A hidraulikus rendszerek támaszkodnak többutas szelepek (irányszabályozó szelepek) a folyadékáramlás irányításához és a működtetők vezérléséhez. Ezek a szelepek különféle konfigurációkban kaphatók, amelyeket gyakran a számával írnak le . helyzetük és a nyílásaik (portjaik) Ebben a cikkben tisztázni fogjuk, mit jelentenek az olyan kifejezések, mint a 'kétállású háromutas' és 'háromállású hatutas' , és elmagyarázzuk, hogyan lehet többutas szelepeket elhelyezni párhuzamos és soros hidraulikus körök létrehozására . Világos terminológiát (P, T, A, B, N portok stb.), valós analógiákat és példákat fogunk használni, hogy ezeket a fogalmakat könnyen érthetővé tegyük a mérnökök, műszaki vásárlók és a folyadékenergiát tanulók számára.
A hidraulikus irányítószelep alapjai
A hidraulikus irányszelepek – gyakran mágneses működtetésűek – szabályozzák a folyadék irányát, áramlását és nyomását a rendszerben. Ezt a különböző portok közötti kapcsolatok megnyitásával, zárásával vagy átkapcsolásával érik el. A legfontosabb kifejezések a következők:
Portok (utak): Csatlakozási pontok a szelepben. A gyakori portcímkék: P (nyomás bemenet a szivattyúból), T (tartály visszatérése a tartályba) és A/B (hengerhez vagy motorhoz vezető munkaportok). Egyes szelepek N -porttal is rendelkeznek (Next vagy power over-port), amellyel egy másik szelephez csatlakozhat. Például az 'N' portban található tápfeszültséget meghaladó adapter nagynyomású átvitelt biztosít, így a folyadék egy másik szelepcsoportot táplálhat.
Pozíciók: Különböző orsópozíciók a szelepen belül, amelyek megváltoztatják az áramlási útvonalat. A kétállású szelepnek két stabil állapota van (gyakran egy feszültség alatti és egy feszültségmentesített), míg a háromállású szelepnek három (általában két szélső, plusz egy középső nulla). A rugókat általában arra használják, hogy visszaállítsák az orsót a középső vagy az alapértelmezett helyzetbe, ha nem működtetik.
A szelep jelölésének megértése (pl. '3/2' egy kétállású háromutas szelep vagy '6/3' egy háromállású hatutas szelep) kulcsfontosságú a hidraulikus körök tervezésénél. Az első szám az utakat (portokat) , a második pedig a pozíciókat jelöli . Nézzük meg ezeket a példákat részletesen.
Kétállású háromutas szelepek (3/2 szelep)
A kétállású háromutas szelep egy irányított szelep három nyílással és két orsóállással . Ipari rövidítésben ez egy 3/2-es szelep . Lényegében úgy működik, mint egy be- és kikapcsoló kapcsoló, amely a folyadékot a működtetőhöz juttatja. Az egyik helyzet (mondjuk, amikor egy mágnesszelep feszültség alatt van, vagy a kar el van tolva) összeköti a nyomónyílást egy kimeneti nyílással, lehetővé téve a folyadék áramlását az aktuátorhoz. A másik helyzet jellemzően megszakítja a betáplálást, és légteleníti az aktuátort a tartályba. Más szóval, amikor a szelep 'nyitott', a folyadék egy irányba tud átfolyni; ha 'zárt', az áramlás blokkolva van, és az aktuátor csatlakoztatható a visszatéréshez.
Használati eset: Egy klasszikus alkalmazás vezérli a egyszeres működésű henger vagy bármely olyan berendezés, amely táplálást és kipufogót igényel. Például egy rugó-visszatérítéses hengerrel rendelkező hidraulikus présen egy 3/2-es mágnesszelep nyomás alatt lévő olajat (P) irányíthat a henger (A) nyílásába, hogy meghosszabbítsa azt, és feszültségmentes állapotban csatlakoztassa az A portot a tartályhoz (T), így a henger rugóerő hatására visszahúzódik. Úgy képzelhetjük el, mint egy háromnyílású csaptelep terelőt: az egyik pozícióban folyadékot küld a hengerbe, a másikban pedig a tartályba engedi ki az áramlást (ezáltal a henger összeesik).
A kétállású háromutas szelepek gyakran mágnesszelepek az automatizáláshoz, de mechanikusan vagy pneumatikusan is működtethetők. Csak két állapotuk van – például feszültség alatti vagy feszültségmentesített –, így egyszerűek a folyadékáramlás be- és kikapcsolására. A gyakorlatban a belső orsó konfigurálásától függően 'normál zárt' (az áramlást blokkolja, amíg aktiválják) vagy 'normál nyitott' (lehetővé teszik az áramlást működésbe lépésig a blokkoláshoz) jelöléssel.
