Можно ли использовать несколько гидравлических клапанов последовательно? Практические правила проектирования схем многоходовых клапанов

Во многих гидравлические системы , одного клапана недостаточно. Машине может потребоваться одновременно поднимать, вращать, зажимать, поворачивать, перемещать, блокировать, разгружать и защищать давление. Рано или поздно проектировщик, специалист по ремонту или производитель оборудования зададутся одним и тем же вопросом: можно ли можно использовать несколько гидравлических клапанов последовательно?

Короткий ответ: да, но только тогда, когда схема предназначена для этого . Последовательное соединение клапанов – это не просто установка одного клапана за другим. В гидравлической системе каждый клапан создает потерю давления, меняет приоритет потока, влияет на время отклика и может влиять на следующий клапан после него.

Если последовательная цепь спроектирована плохо, машина все равно может двигаться, но медленно. нагревать масло , терять силу или вести себя по-другому при одновременном использовании двух функций. Вот почему последовательно соединенные гидравлические клапаны необходимо проверять с точки зрения расхода, давления, противодавления, логики управления и доступа для обслуживания.

Что такое многоходовой гидравлический клапан?

А Многоходовой гидравлический клапан — это узел регулирующего клапана, используемый для распределения гидравлического масла от насоса к различным приводам, таким как гидравлические цилиндры и гидравлические двигатели. В зависимости от конструкции он может включать в себя распределительные золотники, предохранительные клапаны, обратные клапаны, клапаны удержания нагрузки, противоударные клапаны, антикавитационные клапаны, секции пропорционального управления или другие вспомогательные функции.

Проще говоря, многоходовой клапан действует как регулировщик гидравлической системы . Он решает, какой привод будет получать масло, куда пойдет возвратное масло и как координируются различные действия.

Многоходовые клапаны широко используются, поскольку они уменьшают сложность трубопроводов и позволяют интегрировать несколько функций управления в один корпус клапана. Для OEM-производители и ремонтные компании могут сэкономить место для установки и упростить компоновку системы. Однако чем большим количеством функций управляет группа клапанов, тем тщательнее необходимо проектировать схему.

Что означает «клапаны последовательно»?

Когда люди говорят «клапаны последовательно», они могут иметь в виду разные вещи. Это одна из причин, по которой эта тема часто вызывает путаницу.

В гидравлическом контуре клапаны можно рассматривать как «последовательные», когда масло, выходящее из одного клапана или секции клапана, попадает в другой клапан, прежде чем вернуться в бак или достичь привода. В мобильной гидравлике это может происходить несколькими способами.

Ключевой вопрос не только в том, можно ли соединить клапаны. Правильный вопрос: что должен оставить клапан выше по потоку доступным для клапана ниже по потоку?

Сюда входят поток, давление, пропускная способность обратного пути, управляющее масло, дренажный путь и приоритет управления.

Можно ли использовать несколько гидравлических клапанов последовательно?

Да, несколько гидравлических клапанов можно использовать последовательно, но конструкция должна соответствовать гидравлической функции. Некоторые последовательные соединения являются общепринятыми и безопасными. Другие создают нестабильное управление, поскольку два клапана могут одновременно пытаться контролировать одну и ту же переменную.

Схема последовательного клапана обычно целесообразна, когда каждый клапан выполняет свою функцию. Например, один клапан может управлять направлением, другой клапан может удерживать нагрузку, а третий клапан может защищать контур от избыточного давления. В этом случае клапаны не борются друг с другом. Они выполняют отдельные задачи внутри одной гидравлической системы.

Последовательная схема обычно целесообразна, когда:

• Каждый клапан имеет свою функцию.

• Выходной клапан по-прежнему получает достаточное давление и расход.

• Клапан на входе имеет соответствующий путь переключения мощности или переноса мощности.

• Возвратное масло не создает чрезмерного противодавления.

• Настройки сброса и безопасности расположены в правильном порядке.

