Pot fi utilizate mai multe supape hidraulice în serie? Reguli practice de proiectare pentru circuitele cu supape cu mai multe căi

În multe sisteme hidraulice , o supapă nu este suficientă. Este posibil ca o mașină să aibă nevoie să ridice, să se rotească, să prindă, să vire, să călătorească, să blocheze, să descarce și să protejeze presiunea în același timp. Mai devreme sau mai târziu, un proiectant, un tehnician de reparații sau un producător de echipamente va pune aceeași întrebare: can mai multe supape hidraulice să fie utilizate în serie?

Răspunsul scurt este: da, dar numai atunci când circuitul este proiectat pentru asta . Conectarea supapelor în serie nu este doar o chestiune de a adăuga o supapă după alta. Într-un sistem hidraulic, fiecare supapă creează pierderi de presiune, modifică prioritatea debitului, afectează timpul de răspuns și poate influența următoarea supapă din aval.

Dacă circuitul în serie este proiectat prost, mașina se poate mișca în continuare, dar se poate mișca încet, încălziți uleiul , pierdeți forța sau comportați diferit atunci când două funcții sunt operate împreună. Acesta este motivul pentru care supapele hidraulice conectate în serie trebuie verificate din punct de vedere al debitului, presiunii, contrapresiunii, logicii de control și accesului la întreținere.

Ce este o supapă hidraulică cu mai multe căi?

O Supapa hidraulică cu mai multe căi este un ansamblu de supapă de control utilizat pentru a distribui uleiul hidraulic de la pompă către diferite dispozitive de acționare, cum ar fi cilindrii hidraulici și motoarele hidraulice. În funcție de design, acesta poate include bobine direcționale, supape de siguranță, supape de reținere, supape de reținere a sarcinii, supape anti-șoc, supape anti-cavitație, secțiuni de control proporționale sau alte funcții auxiliare.

În termeni simpli, supapa cu mai multe căi acționează ca controlorul de trafic al unui sistem hidraulic . Acesta decide ce servomotor primește ulei, unde merge uleiul de retur și cum sunt coordonate diferite acțiuni.

Supapele cu mai multe căi sunt utilizate pe scară largă deoarece reduc complexitatea conductelor și permit integrarea mai multor funcții de control într-un singur corp de supapă. Pentru OEM și companii de reparații, acest lucru poate economisi spațiu de instalare și simplifica aspectul sistemului. Cu toate acestea, cu cât un grup de supape controlează mai multe funcții, cu atât circuitul trebuie proiectat mai atent.

Ce înseamnă „Supape în serie”?

Când oamenii spun „supape în serie”, ei pot însemna lucruri diferite. Acesta este unul dintre motivele pentru care subiectul provoacă adesea confuzie.

Într-un circuit hidraulic, supapele pot fi considerate „în serie” atunci când uleiul care părăsește o supapă sau o secțiune de supapă trece într-o altă supapă înainte de a se întoarce în rezervor sau de a ajunge la servomotor. În hidraulica mobilă, acest lucru se poate întâmpla în mai multe moduri.

Întrebarea cheie nu este doar dacă supapele pot fi conectate. Întrebarea mai bună este: ce trebuie să lase supapa din amonte disponibilă pentru supapa din aval?

Acestea includ debitul, presiunea, capacitatea căii de retur, uleiul pilot, calea de drenaj și prioritatea de control.

Pot fi utilizate mai multe supape hidraulice în serie?

Da, mai multe supape hidraulice pot fi utilizate în serie, dar designul trebuie să se potrivească cu funcția hidraulică. Unele conexiuni în serie sunt comune și sigure. Altele creează un control instabil, deoarece două supape pot încerca să controleze aceeași variabilă în același timp.

Un circuit de supapă în serie este de obicei rezonabil atunci când fiecare supapă are o activitate diferită. De exemplu, o supapă poate controla direcția, o altă supapă poate menține sarcina și o altă supapă poate proteja circuitul de suprapresiune. În acest caz, supapele nu se luptă între ele. Ei îndeplinesc sarcini separate în cadrul aceluiași sistem hidraulic.

Un circuit în serie este de obicei rezonabil atunci când:

• Fiecare supapă are o funcție diferită.

• Supapa din aval primește încă suficientă presiune și debit.

• Supapa din amonte are o cale corespunzătoare de alimentare dincolo sau de transfer.

• Uleiul de retur nu creează contrapresiune excesivă.

