Keď sa pozriete na schému hydraulického obvodu, schéma 2-cestného hydraulického ventilu sa zobrazí ako jeden z najjednoduchších symbolov na stránke. Dve spojené krabice, pár riadkov, možno symbol jari. Tento základný prvok však riadi niektoré z najdôležitejších funkcií v priemyselných systémoch, od udržiavania 50-tonového žeriavového ramena v polohe až po ochranu drahých čerpadiel pred tlakovými skokmi.
Dvojcestný hydraulický ventil, tiež nazývaný 2/2 ventil, má dva porty a dve polohy. Notácia sa môže na prvý pohľad zdať abstraktná, ale riadi sa logickým vzorom. Prvé číslo vám hovorí, koľko portov má ventil (kam tekutina vstupuje a vystupuje), a druhé číslo vám hovorí, koľko rôznych polôh môže ventil zaujať. V prípade schémy 2-cestného hydraulického ventilu máme do činenia s najzákladnejšou binárnou logikou vo výkone tekutiny: prietok alebo žiadny prietok.
Myslite na svoju kuchynskú batériu. Keď otočíte rukoväťou, ovládate základný dvojcestný ventil. Voda buď tečie, alebo netečie. Priemyselné 2/2 ventily fungujú na rovnakom princípe, s výnimkou toho, že môžu ovládať 3 530 litrov hydraulického oleja za minútu pri tlaku 630 barov namiesto vody z vodovodu pri 4 baroch.
Čítanie symbolov diagramu štandardných 2-cestných hydraulických ventilov
Hydraulický priemysel používa ISO 1219-1 ako medzinárodnú normu pre symboly obvodov. To je dôležité, pretože inžinier v Nemecku potrebuje pochopiť diagram nakreslený v Japonsku bez zmätku. Norma stanovuje, že symboly predstavujú funkciu, nie fyzický vzhľad. Nepozeráte sa na obrázok skutočného ventilu. Pozeráte sa na funkčnú mapu toho, čo ventil robí s prietokom tekutiny.
V schéme 2-cestného hydraulického ventilu má každá pracovná poloha svoj vlastný štvorcový box. Keďže máme dve pozície, vždy uvidíte dve políčka vedľa seba. Políčko najbližšie k symbolu pružiny alebo inému vratnému mechanizmu ukazuje pokojovú polohu, čo je stav, v ktorom ventil sedí, keď ho nikto neaktivuje. Druhý box ukazuje, čo sa stane, keď ho aktivujete, či už je to stlačenie tlačidla, napájanie solenoidu alebo použitie riadiaceho tlaku.
Vo vnútri týchto políčok vám jednoduché čiary a symboly povedia všetko o dráhach toku. Rovná čiara alebo šípka znamená, že tekutina môže prechádzať touto polohou. Symbol "T", ktorý vyzerá ako čiara kolmá na dráhu toku, znamená, že port je zablokovaný. Ak vidíte schému 2-cestného hydraulického ventilu s "T" v poli pokojovej polohy, pozeráte sa na normálne uzavretý ventil. Opačná konfigurácia s "T" v aktivovanej polohe označuje normálne otvorený ventil.
Spôsob aktivácie sa zobrazí mimo políčok. Symbol solenoidovej cievky znamená elektrické ovládanie. Pružina ukazuje mechanický návrat. Prerušovaná čiara smerujúca k ventilu označuje riadenie pilotného tlaku, kde ventil pohybuje samostatným hydraulickým signálom namiesto priamej mechanickej alebo elektrickej sily.
Označenia portov sa tiež riadia vlastnými štandardmi. Zvyčajne uvidíte „P“ pre tlakový vstup (pripojenie čerpadla) a „A“ pre pracovný port (pripojenie ovládača). Niekedy uvidíte "T" pre návrat tanku. Tieto písmenové kódy zostávajú konzistentné medzi výrobcami, hoci staršie európske diagramy môžu namiesto toho používať čísla. ISO 9461 štandardizuje tieto identifikácie portov, aby sa znížilo množstvo nejasností počas inštalácie a údržby.
