Pe care se bazează sistemele hidraulice supape cu mai multe căi (supape de control direcțional) pentru a direcționa fluxul de fluid și a actionatoarelor de control. Aceste supape vin în diverse configurații, adesea descrise de numărul de poziții și căi (porturi) pe care le au. În acest articol, vom clarifica ce înseamnă termenii „cu două poziții cu trei căi” și „cu trei poziții cu șase căi” și vom explica cum pot fi aranjate supapele cu mai multe căi pentru a crea paralele și în serie circuite hidraulice . Vom folosi terminologie clară (porturi P, T, A, B, N etc.), analogii din lumea reală și exemple pentru a face aceste concepte ușor de înțeles pentru ingineri, cumpărători tehnici și cursanți de energie fluidă.
Elementele de bază ale supapelor direcționale hidraulice
Supapele direcționale hidraulice – adesea acționate cu solenoid – controlează direcția, debitul și presiunea fluidului dintr-un sistem. Ei realizează acest lucru prin deschiderea, închiderea sau comutarea conexiunilor între diferite porturi. Termenii cheie includ:
Porturi (Căi): Puncte de conectare în supapă. Etichetele comune ale porturilor sunt P (admisie de presiune din pompă), T (retur rezervor la rezervor) și A/B (porturi de lucru care duc la un cilindru sau motor). Unele supape au, de asemenea, un port N (Următorul, sau putere dincolo de portul) pentru conectarea la o altă supapă în aval. De exemplu, un adaptor de alimentare dincolo de portul 'N' asigură un transfer de înaltă presiune, astfel încât fluidul să poată alimenta un alt banc de supape.
Poziții: poziții distincte ale tamburului în interiorul supapei care schimbă căile de curgere. O supapă cu două poziții are două stări stabile (adesea una activată și una dezactivată), în timp ce o supapă cu trei poziții are trei (de obicei două extreme plus un neutru central). Arcurile sunt utilizate în mod obișnuit pentru a readuce bobina într-o poziție centrală sau implicită atunci când nu sunt acționate.
Înțelegerea desemnării unei supape (de exemplu, „3/2” pentru o supapă cu două poziții cu trei căi sau „6/3” pentru o supapă cu trei poziții și șase căi) este crucială pentru proiectarea circuitelor hidraulice. Primul număr denotă căile (porturile) , iar al doilea pozițiile . Să descompunem aceste exemple în detaliu.
Supape cu două poziții cu trei căi (supape 3/2)
O supapă cu trei căi cu două poziții este o supapă direcțională cu trei orificii și două poziții ale tamburului . În stenografia industriei, aceasta este o supapă 3/2 . În esență, funcționează ca un comutator pornit/oprit pentru fluidul care merge la un actuator. O poziție (să zicem, când un solenoid este alimentat sau o pârghie este deplasată) conectează portul de presiune la un port de ieșire, permițând fluxul de fluid către actuator. Cealaltă poziție întrerupe de obicei alimentarea și aerisește actuatorul către rezervor. Cu alte cuvinte, atunci când supapa este „deschisă”, fluidul poate curge într-o singură direcție; când „închis”, fluxul este blocat și actuatorul poate fi conectat pentru a reveni.
Caz de utilizare: O aplicație clasică controlează a cilindru cu simplu efect sau orice dispozitiv care are nevoie de alimentare și de evacuare. De exemplu, la o presă hidraulică cu un cilindru cu retur cu arc, o supapă solenoid 3/2 poate direcționa uleiul sub presiune (P) către orificiul cilindrului (A) pentru a-l extinde și, atunci când este deconectat, conectați acel orificiu A la rezervor (T), astfel încât cilindrul să se retragă prin forța arcului. Se poate gândi la el ca la un deviator de robinet cu trei porturi: într-o poziție trimite fluidul către cilindru, iar în cealaltă aruncă debitul în rezervor (permițând cilindrului să se prăbușească).