Háromállású hatutas szelepek (6/3 szelepek)
A háromállású hatutas szelep bonyolultabb, hat porttal és három orsóhelyzettel (általánosan emlegetik 6/3-os szelepként ). Ez a konfiguráció kevésbé elterjedt, mint a szabványos 4 utas szelepek, de extra portokat biztosít a bonyolultabb áramlásszabályozáshoz. Lényegében egy 3 állású 6 utas szelep több áramlási útvonalat vagy akár több működtetőt is képes kezelni egy szelepről a belső nyílás kialakítása révén. Ez olyan, mintha két összekapcsolt szelep lenne egy házban, ami rugalmasságot biztosít a fejlett áramkörök létrehozásához.
A megjelenítéshez vegye figyelembe, hogy egy tipikus 4 utas szelep (kettős működésű hengerhez) rendelkezik P, T, A, B csatlakozókkal. Most egy 6 utas szelep további két portot ad hozzá (gyakran P2 és T2 vagy N felirattal, valamint egy extra visszatérővel). Ezek a további portok másodlagos be-/kimenetként vagy szolgálhatnak teljesítmény-túllépési útvonalként . Sok esetben egy 6 utas szelepet úgy terveztek, hogy összekapcsolható legyen más szelepekkel . könnyen A P/T portok egy készlete csatlakozhat az elsődleges szivattyúhoz és a tartályhoz, az extra P2/T2 portok pedig egy másik szelepfokozatból táplálhatnak vagy fogadhatnak áramlást. Ez lehetővé teszi több ilyen szelep szükség szerint sorba vagy párhuzamos csatlakoztatását.
Például a Festo kézi emelőkaros 3 állású 6 utas szelepet kínál hidraulikus tréningrendszerekhez. Semleges középső helyzetében (rugóközpontú) utat nyit az elsődleges nyomás bemenetétől az elsődleges tartályig (a szivattyú kiürítése), miközben blokkolja a másodlagos nyílásokat és a munkanyílásokat (P1 → T1 nyitva van, míg P2, T2, A, B zárva van). Ez azt jelenti, hogy amikor a szelep középre van állítva, nem mozdul el a hajtómű, és a szivattyú áramlása alacsony nyomáson (üresjáraton) egyszerűen a tartályba megy. A szelep két aktív helyzete ezután irányíthatja az áramlást különböző funkciók eléréséhez vagy különböző áramkörök csatlakoztatásához. Az egyik pozíció a P1-ből A-ba és B-ből T1-be irányíthatja az áramlást (mint egy henger meghosszabbítása), míg egy másik pozíció összekötheti a P1-et B-vel és A-t a T1-vel (a henger visszahúzása). Ezzel egyidejűleg a P2 és T2 portok jelenléte azt jelenti, hogy ez a szelep átvezeti az áramlást egy másik szelephez vagy onnan: több 6 utas szelep összekapcsolásával soros, párhuzamos vagy akár vegyes (soros párhuzamos) áramkörök valósíthatók meg egy rendszerben . Lényegében az extra portok szabadságot adnak a tervezőknek a szelepek láncolásához vagy az áramlás megosztásához külső pólószerelvények nélkül.
Felhasználási eset: A háromállású hatutas szelepek gyakran jelennek meg mobil hidraulikában és összetett gépekben. Például az egyik kerekes rakodó kivitelben a dőlésszabályozó orsó egy 3 állású, 6 utas szelep volt, amely a kanál billenőhengerét két irányban (fel/le billentés) és egy harmadik funkciót is vezérelte – a kanál bilincsét vagy zárását – mindezt egyetlen szeleporsóval. Ez egy olyan fejlett konfiguráció, ahol egyetlen többutas szelep két mozgást és egy rögzítési funkciót tud kezelni azáltal, hogy ügyesen csatlakoztatja az orsót különböző helyzetekben. (Ugyanabban a gépben egy másik orsó volt egy 4 állású 6 utas szelep a gémhez, aminek még egy extra úszóállása is volt.) Ezek a példák azt mutatják, hogy a 6 utas szelepek több hidraulikus funkció integrálására szolgálnak, gyakran helytakarékosság és a hidraulikus kör egyszerűsítése érdekében.
Az áramkör tervezése szempontjából a 3 állású 6 utas szelep különösen akkor hasznos, ha nyitott központú semlegesre van szüksége (a szivattyú tehermentesítésére), de még mindig van mód a nyomás továbbítására további szelepekre. Az extra 'utak' konfigurálható átvivő (túlfeszültség) kimenetként és másodlagos bemenetként . Ez lehetővé teszi a szelepek sorba állítását (az áramlás áthalad az egyiken, hogy táplálja a következőt) vagy párhuzamosan (mindkét szelep a betáplálásból táplálkozik), ahogyan dugja vagy csatlakoztatja ezeket a portokat. A következőkben megvizsgáljuk, mit jelent a szelepek párhuzamos vagy soros összekapcsolása , és hogyan teszik lehetővé ezek a többutas szelepkonfigurációk ezeket az áramkör-terveket.
Párhuzamos vs. sorozatú hidraulikus áramkörök
Ha egy hidraulikus rendszerben több aktuátort (hengereket, motorokat) vezérel, két alapvető áramköri elrendezés áll rendelkezésére:
Párhuzamos áramkörök: Minden szelep/működtető ág közvetlenül a nyomásellátó vezetékből táplálkozik (és önállóan visszatér a tartályba). Ez azt jelenti, hogy több állítómű is fogadhat áramlást egyszerre , megosztva a szivattyú áramlását. Párhuzamos beállítás esetén az egyik funkció aktiválása nem akadályozza meg a másikhoz való áramlást – a folyadék többféle úton haladhat. Ha azonban két aktuátort együtt üzemeltetünk, azok versengenek az áramlásért, és jellemzően a kisebb ellenállású (kisebb terhelés) mozog először vagy gyorsabban. A párhuzamos áramkörök gyakoriak a modern berendezésekben, mert lehetővé teszik a többfunkciós vezérlést – például a gém felemelését, miközben egy kar lendítését egyidejűleg.
Soros áramkörök: A szelepek vagy működtetők vannak elrendezve egy vonalban , így a folyadék átfolyik az egyiken, majd a másikba. Valójában az egyik funkció a másik után van. Ez gyakran azt jelenti, hogy a felfelé irányuló szelepmozgatónak van elsőbbsége – először az áramlást kapja, és csak a nyomás befejezése vagy a nyomás növelése után a folyadék táplálja a következő szelepmozgatót. Ha két szelep sorba van kapcsolva, és az első szelepet működtetik, az elterelheti az összes áramlást, levágva a későbbi szelepeket (amíg az első meg nem oldódik vagy ki nem oldódik). A soros áramkörök általában okoznak szekvenciális működést : az egyik működtetőelem mozog, majd a következő, nem pedig egyszerre. Ez hasznos lehet a mozdulatok automatikus sorrendbe állításához vagy a biztonság kedvéért (annak biztosítása, hogy az egyik művelet befejeződjön, mielőtt a másik elindulna), de korlátozhatja két dolog egyidejű elvégzésének lehetőségét.
Könnyű analógia az elektromos áramkörökre vagy a vízáramra gondolni: A párhuzamos áramkör olyan, mintha két készüléket egy elosztón keresztül csatlakoztatnánk ugyanabba a konnektorba – működhetnek együtt (bár megosztják a rendelkezésre álló áramot). A soros áramkör olyan, mint a készülékek bekötése egy láncba – a második csak az elsőn keresztül kap áramot; ha az első ki van kapcsolva, a második nem kap semmit. Folyékony hasonlattal képzeljünk el két vízikereket egy patakban: párhuzamosan a patak kettéválik, és mindegyik kerék saját áramlást kap; sorozatban a víznek meg kell forgatnia az első kereket, majd ami megmarad, az továbbpörgeti a másodikat. Sorozat esetén az első kerék elveszi, amire szüksége van, és a második megkapja a 'maradék' áramlást (és ha az első elakad, a második teljesen leáll).
Egyik megközelítés sem 'jobb' minden esetben – egyszerűen más célt szolgálnak. Sok hidraulikus rendszer valójában kombinációt használ: egyesek párhuzamosan, mások sorosan működnek, és szükség esetén speciális szelepeket (például szekvenciális szelepeket vagy áramláselosztókat) használnak a koordinációhoz. Most pedig nézzük meg, hogyan vannak beállítva a többutas irányított szelepek minden esetben.