Konštrukčné typy: tanierový vs dizajn cievky v 2-cestných ventiloch
Keď prejdete cez diagram 2-cestného hydraulického ventilu na papieri k skutočnému fyzickému komponentu, narazíte na dva zásadne odlišné vnútorné mechanizmy. Voľba medzi tanierovým ventilom (tiež nazývaným sedlový ventil) a konštrukciou cievky určuje, či váš ventil dokáže udržať statické zaťaženie celé hodiny bez posunu alebo či zvládne rýchle cyklovanie pri vysokej frekvencii.
Tanierové ventily používajú prvok v tvare kužeľa alebo disku, ktorý tlačí na zodpovedajúce sedlo. Keď je zatvorený, kov sa stretáva s kovom so silou pružiny za ním. To vytvára to, čo priemysel nazýva takmer nulový únik. Hydraulická kvapalina nemôže preniknúť cez riadne utesnený tanierový ventil ani pri tlaku 400 barov. Vďaka tomu sú 2-cestné ventily tanierového typu jedinou voľbou pre aplikácie kritické z hľadiska bezpečnosti, ako sú obvody na pridržiavanie nákladu na zdvíhacích pracovných plošinách alebo mobilných žeriavoch.
Norma úniku FCI 70-2 kvantifikuje tento výkon. Trieda IV umožňuje únik ekvivalentný 0,01 % menovitej kapacity, čo funguje dobre na všeobecné priemyselné použitie. Keď však potrebujete absolútnu bezpečnosť, špecifikujete triedu V alebo triedu VI. Trieda VI, niekedy nazývaná klasifikácia mäkkých sediel, umožňuje únik iba v mililitroch za minútu aj pri plnom rozdielovom tlaku. Tieto hodnoty spoľahlivo dosahujú iba tanierové ventily, pretože tesniaci mechanizmus nezávisí od tesných mechanických vôlí, ktoré sa nevyhnutne opotrebúvajú.
Cievkové ventily majú iný prístup. Presne opracované valcové jadro sa posúva vo vnútri rovnako presného otvoru. Pristane na toku bloku cievky, zatiaľ čo drážky to umožňujú. Vôľa medzi cievkou a otvorom musí byť dostatočne veľká, aby umožňovala hladký pohyb, ale dostatočne malá, aby sa minimalizoval únik. Tento inherentný kompromis znamená, že cievkové ventily vždy do určitej miery unikajú zvnútra.
Ale konštrukcie cievok ponúkajú svoje výhody. Časy odozvy majú tendenciu byť konzistentnejšie a predvídateľnejšie. Výrobné náklady sú nižšie pre jednoduché zapnuté a vypnuté aplikácie. V systémoch, kde nezáleží na netesnosti, ako je dočasná izolácia okruhu počas údržby, funguje 2-cestný ventil cievkového typu perfektne dobre za nižšiu cenu.
Rozdiely vo výkone sa jasne prejavia v reálnych aplikáciách. Nainštalujte cievkový ventil na zvislý valec, ktorý drží zavesené bremeno, a budete merať posun smerom nadol v priebehu niekoľkých hodín, pretože vnútorný únik umožňuje olejom prekĺznuť. Nainštalujte tanierový ventil triedy VI a tento valec zostane uzamknutý v polohe niekoľko dní. Schéma 2-cestného hydraulického ventilu môže vyzerať identicky pre obe, ale technická realita sa úplne líši.
