Sissejuhatus

Mittetagasivooluventiilide ülesandeks hüdrosüsteemis on vältida vedeliku voolamist kahes suunas ja võimaldada seda minimaalse takistusega teises suunas (muuta vedeliku voolamine ühesuunaliseks).

Mittetagasivooluventiilides kasutatakse sulgeva elemendina kas kuul-, plaat- 

või tihenditega varustatud koonusklappe 

Kuulklapi eeliseks on see, et nende valmistamine on odav.

Puuduseks aga see, et töö käigus kuul kulub ja ta kuju muutub. Tänu sellele ei sobitu kuul enam oma pesasse, põhjustades sellega klapi ebatihedust. Lisaks sellele peab kuuli veel suunama nii, et klapile ei mõjuks vedrust või vedelikuvoolust põhjustatud löögid.

Koonuse kasutamise eeliseks on see, et tänu oma kujule asetub ta pesasse alati ühes asendis. Lühikese kasutusaja järel kulub ta pesaga kokku tagades klapi täieliku sulgumise. Teiselt poolt pole aga koonusklappide valmistamine nii lihtne kui kuulklappide valmistamine. Tihendid on klappides kasutatakse juhul kui on tegemist madalate rõhkude ja väikeste voolukiirustega. Tihendite kasutamise eeliseks on see et nad kompenseerivad koonuse ebatäpsused, Sõltuvalt ehitusest jagunevad mittetagasivooluventiilid kolme rühma 

Mittetagasivooluventiili ehitus on toodud. Ventiil koosneb korpusest 1, klapist 2, mida surutakse vedru 3 abil vastu klapipesa 4.

Kui vedeliku juhitakse läbi ventiili korpusel oleva noole suunas avaneb klapp ja laseb vedeliku vabalt läbi ventiili.

Vedeliku juhtimisel vastassuunas klapp sulgub sulgedes vedeliku läbipääsu.

Klapi avanemisrõhk sõltub vedru pingsusest, mis sõltuvalt klapist on 0,5 kuni 5 bar.

Vedruta mittetagasivooluventiili töö-asend on alati vertikaalne, et süsteemi seisakul asetseks klapp oma raskuse mõjul alati klapipesas.

Mittetagasivooluventiili tingmärk 

Põhiparameetrid

Nimimõõt 6 – 150

Vooluhulk 1500 l/min

Voolukiirus 6 m/s

Töörõhk 315 bar

Avanemisrõhk vedruta

0,5, 1,5 või 5 bar

Selliseid mittetagasivooluventiile kasutatakse:

- vedeliku takistusest

möödajuhtimiseks

- ühe voolusuuna sulgemiseks

- möödavoolu klappidena (näiteks

möödavooluks ummistunud filtritest)

- rõhuklappidena, et tagada vedeliku

läbivool alles peale teatava

sisendrõhu saavutamist

Niinimetatud alalduslülitus saadakse kui ühendatakse kokku neli mittetagasivooluventiili ja vooluhulga või rõhu reguleerimiseks mõeldud ventiil

(seled 7.5, ja 7.6). Selline lülitus muudab vedeliku voolusuuna läbi vooluhulga- või rõhuregulaatori ühesuunaliseks sõltumata vedeliku voolusuunast torustikus.

Hüdrauliliselt juhitavad mittetagasivooluventiilid

Erinevalt tavalistest mittetagasivoolu-ventiilidest on juhitavates ventiilides võimalik avada vedeliku voolu läbi ventiili mõlemas suunas. Neid klappe kasutatakse:

- süsteemi rõhu all olevate osade

eraldamiseks

- koormuse iseenesliku liikuma-

hakkamise vältimiseks torustiku

katkemisel

- hüdrauliliselt koormatud tööorganite

blokeerimiseks

Neid ventiile on kahte tüüpi:

Hüdrauliliselt juhitava (ühe juhtsisendiga) mittetagasivooluventiili ehitus

Selel 7.8 toodud ventiilis on vedelikul vaba voolusuund A - B.