• Setările de relief și siguranță sunt aranjate în ordinea corectă.

• Capacitatea pompei este suficientă pentru funcțiile combinate necesare.

• Se iau în considerare accesul la întreținere și diagnosticarea defecțiunilor.

De obicei este riscant atunci când:

• Două supape încearcă ambele să măsoare același debit.

• Prima supapă blochează sau clasează uleiul necesar celei de-a doua supape.

• Ieșirea supapei este utilizată incorect ca alimentare cu presiune.

• Porturile rezervorului sunt expuse la o presiune peste valoarea nominală.

• Linia de retur este prea mică și creează contrapresiune ridicată.

• Aparatul necesită mișcări simultane, dar circuitul nu este proiectat pentru partajarea fluxului.

• Setările de relief sunt în conflict între ele.

Cea mai mare problemă: căderea presiunii

Fiecare supapă hidraulică are rezistență internă. Uleiul trebuie să treacă prin porturi, terenuri de bobină, caneluri, supape de reținere , compensatoare, fitinguri și galerii. Chiar și atunci când o supapă este complet deschisă, presiunea este încă pierdută pe supapă.

O supapă poate crea o cădere de presiune acceptabilă. Trei supape în serie nu pot.

Căderea de presiune contează deoarece devine căldură și reduce presiunea utilă la actuator. Dacă pompa produce 180 bari, dar uleiul pierde 20 bari prin restricțiile supapei înainte de a ajunge la motor, motorul nu primește întreaga presiune utilă. Într-un circuit de motor hidraulic cu cuplu mare, această pierdere poate fi diferența dintre funcționarea lină și mișcarea slabă sub sarcină.

Pentru mașinile hidraulice, căderea excesivă de presiune apare adesea ca cilindri mai lenți, motoare slabe, ulei mai fierbinte și consum mai mare de combustibil sau energie.

Semne practice ale căderii excesive de presiune

Prioritatea fluxului: cine primește primul ulei?

Într-un circuit în serie, supapa din amonte are în mod normal prioritate, deoarece uleiul ajunge primul la el. Dacă secțiunea din amonte este complet funcționată, secțiunea din aval poate primi un debit mai mic sau să nu primească debit, în funcție de designul supapei.

Acest lucru este acceptabil la unele mașini. De exemplu, un simplu instrument agricol poate să nu necesite două acțiuni în același timp. Dar în echipamentele care necesită mișcare coordonată, prioritatea slabă a fluxului devine o problemă serioasă.

Luați în considerare o mașină în stil excavator. Dacă toate funcțiile brațului, brațului, cupei, balansării și deplasării necesită o coordonare lină, este posibil ca o distribuție simplă a supapelor în serie să nu ofere controlul necesar. Sistemul poate avea nevoie de supape de detectare a sarcinii, supape de partajare a fluxului, supape prioritare sau control proporțional.

Pentru echipamentele cu costuri reduse, o supapă secțională de bază poate fi suficientă. Pentru mașinile care necesită un control multifuncțional precis, arhitectura supapelor este mai importantă decât simpla adăugare a mai multor secțiuni de supapă.

Setările de presiune nu trebuie să se lupte între ele

Supapele hidraulice includ adesea funcții de control al presiunii. Supapele de siguranță , supapele de secvență, supapele reducătoare, supapele de contrabalansare, supapele de frână și supapele de descărcare influențează toate presiunea.

Când aceste supape sunt conectate în serie, setările lor de presiune trebuie aranjate cu grijă.

Acesta este motivul pentru care proiectarea supapelor în serie nu ar trebui să se bazeze doar pe valorile nominale ale presiunii. Inginerii trebuie să verifice presiunea reală de lucru, presiunea de retur, presiunea pilot și căderea de presiune sub sarcină.

Metode de control: manual, electric, hidraulic și proporțional

Circuitele în serie devin mai complicate atunci când sunt amestecate diferite metode de control.

O supapă manuală poate fi acţionată manual. Un supapa controlată electric depinde de tensiune, curent, forța solenoidului și logica semnalului. O supapă pilotată hidraulic depinde de presiunea pilotului. O supapă proporțională depinde de precizia semnalului de control și de curățarea uleiului.

Dacă aceste supape sunt plasate într-un circuit fără o logică clară, operatorul poate simți răspuns întârziat, viteză neuniformă sau mișcare instabilă.

În mașinile reale, problema nu este adesea corpul supapei în sine. Este momentul.