Supape cu două poziții cu trei căi sunt adesea electrovalve pentru automatizare, dar pot fi acționate și mecanic sau pneumatic. Au doar două stări – de exemplu, activate vs. dezenergizate – deci sunt simple pentru controlul pornit/oprit al fluxului de fluid. În practică, acestea pot fi desemnate „normal închise” (blocarea fluxului până la acționare) sau „normal deschise” (permițând blocarea fluxului până la acționare), în funcție de modul în care este configurat bobina internă.
Supape cu trei poziții și șase căi (6/3 supape)
O supapă cu trei poziții și șase căi este mai complexă, cu șase porturi și trei poziții ale bobinei (denumită în mod obișnuit ca supapă 6/3 ). Această configurație este mai puțin comună decât supapele standard cu 4 căi, dar oferă porturi suplimentare pentru un control mai elaborat al debitului. În esență, o supapă cu 3 poziții și 6 căi poate gestiona mai multe căi de curgere sau chiar mai multe actuatoare de la o supapă prin designul său intern. Este ca și cum ați avea două supape interconectate într-o singură carcasă, oferind flexibilitate pentru a crea circuite avansate.
Pentru a vizualiza, luați în considerare că o supapă tipică cu 4 căi (pentru un cilindru cu dublă acțiune) are porturile P, T, A, B. Acum o supapă cu 6 căi adaugă încă două porturi (deseori etichetate cu ceva precum P2 și T2 sau N și un retur suplimentar). Aceste porturi suplimentare pot servi ca intrări/ieșiri secundare sau ca o cale de alimentare dincolo . În multe cazuri, o supapă cu 6 căi este proiectată astfel încât să poată fi conectată cu ușurință cu alte supape . Un set de porturi P/T se poate conecta la pompa primară și la rezervor, iar porturile suplimentare P2/T2 pot alimenta sau primi debit de la o altă etapă de supapă. Acest lucru permite conectarea mai multor astfel de supape în serie sau în paralel, după cum este necesar.
De exemplu, Festo oferă o supapă cu pârghie manuală cu 3 poziții și 6 căi pentru sistemele de antrenament hidraulice. În poziția sa centrală neutră (centrat pe arc), deschide o cale de la intrarea de presiune primară la rezervorul primar (descărcarea pompei) în timp ce blochează orificiile secundare și orificiile de lucru (P1 → T1 este deschis, în timp ce P2, T2, A, B sunt toate închise). Aceasta înseamnă că atunci când supapa este centrată, niciun actuator nu se mișcă și debitul pompei merge pur și simplu în rezervor la presiune scăzută (în gol). Cele două poziții active ale supapei pot apoi direcționa fluxul pentru a realiza diferite funcții sau conecta diferite circuite. O poziție poate direcționa fluxul de la P1 la A și B la T1 (cum ar fi extinderea unui cilindru), în timp ce alta ar putea conecta P1 la B și A la T1 (retragerea cilindrului). Simultan, prezența orificiilor P2 și T2 înseamnă că această supapă poate trece debitul către sau de la o altă supapă: prin conectarea mai multor supape cu 6 căi, puteți implementa circuite în serie, paralele sau chiar mixte (serie-paralel) într-un sistem . În esență, porturile suplimentare oferă designerilor libertatea de a înlănțui supape sau de a împărți debitul fără fitinguri externe.
Caz de utilizare: supapele cu trei poziții și șase căi apar adesea în hidraulica mobilă și mașinile complexe. De exemplu, într-un model de încărcător pe roți, bobina de control a înclinării era o supapă cu 3 poziții și 6 căi care controla atât cilindrul de înclinare a găleții în două direcții (înclinare în sus/jos), cât și o a treia funcție - clema sau acțiunea de închidere a găleții - toate cu o bobină de supapă. Aceasta este o configurație avansată în care o singură supapă cu mai multe căi poate gestiona două mișcări și o funcție de prindere prin portarea inteligentă în diferite poziții ale bobinei. (O altă bobină de pe aceeași mașină era o supapă cu 6 căi cu 4 poziții pentru braț, care avea chiar și o poziție de plutire suplimentară.) Aceste exemple arată că supapele cu 6 căi sunt folosite pentru a integra mai multe funcții hidraulice, adesea pentru a economisi spațiu și a simplifica circuitul hidraulic.