Vedeliku surve mõjub põhiklapi 1 pinnale A1 ja surub selle vedru 3 jõu ületamisel paremale avades vedeliku läbivoolu. Voolusuunas B - A on vedeliku läbivool suletud nagu tavalistes mittetagasivooluventiilides. Klappi saab avada juhtkolvi 4 abil. Liiteavasse X juhitava vedeliku survel liigub juhtkolb paremale ja avab tõukuriga põhiklapi (eeldusel, et juhtrõhk on piisavalt suur). Vajalik juhtrõhu suurus sõltub pindala A1 ja juhtkolvi 4 pindala suhtest, mis tavaliselt on 1: 3. Kui klapp surutakse oma pesast välja avaneb vedeliku läbivooluks hetkeliselt kogu pindala A1, mille tulemusena võivad hüdrosüsteemis tekkida hüdraulilised löögid.

Seda eriti juhul kui on tegemist suurte surve all olevate ruumaladega. Sellised löögid ei tekita mitte ainult müra, vaid põhjustavad ülekoormusi hüdro-süsteemis (eriti kinnitused ja ventiilid).

Selliste nähtuste vältimiseks on kasutusel kaheastmelise avamisega ventiilid. Juhtkolvi 4 liikumisel paremale avab tõukur esiteks abiklapi 2 ja alles seejärel põhiklapi 1. Selle tulemusel toimub silindri liikuma hakkamine sujuvalt. Antud juhul toimub vedeliku voolamine suunas B - A. Sellega tagatakse vedeliku sujuv voolama hakkamine.

Selleks, et ventiili juhtimine juhtkolvi 4 abil toimuks kindlalt on vaja garanteerida teatav minimaalne juhtrõhk.

Juhtrõhu arvutamine toimub järgnevalt:

Jõudude tasakaalu võrrand ventiilile 

pst x A3 = p1 x A1 + FF + p2 x (A3 – A1)

A3 > A1

kus:

pst = juhtrõhk

p1 = rõhk liiteavas B

p2 = rõhk liiteavas A

A1 = põhiklapi pindala

A2 = abiklapi pindala

A3 = juhtkolvi pindala 

AK = silindri kolvi pindala

AR = silindri kolvi pindala

(kolvivarre pool)

F = silindri koormus

FF = vedru jõud + hõõrdejõud

See võrdus kehtib kui liiteavas A rõhk puudub (p2 = 0 bar). Liiteavas olev rõhk mõjub juhtrõhule vastupidises suunas.

Jõudude tasakaalu võrrand silindris 

p1 x AR = p x AK + F

p1 = p x Ak/Ar + F / Ar        

Kui rakendada võrrandit 2 võrrandile 1

ja avaldades pst, saame vajalikuks juhtrõhu väärtuseks antud ventiili korral:

pst> (p x Ak /Ar  +  F /Ar ) x A1 / A3  + Ff / A3

Hüdrauliliselt juhitava (kahe juhtsisendiga) mittetagasivooluventiili ehitus

Erinevalt eelmisest ventiilist on antud ventiilil veel üks liiteava Y. Selles ventiilis on juhtkolvi rõngaspind eraldatud liiteavast A. Liiteavas A olev rõhk mõjub vaid pinnale A4 (sele7.12).

Jõudude tasakaalu võrrand ventiilis:

pst  A3 = p2 x (A4 - A1) + p1 x A1 + FF

Võrrand näitab, et ventiili avatud olekus peab p2 > 0. See mõjub vaid tõukuri otsale ja avaldab juhtrõhule väikest mõju.

Jõudude tasakaalu silindris  esitab võrrand.

Kui rakendada võrrandit 2 võrrandile 4 saame ventiili avamisrõhuks sisendis X:

pst> p2 x  (A4 - A1) / A3 + (p x Ak / Ar + F / Ar ) x 

A1 /A3 + Ff / A3

Esitatud võrranditest  järeldub; et ilma täiendava juhtavata ventiilis ei saa Liiteavas A olla rõhku, täiendava juhtsisendiga ventiilis aga saab.