• Производительности насоса достаточно для выполнения необходимых комбинированных функций.

• Учитываются доступ для технического обслуживания и диагностика неисправностей.

Обычно это рискованно, когда:

• Два клапана пытаются измерить один и тот же поток.

• Первый клапан блокирует или дросселирует подачу масла, необходимого второму клапану.

• Выпуск клапана неправильно используется в качестве подачи под давлением.

• Порты резервуаров подвергаются давлению, превышающему их номинал.

• Обратная линия слишком мала и создает высокое противодавление.

• Машина требует одновременных движений, но схема не предназначена для разделения потока.

• Настройки рельефа конфликтуют друг с другом.

Самая большая проблема: падение давления

Каждый гидравлический клапан имеет внутреннее сопротивление. Масло должно проходить через порты, золотниковые площадки, канавки, обратные клапаны , компенсаторы, фитинги и галереи. Даже когда клапан полностью открыт, давление в клапане все равно теряется.

Один клапан может создать приемлемый перепад давления. Три клапана последовательно не могут быть.

Падение давления имеет значение, поскольку оно превращается в тепло и снижает полезное давление в приводе. Если насос производит 180 бар, но масло теряет 20 бар из-за ограничений клапана, прежде чем достичь двигателя, двигатель не получает полного полезного давления. В схеме гидравлического двигателя с высоким крутящим моментом эта потеря может быть разницей между плавной работой и слабым движением под нагрузкой.

В гидравлическом оборудовании чрезмерное падение давления часто проявляется в более медленной работе цилиндров, слабых двигателях, более горячем масле и повышенном потреблении топлива или энергии.

Практические признаки чрезмерного падения давления

Приоритет потока: кто первым получит нефть?

В последовательной схеме верхний клапан обычно имеет приоритет, поскольку масло достигает его первым. Если секция выше по потоку работает полностью, секция ниже по потоку может получать меньший поток или вообще не получать поток, в зависимости от конструкции клапана.

В некоторых машинах это допустимо. Например, простое сельскохозяйственное орудие может не требовать двух действий одновременно. Но в оборудовании, требующем скоординированного движения, плохой приоритет потока становится серьезной проблемой.

Рассмотрим машину типа экскаватора. Если функции стрелы, рукояти, ковша, поворота и перемещения требуют плавной координации, простая последовательная компоновка клапанов может не обеспечить требуемого управления. В системе могут потребоваться клапаны измерения нагрузки, клапаны разделения потока, приоритетные клапаны или пропорциональное управление.

Для недорогого оборудования может быть достаточно простого секционного клапана. Для машин, которым требуется точное многофункциональное управление, архитектура клапанов важнее, чем простое добавление большего количества секций клапана.

Настройки давления не должны конфликтовать друг с другом

Гидравлические клапаны часто включают в себя функции контроля давления. Предохранительные клапаны , клапаны последовательности, редукционные клапаны, уравновешивающие клапаны, тормозные клапаны и разгрузочные клапаны — все они влияют на давление.

Когда эти клапаны соединены последовательно, их настройки давления должны быть тщательно подобраны.

Вот почему при проектировании серийных клапанов не следует полагаться только на номинальное давление. Инженеры должны проверить фактическое рабочее давление, обратное давление, управляющее давление и падение давления под нагрузкой.

Методы управления: ручной, электрический, гидравлический и пропорциональный.

Последовательные схемы усложняются при смешивании различных методов управления.

Ручным клапаном можно управлять вручную. Ан клапан с электрическим управлением зависит от напряжения, тока, силы соленоида и логики сигнала. Клапан с гидравлическим управлением зависит от управляющего давления. Пропорциональный клапан зависит от точности управляющего сигнала и чистоты масла.

Если эти клапаны размещены в одном контуре без четкой логики, оператор может почувствовать задержку реакции, неравномерность скорости или нестабильное движение.

В реальных машинах проблема зачастую не в самом корпусе клапана. Это время.

