Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Четырехходовой клапан где используется: Как работает четырехходовой клапан. Трехходовой клапан принцип работы Видео – Трехходовой клапан принцип работы

Содержание

Как работает четырехходовой клапан. Трехходовой клапан принцип работы Видео – Трехходовой клапан принцип работы

Тот, кто хоть раз пытался изучить различные схемы отопительных систем, наверняка сталкивался с такими, где подающий и обратный трубопроводы чудесным образом сходятся воедино. В центре этого узла стоит некий элемент, к которому с четырех сторон подключаются трубы с теплоносителем разной температуры. Этот элемент — четырехходовой клапан для отопления, о назначении и работе которого пойдет речь в данной статье.

О принципе работы клапана

Как и его более «скромный» трехходовой собрат, четырехходовой клапан изготавливается из качественной латуни, но вместо трех присоединительных патрубков имеет целых 4. Внутри корпуса на уплотнительной втулке вращается шпиндель с цилиндрической рабочей частью сложной конфигурации.

В ней с двух противоположных сторон сделаны выборки в виде лысок, так что посередине рабочая часть напоминает заслонку. Сверху и снизу в ней сохранена цилиндрическая форма, чтобы можно было выполнить уплотнение.

Шпиндель со втулкой прижимается к корпусу крышкой на 4 винтах, снаружи на конец вала насаживается регулировочная рукоятка либо устанавливается сервопривод. Как выглядит весь этот механизм, поможет хорошо представить показанная ниже детальная схема четырехходового клапана:

Шпиндель вращается во втулке свободно, поскольку не имеет резьбы. Но при этом выборки, сделанные в рабочей части, могут открывать проток по двум проходам попарно либо позволять смешиваться трем потокам в разных пропорциях. Как это происходит, показано на схеме:

Для справки. Существует и другая конструкция четырехходового клапана, где вместо вращающегося шпинделя задействован нажимной шток. Но подобные элементы не могут смешивать потоки, а только перераспределять. Они нашли свое применение в газовых двухконтурных котлах, переключая поток горячей воды с отопительной системы на сеть ГВС.

Особенность нашего функционального элемента состоит в том, что поток теплоносителя, подведенный к одному из его патрубков, никогда не сможет пройти к другому выходу по прямой. Поток всегда будет поворачивать в правый или левый патрубок, но никак не попадет в противоположный. При определенном положении шпинделя заслонка позволяет теплоносителю проходить сразу вправо и влево, смешиваясь с потоком, идущим из противоположного входа. В этом и заключается принцип работы четырехходового клапана в системе отопления.

Следует отметить, что управление клапаном может осуществляться двумя способами:

вручную: требуемого распределения потоков добиваются путем установки штока в определенное положение, ориентируясь по шкале, находящейся напротив рукоятки. Способ используется редко, поскольку эффективная работа системы требует периодической корректировки, постоянно производить ее вручную невозможно;

автоматически: шпиндель клапана вращается сервоприводом, получающим команды от внешних датчиков либо контроллера. Это позволяет придерживаться заданных температур воды в системе при изменении внешних условий.

Практическое применение

Везде, где нужно обеспечить качественное регулирование теплоносителя, могут применяться клапаны четырехходового типа. Качественное регулирование – это управление температурой теплоносителя, а не его расходом. Добиться необходимой температуры в системе водяного отопления можно лишь одним способом – смешиванием горячей и остывшей воды, получая на выходе теплоноситель с нужными параметрами. Успешное выполнение данного процесса как раз и обеспечивает устройство четырехходового клапана. Приведем пару примеров установки элемента для таких случаев:

  • в системе радиаторного отопления с твердотопливным котлом в качестве источника тепла;
  • в контуре нагрева теплых полов.

Как известно, твердотопливный котел в режиме разогрева нуждается в защите от выпадения конденсата, от которого стенки топки подвергаются коррозии. Традиционная схема с байпасом и трехходовым смесительным клапаном, не позволяющим холодной воде из системы проникать в котловой бак, может быть усовершенствована. Вместо байпасной линии и смесительного узла ставится четырехходовой клапан, как это изображено на схеме:

Возникает закономерный вопрос: какая польза от такой схемы, где придется ставить второй насос, да еще и контроллер для управления сервоприводом? Дело в том, что здесь работа четырехходового клапана подменяет собой не только байпас, но и гидравлический разделитель (гидрострелку), буде в таковом есть нужда. В результате мы получаем 2 отдельных контура, обменивающихся между собой теплоносителем по мере необходимости. Котел дозировано получает охлажденную воду, а радиаторы – теплоноситель с оптимальной температурой.

Поскольку вода, циркулирующая по греющим контурам теплых полов, нагревается максимум до 45 °С, то запускать в них теплоноситель напрямую от котла недопустимо. С целью выдержать такую температуру перед распределительным коллектором обычно ставится смешивающий узел с трехходовым термостатическим краном и байпасом. А вот если вместо этого узла установить четырехходовой смесительный клапан, то в греющих контурах можно использовать обратную воду, идущую от радиаторов, что и показано на схеме:

Заключение

Нельзя сказать, что установка четырехходового крана проста и не требует финансовых вложений. Наоборот, реализация подобных схем выльется в ощутимые финансовые затраты. С другой стороны, они не настолько велики, чтобы отказаться от преимуществ таких систем – эффективности работы и в результате – экономичности.

Важное условие – наличие надежного электроснабжения, так как без него перестанет работать привод клапана.

Во время нефтяного кризиса 1973-го года резко возрос спрос на установку большого числа тепловых насосов. Большинство тепловых насосов оборудованы четырехходовым соленоидным вентилем обращения цикла, используемым либо для перевода насоса на летний режим (охлаждение), либо для охлаждения наружной батареи в зимнем режиме (подогрев).
Предметом настоящего раздела является изучение работы четырехходового соленоидного клапана обращения цикла (V4V), устанавливаемого на большинстве классических тепловых насосов типа «воздух-воздух», а также систем оттайки с помощью обращения цикла (см. рис. 60.14), с целью эффективного управления направлениями движения потоков.
А) Работа V4V

Изучим схему (см. рис. 52.1) одного из таких клапанов, состоящего из большого четырехходового главного клапана и малого трехходового управляющего клапана, смонтированного на корпусе главного клапана.

В данный момент нас интересует главный четыреххо-довой клапан.

«Т\ Однако нагнетающая (поз. 1) и всасы-\3J вающая (поз. 2) магистрали компресора ВСЕГДА подключаются так, как указано на схеме рис

Наконец, в корпус главного клапана врезаны 3 капилляра (поз. 7) в местах, показанных на рис. 52.1, которые соединены с управляющим электроклапан

Если V4V не смонтирован на установке, при подаче напряжения на электроклапан вы будете ожидать отчетливого щелчка, но золотник не сдвинется. Действительно, чтобы золотник внутри главного клапана сдвинулся, абсолютно необходимо обеспечить в нем разность давлений. Почему так, мы сейчас увидим.


Нагнетающая Рнаг и всасывающая Рвсас магистрали компресора всегда подключены к главному клапану так, как показано на схеме {рис. 52.2). В данный момент мы смоделируем работу трехходового управляющего электроклапана с помощью двух ручных вентилей: одного закрытого (поз. 5), а другого открытого (поз. 6). В центре главного клапана Рнаг развивает усилия, действующие на оба поршня одинаково: одно толкает золотник влево (поз.

1), другое вправо (поз. 2), в результате чего оба этих усилия взаимно уравновешиваются. Напомним, что в обоих поршнях просверлены маленькие отверстия.
Следовательно Рнаг может проходить через отверстие в левом поршне, и в полости (поз. 3) позади левого поршня также установится Рнаг, которое толкает золотник вправо. Конечно, одновременно Рнаг проникает и через отверстие в правом поршне в полость позади него (поз. 4). Однако, поскольку вентиль 6 открыт, а диаметр капилляра, соединяющего полость (поз. 4) со всасывающей магистралью гораздо больше диаметра отверстия в поршне, молекулы газа, прошедшие через отверстие, мгновенно будут всосаны во всасывающую магистраль. Поэтому давление в полости позади правого поршня (поз. 4) будет равно давлению Рвсас во всасывающей магистрали.

Таким образом, более мощная сила, обусловленная действием Рнаг, будет направлена слева направо и заставит золотник переместиться вправо, сообщая негне-тающую магистраль с левым штуцером (поз. 7), а всасывающую магистраль с правым штуцером (поз. 8).
Если теперь Рнаг направить в полость позади правого поршня (закрыть вентиль 6), а Рвсас в полость позади левого поршня (открыть вентиль 5), то преобладающее усилие будет направлено справа налево и золотник переместится влево (см. рис. 52.3).
При этом он сообщает нагнетающую магистраль с правым штуцером (поз. 8), а всасывающую магистраль с левым штуцером (поз. 7), то есть в точности наоборот по сравнению с предыдущим вариантом.

Конечно, использование двух ручных вентилей для обратимости рабочего цикла предусматривать нельзя. Поэтому сейчас мы приступим к изучению трехходового управляющего электроклапана, наиболее подходящего для автоматизации процесса обращения цикла.
Мы видели, что перемещение золотника возможно только в том случае, если существует разность между значениями Рнаг и Рвсас- Управляющий трехходовой электроклапан предназначен только для того, чтобы стравить давление либо из одной, либо из другой полости подачи поршней главного клапана. Поэтому управляющий электроклапан будет иметь очень небольшие размеры и остается неизменным для любых диаметров главного клапана.
Центральный вход этого клапана является общим выходом и соединяется с полостью всасывания {см. рис. 52.4).
Если напряжение на обмотку не подано, правый вход закрыт, а левый сообщен с полостью всасывания. И напротив, когда на обмотку подается напряжение, правый вход сообщен с полостью всасывания, а левый закрыт.

Изучим теперь простейший холодильный контур, оборудованный четырехходовым клапаном V4V (см. рис. 52.5).
Обмотка электромагнита управляющего электроклапана не запитана и его левый вход сообщает полость главного клапана, позади левого поршня золотника, с магистралью всасывания (напомним, что диаметр отверстия в поршне гораздо меньше диаметра капилляра, соединяющего магистраль всасывания с главным клапаном). Поэтому, в полости главного клапана, слева от левого поршня золотника, устанавливается Рвсас.
Поскольку справа от золотника при этом устанавливается Рнаг, под действием разности давлений золотник резко перемещается внутри главного клапана влево.
Достигнув левого упора, игла поршня (поз. А) перекрывает отверстие в капилляре, связывающем левую полость с полостью Рвсас, препятствуя тем самым прохождению газа, так как в этом теперь нет необходимости. В самом деле, наличие постоянной утечки между полостями Рнаг и Рвсас может оказывать только вредное влияние на работу компрессора

Заметим, что давление в левой полости главного клапана при этом вновь достигает значения Рнаг, но, поскольку в правой полости также установилось Рнаг, золотник больше не сможет изменить своего положения.
Теперь запомним как следует расположение конденсатора и испарителя, а также направление движения потока в капиллярном расширительном устройстве.
Перед тем, как продолжить чтение, попробуйте представить, что будет происходить, если на обмотку электромагнитного клапана подать напряжение


При подаче электропитания на обмотку электроклапана, правая полость главного клапана сообщается с магистралью всасывания и золотник резко перемещается вправо. Дойдя до упора, игла поршня прерывает отток газа в магистраль всасывания, перекрывая отверстие капилляра, соединяющего правую полость главного клапана с полостью всасывания.
В результате перемещения золотника нагнетающая магистраль теперь направлена к бывшему испарителю, который стал конденсатором. Точно так же, бывший конденсатор стал испарителем, и всасывающая магистраль теперь подсоединена к нему. Заметим, что хладагент в этом случае движется через капилляр в обратном направлении (см. рис. 52.6).
Чтобы избежать ошибок в названиях теплообменников, которые по очереди становятся то испарителем, то конденсатором, лучше всего называть их наружной батареей (теплообменник, расположенный вне помещения) и внутренней батареей (теплообменник, расположенный внутри помещения).

Б) Опасность гидроудара
При нормальной работе конденсатор заполнен жидкостью. Однако мы увидели, что в момент обращения цикла конденсатор практически мгновенно становится испарителем. То есть, в этот момент появляется опасность попадания в компрессор большого количества жидкости, даже если ТРВ полностью закрыт.
Во избежание такой опасности необходимо, как правило, на всасывающей магистрали компрессора устанавливать отделитель жидкости.
Отделитель жидкости сконструирован таким образом, чтобы в случае возникновения наплыва жидкости на выходе из главного клапана, главным образом, при обращении цикла, не допустить ее попадания в компрессор. Жидкость остается на дне отделителя, в то время как отбор давления во всасывающую магистраль производится в его верхней точке, что полностью исключает опасность попадания жидкости в компрессор.

Вместе с тем, мы видели, что масло (а следовательно, и жидкость) должно постоянно возвращаться в компрессор по линии всасывания. Чтобы дать маслу такую возможность, в нижней части всасывающего патрубка предусматривается калиброванное отверстие (иногда капилляр)…

Когда жидкость (масло или хладагент) задерживается на дне отделителя жидкости, она, через калиброванное отверстие всасывается, медленно и постепенно возвращаясь в компрессор в таких количествах, которые оказываются недостаточными, чтобы привести к нежелательным последствиям.
В) Возможные неисправности
Одна из самых сложных неисправностей клапана V4 V связана с ситуацией, когда золотник заклинивает в промежуточном положении (см. рис. 52.8).
В этот момент все четыре канала сообщаются между собой, что приводит к более или менее полному, в зависимости от положения золотника при заклинивании, перепуску газа из магистрали нагнетания в полость всасывания, что сопровождается появлением всех признаков неисправности типа «слишком слабый компрессор»: снижению хо-лодопроизводительности, падению давления конденсации, росту давления кипения (см. раздел 22. «Слишком слабый компрессор «).
Такое заклинивание может произойти случайно и обусловлено оно самой конструкцией главного клапана. В самом деле, поскольку золотник имеет возможность свободного перемещения внутри клапана, он может сдвинуться и вместо того, чтобы находиться у одного из упоров, остаться в промежуточном положении в результате вибраций или механических ударов (например, после транспортировки).


Если клапан V4V еще не установлен и, следовательно, есть возможность подержать его в руках, монтажник ОБЯЗАТЕЛЬНО должен проверить положение золотника, заглянув вовнутрь клапана через 3 нижних отверстия (см. рис. 52.9).

Таким образом, он сможет очень просто обеспечить нормальное положение золотника, поскольку после того, как клапан будет припаян, смотреть вовнутрь станет слишком поздно!
Если золотник расположен неправильно (рис. 52.9, справа), его можно будет привести в желаемое состояние, постукивая одним концом клапана по деревянному бруску или куску резины (см. рис. 52.10).
Никогда не стучите клапаном о металлическую деталь, так как при этом вы рискуете повредить оконечность клапана или совсем ее разрушить.
С помощью этого очень простого приема вы сможете, например, установить золотник клапана V4V в положение охлаждения (нагнетающая магистраль сообщается с наружным теплообменником) при замене неисправного V4V на новый в реверсивном кондиционере (если это происходит в разгаре лета).

Причиной заклинивания золотника в промежуточном положении могут быть также многочисленные дефекты конструкции главного клапана или вспомогательного электроклапана.
Например, если корпус главного клапана был поврежден при ударах и получил деформацию в цилиндрической части, такая деформация будет препятствовать свобод- а ному перемещению золотника.
Один или несколько капилляров, соединяющих полости главного клапана с низконпорной частью контура, могут засориться ы или погнуться, что приведет к уменьшению их проходного сечения и не позволит обеспечить достаточно быстрый сброс давления в полостях позади поршней золотника, нарушая тем самым его нормальную работу (напомним еще раз, что диаметр этих капилляров должен быть существенно больше диаметра отверстий, просверленных в каждом из поршней).
Следы чрезмерного пережога на корпусе клапана и плохой внешний вид паяных соединений являются объективным показателем квалификации монтажника, производившего пайку с помощью газовой горелки. Действительно, во время пайки следует обязательно защищать корпус главного клапана от нагревания, обертывая его мокрой тряпкой или смоченной асбестовой бумагой, так как поршни и золотник снабжены уплотняющими нейлоновыми (фторопластовыми) кольцами, которые одновременно улучшают скольжение золотника внутри клапана. При пайке, если температура нейлона превысит 100°С, он утрачивает свои способности герметизации и антифрикционные характеристики, прокладка получает непоправимые повреждения, что сильно повышает вероятность заклинивания золотника при первой же попытке переключения клапана.
Напомним, что быстрое перемещение золотника при обращении цикла происходит под действием разности между Рнаг и Рвсас. Следовательно, перемещение золотника становится невозможным, если эта разность АР слишком мала (обычно ее минимально допустимое значение составляет около 1 бар). Таким образом, если управляющий электроклапан задействуется тогда, когда перепад АР недостаточен (например, при запуске компрессора), золотник не сможет беспрепятственно перемещаться и появляется опасность его заклинивания в промежуточном положении.
Заедание золотника может также происходить из-за нарушений в работе управляющего электроклапана, например, при недостаточном напряжении питания или неправильном монтаже механизма электромагнита. Заметим, что вмятины на сердечнике электромагнита (вследствие ударов) или его деформация (при разборке или в результате падения) не позволяют обеспечить нормальное скольжение втулки сердечника, что также может привести к заеданию клапана.
Не лишне напомнить, что состояние холодильного контура должно быть абсолютно безупречным. В самом деле, если в обычном холодильном контуре крайне нежелательно присутствие частичек меди, следов припоя или флюса, то для контура с четырехходовым клапаном — тем более. Они могут заклинить его или закупорить отверстия в поршнях и капиллярные каналы клапана V4V. Поэтому, прежде чем приступить к демонтажу или сборке такого контура, постарайтесь продумать максимум предосторожностей, которые вы должны соблюсти.
Наконец, подчеркнем, что клапан V4V настоятельно рекомендуется монтировать в горизонтальном положении, чтобы избежать даже незначительного опускания золотника под действием собственного веса, так как это может вызывать постоянные утечки через иглу верхнего поршня, когда золотник будет находиться в верхнем положении. Возможные причины заклинивания золотника представлены на рис. 52.11.
Теперь встает вопрос. Что делать, если золотник заклинило?

Перед тем, как требовать от клапана V4V нормальной работы, ремонтник должен вначале обеспечить условия этой работы со стороны контура. Например, недостаток хладагента в контуре, обуславливая падение как Рнаг, так и Рвсас, может повлечь за собой слабый перепад ДР, недостаточный для свободного и полного переброса золотника.
Если внешний вид V4V (отсутствие вмятин, следов ударов и перегрева) представляется удовлетворительным и есть уверенность в отсутствии неисправностей электрооборудования (очень часто такие неисправности приписывают клапану V4V, тогда как речь идет только о дефектах электрики), ремонтник должен задаться следующим вопросом:

К какому теплообменнику (внутреннему или наружному) должна подходить нагнетающая магистраль компрессора и в каком положении (справа или слева) должен находиться золотник при данном режиме работы установки (нагрев или охлаждение) и данной ее конструкции (нагрев или охлаждение при обесточенном управляющем электроклапане)?


Когда ремонтник уверенно определил требуемое нормальное положение золотника (справа или слева), он может попытаться поставить его на место, слегка, но резко, постукивая по корпусу главного клапана с той стороны, где должен находиться золотник, киянкой или деревянным молотком (если нет киянки, никогда не применяйте обычный молоток или ку-валдочку, предварительно не приложив к клапану деревянную проставку, иначе вы рискуете серьезно повредить корпус клапана, см. рис. 52.12).
В примере на рис. 52.12 удар киянки справа заставляет золотник переместиться вправо (к сожалению, разработчики, как правило, не оставляют вокруг главного клапана пространства для нанесения удара!).

Действительно, нагнетающий патрубок компрессора должен быть очень горячим (опасайтесь ожогов, так как в некоторых случаях его температура может достигать Ю0°С). Всасывающий же патрубок, как правило, холодный. Следовательно, если золотник сдвинут вправо, штуцер 1 должен иметь температуру, близкую к температуре нагнетающего патрубка, или, если золотник сдвинут влево, близкую к температуре всасывающего патрубка.
Мы видели, что небольшое количество газов из линии нагнетания (следовательно, очень горячих) проходит в течение короткого отрезка времени, когда происходит переброс золотника, по двум капиллярам, один из которых соединяет полость главного клапана с той стороны, где находится золотник, с одним из входов электроклапана, а другой соединяет выход управляющего электроклапана со всасывающей магистралью компрессора. Дальше прохождение газов прекращается, поскольку игла поршня, дошедшего до упора, перекрывает отверстие капилляра и предотвращает попадпние в него газов. Поэтому нормальная температура капилляров (которые можно потрогать кончиками пальцев), также как и температура корпуса управляющего электроклапана, должны быть почти одинаковыми с температурой корпуса главного клапана.
Если ощупывание дает другие результаты, не остается ничего другого, как попытаться разобраться в них.


Допустим, при очередном техническом обслуживании ремонтник обнаруживает небольшой рост давления всасывания и небольшое падение давления нагнетания. Поскольку левый нижний штуцер горячий, он делает вывод о том, что золотник находится справа. Ощупывая капилляры, он замечает, что правый капилляр, а также капилляр, соединяющий выход электроклапана со всасывающей магистралью, имеют повышенную температуру.
На основании этого он может сделать вывод о том, что между полостями нагнетания и всасывания существует постоянная утечка и, следовательно, игла правого поршня не обеспечивает герметичности (см. рис. 52.14).
Он решает повысить давление нагнетания (например, закрывая картоном часть конденсатора), чтобы увеличить разность давлений и тем самым попробовав прижать золотник к правому упору. Затем он производит переброску золотника влево, чтобы убедиться в нормальной работе клапана V4V, после чего возвращает золотник в начальное положение (повышая давление нагнетания, если разность давлений недостаточна, и проверяя реакцию V4V на работу управляющего электроклапана).
Таким образом, на основании указанных экспериментов он может сделать соответствующие выводы (в том случае, если расход утечки продолжает оставться значительным, нужно будет предусматривать замену главного клапана).

В давление нагнетания очень низкое, а давление всасывания аномально высокое. Поскольку все четыре штуцера клапана V4V довольно горячие, ремонтник делает вывод о том, что золотник заклинило в промежуточном положении.
Ощупывание капилляров показывает ремонтнику, что все 3 капилляра горячие, следовательно причина неисправности кроется в управляющем клапане, в котором одновременно оказались открытыми оба проходных сечения.

В этом случае следует полностью проверить все узлы управляющего клапана (механический монтаж электромагнита, электрические цепи, напряжение питания, потребляемый ток, состояние сердечника электромагнита)
и многократно попробовать, включая и выключая клапан, возвратить его в рабочее состояние, удалив возможные посторонние частицы из-под одного или обоих его седел (если дефект не устраняется, нужно будет заменить управляющий клапан).
Что касается катушки электромагнита управляющего клапана (и вообще, катушек любых электромагнитных клапанов), некоторые начинающие ремонтники хотели бы получить рекомендации по поводу того, как определить, работает катушка или нет. В самом деле, для того, чтобы катушка возбуждала магнитное поле, недостаточно подать на нее напряжение, так как внутри катушки может иметь место обрыв провода.
Некоторые монтажники устанавливают жало отвертки на крепежный винт катушки, чтобы оценить силу магнитного поля (однако это не всегда удается), другие снимают катушку и следят за сердечником электромагнита, прислушиваясь к характерному стуку, сопровождающему его перемещение, третьи, сняв катушку, вводят в отверстие для сердечника отвертку, чтобы убедиться в том, что она втягивается под действием силы магнитного поля. | нальным напряжением питания 220 В.
Как правило, разработчиком допускается длительное повышение напряжения по отношению к номиналу не более, чем на 10% (то есть около 240 вольт), без риска чрезмерного перегрева обмотки и гарантируется нормальная работа катушки при длительном падении напряжения не более, чем на 15% (то есть 190 вольт). Эти допустимые пределы отклонения напряжения питания электромагнита легко объяснимы. Если напряжение питания слишком высокое, обмотка сильно нагревается и может сгореть. И напротив, при низком напряжении, магнитное поле оказывается слишком слабым и не позволит обеспечить втягивание сердечника вместе со штоком клапана внутрь катушки (см. раздел 55. «Различные проблемы электрооборудования «).
Если предусмотренное для нашей катушки напряжение питания составляет 220 В, а номинальная мощность равна 10 Вт, можно предположить, что она будет потреблять ток I = Р / U, то есть 1 = 10 / 220 = 0,045 Ар (или 45 мА).
Напряжение подано I = 0,08 А А,
Сильная опасность перегорания катушки
На самом деле, катушка будет потреблять ток около 0,08 А (80 мА), так как для переменного тока Р = U x I x coscp, а для катушек электромагнитов coscp, как правило, близок к 0,5.
Если из катушки, находящейся под напряжением, извлечь сердечник, то потребляемый ток возрастет до 0,233 А (то есть, почти в 3 раза больше, чем номинальное значение). Поскольку выделяющееся при прохождении тока тепло пропорционально квадрату силы тока, значит катушка будет нагреваться в 9раз больше, чем в номинальных условиях, что сильно увеличивает опасность ее сгорания.
Если в катушку, находящуюся под напряжением, вставить металлическую отвертку, магнитное поле втянет ее вовнутрь и потребляемый ток слегка упадет (в рассматриваемом примере до 0,16 А, то есть в два раза больше номинального значения, см. рис. 52.16).
Запомните, что никогда не следует демонтировать катушку электромагнита, находящуюся под напряжением, так как она может очень быстро сгореть.
Хорошим способом определения целостности обмотки и проверки наличия напряжения питания является использование токоизмерителъных клещей (трансформаторных клещей), которые раскрывают и придвигают к катушке для обнаружения магнитного поля, создаваемого ею при нормальной работе

Если катушка возбуждена, стрелка амперметра отклоняется
Трансформаторные клещи, реагируя по своему назначению на изменение магнитного потока возле катушки, позволяют, в случае ее неисправности, зарегистрировать достаточно высокую величину силы тока на амперметре {которая, впрочем, абсолютно ничего не означает), что быстро дает уверенность в исправности электрических цепей электромагнита.