| Charakteristický | Poppet (sedlový) ventil | Cievkový ventil | Vplyv aplikácie |
|---|---|---|---|
| Tesnenie/Únik | Takmer nula (dosiahnuteľná trieda V/VI) | Merateľný vnútorný únik (typická trieda III/IV) | Určuje vhodnosť pre statické držanie záťaže a bezpečnostné obvody |
| Rýchlosť odozvy | Rýchle, okamžité zapojenie | Konzistentné, zvyčajne pomalšie | Rozhodujúce pre vysokofrekvenčné alebo časovo citlivé riadiace slučky |
| Prietoková kapacita | Veľmi vysoká (najmä dizajn kaziet) | Obmedzené priemerom cievky a vôľou | Poppet kazety môžu prepínať masívnu hydraulickú silu |
| Hodnotenie tlaku | Až 630 barov v priemyselných kartušiach | Líši sa dizajnom, zvyčajne nižšie | Vysokotlakové systémy uprednostňujú tanierovú konštrukciu |
Líši sa aj dynamická odozva. Kotúčové ventily sa rýchlo otvárajú a zatvárajú, pretože dĺžka zdvihu je krátka. Len zdvíhate kužeľ zo sedadla, nie posúvate cievku cez viacero portov. Vďaka tomu sú tanierové 2-cestné ventily ideálne pre aplikácie vyžadujúce okamžitú iniciáciu prietoku, ako sú obvody núdzového vypnutia alebo antikavitačná ochrana.
Aplikácie kritických okruhov využívajúce schémy 2-cestných hydraulických ventilov
Skutočná hodnota pochopenia schém 2-cestných hydraulických ventilov bude zrejmá, keď uvidíte, kde tieto komponenty riešia skutočné technické problémy. Niektoré aplikácie si absolútne vyžadujú špecifické vlastnosti, ktoré poskytujú 2/2 ventily.
Obvody pridržiavania záťaže a protiváhy
Predstavte si rameno rýpadla, ktoré drží plnú lyžicu tri metre vo vzduchu. Hydraulický valec podopierajúci toto bremeno nesmie klesnúť ani o jeden milimeter, a to ani v priebehu hodín, a to ani v prípade, že z hydraulickej hadice dôjde k malému úniku. Vyžaduje si to pilotom ovládané spätné ventily, ktoré sú špecializovanými 2-cestnými prvkami znázornenými v schémach zapojenia s ďalšou prerušovanou čiarou označujúcou pilotný riadiaci port.
[Obrázok schémy zapojenia vyvažovacieho ventilu]Pilotne ovládaný spätný ventil (POCV) umožňuje voľný prietok v jednom smere a plní valec, keď sa rameno zdvíha. Ale v opačnom smere je prietok úplne zablokovaný, kým riadiaci tlak nedorazí cez riadiace vedenie. Schéma 2-cestného hydraulického ventilu to zobrazuje ako štandardný symbol spätného ventilu plus pilotné vedenie. Keď operátor vydá príkaz na spustenie výložníka, riadiaci tlak mechanicky zdvihne tesniaci prvok, čo umožní kontrolované vypúšťanie oleja.
Charakteristiky nulovej netesnosti pri konštrukcii tanierov umožňujú fungovanie POCV. Dokonca aj malá miera úniku by spôsobila pomalé klesanie ramena. Ale POCV majú obmedzenie. Nie sú to meracie zariadenia. Sú buď úplne zatvorené, alebo úplne otvorené. Pri spúšťaní ťažkého nákladu pomocou gravitácie môže jednoduchý POCV spôsobiť trhavý pohyb, keď sa ventil pohybuje medzi otvoreným a zatvoreným stavom.
Tu prichádzajú na scénu vyvažovacie ventily. Vyvažovací ventil je sofistikovanejší 2-cestný prvok, ktorý kombinuje spätný ventil pre voľný prietok v jednom smere s tlakovo riadeným poistným ventilom pre spätnú cestu. Schéma 2-cestného hydraulického ventilu pre vyvažovací ventil zobrazuje tri funkčné komponenty: spätný ventil, poistný prvok a riadiaci piest, ktorý znižuje otvárací tlak poistného ventilu.
Keď operátor spustí spúšťací pohyb, riadiaci tlak zo smerového riadiaceho ventilu pôsobí na riadiaci piest. Tento pilotný signál sa kombinuje s tlakom vyvolaným záťažou na moduláciu poistného ventilu, ktorý meria spätný tok. Výsledkom je plynulý, kontrolovaný zostup aj pri veľkom prejazdovom zaťažení. Namontovaním vyvažovacieho ventilu priamo na pohon a nie na hlavný regulačný ventil lokalizujete zodpovednosť za riadenie prietoku tam, kde je to najdôležitejšie.
Obvody nabíjania a vybíjania akumulátora
V systémoch používajúcich čerpadlá s pevným objemom s hydraulickými akumulátormi potrebujete špeciálny 2-cestný vypúšťací ventil na efektívne riadenie prietoku čerpadla. Keď sa akumulátor úplne nabije, pokračovanie v čerpaní proti tomuto tlaku plytvá energiou a vytvára teplo. Vypúšťací ventil to rieši presmerovaním toku čerpadla do nádrže pri takmer nulovom tlaku, keď je akumulátor nabitý.
Typický ventil na plnenie akumulátora je dvojstupňový kazetový prvok s tanierovým pilotným stupňom a hlavným stupňom cievky. Schéma 2-cestného hydraulického ventilu ukazuje, že pripája prietok čerpadla (P) buď k akumulátoru alebo nádrži (A a B). Keď tlak v systéme klesne pod nastavenú hodnotu "otvorené" v dôsledku použitia pohonu, ventil zablokuje návrat nádrže, čím prinúti tok čerpadla späť do nabíjania akumulátora. Keď tlak stúpne na nastavenú hodnotu "zatvorenie", ventil sa posunie a čerpadlo sa odľahčí.
To si vyžaduje vlastnosti mäkkého radenia a správne tlmenie v konštrukcii. Náhle prechody medzi nakladaním a vykladaním vytvárajú tlakové skoky, ktoré poškodzujú čerpadlá a napínacie armatúry. Dobre navrhnuté odľahčovacie ventily obsahujú vnútorné tlmiace komory, ktoré spomaľujú spínací pohyb, čím sa prechod tlaku rozloží na niekoľko milisekúnd namiesto okamžitého zaskočenia.
Flow Control pre reguláciu rýchlosti
2-cestné hydraulické ventily na reguláciu prietoku sa v schémach zapojenia zobrazujú so symbolom obmedzenia škrtiacej klapky, znázorneným ako dve šikmé čiary alebo krivky tvoriace zúžený priechod. Nastaviteľná škrtiaca klapka pridáva cez symbol obmedzenia diagonálnu šípku označujúcu variabilnú oblasť otvoru. Tieto ventily riadia rýchlosť pohonu skôr obmedzením prietoku, než aby ho úplne blokovali.
Vzťah medzi prietokom a rýchlosťou sa riadi hydraulickými základmi. Pre dané vŕtanie valca sa rýchlosť rovná prietoku vydelenému plochou piesta. Obmedzením prietoku cez nastaviteľný otvor priamo ovládate, ako rýchlo sa valec vysúva alebo zasúva. Škrtiaca klapka vytvára pokles tlaku a prietok cez toto obmedzenie závisí od druhej odmocniny rozdielu tlaku cez ňu.
Pokročilé 2-cestné ventily na reguláciu prietoku zahŕňajú kompenzáciu tlaku. Schéma 2-cestného hydraulického ventilu to znázorňuje ako prídavný tlakovo riadený prvok, zvyčajne znázornený šípkou označujúcou piest kompenzátora. Tento kompenzátor automaticky nastavuje otvorenie škrtiacej klapky, aby sa udržal konštantný prietok bez ohľadu na zmeny tlaku záťaže. Bez kompenzácie by sa valec pri zvyšovaní zaťaženia spomalil, pretože vyšší tlak pri zaťažení znižuje rozdiel medzi škrtiacou klapkou. Vďaka kompenzácii ventil udržuje otáčky valca stabilné, aj keď sa výrazne mení zaťaženie.
Technológia Cartridge Valve a High-Density Control
Keď potrebujete prepnúť veľmi vysoké prietoky v kompaktných priestoroch, schéma 2-cestného hydraulického ventilu môže zobrazovať prvok v štýle kazety, a nie konvenčný ventil namontovaný na tele. Kartušové ventily, tiež nazývané zásuvné logické prvky, predstavujú sofistikovaný prístup k hydraulickému ovládaniu, ktorý maximalizuje hustotu výkonu.
