Aiheet:
- Jousikuormitettu takaiskuventtiili
- Suoratoiminen, jousikuormitettu varoventtiili
- Laske tarvittava jousipaineen ylipaineventtiili
- Epäsuora paineenalennusventtiili
- Alennusventtiili
- Järjestysventtiili
Jousikuormitettu takaiskuventtiili:
Paineenalennusventtiili suojaa hydraulipiiriä liialliselta paineelta. Paineenalennusventtiiliä kutsutaan myös paineenrajoitusventtiiliksi tai varoventtiiliksi. Ilman tätä venttiiliä järjestelmän paine voi nousta liian korkeaksi, mikä voi aiheuttaa tiivisteiden vuotamisen tai komponenttien rikkoutumisen.
Yksinkertaisin suoritusmuoto on jousikuormitettu takaiskuventtiili, joka on esitetty seuraavassa kuvassa. Esimerkkinä käytetään polttomoottorin öljypumppua suodattimella ja suojajärjestelmällä. Öljypumppua käyttää kampiakseli. Kun öljynpaine voittaa takaiskuventtiilin pallon jousipaineen, syntyy aukko ja öljy virtaa takaisin säiliöön. Tämän tyyppinen painesuoja löytyy voitelujärjestelmistä, joissa öljyn maksimipaine ei saa ylittää noin 5 baaria.
Jousikuormitteisen takaiskuventtiilin lisäksi kohtaamme usein myös suoria ja epäsuoria paineenalennusventtiilejä hydrauliikassa.
Suoratoiminen, jousikuormitettu varoventtiili:
Suoratoiminen takaiskuventtiili on hyvin samanlainen kuin yllä oleva jousikuormitettu takaiskuventtiili. Suoratoimisen paineenalennusventtiilin erot ja edut ovat kuitenkin:
- suhteellisen yksinkertainen ja halpa rakenne;
- nopea reagointi painepiikkeihin ja järjestelmän vaihteluihin;
- istukkaventtiilit tiivistävät vuotamattomat.
Kahdessa alla olevassa kuvassa on kaaviot jousikuormitteisesta paluuventtiilistä, jossa on symboli (vasemmalla) ja piirros komponentista (oikealla).
Paineenalennusventtiili suljetaan vakiona jousella; nesteen pääsy ei ole mahdollista. Kaaviossa näemme jousen, jossa on nuoli: tämä tarkoittaa, että jousi on manuaalisesti säädettävissä. Oikeanpuoleisessa kuvassa näkyy ruuvi, jolla jousi voidaan kiristää. Mitä pidemmälle ruuvia kierretään, sitä suuremmaksi avautumispaine tulee.
Kun nestepaine on saavuttanut asetetun paineen, se työntää kartiomaista mäntää sisäänpäin jousivoimaa vastaan. Muodostuu aukko, jonka kautta neste voi virrata suoraan paluuputkeen. Pumpun puolen paine (punainen viiva) ei lisäänny.
Suoratoimisen paineenalennusventtiilin haittana on, että sisäinen vuoto on aina olemassa.
Laske tarvittava jousivoiman paineenalennusventtiili:
Seuraava laskelma antaa käsityksen siitä, kuinka paljon jousivoimaa tarvitaan pitämään venttiili suljettuna tietyssä paineessa. Käytämme seuraavia tietoja:
- säädettävä paine (p) = 10 bar (vastaa 1.000.000 XNUMX XNUMX Pa);
- venttiilin läpikulku = 25 mm.
Jousen antama voima on melko suuri. Korkeammissa paineissa tarvitaan raskas jousirakenne.
Vaihtoehtona on epäsuora paineenalennusventtiili tai pilottiohjattu paineenalennusventtiili.
Epäsuora paineenalennusventtiili:
Edellinen kappale osoittaa, että suoran paineenalennusventtiilin jousivoiman on oltava vähintään 491 N, jotta venttiili pysyy suljettuna 10 baarin paineessa.
Tämän vuoksi suora paineenalennusventtiili ei sovellu hydraulijärjestelmiin, jotka toimivat korkeammilla paineilla (>100 bar) ja suurella tilavuusvirtauksella. Raskaiden jousirakenteiden välttämiseksi korkean käyttöpaineen järjestelmissä käytetään epäsuoraa paineenrajoitusventtiiliä. Epäsuorassa paineenalennusventtiilissä on nestepaine pääventtiilin molemmilla puolilla, joten jousta voidaan pienentää. Alla olevat kolme kuvaa esittävät tämän tyyppisen paineensäätöventtiilin kaavamaisen periaatteen. Epäsuorassa paineenalennusventtiilissä on kaksi venttiiliä, joista jokainen on suljettu lepoasennossa omalla jousella:
- ohjausventtiili;
- pääventtiili.