Párhuzamos hidraulikus áramkörök megvalósítása többutas szelepekkel
Párhuzamos áramköri elrendezésben minden egyes irányszelep (vagy egy többorsós szelepsor minden egyes szakasza) egymástól függetlenül csatlakozik a tápnyomáshoz. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy a szelepek összes P portja egy közös nyomóvezetékhez (elosztócsőhöz) van kötve a szivattyútól, és minden T port visszatér a tartályvezetékhez. Ha egyik szelepet sem működtetik, a folyadék (egy nyitott központú rendszerben lévő fix lökettérfogatú szivattyúból) általában egy nyitott központú úton kering a tartályba. Abban a pillanatban, amikor bármelyik orsó átvált egy henger meghajtására, blokkolja ezt a központi bypass-t, és az áramlást a szelepszerelvény párhuzamos pályáira irányítja. Ekkor az olaj a párhuzamos hálózat összes hajtóműve számára elérhető. Ha több orsót mozgat egyszerre, az áramlás megoszlik – bár nem mindig egyenlően. Általában a legkisebb terhelésű (legkisebb ellenállású) működtető mozdul először, mivel ez megkönnyíti az áramlást, ezt a jelenséget a 'legkisebb ellenállás útja' effektusként ismerik. A kezelők ezt gyakran úgy figyelik meg, hogy az egyik funkció lelassul, amikor egy másik, nagyobb terhelésű funkciót egyidejűleg működtetnek – a könnyebb terhelés ellopja az áramlást, amíg az ellenállása meg nem nő.
Szelep kialakítása párhuzamos áramkörökhöz: A modern többszakaszos szelepeket gyakran párhuzamos áramkörrel építik fel (néha 'párhuzamos középső' kialakításnak nevezik). Ez biztosítja, hogy amikor az egyik szakaszt aktiválják, az alsó szakaszok továbbra is hozzáférjenek a nyomáshoz. Például sok kotró és rakodó párhuzamos szelepsorokat használ, így a vezető több feladatot is végrehajthat. Ha egynél több funkció van bekapcsolva, a szivattyú áramlása megoszlik, és gyakran nyomáskompenzátort vagy áramlásszabályozást használnak a fordulatszámok kiegyenlítésére. Egy nem kompenzált párhuzamos körben, ha két orsó nyitva van, előfordulhat, hogy az összes áramlás az egyik működtetőhöz megy, amíg az elegendő terhelést nem talál, majd a másik elindul – ezért az emelés és a tekercselés funkciók kölcsönhatásba léphetnek. Különféle megoldások, például áramlásmegosztó szelepek vagy terhelésérzékelő rendszerek egészülnek ki ennek megoldására, de alapvetően a párhuzamos elrendezés az, ami lehetővé teszi az egyidejű működést.
A párhuzamos áramkör felállítása különálló szelepekkel egyszerű: csatlakoztassa az összes P portot a szivattyúhoz (vagy egy közös nagynyomású galériához), és az összes T portot együtt a tartály visszatérőhöz. Minden szelep munkaportja a megfelelő hengerhez vagy motorhoz megy. Ha többutas szelepeket használ N-csatlakozóval (túlfeszültség) , akkor általában olyan dugót kell beszerelni , amely a szelepet nyitott központú párhuzamos áramlássá alakítja (úgy, hogy semleges állapotban az áramlás a T-nyíláson keresztül menjen ki a tartályba, nem pedig az N-be). Párhuzamos konfigurációban az N port le van tiltva, vagy külön célra használható (például egy kiegészítő táplálására csak akkor, ha a fő funkciók inaktívak). Sok szabványos hidraulikus monoblokk szelep alapértelmezés szerint párhuzamos: például a 'párhuzamos áramkör' az elterjedt kialakítás, míg a 'tandem (soros) áramkör' speciális lehetőség lehet.
A párhuzamos áramkörök előnyei: A nagy előny a független vezérlés – a működtetőknek nem kell fix sorrendben mozogniuk. Bármilyen mozgást elindíthat vagy leállíthat, a többitől függetlenül (a szivattyú kapacitásától függően). Ideális, ha azt szeretné, hogy a gép kombinált műveleteket hajtson végre, például kormányozzon vezetés közben, vagy emeljen egy munkaeszközt, miközben kinyújtja azt. A hátránya az áramlásmegosztás kérdése; ha az egyik működtető alacsony nyomást és nagy áramlást igényel, akkor egy másikat kiéhezhet. A tervezők ezt áramlásszabályozó szelepekkel, prioritási szelepekkel vagy terhelésérzékelős szivattyúkkal mérsékelték annak biztosítása érdekében, hogy minden funkció megkapja a szükséges áramlást. Mindazonáltal a párhuzamos áramkörök a rugalmasságot igénylő többműködtetős rendszerek fő irányvonalai.