Заметим, что использование открытых трансформаторных токоизмерительных клещей допустимо для любых обмоток, питающихся переменным током (электромагниты, трансформаторы, двигатели…), в момент, когда проверяемая обмотка не находится в непосредственной близости от другого источника магнитного излучения.

Упражнение №1

Ремонтник должен произвести замену клапана V4 V в разгар зимы на установке, представленной на рис. 52.18.

После слива хладагента из установки и снятия неисправного V4V ремонтник задается следующим вопросом:

Имея в виду, что наружная и внутренняя температуры низкие, тепловой насос должен работать в режиме обогрева кондиционируемого помещения.

Перед тем, как устанавливать новый V4V, в каком положении должен находиться золотник: справа, слева или его положение не имеет значения?

В качестве подсказки приводим схему, выгравированную на корпусе электроклапана.

Решение упражнения №1

По окончании ремонта тепловой насос должен будет работать в режиме обогрева. Это значит, что внутренний теплообменник будет использоваться как конденсатор (см. рис. 52.22).

Изучение трубопроводов показывает нам, что при этом золотник V4V должен быть слева.
Следовательно, перед установкой нового клапана монтажник должен убедиться, что золотник на самом деле находится слева. Он может это сделать, посмотрев внутрь главного клапана через три нижних соединительных штуцера.
В случае необходимости, следует передвинуть золотник влево, либо постукивая левым торцом главного клапана о деревянную поверхность, либо слегка ударяя киянкой по левому торцу.
Рис. 52.22.
Только после этого можно будет устанавливать клапан V4V в контур {обращая внимание на предотвращение чрезмерного перегрева корпуса главного клапана при пайке).
Теперь рассмотрим обозначения на схеме, которая иногда наносится на поверхность электроклапана (см. рис. 52.23).
К сожалению, такие схемы не всегда имеются, хотя их наличие очень полезно для ремонта и обслуживания V4V.
Итак, золотник ремонтником перемещен влево, при этом лучше, чтобы в момент запуска напряжение на электроклапане отсутствовало. Такая предосторожность позволит избежать попытки обращения цикла в момент запуска компрессора,
когда перепад АР между Рн очень небольшой.

Нужно иметь в виду, что любая попытка обращения цикла при низком перепаде АР чревата опасностью заклинивания золотника в промежуточном положении. В нашем примере, чтобы исключить такую опасность, достаточно отсоединить обмотку электроклапана от сети при запуске теплового насоса. Это сделает полностью невозможным попытку обращения цикла при слабом перепаде АР (например, из-за неверного электрического монтажа)
Таким образом, перечисленные предосторожности должны позволить ремонтнику избежать возможных неполадок в работе агрегата V4V при его замене.

Изучим схему (см. рис. 52.1) одного из таких клапанов, состоящего из большого четырехходового главного клапана и малого трехходового управляющего клапана, смонтированного на корпусе главного клапана. В данный момент нас интересует главный четыреххо-довой клапан.
Вначале отметим, что из четырех штуцеров главного клапана три находятся рядом друг с другом (причем всасывающая магистраль компрессора всегда соединяется со средним из этих трех штуцеров), а четвертый штуцер находится с другой стороны клапана (к нему подсоединяется нагнетающая магистраль компрессора). сора ВСЕГДА подключаются так, как указано на схеме рис 52.1.
Внутри главного клапана сообщение между различными каналами обеспечивается с помощью подвижного золотника (поз. 3), скользящего вместе с двумя поршнями (поз. 4). В каждом поршне просверлено небольшое отверстие (поз. 5) и, кроме того, каждый поршень снабжен иглой (поз. 6).
Наконец, в корпус главного клапана врезаны 3 капилляра (поз. 7) в местах, показанных на рис. 52.1, которые соединены с управляющим электроклапаном.
Рис. 52.1.
ности, если не изучить в совершенстве принцип работы клапана.
Каждый представленный нами элемент при работе V4V играет свою роль. То есть, если хотя бы один из этих элементов выйдет из строя, он может оказаться причиной очень трудно обнаруживаемой неисправ-
Рассмотрим теперь, как работает главный клапан…

Схемы смесительных узлов (так выглядит узел теплого пола в сборе) :

Смесительный узел для теплого пола Valtec для 1 контура (до 20 м2.)

Коллектор теплого пола Valtec от 2 до 4 контуров (20-60 м2. )

Наш интернет-магазин предлагает купить термостатические смесительные клапаны и сервомоторы для организации систем отопления и водоснабжения. Являясь сертифицированным дистрибьютором всемирно известной торговой марки Valtec, мы поставляем надёжную инженерную сантехнику, востребованную в частном и массовом строительстве, при проведении реконструкции зданий и помещений различного назначения.

Регулирующие смесительные клапаны являются составными частями современных систем отопления, горячего и холодного водоснабжения. Они предназначены для того, чтобы холодный и теплый водопотоки смешивались, подавая на выходе жидкость требуемой температуры. Эти клапаны (вентили), как трехходовые, так и четырехходовые, востребованы при организации водоснабжения с циркуляцией горячей жидкости либо без её циркуляции в системах классического радиаторного, напольного, панельного и потолочного отопления, служат ограничителями обратки, а также обеспечивают обмен между поступающей и обратной линиями. Корпус вентиля может быть стальным, латунным, чугунным. В линейке продукции Valtec представлены смесительные клапаны, корпуса и регулирующие детали которых сделаны из латуни — на этом металле не образуются коррозионные наслоения. Уплотнение штока происходит за счёт пары колец, изготовленных из каучука-синтетика Epdm Perox. Вентили полностью ремонтопригодны, допускается замена верхнего кольца без необходимости разбирать деталь полностью.

Производя смешивание теплоносителя из двух потоков с различной температурой (в водоснабжении это горячая и холодная вода, в отоплении — подающаяся вода и обратка), регулирующие клапаны Valtec создают поток с заданным уровнем подогрева.

В нашем интернет-магазине можно купить трехходовые и четырехходовые смесительные вентили Valtec. Трехходовая деталь понадобится при монтаже системы «теплый пол», а также для подогрева теплой жидкости от высокотемпературного теплоносителя в отопительной конструкции. Четырехходовые вариации нужны для того, чтобы создать сразу два регулирующихся контура, каждый — с персональными параметрами температуры. Например, это необходимо для того, чтобы защитить котлы от холодной температуры в обратке. Управлять трех- и четырехходовыми смесительными клапанами Valtec можно как в ручном режиме, так и посредством серводвигателя. Последний вы также можете заказать на нашем сайте. Серводвигатель управляет вентилем при помощи контроллера либо термостата. Компания поставляет модели с аналоговым и импульсным управлением, с возможностью переключения на ручную регулировку.

Термин «термостатический» в описании смесительных клапанов означает, что они поддерживают оптимальный уровень температуры в системах ГВС и защищают от возможности обжечься.

Спектр товарных предложений арматуры бренда Valtec содержит регулирующие детали для всевозможных применений, произведенные из высококачественных, надежных материалов. Клапаны (вентили) для отопительных систем могут эксплуатироваться при температуре теплоносителя, достигающей 120°С, и при уровне давления не более 10 Бар. Изделия служат без необходимости замены или ремонта в течение 20-25 лет (конкретный срок эксплуатации зависит от модели).

Это позволяет несколько автоматизировать управление, однако не дает возможности постоянно поддерживать определенную температуру на входе в котел (что необходимо для безопасности и долговечности работы теплогенератора). Ведь при больших перепадах температур существует вероятность образования конденсата с последующей коррозией теплобменника, увеличивается также интенсивность накипеобразования. В случае использования чугунного теплообменника возможно появление трещин в секциях теплообменника. Кроме того, увеличивается напряжение на соединениях деталей котлов, в первую очередь, на стыках и вдоль сварных швов.

Поэтому для безопасности работы и долговечности оборудования, а также достижения необходимого уровня комфорта, для разделения отопительного и котлового контуров применяют четырехходовые клапаны. На рис. 2 представлена типовая схема с использованием твердотопливного котла и бака-аккумулятора ГВС (один выход из котла, после которого теплоноситель распределяется на подогрев горячей воды и систему отопления). Разделение котлового контура и контура системы отопления осуществляется с помощью 4-ходового клапана, который позволяет достичь постоянной циркуляции в котловом и, одновременно, в контуре системы отопления.

Рис. 2. Схема монтажа твердотопливного котла к системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя и 4-ходовым клапаном:
1 — котел; 2 — блок автоматики управления котлом; 3 — датчик температуры теплоносителя; 4 — комнатный термостат; 5 — циркуляционный насос; 6 — потребитель тепла; 7 — дифференциальный клапан; 8 — четырехходовой смесительный клапан; 9 — расширительный бак; 10 — бойлер ГВС; 11 — насос бойлера; 12 — запорная арматура; 13 — фильтр

При этом, дополнительно к крайним положениям, в средней позиции 50% теплоносителя идет в систему отопления, смешиваясь с 50% теплоносителя, возвращающегося из системы отопления, а оставшаяся часть — возвращается обратно в котел, смешиваясь с оставшейся частью теплоносителя из системы отопления. Возможно также поддерживать, в отличие от регулирования с 3-ходовыми клапанами, константу разделения потоков и в других строго определенных пропорциях. Например, 30% теплоносителя — в котловом контуре, 70% — в систему отопления. Или любое другое соотношение (рис. 3).


Рис. 3. Положения 4-ходового клапана

Такое постоянство расхода очень важно для твердотопливного котла, поскольку, как мы уже отмечали выше, при его применении не такие широкие возможности влиять на интенсивность процесса горения, как в газовых котлах. Применение же автоматического регулятора тяги позволяет регулировать температуру только на выходе из котла, но не на обратной линии.

Особенности применения клапанов

На 4-ходовый клапан устанавливается электрический привод, управляемый контроллером, который, в свою очередь, работает по сигналам от датчиков температуры. Такой привод позволяет клапану находиться в любом положении, тем самым осуществляя точное поддержание заданных температур. Четырехходовые клапаны позволяют также совместное использование в котельной несколь ких источников тепла, работающих на различных видах топлива. Например, в настоящее время нередко можно встретить комбинацию твердотопливного и газового котлов (рис. 4) или твердотопливного и электрического котлов. При этом газовый котел может использоваться как резервный. В случае же постоянного использования нескольких источников тепла, (например совместное использование газового, электрического, твердотопливного котлов и гелиоустановки) необходимо, чтобы все источники тепла работали на бак-аккумулятор (буферная емкость) , из которого будет осуществляться отбор теплоносителя на систему отопления и ГВС.


Рис. 4. Принципиальная схема работы котлов на различных видах топлива с применением четырехходового клапана:
ТК — твердотопливный котел; ГК — газовый котел; 1 — четырехходовой клапан; 2 — датчик температуры; 3 — котловые насосы; 4 — потребитель тепла; 5 — циркуляционный насос; 6 — контроллер

Представленные на украинском рынке 4-ходовые клапаны для систем отопления, как правило, из чугуна с хромированными внутренними поверхностями. Их диаметры — от 20 до 150 мм. Подобные клапаны предлагают компании Afriso (Германия), ESBE (Швеция), Honeywell (США), Oventrop (Германия) и др.

К примеру, компактные 4-ходовые смесительные клапаны серии V5442A (рис. 5), производимые компанией Honeywell, предназначены для систем, в которых в качестве теплоносителя используется вода или жидкости, с содержанием гликоля до 50%. Они рассчитаны на эксплуатацию при температурах 2…110°С и рабочем давлении до 6 бар. Клапаны выпускаются с размерами присоединения 20, 25 и 32 мм. Соответственно, значения коэффициента Kvs — от 4 до 16 м 3 /ч. Клапаны рассчитаны на работу совместно с электроприводами. Для более мощных систем используется фланцевая серия клапанов ZR…FA. Монтаж 4-ходовых клапанов не вызывает сложностей и предусматривает множество вариантов реализации (рис. 6).


Рис. 5. Четырехходовые клапаны V5442A и ZR…FA (Honeywell)


Рис. 6. Варианты присоединения 4-ходового клапана

Резюме

Таким образом, можно утверждать, что применение 4-ходовых клапанов практически идеально подходит для использования совместно с твердотопливными котлами, ведь они позволяют реализовать больше возможностей регулирования, чем при использовании 3-ходовых клапанов.

Применение механических термосмесительных клапанов (рис. 7) не решает задач по управлению температурами в системе и совместного использования нескольких источников тепла, а лишь позволяет поддерживать предварительно установленную постоянную температуру теплоносителя на входе в котел, без учета условий работы котла и самой системы.


Рис. 7. Применение термосмесительного клапана для поддержания постоянной температуры на входе в котел

Также использование термосмесительных клапанов больших диаметров экономически нецелесообразно, т. к. их стоимость существенно выше, чем стоимость системы с применением четырехходового клапана. На данный момент стоимость полностью автоматизированного управления с применением четырехходового клапана, на системы мощностью до 80 кВт, находится в диапазоне 400-800 евро. Срок окупаемости такой системы 3-5 лет.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm . Подписывайтесь!

Четырёхходовой клапан – это элемент сантехники, выполняющий важные функции в системе обогрева.

Устройство и функции

Четырёхходовой клапан для отопления вращает шпиндель в самом корпусе. Вращение обязательно должно осуществляться в свободном порядке, потому что втулка не содержит резьбы. Функционирующая часть шпинделя имеет пару выборок, при помощи которых открывается поток по двум проходам.

Узнать цену и купить отопительное оборудование и сопутствующие товары вы можете у нас. Пишите, звоните и приходите в один из магазинов в вашем городе. Доставка по всей территории РФ и стран СНГ.

Как следствие, поток регулируется и не в силах пройти напрямую ко второй выборке. Поток может сворачивать в любой патрубок, что находится с левой либо правой стороны от него. Получается, что все потоки, которые проходят с разных сторон, перемешиваются и расходятся по четырём патрубкам.

Есть устройства, где вместо шпинделя функционирует нажимный шток , однако такие конструкции не предназначены перемешивать потоки.

Четырёхходовой клапан для отопления – это элемент обогревательной системы, к которому подсоединены четыре трубы, имеющие тепловой носитель разной температуры. Внутри корпуса находятся втулка и шпиндель. Последний имеет работу с трудной конфигурацией.

Работу 4-х ходового смесителя можно контролировать следующим образом:

  1. Ручной. В данном случае для распределения потоков необходим монтаж штока в одном конкретном положении. И проводить регулировку этого положения требуется вручную.
  2. Автоматический (с терморегулятором). Здесь внешний датчик отдаёт команду шпинделю , в результате чего последний и начинает вращаться. Из-за этого в обогревательной системе сохраняется стабильная указанная температура.

Схема монтажа четырехходового смесительного клапана в системе отопления

Основные функции клапана 4-х ходового клапана следующие.

  1. Смешивание водяных потоков с разным температурным нагревом. Устройство используется для предотвращения перегрева твердотопливного котла. Четырёхходовой смесительный клапан не позволяет температуре повышаться в котельном оборудовании выше 110 °C. При нагреве 95 °C прибор запускает холодную воду для охлаждения системы.
  2. Защита котельного оборудования. 4-х ходовой клапан препятствует образованию коррозии и тем самым продлевает срок службы всей системы.

Благодаря 4-х ходовому клапану для отопления осуществляется равномерный расход горячего и холодного теплового носителя. Для нормального функционирования не требуется монтажа байпаса , так как клапан сам пропускает необходимый объём жидкости. Прибор применяется там, где требуется температурная регулировка. В первую очередь, в системе обогрева радиаторами совместно с твердотопливным котлом. Если в иных случаях настройка жидкости осуществляется с применением гидронасоса и байпаса, то в данном случае работа клапана целиком заменяет данные приборы. Получается, что котёл функционирует стабильно и постоянно получает определённый объём теплового носителя.

Производители

Четырёхходовой клапан для отопления производят такие компании, как Honeywell, ESBE, VALTEC и другие.

История компании Honeywell началась в 1885 году.

На сегодняшний день это производитель, который входит в список 100 ведущих мировых фирм, составляемый журналом Fortune.

Четырёхходовой клапан Honeywell

Четырёхходовые клапаны Honeywell серии V5442A изготовлены для систем, где в качестве теплоносителя выступает вода либо жидкости, с процентом гликоля до 50. Они предназначены для работы при температуре от 2 до 110 °С и в рабочем давлении до 6 бар.

Хоневелл изготавливает клапаны с размером соединения 20, 25, 32 мм. Поэтому значения коэффициента Kvs – от 4 до 16 м³/ч. Работают устройства серии вместе с электрическими приводами. Для систем с большей мощностью применяется фланцевая серия клапанов ZR-FA.

Четырёхходовой клапан Honeywell не вызовет трудностей при монтаже, существует много вариантов реализации.

Шведская компания ESBE уже более 100 лет устанавливает новые стандарты качества клапанов и приводов, применяемых в различных системах.

Все её изделия экономичны, надёжны и удобны при эксплуатации в системах обогрева, охлаждения и водяного снабжения.

ESBE предлагает 4-х ходовой клапан для отопления с внутренней резьбой. Корпус клапана изготовлен из латуни. Рабочее давление 10 атмосфер, температура 110 градусов (кратковременная — 130 градусов). Четырёхходовой смесительный клапан производится в размерах 1/2-2″, с пропускной способностью 2,5 -40 Kvs.

Компания VALTEC появилась в 2002 году в Италии и за короткий срок наладила выпуск продукции, которая разработана на основе изучения плюсов и минусов товаров различных производителей.

Валтек предлагает смесительные клапаны различного назначения, которые рассчитаны на долговечную работу в системе инженерии (водяной тёплый пол, вмонтированное настенное, потолочное отопление и охлаждение, горячее водяное снабжение). Продукцию производителя можно найти в любой точке России и стран СНГ.

Нельзя утверждать, что четырёхходовой клапан для отопления не потребует финансовых вложений. Установка прибора будет стоить дорого, однако, с другой стороны, эффективность работы и, как следствие, экономичность, оправдывает денежные затраты. Есть только главное условие – наличие качественной электрической сети, так как без неё привод клапана перестанет работать.

Четырехходовой смесительный клапан для отопления: tvin270584 — LiveJournal

Четырёхходовой клапан – это элемент сантехники, выполняющий важные функции в системе обогрева. А какие именно расскажет мастер сантехник в этой статье.
Устройство и функции

Четырёхходовой клапан для отопления вращает шпиндель в самом корпусе. Вращение обязательно должно осуществляться в свободном порядке, потому что втулка не содержит резьбы. Функционирующая часть шпинделя имеет пару выборок, при помощи которых открывается поток по двум проходам.

Как следствие, поток регулируется и не в силах пройти напрямую ко второй выборке. Поток может сворачивать в любой патрубок, что находится с левой либо правой стороны от него. Получается, что все потоки, которые проходят с разных сторон, перемешиваются и расходятся по четырём патрубкам.

Есть устройства, где вместо шпинделя функционирует нажимный шток, однако такие конструкции не предназначены перемешивать потоки.

Четырёхходовой клапан для отопления – это элемент обогревательной системы, к которому подсоединены четыре трубы, имеющие тепловой носитель разной температуры. Внутри корпуса находятся втулка и шпиндель. Последний имеет работу с трудной конфигурацией.

Работу 4-х ходового смесителя можно контролировать следующим образом:


  • Ручной. В данном случае для распределения потоков необходим монтаж штока в одном конкретном положении. И проводить регулировку этого положения требуется вручную.

  • Автоматический (с терморегулятором). Здесь внешний датчик отдаёт команду шпинделю, в результате чего последний и начинает вращаться. Из-за этого в обогревательной системе сохраняется стабильная указанная температура.

Основные функции клапана 4-х ходового клапана следующие:


  • Смешивание водяных потоков с разным температурным нагревом. Устройство используется для предотвращения перегрева твердотопливного котла. Четырёхходовой смесительный клапан не позволяет температуре повышаться в котельном оборудовании выше 110 °C. При нагреве 95 °C прибор запускает холодную воду для охлаждения системы.

  • Защита котельного оборудования. 4-х ходовой клапан препятствует образованию коррозии и тем самым продлевает срок службы всей системы.

Благодаря 4-х ходовому клапану для отопления осуществляется равномерный расход горячего и холодного теплового носителя. Для нормального функционирования не требуется монтажа байпаса, так как клапан сам пропускает необходимый объём жидкости. Прибор применяется там, где требуется температурная регулировка. В первую очередь, в системе обогрева радиаторами совместно с твердотопливным котлом. Если в иных случаях настройка жидкости осуществляется с применением гидронасоса и байпаса, то в данном случае работа клапана целиком заменяет данные приборы. Получается, что котёл функционирует стабильно и постоянно получает определённый объём теплового носителя.

Видео

В сюжете — Смесительный клапан четырехходовой.

Производители

Четырёхходовой клапан для отопления производят такие компании, как Honeywell, ESBE, VALTEC и другие.

На сегодняшний день это производитель, который входит в список 100 ведущих мировых фирм, составляемый журналом Fortune.

Четырёхходовые клапаны Honeywell серии V5442A изготовлены для систем, где в качестве теплоносителя выступает вода либо жидкости, с процентом гликоля до 50. Они предназначены для работы при температуре от 2 до 110 °С и в рабочем давлении до 6 бар.

Хоневелл изготавливает клапаны с размером соединения 20, 25, 32 мм. Поэтому значения коэффициента Kvs – от 4 до 16 м³/ч. Работают устройства серии вместе с электрическими приводами. Для систем с большей мощностью применяется фланцевая серия клапанов ZR-FA.

Четырёхходовой клапан Honeywell не вызовет трудностей при монтаже, существует много вариантов реализации.

Все её изделия экономичны, надёжны и удобны при эксплуатации в системах обогрева, охлаждения и водяного снабжения.

ESBE предлагает 4-х ходовой клапан для отопления с внутренней резьбой. Корпус клапана изготовлен из латуни. Рабочее давление 10 атмосфер, температура 110 градусов (кратковременная — 130 градусов). Четырёхходовой смесительный клапан производится в размерах 1/2-2″, с пропускной способностью 2,5 -40 Kvs.

Валтек предлагает смесительные клапаны различного назначения, которые рассчитаны на долговечную работу в системе инженерии (водяной тёплый пол, вмонтированное настенное, потолочное отопление и охлаждение, горячее водяное снабжение). Продукцию производителя можно найти в любой точке России и стран СНГ.

Нельзя утверждать, что четырёхходовой клапан для отопления не потребует финансовых вложений. Установка прибора будет стоить дорого, однако, с другой стороны, эффективность работы и, как следствие, экономичность, оправдывает денежные затраты. Есть только главное условие – наличие качественной электрической сети, так как без неё привод клапана перестанет работать.

Видео

В сюжете — Регулирование температуры без смесителя.


