Kaj počne razbremenilni ventil v hidravličnem sistemu

Uvod

Ali vaš hidravlični sistem med mirovanjem deluje vroče? Ta izgubljena energija stane pravi denar. To težavo reši razbremenilni ventil. Samodejno preusmeri pretok črpalke v rezervoar pri nizkem tlaku. V tem članku boste natančno izvedeli, čemu služi razbremenilni ventil, kako varčuje z energijo in kje ga uporabiti. Prav tako boste opazili običajne napake in jih hitro odpravili.

Razumevanje osnovne funkcije razbremenilnega ventila v hidravličnem sistemu

Osnovno opravilo – preusmeritev pretoka črpalke v rezervoar

Razkladalni ventil si predstavljajte kot pametnega prometnega policista v vašem hidravličnem sistemu . Njegova glavna naloga? Samodejno preusmeri celoten izhodni tok črpalke nazaj v rezervoar , ko tlak doseže vnaprej nastavljeno raven. Brez obotavljanja. Brez parcialnih ukrepov. To dejanje popolnoma 'razbremeni' črpalko. Črpalka se seveda še naprej vrti, vendar deluje pri zelo nizkem tlaku, skoraj kot v prostem teku. Ne bori se več proti polnemu sistemu. To je velika razlika.

Razčlenimo, kaj se zgodi v tipičnem hidravličnem sistemu :

Evo, zakaj je to pomembno. Črpalka s fiksno prostornino ne ve, kdaj potrebujete pretok. Vsako sekundo pritiska na isto glasnost. Brez razbremenilnega ventila ta pretok nima kam iti v trenutkih mirovanja. Tako se zabije v zaprt krog. Tlak skokovito naraste. Črpalka trdo dela. Energija odteče kot neuporabna toplota. Tega si ne želiš. Tega nočemo. Vstopi ventil za razkladanje, ki odpre široko odprto stezo do rezervoarja in omogoči črpalki enostavno dihanje. To je preprost trik, vendar spreminja učinkovitost delovanja hidravličnega sistema .

Zakaj hidravlični sistem potrebuje razbremenilni ventil

Tukaj je dejstvo, ki marsikoga preseneti: v vsakem hidravličnem sistemu s črpalko s fiksno prostornino črpalka zagotavlja enak pretok, ne glede na to, ali dvigujete težko breme ali samo čakate. Vedno. Brez izjem. Torej, ko se vaši aktuatorji nehajo premikati – recimo stiskalnica drži del ali objemka ostane zaprta – mora ta tok nekam iti. Če nimate razbremenilnega ventila, sistem potisne vse skozi razbremenilni ventil. Toda razbremenilni ventil deluje pri visokem tlaku. To je varnostna naprava, ne varčevalec z energijo.

Kaj se potem zgodi? Tri grde stvari:

• Velika izguba energije – Črpalka deluje pri polnem tlaku, medtem ko ne opravlja nič koristnega dela.

• Toplotna preobremenitev – ta izgubljena energija se spremeni v toploto, ki kuha vašo hidravlično tekočino.

• Prezgodnja obraba – Tesnila, cevi in ​​črpalke se pod stalnim visokim pritiskom hitreje pokvarijo.

Razkladalni ventil popravi vse to. Odpre pot nizkega tlaka naravnost nazaj v rezervoar. Tlak pade skoraj na nič. Črpalka deluje v prostem teku. Hidravlični sistem ostaja pripravljen, vendar moč srka, namesto da jo požira. Med obdobji pripravljenosti lahko prihranite med 80–90 % energije. To ni tipkarska napaka. Govorimo o dramatičnem znižanju računov za elektriko ali gorivo. Poleg tega manj toplote pomeni, da vaše olje traja dlje. Komponente trajajo dlje. Vaše celotno delovanje poteka bolj gladko. Torej, ko nekdo vpraša, 'Kaj naredi razbremenilni ventil?' mu povejte, da je to komponenta, ki energetsko potraten hidravlični sistem spremeni v pametnega in učinkovitega.

Kako deluje razbremenilni ventil – korak za korakom

Vzmetni mehanizem v notranjosti

Pokukajmo v notranjost te pametne naprave. Našli boste nekaj ključnih delov, ki delujejo skupaj. Vzmeten kolut (ali včasih loputa) se nahaja na sredini. Vhodna odprtina se poveže z vašo črpalko. Izhodna odprtina vodi naravnost nazaj v rezervoar. Potem je tu še pilotni signalni vod – zaznava pritisk iz sistema. Vzmet ohranja vse zaprto v normalnih pogojih. Hidravlični tlak pritiska na kolut z ene strani. Vzmet potisne nazaj od drugega. Katera sila zmaga? Odvisno je od stopnje tlaka. Ko sistemski tlak ostane nizek, vzmet ostane trdna. Pretok ne uhaja. Črpalka pošlje vso svojo energijo, da opravi resnično delo. Ko pa tlak naraste dovolj visoko, hidravlična sila premaga vzmet. Tuljava se premakne. Ventil se odpre. Ta preprost boj med vzmetjo in pritiskom je tisto, zaradi česar razbremenilni ventil deluje.

Za to vam ni treba biti inženir. Zamislite si to kot stikalo, občutljivo na pritisk. Nizek pritisk? Ventil ostane zaprt. Visok pritisk? Ventil se odpre. To je bistvena ideja. In deluje brez napak v vsakem posameznem ciklu.

Cikel razkladanja – kdaj in kako se odpre

Zdaj pa se korak za korakom sprehodimo skozi celoten cikel. Oglejte si, kako hidravličnemu sistemu koristi ta nemoten, samodejni proces.

1. korak – normalno delovanje (ventil zaprt) Sistemski tlak je pod nastavitvijo ventila. Vaši aktuatorji se prosto gibljejo. Razkladalni ventil ostane zaprt. Pretok črpalke gre naravnost v delovni krog—brez prekinitve. Vse teče normalno.

2. korak – Tlak doseže prednastavljeno točko (ventil se odpre) Nekaj ​​se spremeni. Mogoče se akumulator konča s polnjenjem. Ali pa aktuator doseže svojo mejo in se ustavi. Tlak v sistemu naraste. Preseže nastavljeno točko razbremenitve (običajno 50–200 PSI pod nastavitvijo razbremenitve). Hidravlična sila končno premaga vzmet. Tuljava se premakne. Ventil se široko odpre.

3. korak – Črpalka se razbremeni (pretok gre v rezervoar) Zdaj prihaja čarovnija. Pretok črpalke teče skozi odprt ventil in nazaj v rezervoar. Tlak pade skoraj na nič – ravno toliko, da premaga izgube v cevi. Črpalka se vrti, vendar se skoraj nič ne bori. Poraba energije strmo pada. Toplota se ustavi. Vaš hidravlični sistem si oddahne.

Korak 4 – Tlak pade (ventil se zapre) Prej ali slej sistem ponovno potrebuje napajanje. Mogoče se akumulator malo izprazni. Ali pa se ventil premakne, da premakne valj. Sistemski tlak pade pod raven ponastavitve. Vzmet potisne kolut nazaj. Ventil se zapre. Pretok črpalke se vrne v delovni krog. Ponovno pripravljen na delo.

Ta cikel se ponovi več sto ali tisočkrat. Vsak cikel prihrani energijo. Primerjajmo, kaj kam teče med posamezno fazo:

Vidite vzorec. Ni zapleteno. Ventil samo preklaplja med dvema načinoma: delo in mirovanje. To preklapljanje je tisto, zaradi česar je hidravlični sistem veliko bolj učinkovit kot tisti brez njega.

Vloga pilotnega delovanja v večjih sistemih

Majhni sistemi dobro delujejo z ventili z neposrednim delovanjem. Kaj pa velika industrijska oprema? Tukaj je problem. Neposredno delujoči ventil potrebuje težko vzmet, da ostane zaprt pred visokim pritiskom. To vzmet je težje stisniti. Za odpiranje potrebujete ogromno hidravlično silo. Ni praktično. Ni učinkovito. Tako so inženirji ustvarili pametnejšo rešitev: pilotno vodene razbremenilne ventile.