Kazetový ventil je v podstate hydraulický logický modul vložený do otvoru rozdeľovača a ovládaný samostatnou krycou doskou. Symbol diagramu dvojcestného hydraulického ventilu vyzerá podobne ako štandardné ventily, ale fyzická implementácia sa úplne líši. Namiesto samostatnej jednotky so závitovými portami máte valcovú kazetu, ktorá klesá do presne obrobenej dutiny. Všetky rozvody sú vo vnútri rozdeľovacieho bloku.
Táto architektúra umožňuje extrémnu prietokovú kapacitu. Priemyselné 2-cestné kartušové ventily zvládajú až 3 530 litrov za minútu pri zachovaní veľmi nízkej tlakovej straty, často pod 1 bar aj pri maximálnom prietoku. Vysoký prietok s nízkym poklesom tlaku sa priamo premieta do energetickej účinnosti. Menšia tlaková strata znamená menšiu tvorbu tepla a nižšie prevádzkové náklady.
Princíp riadenia využíva pilotné zosilnenie. Malý riadiaci ventil, ktorý môže prepínať len niekoľko litrov za minútu, riadi vysokotlakový olej, ktorý pohybuje hlavným sedlom zásobníka. Toto oddeľuje riadiaci výkon od výkonu hlavného toku. Môžete prepínať stovky kilowattov hydraulického výkonu pomocou malého solenoidu, ktorý spotrebuje možno 20 wattov elektricky.
Konštrukcia kazety zahŕňa aj diagnostické funkcie. Kontrolné kryty zvyčajne zahŕňajú otvory na detekciu úniku a kontrolné okienka. Keď vnútorné tesnenia začnú zlyhávať, uniknutý olej sa objaví v týchto diagnostických portoch skôr, ako sa výkon systému výrazne zníži. Toto včasné varovanie zabraňuje neočakávaným prestojom.
Jedným z kľúčových aspektov sú požiadavky pilotnej dodávky. Schéma 2-cestného hydraulického ventilu musí znázorňovať zdroj pilotného tlaku. Niektoré ventily kazety môžu fungovať ako normálne otvorené alebo normálne zatvorené v závislosti od konfigurácie pilota. Dizajn krycej dosky určuje logiku, pričom samotná kazeta zostáva rovnaká. Táto modularita znižuje požiadavky na zásoby, pretože jedno číslo dielu kazety slúži viacerým funkciám.
Ovládanie solenoidom: Priame verzus pilotné ovládanie
Schéma 2-cestného hydraulického ventilu zobrazuje spôsoby ovládania so symbolmi mimo políčok. Solenoidom riadené ventily sa zobrazujú so symbolom cievky, ale táto jednoduchá grafika skrýva dôležitú voľbu dizajnu, ktorá ovplyvňuje výkon systému.
Priamočinné solenoidové ventily využívajú elektromagnetickú silu na priamy pohyb ventilového prvku. Keď nabudíte cievku, magnetické pole stiahne kotvu, ktorá fyzicky tlačí tanier alebo cievku. Tieto ventily reagujú veľmi rýchlo, často v priebehu milisekúnd, pretože neexistuje žiadny medzikrok. Ale dostupná elektromagnetická sila obmedzuje veľkosť ventilu. Väčšie ventily potrebujú väčšie solenoidy, ktoré spotrebúvajú viac elektrickej energie a generujú viac tepla.
Solenoidové ventily ovládané pilotom majú dvojstupňový prístup. Solenoid pohybuje malým pilotným ventilom, ktorý potom nasmeruje hydraulický tlak na pohyb hlavného ventilového prvku. To využíva násobenie hydraulickej sily. Malý solenoid s nízkym výkonom riadi pilot, ktorý spína vysokotlakový olej, ktorý poháňa veľkú hlavnú cievku alebo tanier. Výsledkom je, že pilotne ovládané 2-cestné ventily dokážu zvládnuť oveľa vyššie prietoky ako priamo pôsobiace konštrukcie.