Источник
http://santekhnik-moskva.blogspot.com/2018/04/chetyrekhkhodovoy-smesitelnyy-klapan.html

Четырехходовой кран

Соглашение на обработку персональных данных

×

В соответствии с требованиями Федерального закона от 27. 07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных» я выражаю согласие на обработку ООО «ЯЛКЫН» (обслуживает сайт www.pelletor.ru, ИНН1635011582, КПП163501001, местонахождение: 420050 РТ Сабинский р-н,с. Шемордан,ул. Новый путь дом 14 офис 1) своих персональных данных без оговорок и ограничений, совершение с моими персональными данными действий, предусмотренных п.3 ч.1 ст.3 Федерального закона от 27.07.2006 г. №153-ФЗ «О персональных данных», и подтверждаю, что, давая такое согласие, действую свободно, по своей воле и в своих интересах. Согласие на обработку персональных данных дается мной в целях получения услуг, оказываемых ООО «ЯЛКЫН». Перечень персональных данных, на обработку которых предоставляется согласие: фамилия, имя, отчество, место пребывания (город, область), номера телефонов, адреса электронной почты (Email), а также иные полученные от меня персональные данные. Я выражаю свое согласие на осуществление со всеми указанными персональными данными следующих действий: сбор, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление или изменение), использование, распространение (в том числе, передача), обезличивание, блокирование, уничтожение, передача, в том числе трансграничная передача, а также осуществление любых иных действий с персональными данными в соответствии с действующим законодательством. Обработка данных может осуществляться как с использованием средств автоматизации, так и без их использования (при неавтоматической обработке). При обработке персональных данных ООО «ЯЛКЫН» не ограничено в применении способов их обработки. Настоящим я признаю и подтверждаю, что в случае необходимости ООО «ЯЛКЫН» вправе предоставлять мои персональные данные третьим лицам исключительно в целях оказания услуг технической поддержки, а также (в обезличенном виде) в статистических, маркетинговых и иных научных целях. Такие третьи лица имеют право на обработку персональных данных на основании настоящего согласия. Данное согласие действует до даты его отзыва мною путем направления в ООО «ЯЛКЫН» подписанного мною соответствующего письменного заявления, которое может быть направлено мной в адрес ООО «ЯЛКЫН» по почте заказным письмом с уведомлением о вручении, либо вручено лично под расписку надлежаще уполномоченному представителю ООО «ЯЛКЫН». В случае получения моего письменного заявления об отзыве настоящего согласия на обработку персональных данных, ООО «ЯЛКЫН» обязано прекратить их обработку и исключить персональные данные из базы данных, в том числе электронной, за исключением сведений о фамилии, имени, отчества.

Для чего нужен трехходовый клапан в системах отопления » Firebox

Двух-, трех и четырехходовые клапаны характеризуются изменяющейся пропускной способностью в зависимости от положения конуса клапана. Этот вид запорно-регулирующей арматуры может выполнять запорную, регулирующую, разделительную, распределительную и смесительную функцию. Управление реализуется с помощью привода, который может иметь гидравлическую, электрическую, пневматическую или электромагнитную природу. Для управления двух-, трех- и четырехходовыми клапанами может использоваться дискретный и аналоговый тип управления. Сигнал об изменении положения конуса подается микроконтроллером, в результате клапан принимает заданное положение. Разберем, Для чего нужен трехходовый клапан в системах отопления? И когда его заменяют четырехходовым.

Конструкционные особенности двух-, трех- и четырехходового клапана

Несмотря на первоначально одинаковый принцип действия, из-за разной конструкции и функциональных особенностей двух-, трех- и четырехходовые клапаны имеют разное назначение и применение.

Двухходовый клапан

Двухходовый клапан работает по одному принципу с шаровым регулирующим клапаном. Внутренний конус изменяет коммуникационные способности клапана и, соответственно, расход проходящей через него жидкости. Но этот вид клапанов применяется не только в отоплении, рабочей средой может быть любая термодинамическая среда.

Двухходовые клапаны особенно показали высокую эффективность в системах теплоснабжения и вентиляции. Они используются для изменения и управления параметрами тепловых контуров, используются как смесительные, регулирующие, запорные, распределительные устройства, изменяющие условия рабочей среды.

Трехходовый клапан

Трехходовый клапан имеет другое конструктивное решение, хотя по факту представляет собой два двухходовых клапана в одном. Он используется для разделения и смешения потоков с нужной степенью проникновения сред в друг друга. Благодаря трехходовым клапанам обеспечивается подмес сырой воды в системах отопления и ГВС. По аналогии с двухходовым клапаном рабочей средой может быть воздушная, жидкостная или газообразная среда. Управление клапаном осуществляется микроконтроллером и сервоприводом. Способ регулирования аналогичен двухходовому клапану.

Наиболее часто трехходовые клапаны используются в системах отопления в качестве регулирующего узла для контролируемых изменений теплоотдачи приборов отопления, вентиляции, теплообменников. Трехходовый клапан имеет три патрубка, два – входных, один – выходной. Рабочая среда подается во входные патрубки, где смешивается в зависимости от предустановок и положения конуса. Теперь становится более понятным, для чего нужен трехходовый клапаню

В отдельных случаях трехходовые клапаны совмещают функции обратного запорного устройства, предотвращающего обратный поток жидкости. По характеру возможностей арматурный узел может иметь смесительные, разделительные и переключающие функции. Трехходовые клапаны широко применяются в автоматических системах. Важной характеристикой и показателем качества является герметичность клапана, обеспечиваемая внутренними уплотнениями.

Виды трехходовых клапанов

На практике часто используются следующие аналоговые устройства на основе трехходового клапана:

  • смесительный вентиль для гидравлически-корректного смешивания теплоносителя с разными показателями температуры. Защищает контуры отопления от перегрева;
  • термостатический вентиль поддерживает постоянный уровень температуры в теплых полах и радиаторах. Часто устанавливается на входе в котел, чтобы гарантировать стабильные температурные показатели теплоносителя. Применяется в различных смесительных и разделительных узлах;
  • клапан теплого пола, используется для понижения температуры теплоносителя и удержания его в заданном диапазоне значений. Если используется электронная версия, то появляется возможность регуляции параметров в каждой комнате. Это касается только стабильной температуры теплоносителя, теплоотдача в расчет, в данном случае, не берется.

Для чего нужен трехходовый клапан, можно разобраться на примере конкретной системы отопления, хорошо понимая его функции и принципы выбора этого вида запорной арматуры.

Четырехходовый клапан

У потребителей часто возникает вопрос целесообразности использования трех- или четырехходового клапана в системе. Чаще всего они применяются в случае автоматизации и поддержке в контуре отопления и ГВС особых параметров. Четырехходовые клапаны применяются, например, для регулировки работы твердотопливных котлов.

В некоторых случаях для этих целей достаточно обычного клапана.

Сравнение применения трех- и четырехходового клапана

Например, для чего нужен трехходовый клапан, и когда применяется четырехходовый:

  • для получения стабильной температуры на входной и выходной линии котла. Принцип работы трехходового клапана заключается в подмесе теплоносителя из «обратки». Показатели температурных датчиков передаются контроллеру, который управляет «перегревом» контура отопления и регулирует состояние трехходового клапана, его положение и пропускную способность;
  • трехходовые клапаны некоторых производителей поддерживают дополнительные управляющие сигналы и бывают, например, двух- и трехпозиционные. В случае двухпозиционного регулирования клапан или открыт (есть подмес), или закрыт (нет подмеса). У этих клапанов недостаток в невозможности промежуточного положения с небольшим подмесом. Такие клапаны не используются в системах со стабильной температурой на прямом и обратном контуре. Так как эффективность смешивания зависит от ряда параметров (диаметра трубы, скорости потока, сопротивления теплоносителя), то требуется более точная регулировка, обеспечиваемая трехпозиционным трехходовым или четырехходовым клапаном.
  • трехпозиционные трехходовые клапаны применяются для газовых котлов с модуляционной горелкой или в аналогичных случаях, в том числе, в пеллетных твердотопливных котлах (включая каскадное подключение котлов), когда автоматика плавно снижает мощность горения и безопасно для оборудования выключает котел с поддержкой работы насоса и другого сопутствующего оборудования;
  • трехходовые клапаны применяются для поддержки температуры на входе в твердотопливный котел. Например, регулятор FR124 (Honeywell) твердотопливного котла позволяет автоматизировать процесс, но не дает возможности удерживать температуру. Для этого используются трехходовые клапаны. Отметим, что перепадах температур наблюдается также выпадение конденсата, что грозит коррозией теплообменного контура и увеличивается осадок накипи. В чугунных теплообменниках могут появиться трещины, а также в стыках сварных швов котлогенератора.
Трехходовый заменяем на четырехходовый

Вместо трехходового клапана на входе в котел в последнем случае может использоваться четырехходовый клапан. В его задачи входит не только модулирование параметров работы климат-контроля, но и внутренних физических характеристик работы котлового контура и сопутствующей системы отопления. На рисунке показана типичная тепловая схема включения твердотопливного котла и бака ГВС, выходной патрубок котла подключается к прямой котловой линии, где разделяется на ГВС и отопление. Разделение как раз осуществляется с помощью четырехходового клапана, которая обеспечивает постоянную циркуляцию в котловом и отопительном контуре и регулярную подачу горячего теплоносителя в бак ГВС для поддержки температуры.

Типовые тепловые схемы

Рис. 1. Тепловая схема подключения твердотопливного котла к системе отопления с принудительной циркуляцией и четырехходовым клапаном.

Условные обозначения:

1 – котел; 2 – блок автоматики управления котлом; 3 – датчик температуры теплоносителя; 4 – комнатный термостат; 5 – циркуляционный насос; 6 – потребитель тепла; 7 – дифференциальный клапан; 8 – четырехходовой смесительный клапан; 9 – расширительный бак; 10 – бойлер ГВС; 11 – насос бойлера; 12 – запорная арматура; 13 – фильтр.

Рис. 2. Принципиальная схема использования термостатический трехходового клапана для твердотопливных котлов с целью выравнивания температуры

Условные обозначения:

ТК – твердотопливный котел; ГК – газовый котел; 1 – четырехходовой клапан; 2 – датчик температуры; 3 – котловые насосы; 4 – потребитель тепла; 5 – циркуляционный насос; 6 – контроллер.

Примеры, для чего нужен трехходовый клапан и подробно схема работы четырехходового клапана рассматривается в статье «Автоматика для системы отопления».

Что такое четырехходовой клапан?

Четырехходовой клапан использует серию портов для управления потоком жидкости в разных направлениях с помощью одного клапана. Конструкция может иметь один входной порт с тремя выходными отверстиями или два входных и выходных порта для управления потоком из двух разных источников. Эти клапаны могут управляться вручную или приводиться в действие воздухом, гидравлической жидкостью или электричеством.

Однопортовый четырехходовой клапан содержит одно впускное соединение для подачи жидкости в клапан. Три выпускных отверстия могут быть подключены к разгрузочным трубопроводам для различных резервуаров или для управления поршнями на оборудовании с гидравлическим приводом. Клапан может иметь рычаг ручного управления или приводной двигатель или привод для перемещения узла клапана. Внутренние порты клапана открываются и закрываются, направляя жидкость в нужном направлении.

Двухходовые четырехходовые клапаны используются, когда два потока жидкости должны контролироваться одним клапаном. Внутренняя конструкция может позволить двум жидкостям перемещаться одновременно, или один поток жидкости может быть открытым, а другой — закрытым. Управление двухпортовым клапаном может быть ручным или приводным, так же, как однопортовые клапаны.

Существует широкий спектр возможных применений для четырехходового клапана. Промышленные органы управления используют их, чтобы открывать и закрывать другие клапаны для подачи химических процессов. Они могут использоваться для контроля потока пара для обогрева оборудования или зданий. Гидравлический четырехходовой клапан может управлять строительным оборудованием, таким как экскаваторы или краны, открывая, закрывая или перемещая детали оборудования с помощью гидравлических поршней.

Системы кондиционирования воздуха используют четырехходовой клапан для применений тепловых насосов. Тепловой насос извлекает тепло снаружи, выделяя его внутри здания. В режиме обогрева клапан реверсирует поток хладагента через внутреннюю и наружную катушки. Выпускной газ из компрессора направляется во внутреннюю катушку, а тепло отводится для обогрева салона. Переключение термостата в режим охлаждения приведет к перемещению клапана, и хладагент будет течь в направлении, необходимом для охлаждения салона.

Бассейны могут содержать четырехходовые клапаны для контроля потока воды для фильтрации, слива и обратной промывки. Разгрузка насоса бассейна обычно будет проходить через фильтр бассейна для очистки воды. Переключение четырехходового клапана в положение слива может привести к снижению уровня бассейна или слива бассейна. Третья позиция на клапане будет направлять воду в обратном направлении через фильтр для обратной промывки фильтрующего материала. Четырехходовые клапаны могут снизить стоимость и сложность системы бассейна, позволяя одному насосу выполнять несколько функций.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

4 ходовые клапаны. Кран четырехходовой

Тот, кто хоть раз пытался изучить различные схемы отопительных систем, наверняка сталкивался с такими, где подающий и обратный трубопроводы чудесным образом сходятся воедино. В центре этого узла стоит некий элемент, к которому с четырех сторон подключаются трубы с теплоносителем разной температуры. Этот элемент — четырехходовой клапан для отопления, о назначении и работе которого пойдет речь в данной статье.

О принципе работы клапана

Как и его более «скромный» трехходовой собрат, четырехходовой клапан изготавливается из качественной латуни, но вместо трех присоединительных патрубков имеет целых 4. Внутри корпуса на уплотнительной втулке вращается шпиндель с цилиндрической рабочей частью сложной конфигурации.

В ней с двух противоположных сторон сделаны выборки в виде лысок, так что посередине рабочая часть напоминает заслонку. Сверху и снизу в ней сохранена цилиндрическая форма, чтобы можно было выполнить уплотнение.

Шпиндель со втулкой прижимается к корпусу крышкой на 4 винтах, снаружи на конец вала насаживается регулировочная рукоятка либо устанавливается сервопривод. Как выглядит весь этот механизм, поможет хорошо представить показанная ниже детальная схема четырехходового клапана:

Шпиндель вращается во втулке свободно, поскольку не имеет резьбы. Но при этом выборки, сделанные в рабочей части, могут открывать проток по двум проходам попарно либо позволять смешиваться трем потокам в разных пропорциях. Как это происходит, показано на схеме:

Для справки. Существует и другая конструкция четырехходового клапана, где вместо вращающегося шпинделя задействован нажимной шток. Но подобные элементы не могут смешивать потоки, а только перераспределять. Они нашли свое применение в газовых двухконтурных котлах, переключая поток горячей воды с отопительной системы на сеть ГВС.

Особенность нашего функционального элемента состоит в том, что поток теплоносителя, подведенный к одному из его патрубков, никогда не сможет пройти к другому выходу по прямой. Поток всегда будет поворачивать в правый или левый патрубок, но никак не попадет в противоположный. При определенном положении шпинделя заслонка позволяет теплоносителю проходить сразу вправо и влево, смешиваясь с потоком, идущим из противоположного входа. В этом и заключается принцип работы четырехходового клапана в системе отопления.

Следует отметить, что управление клапаном может осуществляться двумя способами:

вручную: требуемого распределения потоков добиваются путем установки штока в определенное положение, ориентируясь по шкале, находящейся напротив рукоятки. Способ используется редко, поскольку эффективная работа системы требует периодической корректировки, постоянно производить ее вручную невозможно;

автоматически: шпиндель клапана вращается сервоприводом, получающим команды от внешних датчиков либо контроллера. Это позволяет придерживаться заданных температур воды в системе при изменении внешних условий.

Практическое применение

Везде, где нужно обеспечить качественное регулирование теплоносителя, могут применяться клапаны четырехходового типа. Качественное регулирование – это управление температурой теплоносителя, а не его расходом. Добиться необходимой температуры в системе водяного отопления можно лишь одним способом – смешиванием горячей и остывшей воды, получая на выходе теплоноситель с нужными параметрами. Успешное выполнение данного процесса как раз и обеспечивает устройство четырехходового клапана. Приведем пару примеров установки элемента для таких случаев:

  • в системе радиаторного отопления с твердотопливным котлом в качестве источника тепла;
  • в контуре нагрева теплых полов.

Как известно, твердотопливный котел в режиме разогрева нуждается в защите от выпадения конденсата, от которого стенки топки подвергаются коррозии. Традиционная схема с байпасом и трехходовым смесительным клапаном, не позволяющим холодной воде из системы проникать в котловой бак, может быть усовершенствована. Вместо байпасной линии и смесительного узла ставится четырехходовой клапан, как это изображено на схеме:

Возникает закономерный вопрос: какая польза от такой схемы, где придется ставить второй насос, да еще и контроллер для управления сервоприводом? Дело в том, что здесь работа четырехходового клапана подменяет собой не только байпас, но и гидравлический разделитель (гидрострелку), буде в таковом есть нужда. В результате мы получаем 2 отдельных контура, обменивающихся между собой теплоносителем по мере необходимости. Котел дозировано получает охлажденную воду, а радиаторы – теплоноситель с оптимальной температурой.

Поскольку вода, циркулирующая по греющим контурам теплых полов, нагревается максимум до 45 °С, то запускать в них теплоноситель напрямую от котла недопустимо. С целью выдержать такую температуру перед распределительным коллектором обычно ставится смешивающий узел с трехходовым термостатическим краном и байпасом. А вот если вместо этого узла установить четырехходовой смесительный клапан, то в греющих контурах можно использовать обратную воду, идущую от радиаторов, что и показано на схеме:

Заключение

Нельзя сказать, что установка четырехходового крана проста и не требует финансовых вложений. Наоборот, реализация подобных схем выльется в ощутимые финансовые затраты. С другой стороны, они не настолько велики, чтобы отказаться от преимуществ таких систем – эффективности работы и в результате – экономичности. Важное условие – наличие надежного электроснабжения, так как без него перестанет работать привод клапана.

Современные тенденции развития систем отопления все более склоняются к низкотемпературным напольным и радиаторным системам, при которых температура подачи теплоносителя значительно ниже температуры, выдаваемой котлом. Как же добиться гибкого регулирования температуры теплоносителя в условиях постоянно меняющейся уличной температуры?

Для низкотемпературных систем отопления и системы «теплый пол» нужно принимать такие технические решения, в которых в трубу подачи подмешивается охлажденная вода из обратки. Этот процесс называется качественным регулированием системы отопления , то есть регулирование, при котором расход теплоносителя остается прежним, а температура его меняется в нужную нам сторону и при этом мы никоим образом не вмешиваемся в работу котла и его циркуляционного насоса. Количественное регулирование системы отопления отличается от качественного тем, что при нем температура теплоносителя не меняется, а меняется его расход, то есть на трубе попросту устанавливается вентиль, закрытие которого увеличивает гидравлическое сопротивление и циркуляция притормаживается либо совсем останавливается, уменьшается соответственно и расход теплоносителя через отопительные приборы.

Качественное регулирование производят с помощью трехходового крана и байпаса или четырехходового крана, расположенных непосредственно перед кольцом низкотемпературного отопления (рис. 26).

Рис. 26. Принципиальная схема качественной регулировки температуры теплоносителя

Поворот рукояти трехходового крана в определенное положение открывает байпас, и циркуляционный насос втягивает охлажденную воду из обратки в подачу, где происходит смешивание с горячей водой подачи. Таким образом, температуру подачи теплоносителя можно отрегулировать до нужного значения. Трехходовой кран может работать очень гибко, он «умеет» перекрывать байпас или трубы подачи либо работать на смешивание обратной охлажденной воды с горячей водой подачи. Другими словами, если трехходовой кран закрывает байпас, то горячая вода подачи полностью попадает в кольцо отопления, если кран закрывает подачу, то кольцо отопления работает «на себя», теплоноситель будет крутиться в нем через байпас, пока не остынет, если кран открыт в промежуточном положении, то охлажденная вода через байпас попадает в кран и смешивается с водой подачи, далее в отопительный контур она попадает нужной нам температуры. Трехходовой кран, устанавливаемый для регулирования температуры теплоносителя, в данном случае, называют трехходовым смесителем (рис. 27). Температуру подачи горячей воды в систему отопления можно отрегулировать вручную по шкале на смесителе или с помощью датчика температуры и электрического сервопривода.

Рис. 27. Трехходовые смесители

Применение четырехходовых кранов позволяет обойтись без трубы байпаса, но в работе эти краны различаются: одни, например, с Х-образными заслонками, могут только закрывать и открывать подачу и обратку, но не умеют смешивать воду, другие, например, с роторными заслонками, воду смешивают. При применении кранов с Х-образными заслонками горячая вода попадает в кольцо отопления и кран закрывается, а насос гоняет теплоноситель по внутреннему кольцу, как только теплоноситель остывает, кран открывается и во внутреннее кольцо из котла попадает новая порция горячей воды, а охлажденная сбрасывается в обратку. Четырехходовой кран такой конструкции делит каждый контур на две части, его работа напоминает регулировку температуры теплоносителя включением-выключением циркуляционного насоса. Но в отличие от насосной регуляции (включения и выключения насоса), регулирование здесь происходит в более мягком режиме, так как насос не выключается и циркуляция теплоносителя не останавливается. Разумеется, что применение четырехходовых кранов с Х-образными заслонками возможно только в автоматическом режиме, поскольку ручной поворот крана при каждом остывании теплоносителя во внутреннем контуре просто невозможен.

Рис. 28. Четырехходовые роторные смесители

Четырехходовые смесители с роторными заслонками (и некоторыми другими) обеспечивают постоянный и одинаковый расход горячего и охлажденного теплоносителя и при этом позволяют устанавливать желаемую температуру теплоносителя как в ручном, так и в автоматическом режиме (рис. 28). Такая система отопления не нуждается в применении дифференциального байпаса, смеситель автоматически пропускает требуемое количество воды, иначе говоря, суммарное количество воды, поступающей в систему отопления, и воды, протекающей обратно, будет постоянным. Представленная система регулирования является одной из самых простых: в зависимости от положения клапана четырехходовой смеситель пропускает определенное количество воды, поступающей от котла в первичный контур; ровно столько же теплоносителя вытесняется в обратную магистраль.

Рис. 29. Пример решения узла подключения «теплых полов» и работы штокового смесителя

Обычно системы низкотемпературного отопления снабжаются автоматическими контроллерами, измеряющими температуру теплоносителя или температуру воздуха отапливаемого помещения, и отдающими команды на электрические сервоприводы, которые «крутят» вентили трех- или четырехходовых смесителей. Кроме смесителей «на поворотных заслонках» существует и другая управляющая арматура, основанная на штоковых (рис. 29) трех- и четырехходовых вентилях. Регулирование (закрытие и открытие каналов смесителя) происходит благодаря опусканию и подниманию штока с конусной заслонкой. Управляется смеситель датчиком, основанным на термическом расширении некоторых материалов, например, парафина. Капсула с парафином помещается на трубу системы отопления, парафин при нагревании от трубы расширяется и замыкает или размыкает контакты термопары, то есть капсула работает как выключатель, который передает импульс на сервопривод, передвигающий шток трех- или четырехходового смесителя. Потом температура в трубе отопления снижается, парафин уменьшается в объеме и размыкает контакты — шток смесителя занимает прежнее положение.



Рис. 30. Пример системы отопления, выполненной по классической схеме

Таким образом, система отопления с низкотемпературным контуром «теплых полов» и радиаторным высокотемпературным контуром может выглядеть следующим образом (рис. 30). Теплоноситель, нагреваясь в котле, поступает в коллектор горячей воды, откуда он распределятся по двум разводящим стоякам: радиаторного отопления и «теплых полов». Радиаторные стояки доставляют воду к отопительным приборам, где она охлаждается и поступает в коллектор охлажденной воды соединенный с трубой обратки котла. Теплоноситель побуждаемый циркуляционным насосом, постоянно циркулирует, в этом контуре и через котел. В отопительном контуре «теплых полов» происходит несколько иное движение теплоносителя. Циркуляционный насос закачивает теплоноситель из коллектора подачи не постоянно, а периодически, по мере того, как трехходовой смеситель открывает подачу. Все остальное время насос «крутит» по кольцу «теплых полов» собственную охлажденную воду. Здесь необходимо заметить, что при ручной регулировке трехходового смесителя насос будет постоянно подмешивать воду из коллектора подачи, а при регулировании смесителя автоматикой возможны два варианта работы: с полным отключением «теплых полов» от котла и с подмешиванием горячей воды. Дело в том, что производителями трехходовых смесителей выпускаются два варианта этих вентилей, в большинстве случаев, трехходовые смесители настраиваются таким образом, что ручное закрытие вентиля, показывающее на шкале прибора «подача горячей воды закрыта», на самом деле горячую воду полностью не закрывает, а оставляет чуть-чуть приоткрытой. Это так называемая защита «от дурака». Например, смонтировав систему радиаторного отопления с ошибкой, пользователь полностью перекрывает подачу в систему отопления «теплых полов», а котел в это время работает и нагревает воду, выталкивая ее в систему. И куда ей течь, если трехходовой вентиль закрыт? В системе создается избыточное давление и перегрев теплоносителя — возможен разрыв теплообменника котла или трубопровода. Трехходовой смеситель, имеющий маленькое отверстие, при, казалось бы, полном закрытии подачи, позволяет не останавливать циркуляцию и пропускать теплоноситель по низкотемпературному контуру отопления.

Схемы смесительных узлов (так выглядит узел теплого пола в сборе) :

Смесительный узел для теплого пола Valtec для 1 контура (до 20 м2.)

Коллектор теплого пола Valtec от 2 до 4 контуров (20-60 м2.)

Наш интернет-магазин предлагает купить термостатические смесительные клапаны и сервомоторы для организации систем отопления и водоснабжения. Являясь сертифицированным дистрибьютором всемирно известной торговой марки Valtec, мы поставляем надёжную инженерную сантехнику, востребованную в частном и массовом строительстве, при проведении реконструкции зданий и помещений различного назначения.