Kako delujejo? Za nadzor veliko večjega glavnega ventila uporabljajo majhen pilotni ventil. Pilotni ventil zaznava sistemski tlak skozi majhno odprtino. Ko tlak doseže nastavljeno točko, pilotni ventil odpre odtočno pot. To sprosti pritisk na zadnji strani glavne tuljave. Takrat lahko celo zmeren sistemski pritisk odpre glavno vreteno. To je kot uporaba majhnega stikala za preklop težkega odklopnika. rezultat? Dobite natančen nadzor brez velikih vzmeti.

Preverite razlike med tema dizajnoma:

Ključne aplikacije, kjer razbremenilni ventil izboljša delovanje hidravličnega sistema

Tokokrogi za polnjenje akumulatorja

Akumulator deluje kot polnilna baterija za vaš hidravlični sistem . Shranjuje tekočino pod pritiskom za kasnejšo uporabo. Tukaj je tipičen cikel, ki ga boste videli. Črpalka polni akumulator, dokler tlak ne doseže izklopne točke. Ko je sistem popolnoma napolnjen, ne potrebuje več pretoka črpalke. Tako se odpre razbremenilni ventil. Ves pretok črpalke pošilja naravnost v rezervoar pri zelo nizkem tlaku. Akumulator medtem veselo sam napaja vezje. Brez prekinitve. Brez izgubljene energije.

Kdaj se črpalka spet zbudi? Razbremenilni ventil ostane odprt, dokler tlak akumulatorja ne pade na prednastavljeno raven ponastavitve. To se lahko zgodi, ker porabite nekaj tekočine za delo. Ali samo zaradi naravnega puščanja. Ko tlak dovolj pade, se ventil zapre. Črpalka napolni akumulator. Nato se celoten cikel ponovi.

Visoko-nizko (z dvema črpalkama) vezja

Pogovorimo se o pametni zasnovi, ki jo uporabljajo številni hidravlični sistemi : visoko-nizko vezje. Združuje dve črpalki skupaj. Ena črpalka zagotavlja visok pretok, a nizek tlak. Pomislite na 50 GPM pri 500 PSI. Drugi zagotavlja nizek pretok, vendar visok tlak. Mogoče 5 GPM pri 3000 PSI. Zakaj dve črpalki? Ker različne naloge potrebujejo različne profile moči. Hitro gibanje potrebuje pretok. Visoka sila potrebuje pritisk.

Evo, kako razbremenilni ventil poskrbi za čudovito delovanje:

• Faza hitrega pristopa – Obe črpalki pošiljata pretok v aktuator. Cilinder hitro požene naprej. Velik pretok, majhen upor.

• Faza dela/sile – aktuator naleti na upor. Tlak v sistemu narašča. Doseže nastavljeno točko razbremenilnega ventila.

• Razkladanje – Ventil se odpre in preusmeri pretok velike črpalke naravnost v rezervoar. Deluje samo majhna visokotlačna črpalka.

• Faza zadrževanja ali pritiskanja – majhna črpalka razvije polno moč, ne da bi zapravljala energijo velike črpalke.

Preverite razliko v porabi energije:

Ta nastavitev je standardna pri hidravličnih stiskalnicah, balirkah za ostanke in strojih za brizganje. Najdete ga tudi v nekaterih mobilnih napravah, kot so cepilniki drv in kompaktorji. Razbremenilni ventil deluje kot stikalo – veliko črpalko izklopi točno takrat, ko ne potrebujete več visokega pretoka. Pametno, preprosto in zelo učinkovito.

Mobilna oprema in kmetijski stroji

Pomislite na bager ali traktor. Ali uporabljajo hidravlično energijo vsako sekundo? Ne. Obstajajo premori. Operater za trenutek preneha s kopanjem. Prestavijo stroj. Čakajo, da se tovornjak premakne. Med temi kratkimi okni prostega teka se črpalka še naprej vrti. Brez razbremenilnega ventila deluje proti polnemu tlaku. To zgoreva gorivo, segreva olje in obrablja komponente.

Razkladalni ventil spremeni igro mobilnih hidravličnih sistemov . Zazna, ko nobena funkcija ni aktivna. V sistemu se poveča pritisk, ker tok nima kam iti. Ventil za praznjenje se odpre na prednastavljeni ravni. Pretok črpalke se pri nizkem tlaku vrne v rezervoar. Obremenitev motorja se opazno zmanjša. Slišiš razliko - stroj deluje tišje.