Järjestelmän paine vesipumpusta on kytketty suoraan paineensäätöventtiilin pohjaan ja saavuttaa ohjausventtiilin (1) syöttöjohdon ja pääventtiilin (2) rajoituksen kautta. Niin kauan kuin järjestelmän paine ei ylitä ohjausventtiilillä asetettua painetta, molemmat venttiilit pysyvät kiinni (kuva A). Kun paine nousee liian korkeaksi, esimerkiksi kun sylinteri on saavuttanut pääterajoituksensa, nestepaine työntää ohjausventtiiliä (1) sisäänpäin jousepainetta vasten (kuva B). Öljy virtaa nyt kaasuläpän ja avoimen ohjausventtiilin kautta paluukanavan kautta säiliöön.
Kuristus aiheuttaa paine-eron pääventtiilissä jopa pienestä tilavuusvirtauksesta. Tämä paine-ero saa pääventtiilin avautumaan jousivoimaa vastaan (kuva C). Tällä tavalla koko pumpun tuotto voidaan tyhjentää säiliöön pääventtiilin kautta.
Alennusventtiili:
Alennusventtiilin tehtävänä on alentaa paine hydraulijärjestelmässä tai vain järjestelmän osassa haluttuun arvoon ja pitää se vakiona.
Seuraavassa kaaviossa on paineenalennusventtiilin symboli ohjausventtiilin ja sylinterin välisessä painejohdossa. Symboli on jossain määrin samanlainen kuin paineenalennusventtiilin symboli.
Alennusventtiili päästää nestepaineen kulkemaan niin kauan kuin paine ei saavuta asetettua arvoa. Sylinteriä voidaan siten ohjata ilman ongelmia.
Kun asetettu paine saavutetaan, paineenalennusventtiili katkaisee syötön ja pitää paineen aluksi vakiona. Jos paine sylinterin puolella kasvaa edelleen, venttiili vähentää (vähentää) tätä painetta purkamalla sen paluuputkeen.
Alla olevat kolme kaaviota esittävät alennusventtiilin periaatteellisen toiminnan kolmessa tilanteessa. Mukavuussyistä vain osa kaaviosta on esitetty: vesipumppu, paineenalennusventtiili jne. on jätetty pois koon vuoksi. Myös kuvien B ja C männänvarsi on lyhennetty kuvan koon vuoksi.
- A. Paineenalennusventtiili on levossa. Hydraulipumpusta tuleva neste virtaa tasaisesti sylinterin liitäntään A;
- B. Sylinterin mäntä on saavuttanut pääterajoittimen. Paine syöttöjohdossa kasvaa. Alennusventtiilin ohjausmäntä katkaisee syötön ohjausventtiilistä sylinteriin. Sylinterin paine pidetään vakiona (keltainen);
- C. Kun männän varren päähän kohdistuva kuormitus kasvaa, se vaikuttaa nestepaineeseen sylinterissä. Ohjausmäntä liikkuu edelleen ylöspäin johtuen pohjan paineen noususta. Tämä avaa paluukanavan ja antaa nesteen virrata sylinteristä säiliöön.
Nestepaineen alenemisen jälkeen prosessi tapahtuu taaksepäin: paineen laskulla mäntä sulkee paluukanavan ja pitää paineen vakiona, minkä jälkeen mäntä liikkuu edelleen alaspäin ja tapahtuu toinen paineen nousu. Painetta, jolla alennusventtiilin tulee toimia, voidaan säätää manuaalisesti kääntämällä ruuvia lisää sisään tai ulos.
Sekvenssiventtiili:
Esimerkiksi sekvenssiventtiilillä voidaan ohjata kahta sylinteriä valmistajan haluamassa järjestyksessä. Lähetysjärjestystä ei voi hallita käytön aikana; kevyin kuormitettu sylinteri liikkuu ensin.
Alla olevassa kuvassa vasen sylinteri poistetaan ensin. Heti kun se on saavuttanut päätepisteensä, paine punaisessa syöttöjohdossa kasvaa. Sekvenssiventtiili aukeaa tietyllä esiasetetulla paineella. Kun sekvenssiventtiilin jousivoima on voitettu, neste virtaa oikeaan sylinteriin, jonka jälkeen se lähtee liikkeelle. Sekvenssiventtiili on pohjimmiltaan paineenalennusventtiili, jossa on sisäänrakennettu takaiskuventtiili. Takaiskuventtiili avautuu, kun ohjausventtiili kytkee syötön sylinterin liitäntään B ja paluuliitännälle A.
Aiheeseen liittyvä sivu:
