Все о гидравлических клапанах
Гидравлические клапаны, используемые в сочетании с приводами, помогают сделать гидравлику уникальной в управлении силой, крутящим моментом и движением. Клапаны регулируют направление, давление и поток гидравлической жидкости, обеспечивая плавное и безопасное управление приводами.
Как нам рассказали на http://sd-tehno.ru, назначение клапана может быть как простым, как сброс давления для защиты насоса и привода, так и сложным, например, электронным управлением как давлением, так и расходом с помощью пропорционального клапана. Контур клапана может содержать однорычажный клапан или обширную систему, использующую дюжину клапанов на функцию, как это видно в нестандартных коллекторах.
Направляющие регулирующие клапаны
Направляющий регулирующий клапан доступен в множестве конфигураций и назван в соответствии с его основной функцией, которая заключается в том, чтобы каким-то образом контролировать путь потока жидкости. Направленные регулирующие клапаны управляют жидкостью, блокируя, отклоняя, направляя или сбрасывая. Их сложность сильно различается (как и их стоимость), как и метод интеграции. Конструкции клапанов варьируются от картриджных клапанов до моноблочных клапанов или клапанов, устанавливаемых на плите, до встроенных клапанов.
0 л/мин и рабочим давлением 350 бар. Изображение предоставлено HOF Hydraulic Solutions
Работа направляющего клапана зависит от отрасли, в которой он обычно применяется. Например, гидрораспределители для дровоколов представляют собой экономичный и простой конец спектра. Напротив, сервоклапаны, управляющие авиасимуляторами, хорошо работают в точной, но дорогой нише. Вы найдете клапаны для работы со всеми возможными комбинациями давления и расхода, хотя экстремальные комбинации одновременного давления и расхода встречаются редко.
Самый простой направляющий клапан — это обратный клапан; он пропускает поток в один рабочий порт и блокирует поток, возвращающийся через противоположный рабочий порт. В качестве альтернативы также распространены направляющие клапаны сложной конструкции, например, с пилотным клапаном, в котором используется небольшой клапан для управления большим. Стандартный электромагнитный золотниковый клапан имеет один непосредственно управляемый компонент (золотник), который управляет направлением жидкости при его смещении. Однако по мере увеличения потока сила, действующая на золотник, также увеличивается, и эти силы потока могут препятствовать срабатыванию золотника, как это чаще всего бывает с электрическими катушками прямого действия. При использовании небольшого пилотного клапана для управления движением большего золотника основной ступени размер (и поток) клапана почти безграничны.
Направленные клапаны часто описываются количеством «путей», по которым жидкость может проходить через них, а также доступными положениями, в которые клапан может перемещаться. Пути равны количеству рабочих портов, поэтому 4-ходовой ходовой клапан содержит рабочие порты давления, бака и A и B. Позиции равны количеству позиционных конвертов. Например, одиночный моноблочный клапан двойного действия можно описать как «4-ходовой, 3-позиционный» или просто клапан 4/3 . Очень немногие клапаны имеют более трех положений, хотя поплавковый клапан снегоочистителя является одним из таких животных. (Подробнее о клапанах см. врезку.)
Направленные клапаны доступны в виде моноблочных или секционных клапанов, обычных для мобильной гидравлической промышленности, а также клапанов промышленного типа, устанавливаемых на плите, таких как тип ISO D03, D05 и так далее. Также распространены на рынке мобильных и промышленных устройств патронные клапаны, устанавливаемые в блоки коллекторов 3. Производители картриджных клапанов предлагают множество уникальных продуктов и обеспечивают высокий уровень творчества с безграничными доступными комбинациями клапанов. Линейные клапаны представляют собой автономную комбинацию клапана с корпусом с отверстиями, который должен быть подключен как отдельный компонент, не связанный напрямую с каким-либо другим коллектором или корпусом.
Регуляторы давления
В самом кратком описании клапан давления предлагает разработчикам возможность ограничения давления. В большинстве напорных клапанов используются подпружиненные тарелки, прижимаемые к седлу с помощью регулировочного винта той или иной формы для изменения предварительного натяжения пружины. Клапаны давления часто используют простую конфигурацию шара и пружины или золотники для контуров с высоким расходом. Работа предохранительного клапана проста: пружина прижимает тарелку к седлу, и когда давление в системе становится достаточно сильным, чтобы противодействовать усилию пружины, клапан медленно открывается, пропорционально сбрасывая жидкость для ограничения давления.
Предохранительный клапан ограничивает максимальное давление либо для всей системы, либо для ее части, при этом параллельный клапан с самым низким давлением открывается первым. Важно понимать, что давление идет по пути наименьшего сопротивления. Следовательно, выбор нагнетательного клапана ниже по потоку с более низкой настройкой, чем у предохранительного клапана основной системы, приведет к сбросу всего потока насоса через клапан с более низкой настройкой, что не оставит источника гидравлической энергии для других приводов.