Например, Электромагнитный клапан может быстро переключаться, но клапан с гидравлическим управлением, расположенный ниже по потоку, может не открыться до тех пор, пока не повысится управляющее давление. Уравновешивающий клапан может правильно удерживать нагрузку, но если обратное давление возрастает из-за работы другого клапана, нагрузка может снизиться неравномерно. Пропорциональный клапан может плавно дозировать поток в мастерской, но на машине он может работать нестабильно, если клапан на входе перекрывает поток.

Когда имеют смысл использовать последовательные схемы клапанов

Последовательно соединенные гидравлические клапаны полезны, когда каждый клапан имеет четкую роль. Ниже приведены типичные ситуации, когда серийный дизайн может быть целесообразным.

1. Распределительный клапан плюс клапан удержания нагрузки

Направляющий распределительный клапан может управлять движение цилиндра , в то время как обратный клапан с пилотным управлением или уравновешивающий клапан удерживает нагрузку. Это часто встречается в подъемном оборудовании, выносных опорах, кранах и вертикальных цилиндрах.

2. Распределительный клапан плюс тормозной клапан

Гидравлические двигатели, используемые в лебедках, приводах движения или системах поворота, часто требуют управления тормозом. Направляющий клапан контролирует направление масла, а тормозной клапан или балансировочный клапан управляет нагрузкой и предотвращает неконтролируемое движение.

3. Многоходовой клапан с выходным отверстием Power-Beyond

Муфта Power-Beyond или порт переноса позволяют маслу под давлением подавать другой клапан ниже по потоку. Это часто встречается в тракторах, погрузчиках и мобильных гидравлических системах. Однако порт резервуара нельзя использовать в качестве выпускного отверстия под давлением, если клапан не предназначен для этого.

4. Комбинация управления давлением и потоком

Некоторым испытательным стендам или промышленным машинам требуется и то, и другое. контроль давления и контроль расхода. В этом случае два клапана можно использовать вместе, но их функции управления должны быть разделены. Один клапан может устанавливать максимальное давление, а другой измеряет расход.

5. Вспомогательные функции на простых машинах.

Для простого оборудования, не требующего одновременной работы, последовательное соединение может снизить стоимость и упростить компоновку.

Когда следует избегать последовательных клапанов

Последовательные цепи не всегда являются лучшим выбором. В некоторых случаях лучше использовать параллельные контуры, коллекторные блоки, системы измерения нагрузки или индивидуальные группы клапанов.

Суть проста: расположение клапанов должно соответствовать функциям машины, а не только удобству трубопроводов.

Контрольный список выбора гидравлических клапанов с последовательным соединением

Прежде чем использовать несколько гидравлических клапанов последовательно, проверьте следующие моменты.

Какой тип гидравлического клапана следует выбрать покупателям?

Для производителей оборудования и ремонтных компаний лучший выбор клапана зависит от требований к управлению машиной.

Если вы выбираете клапан для строительной техники, сельскохозяйственной техники, специальной техники или промышленного оборудования, вы также можете просмотреть наш решения для гидравлических распределительных клапанов для большего количества вариантов продукции.

Распространенные ошибки при проектировании серийных гидравлических клапанов

Ошибка 1: использование порта резервуара в качестве выпускного отверстия под давлением

Это одна из самых опасных ошибок. Многие клапаны имеют отверстия для резервуаров, предназначенные только для возврата масла. Если порт резервуара находится под давлением для питания другого клапана, корпус клапана или уплотнения могут быть повреждены. Если требуется подача давления ниже по потоку, используйте соответствующий порт Power-Beyond.

Ошибка 2: игнорирование обратного давления

Обратное давление может повлиять давление слива из корпуса двигателя , движение цилиндра, поведение уравновешивающего клапана и срок службы уплотнения. В некоторых системах проблема не в напорной линии, а в обратной линии.

Ошибка 3: беспорядочная установка всех предохранительных клапанов

Если несколько клапанов имеют функции сброса давления, обычно сначала открывается самое низкое значение. Это может сделать бессмысленным установку другого предохранительного клапана. Настройки рельефа следует планировать, а не угадывать.