De exemplu, a supapa solenoidală se poate schimba rapid, dar o supapă pilotată hidraulic din aval poate să nu se deschidă până când presiunea pilot nu crește. O supapă de contrabalansare poate menține o sarcină corect, dar dacă contrapresiunea de retur crește deoarece funcționează o altă supapă, sarcina poate scădea în mod neuniform. O supapă proporțională poate măsura debitul fără probleme în atelier, dar pe mașină poate deveni instabilă dacă supapa din amonte îi înfometează debitul.

Când circuitele supapelor în serie au sens

Supapele hidraulice conectate în serie sunt utile atunci când fiecare supapă are un rol clar. Mai jos sunt situații comune în care proiectarea în serie poate fi rezonabilă.

1. Supapă direcțională plus supapă de reținere a sarcinii

O supapă de control direcțională poate controla mișcarea cilindrului , în timp ce o supapă de reținere acționată pilot sau o supapă de contrabalansare menține sarcina. Acest lucru este obișnuit în echipamentele de ridicare, stabilizatoare, macarale și cilindri verticali.

2. Supapă direcțională plus supapă de frână

Motoarele hidraulice utilizate în troliuri, transmisii de deplasare sau sisteme de rotire necesită adesea controlul frânelor. Supapa de direcție controlează direcția uleiului, în timp ce supapa de frână sau supapa de echilibrare gestionează controlul sarcinii și previne mișcarea eliberată.

3. Supapă cu mai multe căi cu priză Power-Beyond

Un manșon de alimentare dincolo de putere sau un orificiu de transfer permite uleiului sub presiune să alimenteze o altă supapă în aval. Acest lucru este comun la tractoare, încărcătoare și sisteme hidraulice mobile. Oricum, orificiul rezervorului nu trebuie utilizat ca ieșire de presiune decât dacă supapa este proiectată pentru aceasta.

4. Combinație de control al presiunii și al debitului

Unele bancuri de testare sau mașini industriale au nevoie de ambele controlul presiunii și controlul debitului. În acest caz, două supape pot fi utilizate împreună, dar scopul lor de control trebuie separat. O supapă poate seta presiunea maximă, în timp ce alta contorizează curgerea.

5. Funcții auxiliare pe mașini simple

Pentru echipamentele simple care nu necesită funcționare simultană, o conexiune în serie poate reduce costurile și simplifica aspectul.

Când ar trebui să evitați supapele în serie

Circuitele în serie nu sunt întotdeauna cea mai bună alegere. În unele cazuri, circuitele paralele, blocurile colectoare, sistemele de detectare a sarcinii sau grupurile de supape personalizate sunt mai bune.

Principalul punct este simplu: un aspect al supapei ar trebui să urmeze funcția mașinii, nu doar confortul conductelor.

Lista de verificare pentru selecția supapelor hidraulice conectate în serie

Înainte de a utiliza mai multe supape hidraulice în serie, verificați următoarele puncte.

Ce tip de supapă hidraulică ar trebui să aleagă cumpărătorii?

Pentru producătorii de echipamente și companiile de reparații, cea mai bună alegere a supapei depinde de cerințele de control ale mașinii.

Dacă selectați o supapă pentru mașini de construcții, mașini agricole, vehicule speciale sau echipamente industriale, puteți consulta și soluții hidraulice de control direcțional pentru mai multe opțiuni de produs.

Greșeli frecvente în proiectarea supapelor hidraulice în serie

Greșeala 1: Utilizarea portului rezervorului ca ieșire de presiune

Aceasta este una dintre cele mai periculoase greșeli. Multe supape au orificii de rezervor proiectate numai pentru ulei de retur. Dacă orificiul rezervorului este presurizat pentru a alimenta o altă supapă, corpul supapei sau garniturile pot fi deteriorate. Utilizați un port de alimentare adecvat dacă este necesară alimentarea sub presiune în aval.

Greșeala 2: Ignorarea presiunii de întoarcere

Presiunea de retur poate afecta presiunea de scurgere a carcasei motorului , mișcarea cilindrului, comportamentul supapei de contrabalansare și durata de viață a etanșării. În unele sisteme, problema nu este linia de presiune, ci linia de retur.

Greșeala 3: Setarea aleatorie a tuturor supapelor de siguranță

Dacă mai multe supape au funcții de reducere, setarea cea mai joasă se va deschide de obicei prima. Acest lucru poate face ca o altă supapă de siguranță să nu aibă sens. Setările de relief ar trebui să fie planificate, nu ghicite.