Kompromisom je čas odozvy. Pilotne ovládané ventily reagujú pomalšie, pretože pilotný stupeň sa musí najskôr pohnúť, potom natlakovať riadiacu komoru a potom počkať, kým sa posunie hlavný prvok. Toto pridané oneskorenie môže byť iba 20 až 50 milisekúnd, ale pri vysokorýchlostnej automatizácii alebo presnom riadení pohybu na týchto milisekúndách záleží.
V praxi fungujú priamočinné solenoidové ventily dobre až do približne 80 litrov za minútu pri štandardných priemyselných tlakoch. Okrem toho zvyčajne potrebujete pilotnú prevádzku. Schéma 2-cestného hydraulického ventilu nie vždy špecifikuje typ, takže keď je čas odozvy kritický, musíte skontrolovať údajové listy výrobcu.
Ďalším aspektom je spotreba energie počas držania. Priamočinné solenoidy potrebujú nepretržitý prúd, aby udržali ventil otvorený proti sile pružiny a tlaku kvapaliny. Pilotne ovládané ventily využívajú tlak na držanie hlavného prvku, takže solenoid potrebuje iba udržiavať posunutý malý riadiaci ventil. To znižuje elektrické zaťaženie a tvorbu tepla v cievke solenoidu.
Výberové kritériá a technické špecifikácie
Keď navrhujete obvod a rozhodujete sa, ktorý 2-cestný hydraulický ventil špecifikovať, diagram vám povie logickú funkciu, ale nie požiadavky na výkon. O tom, či ventil bude vo vašej aplikácii spoľahlivo fungovať, rozhoduje niekoľko kľúčových parametrov.
Maximálny pracovný tlak definuje konštrukčný limit. Ventil dimenzovaný na 350 barov katastrofálne zlyhá, ak tento tlak výrazne prekročíte. Ale samotné hodnotenie tlaku nehovorí celý príbeh. Niektoré ventily si udržujú svoj menovitý prietok len do určitého tlaku, potom sa znížia, keď sa tlak zvýši v dôsledku deformácie vnútornej vôle alebo kompresie tesnenia.
Prietoková kapacita vyžaduje starostlivé prispôsobenie potrebám systému. Poddimenzované ventily vytvárajú nadmerný pokles tlaku, ktorý plytvá energiou a vytvára teplo. Nadmerné ventily sú drahšie a môžu spôsobiť nestabilitu riadenia. Ventilový koeficient (Cv) kvantifikuje, koľko prietoku prejde pri danom poklese tlaku. Vypočítate požadované Cv z vášho prietoku a prijateľnej tlakovej straty, potom vyberiete ventil, ktorý spĺňa túto požiadavku s určitou bezpečnostnou rezervou.
| Parameter | Inžiniersky význam | 210 až 630 bar pre priemyselné kartušové ventily |
|---|---|---|
| Maximálny pracovný tlak | Hranica konštrukčnej integrity a trvanlivosti | 210 až 630 bar pre priemyselné kartušové ventily |
| Maximálny prietok | Priepustná kapacita a pokles tlaku | 7,5 až 3 530 l/min v závislosti od dizajnu |
| Čas odozvy | Schopnosť dynamickej rýchlosti a rýchlosti cyklu | 5-20 ms (priamo pôsobiace) až 30-80 ms (riadené pilotom) |
| Trieda úniku (FCI 70-2) | Norma tesniaceho výkonu | Trieda IV (všeobecná) až trieda VI (kritická z hľadiska bezpečnosti) |
| Rozsah prevádzkových teplôt | Limity tesnenia a viskozity | Typické -20°C až +80°C, širšie pre špeciálne kvapaliny |
| Rozsah viskozity kvapaliny | Správna prevádzka a kompatibilita tesnení | 15 až 400 cSt pre väčšinu priemyselných ventilov |
Klasifikácia netesností je najdôležitejšia v aplikáciách na udržanie záťaže. Ak schéma 2-cestného hydraulického ventilu zobrazuje ventil, ktorý musí zabrániť posunu zaťaženia, špecifikujte triedu V alebo triedu VI. Pre jednoduchú izoláciu počas údržby postačuje trieda IV. Rozdiel v nákladoch medzi triedami úniku môže byť značný, takže zbytočne nešpecifikujte.
