emner:
- Fjederbelastet kontraventil
- Direktevirkende, fjederbelastet aflastningsventil
- Beregn det nødvendige fjedertryk overtryksventil
- Indirekte overtryksventil
- Reduktionsventil
- Sekvensventil
Fjederbelastet kontraventil:
En overtryksventil beskytter det hydrauliske kredsløb mod for højt tryk. En overtryksventil kaldes også en trykbegrænsende ventil eller sikkerhedsventil. Uden denne ventil kan trykket i systemet stige for højt, hvilket får tætninger til at lække eller komponenter til at svigte.
Den enkleste udførelsesform er den fjederbelastede kontraventil, som er vist i den følgende figur. Som eksempel bruges oliepumpen med filter og beskyttelsessystem til en forbrændingsmotor. Oliepumpen drives af krumtapakslen. Når olietrykket overvinder fjedertrykket på kuglen på kontraventilen, skabes en åbning, og olien strømmer tilbage til reservoiret. Denne type trykbeskyttelse findes i smøresystemer, hvor det maksimale olietryk ikke må overstige ca. 5 bar.
Udover den fjederbelastede kontraventil støder vi også ofte på direkte og indirekte overtryksventiler i hydraulik.
Direktevirkende, fjederbelastet aflastningsventil:
Den direkte virkende kontraventil minder meget om den fjederbelastede kontraventil ovenfor. Forskellene og fordelene ved den direkte virkende overtryksventil er dog:
- en forholdsvis enkel og billig konstruktion;
- hurtig reaktion på trykstigninger og udsving i systemet;
- sædeventiler tætner lækagefrit.
De to billeder nedenfor viser skemaet med en fjederbelastet returventil med symbolet (venstre) og en tegning af komponenten (højre).
Overtryksventilen er som standard lukket med en fjeder; ingen passage af væske er mulig. I diagrammet ser vi fjederen med en pil i: det betyder, at fjederen er manuelt justerbar. På billedet til højre ser vi skruen, som fjederen kan spændes med. Jo længere skruen skrues i, jo større bliver åbningstrykket.
Når væsketrykket har nået det indstillede tryk, skubber det det koniske stempel indad mod fjederkraften. Der skabes en åbning, hvorigennem væsken kan strømme direkte til returløbet. Trykket på pumpesiden (den røde linje) øges ikke yderligere.
Ulempen ved den direkte virkende overtryksventil er, at der altid er intern lækage.
Beregn den nødvendige trykaflastningsventil for fjederkraft:
Følgende beregning giver indsigt i, hvor meget fjederkraft der skal til for at holde ventilen lukket ved et bestemt tryk. Vi bruger følgende data:
- tryk, der skal justeres (p) = 10 bar (svarer til 1.000.000 Pa);
- ventilgennemgang = 25 mm.
Den kraft, som fjederen skal levere, er ret høj. Ved højere tryk kræves en kraftig fjederkonstruktion.
Et alternativ er en indirekte overtryksventil eller en pilotbetjent overtryksventil.
Indirekte overtryksventil:
Det foregående afsnit viser, at fjederkraften for en direkte overtryksventil ikke skal være mindre end 491 N for at holde ventilen lukket ved et tryk på 10 bar.
Dette gør den direkte overtryksventil uegnet til hydrauliske systemer, der arbejder med højere tryk (>100 bar) og et stort volumenflow. For at undgå tunge fjederkonstruktioner bruger systemer med højt driftstryk en indirekte overtryksventil. I den indirekte overtryksventil er der væsketryk på begge sider af hovedventilen, så fjederen kan gøres mindre. De tre billeder nedenfor viser det skematiske princip for denne type trykreguleringsventil. Den indirekte overtryksventil indeholder to ventiler, som hver er lukket i hvileposition med sin egen fjeder:
- pilot ventil;
- hovedventil.
Systemtrykket fra hydropumpen er forbundet direkte til bunden af trykreguleringsventilen og når pilotventilen (1) via en begrænsning i forsyningsledningen og hovedventilen (2). Så længe systemtrykket ikke overstiger det tryk, der er indstillet med pilotventilen, forbliver begge ventiler lukkede (billede A). Når trykket stiger for højt, for eksempel når cylinderen har nået sit endestop, presser væsketrykket reguleringsventilen (1) indad mod fjedertrykket (billede B). Olien strømmer nu via gashåndtaget og den åbne reguleringsventil via returkanalen til reservoiret.
Droslingen forårsager en trykforskel over hovedventilen selv fra en lav volumenstrøm. Denne trykforskel får hovedventilen til at åbne mod fjederkraften (billede C). På denne måde kan hele pumpeydelsen udledes til reservoiret via hovedventilen.
Reduktionsventil:
Reduktionsventilens opgave er at reducere trykket i hydrauliksystemet eller kun i en del af systemet til en ønsket værdi og holde det konstant.
Følgende diagram viser symbolet for trykreduktionsventilen i trykledningen mellem styreventilen og cylinderen. Symbolet minder lidt om overtryksventilens symbol.
Reduktionsventilen tillader væsketrykket at passere, så længe trykket ikke når den indstillede værdi. Cylinderen kan således styres uden problemer.
Når det indstillede tryk er nået, lukker trykreduktionsventilen for forsyningen og holder i starten trykket konstant. Hvis trykket på cylindersiden stiger yderligere, reducerer (reducerer) ventilen dette tryk ved at udlede det til returløbet.
De tre diagrammer nedenfor viser den principielle funktion af reduktionsventilen i tre situationer. For nemheds skyld er kun en del af diagrammet vist: Hydropumpen, overtryksventilen osv. er udeladt på grund af størrelsen. Stempelstangen i fig. B og C er også blevet forkortet på grund af billedstørrelsen.
- A. Trykreduktionsventilen er i ro. Væsken fra den hydrauliske pumpe strømmer uformindsket til tilslutning A på cylinderen;
- B. Stemplet i cylinderen har nået endestoppet. Trykket i forsyningsledningen stiger. Styrestemplet i reduktionsventilen lukker for forsyningen fra styreventilen til cylinderen. Trykket i cylinderen holdes konstant (gul);
- C. Når belastningen på enden af stempelstangen øges, vil det påvirke væsketrykket i cylinderen. Styrestemplet bevæger sig endnu længere opad på grund af stigningen i trykket i bunden. Dette åbner returkanalen og tillader væsken at strømme fra cylinderen til reservoiret.
Efter at væsketrykket er faldet, foregår processen baglæns: Ved trykfald lukker stemplet returkanalen og holder trykket konstant, hvorefter stemplet bevæger sig længere ned, og endnu en trykstigning finder sted. Det tryk, som reduktionsventilen skal arbejde ved, kan justeres manuelt ved at dreje skruen længere ind eller ud.
Sekvensventil:
Med en sekvensventil kan for eksempel to cylindre styres i en rækkefølge, som producenten ønsker. Indsendelsesrækkefølgen kan ikke kontrolleres under drift; den lettest belastede cylinder bevæger sig først.
På billedet nedenfor vil den venstre cylinder blive skubbet ud først. Så snart den har nået sit endestop, øges trykket i den røde forsyningsledning. Sekvensventilen åbner ved et bestemt forudindstillet tryk. Når fjederkraften i sekvensventilen er overvundet, strømmer væsken til højre cylinder, hvorefter den sættes i gang. En sekvensventil er i det væsentlige en overtryksventil med en indbygget kontraventil. Kontraventilen åbner, når reguleringsventilen skifter forsyningen til tilslutning B på cylinderen og retur til A.
Relateret side:
