в системе уменьшается, золотник под воздействием пружины перемещается, тем самым увеличивая кольцевую щель между двумя полостями. Редукционные клапаны в данном случае меняют напор подачи жидкости в одном из отверстий.

Исходя из этого мы видим, что на выходе уровень давления остается неизменным и поддерживается устройством на оптимальном уровне, вне зависимости от напора гидролинии и расхода рабочей жидкости.

Что делать, если механизм не поддерживает нормальную подачу воды?

Иногда случается, что редукционные клапаны не в состоянии обеспечить всех пользователей В таком случае следует произвести его регулировку. Каждое устройство, в том числе и редукционный клапан ВАЗ 2109, имеет на корпусе специальный регулировочный винт, который влияет на закрытие и открытие золотника в системе. При правильной его настройке можно добиться идеальных значений подачи рабочей жидкости.

На сегодняшний момент средняя стоимость данного устройства составляет 5-5.5 тысяч рублей. Самые дешевые редукционные клапаны можно приобрести за 1200-1300 рублей. Наиболее дорогие варианты стоят порядка десяти тысяч.

Заключение

Итак, мы узнали, из чего состоит редукционный клапан, и выяснили, каким образом положение золотника и шарика влияет на давление во внутренних полостях механизма.

Редукционный клапан-это устройство, которое пропускает газ или жидкость из полости высокого давления в полость более низкого, поддерживая постоянное давление. Представляет собой автоматически действующий дроссель, сопротивление которого равно в каждый данный момент разности между переменным давлением на входе в клапан с постоянным давлением на выходе из него.
В промышленных системах в качестве регулирующих органов наиболее часто применяют регуляторы давления, регулирующие клапаны и дроссельные регулирующие заслонки,
Регуляторы давления позволяют регулировать давление после регулятора после себя) или до регулятора (до себя), В основном регуляторы прямого действия применяются в качестве регуляторов давления (после себя) при условиях, когда давление после себя меньше половины рабочего давления на входе. Такие регуляторы прямого действия называются редукционными клапанами.
Регуляторы прямого действия управляются непосредственно средой, транспортируемой по данному трубопроводу) с помощью перемещения регулирующего органа перестановочной силой, возникающей в результате изменения контролируемого параметра. Широкому применению в судовых системах регуляторов прямого действия в качестве регулирующих клапанов давления способствовала автономность судовых систем, их строгая специализация и отсутствие взаимозависимых параметров, а также отсутствие (по условиям эксплуатации) требований высокой точности регулирования.
Регулятор состоит из трех основных элементов: задающего элемента - пружины;
элемента сравнения - мембраны; регулирующего органа - тарелок. При проектировании регуляторов правильный выбор элементов привода, уплотнений и регулирующих органов предопределяет чувствительность клапанов и их нормальную работу в системе. Однако чувствительность регуляторов - прямого действия снижается из-за выполнения чувствительным элементом двойных функций: чувствительного элемента и привода.
Принцип действия редукционного клапана основан на дросселировании среды, проходящей из полости высокого давления в полость низкого давления через щель образованную седлом и тарелкой клапана, при автоматическом поддержании площади проходного сечения с помощью уравновешивания регулируемого упругого элемента (пружины) редуцированным давлением, воздействующим через чувствительный элемент (мембрану, поршень).
Редукционные клапаны для судовых систем, как правило, имеют моноблочную конструкцию со встроенным чувствительным элементом: приводом (мембраной или поршнем) и элементом настройки - задатчиком (пружиной). В качестве
чувствительного элеменiз чаще всего применяются мягкие мембраны из резины с одной или двумя тканевыми прокладками, реже поршень с уплотнением манжетами или резиновыми кольцами круглого сечения. В качестве запорного органа служат резинометаллические Тарелки с вулканизированной резиной (в более ранних конструкциях рассчитанных на низкие давления, - тарелки со вставкой из листовой резины) или с металлическим уплотнением, а в случае применения тарелки - с закрытием походу рабочей среды (клапаны обратного хода).
По конструктивному признаку редукционные клапаны разделяются на клапаны прямого и обратного хода. На трубопроводах специальных систем применяются регуляторы прямого действия (редукционные клапаны) на среды: морская и пресная вода, воздух, водород, азот.
В судовых системах для морской воды применяются редукционные клапаны с ОI 15-50 мм со штуцерными и фланцевыми соединениями на редуцированное давление 1-4 кгс/см2.
Основные детали выполнены из бронзы или ‚планов; пружины, как правило, защищены от непосредственного воздействия рабочей среды и выполнены из пружинной
стали, мембраны - из резины с бульбообразной заделкой и одной тканевой прокладкой. Тарелки плунжера плоские, с завулканизированным резиновым уплотнительным кольцом, уплотнение плунжеров и тарелок выполнено резиновыми кольцами круглого сечения. Клапаны рассчитаны на работу в интервале температур проводимой среды до +32 С. для возщса применяется несколько различных конструкций редукционных клапанов: по схеме регуляторов обратного хода; односедельные с уравновешивающим поршнем; со слежением вторичного давления; следящего действия с регулирующим органом и уравновешивающей мембраной, Наибольшее распространение в судовых системах получили редукционные клапаны, выполненные по схеме редукторов обратного хода.