Sorozatos hidraulikus áramkörök megvalósítása többutas szelepekkel
Soros áramköri elrendezésben a szelepeket egymás után csatlakoztatják úgy, hogy az egyik kimenete táplálja a következő bemenetét. Képzeljük el, hogy a szivattyú nyomóvezetéke az 1. szelep P portjába megy; majd az 1. szelepből kilépő áramlás (semleges állásban) a 2. szelep P portjába kerül, és így tovább. A szelep (N) csatlakozón túli teljesítménye a kulcsa ennek megvalósításához – a nagynyomású áramlást továbbítja a sorban következő szelephez, miközben az eredeti szelepnek továbbra is megvan a saját visszatérési útvonala a tartályhoz, amikor működik. Ha egy szelep kimeneti szakaszába beépít egy tápfeszültséget meghaladó adaptert , akkor leválasztja az áramlást: a nagynyomású áramlás az N-porton megy ki, hogy táplálja a szelepek utáni szelepeket, és a szelepen lévő T-csatlakozó csak az alacsony nyomású tartály visszatérését kezeli. Lényegében az N port a nyomóvezeték sorozatos folytatása lesz.
Ha a szelepek (vagy szakaszok) ilyen sorba vannak kapcsolva, a szivattyúhoz legközelebb esőnek van elsőbbsége. A folyadék felváltva áramlik át minden szelepen . Ha az első szelepet működtetik, az általában átirányítja a szivattyú áramlását a szelepmozgatójába, és megakadályozza, hogy az áramlás tovább jusson (amíg az első szelep igénye nem teljesül, vagy vissza nem térítik nullára). Csak akkor, ha az 1. szelep semleges helyzetben van, az áramlás szabadon jut el a 2. szelephez (és akkor a 2. szelep használhatja). Ha az 1. szelep részben nyitva van (fojtó), a 2. szelep csak azt a többletáramot (vagy nyomást) kaphatja, amelyet az 1. nem használ fel. Ez az oka annak, hogy a soros áramkörök eredendően szekvenciális vagy prioritás alapú vezérlést hoznak létre . Például, ha két emelőhengert szelepeken keresztül sorba állít, az első teljesen kinyúlhat, mielőtt a második elmozdulna, biztosítva a rendezett sorrendet (ez kívánatos lehet olyan alkalmazásokban, mint a kitámasztókarok egymás utáni elhelyezése).
Szelepkonstrukció soros áramkörökhöz: A klasszikus rögzített szivattyús rendszerekben a nyitott központú szelepeket tandem középső (soros) orsóval használják. Semleges helyzetben minden szelep folyadékot továbbít a következőhöz, mintha egy folyamatos csövön keresztül a tartályba. Amikor egy szelepet működtetnek, annak orsója elvágja az áramlási útvonalat (előnyben részesítve a funkcióját). Például a régebbi traktor-rakodóknál a rakodószelepsor gyakran sorba kapcsolt a kotrószeleppel – a rakodó bekapcsolása ellophatta az áramlást a kotrógépből, hacsak a rakodó orsója nem volt semleges. A modern moduláris szelepekkel rendelkező soros áramkör megvalósításához használja az átviteli (túlfeszültség) portot . Az első szelep N (következő) portja táplálja a második szelep bemenetét, amelynek N portja táplálja a harmadikat, és így tovább, csak az utolsó szelep kimenete megy a tartályba. A láncban minden szelepet fel kell szerelni túlteljesítményre, hogy a teljes szivattyú belső áramlását sérülés nélkül kezelni tudja (vagyis fel van szerelve egy hüvely vagy adapter). a Az N-csatlakozó fontosságát gyártók hangsúlyozzák: kifejezetten 'két szabályozószelep közötti kapcsolat létrehozására' nagynyomású átviteli kapcsolatként szolgál.
A soros áramkörök előnyei és szempontjai: Az elsődleges előny, hogy könnyen létrehozhat prioritás- vagy sorrendvezérlést extra szekvenáló szelepek nélkül – az upstream funkciónak természetesen van elsőbbsége. A soros csatlakozás emellett leegyszerűsíti a vízvezeték-szerelést azokban a rendszerekben, ahol egy időben várhatóan csak egy funkció működik (az áramlás csak lefelé halad, ha minden felfelé irányuló szelep elégedett). Csökkentheti a szivattyúból érkező tömlők számát (egy sor be, egy sor ki a szelepláncból). Vannak azonban fontos szempontok és hátrányok:
Szekvenciális működés: Amint megjegyeztük, az egyidejű működés korlátozott vagy lehetetlen speciális nyomáskiegyenlítő szelepek nélkül. Ez sok esetben hátrány, mert korlátozza a többfeladatos munkát. Szándékosan csak akkor használják, ha az egymás utáni működtetés kívánatos vagy elfogadható. Egyébként a tervezők a párhuzamos vagy terhelésérzékelő rendszereket részesítik előnyben a modern gépeknél, hogy lehetővé tegyék a kombinált mozgást.
