Van an toàn dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng trong hệ thống thủy lực vượt quá trị sốquy định.
Ký hiệu của van tràn và van an toàn:
Phân loại
Theo cấu tạo van an toan có các loại sau: Kiểu van bi (trụ, cầu)
Kiểu con trượt (pittông)
Van điều chỉnh hai cấp áp suất (phối hợp)
2.1.2. Kiểu van bi, trụ cầu.
Cấu tạo:
Hình 3.2. Van áp suất
Nguyên lý làm việc.
Khi áp suất p1 do bơm dầu tạo nên vượt quá mức điều chỉnh, nó sẽ thắng lực lò xo, van mở cửa và đưa dầu về bể. Để điều chỉnh áp suất cần thiết nhờ vít
điều chỉnh ở phía trên.
Kiểu van bi có kết cấu đơn giản nhưng có nhược điểm: không dùng được ở
áp suất cao, làm việc ồn ào. Khi lò xo hỏng, dầu lập tức chảy về bể làm cho áp suất trong hệ thống giảm đột ngột.
31
Hình 3.3. Van con trượt
Nguyên lý làm việc
Giải thích: Dầu vào cửa 1, qua lỗ giảm chấn và vào buồng A. Nếu như lực do áp suất dầu tạo nên là F lớn hơn lực điều chỉnh của lò xo F
lx và trọng lượng G của pittông, thì pittông sẽ dịch chuyển lên trên, dầu sẽ qua cửa 2 về bể. Lỗ 4
dùng để tháo dầu rò ở buồng trên ra ngoài.
Nghĩa là: p1 ↑ ⇒? pittông đi lên một đoạn x ⇒? dầu ra cửa 2 nhiều ⇒? p1 ↓ đểổn định.
Vì tiết diện A không thay đổi, nên áp suất cần điều chỉnh p1 chỉ phụ thuộc vào F
lx của lò xo.
Loại van này có độ giảm chấn cao hơn loai van bi, nên nó làm việc êm
hơn. Nhược điểm của nó là trong trường hợp lưu lượng lớn với áp suất cao, lò xo phải có kích thước lớn, do đó làm tăng kích thước chung của van.
Van điều chỉnh hai cấp áp suất
Trong van này có 2 lò xo: lò xo 1 tác dụng trực tiếp lên bi cầu và với vít
điều chỉnh, ta có thể điều chỉnh được áp suất cần thiết. Lò xo 2 có tác dụng lên bi trụ (con trượt), là loại lò xo yếu, chỉ có nhiệm vụ thắng lực ma sát của bi trụ. Tiết diện chảy là rãnh hình tam giác. Lỗ tiết lưu có đường kính từ 0,8 1 mm.
32
Hình 3.4. Van loxo
Nguyên lý làm việc
Dầu vào van có áp suất p1, phía dưới và phía trên của con trượt đều có áp suất dầu. Khi áp suất dầu chưa thắng được lực lò xo 1, thì áp suất p1 ở phía dưới và áp suất p2 ởphía trên con trượt bằng nhau, do đó con trượt đứng yên.
Nếu áp suất p1 tăng lên, bi cầu sẽ mở ra, dầu sẽ qua con trượt, lên van bi chảy về bể. Khi dầu chảy, do sức cản của lỗ tiết lưu, nên p1 > p
2, tức là một hiệu
áp ∆p = p1 - p
2 được hình thành giữa phía dưới và phía trên con trượt. (Lúc này cửa 3 vẫn đóng)
Khi p
1 tăng cao thắng lực lò xo 2 ⇒ lúc này cả 2 van đều hoạt động.
Loại van này làm việc rất êm, không có chấn động. áp suất có thể điều chỉnh trong phạm vi rất rộng: từ 5 63 bar hoặc có thể cao hơn.
Van giảm áp
Van giảm áp là một dạng van áp suất có tác dụng giữ áp suất đầu ra của van ở một giá trị thiết lập sẵn thấp hơn áp suất đầu vào. Van giảm áp được phân thành hai dạng van
33
Hình 3.5. Van giảm áp
Van bao gồm phần từ điều khiển dạng Pittong, pittong này ép vào đế bởi lò xo, lực ép của lò xo được điều chỉnh bởi vít xoay điều chỉnh. Cửa đầu vào của thân van nối với ống dẫn áp suất cao, cửa đầu ra cảu van nối với ống dẫn áp suất thấp. Ở vịtrí ban đầu của van là vị trí bịép vào đến đỡ, cửa vào và cửa ra không
thông nhau. khi tăng áp suất cửa vào, áp suất này càng lớn thì tiết diện thông nhau giữa hai cửa càng lớn, áp suất đầu ra càng lớn.
Van giảm áp dạng 2: Van ổn áp
Dạng van này giữ cố định áp suất tại cửa ra của van mà không phụ thuộc
vào độ biến động của áp suất của dòng lưu chất tới hoặc đi khỏi van. Van dạng
này được chia làm hai loại: van tác động trực tiếp và van tác động gián tiếp
Van giảm áp tác động trực tiếp
–Cấu tạo của van gồm: Thân van, Pittong điều khiển, Lò xo, núm điều chỉnh, rãnh nối.
Hình 3.6. Van điều khiển
34
Tại vị trí ban đầu, van mở hoàn toàn, độ rộng của cửa ra thiết lập bởi vít
điềuchỉnh. Tác dụng của van hầu như giữ giá trị áp suất đầu ra không đổi.
Trong trường hợp giá trị áp suất đầu ra tăng lên trong hệ thủy lực, áp suất khoang trống nối với cửa ra của van bằng rãnh nối cũng tăng, đẩy pittong điều khiển đi lên làm giảm tiết diện của của ra, dẫn tới làm giảm áp suất đầu ra. Khi áp suất đầu ra giảm thì pittong điều khiển đi xuống làm tăng tiết diện cửa thoát,
kéo theo làm tăng áp suất đầu ra. Như vậy quá trình này làm cho áp suất đầu ra gần như không thay đổi.
Van giảm áp tác động gián tiếp
Van chính gồm ống trượt có dạng trụ với các đoạn có kích thước khác nhau, lò xo cốđịnh với độ cứng nhỏ, thân van có các rãnh nối các khoang chứa với cửa ra, trên ống trượt cũng có rãnh nối giữa các khoang. Van phụ có dạng bi
trượt, gồm bi điều khiển, lò xo phụ, vít điều chỉnh lò xo.
Hình 3.7. Van áp suất gián tiếp
Nguyên lý hoạt động:
Khi lò xo phụ thiết lập một áp suất đầu vào của van, ống trượt ở vị trí ban
đầu, áp suất trong các khoang chứa như nhau, lưu chất qua van một cách tự do. Khi thiết lập lò xo phụ một giá trị áp suất đầu ra lớn hơn áp suất đầu vào, van phụ sẽ mở, lưu chất trong khoang gần van phụ sẽ thoát ra một lượng nhỏ. Nhờ đó dòng chảy qua rãnh trên ống trượt được hình thành. Khi đó, áp suất tại
khoang đó sẽ giảm xuống và ống trượt chính bị nâng lên, giảm tiết diện thông nhau giữa khoang phía dưới. Quá trình đó lặp đi lặp lại, làm cho ống trượt thực hiện dao động quanh vị trí thiết lập. Mọi sự thay đổi áp suất đầu vào và áp suất
35
đầu ra đều kéo theo sự dịch chuyển của ống trượt. Áp suất đầu ra luôn được giữ
cốđịnh