Din perspectiva proiectării circuitului, o supapă cu 3 poziții și 6 căi este utilă în special atunci când doriți un neutru cu centru deschis (pentru a descărca pompa), dar aveți încă o modalitate de a transporta presiunea către supape suplimentare. „Căile” suplimentare pot fi configurate ca o priză de transfer (putere dincolo) și o priză secundară . Acest lucru vă permite să puneți supape în serie (debitul trece printr-una pentru a alimenta următoarea) sau în paralel (ambele supape se trag din sursă), după cum conectați sau conectați acele porturi. Vom examina în continuare ce înseamnă conectarea supapelor în paralel și în serie și modul în care aceste configurații de supape cu mai multe căi permit respectivele proiecte de circuite.
Circuite hidraulice paralele vs. serie
Când controlați mai multe actuatoare (cilindri, motoare) într-un sistem hidraulic, aveți două aranjamente fundamentale de circuite disponibile:
Circuite paralele: Fiecare ramură de supapă/actuator este alimentată direct de la linia de alimentare cu presiune (și se întoarce în rezervor independent). Aceasta înseamnă că mai multe actuatoare pot primi debit simultan , împărțind debitul pompei. Într-o configurare paralelă, activarea unei funcții nu blochează în mod inerent fluxul către alta - fluidul poate lua mai multe căi. Cu toate acestea, dacă două actuatoare sunt acționate împreună, acestea vor concura pentru debit și, de obicei, cel cu rezistență mai mică (sarcină mai ușoară) se va mișca primul sau mai repede. Circuitele paralele sunt comune în echipamentele moderne, deoarece permit controlul multifuncțional – de exemplu, ridicarea unui braț în timp ce balansați un braț în același timp.
Circuite în serie: supapele sau actuatoarele sunt aranjate în linie , astfel încât fluidul să curgă printr-una și apoi în următoarea. De fapt, o funcție este în aval de alta. Acest lucru înseamnă adesea că servomotorul din amonte are prioritate – acesta va primi mai întâi debitul și numai după ce se încheie sau creează presiune, fluidul va alimenta următorul actuator. Dacă două supape sunt în serie și prima supapă este acționată, aceasta poate devia tot fluxul, întrerupând supapele din aval (până când prima este satisfăcută sau eliberată). Circuitele în serie tind să provoace funcționare secvențială : un actuator se mișcă, apoi următorul, mai degrabă decât simultan. Acest lucru poate fi util pentru secvențierea automată a mișcărilor sau pentru siguranță (asigurându-vă că o acțiune se termină înainte de a începe alta), dar poate limita capacitatea de a face două lucruri simultan.
O analogie ușoară este să ne gândim la circuitele electrice sau la fluxul de apă: un circuit paralel este ca și cum ați conecta două aparate la aceeași priză printr-o priză - acestea pot funcționa împreună (deși împart puterea disponibilă). Un circuit în serie este ca dispozitivele de cablare într-un lanț – al doilea primește putere doar prin primul; dacă primul este oprit, al doilea nu primește nimic. Într-o analogie fluidă, imaginați-vă două roți de apă într-un curent: în paralel, curentul se desparte și fiecare roată își obține propriul debit; în serie, apa trebuie să învârtească prima roată, apoi tot ce a mai rămas va învârti pe a doua. În cazul seriei, prima roată va lua ceea ce are nevoie, iar a doua primește fluxul 'rămășit' (și dacă prima este blocată, a doua se oprește complet).
Nicio abordare nu este „mai bună” în toate cazurile – pur și simplu servesc unor scopuri diferite. Multe sisteme hidraulice folosesc de fapt o combinație: unele funcționează în paralel, altele în serie și folosesc supape speciale (cum ar fi supape de secvență sau divizoare de debit) pentru a se coordona atunci când este necesar. Acum, să vedem cum sunt configurate supapele direcționale cu mai multe căi pentru fiecare caz.