Регулирующие смесительные клапаны являются составными частями современных систем отопления, горячего и холодного водоснабжения. Они предназначены для того, чтобы холодный и теплый водопотоки смешивались, подавая на выходе жидкость требуемой температуры. Эти клапаны (вентили), как трехходовые, так и четырехходовые, востребованы при организации водоснабжения с циркуляцией горячей жидкости либо без её циркуляции в системах классического радиаторного, напольного, панельного и потолочного отопления, служат ограничителями обратки, а также обеспечивают обмен между поступающей и обратной линиями. Корпус вентиля может быть стальным, латунным, чугунным. В линейке продукции Valtec представлены смесительные клапаны, корпуса и регулирующие детали которых сделаны из латуни — на этом металле не образуются коррозионные наслоения. Уплотнение штока происходит за счёт пары колец, изготовленных из каучука-синтетика Epdm Perox. Вентили полностью ремонтопригодны, допускается замена верхнего кольца без необходимости разбирать деталь полностью.

Производя смешивание теплоносителя из двух потоков с различной температурой (в водоснабжении это горячая и холодная вода, в отоплении — подающаяся вода и обратка), регулирующие клапаны Valtec создают поток с заданным уровнем подогрева.

В нашем интернет-магазине можно купить трехходовые и четырехходовые смесительные вентили Valtec. Трехходовая деталь понадобится при монтаже системы «теплый пол», а также для подогрева теплой жидкости от высокотемпературного теплоносителя в отопительной конструкции. Четырехходовые вариации нужны для того, чтобы создать сразу два регулирующихся контура, каждый — с персональными параметрами температуры. Например, это необходимо для того, чтобы защитить котлы от холодной температуры в обратке. Управлять трех- и четырехходовыми смесительными клапанами Valtec можно как в ручном режиме, так и посредством серводвигателя. Последний вы также можете заказать на нашем сайте. Серводвигатель управляет вентилем при помощи контроллера либо термостата. Компания поставляет модели с аналоговым и импульсным управлением, с возможностью переключения на ручную регулировку.

Термин «термостатический» в описании смесительных клапанов означает, что они поддерживают оптимальный уровень температуры в системах ГВС и защищают от возможности обжечься.

Спектр товарных предложений арматуры бренда Valtec содержит регулирующие детали для всевозможных применений, произведенные из высококачественных, надежных материалов. Клапаны (вентили) для отопительных систем могут эксплуатироваться при температуре теплоносителя, достигающей 120°С, и при уровне давления не более 10 Бар. Изделия служат без необходимости замены или ремонта в течение 20-25 лет (конкретный срок эксплуатации зависит от модели).

Четырехходовой клапан – это элемент системы отопления, к которому подключены четыре трубы, имеющие теплоносители разной температуры, используется, чтобы предотвратить перегрев твердотопливного котла. Термостатический клапан не допускает превышение температуры внутри котла выше 110 °C. Уже при температуре 95 °C он запускает холодную воду для охлаждения системы.

Конструкция четырехходового клапана

Корпус сделан из латуни, к нему присоединены 4 соединительных патрубка. Внутри корпуса расположена втулка и шпиндель, работа которого имеет сложную конфигурацию.

Термостатический смесительный кран выполняет такие функции:

  • Смешивание потоков воды разных температур. Благодаря смешиванию работает плавное регулирование нагрева воды;
  • Защита котла. Четерехходовой смеситель предотвращает появление коррозии, продлевая этим срок эксплуатации оборудования.

Схема четырехходового смесителя

Принцип работы такого клапана для отопления заключается во вращении шпинделя внутри корпуса. Причем это вращение должно быть свободным, так как втулка не имеет резьбы. Рабочая часть шпинделя имеет две выборки, через которые открывается поток по двум проходам. Таким образом, поток будет регулироваться и не сможет пройти напрямую ко второй выборке. Поток сможет поворачивать в любой из патрубков, расположенных с левой или правой стороны от него. Так, все потоки, идущие с противоположных сторон, смешиваются и распределяются по четырем патрубкам.

Существуют конструкции, в которых вместо шпинделя работает нажимной шток, но такие устройства не могут смешивать потоки.

Работа клапана контролируется двумя способами:

  • Ручной. Распределение потоков требует установки штока в одном определенном положении. Регулировать это положение нужно вручную.
  • Автоматический. Вращение шпинделя происходит в результате получаемой команды от внешнего датчика. Таким образом, в системе отопления постоянно удерживается заданная температура.

Четырехходовой смесительный клапан обеспечивает стабильный расход холодного и горячего теплоносителя. Принцип его работы не требует установки дифференциального байпаса, ведь клапан сам пропускает нужное количество воды. Устройство используется там, где необходима регулировка температуры. Прежде всего, это система радиаторного отопления с твердотопливным котлом. Если в других случаях регулирование теплоносителей происходит с помощью гидронасоса и байпаса, то здесь работа клапана полностью заменяет эти два элемента. В итоге котел работает в стабильном режиме, постоянно получая дозированное количество теплоносителя.

Отопление с четырехходовым клапаном

Монтаж системы отопления с четырехходовым клапаном:


Схема подключения отопительной системы с четырехходовым смесителем состоит из следующих элементов:

  1. Котел;
  2. Четырехходовый термостатический смеситель;
  3. Предохранительный клапан;
  4. Редукционный вентиль;
  5. Фильтр;
  6. Шаровой кран;
  7. Насос;
  8. Отопительные батареи.

Смонтированную отопительную систему нужно обязательно промыть водой. Это необходимо, чтобы из нее удалились различные механические частицы. После этого должна быть проверена работа котла под давлением 2 бар и при выключенном расширительном баке. Следует обратить внимание на то, что между началом полноценной работы котла и его проверкой под гидравлическим давлением должен пройти небольшой промежуток времени. Ограничение по времени обусловлено тем, что при долгом отсутствии воды в отопительной системе, она будет подвержена коррозии.

Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном


Четырехходовой клапан для отопления позволяет смешивать и направлять 4 потока теплоносителя. Принцип работы четырехходового клапана заключен в возможности смешения теплоносителя в разных пропорциях.

Источник: domotopim.ru

Где купить?

Новости на тему «четырехходовой клапан для отопления»

11.02.2015 — Электротехнический рынок России и СН

K200.M.0. Контроллер VT.K200.M Валтек предназначен для измерения и автоматического пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования температуры теплоносителя в смесительных узлах систем напольного отопления в соответствии с заданным графиком.

Найдено в интернете по запросу «четырехходовой клапан для отопления»


Трёхходовой клапан для отопления с терморегулятором

Правильно выполненная обвязка отопительного контура позволяет создать в доме максимально комфортные температурные условия проживания. Не менее важна и комплектация тепловой магистрали. Так, например, трехходовой клапан для отопления с терморегулятором, как и прочие идентичные по функциональности элементы играют значительную роль в устройстве тепловой магистрали.

  1. Чем должен оснащаться отопительный контур?
  2. Смесительные краны
  3. Термостаты

Чем должен оснащаться отопительный контур?

Несмотря на то, что основная группа защиты для отопления подбирается непосредственно сотрудниками магазина, где производится покупка оборудования, не будет лишним, если вы узнаете, что именно должно входить в набор заборной арматуры.


Смесительные краны

Посредством этих деталей есть возможность осуществления качественной регулировки температурного режима в тепловом блоке. Принцип работы подобного устройства прост: при повороте рукоятки отопительного трехходового крана происходит открытие байпаса, что обусловливает втягивание остывшей воды в отсек подачи, где происходит смешение горячей и холодной воды.


По такой схеме можно добиться необходимого температурного режима в помещении. Действует трехходовой клапан гибко, не создавая резких скачков температур в обогревательной установке. Как правило, такими смесительными блоками оснащаются практически все коллекторных узлы обогревательных систем частных домов. Это позволяет снизить расходы на потребление энергетических ресурсов для прогрева той или иной комнаты, которую, при необходимости, можно попросту отключить от основной магистрали.

Группа безопасности нагревательного устройства

Блок защиты нагревателя включает в себя предохранительный клапан, прибор для измерения давления и дроссель для спуска воздуха из теплового узла. Благодаря этим элементам можно предотвратить как поломку самого оборудования, так и избежать аварийной ситуации в случае повышения давления в магистрали. Ведь это может привести к разрыву трубопровода и, как следствие, кто-либо, находящийся рядом в этот момент, может сильно пострадать.

Вне зависимости от выбора типа отопительной системы, она должна в обязательно порядке комплектоваться предохранительным гидровентилем для котла.

Предохранительный дроссель может быть выполнен в двух исполнениях – открытый и закрытый. Первый вариант характеризуется отсутствием противодавления и выводом лишней жидкости из теплового контура. Тогда как посредством закрытого регулировочного клапана выполняется сброс избыточной жидкости в трубопровод. При этом работает еще и противодавление.


С целью увеличения эффективности обогревательного блока необходимо правильно выполнить установку группы защитной арматуры. Весь свод правил присутствует в специальном документе СНиП. А представить его к вашему вниманию в полном объеме не представляется возможным, поскольку все зависит от конкретного оборудования, его мощности и прочих индивидуальных факторов. Но вместе с тем основные принципы монтажа запорной арматуры все же можем рассмотреть.

Трёхходовой клапан для отопления с терморегулятором, равно как другие элементы отопительной системы, определяются исключительно по показателям давления и диаметру трубопровода. Это императивное требование определяет ГОСТ и любое отклонения от нормы является нарушением, что в итоге может привести к аварийной ситуации.

Особенности монтажа запорной арматуры


  1. Установка предохранительного клапана осуществляется на подающем трубопроводе в непосредственной близости с нагревательным агрегатом.
  2. В тепловых контурах, которые снабжаются горячей водой, гидроклапан ставится на выходе горячей воды в наивысшей точке бойлера.
  3. Обустройство системы водяного обогрева характеризуется отсутствием всевозможных приборов между запорной арматурой и тепловым контуром.
  4. Спускные клапана на отопление следует стыковать к магистральным трубам сравнительного большого диаметрального размера. А их вывод осуществляется в любое безопасное место или канализационную сеть.

Во время монтажа отопительного узла категорически запрещается сужать трубы на диаметр меньше, чем имеющийся диаметральный размер вентиля.

ВИДЕО: Трехходовой клапан в системе

При подключении отопления в двухэтажных домах запорная арматура устанавливается отдельно на каждом этаже. Специалисты рекомендуют устанавливать ее как можно больше, так котел будет проще обслуживать.

  1. Настройка дросселей производится на 15-25% больше, чем рабочее давление в тепловом контуре.
  2. Необходимо выполнять проверку работоспособности вентилей как минимум один раз в год, желательно после начала отопительного сезона. А делается это очень просто: нужно произвести принудительное открытие дросселя.

Перепускные и обратные вентили


Для стабилизации давления в системе необходим обратный вентиль для отопления. Кроме этого применяется также еще и другой конструктивный элемент – перепускной клапан отопительной системы. Принцип его работы – такой же, как и у предохранительного, но в том случае патрубок соединяется с обраткой. При увеличении давления этот прибор включается и осуществляет перевод теплоносителя в обратный контур. А с целью уравновешивания этой характеристики используется обратный гидровентиль.

Принцип функционирования: посредством обратного клапана в системе отопления осуществляется перемещение жидкости в одну сторону, препятствуя ее обратному перемещению.

Термостаты

Термостат характеризуется применением двух основных конструктивных элементов – вентиля и термоэлемента. Первый применяется в качестве регулятора теплоотдачи. Это происходит за счет изменения расхода теплоносителя в зависимости от температуры воздуха. В свою же очередь термоэлемент позволяет контролировать температуру теплоносителя и, при необходимости, подогревать или охлаждать его.


В зависимости от перемещения золотника, которым оснащен гидровентиль, эта конструктивная делать производится в двух исполнениях: малоподъемные и полноподъемные. В первом случае высота подъема золотника приравнивается к 0,05 диаметрального размера седла. Как правило, малоподъемные дросселя применяются в тех блоках, в которых нет необходимости в высокой пропускной способности. А вот что касается полноподъемных дросселей, то они имеют высоту золотника равную 0,25 диаметральной величины седла. Такие детали, в большинстве своем, используются в тепловых магистралях с газообразной средой.

Другие запорные арматурные комплектующие

Помимо вышеуказанных конструктивных элементов используются еще и игольчатые дросселя. Они представляют собой затвор в виде узкого конуса и способствуют надежному перекрытию и регулировке потоков теплоносителя при повышенных показателях давления.

Есть еще и электромагнитные вентиля, которые являют собой примитивный и наиболее доступный вариант автоматизации регулировки перемещения горячей воды по трубопроводу. Однако, чтобы использовать подобные детали крайне важно использовать воду с минимальной жесткостью и отсутствием твердых частиц.

Многие обогревательные узлы оснащаются еще компенсаторами, благодаря которым осуществляется компенсация деформаций трубопроводных магистралей под действием высоких температур. Кроме этого, такие приборы помогают снизить вибрации в системе, что также позволяет исключить возможные повреждения теплового контура.

На самом деле устройство обогревательного оборудования – это вполне посильная задача даже для того, кто ни разу в жизни не выполнял подобных процессов. И если грамотно подойти к реализации поставленной цели и выполнить работу согласно всем требования, то можно снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций и необходимости проведения ремонтно-восстановительных мероприятий.

Вот, собственно, и весь набор запорной арматуры, который используется при устройстве теплоблоков. Теперь, когда вы знаете, что должно входить в обогревательный узел, вы сможете выполнить качественную обвязку теплового оборудования, которая прослужит вам не один десяток лет.

Трёхходовой клапан для отопления с терморегулятором


Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором, как и прочие идентичные по функциональности элементы играют значительную роль в устройстве тепловой магистрали.

Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны

В этой статье я расскажу, как понять работу трехходовых клапанов и сервоприводов (электроприводов).

Что такое клапан?

Клапан — это механизм, который служит для того чтобы пропустить или не пропустить жидкость или газ из одного пространства в другое. Причем клапан может быть открыт или закрыт на определенный процент. То есть клапаны могут служить для регулировки прохода жидкостей или газа. Движение жидкости или газа осуществляется за счет разности давления между сторонами клапана.

В системе отопления существуют два самых распространенных вида клапанов:

Седельный (седловой) тип – имеет в себе втулку и непосредственно объемное тело, которое перекрывает проход.

Шаровый (или вращательный) тип – имеет тело, которое за счет вращения его приводит к открытию или закрытию прохода.

Шаровые клапана имеют самую высокую пропускную способность по отношению к седловому типу клапана. То есть в шаровых клапанах достигается меньшее гидравлическое сопротивление.

Клапаны бывают:

Двухходовые клапаны – имеют два соединения по разные стороны от клапана. Например, служат для пропуска жидкости или газа на одном контуре. То есть закрывают или открывают одну ветку системы водоснабжения или отопления.

Трехходовые клапаны – Имеют три соединения. Служат в основном для смешивания или разделения потоков жидкости или газа. Основная работа трехходового клапана необходима или для получения определенной температуры или для перенаправления потоков. В системах отопления контроль температуры нужен для того, чтобы регулировать климат в помещении. Перенаправление потоков служит обычно для перенаправления нагретого теплоносителя из системы отопления в бойлер косвенного нагрева. Существует также множество других задач…

Четырехходовые клапаны – Имеют четыре соединения. Выполняют такую же работу, как и трехходовые клапаны. Но могут быть и другие задачи.

Связь между сервоприводами и клапанами

В системе отопления существует несколько способов взаимосвязи между клапанами и элементами контроля клапанов (сервопривод и термомеханика):

1. Термостатический смеситель – обычно называют механизм, имеющий в себе сразу и клапан и устройство, которое меняет положение клапана в автоматическом режиме. Меняет в зависимости от температуры жидкости или газа. В этом устройстве есть механизм, который под действием температуры меняет силу упругости и из-за этого происходит движение клапана. В зависимости от сервопривода такой клапан не требует участия электричества. Температура регулируется вращением рукоятки. Обычно некоторые клапаны рассчитаны на небольшой диапазон температур. Максимум до 60 градусов. Могут быть исключения у других производителей.

2. Способы использовать отдельные элементы, не прибегая к сервоприводам. Например, термостатический вентиль с термоголовкой. Существуют термоголовки, которые имеют выносной датчик.

3. Клапаны и сервоприводы это отдельные элементы. Сервопривод прикрепляется к клапану и регулирует клапан.

Что такое сервопривод?

Сервопривод – это прибор, который осуществляет работу движения клапана. Клапан в свою очередь или пропускает или не пропускает жидкость или газ. Или пропускает его в определенном количестве в зависимости от давления, положения клапана и гидравлического сопротивления.

Какие бывают сервоприводы?

Существуют также термоприводы, которых тоже называют сервоприводами.

Но мы в этой статье разберем только электроприводы (сервоприводы)

Электроприводы бывают двух направлений:

Полный пакет (комплект) – это когда в устройство уже заложен полный набор функций. Например, в комплекте уже имеется контроллер температур, электрический термодатчик. Есть возможность сразу настроить его на нужную температуру. Настройка времени проверки для движения клапана. Подключается сразу к сети переменного тока 220 Вольт с частотой 50 Герц. Стандарт для России. Есть возможность настроить его в различных направлениях движения клапана шарового типа. Есть возможность настроить его на поворот 90 или 180 градусов. Можно выставить любое значение, даже 49 градусов или 125 градусов. И делается это внутри черной коробочки. Подробности ищите в инструкции.

Это я Вам рассказал один из вариантов. Конечно, существует дюжина других вариантов… Также сервоприводы различаются по скорости закрывания и открывания клапанов. Данный пример служит для плавной регулировки клапана, чтобы смешивать потоки разной температуры, чтобы получить контрольную температуру.

Такой вариант служит для перенаправления потоков теплоносителя.

Этот вариант используется для перенаправления потока теплоносителя из котла либо в направление радиаторного отопления либо на нагрев бойлера косвенного нагрева. Указанный сервопривод нуждается в сигнале 220 Вольт. Причем имеются три контакта. Один общий, а два других для перенаправления движения. Самый легкий вариант, когда нужно перенаправлять потоки в системе отопления по требованию от термореле бойлера косвенного нагрева.

Сервоприводы бывают по типу движению на седловой тип клапана или на шаровый (вращательный) тип клапана.

Если будите подбирать сервопривод к клапану, обязательно уточняйте вид движения сервопривода. Также не всегда седельный тип сервопривода совпадает ко всем типам седельных клапанов. С шаровыми вращательными вроде имеется универсальный стандарт, а вот с седельными клапанами все не так просто. Нету одного стандарта.

Электропривод как отдельное звено в автоматике.

Рассмотрим аналоговый сервопривод от Valtec арт. VT.M106.R.024

Такой сервопривод нуждается в постоянном питании 24 Вольт и управляющем сигнале от 0 до 10 Вольт.

То есть если напряжение 0 Вольт, то поворотный механизм находится в положении 0 градусов. Если 5 Вольт то 45 градусов. Если 10 Вольт то 90 Градусов.

Такому сервоприводу подается сигнал от специального контроллера, на котором есть функция подачи сигнала 0-10 Вольт. В зависимости от температуры и настройки контроллера по температуре, контроллер подает различное напряжение от 0 до 10 Вольт. Есть настройка вращения: Почасовой и против часовой. Конечно для того, чтобы найти более подробную информацию о сигналах и схеме подключения требуйте у производителя паспорта с подробной схемой управления сигналами.

Повторюсь… Что указанные в этой статье, описаны не все сигналы. Существует множество других сигналов…

Что же такое контроллер?

Контроллер – это устройство предназначено для управления сигналами для различной логической задачи. Контроллер это мозг автоматической системы. Он определяет в зависимости от программы, какие сигналы нужно подавать в тот или оной момент.

Существует различное множество контроллеров, которые выполняют различные задачи.

Для системы отопления обычно выполняются такие задачи:

Самая распространенная задача – это получить настроечную температуру теплоносителя.

В зависимости от температуры получать какой-либо сигнал (Например, отключить котел или насос). Контроллер может содержать контактное реле. То есть сухой контакт. Этим контактным реле можно задавать сигналы для получения любого напряжения. Например, 220 Вольт включать или отключать насос или подавать сигнал на сервопривод для перенаправления потоков.

Также можно использовать контроллер для отключения котла в случаях критических температур. Сигнал от контроллера отправляется на питание мощных контакторов, а те в свою очередь питают мощные электрические котлы.

Самый дешевый контроллер серии ТРМ

Продает ОВЕН у них много чего интересного можно подчерпнуть. owen.ru

Логика работы очень обширная… В будущем планирую еще написать и разработать полезный материал по системам автоматики систем отопления и водоснабжения. Записывайте свои E-mail чтобы получать уведомления о новых статьях.


Серия видеоуроков по частному дому
Часть 1. Где бурить скважину?
Часть 2. Обустройство скважины на воду
Часть 3. Прокладка трубопровода от скважины до дома
Часть 4. Автоматическое водоснабжение
Водоснабжение
Водоснабжение частного дома. Принцип работы. Схема подключения
Самовсасывающие поверхностные насосы. Принцип работы. Схема подключения
Расчет самовсасывающего насоса
Расчет диаметров от центрального водоснабжения
Насосная станция водоснабжения
Как выбрать насос для скважины?
Настройка реле давления
Реле давления электрическая схема
Принцип работы гидроаккумулятора
Уклон канализации на 1 метр СНИП
Схемы отопления
Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления
Гидравлический расчет двухтрубной попутной системы отопления Петля Тихельмана
Гидравлический расчет однотрубной системы отопления
Гидравлический расчет лучевой разводки системы отопления
Схема с тепловым насосом и твердотопливным котлом – логика работы
Трехходовой клапан от valtec + термоголовка с выносным датчиком
Почему плохо греет радиатор отопления в многоквартирном доме
Как подключить бойлер к котлу? Варианты и схемы подключения
Рециркуляция ГВС. Принцип работы и расчет
Вы не правильно делаете расчет гидрострелки и коллекторов
Ручной гидравлический расчет отопления
Расчет теплого водяного пола и смесительных узлов
Трехходовой клапан с сервоприводом для ГВС
Расчеты ГВС, БКН. Находим объем, мощность змейки, время прогрева и т.п.
Конструктор водоснабжения и отопления
Уравнение Бернулли
Расчет водоснабжения многоквартирных домов
Автоматика
Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны
Трехходовой клапан для перенаправления движения теплоносителя
Отопление
Расчет тепловой мощности радиаторов отопления
Секция радиатора
Зарастание и отложения в трубах ухудшают работу системы водоснабжения и отопления
Новые насосы работают по-другому…
Расчет инфильтрации за счет перепада давления
Расчет температуры в неотапливаемом помещении
Регуляторы тепла
Комнатный термостат — принцип работы
Смесительный узел
Что такое смесительный узел?
Виды смесительных узлов для отопления
Характеристики и параметры систем
Местные гидравлические сопротивления. Что такое КМС?
Пропускная способность Kvs. Что это такое?
Кипение воды под давлением – что будет?
Что такое гистерезис в температурах и давлениях?
Что такое инфильтрация?

Четырехходовой кран с электроприводом. Шаровые краны трехходовые и четырехходовые

Тот, кто хоть раз пытался изучить различные схемы отопительных систем, наверняка сталкивался с такими, где подающий и обратный трубопроводы чудесным образом сходятся воедино. В центре этого узла стоит некий элемент, к которому с четырех сторон подключаются трубы с теплоносителем разной температуры. Этот элемент — четырехходовой клапан для отопления, о назначении и работе которого пойдет речь в данной статье.

О принципе работы клапана

Как и его более «скромный» трехходовой собрат, четырехходовой клапан изготавливается из качественной латуни, но вместо трех присоединительных патрубков имеет целых 4. Внутри корпуса на уплотнительной втулке вращается шпиндель с цилиндрической рабочей частью сложной конфигурации.

В ней с двух противоположных сторон сделаны выборки в виде лысок, так что посередине рабочая часть напоминает заслонку. Сверху и снизу в ней сохранена цилиндрическая форма, чтобы можно было выполнить уплотнение.

Шпиндель со втулкой прижимается к корпусу крышкой на 4 винтах, снаружи на конец вала насаживается регулировочная рукоятка либо устанавливается сервопривод. Как выглядит весь этот механизм, поможет хорошо представить показанная ниже детальная схема четырехходового клапана:

Шпиндель вращается во втулке свободно, поскольку не имеет резьбы. Но при этом выборки, сделанные в рабочей части, могут открывать проток по двум проходам попарно либо позволять смешиваться трем потокам в разных пропорциях. Как это происходит, показано на схеме:

Для справки. Существует и другая конструкция четырехходового клапана, где вместо вращающегося шпинделя задействован нажимной шток. Но подобные элементы не могут смешивать потоки, а только перераспределять. Они нашли свое применение в газовых двухконтурных котлах, переключая поток горячей воды с отопительной системы на сеть ГВС.

Особенность нашего функционального элемента состоит в том, что поток теплоносителя, подведенный к одному из его патрубков, никогда не сможет пройти к другому выходу по прямой. Поток всегда будет поворачивать в правый или левый патрубок, но никак не попадет в противоположный. При определенном положении шпинделя заслонка позволяет теплоносителю проходить сразу вправо и влево, смешиваясь с потоком, идущим из противоположного входа. В этом и заключается принцип работы четырехходового клапана в системе отопления.