Kakšne prednosti dejansko vidijo operaterji?

• Manjša poraba goriva – tipičen bager lahko med cikličnim delom prihrani 10–15 %.

• Zmanjšana obremenitev motorja – Manjša obremenitev pomeni daljšo življenjsko dobo motorja.

• Hladnejše hidravlično olje – toplota je sovražnik. Manj toplote pomeni manj menjav olja in boljša tesnila.

• Tiho delovanje – Nič več visokega cviljenja iz črpalke, ki se spopada z zaprtim tokokrogom.

• Takojšen odziv – sistem ostane pod tlakom, tako da se v trenutku, ko se dotaknete upravljalnega elementa, premakne.

Kmetijska oprema ima prav toliko koristi. Hidravlični sistem traktorja poganja nakladalce, kosilnice in balirke. Med prehodi ali ko se ustavite na koncu vrste, se vklopi razkladalni ventil. Prihranek goriva se hitro poveča v dolgem dnevu žetve. Uporabljajo jih tudi kombajni. Enako velja za teleskopske viličarje in mini nakladalce. Vsak stroj, kjer je hidravlična zahteva občasna, bo bolje deloval z nameščenim tem ventilom.

Industrijska proizvodnja – stiskalnice in strojna orodja

Stopite v katero koli tovarno s hidravličnimi stiskalnicami ali CNC obdelovalnimi stroji. Videli boste dolge cikle z veliko časa mirovanja. Stiskalnica se zapre. Pritisk drži nekaj sekund. Nato se odpre. Izmet delov. Operater naloži nov kos. Med tem časom zadrževanja in čakanja črpalki ni treba pritiskati na visok pretok. Toda črpalka s fiksno prostornino tega ne ve. Samo še naprej prinaša. Brez razbremenilnega ventila bi ves ta pretok švignil skozi razbremenilni ventil pri visokem tlaku. To izgublja ogromno energije in proizvaja toploto.

Razbremenilni ventil to odlično odpravi. Med vsakim premorom ohranja črpalko v prostem teku pri nizkem tlaku. Tukaj je opisano, kaj se zgodi s porabo energije v tipičnem ciklu stiskanja:

Številke pripovedujejo zgodbo. Porabo energije v stanju pripravljenosti lahko zmanjšate za 70–90 %. To ni majhna izboljšava. To je sprememba igre za vsako trgovino, ki deluje v več izmenah.

Stroji za brizganje delujejo na enak način. Stisnejo kalup, vbrizgajo plastiko, zadržijo pritisk, ohladijo in nato odprejo. Sama faza ohlajanja lahko traja 10–20 sekund. Razbremenilni ventil ohranja črpalko neobremenjeno med celotnim obdobjem hlajenja. Pomnožite to s tisoči ciklov na dan. Govorimo o resnih prihrankih. Prednost imajo tudi strojna orodja, kot so CNC hidravlične vpenjalne glave ali vpenjalni sistemi. Enako velja za sisteme za ravnanje z materialom s prekinitvami transportnih dvigal. Vsakič, ko vaš hidravlični sistem miruje – tudi za nekaj sekund – se vam razbremenilni ventil povrne.

Vzdrževanje, odpravljanje težav in najboljše prakse za razkladalne ventile

Pogosti znaki okvarjenega razkladalnega ventila

Nihče si ne želi, da bi njegov hidravlični sistem delal napake. Toda ko razbremenilni ventil začne odpovedovati, pošlje jasne opozorilne signale. Samo vedeti morate, kaj iskati. Tukaj so najpogostejši simptomi, ki jih vidimo na terenu:

• Prekomerna vročina med obdobji mirovanja – Dotaknite se rezervoarja ali ohišja črpalke. Je veliko bolj vroče kot običajno? To pogosto pomeni, da je ventil zaprt. Sile črpalke tečejo skozi razbremenilni ventil, namesto da bi jo odvrgle v rezervoar. Vsa ta energija se spremeni v nekoristno toploto.