Realizarea de circuite hidraulice paralele cu supape cu mai multe căi
Într-un aranjament de circuit paralel , fiecare supapă direcțională (sau fiecare secțiune a unui banc de supape cu mai multe bobine) se conectează la presiunea de alimentare în mod independent. Practic, aceasta înseamnă că toate porturile P ale supapelor sunt legate la o linie de presiune comună (colector) de la pompă, iar toate porturile T revin la linia rezervorului. Când niciuna dintre supape nu este acţionată, fluidul (de la o pompă cu cilindree fixă într-un sistem cu centru deschis) circulă de obicei printr-o cale de centru deschis către rezervor. În momentul în care o bobină se schimbă pentru a alimenta un cilindru, blochează acea ocolire centrală și direcționează fluxul în căile paralele ale ansamblului supapei. Uleiul este apoi disponibil pentru toate actuatoarele din rețeaua paralelă. Dacă mai multe bobine sunt mutate simultan, fluxul se va împărți - deși nu întotdeauna în mod egal. De obicei, actuatorul cu cea mai mică sarcină (cel mai puțină rezistență) se va mișca primul, deoarece permite o curgere mai ușoară, fenomen cunoscut sub numele de efectul „calea celei mai mici rezistențe”. Operatorii observă adesea acest lucru ca o funcție care încetinește atunci când o altă funcție de sarcină mai grea este operată simultan - sarcina mai ușoară fură fluxul până când rezistența ei crește.
Proiectarea supapelor pentru circuite paralele: supapele moderne cu mai multe secțiuni sunt adesea construite cu circuite paralele (uneori numit design „centru paralel”). Acest lucru asigură că atunci când o secțiune este activată, secțiunile din aval au încă acces la presiune. De exemplu, multe excavatoare și încărcătoare folosesc bănci de supape paralele, astfel încât șoferul să poată efectua mișcări multiple. Dacă sunt activate mai multe funcții, debitul pompei este distribuit și adesea se folosește un compensator de presiune sau un control al debitului pentru a uniformiza vitezele. Într-un circuit paralel necompensat, dacă două bobine sunt deschise, tot fluxul poate merge către un actuator până când întâlnește suficientă sarcină, apoi celălalt pornește - de aceea funcțiile de ridicare și ondulare pot interacționa. Diverse soluții, cum ar fi supapele de partajare a fluxului sau sistemele de detectare a sarcinii, sunt adăugate pentru a rezolva acest lucru, dar, în principiu, aspectul paralel este ceea ce permite funcționarea simultană.
Configurarea unui circuit paralel cu supape discrete este simplă: conectați toate porturile P împreună la pompă (sau o galerie comună de înaltă presiune) și toate porturile T împreună la returul rezervorului. Porturile de lucru ale fiecărei supape merg la cilindrul sau motorul respectiv. Dacă utilizați supape cu mai multe căi cu un orificiu N (putere dincolo de) , de obicei instalați un dop care transformă supapa în debit paralel cu centru deschis (astfel încât în neutru debitul să iasă prin portul T către rezervor, nu pe N). Într-o configurație paralelă, portul N poate fi fie blocat, fie utilizat într-un scop separat (cum ar fi alimentarea unui accesoriu numai atunci când funcțiile principale sunt inactive). Multe supape monobloc hidraulice standard sunt implicit paralele: de exemplu, „circuit paralel” este designul obișnuit, în timp ce un „circuit tandem (de serie)” ar putea fi o opțiune specială.
Beneficiile circuitelor paralele: Marele avantaj este controlul independent – actuatoarele nu trebuie să se miște într-o secvență fixă. Puteți porni sau opri orice mișcare, indiferent de ceilalți (în funcție de capacitatea pompei). Este ideal atunci când doriți ca o mașină să efectueze acțiuni combinate, cum ar fi direcția în timpul conducerii sau ridicarea unui instrument în timp ce îl extindeți. Dezavantajul este problema de partajare a fluxului; dacă un actuator necesită presiune scăzută și debit mare, îl poate înfometa pe altul. Proiectanții atenuează acest lucru cu supape de control al debitului, supape prioritare sau pompe cu senzor de sarcină pentru a se asigura că fiecare funcție primește debitul de care are nevoie. Cu toate acestea, circuitele paralele sunt soluția de bază pentru sistemele cu mai multe actuatoare care necesită flexibilitate.