Следует отметить, что управление клапаном может осуществляться двумя способами:

вручную: требуемого распределения потоков добиваются путем установки штока в определенное положение, ориентируясь по шкале, находящейся напротив рукоятки. Способ используется редко, поскольку эффективная работа системы требует периодической корректировки, постоянно производить ее вручную невозможно;

автоматически: шпиндель клапана вращается сервоприводом, получающим команды от внешних датчиков либо контроллера. Это позволяет придерживаться заданных температур воды в системе при изменении внешних условий.

Практическое применение

Везде, где нужно обеспечить качественное регулирование теплоносителя, могут применяться клапаны четырехходового типа. Качественное регулирование – это управление температурой теплоносителя, а не его расходом. Добиться необходимой температуры в системе водяного отопления можно лишь одним способом – смешиванием горячей и остывшей воды, получая на выходе теплоноситель с нужными параметрами. Успешное выполнение данного процесса как раз и обеспечивает устройство четырехходового клапана. Приведем пару примеров установки элемента для таких случаев:

  • в системе радиаторного отопления с твердотопливным котлом в качестве источника тепла;
  • в контуре нагрева теплых полов.

Как известно, твердотопливный котел в режиме разогрева нуждается в защите от выпадения конденсата, от которого стенки топки подвергаются коррозии. Традиционная схема с байпасом и трехходовым смесительным клапаном, не позволяющим холодной воде из системы проникать в котловой бак, может быть усовершенствована. Вместо байпасной линии и смесительного узла ставится четырехходовой клапан, как это изображено на схеме:

Возникает закономерный вопрос: какая польза от такой схемы, где придется ставить второй насос, да еще и контроллер для управления сервоприводом? Дело в том, что здесь работа четырехходового клапана подменяет собой не только байпас, но и гидравлический разделитель (гидрострелку), буде в таковом есть нужда. В результате мы получаем 2 отдельных контура, обменивающихся между собой теплоносителем по мере необходимости. Котел дозировано получает охлажденную воду, а радиаторы – теплоноситель с оптимальной температурой.

Поскольку вода, циркулирующая по греющим контурам теплых полов, нагревается максимум до 45 °С, то запускать в них теплоноситель напрямую от котла недопустимо. С целью выдержать такую температуру перед распределительным коллектором обычно ставится смешивающий узел с трехходовым термостатическим краном и байпасом. А вот если вместо этого узла установить четырехходовой смесительный клапан, то в греющих контурах можно использовать обратную воду, идущую от радиаторов, что и показано на схеме:

Заключение

Нельзя сказать, что установка четырехходового крана проста и не требует финансовых вложений. Наоборот, реализация подобных схем выльется в ощутимые финансовые затраты. С другой стороны, они не настолько велики, чтобы отказаться от преимуществ таких систем – эффективности работы и в результате – экономичности. Важное условие – наличие надежного электроснабжения, так как без него перестанет работать привод клапана.

Для создания комфортной температуры в доме необходимо внедрить в свою систему отопления один из вариантов регулировки тепловой мощности. Менять настройки котла не эффективно, при этом совсем не учитываются различия в теплопотерях и соответственно в необходимости обогрева отдельных комнат.

Лучше воспользоваться другим подходом, использовать рециркуляцию теплоносителя, подмешивая в основной ток, идущий к радиаторам, часть остывшей обратки. Для этого используется трехходовой кран для отопления, способный в одном узле реализовать все необходимые процессы.

Принцип работы

Трехходовой кран оборудован тремя патрубками для подключения линий. Между ними устанавливается вентиль регулирующий подачу воды в два из трех ответвлений. В зависимости от ориентации крана и его подключения он выполняет две функции:

  • смешивание двух потоков теплоносителя на один выход;
  • разделение с одной линии на две выходные.

Трехходовой кран, как и четырехходовой, не осуществляет перекрытие каналов, подведенных к нему, а только перенаправляет жидкость от входа к одному из выходов. Единовременно может быть закрыт только один из выходов, либо частично перекрыты оба.

В самом простом варианте радиаторы напрямую подключаются к котлу, последовательно или параллельно. Настраивать отдельно каждый радиатор по тепловой мощности нельзя, допустимо только регулировать температуру теплоносителя в котле.

Чтобы все-таки регулировать отдельно каждую батарею, можно вставить байпас параллельно радиатору и после него регулирующий кран игольчатого типа, с помощью которого контролировать количество теплоносителя, проходящего через него.

Байпас при этом нужен для сохранения общего сопротивления всей системы, чтобы не нарушать работу циркуляционного насоса. Однако такой подход весьма накладно реализовывать и сложно эксплуатировать.

Трехходовой клапан фактически совмещает точку подключения байпаса и регулирующей арматуры, делая подключение компактным и легким в управлении. Кроме этого за счет плавной регулировки легче добиться целевой температуры в ограниченном контуре, содержащем один или два радиатора в конкретном помещении.

Принцип работы клапана

Если ограничить часть тока теплоносителя от котла и дополнить его обраткой, водой, возвращающейся от радиатора к котлу, то снижается температура обогрева. Котел при этом продолжает работать в прежнем режиме, поддерживая установленный нагрев воды, скорость обращения воды в нем не снижается, зато уменьшается потребление топлива.

Если используется один циркуляционный насос на всю систему отопления, то он располагается со стороны котла по отношению к включению трехходового клапана. Устанавливают его на обратном входе котла, по которому поступает уже остывшая вода от радиаторов, выступая в роли разделителя потока.

По входу к нему подается горячий теплоноситель от котла, в зависимости от настройки клапана поток разделяется на две части. Часть воды идет к радиатору, а часть сразу же сбрасывается в обратный ход. Когда нужна максимальная тепловая мощность клапан переводят в крайнее положение, при котором соединены вход и выход, ведущий к радиаторам.

Если обогрев не нужен, то весь объем теплоносителя поступает по байпасу в обратку, котел работает только на поддержание температуры в отсутствие реальной теплоотдачи

Недостаток такого подключения – сложная балансировка отопления, чтобы в каждое ответвление и к каждому радиатору поступало одно и то же количество теплоносителя, кроме того при последовательном подключении к крайним радиаторам доходит уже остывшая вода.

Для теплого пола

В многоконтурных системах проще всего разрешить проблему с неравномерным распределением тепла – использование коллекторной группы с циркуляциями насосами на каждом отдельном контуре. Это особенно важно в домах с двумя и более этажами и большим числом радиаторов или при наличии теплого пола.

Трехходовой клапан при этом работает на смешивание двух потоков. По одному вводу подключается линия от котла, а по второму от трубы обратки. Смешиваясь, вода поступает на выход, подсоединенный к теплообменнику.

Такая схема подключения особенно актуальна при подключении теплого пола. Она дает возможность ограничить максимальную температуру воды в контуре, что особенно важно, учитывая максимально допустимое значение в 35ºС при температуре теплоносителя от котла в 60ºС и выше.

Циркуляция воды в трубах теплого пола постоянно поддерживается, что необходимо для равномерного нагрева без перекосов. Фактически горячая вода от котла поступает лишь для подогрева остывающего теплоносителя в контуре теплого пола, а излишек сбрасывается обратно к котлу.


Схема тёплых полов с трёхходовым клапаном

Таким образом, даже в высокотемпературном отоплении, где котел греет воду до 75-90ºС, есть возможность обустроить теплые полы с нагревом 28-31ºС.

Конструкция

Изготавливаются краны для систем отопления низкого давления из:

  • нержавеющей стали;
  • чугуна;
  • латуни.

Больше всего востребованы латунные клапаны, за счет свей долговечности и малых габаритов и массы. Альтернативой становятся стальные устройства. Чугун задействован в водопроводах и системах отопления с большим диаметром магистральных труб диаметром от 40 мм и выше, что в частном доме не востребовано.

По внешнему виду трехходовой кран похож на обычный тройник с утолщением посередине. Внутри имеется три канала, объединенных в одной камере, где располагается регулирующий или запорный механизм. Это может быть кран:

  • штоковый;
  • шаровой.

В штоковых кранах внутри центральной камеры имеется седловина с разделительными перепонками и двумя проходами. Между проходами закреплен на штоке резиновый клапан или шар. Шток может подниматься или опускаться. В крайнем верхнем и нижнем положении полностью перекрывается один из регулируемых выводов. Вода из свободного канала попадает на выходной патрубок.

Подобная конструкция обеспечивает надежное перекрытие каналов, а заодно является надежной и долговечной, однако есть один существенный недостаток.

Седловины имеют достаточно малый радиус, канал в этом месте получается сильно зауженным, что создает дополнительное сопротивление току жидкости. В целом если неправильно подобрать клапан по размеру и пропускной способности, то можно чересчур нагрузить циркуляционный насос, что приведет к перерасходу электроэнергии и снижению запаса прочности.

Стоит учесть, что внешний диаметр отводов трехходового клапана со штоком может быть любого размера и сильно отличаться от фактического диаметра внутреннего прохода.


Утройство трехходового крана

В шаровых кранах шар или иногда цилиндр проворачивается вокруг своей центральной оси в специальной камере, ограниченной тефлоновыми вставками. Внутри шара или цилиндра, выполненного из нержавеющей стали, имеются ходы специальной формы. При повороте одна часть внутреннего канала всегда обращена частично к входу.

Основное достоинство шаровых клапанов в повышенной точности установки, особенно при настойке частичного смешения воды из нескольких источников или разделении основного потока. Однако долговечность шарового крана ниже.

В центральном положении, когда оба выходных канала чуть приоткрыты на пути движения воды, находится гладкая поверхность шара. Если на ней со временем образуется твердый соляной налет, то при дальнейших регулировках повредится уплотнитель, выполненный из тефлонов, а за этим неизбежно последует нарушение герметичности крана.

Автоматические клапаны

Управление трехходовым краном по умолчанию выполняется вручную, для чего используется вывод штока с одной из сторон крана с поворотной ручкой или гайкой. Однако не всегда удобно пользоваться таким вариантом.

Процесс настройки мощности контура с помощью трехходового клапана не линейный и зависит от температуры обратки, подающей магистрали и мощности теплоотдачи. Если говорить проще, то ручным управлением определяется исключительно пропорция, в которой смешивается вода из разных линий, температура на конечном участке при этом может меняться достаточно долго и не всегда равномерно.

Эффективно управлять клапаном можно автоматически с помощью сервоприводов или специальных гидродинамичных и пневматических термостатных головок, которые смогут быстро и постоянно менять настройку трехходового кран в зависимости от температуры на выходе.

С электроприводом


Сервопривод является прямой аналогией ручному управлению, только сигнал к действию дает не человек напрямую, а электронный блок управления. Это двигатель, способный проворачивать шток и изменять его позицию в зависимости от пришедшего управляющего сигнала.

Практически любой трехходовой клапан с ручным управлением можно оборудовать сервоприводом, однако лучше использовать специальные конструкции, обладающие компактными размерами и оптимизированными для установки электропривода.

Блок управления ориентируется по показаниям температуры на выходе клапана в целевом контуре или же на температуру подающей линии и обратки для вычисления оптимальной настройки.

Как только получено нужное значение на сервопривод приходит управляющий сигнал, и он меняет положение штока или поворот шара внутри крана. Естественно без электронного блока управления использовать сервоприводы попросту бессмысленно.

Преимущество сервоприводов в возможности максимально автоматизировать работу системы отопления. При включении автоматики в систему «Умный дом» появляется возможность даже устанавливать параметры обогрева со своего мобильного гаджета.

С терморегулятором

Автоматическое регулирование трехходового крана достаточно доверить пневматическому или гидродинамическому термостату. Это механический способ управления. Используется термоголовка, наполненная жидкостью или газом, сильно реагирующим на изменение температуры окружающей среды. Основная реакция – это изменение объема.


Термоголовка соединена посредством канала с поршнем и подвижным клапаном трехходового крана. При изменении объема термочувствительной среды изменяется и установка крана.

Трехходовые краны с терморегуляторами требуют тщательной предварительной настройки. После установки важно определить предельные значения температуры в точке измерения и привязать к ним крайние положения крана, тем самым определяя диапазон регулировки.

Установка целевой температуры контура с радиаторами или теплого пола производится вручную, регулируя давление в термоголовке. Далее при изменении значения текущего нагрева уже автоматически регулируется пропорция для смешения горячей воды и обратки в трехходовом кране.

Трехходовые краны с терморегулятором востребованы там, где необходимо снизить энергозависимость отопления или же снизить общую стоимость монтажа, так как они дешевле устройств с сервоприводами и не требуют дорогого контроллера для своего функционирования.

Установка

Трехходовой кран устанавливается по тем же правилам, что и вся остальная арматура в системе. Следует подвести к месту установки трубы, подготовить фитинги американки и подсоединить кран.

Важно, чтобы шток с регулирующим устройством или поворотной ручкой выходил в ту сторону, где к нему будет свободный доступ.

Обязательно предусматривается пространство для возможности быстрой замены и обслуживания клапана.

Важно учитывать особенности большинства трехходовых кранов. Так как канал по выходу или одному из входов существенно заужен по отношению к диаметру подходящих труб, то сопротивление системы увеличивается, что скажется на производительности циркуляционного насоса.


Схема установки трёхходового клапана

При необходимости перемычку, идущую от обратки к крану, дублируют параллельным байпасом из трубы чуть меньшего диаметра. Так постоянно поддерживается ток через байпас по меньшему контуру со стороны циркуляционного насоса и всего часть потока используется для регулировки температуры.

Подробное описание

Описание

Описание крана конусного четырехходового

Назначение крана конусного четырехходового

Четырехходовой кран представляет собой одну из разновидностей конусного крана. Он имеет четыре выхода и может работать в двух режимах. В настоящее время четырехходовые краны широко используются в различных отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.
Благодаря своей универсальности четырехходовой кран может применяться для регулирования подачи различных сред, в том числе: воды и нефтепродуктов. Чаще всего рабочий элемент крана изготавливают из литьевой латуни, так как именно этот материал обладает низким коэффициентом трения. Однако стоит отметить, что для производства четырехходовых кранов, предназначенных для эксплуатации в агрессивных рабочих средах, может быть использована латунь со специальным защитным покрытием.
Главным отличием четырехходового крана от проходных (двухходовых) моделей является возможность не только пропускать или перекрывать рабочую среду, но и перенаправлять ее в требуемое ответвление трубопровода.

Разновидности крана конусного четырехходового

Конусные краны, к которым можно отнести и четырехходовой кран 11Б23бк, были изобретены более ста лет назад. Однако из-за отсутствия на тот момент эффективных герметизирующих материалов, их создание было невозможно. И лишь с появлением качественных уплотнителей стало возможно промышленное производство и использование четырехходовых кранов.

В настоящее время все существующие модели четырехходовых кранов можно разделить на несколько групп по таким признакам, как:
Материал.
Чаще всего рабочий элемент четырехходового крана изготавливают из латуни той или иной марки. Корпус же устройства может быть выполнен из пластика или из латуни.

Способ монтажа.
В настоящее время существует три типа кранов: сварные, муфтовые и фланцевые. Стоит отметить, что сварные четырехходовые краны сегодня почти не используются, а фланцевые в основном устанавливаются на промышленных трубопроводах, имеющих большой диаметр.

Выбор крана конусного четырехходового

Выбирая модель четырехходового крана, в первую очередь следует руководствоваться условиями его эксплуатации. Так, к примеру, бытовые краны, используемые в коммунальном хозяйстве, не требуют наличия специального защитного покрытия рабочего элемента, тогда как краны, предназначенные для установки на трубопроводах с агрессивной рабочей средой, должны иметь его в обязательном порядке.

Основные характеристики крана конусного четырехходового

Герметичность затвора по — ГОСТ 9544-2005 класс D
Управление краном — ручное, рукояткой
Климатическое исполнение — У1, Т1 ГОСТ 15150-69
Материал основных деталей — латунь ЛЦ40Сд
Материал сальникового уплотнения — спец. пластикат
Изготовление и поставка по — ТУ 3712-028-05749381-2002

Гарантийные условия крана конусного четырехходового

Гарантийный срок эксплуатации – 12 месяцев
Гарантийная наработка – 500 циклов

Четырехходовой клапан – это элемент системы отопления, к которому подключены четыре трубы, имеющие теплоносители разной температуры, используется, чтобы предотвратить перегрев твердотопливного котла. Термостатический клапан не допускает превышение температуры внутри котла выше 110 °C. Уже при температуре 95 °C он запускает холодную воду для охлаждения системы.

Корпус сделан из латуни, к нему присоединены 4 соединительных патрубка. Внутри корпуса расположена втулка и шпиндель, работа которого имеет сложную конфигурацию.

Термостатический смесительный кран выполняет такие функции:

  • Смешивание потоков воды разных температур. Благодаря смешиванию работает плавное регулирование нагрева воды;
  • Защита котла. Четерехходовой смеситель предотвращает появление коррозии, продлевая этим срок эксплуатации оборудования.

Схема четырехходового смесителя

h3_2

Работа клапана контролируется двумя способами:

  • Ручной. Распределение потоков требует установки штока в одном определенном положении. Регулировать это положение нужно вручную.
  • Автоматический. Вращение шпинделя происходит в результате получаемой команды от внешнего датчика. Таким образом, в системе отопления постоянно удерживается заданная температура.

Четырехходовой смесительный клапан обеспечивает стабильный расход холодного и горячего теплоносителя. Принцип его работы не требует установки дифференциального байпаса, ведь клапан сам пропускает нужное количество воды. Устройство используется там, где необходима регулировка температуры. Прежде всего, это система радиаторного отопления с твердотопливным котлом. Если в других случаях регулирование теплоносителей происходит с помощью гидронасоса и байпаса, то здесь работа клапана полностью заменяет эти два элемента. В итоге котел работает в стабильном режиме, постоянно получая дозированное количество теплоносителя.

Отопление с четырехходовым клапаном

Монтаж системы отопления с четырехходовым клапаном:


Схема подключения отопительной системы с четырехходовым смесителем состоит из следующих элементов:

  1. Котел;
  2. Четырехходовый термостатический смеситель;
  3. Предохранительный клапан;
  4. Редукционный вентиль;
  5. Фильтр;
  6. Шаровой кран;
  7. Насос;
  8. Отопительные батареи.

Смонтированную отопительную систему нужно обязательно промыть водой. Это необходимо, чтобы из нее удалились различные механические частицы. После этого должна быть проверена работа котла под давлением 2 бар и при выключенном расширительном баке. Следует обратить внимание на то, что между началом полноценной работы котла и его проверкой под гидравлическим давлением должен пройти небольшой промежуток времени. Ограничение по времени обусловлено тем, что при долгом отсутствии воды в отопительной системе, она будет подвержена коррозии.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны

В этой статье я расскажу, как понять работу трехходовых клапанов и сервоприводов (электроприводов).

Что такое клапан?

Клапан — это механизм, который служит для того чтобы пропустить или не пропустить жидкость или газ из одного пространства в другое. Причем клапан может быть открыт или закрыт на определенный процент. То есть клапаны могут служить для регулировки прохода жидкостей или газа. Движение жидкости или газа осуществляется за счет разности давления между сторонами клапана.

В системе отопления существуют два самых распространенных вида клапанов:

Седельный (седловой) тип – имеет в себе втулку и непосредственно объемное тело, которое перекрывает проход.

Шаровый (или вращательный) тип – имеет тело, которое за счет вращения его приводит к открытию или закрытию прохода.

Шаровые клапана имеют самую высокую пропускную способность по отношению к седловому типу клапана. То есть в шаровых клапанах достигается меньшее гидравлическое сопротивление.

Клапаны бывают:

Двухходовые клапаны – имеют два соединения по разные стороны от клапана. Например, служат для пропуска жидкости или газа на одном контуре. То есть закрывают или открывают одну ветку системы водоснабжения или отопления.

Трехходовые клапаны – Имеют три соединения. Служат в основном для смешивания или разделения потоков жидкости или газа. Основная работа трехходового клапана необходима или для получения определенной температуры или для перенаправления потоков. В системах отопления контроль температуры нужен для того, чтобы регулировать климат в помещении. Перенаправление потоков служит обычно для перенаправления нагретого теплоносителя из системы отопления в бойлер косвенного нагрева. Существует также множество других задач…

Четырехходовые клапаны – Имеют четыре соединения. Выполняют такую же работу, как и трехходовые клапаны. Но могут быть и другие задачи.

Связь между сервоприводами и клапанами

В системе отопления существует несколько способов взаимосвязи между клапанами и элементами контроля клапанов (сервопривод и термомеханика):

1. Термостатический смеситель – обычно называют механизм, имеющий в себе сразу и клапан и устройство, которое меняет положение клапана в автоматическом режиме. Меняет в зависимости от температуры жидкости или газа. В этом устройстве есть механизм, который под действием температуры меняет силу упругости и из-за этого происходит движение клапана. В зависимости от сервопривода такой клапан не требует участия электричества. Температура регулируется вращением рукоятки. Обычно некоторые клапаны рассчитаны на небольшой диапазон температур. Максимум до 60 градусов. Могут быть исключения у других производителей.

2. Способы использовать отдельные элементы, не прибегая к сервоприводам. Например, термостатический вентиль с термоголовкой. Существуют термоголовки, которые имеют выносной датчик.

3. Клапаны и сервоприводы это отдельные элементы. Сервопривод прикрепляется к клапану и регулирует клапан.

Что такое сервопривод?

Сервопривод – это прибор, который осуществляет работу движения клапана. Клапан в свою очередь или пропускает или не пропускает жидкость или газ. Или пропускает его в определенном количестве в зависимости от давления, положения клапана и гидравлического сопротивления.

Какие бывают сервоприводы?

Существуют также термоприводы, которых тоже называют сервоприводами.

Но мы в этой статье разберем только электроприводы (сервоприводы)

Электроприводы бывают двух направлений:

Полный пакет (комплект) – это когда в устройство уже заложен полный набор функций. Например, в комплекте уже имеется контроллер температур, электрический термодатчик. Есть возможность сразу настроить его на нужную температуру. Настройка времени проверки для движения клапана. Подключается сразу к сети переменного тока 220 Вольт с частотой 50 Герц. Стандарт для России. Есть возможность настроить его в различных направлениях движения клапана шарового типа. Есть возможность настроить его на поворот 90 или 180 градусов. Можно выставить любое значение, даже 49 градусов или 125 градусов. И делается это внутри черной коробочки. Подробности ищите в инструкции.

Это я Вам рассказал один из вариантов. Конечно, существует дюжина других вариантов… Также сервоприводы различаются по скорости закрывания и открывания клапанов. Данный пример служит для плавной регулировки клапана, чтобы смешивать потоки разной температуры, чтобы получить контрольную температуру.

Такой вариант служит для перенаправления потоков теплоносителя.

Этот вариант используется для перенаправления потока теплоносителя из котла либо в направление радиаторного отопления либо на нагрев бойлера косвенного нагрева. Указанный сервопривод нуждается в сигнале 220 Вольт. Причем имеются три контакта. Один общий, а два других для перенаправления движения. Самый легкий вариант, когда нужно перенаправлять потоки в системе отопления по требованию от термореле бойлера косвенного нагрева.

Сервоприводы бывают по типу движению на седловой тип клапана или на шаровый (вращательный) тип клапана.

Если будите подбирать сервопривод к клапану, обязательно уточняйте вид движения сервопривода. Также не всегда седельный тип сервопривода совпадает ко всем типам седельных клапанов. С шаровыми вращательными вроде имеется универсальный стандарт, а вот с седельными клапанами все не так просто. Нету одного стандарта.

Электропривод как отдельное звено в автоматике.

Рассмотрим аналоговый сервопривод от Valtec арт. VT.M106.R.024

Такой сервопривод нуждается в постоянном питании 24 Вольт и управляющем сигнале от 0 до 10 Вольт.

То есть если напряжение 0 Вольт, то поворотный механизм находится в положении 0 градусов. Если 5 Вольт то 45 градусов. Если 10 Вольт то 90 Градусов.

Такому сервоприводу подается сигнал от специального контроллера, на котором есть функция подачи сигнала 0-10 Вольт. В зависимости от температуры и настройки контроллера по температуре, контроллер подает различное напряжение от 0 до 10 Вольт. Есть настройка вращения: Почасовой и против часовой. Конечно для того, чтобы найти более подробную информацию о сигналах и схеме подключения требуйте у производителя паспорта с подробной схемой управления сигналами.

Повторюсь… Что указанные в этой статье, описаны не все сигналы. Существует множество других сигналов…

Что же такое контроллер?

Контроллер – это устройство предназначено для управления сигналами для различной логической задачи. Контроллер это мозг автоматической системы. Он определяет в зависимости от программы, какие сигналы нужно подавать в тот или оной момент.

Существует различное множество контроллеров, которые выполняют различные задачи.

Для системы отопления обычно выполняются такие задачи:

Самая распространенная задача – это получить настроечную температуру теплоносителя.