Ошибка 4: завышение или занижение размера клапана

Слишком маленький клапан приводит к потере давления и нагреву. Слишком большой клапан может снизить чувствительность управления, особенно при низком расходе. Размер клапана должен соответствовать рабочему расходу, а не только размеру резьбы порта.

Ошибка 5: забыть об одновременной работе

Схема может работать хорошо, если тестируется одна функция. Но когда две или три функции работают вместе, потока может оказаться недостаточно. Всегда проверяйте машину в реальных рабочих условиях.

Практический пример

Представьте себе небольшую сельскохозяйственную машину, использующую один шестеренчатый насос для управления тремя функциями: подъемом, вспомогательным рулевым управлением и гидравлическим двигателем.

Если первая секция клапана управляет подъемом и использует большую часть потока насоса, двигатель, расположенный ниже по потоку, может замедлиться или остановиться во время подъема. Если возвратная линия двигателя проходит через другой ограничительный клапан, противодавление может возрасти. Если настройка сброса на входном клапане ниже давления, необходимого двигателю, двигатель никогда не достигнет полного крутящего момента.

Владелец машины может подумать, что гидромотор слабый. В реальности мотор может быть в порядке. Настоящая проблема заключается в том, что контур клапана не обеспечивает достаточного давления и расхода для последующей функции.

Вот почему при поиске и устранении неисправностей гидравлики всегда следует измерять давление и расход в различных точках контура, а не только заменять компоненты.

Советы по техническому обслуживанию серийных клапанных систем

Системы последовательных клапанов требуют более тщательного обслуживания, поскольку одна проблема с клапаном может повлиять на всю систему.

• Регулярно проверяйте чистоту масла.

• Замените фильтры до того, как засорение приведет к прекращению потока.

• Осмотрите золотники клапанов на предмет заедания или задержки возврата.

• Проверьте настройки предохранительного клапана после ремонта.

• Измерьте давление до и после предполагаемых точек ограничения.

• Следите за ненормальными повышение температуры масла.

• Осмотрите возвратные линии и фильтры бака.

• Проверьте напряжение соленоида и состояние разъема.

• Следите за тем, чтобы этикетки клапанов и маркировка шлангов были четкими.

• Запишите показания давления после ввода в эксплуатацию.

Чистую и хорошо маркированную гидравлическую систему гораздо легче диагностировать, чем систему, в которой каждый шланг и клапан выглядят одинаково.

Заключение

Несколько гидравлических клапанов можно использовать последовательно, но схема должна быть спроектирована с четкой целью. Последовательное соединение позволяет сэкономить место, уменьшить количество трубопроводов и обеспечить совместную работу нескольких функций управления. Но это также может привести к падению давления, нагреву, нестабильному управлению, противодавлению и затруднению устранения неполадок.

Для простых машин последовательно соединенные клапаны могут оказаться практичными и экономичными. Для машин, требующих плавных комбинированных движений, управления большими нагрузками или высокой эффективности, инженерам следует рассмотреть возможность использования клапанов Power Beyond, систем измерения нагрузки, клапанов разделения потока или индивидуальных решений коллекторов.

Прежде чем выбирать схему расположения клапанов, спрашивайте не только, можно ли подключить клапаны. Спросите, получает ли привод, расположенный ниже по потоку, давление, расход и стабильность управления, которые ему необходимы.

Для OEM-покупателей, дистрибьюторов и групп по ремонту оборудования: Blince Hydraulic может помочь выбрать подходящие гидравлические гидрораспределители, многоходовые клапаны, гидравлические двигатели, насосы и соответствующие гидравлические компоненты в зависимости от рабочего давления, требуемого расхода, типа привода и применения машины.

Часто задаваемые вопросы

1. Можно ли подключать гидравлические гидрораспределители последовательно?