Realizarea de circuite hidraulice în serie cu supape cu mai multe căi
Într-un aranjament de circuit în serie , supapele sunt conectate una după alta astfel încât ieșirea uneia alimentează intrarea următoarei. Pentru a vă imagina acest lucru, imaginați-vă linia de presiune de la pompă care intră în portul P al supapei 1; apoi debitul care iese din supapa 1 (când este în poziție neutră) intră în portul P al supapei 2 și așa mai departe. Puterea dincolo de portul (N) al unei supape este cheia pentru ca acest lucru să se întâmple - transportă fluxul de înaltă presiune către următoarea supapă în linie, în timp ce supapa originală are încă propria cale de întoarcere la rezervor pentru când funcționează. Instalând o putere dincolo de adaptor în secțiunea de ieșire a unei supape, izolați debitul: debitul de înaltă presiune iese prin portul N pentru a alimenta supapele din aval, iar portul T de pe acea supapă se ocupă doar de returul rezervorului de joasă presiune. În esență, portul N devine continuarea în serie a liniei de presiune.
Când supapele (sau secțiunile) sunt în serie astfel, cea mai apropiată de pompă are prioritate. Fluidul curge pe rând prin fiecare supapă . Dacă prima supapă este acționată, de obicei redirecționează debitul pompei în dispozitivul său de acționare și blochează debitul să ajungă mai departe (până când cererea primei supape este îndeplinită sau este revenit la neutru). Numai când supapa 1 este în poziție neutră, fluxul trece liber la supapa 2 (și apoi supapa 2 îl poate folosi). Dacă supapa 1 este parțial deschisă (reglare), supapa 2 poate obține numai debitul în exces (sau presiunea) care nu este utilizat de 1. Acesta este motivul pentru care circuitele în serie creează în mod inerent un control secvenţial sau bazat pe prioritate . De exemplu, dacă instalați doi cilindri de ridicare în serie prin supape, primul s-ar putea extinde complet înainte ca al doilea să se miște, asigurând o secvență ordonată (acest lucru ar putea fi de dorit în aplicații precum desfășurarea stabilizatorilor unul după altul).
Proiectarea supapelor pentru circuite în serie: Supapele cu centru deschis cu bobină centrală tandem (serie) sunt utilizate în sistemele clasice cu pompe fixe. În neutru, fiecare supapă trece fluidul la următoarea ca printr-o conductă continuă către rezervor. Atunci când o supapă este acţionată, bobina acestuia întrerupe calea de curgere în aval (prioritizează funcţia acesteia). De exemplu, tractoarele mai vechi aveau adesea grupul de supape a încărcătorului în serie cu supapa buldoexcavatorului – cuplarea încărcătorului ar putea fura debitul de la buldoexcavator, cu excepția cazului în care bobina încărcătorului era neutră. Pentru a implementa un circuit în serie cu supape modulare moderne, utilizați portul de transfer (putere dincolo) . Orificiul N (următorul) al primei supape alimentează intrarea celei de-a doua supape, al cărei orificiu N alimentează pe al treilea și așa mai departe, cu doar ieșirea ultimei supape mergând în rezervor. Fiecare supapă din lanț trebuie să fie echipată pentru putere dincolo, astfel încât să poată gestiona debitul complet al pompei în interior fără deteriorare (adică este instalat un manșon sau un adaptor). Importanța portului N este evidențiată de producători: este menit în mod special „să facă legătura între două supape de control” ca o legătură de transfer de înaltă presiune.
Beneficiile și considerentele circuitelor în serie: Avantajul principal este că puteți crea cu ușurință o prioritate sau un control al secvenței fără supape de secvențiere suplimentare – funcția din amonte are în mod natural prioritate. Conexiunea în serie simplifică, de asemenea, instalațiile sanitare în sistemele în care este de așteptat să funcționeze o singură funcție la un moment dat (debitul scade doar când fiecare supapă din amonte este satisfăcută). Poate reduce numărul de furtunuri de la o pompă (o linie de intrare, una de ieșire dintr-un lanț de supape). Cu toate acestea, există considerații și dezavantaje importante:
Funcționare secvențială: După cum sa menționat, funcționarea simultană este limitată sau imposibilă fără supape speciale de compensare a presiunii. În multe cazuri, acesta este un dezavantaj, deoarece limitează multitasking-ul. Este folosit în mod deliberat numai atunci când este dorită sau acceptabilă acționarea una după alta. În caz contrar, proiectanții preferă sistemele paralele sau de detectare a sarcinii pentru mașinile moderne pentru a permite mișcări combinate.