Greșeala 4: supradimensionarea sau subdimensionarea supapei

O supapă prea mică creează pierderi de presiune și căldură. O supapă prea mare poate reduce sensibilitatea controlului, în special la debit scăzut. Dimensiunea supapei ar trebui să se potrivească cu debitul de lucru, nu numai cu dimensiunea filetului orificiului.

Greșeala 5: Uitarea funcționării simultane

Un circuit poate funcționa bine atunci când o funcție este testată singură. Dar când două sau trei funcții funcționează împreună, fluxul poate să nu fie suficient. Testați întotdeauna mașina în condiții reale de lucru.

Un exemplu practic

Imaginați-vă o mașină agricolă mică folosind una pompă cu viteze pentru a conduce trei funcții: ridicare, mișcare auxiliară a direcției și un motor hidraulic.

Dacă prima secțiune de supapă controlează ridicarea și utilizează cea mai mare parte a debitului pompei, motorul din aval poate încetini sau se poate opri atunci când ridicarea este operată. Dacă conducta de retur a motorului trece printr-o altă supapă restrictivă, contrapresiunea poate crește. Dacă setarea de reducere a supapei din amonte este mai mică decât presiunea necesară motorului, motorul nu va atinge niciodată cuplul maxim.

Proprietarul mașinii poate crede că motorul hidraulic este slab. În realitate, motorul poate fi bine. Adevărata problemă este că circuitul supapei nu lasă suficientă presiune și debit pentru funcția din aval.

Acesta este motivul pentru care depanarea hidraulică ar trebui să măsoare întotdeauna presiunea și debitul în diferite puncte ale circuitului, nu numai să înlocuiască componente.

Sfaturi de întreținere pentru sistemele de supape în serie

Sistemele de supape în serie necesită o întreținere mai atentă, deoarece o problemă cu supapa poate influența întregul circuit.

• Verificați regulat curățenia uleiului.

• Înlocuiți filtrele înainte ca blocarea să provoace înfometarea fluxului.

• Inspectați bobinele supapelor pentru lipirea sau întoarcerea întârziată.

• Verificați setările supapei de siguranță după reparații.

• Măsurați presiunea înainte și după punctele de restricție suspectate.

• Fii atent la anormal cresterea temperaturii uleiului.

• Inspectați liniile de retur și filtrele rezervorului.

• Confirmați tensiunea solenoidului și starea conectorului.

• Păstrați etichetele supapelor și marcajele furtunurilor clare.

• Înregistrați valorile presiunii după punerea în funcțiune.

Un sistem hidraulic curat și bine etichetat este mult mai ușor de diagnosticat decât un sistem în care fiecare furtunul și supapa arată la fel.

Concluzie

Mai multe supape hidraulice pot fi utilizate în serie, dar circuitul trebuie proiectat cu un scop clar. O conexiune în serie poate economisi spațiu, reduce conductele și permite mai multor funcții de control să lucreze împreună. Dar poate crea, de asemenea, cădere de presiune, căldură, control instabil, contra-presiune și depanare dificilă.

Pentru mașinile simple, supapele conectate în serie pot fi practice și rentabile. Pentru mașinile care necesită mișcări combinate fluide, control al sarcinii grele sau eficiență ridicată, inginerii ar trebui să ia în considerare supapele cu putere dincolo de energie, sistemele de detectare a sarcinii, supapele de partajare a fluxului sau soluțiile de colector personalizate.

Înainte de a alege un aspect al supapelor, nu întrebați numai dacă supapele pot fi conectate. Întrebați dacă actuatorul din aval mai primește presiunea, debitul și stabilitatea de control de care are nevoie.

Pentru cumpărătorii OEM, distribuitorii și echipele de reparații de echipamente, Blince Hydraulic poate ajuta la selectarea supapelor hidraulice de control direcțional adecvate, supapelor cu mai multe căi, motoare hidraulice, pompe și componente hidraulice aferente, în funcție de presiunea de lucru, cererea de debit, tipul de actuator și aplicația mașinii.

FAQ

1. Pot fi conectate în serie supapele hidraulice de control direcțional?

Da. Supapele hidraulice de control direcțional pot fi conectate în serie dacă supapa din amonte are un design corect de ieșire, cum ar fi un orificiu de alimentare dincolo, iar supapa din aval primește suficientă presiune și debit.