В зависимости от температуры получать какой-либо сигнал (Например, отключить котел или насос). Контроллер может содержать контактное реле. То есть сухой контакт. Этим контактным реле можно задавать сигналы для получения любого напряжения. Например, 220 Вольт включать или отключать насос или подавать сигнал на сервопривод для перенаправления потоков.

Также можно использовать контроллер для отключения котла в случаях критических температур. Сигнал от контроллера отправляется на питание мощных контакторов, а те в свою очередь питают мощные электрические котлы.

Самый дешевый контроллер серии ТРМ

Продает ОВЕН у них много чего интересного можно подчерпнуть. owen.ru

Логика работы очень обширная… В будущем планирую еще написать и разработать полезный материал по системам автоматики систем отопления и водоснабжения. Записывайте свои E-mail чтобы получать уведомления о новых статьях.


Серия видеоуроков по частному дому
Часть 1. Где бурить скважину?
Часть 2. Обустройство скважины на воду
Часть 3. Прокладка трубопровода от скважины до дома
Часть 4. Автоматическое водоснабжение
Водоснабжение
Водоснабжение частного дома. Принцип работы. Схема подключения
Самовсасывающие поверхностные насосы. Принцип работы. Схема подключения
Расчет самовсасывающего насоса
Расчет диаметров от центрального водоснабжения
Насосная станция водоснабжения
Как выбрать насос для скважины?
Настройка реле давления
Реле давления электрическая схема
Принцип работы гидроаккумулятора
Уклон канализации на 1 метр СНИП
Схемы отопления
Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления
Гидравлический расчет двухтрубной попутной системы отопления Петля Тихельмана
Гидравлический расчет однотрубной системы отопления
Гидравлический расчет лучевой разводки системы отопления
Схема с тепловым насосом и твердотопливным котлом – логика работы
Трехходовой клапан от valtec + термоголовка с выносным датчиком
Почему плохо греет радиатор отопления в многоквартирном доме
Как подключить бойлер к котлу? Варианты и схемы подключения
Рециркуляция ГВС. Принцип работы и расчет
Вы не правильно делаете расчет гидрострелки и коллекторов
Ручной гидравлический расчет отопления
Расчет теплого водяного пола и смесительных узлов
Трехходовой клапан с сервоприводом для ГВС
Расчеты ГВС, БКН. Находим объем, мощность змейки, время прогрева и т.п.
Конструктор водоснабжения и отопления
Уравнение Бернулли
Расчет водоснабжения многоквартирных домов
Автоматика
Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны
Трехходовой клапан для перенаправления движения теплоносителя
Отопление
Расчет тепловой мощности радиаторов отопления
Секция радиатора
Зарастание и отложения в трубах ухудшают работу системы водоснабжения и отопления
Новые насосы работают по-другому…
Расчет инфильтрации за счет перепада давления
Расчет температуры в неотапливаемом помещении
Регуляторы тепла
Комнатный термостат — принцип работы
Смесительный узел
Что такое смесительный узел?
Виды смесительных узлов для отопления
Характеристики и параметры систем
Местные гидравлические сопротивления. Что такое КМС?
Пропускная способность Kvs. Что это такое?
Кипение воды под давлением – что будет?
Что такое гистерезис в температурах и давлениях?
Что такое инфильтрация?

Гидравлические четырехходовые клапаны — Гидравлический и технологический клапан

Четырехходовые направляющие клапаны используются для управления направлением потока жидкости в гидравлическом контуре, который управляет направлением движения рабочего цилиндра или вращения гидравлического двигателя. Эти клапаны, как правило, золотникового типа. Типичный четырехходовой гидрораспределитель имеет четыре порта:

• Один нагнетательный порт соединен с напорной линией.
• Одно возвратное или выпускное отверстие соединено с резервуаром.
• Два рабочих порта подключены линиями к исполнительному устройству.

Четырехходовые клапаны состоят из прямоугольного литого корпуса, подвижного золотника и приспособления для позиционирования золотника. Катушка точно устанавливается в отверстие, проходящее через продольную ось корпуса клапана. Поля золотника делят это отверстие на ряд отдельных камер. Порты в корпусе клапана ведут в камеру, так что положение золотника определяет, какие порты открыты друг для друга, а какие изолированы друг от друга.Порты, которые изолированы друг от друга в одном положении, могут быть соединены между собой в другом положении. Позиционирование золотника осуществляется вручную, механически, электрически или гидравлически или с помощью любого из четырех способов.

На рис. 5-22 показано, как положение золотника определяет возможные условия потока в контуре. Четыре порта отмечены буквами P, T, A и B: P подключен к источнику потока; Т к баку; и A и B к соответствующим портам рабочего цилиндра, гидравлического двигателя или какого-либо другого клапана в контуре.На схеме A золотник находится в таком положении, что порт P открыт для порта A, а порт B открыт для порта T. Порты A и B соединены с портами цилиндра, проходят через порт P и вызывают поршень цилиндра двигаться вправо. Обратный поток из цилиндра проходит через порты B и T. На схеме B порт P открыт для порта B, и поршень движется влево. Обратный поток из цилиндра проходит через порты А и Т.

В таблице 5-1 перечислены некоторые классификации направляющих клапанов.Эти клапаны могут быть идентифицированы в соответствии с—

• Количество позиций золотника.
• Количество путей потока в крайних положениях.
• Схема потока в центральном или перекрестном положении.
• Способ переключения катушки.
• Метод обеспечения возврата катушки.

Классификация Описание
Проточный тип Двухсторонний Допускает всего два возможных пути потока в двух
крайних положениях золотника
Четырехходовой Обеспечивает четыре возможных пути потока в двух крайних положениях золотника
Тип управления Ручное управление Ручной рычаг используется для переключения катушки.
Пилотируемый Гидравлическое давление используется для смещения золотника.
Электромагнитный привод Действие соленоида используется для смещения золотника.
Электромагнитное управление, непрямое управление Действие соленоида используется для переключения встроенного управляющего золотника
, который направляет управляющий поток для смещения основного золотника.
Тип позиции Два положения Золотник имеет два крайних положения остановки.
Трехпозиционный Золотник имеет два крайних положения плюс одно промежуточное или центральное положение.
Пружинный тип Смещение пружины Действие пружины автоматически возвращает золотник в нормальное смещенное положение, как только усилие переключателя прекращается. (Смещение пружины всегда является двухходовым клапаном.)
Без пружины Золотник не подпружинен; он перемещается только усилием переключателя и остается там, где был сдвинут (может быть двух- или трехпозиционным, но трехпозиционный тип использует фиксатор).
Пружинный центр Подпружиненное действие автоматически возвращает золотник в центральное положение, как только усилие переключателя прекращается. (Пружинный центр всегда является трехпозиционным клапаном. )
Тип катушки Открытый центр Это пять наиболее распространенных типов катушек.
Закрытый центр Они относятся к разрешенной схеме потока, когда золотник находится в среднем положении (трехпозиционные клапаны) или в перекрестном положении (двухпозиционные клапаны).
Тандемный центр
Частично закрытый центр
Полуоткрытый центр

 

%PDF-1.4 % 3016 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 3016 85 0000000016 00000 н 0000003136 00000 н 0000003341 00000 н 0000003387 00000 н 0000003964 00000 н 0000004079 00000 н 0000004149 00000 н 0000004188 00000 н 0000004898 00000 н 0000005077 00000 н 0000005476 00000 н 0000005799 00000 н 0000006172 00000 н 0000006873 00000 н 0000007494 00000 н 0000008052 00000 н 0000587742 00000 н 0000593057 00000 н 0000982892 00000 н 0000982931 00000 н 0001198571 00000 н 0001199633 00000 н 0001200224 00000 н 0001200344 00000 н 0001200470 00000 н 0001201986 00000 н 0001202099 00000 н 0001202344 00000 н 0001202426 00000 н 0001202483 00000 н 0001202519 00000 н 0001202596 00000 н 0001202932 00000 н 0001203001 00000 н 0001203119 00000 н 0001203155 00000 н 0001203232 00000 н 0001318972 00000 н 0001319307 00000 н 0001319376 00000 н 0001319494 00000 н 0001319530 00000 н 0001319607 00000 н 00013 00000 н 00013 00000 н 0001391575 00000 н 0001391693 00000 н 0001391717 00000 н 0001391796 00000 н 0001395673 00000 н 0001415804 00000 н 0001416166 00000 н 0001416235 00000 н 0001416353 00000 н 0001416437 00000 н 0001416536 00000 н 0001416685 00000 н 0001452506 00000 н 0001452547 00000 н 0001456721 00000 н 0001456798 00000 н 0001457105 00000 н 0001457182 00000 н 0001457490 00000 н 0001457567 00000 н 0001457683 00000 н 0001457987 00000 н 0001458052 00000 н 0001458088 00000 н 0001458165 00000 н 0001459855 00000 н 0001460188 00000 н 0001460257 00000 н 0001460376 00000 н 0001460412 00000 н 0001460489 00000 н 0001482067 00000 н 0001482400 00000 н 0001482469 00000 н 0001482587 00000 н 0001484277 00000 н 0001623476 00000 н 0001623914 00000 н 0000002906 00000 н 0000002036 00000 н трейлер ]/Предыдущая 2780929/XRefStm 2906>> startxref 0 %%EOF 3100 0 объект >поток h ΌS{HQ}|9ut~nj5EC6Q-ƴVRCf䋔| deJ0*)kVKAD*O{9s9p

Четырехходовой трехпозиционный гидрораспределитель

Описание

Блок 4-ходового гидрораспределителя представляет собой гидрораспределитель клапан с четырьмя входами и тремя положениями, или проточными путями.Порты подключаются к тому, что в типичной моделью являются гидравлический насос (порт P ), накопительный бак (порт T ) и привод двойного действия (порты A и В ). Жидкость может течь от насоса к приводу по пути P-A или P-B и от привода к танк по пути A-T или B-T — в зависимости от рабочая сторона привода.

Типовая настройка клапана

В конфигурации по умолчанию одно положение клапана соответствует P-A и B-T проточные каналы максимально открыты и проточные каналы P-B и A-T максимально закрыты (позиция I на рисунке). Другое положение клапана соответствует обратная конфигурация, с P-B и A-T максимально открыто и P-A и B-T максимально закрытый (позиция II ).Третье положение клапана соответствует всем проточные пути максимально закрыты (позиция III ). Переводная катушка служит элементом управления клапаном и определяет положение, в котором клапан в— I , II , III , или между ними.

Положения клапана

Физический сигнальный порт S управляет смещением золотника. в конфигурация по умолчанию, сигнал нулевого рабочего объема соответствует положению клапана III .Положительный сигнал смещения сдвигает золотник в сторону положение клапана I . Отрицательное смещение смещает золотник в сторону положение клапана II . Смещение золотника действует косвенно установка положения золотника относительно каждого пути потока — длина, известная здесь как отверстие отверстия . Отверстие отверстия, в свою очередь, определяет площадь отверстия соответствующего пути потока.

Отверстия отверстия

Отверстие отверстия пути потока частично зависит от его отверстия offset — открытие отверстия пути потока при нулевом золотнике смещение.Блок моделирует только эффекты смещений открытия. Смещение может быть связано с изменением расстояния между портами или золотниковыми площадками — толстый диски, встроенные в катушку, чтобы препятствовать потоку. Также это может быть связано с изменением толщины шпульных площадок. Отверстия диафрагмы рассчитываются отдельно для каждый путь потока с точки зрения соответствующего смещения открытия:

где:

  • ч ПА , ч ПБ , ч В и h BT отверстие отверстия P A , П-Б , А Т и P-B проточные каналы.Отверстия отверстия есть вычисляется во время моделирования.

  • ч PA0 , ч ПБ0 , ч AT0 и h AT0 отверстие открытие смещения P A , П-Б , А Т и P-B проточные каналы.Начальные смещения указано на вкладке Смещения открытия клапана .

  • x — смещение золотника относительно случай с нулевым смещением представляет собой полностью закрытый клапан. Рабочий объем шпули указывается через порт физического сигнала S .

На рисунке показано влияние смещения отверстий на отверстия отверстий. участок I соответствует конфигурации по умолчанию с обоими смещения открытия равны нулю.Участок II соответствует клапану с обоими смещениями открытия больше нуля и постройте III на клапан с обоими смещениями открытия меньше нуля. Эти случаи аналогичны поведение с нулевым перекрытием ( I ), с неполным перекрытием ( II ) и перекрывающиеся ( III ) клапаны. То схемы клапанов справа показывают, как может выглядеть смещение. Круг выделяет смещение в пути P-B .

Нулевое (I), положительное (II) и отрицательное (III) смещения открытия

Нижний клапан всегда частично открыт и пропускает некоторый поток на всем золотнике перемещения. Клапан с перекрытием полностью закрыт в расширенном диапазоне золотника. смещения и требует более длительного хода золотника для открытия. В таблице обобщены смещения открытия для клапанов с нулевым, нижним и перекрытым клапанами. Другой возможны конфигурации — e.г., с одним положительным смещением открытия и другой негатив.

Клапан притирки Открытие Смещения
Нулевой внахлест (по умолчанию) Все ноль
Underlapped Все положительное
Overlapped Все отрицательные

Открытые области

Настройка Параметризация модели определяет расчеты, используемые для площадей открытия путей потока, или, в Напорно-расходная характеристика корпус, объемный скорости потока.Расчеты основаны на параметрах отверстия или наборах табличных данных. указанный на вкладке Model Parameterization . В блоке используется одни и те же данные для всех путей потока, если характеристики площади параметр на вкладке Basic Parameters установлен на Одинаковые для всех путей потока и разные данные иначе. Можно выбрать следующие параметры модели:

  • Максимальная площадь и проем — Укажите максимальная площадь открытия и соответствующее отверстие отверстия.Площадь открытия является линейной функцией отверстия отверстия,

    AAT=AAT,MaxhAT,MaxhAT+ALeak,

    , где A — площадь открытия и h отверстие отверстия данного пути потока. То индекс Макс. относится к полностью открытому отверстию и индекс Утечка в полностью закрытое отверстие — одно с только площадь внутренней утечки.На рисунке показан график линейной функция A ( ч ).

  • Площадь по сравнению с начальным столом — Укажите площадь отверстия в дискретных отверстиях отверстия в виде 1-D интерполяционной таблицы. Открытие площадь вычисляется для заданного отверстия отверстия путем интерполяции или экстраполяция табличных данных. На рисунке показан концептуальный график табличная функция A ( h ).

  • Напорно-расходная характеристика — Указать объемный расход при дискретных отверстиях диафрагмы и давлении дифференциалы в виде двумерной интерполяционной таблицы. Площадь открытия рассчитывается для заданное отверстие отверстия и перепад давления интерполяцией или экстраполяция табличных данных. На рисунке показан концептуальный график табличная функция q ( h , стр. ).

Режим потока и внутренняя утечка

Объемный расход рассчитывается аналитически в Максимум Площадь и отверстие и Площадь по сравнению с отверстием таблица параметризации. Расчеты основаны на дополнительные параметры блока, такие как расходный коэффициент и счет для эффектов режима течения — ламинарного или турбулентного. Переход режима происходит при заданном критическом коэффициенте ламинарного потока или критическом числе Рейнольдса.

Максимальная площадь и открытие и Площадь по сравнению с таблицей открытия параметризация также составляет небольшую площадь внутренней утечки даже в полностью закрытом состоянии. Площадь утечки обеспечивает что части гидравлической сети не становятся изолированными, когда путь потока закрыто. Изолированные или «зависшие» участки сети влияют на вычислительной эффективности модели и может привести к сбою моделирования.

Предполагается, что эффекты режима течения и внутренних утечек отражаются в табличные данные расхода, указанные непосредственно в Характеристика напор-расход параметризация.

Конфигурации клапана

Смещение открытия по умолчанию равно нулю. Эта конфигурация соответствует клапану со всеми закрытыми путями потока в нейтральном положении ( III в Схема положения клапанов).Много других конфигурации существуют. Вы можете смоделировать конкретную конфигурацию, установив проем смещения, как показано в таблице. Все параметры смещения открытия находятся в Клапан Открытие смещений вкладки диалогового окна блока

4-х полос направления клапана конфигурации

9 Конфигурация 9 Начальные отверстия
NO
1

Все четыре отверстия перекрываются в нейтральном положении позиция:

  • Отверстие P-A начальное открытие < 0

  • Первичное открытие отверстия P-B < 0

  • Отверстие A-T начальное открытие < 0

  • Диафрагма B-T начальное открытие < 0

2

Все четыре отверстия открыты (перекрываются) в нейтральном положении позиция:

  • Отверстие P-A начальное открытие > 0

  • Первичное открытие отверстия P-B > 0

  • Отверстие A-T начальное открытие > 0

  • Отверстие B-T начальное открытие > 0

3

Отверстия P-A и P-B перекрываются.Отверстия A-T и B-T перекрываются больше, чем клапан ход:

  • Отверстие P-A начальное открытие < 0

  • Первичное открытие отверстия P-B < 0

  • Отверстие A-T начальное открытие < – valve_stroke

  • Отверстие B-T, начальное открытие < - Class_Sroke

4

Orififices P-A и P-B перекрываются, а отверстия A-T и B-T открыты:

  • Отверстие P-A начальное открытие < 0

  • Первичное открытие отверстия P-B < 0

  • Отверстие A-T начальное открытие > 0

  • Отверстие B-T начальное открытие > 0

5

Отверстия P-A и A-T открыты в нейтральном положении, а отверстия P-B и B-T являются внахлест:

  • Отверстие P-A начальное открытие > 0

  • Первичное открытие отверстия P-B < 0

  • Отверстие A-T начальное открытие > 0

  • Диафрагма B-T начальное открытие < 0

6

Отверстие A-T изначально открыто, пока все три оставшихся отверстия перекрываются:

  • Отверстие P-A начальное открытие < 0

  • Первичное открытие отверстия P-B < 0

  • Отверстие A-T начальное открытие > 0

  • Диафрагма B-T начальное открытие < 0

7

Отверстие B-T изначально открыто, пока все три оставшихся отверстия перекрываются:

  • Отверстие P-A начальное открытие < 0

  • Первичное открытие отверстия P-B < 0

  • Отверстие A-T начальное открытие < 0

  • Отверстие B-T начальное открытие > 0

8

Отверстия P-A и P-B открыты, а отверстия A-T и B-T перекрываются:

  • Отверстие P-A начальное открытие > 0

  • Первичное открытие отверстия P-B > 0

  • Отверстие A-T начальное открытие < 0

  • Диафрагма B-T начальное открытие < 0

9

Отверстие P-A изначально открыто, пока все три оставшихся отверстия перекрываются:

  • Отверстие P-A начальное открытие > 0

  • Первичное открытие отверстия P-B < 0

  • Отверстие A-T начальное открытие < 0

  • Диафрагма B-T начальное открытие < 0

10

Отверстие P-B изначально открыто, пока все три оставшихся отверстия перекрываются:

  • Отверстие P-A начальное открытие < 0

  • Первичное открытие отверстия P-B > 0

  • Отверстие A-T начальное открытие < 0

  • Диафрагма B-T начальное открытие < 0

11

Отверстия P-B и B-T открыты, а отверстия P-A и A-T перекрываются:

  • Отверстие P-A начальное открытие < 0

  • Первичное открытие отверстия P-B > 0

  • Отверстие A-T начальное открытие < 0

  • Отверстие B-T начальное открытие > 0

Структурная схема компонента

Блок представляет собой составной компонент с четырьмя блоками с регулируемым отверстием, приводимым в движение один физический сигнал.Блоки с переменным отверстием P-A и Переменное отверстие P-B представляет собой P-A и P-B проточных путей. Блоки Переменное отверстие A-T и Переменное отверстие B-T представляют собой A-T и B-T проточные каналы. Физический сигнал задается через блок Connection Port S .

Параметры блока Ориентация отверстия установлены так, что положительный сигнал действует на открытие регулируемого отверстия P-A и Переменная диафрагма B-T при закрытии Переменная Отверстие A-T и Переменное отверстие P-B .А отрицательный сигнал имеет противоположный эффект — открывает Переменная Отверстие A-T и Переменное отверстие P-B при закрытии Переменное отверстие P-A и Переменное отверстие Б-Т .

Структурная схема клапана

Допущения

  • Инерция жидкости не учитывается.

  • Нагрузка на орган управления от инерционных, пружинных и других сил игнорируется.

  • Все отверстия клапана предполагаются одинаковыми по размеру, если не указано иное указано.

Как выбрать электронные направляющие клапаны

Выбор соответствующего клапана для любого применения является обязательным для обеспечения правильного направления потока, скорости потока, функции выпуска и даже основных функций клапана. В пневматике так много терминов для клапанов, что это может показаться ошеломляющим. Знание функции клапана, портов и срабатывания является ключом к выбору правильного клапана для применения.В этой статье мы объясним некоторые общие термины и варианты, связанные с функцией клапана, портированием и срабатыванием. Базовое понимание этих концепций поможет упростить выбор клапана, соответствующего вашим требованиям.

Функция клапана описывает количество путей потока, которые имеет клапан, а также положения клапана. Пути потока или порты называются путями в функции клапана. Количество положений — это количество различных положений, в которых может находиться этот клапан.

Клапаны 2/2

2-ходовой 2-позиционный клапан известен как клапан 2/2. Основным примером клапана 2/2 является шаровой кран. Базовый шаровой кран имеет два порта (вход и выход) и два положения (открыто или закрыто).

Клапаны 3/2

3-ходовой 2-позиционный клапан известен как клапан 3/2. Основным примером клапана 3/2 является пилотный клапан, такой как 10-мм клапан E310A-1W012 от Clippard. Пилотный клапан используется для отправки сигнала давления при срабатывании и сброса этого сигнала при отключении.Этот клапан имеет 3 пути (вход или подача, выход и выпуск), а также 2 положения (закрыт — давление заблокировано, а выход стравлен в атмосферу, или открыт — давление подключено к выходу, а выпуск заблокирован).

Клапаны 4/2

4-ходовой 2-позиционный клапан известен как 4/2. Эти клапаны распространены в цилиндрах двойного действия, где они всегда подают давление на одну сторону цилиндра, а противоположную сторону выпускают в атмосферу.

5/2-клапаны

5-ходовой клапан по существу выполняет ту же функцию, что и 4/2-ходовой, но с дополнительным преимуществом в виде независимых выпускных каналов для каждого выходного отверстия.Чаще всего его называют не 5-ходовым, а полнопроходным четырехходовым клапаном. Это позволяет разработчику иметь специальные средства управления выпускными путями как для удлинения, так и для втягивания выпускных каналов. Некоторые производители не ссылаются на 5/2 или 4/2, предлагая 4-ходовой клапан, и хотя различия незначительны, они могут быть важны для вашего конкретного применения.

Клапаны 6/2

Менее распространенный, но все же необходимый для конкретных применений, 6-ходовой клапан аналогичен двум 3-ходовым клапанам, механически связанным в одном клапане.Приложения, требующие отказоустойчивости, обеспечивающей одновременное срабатывание обоих клапанов, идеально подходят для этой функции.

3-х позиционные клапаны

Некоторые клапаны могут иметь 3-х позиционные функции, что позволяет блокировать все порты или открывать их в атмосферу. Это могут быть электронные клапаны или клапаны с ручным управлением, которые центрируются пружиной без питания. Эти клапаны не очень распространены и используются для конкретных приложений, чтобы либо заблокировать определенное положение цилиндра, либо открыть пути в атмосферу, что позволяет механически или вручную позиционировать цилиндр.

Порт клапана

Портирование клапана относится к удобству использования порта и направлению потока через клапан в разных положениях. Есть два ключевых момента, которые мы рассмотрим. Во-первых, использование порта — можем ли мы физически подключиться к порту? И, во-вторых, направление потока, которое должен учитывать клапан в зависимости от применения.

Полнопроходной

«Полнопроходной» клапан — это любой клапан, который можно физически захватить или подключить ко всем портам.Это не означает, что все порты обязательно имеют резьбу, но это означает, что путь потока может быть захвачен с помощью определенного метода, в отличие от вентиляционного отверстия, которое выходит в атмосферу.

Полнопроходные клапаны идеально подходят для тех случаев, когда среда должна быть подключена к трубопроводу, например: в чистых помещениях, где все газы должны отводиться за пределы помещения. ET-2-12 Clippard с резьбой на впускном отверстии и резьбой на выпускном отверстии можно назвать полностью портированным, поскольку все порты на клапане могут быть подключены по вертикальной линии, но ET-3-12 не полностью портирован как выпускной. канал проветривается через небольшие отверстия в крышке клапанов.Отсюда предложение Clippard полностью портированной версии ETO-3-12 ET-3-12.

Важно отметить, что «полностью портированный» не означает, что все порты могут находиться под давлением, а только то, что они могут быть портированными.

Двунаправленный

Двунаправленный клапан представляет собой клапан 2/2, который не зависит от того, какой порт является входным или выходным. В Европе это называется бистабильным клапаном. Двунаправленные клапаны необходимы для требовательных приложений, где более высокий перепад давления может быть как на входе, так и на выходе.