Căderea de presiune și căldură: Împingerea fluidului prin mai multe supape în serie poate provoca scăderi de presiune cumulative. Fiecare supapă și pasajele sale interne adaugă rezistență. În momentul în care fluidul ajunge la o supapă din aval, presiunea sa disponibilă poate fi redusă (mai ales dacă este utilizată o funcție din amonte). Energia neutilizată se transformă în căldură. Astfel, circuitele în serie pot fi mai puțin eficiente dacă mai multe supape sunt active frecvent sau dacă sunt utilizate căi de curgere lungi.
Potrivirea capacității supapelor: atunci când legați supapele în serie, asigurați-vă că fiecare supapă poate gestiona întregul debit și presiunea sistemului . Tot debitul pentru actuatoarele ulterioare trece prin galeriile supapelor din amonte. Dacă debitul depășește valoarea pentru care sunt nominale acele supape, riscați pierderi de presiune, deteriorarea supapelor sau funcționare instabilă (de exemplu blocarea bobinei sau scurgeri). De asemenea, fiecare supapă în serie va vedea presiunea atât din propria sarcină, cât și din orice încărcătură din aval care se stivuește. Dacă o secțiune este setată la o presiune mai scăzută, funcțiile din aval ar putea să se înfometeze sau să le provoace blocarea. Selecția și calibrarea corespunzătoare a supapelor (potrivirea specificațiilor debit/presiunii și setărilor de degajare) este esențială pentru funcționarea în serie sigură și eficientă.
Complexitate și întreținere: Un aranjament în serie înseamnă că sistemul este interdependent – o defecțiune sau o scurgere la o supapă poate afecta toate funcțiile din aval. Există mai multe conexiuni într-un lanț, ceea ce crește complexitatea. Întreținerea și verificările regulate pentru setările de presiune, scurgeri și contaminare sunt importante. Totuși, abordarea în serie poate economisi spațiu (mai puține linii de pompă) și costuri (pompă mai simplă sau o singură supapă de siguranță pentru lanț), deci este un compromis.
Exemplu de aplicație: Luați în considerare un lift hidraulic cu două trepte care trebuie să se ridice secvenţial. Prin conectarea în serie a supapelor de control al cilindrului, prima treaptă se va extinde complet înainte ca presiunea să crească suficient pentru a antrena a doua etapă - realizând o succesiune simplă fără comenzi electronice. Într-un alt caz, manualul chinezesc pentru un încărcător pe pneuri a menționat că supapa sa cu mai multe căi avea un design de circuit în serie în interior pentru a controla brațul și cilindrii de înclinare, blocând fiecare piesă în poziție după cum este necesar. Acest lucru a asigurat că, atunci când niciunul nu este activ, ambii cilindri rămân în poziție (centre închise) și debitul pompei merge în rezervor (pasaj central deschis), iar atunci când o bobină este activă, deviază fluxul pentru acea funcție, în timp ce cealaltă funcție rămâne blocată. Astfel de proiecte ilustrează modul în care circuitele în serie pot îndeplini cerințe operaționale specifice pentru siguranță sau simplitate.
Utilizarea supapelor cu mai multe căi pentru a construi circuitul dorit
Cu o înțelegere a paralelei vs. serie, putem rezuma modul în care supapele cu mai multe căi ajută la realizarea fiecăruia:
Configurarea circuitului paralel: Folosiți supape (sau un distribuitor de supape cu mai multe bobine) cu o alimentare cu presiune comună. Într-un ansamblu de supapă monobloc sau secțională, alegeți o configurație paralelă , astfel încât deplasarea oricărei bobine să direcționeze fluxul către acea secțiune, menținând în același timp alimentarea celorlalți. Asigurați-vă că pompa poate furniza debitul combinat dacă mai multe funcții funcționează împreună. Dacă este necesar, includeți supape de control al debitului sau senzor de sarcină pentru a gestiona divizarea debitului între ramuri. Toate liniile de retur merg la rezervor. (Gândiți-vă la fiecare supapă ca la o ramură a unei linii principale.)
