V komplexnom svete priemyselných automatizácií a systémov na energiu tekutín sú hydraulické proporcionálne ventily jednou z najsofistikovanejších a najvýznamnejších komponentov. Tieto zariadenia s presným inžinierstvom predstavujú významný pokrok v tradičných/vypínaní ventilov, ktoré ponúkajú bezprecedentnú kontrolu nad prietokom a tlakom hydraulickej tekutiny. Ale čo presne je hydraulickýproporcionálny ventila prečo sa stala nevyhnutnou v moderných priemyselných aplikáciách?
Hydraulický proporcionálny ventil je elektrohydraulické riadiace zariadenie, ktoré poskytuje presné, premenlivé riadenie prietoku tekutiny, tlaku alebo smeru úmerne k elektrickému vstupnému signálu. Na rozdiel od konvenčných ventilov, ktoré pracujú v jednoduchých otvorených alebo uzavretých pozíciách, môžu proporcionálne ventily dosiahnuť akúkoľvek polohu medzi úplne otvoreným a úplne zatvoreným a priamo reagovať na veľkosť elektrického riadiaceho signálu, ktorý prijímajú.
Pojem „proporcionálny“ sa vzťahuje na schopnosť ventilu vytvoriť výstup, ktorý je priamo úmerný jeho vstupu. Keď pošlete 50% elektrický signál na ventil, otvorí sa na približne 50% svojej maximálnej kapacity. Tento proporcionálny vzťah vytvára krivku lineárnej reakcie, vďaka ktorej sú tieto ventily neuveriteľne predvídateľné a kontrolovateľné.
Srdce hydraulického proporcionálneho ventilu spočíva v jej sofistikovanej vnútornej architektúre. Medzi primárne komponenty patrí telo ventilu, cievka alebo poppet, proporčný solenoid, snímač spätnej väzby polohy a elektronická riadiaca jednotka. V telese ventilu sa nachádza hlavné prietokové priechody a poskytuje montážne body pre ďalšie komponenty. Cievka alebo poppet slúži ako prvok riadenia prietoku a posúva sa v tele ventilu, aby sa zmenila plocha prietoku.
Proporcionálny solenoid je pravdepodobne najdôležitejšou zložkou, ktorá premieňa elektrické signály na mechanickú silu. Na rozdiel od štandardných solenoidov, ktoré fungujú binárnym spôsobom, proporcionálne solenoidy môžu generovať premenlivé úrovne sily zodpovedajúce vstupnému prúdu. Táto variabilná sila posúva vnútorné prvky ventilu, aby sa dosiahlo presné umiestnenie.
Mnoho moderných proporcionálnych ventilov obsahuje snímače spätnej väzby polohy, zvyčajne lineárne variabilné diferenciálne transformátory (LVDT) alebo magnetostriktívne senzory. Tieto senzory nepretržite monitorujú skutočnú polohu pohybujúcich sa prvkov ventilu a poskytujú spätnú väzbu riadiacemu systému, čo umožňuje kontrolu s uzavretou slučkou pre zvýšenú presnosť a stabilitu.
Prevádzka hydraulického proporcionálneho ventilu začína elektrickým riadiacim signálom, zvyčajne prúdovým signálom v rozsahu od 4 do 20 mA alebo napäťovým signálom. Tento signál je spracovaný vnútornou elektronikou ventilu, ktorá potom nabije proporcionálny solenoid s príslušnou úrovňou prúdu. Solenoid vytvára magnetické pole, ktoré vytvára silu na pohybujúce sa prvky ventilu a umiestni ich podľa pevnosti vstupného signálu.
V aplikáciách smerového riadenia môže ventil riadiť smer a rýchlosť hydraulických ovládačov. Zmenou elektrického vstupu môžu operátori dosiahnuť hladké zrýchlenie, spomalenie a presnú reguláciu rýchlosti. V prípade aplikácií na reguláciu tlaku ventil zachováva tlak systému na úrovni úmerne k vstupnému signálu a poskytuje konzistentnú reguláciu tlaku bez ohľadu na zmeny prietoku.