Обычный шаровой кран — это простой пример клапана, которому все равно, с какой стороны поступает давление, и который работает в любом направлении. Этот клапан будет известен как двунаправленный.

Клапан, противоположный этому, представляет собой обратный клапан, который течет только в одном направлении.

Универсальный порт

Как насчет возможности клапана с более чем двумя портами, который является полностью проходным и двунаправленным? Это будет клапан с универсальным отверстием.3-ходовой клапан с универсальным проходом может быть сконфигурирован для шести функций, таких как: 3/2 нормально закрытый, 3/2 нормально открытый, 2/2 нормально закрытый, 2/2 нормально открытый, селекторный или даже отклоняющий. .

Важно отметить, что не все полнопроходные клапаны 3/2 являются универсальными.

Электронные приводы клапанов, типы

Приведение в действие — это то, что перемещает клапан из одного положения в другое, и существует два популярных типа, которые необходимо учитывать при выборе надлежащего клапана для любого применения.Приведением в действие может быть любая из функций или портов, описанных выше, и это еще одна характеристика клапана, которую важно понимать.

Прямого действия

Клапаны прямого действия имеют простую конструкцию, поскольку приведение в действие клапана напрямую приводит к изменению положения. Обычно это достигается за счет перемещения элемента клапана с помощью магнитной катушки. Все клапаны Clippard серии EV имеют прямое действие, так как подача питания на катушку напрямую поднимает крестовину (плоскую пружину якоря) для изменения состояния потока.Преимущества клапанов прямого действия заключаются в отсутствии требований к минимальному давлению, малом времени срабатывания и длительном сроке службы из-за небольшого количества движущихся частей. Отсутствие требований к давлению делает конструкцию клапана идеальной для функций с универсальными отверстиями. Clippard EVO-3-12 — отличный пример универсального клапана. EVO-3-12 можно использовать с давлением 80 фунтов на квадратный дюйм на нормально открытом впускном отверстии, вакуумом на нормально открытом выпускном отверстии и выбором между ними для выхода.

Клапаны с усилителем давления

Клапаны с усилителем давления являются наиболее распространенными клапанами, используемыми в системах автоматизации.Они полагаются на давление, подаваемое на клапан, чтобы помочь при срабатывании. Величина усилия, доступного сжатому воздуху для переключения клапана, намного больше, чем сила, которая может быть создана магнитной катушкой на клапане прямого действия с аналогичными значениями расхода и давления. Как только внутренний пилотный клапан откроется, давление будет способствовать переключению клапана. Это позволяет портам открываться и клапану течь при высоком расходе и/или давлении.

Преимущество клапанов с усилителем давления заключается в том, что они могут потреблять мало электроэнергии, поскольку они используют мощность среды под давлением.Это позволяет использовать меньший общий размер для заданных скоростей потока и размера порта. Недостатки могут заключаться в том, что они требуют минимального давления и не допускают универсальных вариантов портов, если только управляющее давление не создается внешней силой.

Клапаны с усилителем давления

обычно разрабатываются для конкретных применений, чтобы обеспечить максимальный диапазон расхода и давления при минимально возможном потреблении электроэнергии. Другие клапаны с усилителем давления, которые не имеют внутренних пилотов, сбалансированы и настроены таким образом, чтобы давление работало в сочетании с усилиями пружины и катушки, чтобы поднять седло и обеспечить поток.Примером клапана с вспомогательным давлением является Clippard Maximatic MME-41PES-D012. Подача питания на катушку MME-41PES-D012 оказывает давление на поршень, чтобы сместить золотник в клапане.

Чтобы получить помощь в выборе наилучшего клапана для вашего применения, позвоните по телефону 877-245-6247 или обратитесь к местному дистрибьютору.
 

Майк Кеттеринг • Технический специалист по продажам • Clippard

 

Клапаны гидросистемы самолета

Клапаны управления потоком регулируют скорость и/или направление потока жидкости в гидравлической системе.Они обеспечивают работу различных компонентов по желанию и скорость, с которой работает компонент. Примеры клапанов управления потоком включают: селекторные клапаны, обратные клапаны, клапаны последовательности, приоритетные клапаны, челночные клапаны, быстроразъемные клапаны и гидравлические предохранители.

Переключающий клапан используется для управления направлением движения гидравлического исполнительного цилиндра или аналогичного устройства. Он обеспечивает одновременную подачу гидравлической жидкости как в агрегат, так и из него. Давление в гидравлической системе можно направить с помощью селекторного клапана для работы агрегата в любом направлении, и предусмотрен соответствующий обратный путь для жидкости в резервуар.

Существует два основных типа переключающих клапанов: с открытым центром и с закрытым центром. Клапан с открытым центром обеспечивает непрерывный поток гидравлической жидкости системы через клапан, даже когда селектор не находится в положении для приведения в действие узла. Переключающий клапан с закрытым центром блокирует поток жидкости через клапан, когда он находится в НЕЙТРАЛЬНОМ или ЗАКРЫТОМ положении. [Рис. 1-A]

золотникового, поршневого, роторного или плунжерного типа.[Рисунок 2] Несмотря на это, каждый селекторный клапан имеет уникальное количество портов. Количество портов определяется особыми требованиями системы, в которой используется клапан. Селекционные клапаны с закрытым центром и четырьмя портами наиболее распространены в гидравлических системах самолетов. Они известны как четырехходовые клапаны. На рис. 1 показано, как этот клапан соединяется с напорной и обратной линиями гидравлической системы, а также с двумя портами на общем приводе. Большинство селекторных клапанов механически управляются рычагом или электрически управляются соленоидом или сервоприводом.[Рисунок 3]


Рисунок 2. Клапан Toppep-типа
Рисунок 3. Четыреходобывающая сервопривод.

Четыре порта четырехходового переключающего клапана всегда выполняют одну и ту же функцию. В один порт поступает жидкость под давлением от гидравлического насоса системы. Второй порт всегда возвращает жидкость в резервуар.Третий и четвертый порты используются для подключения селекторного клапана к исполнительному устройству. На исполнительном блоке имеется два порта. Когда селекторный клапан расположен для подачи давления на один порт привода, другой порт привода одновременно соединяется с линией возврата резервуара через селекторный клапан. [Рисунок 1-B] Таким образом, блок работает в определенном направлении. Когда селекторный клапан расположен для подключения давления к другому порту на приводном блоке, первоначальный порт одновременно соединяется с возвратной линией через селекторный клапан, и блок работает в противоположном направлении.[Рис. 1-C]


На рис. 4 показаны внутренние пути потока селекторного клапана с электромагнитным управлением. Клапан с закрытым центром показан в НЕЙТРАЛЬНОМ или ВЫКЛ положении. Ни один из соленоидов не находится под напряжением. Нагнетательный порт направляет жидкость к центральному выступу золотника, что блокирует поток. Давление жидкости проходит через пилотные клапаны и оказывает одинаковое давление на оба конца золотника. Линии привода подсоединяются вокруг золотника к обратной линии.

Рисунок 4.Электромагнитные клапаны сервоуправления не запитаны

При выборе с помощью переключателя в кабине правый соленоид получает питание. Правая заглушка управляющего клапана смещается влево, что препятствует попаданию жидкости под давлением к правому концу основного золотника. Катушка скользит вправо из-за большего давления на левый конец катушки. Центральный лепесток золотника больше не блокирует жидкость под давлением системы, которая течет к приводу через левую линию привода.В то же время блокируется обратный поток из левой камеры основного золотника, поэтому привод (не показан) перемещается в выбранном направлении. Возвратная жидкость от подвижного привода течет по правой линии привода, мимо золотника и в возвратную линию. [Рисунок 5]

Переключатель отключает питание правого соленоида и снова открывает правый пилотный клапан. Жидкость под давлением может снова проходить через пилотный клапан в правую концевую камеру главного золотника. Там пружина и давление жидкости смещают золотник обратно влево в НЕЙТРАЛЬНОЕ положение или положение ВЫКЛ, как показано на рис. 4.

Чтобы заставить привод двигаться в противоположном направлении, переключатель в кабине перемещается в противоположном направлении. Все движения внутри селекторного клапана такие же, как описано выше, но в противоположном направлении.Левый соленоид находится под напряжением. Давление подается на привод через правый порт, а возвратная жидкость из левой линии привода соединяется с возвратным портом за счет движения золотника влево.

Обратный клапан

Другим распространенным регулирующим клапаном в гидравлических системах самолетов является обратный клапан. Обратный клапан позволяет жидкости беспрепятственно течь в одном направлении, но предотвращает или ограничивает поток жидкости в противоположном направлении. Обратный клапан может быть независимым компонентом, расположенным на линии где-то в гидравлической системе, или он может быть встроен в компонент.Когда обратный клапан является частью компонента, он называется встроенным обратным клапаном.

Обычный обратный клапан состоит из подпружиненного шара и седла внутри корпуса. Пружина сжимается, позволяя жидкости течь в заданном направлении. Когда поток прекращается, пружина прижимает шар к седлу, что предотвращает протекание жидкости в противоположном направлении через клапан. Стрелка на внешней стороне корпуса указывает направление, в котором разрешен поток жидкости. [Рисунок 6] Обратный клапан также может быть сконструирован с подпружиненной заслонкой или коническим поршнем вместо шара.

и ограниченный поток в обратном направлении. Они известны как обратные клапаны дроссельного типа или демпфирующие клапаны. Клапан содержит ту же комбинацию пружины, шара и седла, что и обычный обратный клапан, но в области седла вырезано калиброванное отверстие.Таким образом, поток жидкости не ограничен в заданном направлении, в то время как шар выталкивается из своего седла. Нижний привод работает на полной скорости. Когда жидкость поступает обратно в клапан, пружина прижимает шар к седлу, что ограничивает поток жидкости до количества, которое может пройти через отверстие. Уменьшенный поток в этом противоположном направлении замедляет движение или демпфирует привод, связанный с обратным клапаном. [Рис. 6]

Дроссельный обратный клапан может быть включен в систему гидравлического привода шасси.Когда шестерня поднята, обратный клапан позволяет полному потоку жидкости поднимать тяжелую шестерню на максимальной скорости. При опускании шестерни отверстие в обратном клапане предотвращает резкое опускание шестерни, ограничивая поток жидкости из исполнительного цилиндра.


Клапаны последовательности

Клапаны последовательности контролируют последовательность операций между двумя ветвями в контуре; они позволяют одному юниту автоматически приводить в движение другой юнит. Примером использования клапана последовательности является система привода шасси самолета.В системе привода шасси створки шасси должны открыться до того, как шасси начнет выдвигаться. И наоборот, шасси должно быть полностью убрано до того, как двери закроются. Эту функцию выполняет клапан последовательности, установленный в каждом приводном тракте шасси. Клапан последовательности чем-то похож на предохранительный клапан, за исключением того, что после достижения установленного давления клапан последовательности отводит жидкость ко второму приводу или двигателю для выполнения работы в другой части системы. Существуют различные типы клапанов последовательности.Некоторые из них управляются давлением, некоторые управляются механически, а некоторые управляются электрическими переключателями.

Клапан последовательности с регулируемым давлением

Работа типичного клапана последовательности с регулируемым давлением показана на рис. 4. Давление открытия достигается за счет регулировки натяжения пружины, которая обычно удерживает поршень в закрытом положении. (Обратите внимание, что верхняя часть поршня имеет больший диаметр, чем нижняя часть.) Жидкость поступает в клапан через впускное отверстие, обтекает нижнюю часть поршня и выходит из выпускного отверстия, где она поступает к первичному (первому ) единица, подлежащая эксплуатации.[Рисунок 7-A] Это давление жидкости также воздействует на нижнюю поверхность поршня.

пружина, и поршень поднимается. После этого клапан находится в открытом положении. [Рис. 7-B] Жидкость, поступающая в клапан, движется по пути наименьшего сопротивления и течет к вторичному блоку.Предусмотрен дренажный канал, позволяющий любой жидкости, просачивающейся мимо поршня, вытекать из верхней части клапана. В гидравлических системах эта сливная линия обычно соединяется с основной обратной линией.

Механический клапан последовательности

Механический клапан последовательности приводится в действие плунжером, который проходит через корпус клапана. [Рисунок 8] Клапан установлен так, что плунжер приводится в действие первичным блоком. Обратный клапан, шаровой или тарельчатый, устанавливается между отверстиями для жидкости в корпусе.Он может смещаться либо плунжером, либо давлением жидкости. Порт А и привод первичного блока соединены общей линией. Порт B соединен линией с приводом вторичного блока. Когда жидкость под давлением поступает в первичный блок, она также поступает в клапан последовательности через порт A к седловому обратному клапану в клапане последовательности. Для работы вторичного блока жидкость должна проходить через клапан последовательности. Клапан расположен так, что первичный блок перемещает плунжер по мере завершения своей работы.Плунжер смещает обратный клапан и позволяет жидкости течь через клапан, из порта B во вторичный блок.

Рис. 8. Клапан последовательности с механическим приводом

Клапаны приоритета

Приоритетные клапаны

Приоритет гидравлических систем, если давление выше критического, отдается некритическим гидравлическим системам. Например, если давление приоритетного клапана установлено на 2200 фунтов на квадратный дюйм, все системы получают давление, когда давление превышает 2200 фунтов на квадратный дюйм.Если давление падает ниже 2200 фунтов на квадратный дюйм, приоритетный клапан закрывается, и давление жидкости не поступает в некритические системы. [Рисунок 9] В некоторых гидравлических конструкциях используются реле давления и электрические запорные клапаны, чтобы обеспечить приоритет критических систем над некритическими системами, когда давление в системе низкое.

Рис. 9. Приоритетный клапан

Быстроразъемные клапаны

Быстроразъемные клапаны снимаются, когда в гидравлических линиях устанавливаются клапаны быстрого отсоединения для предотвращения утечки жидкости.Такие клапаны устанавливаются в напорной и всасывающей линиях системы непосредственно перед и после силового насоса. Помимо демонтажа насоса, от системы можно отсоединить силовой насос и вместо него подключить стенд для гидравлических испытаний. Эти клапанные блоки состоят из двух взаимосвязанных секций, соединенных между собой гайкой при установке в систему. Каждая секция клапана имеет узел поршня и тарелки. Они подпружинены в закрытое положение, когда устройство отключено.[Рисунок 10]

Плавкие предохранители могут быть установлены в важных точках гидравлической системы. Они обнаруживают внезапное увеличение потока, например, взрыв ниже по течению, и перекрывают поток жидкости. Замыкаясь, предохранитель сохраняет гидравлическую жидкость для остальной части системы. Гидравлические предохранители установлены на тормозной системе, линиях выдвижения и уборки закрылков и предкрылков передней кромки, линиях подъема и опускания передней стойки шасси, а также линиях давления и возврата реверсора тяги.Один тип предохранителей, называемый автоматическим, предназначен для пропускания через него определенного объема жидкости в минуту. Если объем, проходящий через предохранитель, становится чрезмерным, предохранитель закрывается и перекрывает поток. Когда давление со стороны подачи давления предохранителя снимается, он автоматически возвращается в открытое положение. Предохранители обычно имеют цилиндрическую форму с входным и выходным отверстиями на противоположных концах. [Рис. 11]

Рисунок 11.Гидравлический предохранитель

Для безопасной и эффективной работы гидравлических систем, компонентов системы и сопутствующего оборудования необходимы средства контроля давления. Существует много типов автоматических клапанов регулирования давления. Некоторые из них являются сбросом давления, превышающего установленное давление; некоторые только снижают давление до более низкого давления в системе или подсистеме; а некоторые поддерживают давление в системе в требуемом диапазоне.

Предохранительные клапаны

Гидравлическое давление необходимо регулировать, чтобы использовать его для выполнения желаемых задач.Предохранительный клапан используется для ограничения величины давления, оказываемого на замкнутую жидкость. Это необходимо для предотвращения выхода из строя компонентов или разрыва гидравлических линий под чрезмерным давлением. Редукционный клапан, по сути, является предохранительным клапаном системы.

Рис. 12. Клапан сброса давления

Конструкция предохранительных клапанов включает регулируемые подпружиненные клапаны. Они устанавливаются таким образом, чтобы сбрасывать жидкость из напорной линии в обратную линию резервуара, когда давление превышает заданный максимум, на который отрегулирован клапан.Используются клапаны сброса давления различных производителей и конструкций, но, как правило, все они используют подпружиненное клапанное устройство, приводимое в действие гидравлическим давлением и натяжением пружины. [Рисунок 12] Клапаны сброса давления регулируются путем увеличения или уменьшения натяжения пружины, чтобы определить давление, необходимое для открытия клапана. Их можно классифицировать по типу конструкции или использованию в системе. Наиболее распространенными типами клапанов являются:

  1. Клапаны сброса давления шарового типа с шаровым клапанным устройством, шар опирается на фигурное седло.Давление, действующее на нижнюю часть шара, отталкивает его от седла, позволяя жидкости проходить в обход.
  2. Предохранительные клапаны втулочного типа с клапанным устройством втулочного типа, шар остается неподвижным, а седло втулочного типа перемещается вверх под действием давления жидкости. Это позволяет жидкости циркулировать между шаром и седлом скользящего рукава.
  3. Предохранительные клапаны тарельчатого типа с клапанным устройством тарельчатого типа, конусообразный тарельчатый клапан может иметь любое из нескольких конструктивных исполнений; однако в основном это конус и седло, обработанные под согласованными углами для предотвращения утечки.Когда давление поднимается до заданного значения, тарелка поднимается со своего места, как в шаровом устройстве. Это позволяет жидкости проходить через созданное отверстие и выходить через порт возврата.

Клапаны сброса давления не могут использоваться в качестве регуляторов давления в больших гидравлических системах, которые зависят от насосов с приводом от двигателя в качестве основного источника давления, потому что насос постоянно находится под нагрузкой, а энергия, затрачиваемая на удержание клапана сброса давления вне седла, превратился в тепло.Это тепло передается жидкости и, в свою очередь, уплотнительным кольцам, что приводит к их быстрому износу. Однако предохранительные клапаны могут использоваться в качестве регуляторов давления в небольших системах с низким давлением или когда насос с электрическим приводом используется с перерывами.


Предохранительные клапаны могут использоваться как:

  1. Системный предохранительный клапан — наиболее распространенное использование предохранительного клапана в качестве предохранительного устройства от возможного отказа компенсатора насоса или другого устройства регулирования давления.Все гидравлические системы с гидравлическими насосами оснащены предохранительными клапанами в качестве предохранительных устройств.
  2. Термический предохранительный клапан — предохранительный клапан используется для сброса избыточного давления, которое может возникнуть из-за теплового расширения жидкости. Они используются там, где обратный клапан или селекторный клапан препятствует сбросу давления через предохранительный клапан основной системы. Тепловые предохранительные клапаны обычно меньше системных предохранительных клапанов. По мере того, как жидкость под давлением в линии, в которой он установлен, накапливается до чрезмерного количества, тарелка клапана смещается со своего седла.Это позволяет жидкости под избыточным давлением течь через предохранительный клапан в возвратную линию резервуара. Когда давление в системе снижается до заданного значения, натяжение пружины превышает давление в системе и переводит тарелку клапана в закрытое положение.

Регуляторы давления

Термин «регулятор давления» применяется к устройству, используемому в гидравлических системах, которые нагнетаются насосами с постоянной подачей. Одной из целей регулятора давления является управление производительностью насоса для поддержания рабочего давления в системе в заданном диапазоне.Другая цель состоит в том, чтобы позволить насосу вращаться без сопротивления (что называется разгрузкой насоса) в то время, когда давление в системе находится в пределах нормального рабочего диапазона. Регулятор давления расположен в системе таким образом, что выход насоса может попасть в контур давления в системе только через регулятор. Комбинация насоса с постоянной подачей и регулятора давления фактически эквивалентна управляемому компенсатором насосу с переменной подачей. [Рис. 13]

Рисунок 13.Расположение регулятора давления в базовой гидравлической системе. Регулятор разгружает насос постоянной подачи, перепуская жидкость в обратную линию при достижении заданного давления в системе

Редукторы давления

Редукционные клапаны используются в гидравлических системах, где необходимо снизить нормальное рабочее давление в системе. на указанную сумму. Редукционные клапаны обеспечивают постоянное давление в системе, которая работает при более низком давлении, чем в системе подачи.Редукционный клапан обычно можно настроить на любое требуемое давление на выходе в пределах проектных ограничений клапана. Как только клапан настроен, пониженное давление поддерживается независимо от изменений давления подачи (пока давление подачи не ниже требуемого пониженного давления) и независимо от нагрузки системы, если нагрузка не превышает проектную. мощность редуктора. [Рисунок 14]

Рисунок 14. Привод редукционного клапана

для удовлетворения системных требований.В некоторых системах предусмотрена аварийная система в качестве источника давления в случае нормального отказа системы. Аварийная система обычно приводит в действие только основные компоненты. Основная цель челночного клапана — изолировать обычную систему от альтернативной или аварийной системы. Он маленький и простой; тем не менее, это очень важный компонент. [Рис. 15] В корпусе имеется три порта: вход для обычной системы, альтернативный или аварийный вход для системы и выход. Челночный клапан, используемый для управления более чем одним приводным устройством, может иметь дополнительные выпускные отверстия устройства.

0 скользящая часть называется челноком. Его цель — перекрыть один из входных портов. На каждом входном порту есть место для челнока. Когда челночный клапан находится в нормальном рабочем положении, жидкость свободно течет из нормального впускного отверстия системы через клапан и выходит через выпускное отверстие к исполнительному устройству.Челнок прилегает к альтернативному впускному отверстию системы и удерживается там нормальным давлением в системе и пружиной клапана челнока. Челнок остается в этом положении до тех пор, пока не будет активирована альтернативная система. Это действие направляет жидкость под давлением из альтернативной системы к челночному клапану и перемещает челночный клапан из впускного порта альтернативной системы во впускной порт обычной системы. Жидкость из альтернативной системы затем свободно течет к выходному отверстию, но ее попадание в обычную систему предотвращается челноком, который перекрывает стандартный системный порт.

Челнок может быть одного из четырех типов:

  1. Плунжерный плунжер
  2. Подпружиненный поршень
  3. Подпружиненный шаровой
  4. Подпружиненный тарелочный клапан

В челночных клапанах с пружиной челнок обычно прижимается пружиной к входному отверстию альтернативной системы.

Запорные клапаны

Запорные клапаны используются для перекрытия потока жидкости в определенную систему или компонент. Как правило, эти типы клапанов имеют электрический привод.Запорная арматура также используется для создания приоритета в гидравлической системе и управляется реле давления. [Рис. 15]

Рис. 15. Подпружиненный поршневой челночный клапан в нормальной конфигурации (А) и с альтернативным/аварийным питанием (В)

Золотниковый клапан — обзор

5.4 Основной принцип гидравлического переключения передач (рис. 5.5)

Выбор диапазона привода D позиционирует золотник ручного клапана таким образом, чтобы линейное давление от клапана регулятора давления проходило к клапану переключения, дроссельной заслонке клапан и регулирующий клапан (рис.5.5(а)).

Давление дроссельной заслонки будет подаваться на конец пружины клапана переключения через дроссельную заслонку. Нажатие педали акселератора позволяет золотниковому клапану двигаться наружу. Это увеличивает открытие клапана, так что к клапану переключения будет подаваться высокое давление газа. И наоборот, нажатие на педаль акселератора частично ограничивает поток жидкости и, следовательно, снижает давление дроссельной заслонки, достигающее клапана переключения (рис. 5.5(b)).

В то же время линейное давление поступает в регулирующий клапан, течет между зонами сброса как первичного, так и вторичного золотниковых клапанов и реагирует на разницу в кольцевых прилегающих торцевых поверхностях каждого золотникового клапана.Оба клапана вдавливаются внутрь, закрывая два выхода из корпуса регулирующего клапана. Когда транспортное средство движется вперед, вращение регулятора вызывает центробежную силу, действующую через массу каждого клапана регулятора, так что она стремится вытянуть золотники клапанов наружу, противодействуя гидравлическому давлению, толкающему каждый клапан внутрь (рис. 5.5). (а)).

При увеличении скорости вращения выходного вала центробежная сила, действующая через первичный клапан, достаточна для преодоления давления в гидравлической линии, которое воздействует на поверхность канавки с буртиком и, следовательно, будет постепенно перемещаться наружу по мере увеличения скорости вращения до тех пор, пока клапан не граничит с конечная остановка.Открытие выпускного канала клапана регулятора теперь позволяет жидкости вытекать из регулятора, откуда она затем направляется к концу большого диаметра клапана переключения. Это выходное давление известно как давление регулятора . При еще более высокой скорости вращения выходного вала (скорости автомобиля) на вторичный клапан будет воздействовать большая центробежная сила, пока он не сможет преодолеть гораздо большую гидравлическую внутреннюю нагрузку, воздействующую на большое плечо этого клапана. Вторичный клапан начнет двигаться от центра вращения, открывая выпускной канал вторичного клапана, так что повышенное давление регулятора будет поступать на клапан переключения.