Configurare circuit în serie: Conectați supapele utilizând funcția de putere dincolo (transportare). Ieșirea (portul N) al primei supape alimentează intrarea următoarei și așa mai departe. Utilizați bobine cu centru tandem sau cu centru deschis care permit trecerea în neutru. Setați funcția cu cea mai mare prioritate ca fiind prima din linie. Verificați valorile nominale ale fiecărei supape pentru debitul complet al pompei. Opțional, adăugați o supapă de secvență sau o supapă reglabilă cu presiune dacă aveți nevoie de un prag de presiune precis pentru trecerea de la o funcție la alta (pentru a regla fin secvențierea). Toate supapele intermediare ar trebui să aibă orificiile rezervorului care să gestioneze doar propriul debit de retur, nu debitul complet al pompei. Ultima supapă din serie se aruncă în rezervor la capătul lanțului. (Gândiți-vă la fiecare supapă ca la o verigă într-un lanț, transferând fluxul către următoarea.)
Circuite combinate: Unele sisteme folosesc un hibrid. De exemplu, două supape ar putea funcționa în paralel (ambele obțin debitul pompei), în timp ce o a treia este alimentată în aval de acestea printr-o secvență – efectiv un amestec serie-paralel. Ansamblurile de supape cu mai multe căi (cum ar fi supapele cu 6 căi discutate) permit acest lucru prin furnizarea de porturi multiple pentru a interconecta supapele în mod creativ. Un inginer ar putea conecta anumite porturi pentru a configura o parte a circuitului în serie și alta în paralel. Scopul este de a se asigura că fiecare actuator primește debitul potrivit la momentul potrivit. Pentru sistemele complexe, blocurile colectoare sunt adesea proiectate cu pasaje interne pentru a realiza rețeaua dorită de trasee serie/paralele.
Concluzie
Înțelegerea terminologiei „cu două poziții cu trei căi” și „cu trei poziții cu șase căi” este fundamentală atunci când selectați sau discutăm despre supape hidraulice. O supapă 3/2 oferă un control simplu în două stări pentru actuatoare cu o singură linie sau semnale pilot, în timp ce o supapă 6/3 oferă o soluție cu mai multe porturi, mai multe stări pentru o direcție mai complexă a debitului, incluzând adesea capacitatea de a configura cu ușurință circuitele în serie sau paralele prin modul în care sunt conectate supapele.
Atunci când proiectați un circuit hidraulic, alegerea între o configurație în paralel și în serie (sau o combinație) va afecta drastic modul în care funcționează mașina. Circuitele paralele permit mișcarea simultană și independentă cu prețul partajării fluxului, făcându-le comune în sistemele care necesită multitasking. Circuitele în serie impun funcționarea și prioritatea secvențială, ceea ce poate simplifica anumite comenzi, dar limitează mișcarea concomitentă. Supapele direcționale cu mai multe căi, în special cele cu porturi avansate, cum ar fi un port N pentru putere dincolo, sunt elementele de bază care le permit inginerilor să implementeze aceste circuite în practică - de la o simplă supapă solenoidală care controlează un cilindru, la un colector cu mai multe bobine care orchestrează o întreagă piesă de echipament greu.
Folosind tipul și configurația adecvată de supapă și acordând atenție controlului debitului și nevoilor de control secvențial , proiectanții se pot asigura că sistemul hidraulic se comportă așa cum este prevăzut. De exemplu, dacă doi cilindri trebuie să se miște împreună, se poate alege o configurație de supapă paralelă cu control al debitului; dacă unul trebuie să se miște întotdeauna înaintea celuilalt, o legătură în serie sau o supapă de secvență realizează asta. Luați în considerare întotdeauna cerințele de sarcină ale sistemului, siguranță (de exemplu, pozițiile de menținere, care pot necesita centre închise sau supape de blocare) și nevoia potențială de extindere viitoare (adăugarea unei alte supape în aval prin puterea dincolo, de exemplu). Cu o înțelegere solidă a acestor concepte și termeni, puteți citi cu încredere schemele hidraulice sau fișele de specificații și puteți lua decizii informate în proiectarea energiei fluide.