Hydraulické proporcionálne ventily sa dodávajú v niekoľkých konfiguráciách, ktoré spĺňajú rôzne požiadavky na aplikáciu. Proporcionálne smerové ventily riadia smer a prietok hydraulickej tekutiny, vďaka čomu sú ideálne na reguláciu valcov a motorov. Tieto ventily zvyčajne obsahujú viac pozícií a môžu poskytovať hladké prechody medzi smermi a zároveň udržiavať presné riadenie toku.
Priprava regulačných ventilov regulujú tlak systému v pomere k elektrickému vstupnému signálu. Patria sem ventily znižujúce tlak, ventily na zmiernenie tlaku a ventily tlakovej sekvencie. Každý typ slúži špecifickým funkciám pri udržiavaní optimálneho tlaku systému v rôznych prevádzkových podmienkach.
Proporcionálne regulačné ventily regulujú prietok hydraulickej tekutiny nezávisle od variácií tlaku. Tieto ventily sú nevyhnutné v aplikáciách vyžadujúcich konzistentné rýchlosti pohonu bez ohľadu na zmeny záťaže alebo kolísanie tlaku systému.
Výhody hydraulických proporcionálnych ventilov oproti tradičným/vypínajúcim ventilom sú značné. V prvom rade je ich schopnosť presnej kontroly. Tradičné ventily sa môžu úplne otvárať alebo zatvárať, čo obmedzuje možnosti riadenia a často vedú k trhaným, nepresným pohybom. Proporcionálne ventily poskytujú hladké a nepretržité riadenie, ktoré je možné doladiť tak, aby splnili presné požiadavky na aplikáciu.
Energetická účinnosť predstavuje ďalšiu významnú výhodu. Poskytnutím iba potrebného prietoku alebo tlaku pre danú aplikáciu proporcionálne ventily znižujú energetický odpad v porovnaní so systémami, ktoré pracujú s maximálnou kapacitou a používajú škrtenie na zníženie výstupu. Táto účinnosť sa týka nižších prevádzkových nákladov a zníženého vplyvu na životné prostredie.
Vylepšený výkon systému dosiahnutý technológiou proporcionálnej ventilu zahŕňa znížené mechanické napätie na komponentoch systému, plynulejšiu prevádzku a zvýšené riadenie procesu. Tieto výhody často vedú k dlhšej životnosti zariadení, zníženiu požiadaviek na údržbu a zlepšenej kvalite výrobkov vo výrobných aplikáciách.
Hydraulické proporcionálne ventily nájdu aplikácie v mnohých odvetviach, kde je nevyhnutná presná kontrola. Vo výrobe tieto ventily riadia vstrekovacie stroje, ktoré poskytujú presný tlak a reguláciu toku pre konzistentnú kvalitu výrobku. Automobilový priemysel sa spolieha na proporcionálne ventily v montážnych linkách, systémoch farieb a testovacích strojoch, kde je presnosť a opakovateľnosť prvoradá.
Konštrukčné a pozemské zariadenia vo veľkej miere používajú proporcionálne ventily na riadenie pohybov rozmachu, vedra a stopy. Hladké, proporčné riadenie Tieto ventily poskytujú zvyšovanie pohodlia a presnosti operátora a zároveň znižujú mechanické namáhanie na komponentoch zariadenia. V mobilných hydraulikách umožňujú proporcionálne ventily riadiace systémy joysticku, ktoré poskytujú intuitívnu proporcionálnu reakciu na vstupy operátora.
V leteckom priemysle využíva proporcionálne ventily v systémoch riadenia letu, prevádzke podvozku a zariadenia na podporu pozemného podniku. Presnosť a spoľahlivosť týchto ventilov sú rozhodujúce pre bezpečnostné kritické aplikácie, kde zlyhanie nie je možnosťou.