• Počasen ali neenakomeren odziv aktuatorja – Ali cilindri lezejo ali oklevajo? Mogoče je ventil odprt. Odvaja pretok v rezervoar, ko vaš hidravlični sistem dejansko potrebuje pritisk. Odziv postane počasen. Pozicioniranje postane površno.

• Nenavaden zvok (šklepetanje ali brnenje) – Zdrava zaklopka deluje skoraj tiho. Če slišite ropotanje ali visoko brnenje, sumite na težave. To pogosto povzroči onesnaženo olje. Enako velja za obrabljeno tuljavo, ki se ne more pravilno namestiti.

• Nihanje tlaka na vašem merilniku – igla skače naokoli, namesto da bi ostala pri miru. Zaradi šibke vzmeti ali zamašenega krmilnega voda se ventil odpre in zapre ob napačnem času. Vaš hidravlični sistem nikoli ne najde stabilnega stanja.

Bodite pozorni na te znake zgodaj. Majhna težava danes postane jutri veliko popravilo. Popravilo lepljivega ventila stane veliko manj kot zamenjava kuhane črpalke ali zažganega olja.

Nasveti za preventivno vzdrževanje

Z dobrim vzdrževanjem je vaš razbremenilni ventil zadovoljen. In srečen ventil pomeni zanesljiv hidravlični sistem . Upoštevajte te preproste prakse in izognili se boste večini pogostih napak.

• Ohranjajte čistočo hidravlične tekočine – kontaminacija je glavni morilec razbremenilnih ventilov. Umazanija praska tuljave. Blato blokira pilotske odprtine. Spremenite filtre po urniku. Redno testirajte svoje olje. Čista tekočina je poceni zavarovanje.

• Preverite tesnjenje povezav krmilnega voda – krmilno vodeni ventili so odvisni od čistega signala brez puščanja. Majhna kaplja iz priključka ali počena cev pomeni, da krmilni tlak nikoli ne doseže ventila. Ne odpre ali zapre se pravilno. Preglejte te linije vsakih nekaj mesecev.

• Vsaj enkrat letno preverite nastavitve tlaka – vzmeti sčasoma oslabijo. Izgubijo napetost. To spremeni tlak, kjer se vaš ventil razbremeni. Priključite merilnik in vsako leto preverite nastavitev. Prilagodite nazaj specifikaciji. Vzame deset minut in reši glavobole.

• Spremljajte temperaturo sistema – Toplota pospešuje obrabo vsake komponente. Tesnila se strdijo. Palica za tuljave. Vzmeti izgubijo živce. Naj bo vaš hidravlični sistem pod 140 °F (60 °C) za najdaljšo življenjsko dobo. Če vidite višje temperature, poiščite glavni vzrok – ne prezrite ga.

Tukaj je kratek kontrolni seznam, ki ga lahko izvajate vsako četrtletje:

Držite se teh korakov. Vaš hidravlični sistem bo deloval hladnejše, odzival se bo hitreje in se manj pogosto okvarjal. Videli smo, da ventili z ustrezno nego zdržijo več kot desetletje.

Kdaj zamenjati ali nadgraditi razbremenilni ventil

Noben ventil ne traja večno. Tudi ob velikem vzdrževanju se deli obrabijo. Toda kako veste, kdaj zamenjati novega? Tukaj so jasna pravila.

• Zamenjajte, če nastavitev tlaka odstopa za več kot 10 % od specifikacije – Poskušate ga prilagoditi, a vzmet preprosto ne zdrži. Mogoče je tuljava obrabljena. Morda je pomlad vzela stalnico. Kakor koli že, natančnosti ni več. Čas je za nov ventil.

• Zamenjajte, če notranje puščanje postane čezmerno – Vaša črpalka deluje vroče, tudi ko ni obremenjena. To pomeni, da olje teče mimo tuljave. Ustvarja pritisk tam, kjer ga ne bi smelo biti. Preprost preizkus: začutite povratni vod rezervoarja, ko naj bi se ventil izpraznil. Če je toplo, imaš notranji obvod.