Întrebări frecvente: Tipuri de supape hidraulice și configurații de circuite
Î1: Ce este o supapă cu trei căi cu două poziții într-un sistem hidraulic?
O supapă cu trei căi cu două poziții (numită și supapă direcțională 3/2) este un tip de supapă direcțională hidraulică cu trei porturi și două poziții de funcționare stabile. Este folosit în mod obișnuit pentru a controla cilindrii cu acțiune simplă sau liniile pilot, permițând fluidului să curgă într-o poziție și aerisirea rezervorului în cealaltă. Aceste supape sunt adesea acționate prin solenoid sau manual și sunt potrivite pentru sarcini simple de control al fluidului de pornire/oprire.
Î2: Ce face o supapă direcțională cu trei poziții și șase căi?
O supapă cu trei poziții și șase căi (supapă 6/3) este o supapă direcțională multifuncțională cu șase orificii și trei poziții ale tamburului. Permite dirijarea complexă a fluxului, incluzând adesea descărcarea centrală neutră și puterea dincolo de configurațiile pentru controlul cu mai multe actuatoare. Aceste supape sunt utilizate de obicei în sistemele care necesită control secvenţial sau mixt în serie paralelă , cum ar fi încărcătoarele sau modulele hidraulice integrate.
Î3: Care este diferența dintre circuitele hidraulice în serie și paralele?
Într-un circuit hidraulic paralel , mai multe actuatoare primesc fluid de la o linie de presiune comună, permițând mișcarea simultană. Într-un circuit hidraulic în serie , debitul trece de la o supapă sau servomotor la următorul, creând un efect de control secvenţial sau prioritizat. Circuitele în serie sunt ideale pentru operațiuni care necesită mișcare pas cu pas; circuitele paralele suportă funcții independente, simultane.
Î4: Cum funcționează o supapă hidraulică dincolo de conexiunea (portul N)?
Portul N , cunoscut și sub numele de putere dincolo de portul , permite unei supape direcționale să treacă fluidul de înaltă presiune către supapele din aval într-o configurație hidraulică în serie . Când se folosește portul N, supapa este configurată cu un adaptor de putere pentru a împărți presiunea și căile de curgere de retur, permițând funcționarea supapei în lanț fără a înfomet actuatoarele ulterioare.
Î5: Pot conecta portul T (rezervor) al unei supape la portul P (de presiune) al următorului circuit hidraulic?
Nu, conectarea directă a portului T al unei supape la portul P al următoarei este incorectă în majoritatea sistemelor hidraulice. Portul rezervorului este o retur de joasă presiune, iar utilizarea lui ca sursă va înfometarea următoarei supape de presiune. În schimb, utilizați portul N (putere dincolo) pentru alimentarea cu presiune a supapelor ulterioare într-o configurație în serie.
Î6: De ce apare dezechilibrul debitului într-un sistem hidraulic paralel?
Într-o configurație paralelă a supapelor hidraulice , actuatoarele concurează pentru același debit al pompei. Datorită căii cu cea mai mică rezistență , actuatorul cu sarcina mai ușoară se mișcă de obicei primul, provocând potențial dezechilibru de curgere. Acest comportament poate fi corectat utilizând supape de reglare a debitului compensate cu presiunea sau tehnologia load-sensing pentru a asigura o distribuție uniformă a debitului.
Î7: Ce tip de supapă hidraulică este cel mai bun pentru controlul secvenţial al actuatoarelor?
Pentru a realiza controlul secvenţial al actuatorului , utilizaţi supape direcţionale conectate în serie sau integraţi supape secvenţiale în sistem. Un circuit hidraulic în serie impune în mod natural ordinea mișcării, mai ales atunci când este combinat cu supape cu trei poziții și șase căi sau cu modele de bobină centrală tandem care trec fluxul numai după ce cererea din amonte este satisfăcută.