Большинство других напорных клапанов основаны на простой подпружиненной шаровой или тарельчатой конструкции предохранительного клапана. Клапаны последовательности, уравновешивающие и тормозные клапаны представляют собой разновидности предохранительного клапана, но с дополнительными функциями или функциями, такими как обратные клапаны обратного потока или встроенное пилотное управление. Редукционный клапан отличается от других напорных клапанов тем, что ограничивает давление ниже по потоку, а не выше по потоку. Редукционные клапаны используются в приложениях, где необходимо снизить давление в подконтуре без ущерба для производительности по давлению в остальной части системы.
Клапаны последовательности работают так, как следует из их названия — это клапаны давления, которые остаются закрытыми до тех пор, пока давление на входе не превысит настройку пружины клапана. В этот момент он просто открывается, пропуская поток в нижестоящую подсхему. Клапаны последовательности могут быть оснащены обратным клапаном, который позволяет потоку проходить в обратном направлении. Клапаны последовательности или любые клапаны с давлением во всех рабочих портах одновременно должны иметь способ слива из пружинной камеры захваченного давления. Без слива давление оказывается в камере пружины, которая является дополнением к пружинным клапанам. В результате клапан открывается позже, чем предполагалось, или вообще не открывается.
Уравновешивающие и тормозные клапаны представляют собой клапаны управления движением, предназначенные для безопасного ограничения и контроля нагрузок с потенциалом выбега. По сути, любой цилиндр, который может тянуть или опускаться под нагрузкой, или любой двигатель с постоянным напряжением, должен использовать клапан управления движением. Устанавливаемые на порте привода, где возникает давление, вызванное нагрузкой, эти клапаны, по существу, представляют собой предохранительные клапаны, которым для непосредственного открытия требуется значительно большее давление, чем давление нагрузки. Чаще всего они получают пилотный сигнал от противоположного рабочего порта, чтобы открыть уравновешивающий или тормозной клапан, используя часть давления, вызванного нагрузкой. Этот метод более безопасен и эффективен и имеет эффект ограничения скорости привода до скорости, определяемой расходом насоса, а не ускорением, вызванным нагрузкой.
Редукционные клапаны остаются открытыми до тех пор, пока давление на выходе не поднимется выше настройки клапана, эффект, сильно отличающийся от других клапанов давления, которые остаются закрытыми до тех пор, пока не раскроются под давлением. Редукционные клапаны могут снижать давление либо в рабочем порте, либо в порте основного давления, а также лучше всего работают, когда их пружинные камеры могут стекать в бак. Они работают, модулируя скорость входящего потока, что, в свою очередь, снижает давление на выходе.
Клапаны регулирования
потока Клапаны регулирования потока регулируют или ограничивают поток одним из различных способов. Часто они представляют собой просто игольчатый клапан, который представляет собой просто переменное ограничение, регулируемое винтом или ручкой, как клапаны давления, для ограничения площади поперечного сечения для уменьшения потока. При установке с обратными клапанами обратного потока мы меняем название с игольчатого клапана на регулятор потока. Клапаны управления потоком иногда могут иметь несколько портов, например, приоритетное управление потоком. Они обеспечивают контролируемый фиксированный поток для одной части цепи (иногда в ущерб другой части), но только если входной поток достаточно высок для его приоритетного спроса.
Регуляторы расхода (в идеале) компенсируют давление, позволяя клапану поддерживать заданный расход независимо от колебаний давления, вызванных нагрузкой. Компенсаторы давления представляют собой тип регулирующего клапана, доступного как отдельный компонент, который часто добавляется к другим клапанам в контуре для обеспечения точности расхода независимо от нагрузки, например, с электронным пропорциональным клапаном.
Пропорциональные клапаны считаются как расходными, так и направляющими клапанами для измерения расхода и управления направлением, в котором измеряется расход. Пропорциональные клапаны используют широтно-импульсную модуляцию для изменения тока при поддержании напряжения. Изменение тока изменяет силу магнитного поля и, следовательно, то, насколько далеко перемещается золотник или тарелка внутри своего тела, изменяя размер отверстия, доступного для жидкости, что, конечно, ограничивает поток. Простой переменный резистор может ограничивать ток, но он неэффективен и не может обеспечить преимущества ШИМ-контроллера.
Электронный контроллер клапана может обеспечить регулируемые минимальные и максимальные настройки. Минимальное значение тока необходимо для перемещения золотника за пределы его «мертвой зоны», где он «начинает» течь. Кроме того, максимальное значение тока не позволяет слишком большому электрическому соку утомить клапан и катушку, когда для достижения полного потока в любом случае требуется всего пара ампер. Кроме того, надлежащий контроллер и привод подают сигнал на клапан, который приводит в движение золотник, так что статическое трение не позволяет золотнику застрять внутри корпуса. Движение золотника незаметно, но его достаточно, чтобы, когда требуется изменение тока, золотник быстро реагировал, не выходя за пределы желаемого нового положения.