Действие этого двухступенчатого клапана регулятора позволяет регулятору быть более чувствительным на очень низких скоростях, но не чрезмерно чувствительным на более высоких скоростях (рис. 5.5(c)). Чувствительность относится к величине увеличения или уменьшения давления жидкости на единицу изменения скорости вращения. Если происходит значительное увеличение или уменьшение давления регулятора на единицу заряда скорости, то регулятор чувствителен. Если изменение давления регулятора при изменении скорости вращения (т. е. скорости транспортного средства) очень мало, то регулятор нечувствителен и, следовательно, не подходит для подачи сигналов об изменении скорости в гидравлические системы управления.

Причина, по которой одноступенчатый регулятор не будет работать удовлетворительно во всем диапазоне выходных скоростей переключения, связана с квадратичным законом центробежной силы : на низких скоростях нарастание центробежной силы при небольшом увеличении скорости вращения очень мало , тогда как при более высоких скоростях лишь небольшое увеличение скорости приводит к значительному увеличению центробежной силы. Если регулятор имеет правильную чувствительность на высокой скорости, он будет нечувствительным на низкой скорости или, если он имеет желаемую чувствительность на низкой скорости, он будет слишком чувствителен к изменениям давления регулятора в диапазоне более высоких скоростей.

Как только губернатор давления конечная нагрузка ( P г × P × P G ) равняется пружине и дроссельной загрузке ( F S + P T ) × при увеличении скорости автомобиля любое дальнейшее увеличение скорости толкает плунжер клапана переключения передач к концу пружины в положение, показанное на рис. 5.5(а). Жидкость на рабочей стороне поршня сервопривода ленточного тормоза теперь будет вытекать (сливать) через клапан переключения передач на впускную сторону масляного насоса.Одновременно линейное давление от клапана с ручным управлением направляется через клапан переключения как на сторону выпуска сервопоршня ленты, так и на поршень многодисковой муфты, который затем приводит в действие фрикционные диски.

Подача жидкости к пружинной стороне поршня сервопривода (известной как сторона выключения ) обеспечивает более прогрессивный и контролируемый переход от одной передачи к другой, что невозможно, если полагаться только на возвратную пружину.

Когда скорость автомобиля снижается или давление дроссельной заслонки повышается в достаточной степени, плунжер клапана переключения передач перемещается к стороне давления регулятора клапана (рис.5.5(а)). Линейное давление, передаваемое на клапан переключения передач, немедленно блокируется, и как многодисковая муфта, так и гидравлические каналы ленточных тормозов освобождаются от давления жидкости за счет того, что площадка среднего плунжера открывает выпускную часть. Одновременно с тем, что та же самая средняя площадка закрывает правое выпускное отверстие и открывает канал давления в магистрали, питающийся от ручного клапана, жидкость будет течь к рабочей стороне сервопоршня ленты, заставляя ленту сжиматься и, таким образом, активировать тормоз.

Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Разработка четырехходового сервоклапана пережимного типа для пневматического привода

1. Введение

В последнее время пневматические приводы используются в различных робототехнических системах благодаря их высокому коэффициенту мощности и гибкости. Для реализации позиционирования пневматических приводов с высокой точностью и коротким откликом на сегодняшний день проводится множество исследований пневматических сервосистем [1,2,3,4,5]. В пневматических сервосистемах, включая пневматические роботизированные системы, пневматические сервоклапаны являются важными компонентами, определяющими общую производительность системы.Наиболее часто используемые сервоклапаны можно разделить на сервоклапаны соплового типа и золотниковые сервоклапаны [6], общая конструкция которых показана на рис. 1 и 2. Конструкция сервоклапана соплового типа такова. что выбросы в атмосферу существуют постоянно, и, следовательно, потребление воздуха велико. Сервоклапан золотникового типа потребляет меньше воздуха по сравнению с сервоклапаном соплового типа. Однако существуют потери из-за утечки из зазора скользящей части катушки.Когда вы пытаетесь использовать небольшой компрессор, который может быть встроен в пневматическую систему, величина утечки может стать серьезной проблемой. Поэтому, когда большое количество сервоклапанов используется в системах, требующих небольших компрессоров (например, в роботизированных системах с несколькими степенями свободы), потребление воздуха из-за утечек из клапанов становится серьезной проблемой. Уменьшение утечек из сервоклапана и потребления воздуха всей системой помогает решить эти проблемы и сэкономить энергию.В предыдущих исследованиях был разработан сервоклапан, который уменьшает утечку за счет увеличения степени перекрытия золотникового клапана [7]. Однако конструкция таких клапанов состоит из скользящей части в проточном тракте, и, таким образом, полностью устранить протечку затруднительно. В исследованиях клапанов также изучалось использование тарельчатых клапанов с вибрационным приводом в качестве клапанов без утечек наружу [8,9,10]. Однако в таких клапанах сложно регулировать скорость потока за счет вибрации, и они не подходят для роботизированной системы, требующей точного управления.В качестве альтернативы можно использовать перистальтический насос или пережимной клапан с использованием эластичной трубки для подавления утечки наружу. В пневматической роботизированной системе требуется управление достаточной скоростью потока с высокой скоростью, и не лучше использовать насосы. С другой стороны, различные клапаны уже доступны в качестве продуктов для регулировки степени закупорки трубки двигателем или соленоидом и широко используются в приложениях, где контролируется кровь и химические жидкости, а загрязнение не допускается.В области микрофлюидики активно исследуются пережимные клапаны, не использующие трубки [11,12]. Однако ни один из клапанов не предназначен для использования в высокоскоростных и высокоточных пневматических следящих системах, а характеристики по регулированию расхода не уточняются. Кроме того, любой существующий клапан соответствует двух- или трехходовому клапану, и он не может управлять пневматическим приводом двойного действия, используемым для робототехнических систем, с помощью одного клапана. Для привода пневматического цилиндра двойного действия как единого блока требуется четырехходовой клапан, а для его работы в качестве сервосистемы требуется высокая скорость и точность реакции.В качестве исследовательского примера Akagi et al. разработал сервоклапан пережимного типа, используя изгиб трубки [13]. Несмотря на то, что он пригоден для носки и имеет малую массу, его чувствительность недостаточна для использования в точной роботизированной системе. Поэтому мы разработали четырехходовой пневматический сервоклапан пережимного типа с кулачковым механизмом, обеспечивающий отсутствие утечек, точность и высокую производительность. пневматический сервоклапан срабатывания, подходящий для использования в роботизированной системе [14]. Однако чувствительность скорости потока к углу кулачка была низкой в ​​районе нейтрального положения кулачка.Кроме того, фактический эффект снижения потребления воздуха не был очевиден, а долговечность трубки вызывала опасения.

В настоящем исследовании мы разработали новый четырехходовой пережимной клапан с улучшенным кулачковым механизмом и точной настройкой смещения. Кроме того, мы оцениваем фактическое потребление воздуха, долговечность и основные характеристики, чтобы проверить эффективность предлагаемого клапана. В результате мы смогли реализовать отзывчивость до 30 Гц с высокой чувствительностью скорости потока к углу кулачка.

Остальная часть статьи организована следующим образом. Раздел 2 подробно описывает структуру прототипа клапана. В разделе 3 описан эксперимент по оценке расходных характеристик. В разделе 4 показаны динамические характеристики для управления углом кулачка. В разделе 5 описано управление положением пневматического цилиндра с помощью разработанного клапана и оценка его эффективности. В разделе 6 приведены результаты испытаний арматуры на долговечность. Кроме того, в разделе 7 приведены результаты сравнения фактического расхода воздуха в роботе с пневматическим приводом при использовании разработанных клапанов по сравнению с обычными золотниковыми клапанами.Наконец, Раздел 8 завершает исследование.

2. Пневматический сервоклапан пережимного типа

На рис. 3 показан внешний вид сервоклапана, разработанного в ходе исследования. Разработанный клапан состоит из полиуретановых трубок для пневматических трубопроводов (UB-1/8-B производства PISCO: внутренний диаметр 1,0 мм, внешний диаметр 1,8 мм), серводвигателя (DCX22S GB KL 12 V 14 W производства MAXON), энкодера. (ENX16 EASY: 1024 Pulse производства MAXON), часть кулачкового механизма для блокировки трубы и смоляное приспособление для удержания двигателя и механической части.Как правило, в качестве пневматических трубок используются трубки из полиуретана, нейлона и фторопласта. Здесь полиуретановые трубки мягче, чем трубки из других материалов, и могут деформироваться при малых усилиях. Кроме того, они также демонстрируют небольшую остаточную деформацию при сжатии и, таким образом, гарантируют, что характеристики скорости потока не изменятся со временем. Поэтому мы выбрали полиуретановые трубки. На рис. 4 показана модель пинча, основанная на кулачковом механизме. Толкатель кулачка смещается по горизонтали в зависимости от угла поворота кулачка, а скорость потока регулируется путем изменения степени блокировки трубки.В зависимости от направления вращения, он регулирует расход либо на подаче, либо на выпуске. Положение регулировочных пластин на противоположной стороне кулачкового толкателя на рис. начальная величина блокировки корректируется. Кулачок на рис. 4 соединен с кулачком на рис. 5, на котором показана схема модели. Они расположены вдоль одной оси и в одной ориентации. Кулачок на рисунке 5 состоит из эллиптического кулачка и пружин с левой и правой сторон.Кроме того, в нейтральном положении большая ось эллипса вертикальна. Когда кулачок вращается, две пружины сжимаются, и восстанавливающая сила пружины вызывает усилие в направлении, в котором кулачок возвращается в нейтральное положение, благодаря чему достигается нормальное закрытие. На рис. 6 показан пример соединения трубопровода. На рис. 7 показана общая структура секции механизма. Для получения четырех направлений разработанный клапан включает в себя два кулачка в форме рисунка 8 для регулирования расхода и кулачок для нормального закрытия на той же оси на распределительном валу.Два кулачка для управления скоростью потока имеют одинаковую форму и расположены в положениях, смещенных на 180 градусов (расположение перевернуто вверх дном на рисунке 7). Таким образом, входной и выходной порты расположены на одной стороне, соответственно, для облегчения соединения трубопроводов при использовании нескольких клапанов. Кроме того, распределительный вал соединен с вращающимся валом двигателя муфтой без прохождения через редуктор. Диапазон перемещения угла поворота кулачка при приводе сервоклапана устанавливается в ±80 градусов от нейтрального положения.Кроме того, мы использовали узкие блоки для пережимной трубки. Эти блоки показаны зеленым цветом на рис. 7 и сделаны из алюминия. Толщина 1 мм, ширина 7 мм, высота 3 мм. На рис. 8 показана форма кулачка. Этот кулачок был изготовлен с помощью проволочной электроэрозионной обработки с точностью изготовления ± 10 мкм. «a» и «b» преувеличены для иллюстративного эффекта, а пунктирная линия означает круг с радиусом 4 мм. Форма кулачка двусторонне-симметричная. Расстояние r от центра вращения поверхности кулачка выражается уравнением, показанным на рисунке.Как показано на нижней стороне кулачка на рисунке, r ниже идеального круга, показанного пунктирной линией. Блокировка трубки ослабляется из нейтрального состояния, а степень открытия регулируется величиной ослабления. С точки зрения управляемости предпочтительно, чтобы угол поворота кулачка и эффективная площадь сечения демонстрировали линейную зависимость. Что касается кулачков, показанных на рисунке 9, которые изготовлены в качестве предварительных прототипов, соотношение между углом поворота кулачка и эффективным поперечным сечением соответствует нелинейной U-образной кривой, как показано на рисунке 10.Мы думаем, что это потому, что мы использовали квадратичную кривую в соотношении между углом кулачка и радиусом. Дифференциальное значение квадратичной кривой мало; следовательно, изменение эффективной площади может быть тупым около 0 градусов. Это приводит к медленному отклику вокруг нейтрального положения. Затем мы попытались увеличить изменение эффективной площади примерно на 0 градусов. Для достижения этой цели требовалось быстрое изменение радиуса кулачка. Следовательно, в клапане, разработанном в этом исследовании, часть, в которой радиус кулачка пропорционален углу кулачка, устанавливается таким образом, чтобы скорость изменения r по отношению к углу увеличивалась около 0 градусов.Уравнения, которые представляют взаимосвязь между углом кулачка и радиусом, разделены, где тета равна 45 и 90 градусам, как показано на рисунке 8. Верхняя сторона кулачка соответствует части, поддерживающей заблокированное состояние. Однако для надежного перекрытия потока блокировку усиливают, делая r больше окружности. Кроме того, на граничном угле каждой кривой r дифференцируется по углу таким образом, что якобиан величины давления трубы по отношению к углу поворота кулачка становится непрерывным.

3. Характеристики расхода клапана

Для оценки характеристик расхода сервоклапана измеряется отношение эффективной площади поперечного сечения к углу поворота кулачка. Эффективная площадь поперечного сечения была получена из скорости потока, измеренной методом с использованием изотермической камеры [15]. Измерение производилось изменением угла поворота кулачка с шагом 5 градусов. На рис. 11 показаны результаты измерения. Угол кулачка 0 градусов соответствует нейтральному положению, как показано на рисунке 4.Он был разделен на порт подачи и порт выхлопа с 0 градусов в качестве границы. Для проверки колебаний расхода и гистерезиса измерения проводились трижды в каждом направлении угла поворота. Таким образом, всего было выполнено шесть раундов измерений угла. Хотя было подтверждено, что степень раскрытия насыщается при 50 градусах или более и -50 или менее. Кроме того, мы показали характеристики потока предыдущего прототипа пережимного клапана [15] на рисунке 10. При сравнении рис. 10 и рисунка 11 разработанный клапан в этом исследовании показал V-образную характеристику по сравнению с предыдущим прототипом пережимного клапана.При проведении подгонки в диапазоне от 0 до 20 градусов разница между подгоночной линией и экспериментальными данными клапана, разработанного в данной работе, составляет 10 %, тогда как у предыдущего прототипа — 20 %. Кроме того, как мы доказали в [15], золотниковый клапан не имеет V-образной характеристики. Это означает, что наш недавно разработанный пережимной клапан не имеет мертвой зоны, которая наблюдалась в предыдущем прототипе пережимного клапана и золотникового клапана, около 0 градусов. Кроме того, его утечка намного меньше, чем у золотникового клапана.Следовательно, это указывало на то, что реализована характеристика нулевого перекрытия золотникового клапана. Это предполагает улучшение линейности характеристик вокруг нейтрального положения по сравнению с пережимным клапаном предыдущего прототипа. Однако было замечено, что характеристика расхода была асимметричной. Более того, формы графиков на двух графиках не совпадают, особенно на выпускном отверстии. Это может вызвать нелинейность клапана, что нежелательно для управления. Считается, что они вызваны формой кулачка и эксцентриситетом распределительного вала.Чрезвычайно важно обеспечить точную форму кулачка. Гистерезис эффективной площади практически отсутствовал в области, где угол кулачка составлял ±40 градусов. Однако гистерезис существует в диапазоне высоких скоростей потока (и особенно от -70 градусов или меньше и 80 градусов или больше). На данный момент редко используется высокая скорость потока в приводной системе. Таким образом, полученный в результате гистерезис не представляет существенной проблемы.

4. Частотная характеристика углового управления кулачком

Чтобы исследовать реакцию сервоклапана, мы контролировали угол кулачка.Нулевая точка была отрегулирована, трубка была установлена ​​на соответствующую величину закрытия, а затем был проведен эксперимент с применением давления подачи 500 кПа изб., что является значением, которое обычно используется в наших пневматических сервоприводах, удовлетворяющих требуемой движущей силе. с максимальным диапазоном рабочего давления. Частотная характеристика измерялась как синусоидальный сигнал с амплитудами, соответствующими 20 и 40 градусам для целевого значения угла. Целевое значение угла соответствовало 25% и 50% относительно максимального угла поворота 80 градусов.На рис. 12 показана блок-схема углового управления, а в таблице 1 приведены коэффициенты усиления управления. Угловое управление осуществлялось путем добавления упреждающей компенсации силы пружины к управлению ЧР. На рисунке θ соответствует значению, считанному энкодером. Выходной момент двигателя был пропорционален входному напряжению u контроллера двигателя, а константа пропорциональности соответствовала 34,8 мНм/В. На рис. 13 показана диаграмма Боде, на которой подтверждается, что ширина полосы составляет примерно 60 Гц, когда угловая амплитуда соответствует 20 градусам, и 40–50 Гц, когда она соответствует 40 градусам.Однако отставание по фазе значительно превышает 90 градусов, поэтому максимальная частота, на которой двигатель может отслеживать целевое значение, составляет 30–40 Гц. Отзывчивость зависит от динамических характеристик серводвигателя. Таким образом, необходимо было выбрать двигатель с более высоким откликом, чтобы улучшить отзывчивость.

5. Управление положением пневматического цилиндра с использованием прототипа клапана

Затем мы провели эксперимент по управлению положением пневматического цилиндра двойного действия с помощью разработанного сервоклапана.Давление подачи на клапан составляло 500 кПа изб. через редукционный клапан. На рис. 14 показана блок-схема управления положением пневматического цилиндра, а в таблице 2 показаны соответствующие коэффициенты усиления управления. Прирост контроля определялся методом проб и ошибок. Использовался пневматический цилиндр с низким коэффициентом трения (CJ2XB10-30RZ фирмы SMC), а площадь зон повышенного давления A 1 и A 2 соответствовала 78,5 и 66,0 мм 2 соответственно. Положение пневмоцилиндра измерялось энкодером проводного типа (MLS-12-1500-250 производства MTL), использовался датчик давления PSE540 производства SMC.Движущая сила F пневматического цилиндра рассчитывалась из давлений P 1 и P 2 соответствующих камер пневматического цилиндра и площадей под давлением A 1 и A 2 . Движущая сила F была возвращена обратно. Кроме того, компенсация трения была добавлена ​​к целевому значению F ref движущей силы в качестве прямой связи. Мы провели эксперименты с синусоидальными волнами 0,1 и 1 Гц в качестве целевых значений положения, чтобы проверить, достигается ли плавное движение без прерывистого скольжения.На рис. 15 показаны экспериментальные результаты. Что касается положения пневматического цилиндра, движущей силы и угла двигателя, синяя линия указывает измеренные значения, а красная линия указывает целевые значения. Что касается давления, синяя линия обозначает P 2 , а красная линия обозначает P 1 . Движущая сила пневматического цилиндра хорошо контролируется с задержкой всего 40 мс, даже несмотря на то, что на рисунке 15 видно примерно 3 градуса ошибки угла двигателя.Характеристики отслеживания положения достигаются с усилением -0,14 дБ и фазовой задержкой 2,5 градуса на частоте 0,1 Гц без явления прерывистого скольжения. При целевом значении 1 Гц коэффициент усиления составляет 0,14 дБ, а фазовая задержка составляет 5,3 градуса. Кроме того, результаты управления положением в тех же условиях с использованием обычного золотникового сервоклапана (FESTO, MPYE-5-M5-010 -B) показано на рисунке 16. Напряжение на рисунке представляет скорость открытия, которая соответствует углу двигателя разработанного сервоклапана пережимного типа.При подаче 5 В золотник находится в нейтральном положении, где клапан должен быть закрыт. Производительность отслеживания положения с помощью разработанного клапана, показанного на рисунке 15, почти равна или выше по сравнению с показателями, использующими обычный золотниковый клапан на рисунке 16. Мы рассчитали ошибку отслеживания для результата 0,1 и 1 Гц соответственно. Ошибки слежения разработанного клапана составляют 2,5 % при 0,1 Гц и 1,7 % при 1 Гц, а у золотникового клапана 4,2 % при 0,1 Гц и 4.0% при 1 Гц. Исходя из этого, мы подтвердили, что разработанный пережимной клапан работает так же, как и обычный сервоклапан для управления пневматическим приводом.

6. Долговечность трубки

При пережиме трубка часто и многократно деформируется, поэтому есть опасения, что трубка может испортиться после длительного использования. Поэтому мы провели эксперимент по исследованию долговечности трубки. Мы использовали другой кулачок, упомянутый выше, и кулачок, который имеет только один кулачок управления потоком.Кроме того, мы провели эксперимент, одновременно прикрепив несколько трубок, чтобы учесть индивидуальные различия в эластичных трубках. Мы использовали полиуретановую трубку с внутренним диаметром, соответствующим 1,2 мм, и внешним диаметром, соответствующим 2,0 мм. В эксперименте давление на трубу не оказывалось, а кулачок непрерывно вращался в направлении с постоянной скоростью 1000 об/мин. Более того, мы проверили пробирку через 24 ч и через две недели соответственно. Когда мы проверили 24 часа спустя, наблюдаются следы деформации, как показано на рисунке 17.Однако царапин и трещин мы не наблюдали. Более того, мы продолжили эксперимент и проверили трубку еще через две недели, хотя никаких дальнейших изменений в трубке не произошло. Однако мы подтверждаем значительное истирание кулачкового колеса. На рис. 18 показан внутренний вид зажимного механизма после испытания на долговечность. Черный порошок на фотографии — это продукт, образовавшийся в результате истирания кулачкового вала. Кроме того, на рис. 19 показан изношенный кулачковый вал. Поверхности, с которыми соприкасается толкатель кулачка, царапают и делают канавку.Однако на кулачковом толкателе не наблюдалось истирания.

На основании приведенных выше результатов мы пришли к выводу, что срок службы кулачкового колеса является определяющим при отсутствии смазки. Поэтому в будущем мы будем использовать смазку для предотвращения истирания кулачкового колеса и исследовать срок службы трубки и кулачкового колеса.

7. Расход расхода в пневматическом приводном роботе

Наконец, разработанный клапан был применен к приводу разработанного авторами робота с пневматическим приводом, и была оценена расходная скорость во всей системе.На рис. 20 показан общий вид робота, использованного в эксперименте. Робот удерживает лапароскоп в лапароскопической хирургии и работает на основе инструкций движения головы оператора, тем самым предоставляя хирургу интуитивно понятное поле зрения без использования руки [16]. Он имеет четыре степени свободы, и каждое сочленение приводится в движение пневматическим цилиндром или пневматическим колебательным приводом. В эксперименте мы провели эксперимент, применив разработанный сервоклапан к трем суставам робота (q1, q2, q3 на рисунке 20).Мы изготовили три одинаковых сервоклапана пережимного типа и соединили их с пневматическим приводом каждого соединения, как показано на рис. клапан. В качестве расходомера мы использовали датчик быстрого расхода (Tokyo Meter: QFS-50). В эксперименте к каждому суставу одновременно прикладывались целевые значения синусоидальной волны, соответствующие 0 (стационарная), 0,1, 0,2 и 0,4 Гц, и оценивалась скорость расхода во время движения.Система управления каждого соединения показана на рис. 21. На рис. 22 показаны результаты измерения расхода на каждой рабочей частоте в виде средних по времени значений. Для сравнения также показаны результаты измерений в случае использования имеющегося в продаже золотникового сервоклапана (FESTO: MPYE-5-M5-010-B). Хотя было подтверждено, что отслеживание движения практически идентично на любой частоте, рисунок ясно показывает, что скорость расхода значительно снижается при использовании клапана-прототипа.Расход расхода уменьшился на 75% и более при 0,1 Гц и на 35% и более при 0,4 Гц. В стационарном состоянии на частоте 0 Гц оно составляло 95% и более.

В золотниковом сервоклапане не было разницы в расходе расхода при 0 и 0,1 Гц. Он не зависел от скорости движения, и, таким образом, было подтверждено, что скорость утечки преобладала над скоростью потребления. Даже при высокой частоте потребление воздуха золотниковым клапаном существенно не увеличивается по сравнению с разработанным клапаном.Возможно, это произошло из-за того, что увеличение потоков воздуха от порта подачи к портам управления для пневматического цилиндра уменьшило скорость потока утечки.

Результат показал, что разработанный сервоклапан может способствовать значительному сокращению расхода потока всей системы и практически отсутствовало бесполезное потребление воздуха, особенно в приложениях с небольшим движением, таких как роботизированная система управления эндоскопом.

8. Выводы

В ходе исследования мы разработали четырехходовой пневматический сервоклапан пережимного типа с механизмом закрытия кулачком для реализации сервоклапана без утечек.Во-первых, импровизируя формы кулачков, мы реализовали характеристики потока с высокой линейностью без мертвых зон. Во-вторых, для подтверждения его отзывчивости были проведены измерения динамических характеристик клапана. Так, когда входной сигнал соответствует синусоиде с амплитудой 20 и 40 градусов, по результатам измерения АЧХ регулятора угла кулачка была подтверждена чувствительность примерно 30 Гц. В-третьих, мы подтвердили превосходное отслеживание положения в эксперименте по управлению положением пневматического цилиндра, проведенном с использованием клапана-прототипа.Кроме того, проведенное нами испытание трубы на выносливость показало, что кулачковое колесо без смазки изнашивается до того, как труба сломается. Наконец, мы оценили расход расхода в роботизированной системе и продемонстрировали, что расход расхода значительно снижается, особенно при работе на низкой скорости.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.