В современных системах водоснабжения и трубопроводах различного направления используется огромное количество разнообразных деталей.

Применяются как обычные фитинги или запорные арматуры , также специальные полуавтоматические клапаны, без которых функционирование трубопровода нельзя было бы назвать автономным. Одной из таких деталей является редукционные клапаны, что отвечает за работу с давлением в системе.

Особенности, назначение и принцип работы

Принцип работы редукционного клапана давления — поддержание давления «на выходе» из системе. Причем давление он удерживает на постоянном уровне. Это значит, что работа клапана является полуавтоматической, а в присутствии человека он нуждается только на стадии настройки .

К примеру принцип конструкции редукционного клапана давления воды или пара, в одном из вариантов, включает затвор, который под действием давления воды или пара будет закрываться, а задатчик (пружинного типа), который подаёт на затвор усилие и не даёт ему закрыться.

Соответственно, сила сжатия пружины задатчика (усилие, противостоящие давлению воды, воздуха) не даёт затвору ход к закрытию. Таким образом, клапана способен работать практически автономно.

Как только давление воды в системе начинает превышать усилие пружины – затвор начинает закрываться, тем самым уменьшая давление до установленного (пока пружина опять не остановит ход затвора). Пружину можно настраивать, меняя силу ее натяжения.

Чем дороже, а также качественнее модель клапана, тем больше у него возможностей по настройке. Редукционные клапаны находят применение на различных устройствах, не обязательно речь идёт об предохранительной арматуре трубопровода.

Хотя, на трубопроводах, системах отопления и других подобных направлениях редукционные образцы встречаются чрезвычайно часто.

Не обойтись без них в промышленности. Правда, клапаны для промышленного применения отличаются повышенной надежностью, увеличенными габаритами и соответствующей ценой.

Пружинный клапан насоса масла применяется и в двигателях автомобилей, в частности – редукционный клапан высокого давления применяется на дизельных двигателях. Он регулирует уровень масла и давление в системе.

Виды редукционных клапанов

Теперь рассмотрим популярные виды такой продукции, а также их особенности.

Основная классификация этой разновидности регулирующей арматуры происходит по принципу:

• Прямого действия. Принцип работы предусматривает, что регулирующий и измерительный компонент устройства взаимодействуют непосредственно (как в описанном выше примере – затвор и пружина);
• Непрямого действия. Предполагает, что измерительный компонент (датчик, к примеру), передаёт данные на контроллер, которое затем уже воздействует на регулирующий элемент.