Да. Гидравлические распределительные клапаны можно подключать последовательно, если клапан выше по потоку имеет правильную конструкцию выпускного отверстия, например порт подачи мощности, а клапан ниже по потоку получает достаточное давление и расход.

2. Нужен ли порт Power-Beyond?

Во многих мобильных гидравлических системах — да. Порт Power-Beyond позволяет безопасно подавать масло под давлением на другой клапан. Обычный порт резервуара не следует использовать для подачи под давлением, если это явно не разрешено производителем клапана.

3. Что произойдет, если последовательно подключить слишком много клапанов?

Система может страдать из-за падения давления, медленного реагирования, нагрева масла, слабой мощности привода и затруднений при устранении неисправностей. Насос также может работать интенсивнее, чем необходимо.

4. Можно ли использовать два предохранительных клапана последовательно?

Могут, но их настройки должны быть тщательно продуманы. Обычно сначала открывается нижняя настройка, поэтому случайные настройки предохранительного клапана могут привести к неправильному поведению системы.

5. Почему на выходной клапан не подается питание?

Возможные причины включают недостаточный расход насоса, чрезмерное падение давления, засорение клапана на входе, неправильное подключение источника питания, низкую настройку сброса или высокое обратное давление.

6. Подходят ли серийные гидравлические клапаны для экскаваторов?

Для современных экскаваторов базового серийного управления обычно недостаточно, поскольку они требуют плавных комбинированных движений. Экскаваторам часто требуются более совершенные системы разделения потока, измерения нагрузки или специально разработанные многоходовые клапанные системы.

7. Можно ли использовать вместе ручные и электрические клапаны?

Да. Однако логика управления должна быть понятной. Смешивание ручных, электрических, гидравлических пилотных и пропорциональных клапанов может привести к задержке реакции или нестабильной работе, если схема спроектирована неправильно.

8. Как снизить падение давления в контуре клапана?

Выбирайте клапан с подходящим номинальным расходом, используйте правильные размеры шлангов и фитингов, избегайте ненужных ограничений, следите за чистотой масла и проверяйте потерю давления при фактическом рабочем расходе.

9. Является ли последовательная вентильная схема дешевле?

Это может снизить стоимость трубопроводов и компонентов в простых системах. Однако, если цепь вызывает нагрев, слабое движение или частое обслуживание, долгосрочные затраты могут быть выше.

10. Как мне выбрать многоходовой клапан для моей машины?

Начните с расхода насоса, рабочего давления, типа привода, количества функций, требований одновременной работы, метода управления, места для установки и требований безопасности. Затем выберите конструкцию клапана, тип золотника, настройку сброса давления и вспомогательные функции соответственно.

Тел: +86 189 6887 7545

Электронная почта: sales16@blince.com

Веб-сайт: https://www.blince.com/

Отказ от ответственности

Содержимое этой страницы предназначено только для информационных целей. Blince Hydraulic не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Не следует предполагать, что сторонний поставщик или производитель предоставит параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные характеристики, качество материала, тип или качество изготовления через сеть Blince Hydraulic. Ответственность за определение конкретных требований к этим разделам лежит на покупателе. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Гидравлическая команда Blince

Blince Hydraulic — профессиональный производитель гидравлических компонентов и поставщик решений. Мы фокусируемся на разработке и производстве высокопроизводительных гидравлические насосы, гидравлические моторы, распределительные клапаны, многоходовые клапаны и нестандартные гидросиловые агрегаты для мобильной техники, промышленного оборудования, сельскохозяйственной техники и других применений.

Имея многолетний опыт производства и экспорта, мы обслуживаем клиентов во многих странах и регионах. Наша продукция производится под строгим контролем качества и широко известна своей надежностью, эффективностью и длительным сроком службы.

Будь то стандартная продукция или индивидуальные гидравлические решения, мы можем быстро реагировать и поддерживать ваши проекты от выбора до доставки.

Чтобы узнать больше, посетите наш сайт: www.blince.com