Čas odozvy sa stáva kritickým v automatizovaných výrobných linkách alebo mobilných zariadeniach, kde čas cyklu určuje produktivitu. Ak sa rameno vášho rýpadla musí zastaviť do 100 milisekúnd, keď operátor uvoľní joystick, váš výber ventilu musí podporovať toto načasovanie. Zohľadnite čas spínania ventilu a čas potrebný na vytvorenie alebo zrútenie tlaku v okruhu.
O kompatibilite tekutín nemožno vyjednávať. Štandardné nitrilové (NBR) tesnenia fungujú dobre s hydraulickým olejom na báze ropy, ale v niektorých syntetických kvapalinách napučiavajú a zlyhávajú. Ak používate biologicky odbúrateľnú hydraulickú kvapalinu na báze esterov alebo ohňovzdorný vodný glykol, explicitne overte kompatibilitu tesnenia. Nesprávny materiál tesnenia vedie k skorému zlyhaniu, aj keď sú všetky ostatné špecifikácie správne.
Prevádzková teplota ovplyvňuje životnosť tesnenia aj viskozitu kvapaliny. Viskozita hydraulického oleja sa dramaticky mení s teplotou. Pri teplote -20 °C môže byť váš olej ISO VG 46 hustý ako med. Pri 80°C tečie ako voda. Táto zmena viskozity ovplyvňuje pokles tlaku cez ventily a môže ovplyvniť čas odozvy. Niektoré 2-cestné ventily na reguláciu prietoku používajú otvory s ostrými hranami špecificky, pretože prietok cez ostrú hranu je menej závislý od viskozity ako prietok cez dlhý kanál s malým priemerom.
Riešenie bežných problémov s okruhmi 2-cestných ventilov
Aj keď je schéma vášho 2-cestného hydraulického ventilu správne nakreslená a vyberiete vhodné komponenty, počas prevádzky sa môžu vyskytnúť problémy. Pochopenie bežných režimov porúch pomáha pri rýchlej diagnostike a zabraňuje tomu, aby sa z menších problémov stali drahé zlyhania.
Znečistenie a degradácia odozvy
Kontaminácia tekutín je hlavnou príčinou problémov s výkonom ventilov. Keď dôjde ku kontaminácii hydraulického oleja časticami alebo k zníženiu viskozity v dôsledku tepelného rozpadu, objaví sa niekoľko príznakov. Pomalá reakcia je často prvým znakom. Častice nečistôt sa ukladajú v malých medzerách medzi pohyblivými časťami a vytvárajú trenie, ktoré spomaľuje ovládanie ventilu. Ventil, ktorý by sa mal posunúť za 15 milisekúnd, môže pri kontaminácii trvať 50 milisekúnd.
Toto zdanlivo malé oneskorenie prechádza systémom. V automatizovanej výrobe sa milisekundy každého cyklu navyše pripočítavajú k strate výroby. V mobilných zariadeniach je odozva operátora pomalá, čo znižuje presnosť polohovania. Čo je horšie, oneskorené zatváranie ventilu spôsobuje tlakové skoky, pretože pohybujúce sa pohony náhle narazia na odpor a generujú rázové vlny, ktoré unavujú armatúry a hadice.
Norma čistoty ISO 4406 kvantifikuje kontamináciu časticami. Typický priemyselný hydraulický systém sa môže zamerať na 19/17/14, ktorý špecifikuje maximálny počet častíc pri veľkostiach 4, 6 a 14 mikrónov. Ale servoventily a vysokovýkonné proporcionálne ventily potrebujú oveľa čistejšiu kvapalinu, možno 16/14/11. Keď olej prekročí tieto limity, výkon ventilu sa merateľne zhorší.