Nyomásesés és hő: Ha a folyadékot egymás után több szelepen nyomja át, az kumulatív nyomásesést okozhat. Minden szelep és belső járatai növelik az ellenállást. Mire a folyadék eléri az alsó szelepet, a rendelkezésre álló nyomás csökkenhet (különösen, ha egy felfelé irányuló funkció van használatban). A fel nem használt energia hővé alakul. Így a soros áramkörök kevésbé hatékonyak lehetnek, ha több szelep gyakran aktív, vagy ha hosszú áramlási utakat használnak.
Szelepkapacitás illesztése: A szelepek sorba kapcsolásakor győződjön meg arról, hogy mindegyik szelep képes kezelni a rendszer teljes áramlását és nyomását . A következő szelepmozgatók összes áramlása a felfelé irányuló szelepek galériáin halad át. Ha az áramlási sebesség meghaladja a szelepek névleges értékét, fennáll a nyomásveszteség, a szelep károsodásának vagy az instabil működésnek a kockázata (pl. orsó elakadása vagy szivárgás). Hasonlóképpen, minden sorba kapcsolt szelep látja a nyomást mind a saját terheléséből, mind a felhalmozódó terhelésekből. Ha az egyik szakaszt alacsonyabb nyomásra állítják, az lelassíthatja az alsó funkciókat, vagy leállást okozhat. A szelepek megfelelő kiválasztása és kalibrálása (az áramlási/nyomási specifikációk és a tehermentesítő beállítások megfelelője) elengedhetetlen a biztonságos, hatékony sorozatműködéshez.
Bonyolultság és karbantartás: A sorozatos elrendezés azt jelenti, hogy a rendszer kölcsönösen függ egymástól – egy szelep meghibásodása vagy szivárgása hatással lehet az összes mellékfunkcióra. Több kapcsolat van egy láncban, ami növeli a bonyolultságot. Fontos a rendszeres karbantartás és a nyomásbeállítások, a szivárgás és a szennyeződés ellenőrzése. Ennek ellenére a sorozatos megközelítés helyet takaríthat meg (kevesebb szivattyúsor) és költséget (egyszerűbb szivattyú vagy egyetlen biztonsági szelep a lánchoz), ezért ez egy kompromisszum.
Alkalmazási példa: Tekintsünk egy hidraulikus emelőt két fokozattal, amelyeknek egymás után kell emelkedniük. A hengervezérlő szelepek sorba kapcsolásával az első fokozat teljesen meghosszabbodik, mielőtt a nyomás elegendő lesz a második fokozat meghajtásához – egyszerű sorrendet érve el elektronikus vezérlés nélkül. Egy másik esetben a kerekes rakodó kínai kézikönyve megjegyezte, hogy a többutas szelep belső soros áramkörrel rendelkezik a gém és a billenőhenger vezérlésére, szükség szerint rögzítve az egyes részeket. Ez biztosította, hogy amikor egyik orsó sem aktív, mindkét henger a helyén marad (zárt középpontok), és a szivattyú áramlása a tartályba megy (nyitott középső járat), és amikor az egyik orsó aktív, eltereli az áramlást az adott funkcióhoz, míg a másik funkció zárva marad. Az ilyen kialakítások bemutatják, hogy a soros áramkörök hogyan tudnak megfelelni a biztonság vagy az egyszerűség érdekében meghatározott működési követelményeknek.
Többutas szelepek használata a kívánt áramkör felépítéséhez
A párhuzamos vs. sorozatok megértésével összefoglalhatjuk, hogy a többutas szelepek hogyan segítenek elérni mindegyiket:
Párhuzamos áramkör beállítása: Használjon szelepeket (vagy több orsószelepes elosztót) közös nyomástáppal. Monoblokkos vagy szekcionált szelep-szerelvényben válasszon párhuzamos konfigurációt úgy, hogy bármely orsó eltolása az áramlást arra a szakaszra irányítsa, miközben fenntartja a többiek ellátását. Győződjön meg arról, hogy a szivattyú képes biztosítani a kombinált áramlást, ha több funkció együtt működik. Ha szükséges, szereljen be áramlásszabályozó szelepeket vagy terhelésérzékelőt az ágak közötti áramlásmegosztás kezelésére. Minden visszatérő vezeték a tankhoz megy. (Minden szelepre úgy tekintsen, mint egy fővezeték elágazására.)