• Nadgradite z neposrednega delovanja na krmilno vodenega – Ali izvajate visoke pretoke (nad 30 GPM) ali ostre cikle? Neposredno delujoči ventili imajo težave. Enota, ki jo upravlja pilot, z večjo natančnostjo obravnava velike pretoke. Prav tako se hitreje odziva. Stroški nadgradnje se hitro povrnejo s prihranki energije.

• Upoštevajte običajne servisne intervale – Običajna industrijska okolja: zamenjajte vsake 2–3 leta. Prašna, vroča ali visokociklična uporaba: preglejte vsako leto, po potrebi zamenjajte. Ne čakajte na katastrofalen neuspeh.

Kaj pa popravilo ali zamenjava? Večine razkladalnih ventilov ni vredno obnavljati. Nova tesnila in vzmet stanejo skoraj toliko kot cel nov ventil. In še vedno imaš obrabljeno izvrtino tuljave. Samo zamenjaj ga. Vaš hidravlični sistem vam bo hvaležen.

Posledice delovanja hidravličnega sistema brez razbremenilnega ventila

Ali lahko zaženete hidravlični sistem brez razbremenilnega ventila? Tehnično gledano ja. Ampak res nočeš. Evo, kaj se zgodi, če preskočite to komponento.

• Dogodki nadtlaka – Črpalka nenehno deluje proti zaprtim ventilom. Tlak se dvigne vsakič, ko se aktuator ustavi. Cevi se izbočijo. Tesnila izpuhtijo. Palice cilindra se upognejo. Te napake so drage in nevarne.

• Močno kopičenje toplote – izgubljena energija postane toplota. Veliko tega. Temperature olja se dvignejo čez 180 °F (82 °C). Tekočina oksidira in postane črna. Lak obrazci na kolutih. Tesnila se strdijo in počijo. Vaš hidravlični sistem se sam kuha od znotraj.

• Zmanjšana življenjska doba črpalke – neprekinjeno visokotlačno delovanje hitro obrabi bate, ležaje in lopatice. Črpalka, ki bi morala delovati 10.000 ur, lahko odpove v 2000. Črpalke boste zamenjali dvakrat ali trikrat pogosteje.

• Višji računi za elektriko ali gorivo – Črpalka porabi polno moč, tudi ko ne dela nič. Pri motorju s 50 KM je to 3–5 USD na uro nedejavnosti. V enem letu vržete stran na tisoče dolarjev.

• Nedosledno krmiljenje aktuatorja – Brez razbremenilnega ventila tlak močno niha. Črpalka se bori proti razbremenilnemu ventilu, nato pade in se spet bori. Vaši valji se premikajo sunkovito, nepredvidljivo. Natančno delo postane nemogoče.

Zaključek

Razbremenilni ventil pošilja pretok črpalke v rezervoar pri nizkem tlaku med obdobji mirovanja. Ta preprost ukrep zmanjša izgubo energije in toploto v vašem hidravličnem sistemu. Blince ponuja zanesljive razbremenilne ventile, ki poskrbijo, da oprema deluje hladnejše in dlje. Zaupajte Blinceu za pametnejše hidravlične rešitve, ki vam vsak dan prihranijo denar.

pogosta vprašanja

V: Kaj naredi razkladalni ventil v hidravličnem sistemu?

O: Ko je tlak visok, preusmeri pretok črpalke nazaj v rezervoar. To razbremeni črpalko in zmanjša porabo energije.

V: Kako razbremenilni ventil varčuje z energijo?

O: Omogoča, da črpalka v stanju pripravljenosti deluje v prostem teku pri nizkem tlaku. Vaš hidravlični sistem nato porabi do 90 % manj energije.

V: Zakaj se moj hidravlični sistem brez njega pregreva?

O: Pretok črpalke sili skozi razbremenilni ventil pri visokem tlaku. Ta izgubljena energija se spremeni v škodljivo toploto.

V: Kje se uporablja razkladalni ventil?

O: V akumulatorskih tokokrogih, sistemih z dvema črpalkama, stiskalnicah in mobilni opremi. Vsak hidravlični sistem z obdobji mirovanja ima koristi.

V: Kdaj naj zamenjam izpustni ventil?

O: Zamenjajte ga, če tlak pade za več kot 10 % ali če se črpalka segreje, ko ni obremenjena. Preverite vsake 2-3 leta.