Если первый тип устройств не требует дополнительного источника внешней энергии, то второй тип будет нуждаться в таковом для работы постоянно.

Также, в зависимости от сферы применения и рабочей среды выделяют клапаны для воздуха, газа, масла, воды, пара, и т.д.

Это может определять принцип или конструктивные особенности конкретных моделей регулирующей арматуры на системе. Логичным будет и разделение предохранительной арматуры подобного вида по рабочей среде (воды воздуха, масла, пара), с которой она взаимодействует – агрессивной или неагрессивной.

К примеру, для воды клапаны по принципу работы делятся на поршневые и мембранные. Основное их различие в том, что клапаны поршневой разновидности функционируют так, что колебания давления потока на входе не создаёт колебаний на выходе (ещё говорят – «разгружены по давлению»).

Мембранные же соответственно, «не разгружены», что иногда может считаться недостатком этого типа регулирующей арматуры.

В силу особенностей конструкции, поршневая арматура более чувствительна к загрязнению и требует дополнительных фильтров, а также регулярной чистки.

Мембранные разновидности более надёжны в работе и неприхотливы в эксплуатации, предохранительный редукционный клапан такого типа не требует большого перепада давления для функционирования.

Аналогично, пружинные предохранительные клапаны применяются на других системах. К примеру, для подачи рабочей среды в виде пара, газа, воды, или гликолевого раствора (системы, работающие при минусовой температуре) используются идентичная предохранительная арматура.

При формировании отопительных систем, где за основу взят масляный нагревательный котёл, работающий на мазуте – применяется редукционный клапан общего давления топлива аналогичного принципа действия.

Определяющими характеристиками для применения того или иного редукционного клапана являются: граничное давление на системе, пропускная способность и расход рабочей среды. Очень важно, чтобы все эти показатели полностью соотносились с аналогичными в системе.

Тогда у вас будет своеобразный запас мощности, который гарантирует, что устройство не повредится при перегрузках. Плюс к этому стоит заметить, что работая в нормальном режиме и без максимальных нагрузок, любая деталь продержится дольше.

Да и вообще, старайтесь заранее определить качество сборки устройства. Не нужно иметь больших навыков или опыта чтобы понять, правильно ли собран клапан, подогнаны ли у него все детали и т.д. Не поленитесь обратить внимание на всякие мелочи. Например, на задвижку клапана, качество закрепления пружины и т.д.

Такая внимательность сполна окупится, ведь она обязательно предостережет вас от покупки бракованных товаров.

Также, на редукционный газовый клапан может встраиваться запорный механизм . К примеру, в устройстве может предполагаться полная блокировка подачи газа на случай падения давления на системе ниже определённого.

Редукционный клапан системного давления пара обычно применяется в системах вместе с другим вспомогательным и регулирующим оборудованием. Установка и особенности монтажа во многом будут зависеть от назначения конкретного трубопровода, типа соединения.

Данная разновидность предохранительной арматуры представлена множеством моделей от разных производителей и с различными условиями использования.

О текущих ценах

Редукционный клапан требуемого давления воздуха (сжатого) и воды от компании Honeywell в зависимости от диаметра будет стоить от 60 (D15) до 230 (D50) долларов. Речь идёт о пружинном варианте со встроенным фильтром, который также может быть оснащён обратным фильтром.

Редуктор от Danfoss под резьбовое соединение (может функционировать, как редукционный клапан требуемого давления масла и работать с нейтральными рабочими жидкостями, в том числе – с мазутом) будет стоить в среднем от 35 долларов.

Купить редукционный клапан от других известных производителей можно по цене 30-70 долларов. Его стоимость будет зависеть от качеств клапана, его характеристик и размеров.

Если же вас интересует редукционный клапан для регулировки давления воздуха по более низкой цене, то можете внимание на продукцию из Китая или стран Азии. Ее продают за 20-30 долларов или даже дешевле. Однако покупаете вы подобные детали на свой страх и риск.