Soros áramkör beállítása: Kapcsolja össze a szelepeket a teljesítménytúllépés (átvitel) funkcióval. Az első szelep kimenete (N port) táplálja a következő szelep bemenetét, és így tovább. Használjon tandem központú vagy nyitott középső orsókat, amelyek lehetővé teszik az átfolyást semleges helyzetben. Állítsa be a prioritás szempontjából legkritikusabb funkciót elsőként a sorban. Ellenőrizze az egyes szelepek névleges értékét a szivattyú teljes áramlásához. Opcionálisan adjon hozzá szekvenciális szelepet vagy nyomásszabályozó szelepet, ha pontos nyomásküszöbre van szüksége az egyik funkcióról a másikra való váltáshoz (a sorrend finomhangolásához). Minden közbenső szelepnek csak a saját visszatérő áramlását kell kezelnie a tartálynyílásokkal, nem a teljes szivattyúáramlást. A sorozat utolsó szelepe a lánc végén lévő tartályba ürül. (Minden szelepre úgy tekintsen, mint egy láncszemre, amely átadja az áramlást a következőnek.)
Kombinált áramkörök: Egyes rendszerek hibridet használnak. Például két szelep működhet párhuzamosan (mindkettő kapja a szivattyú áramlását), míg a harmadik egy szekvencián keresztül táplálkozik utánuk – gyakorlatilag soros párhuzamos keverés. A többutas szelepegységek (mint a tárgyalt 6 utas szelepek) lehetővé teszik ezt azáltal, hogy több portot biztosítanak a szelepek kreatív összekapcsolásához. Egy mérnök csatlakoztathat bizonyos portokat, hogy az áramkör egyik részét sorosan, a másikat pedig párhuzamosan állítsa be. A cél annak biztosítása, hogy minden működtető a megfelelő időben a megfelelő áramlást kapja. Összetett rendszerek esetén az elosztóblokkokat gyakran belső átjárókkal tervezik, hogy elérjék a kívánt soros/párhuzamos utak hálózatát.
Következtetés
A terminológia megértése 'kétállású háromutas' és 'háromállású hatutas' alapvető fontosságú a hidraulikus szelepek kiválasztásánál vagy megvitatásánál. A 3/2-es szelep egyszerű kétállapotú vezérlést kínál az egysoros működtetőkhöz vagy előjelekhez, míg a 6/3-os szelep többportos, többállapotú megoldást kínál bonyolultabb áramlási útvonalakhoz, gyakran magában foglalja a soros vagy párhuzamos áramkörök egyszerű konfigurálását a szelepek összekapcsolása alapján.
A hidraulikus körök tervezésekor a párhuzamos és a soros konfiguráció (vagy kombináció) közötti döntés drasztikusan befolyásolja a gép működését. A párhuzamos áramkörök lehetővé teszik az egyidejű, független mozgást az áramlás megosztása árán, így gyakoriak a többfeladatot igénylő rendszerekben. A soros áramkörök szekvenciális működést és prioritást kényszerítenek ki, ami egyszerűsíthet bizonyos vezérléseket, de korlátozza az egyidejű mozgást. A többutas irányított szelepek, különösen azok, amelyek fejlett portokkal rendelkeznek, mint például az N-csatlakozó a túlteljesítményhez, azok az építőelemek, amelyek lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy ezeket az áramköröket a gyakorlatban megvalósítsák – az egy hengert vezérlő egyszerű mágnesszeleptől a többhengeres elosztóig, amely egy egész nehéz berendezést irányít.
A megfelelő szeleptípus és konfiguráció használatával, valamint figyelembevételével az áramlásszabályozás és a szekvenciális szabályozási igények a tervezők biztosíthatják a hidraulikus rendszer rendeltetésszerű működését. Például, ha két hengernek együtt kell mozognia, egy párhuzamos szelepbeállítás választható áramlásszabályozással; ha az egyiknek mindig a másik előtt kell mozognia, akkor ezt egy soros kapcsolat vagy egy szekvenciaszelep éri el. Mindig vegye figyelembe a rendszer terhelési igényeit, biztonságát (pl. tartási pozíciók, amelyek zárt központokat vagy zárószelepeket igényelhetnek), valamint a jövőbeni bővítés lehetséges szükségességét (például egy másik szelep hozzáadása a folyásirányban a túlfeszültségen keresztül). Ha jól ismeri ezeket a fogalmakat és kifejezéseket, magabiztosan olvashatja a hidraulikus kapcsolási rajzokat vagy specifikációs lapokat, és megalapozott döntéseket hozhat a folyadékenergia tervezésében.