Põhiparameetrid

Nominaalmõõt 6-150

Vooluhulk < 6400 l/min

Töörõhk < 315 bar

Paigutades kaks juhitavat mittetagasi-vooluventiili ühte korpusesse saame kaksikventiili 

Voolusuundades A1-A2 ja B1-B2 on vedeliku läbivool avatud. Voolu-suundades A2-A1 ja B2-B1 on vedeliku läbivool suletud. Kui vedeliku voolusuund on A1-A2, liigub juhtkolb 3 vedeliku rõhu mõjul paremale avades klapi 2, ning koos sellega ka läbivoolu suunal B2-B1. Analoogiliselt toimib ventiil ka vedeliku voolusuunal B1-B2.

Joonisel on toodud näide kaksikventiili kasutamisega.

Silindri mõlemad liiteavad on kindlalt suletud ja välise jõu mõjul ei saa silindri kolbi liigutada antud asendist kõrvale. See tähendab, et silinder püsib soovitud asendis isegi koormatuna küllalt kaua. Selleks, et tagada ventiilide kindel sulgumine peavad kaksikventiili liiteavad A1 ja B1 olema ühenduses reservuaariga.

Põhiparameetrid

Nominaalmõõt 6-25

Vooluhulk < 300 l/min

Töörõhk < 315 bar

Avamisrõhk 1.5, 3, 7.5, ja 10 bar

(mõõdud 6 ja 10)

2.5, 5, 7.5, ja 10 bar

(mõõdud 16 ja 25)

Hüdrauliliselt juhitavate mittetagasivooluventiilide kasutusnäiteid

Hüdrauliliselt juhitav (täiendava juhtsisendita) mittetagasivooluventiil

Neid ventiile saab kasutada juhul kui suunaventiili avatud seisus ventiili liiteavas rõhk puudub. Siin puudub vajadus täiendava torustiku järgi täiendavale juhtsisendile.

Hüdrauliliselt juhitav (täiendava juhtsisendigaa) mittetagasivooluventiil

Neid ventiile  saab kasutada juhul kui suunaventiili avatud olekus on liiteavas A rõhk.

Antud näites on liiteavas A rõhk tänu vooluventiilile.

 Alarõhuventiilid

Alarõhuventiilid on suured hüdrauliliselt juhitavad mittetagasivooluventiilid. Neid kasutatakse suurte silindrite eeltäitmisel töövedelikuga ja presside surve all olevate hüdrosüsteemi osade eraldamiseks.

Selel 7.19 toodud alarõhuventiil koosneb abiklapist 1, mis paikneb põhiklapil 2 ja mida vedruga 3 hoitakse suletud asendis. Vedru poolt tekitatud jõud ületab vaid veidi klapi kaalu. Põhiklappi surub suletud asendisse vedru 4.

Ventiili töötamist saab selgitada lähemalt koos pressi silindriga (sele 7.20)

Ventiili liiteava A on ühendatud ventiili peal paikneva reservuaariga. Ventiili klapile mõjub selle kohal olev vedelikusammas. Kui kolvivarrepoolses silindriosas puudub rõhk, liigub kolb oma kaalu mõjul allapoole. Silindri ülemises pooles tekib alarõhk mis mõjub ventiili klapile läbi liiteava B. Selle tulemusel ventiili klapp avaneb ja kolvi allapoole liikumisel imetakse silindrisse reservuaarist töövedelikku. Samal ajal juhitakse silindri ülemisse poolde läbi silindri liiteava ka pumbast saabuvat töövedelikku.

Enne pressimise algust pidurdatakse kolvi liikumist soovitava kiiruseni. Silindri ülemises pooles tekkiv rõhk mõjub liiteava B kaudu klapi alumisele poolele ja sulgeb selle.

Peale tööliikumist viiakse kolb tagasi algasendisse. Suunaventiiliga juhitakse rõhk pinnale AK ja liiteava X kaudu ventiili juhtkolvile Silindri ülemises pooles olev töövedelik surutakse tagasi reservuaari ning kolb liigub tagasi lähteasendisse. Tänu suurtele mõõtmetele on sellised ventiilid alati kaheastmelise avamisega.

Põhiparameetrid

Nominaalmõõt 40-500

Vooluhulk < 50000 l/min

Töörõhk < 350 bar

Avamisrõhk vedruta:

0.5, 1.5, ja 3 bar