Rõhupiirajad

Rõhupiiraja funktsioonid

Rõhupiiraja ülesandeks on hoida töörõhku hüdrosüsteemis allpool etteantud väärtust. Juhul kui rõhk hüdrosüsteemis saavutab etteantud väärtuse, avaneb piiraja klapp ja liigne töövedelik juhitakse läbi rõhupiiraja tagasi reservuaari. Selel 10.1 on näidatud rõhupiiraja ühendamine hüdrosüsteemi. Rõhupiiraja ühendatakse alati kõrvalkanalisse ning tänu tema funktsioonile kutsutakse teda ka kaitseventiiliks.

Rõhupiiraja tööpõhimõte

Kõikides rõhupiirajates juhitakse piiraja sisend rõhk klapi pinnale ja teiselt poolt mõjub klapile vedrujõud.

Sisendrõhk mõjub klapile jõuga:

Fhyd = pE x A = FF + pA x A

pE = sisendrõhk

pA = väljundrõhk

A = klapi pindala

Vedrujõud FF mõjub klappi sulgevas suunas. Piiraja väljundava on ühendatud tagasivoolukanaliga. Seni kuni vedrujõud on suurem kui hüdrauliline jõud on klapp suletud, vastasel juhul klapp avaneb ja liigne töövedelik voolab läbi piiraja tagasi reservuaari. Rõhupiiraja läbimisel töövedelik soojeneb ja hüdrauliline energia muutub soojuseks

W = p x Q x t

kus

p = rõhulangus

Q = vooluhulk

t = aeg

Olukorras kus hüdroajam ei tarbi töövedelikku, peab kogu töövedelik voolama läbi rõhupiiraja. Klapi avanemine toimub sujuvalt sõltuvalt tarbitavast vooluhulgast. Kui rõhupiiraja klapp on täielikult avanenud saavutab rõhupiiraja oma maksimaalse võimsuse. Funktsionaalses mõttes ei ole vahet kas on tegemist klapp- või siiberventiiliga. Selel 10.2 toodud rõhupiirajat iseloomustavad lisaks klapi heale tihendusele hea töökiirus, kus juba väikese avanemise korral läbivad rõhupiirajat suured vooluhulgad.

Siiberventiiliga (sele 10.3) on võimalik reguleerida täpselt väikseid vooluhulki. Töökiiruselt on siiberventiil aeglasem kui klappventiil. Rõhupiirajaid on kahte liiki

- vahetu juhtimisega

- kaudse juhtimisega

Vahetu juhtimisega rõhupiiraja

Kui siiani vaatlesime rõhupiiraja töötamist staatilises olukorras, siis reaalselt on tegemist vedru-mass süsteemiga, mis kipub töötamisel võnkuma, põhjustades sellega rõhu kõikumist. Selle nähtuse vähendamiseks kasutatakse võnkumiste summutamist (amortisaatorid). Võimalikud meetodid selleks on (sele 10.4):

- amortiseeriv kolb ja düüs 1 amortisaatori silindris

- amortisaatori kolb 2

- sobiva piluga 3 varustatud kolb

Kaudse juhtimisega rõhupiiraja

Vahetu juhtimisega rõhupiirajate kasutamist suurte vooluhulkade korral piirab reguleeriva vedru suurus. Suurem vooluhulk vajab suuremat klappi, millega koos kasvavad ka hüdrauliline jõud ja vedru jõud.

Sellise rõhupiiraja põhidetailideks on (sele 10.7) põhiventiil 1, milles paikneb peaklapp 3 ja abiventiil 2, milles paiknevad rõhu seadistuse detailid.

Kanalis A olev rõhk mõjub põhiklapile 3 ja düüsidega 4, 5, 11 eraldatud juhtkanalite 6, 7 kaudu ka põhiklapi vedrupoolsele küljele ning abiventiili 2 kuulklapile 8. Rõhu tõustes kanalis A vedruga 9 reguleeritud väärtusest kõrgemale avaneb kuulklapp 8. 

Põhiklapi vedrupoolses küljes olev töövedelik voolab nüüd juhtkanali 7, düüsi 11 ja kuuli 8 kambrisse 12 sealt pääseb töövedelik mööda kanalit 13 reservuaari

Düüsid 4 ja 5 põhjustavad rõhkude erinevuse põhiklapil, mis võimaldab töövedeliku läbivoolu avast A avasse B.

Liiteava “X” kaudu saab alandada rõhupiiraja poolt hoitavat rõhku, muutes selle nulliks või muutes selle reguleeritava rõhupiiraja kasutamisega kaheastmeliseks.

Rõhuregulaatorid

Erinevalt rõhupiirajatest, mis piiravad sisendrõhku, kasutatakse rõhu-regulaatoreid väljundrõhu regu-leerimiseks (ajami töörõhk).

See annab võimaluse kasutada hüdrosüsteemi erinevates osades erinevat töörõhku. Väljundrõhk juhitakse juhtosa pinnale AK (sele 10.8) juhul kui hüdrauliline jõud pA  AK ületab vedru jõu liigub siiber ülespoole vähendades väljundava. Tööasendis on siibrile mõjuvad jõud tasakaalus (FF = pA  AK). Sõltuvalt vooluhulgast Q ja sisendrõhust pE asetub siiber asendisse, kus pA püsib konstantne.