2. Este necesar un port power-beyond?

În multe sisteme hidraulice mobile, da. Un port de alimentare dincolo de putere permite uleiului sub presiune să alimenteze în siguranță o altă supapă. Un orificiu normal al rezervorului nu trebuie utilizat ca alimentare cu presiune decât dacă producătorul supapei o permite în mod clar.

3. Ce se întâmplă dacă sunt conectate în serie prea multe supape?

Sistemul poate suferi de cădere de presiune, răspuns lent, încălzire cu ulei, putere slabă a actuatorului și depanare dificilă. De asemenea, pompa poate funcționa mai mult decât este necesar.

4. Se pot folosi în serie două supape de siguranță?

Pot, dar setările lor trebuie aranjate cu grijă. De obicei, setarea inferioară se deschide prima, astfel încât setările aleatorii ale supapei de siguranță pot face ca sistemul să se comporte incorect.

5. De ce supapa din aval nu are putere?

Motivele posibile includ debitul insuficient al pompei, căderea excesivă a presiunii, restricția supapei din amonte, conexiunea greșită a puterii dincolo de putere, setarea de descărcare scăzută sau contrapresiune ridicată de retur.

6. Sunt supapele hidraulice de serie potrivite pentru excavatoare?

Controlul de bază în serie nu este de obicei suficient pentru excavatoarele moderne, deoarece necesită mișcări combinate ușoare. Excavatoarele au adesea nevoie de sisteme mai avansate de distribuție a fluxului, de detectare a sarcinii sau de sisteme de supape cu mai multe căi special concepute.

7. Pot fi utilizate împreună supapele manuale și electrice?

Da. Cu toate acestea, logica de control trebuie să fie clară. Amestecarea supapelor manuale, electrice, pilot hidraulice și proporționale poate provoca răspuns întârziat sau funcționare instabilă dacă circuitul nu este proiectat corespunzător.

8. Cum reduc căderea de presiune într-un circuit de supapă?

Alegeți o supapă cu debit nominal adecvat, utilizați furtunuri și racorduri de dimensiuni corecte, evitați restricțiile inutile, mențineți uleiul curat și verificați pierderea de presiune în debitul de lucru real.

9. Este mai ieftin un circuit de supapă în serie?

Poate reduce costul conductelor și componentelor în sistemele simple. Cu toate acestea, dacă circuitul provoacă căldură, mișcare slabă sau întreținere frecventă, costul pe termen lung poate fi mai mare.

10. Cum ar trebui să aleg o supapă cu mai multe căi pentru mașina mea?

Începeți cu debitul pompei, presiunea de lucru, tipul actuatorului, numărul de funcții, nevoile de funcționare simultană, metoda de control, spațiul de instalare și cerințele de siguranță. Apoi selectați structura supapei, tipul bobinei, setarea de relief și funcțiile auxiliare în consecință.

Tel: +86 189 6887 7545

E-mail: sales16@blince.com

Site: https://www.blince.com/

Disclaimer

Conținutul acestei pagini are doar scop informativ. Blince Hydraulic nu face declarații sau garanții, exprese sau implicite, cu privire la acuratețea, exhaustivitatea sau validitatea informațiilor. Nu trebuie dedus că un furnizor sau un producător terț va furniza parametri de performanță, toleranțe geometrice, caracteristici specifice de proiectare, calitatea materialului, tipul sau manopera prin intermediul rețelei Blince Hydraulic. Este responsabilitatea cumpărătorului să identifice cerințele specifice pentru aceste secțiuni. Vă rugăm să ne contactați pentru mai multe informații.

Echipa hidraulică Blince

Blince Hydraulic este un producător profesionist de componente hidraulice și un furnizor de soluții. Ne concentrăm pe proiectarea și producerea de înaltă performanță pompe hidraulice, motoare hidraulice, supape de control direcțional, supape cu mai multe căi și personalizate unități hidraulice pentru mașini mobile, echipamente industriale, mașini agricole și alte aplicații.

Cu ani de experiență în producție și export, deservim clienți din multe țări și regiuni. Produsele noastre sunt fabricate sub sisteme stricte de control al calității și sunt recunoscute pe scară largă pentru fiabilitatea, eficiența și durata de viață lungă.

Fie că este vorba de produse standard sau de soluții hidraulice personalizate, putem răspunde rapid și vă putem sprijini proiectele de la selecție până la livrare.

Pentru a afla mai multe, vizitați site-ul nostru: www.blince.com