GYIK: Hidraulikus szeleptípusok és áramkörök konfigurációi
Q1: Mit jelent a kétállású háromutas szelep egy hidraulikus rendszerben?
A kétállású háromutas szelep (más néven 3/2-es irányszelep) egyfajta hidraulikus irányszelep, három nyílással és két stabil működési pozícióval. Általában egyszeres működésű hengerek vagy vezérlővezetékek vezérlésére használják, lehetővé téve a folyadék áramlását az egyik pozícióban, a másikban pedig a tartályba való légtelenítést. Ezek a szelepek gyakran mágnesszelepes vagy kézi működtetésűek, és egyszerű be-/kikapcsolási folyadékszabályozási feladatokra alkalmasak.
2. kérdés: Mit csinál egy háromállású hatutas szelep?
A háromállású hatutas szelep (6/3 szelep) egy többfunkciós irányszelep hat nyílással és három orsóállással. Lehetővé teszi az összetett áramlási útvonaltervezést, amely gyakran magában foglalja a középső semleges ürítést és a többműködtetős vezérlés konfigurációkon túli teljesítményét. Ezeket a szelepeket általában olyan rendszerekben használják, amelyek szekvenciális vagy vegyes párhuzamos sorozatú vezérlést igényelnek , például rakodókban vagy integrált hidraulikus modulokban.
3. kérdés: Mi a különbség a soros és párhuzamos hidraulikus körök között?
Egy párhuzamos hidraulikus körben több működtető egység kap folyadékot egy közös nyomóvezetékből, lehetővé téve az egyidejű mozgást. Egy soros hidraulikus körben az áramlás az egyik szelepről vagy szelepmozgatóról a másikra halad át, szekvenciális vagy prioritásos szabályozási hatást hozva létre. A soros áramkörök ideálisak a lépésről lépésre történő mozgást igénylő műveletekhez; párhuzamos áramkörök támogatják a független, egyidejű működést.
4. kérdés: Hogyan működik a hidraulikus szelep túlfeszültség (N port) csatlakozása?
Az N-csatlakozó , más néven a teljesítményen túli port , lehetővé teszi, hogy egy irányított szelep nagynyomású folyadékot engedjen át a soros hidraulikus konfigurációban lévő szelepekhez . Az N port használatakor a szelep túlfeszültség-adapterrel van konfigurálva a nyomás és a visszatérő áramlási útvonalak megosztására, lehetővé téve a láncos szelepműködést anélkül, hogy a következő működtetőket kiéheztetné.
K5: Csatlakoztathatom az egyik szelep T (tartály) csatlakozóját a következő szelep P (nyomás) csatlakozójához egy hidraulikus körben?
Nem, T-csatlakozójának közvetlen csatlakoztatása a másik szelepének egyik szelep P-csatlakozójához . a legtöbb hidraulikus rendszerben helytelen az A tartály nyílása alacsony nyomású visszatérő, és a tápellátás használata a következő nyomásszelepet kiéhezteti. Ehelyett használja az N portot (túlfeszültség) a nyomás betáplálásához a soros konfigurációban lévő következő szelepekhez.
6. kérdés: Miért fordul elő áramlási egyensúlyhiány egy párhuzamos hidraulikus rendszerben?
esetén Párhuzamos hidraulikus szelep-beállítás az aktuátorok ugyanazért a szivattyúáramért versenyeznek. A miatt legkisebb ellenállás útja általában a kisebb terhelésű hajtómű mozdul először, ami áramlási egyensúlyhiányt okozhat. Ez a viselkedés nyomáskompenzált áramlásszabályozó szelepekkel vagy terhelésérzékelő technológiával korrigálható az egyenletes áramláseloszlás biztosítása érdekében.
7. kérdés: Milyen típusú hidraulikus szelep a legalkalmasabb a működtetők szekvenciális vezérlésére?
eléréséhez A szekvenciális működtető vezérlés használjon sorba kapcsolt irányszelepeket , vagy integráljon szekvenciális szelepeket a rendszerbe. A soros hidraulikus körök természetesen kikényszerítik a mozgási rendet, különösen, ha háromállású hatutas szelepekkel vagy tandem középső orsó kialakítással kombinálják, amely csak azután vezeti át az áramlást, ha a felfelé irányuló igény teljesül.