Pravidelná analýza oleja a výmena filtra zachováva časy odozvy ventilov. Vysokokvalitné filtračné systémy sa rýchlo vyplatia tým, že zabránia problémom súvisiacim s kontamináciou. Niektoré pokročilé systémy zahŕňajú online počítadlá častíc, ktoré upozornia operátorov, keď kontaminácia dosiahne varovnú úroveň, čo umožňuje preventívne opatrenia skôr, ako sa výkon ventilu zníži.
Chvenie ventilov a dynamická nestabilita
Chvenie ventilu opisuje rýchle, opakované otváranie a zatváranie okolo pracovného bodu. Počujete to ako bzučanie alebo búchanie a môže zničiť komponenty ventilu rýchlym mechanickým cyklovaním. Chvenie zvyčajne indikuje nesprávne dimenzovanie ventilu alebo nedostatočný tlakový rozdiel v systéme, nie poruchu komponentov.
Keď koeficient prietoku ventilu nezodpovedá skutočným požiadavkám systému na prietok, ventil pracuje v nestabilnej oblasti svojej prietokovej krivky. Malé kolísanie tlaku spôsobuje veľké zmeny polohy a vytvára osciláciu. Ventil sa pohybuje medzi otvoreným a zatvoreným stavom a nikdy sa neusadí v stabilnej polohe.
Ovplyvňuje to aj tlakový rozdiel. Ak je tlak pred a po prúde príliš blízko, ventil nemá dostatočnú silu na udržanie stabilnej polohy. Priemyselná prax odporúča udržiavať rozdiel aspoň 1 psi (0,07 bar) medzi ventilmi na reguláciu prietoku, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka. Keď diferenciál klesne pod túto hodnotu, je pravdepodobné, že sa bude klábosiť.
ອັດຕາການໄຫຼ,
Vnútorný únik a drift zaťaženia
V okruhoch používajúcich 2-cestné ventily na udržiavanie záťaže sa akýkoľvek vnútorný únik prejavuje ako pomalý, nepretržitý posun. Zavesené bremeno postupne klesá. Horizontálny ovládač sa pomaly zasúva. Tento posun môže byť sotva viditeľný v priebehu niekoľkých minút, ale stane sa zrejmým v priebehu hodín alebo celej zmeny.
Najprv skontrolujte, či je problém skutočne v 2-cestnom ventile alebo inde v okruhu. Pripojte tlakomer na výstup z ventilu a sledujte pokles tlaku. Ak tlak pri zablokovanom ovládači neustále klesá, niečo uniká. Ak je tlak stabilný, ale pohon sa stále posúva, dochádza k úniku po prúde, pravdepodobne cez tesnenia piestu pohonu.
Keď samotný 2-cestný ventil netesní, zistite, či neprekračuje konštrukčné špecifikácie alebo či sa zhoršil opotrebovaním. Ventil triedy IV unikajúci pri 0,01 % menovitého prietoku spĺňa špecifikácie, aj keď to nemusí byť pre vašu aplikáciu dostatočne tesné. V tomto prípade potrebujete prísnejšiu klasifikáciu ako trieda VI, nie opravu ventilu.
10-25% peste setare
Pochopenie rozdielu medzi konštrukčnými obmedzeniami a zlyhaním komponentov je dôležité, pretože riešenia sa úplne líšia. Požiadanie o prísnejšiu triedu netesnosti vo fáze návrhu stojí o niečo viac, ale problém sa tým natrvalo vyrieši. Opakovaná výmena opotrebovaných ventilov, ktoré neboli nikdy vhodné pre danú aplikáciu, plytvá časom a peniazmi, pričom sa problém nikdy skutočne nevyrieši.
Schéma 2-cestného hydraulického ventilu na vašej schéme môže vyzerať jednoducho, ale tieto prvky umožňujú niektoré z najdôležitejších funkcií v systémoch napájania s kvapalinou. Správna schéma, výber vhodných komponentov a ich správna údržba zaisťuje, že vaše hydraulické okruhy budú poskytovať spoľahlivý výkon počas rokov prevádzky.




