В одном случае они могут прослужить вам длительное время без доставления неприятностей, в другом же они ломаются за короткий периода эксплуатации. Причем ремонту дешевый клапан, как правило, не подлежит.

Схема работы и устройство клапана (видео)

Нюансы монтажа

В случае работы с системами подачи воды, арматурный узел редукционного типа устанавливается на входе трубопровода к потребителю. Данный тип установки позволяет в некоторых случая компенсировать перепады давления воздуха в системе.

К примеру, когда речь идёт о многоэтажных домах и на верхних этажах возникает существенная разница в давлении – именно данная разновидность трубопроводной арматуры на системе отвечает за стабилизацию и бесперебойное водоснабжение.

• Если производителем не оговорено иное – клапан может быть установлен на систему на любой трубопровод (горизонтальный, наклонный, вертикальный).
• Обычно на участке до и после установленного редукционного клапана также устанавливаются манометры для контроля давления в системе.
• Если участок, на котором установлен редукционный клапан не должен подвергаться повышению давления сверх определённого максимума, вместе с ним устанавливается ещё один предохранительный – что позволит обезопасить работу системы даже в предаварийных ситуациях.
• Если на системе водопровода используется поршневой тип арматуры – по ходу воды перед редукционным узлом нужно установить фильтр, чтобы дополнительно обезопасить работу механизма.
• Иногда необходима установка дополнительных фильтров. Особенно это полезно, если среда в трубах может быть загрязнена.
• Рекомендуется монтировать клапан с помощью резьбовых соединений или фланцев. Сварка, конечно же, очень надежна, но не дает возможности за считаные минуты снять клапан с трубы и заменить, что не очень удобно.

Редукционный клапан

Редукционный клапан

Такой клапан служит для снижения давления среды в трубопроводе и поддержания этого сниженного давления за клапаном независимо от колебаний давления перед клапаном. Чаще всего редукционные клапаны устанавливают на заводе в цех трубопроводов пара и сжатого воздуха, если котельная и компрессорная вырабатывают пар и сжатый воздух более высокого давления, чем то, которое требуется для ведения процессов и которое допускает прочность установленной в цехе аппаратуры.

Односедельный пружинный редукционный клапан, широко применяемый в цехах химических заводов, изображен на рисунке 233. Среда, поступающая по трубопроводу в клапан слева, давит как на золотник (снизу), так и на поршень, находящийся под корпусом клапана и связанный с золотником с помощью штока (сверху). Площади поверхности золотника и поршня одинаковы, поэтому силы давления на них равны. Таким образом, система золотник - поршень оказывается уравновешенной. Это значит, что при пуске среды в клапан шток вместе с золотником и поршнем не изменит своего положения; в частности, если золотник закрывает седло, то среда через седло в правую часть клапана поступать не будет. Для пуска среды через золотник, вращением маховичка начинают сжимать пружину, тем самым выводя систему из равновесия. Шток начинает приподниматься, открывая среде доступ в пространство над золотником и в трубопровод, присоединенный к клапану справа. Движение штока вверх будет продолжаться до тех пор, пока давление среды, заполнившей трубопровод справа от клапана, не уравновесит силу натяжения пружины. В этот момент шток опустится и золотник закроет проход. При понижении давления справа (при израсходовали среды) шток вновь переместится вверх, открывая среде проход в пространство над золотником. Меняя натяжение пружины с помощью маховичка, добиваются установления нужного давления среды в трубопроводе за клапаном.

При полном прекращении разбора среды клапан должен автоматически закрыться. Однако вследствие отсутствия в нем запорного органа, действующего принудительно, золотник может сесть на седло не вполне плотно и продолжать постепенный пропуск среды за клапан до полного выравнивания давлений по обе его стороны. Поэтому до редукционного клапана устанавливают обычный вентиль, а после него - предохранительный клапан, описание которого приводится ниже.

Скорость среды при прохождении через седло клапана достигает чрезвычайно больших величин (400 - 500 м/с). При столь значительных скоростях присутствие в среде капель жидкости, песка, окалины и т. п. влечет за собой быстрый износ золотника. Поэтому клапан перед установкой разбирают для очистки от грязи, а трубопровод тщательно продувают для освобождения от песка и окалины. По этой же причине на паропровод перед редуктором устанавливают водоотделитель.

Клапан описанной конструкции не обеспечивает точной регулировки давления среды. Более точно поддерживают заданное давление автоматические регуляторы.

Автоматический регулятор давления прямого действия

Такой регулятор изображен на рисунке 234. Он служит для поддержания заданного давления в трубопроводах для неагрессивных газов, воздуха, нефтепродуктов, пара при температурах до 300 о С.

В чугунном корпусе помещается двухседельный золотник, выполняющий функции золотника и поршня описанного ранее редукционного клапана. Сидящий на призматических опорах рычаг с грузами стремится приподнять золотник. Давление среды, поступающей в пространство над мембраной по импульсной трубке, соединенной с трубопроводом за клапаном, противостоит давлению груза. С увеличением регулируемого давления за клапаном под действием мембраны преодолевается усилие, развиваемое грузом, и золотник опускается, уменьшая проходное сечение, до тех пор, пока давление за клапаном не станет равным заданному давлению. С уменьшением давления на мембранное устройство золотник поднимается, открывая проход среде.

Редукционным называют клапан, предназначенный для уменьшения давления в линии отводимой от основной и поддержания этого давления на постоянном уровне.

Редукционные клапаны используют в случае если от одной линии высокого питаются один или несколько потребителей, рассчитанных на меньшее рабочее давление, чем основная линия.

Редукционные клапаны, также, применяются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.

Функции редукционного клапана

Редукционные клапаны позволяют реализовать следующие функции:

• Снижение давления в линии отводимой от основной
• Поддержание давления на постоянном уровне
• Ограничение давления (только для трехлинейных клапанов)

Как работает редукционный клапан

Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.

Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.

Редукционный клапан прямого действия

Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.

Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым .

Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.

Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом , поджимающим пружину.

При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.

При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.

В редукционном клапане прямого действия на золотник с одной стороны воздействует пружина, а с другой - редуцируемое давление. Усилие пружины зависит от степени ее сжатия, то есть от положения золотника, которое, в свою очередь, зависит от расхода на выходе клапана. В связи с этим при увеличении расходе через редукционный клапан прямого действия будет уменьшаться редуцируемое давление.

Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия .

Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.

Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.

Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.

Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.

Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.

В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.

Как изображается редукционный клапан на гидросхемах

На редукционный клапан показывают в виде квадрата со стрелкой, указывающей направление жидкости, также на схеме показана регулируемая пружина и управление с линии выхода (пунктиром). Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.

Чем редукционный клапан отличается от предохранительного

Редукционные и позволяют регулировать давление, некоторые модели этих устройств производятся в корпусах схожей формы, они регулируется с помощью винта, регулирующего поджатие пружины, их гидравлические схемы состоят из похожих элементов. По этим причинам эти клапаны можно перепутать. Хотя различий у редукционных и предохранительных клапанах гораздо больше, они различаются как по конструкции, принципу действия и назначению.

Пожалуй главным различием является то, что предохранительный клапан управляется давлением на входе (из линии Р), а на золотник редукционного клапана управляющее воздействие оказывает давление на выходе клапана (из линии А). Это отражено и на гидравлической схеме клапана, пунктирная линия управления на схеме редукционного клапана подведена к выходу, а на схеме предохранительного - ко входу.

Функции этих клапанов также различны, клапан предохранительный защищает гидравлическую систему от чрезмерно высоко давления, клапан редукционный снижает давление в линии отводимой от основной и поддерживает давление в этой линии на постоянном уровне.