Soggetti:
- Valvola di ritegno caricata a molla
- Valvola di sicurezza ad azione diretta, caricata a molla
- Calcolare la valvola di sovrapressione della pressione della molla richiesta
- Valvola limitatrice di pressione indiretta
- Valvola di riduzione
- Valvola di sequenza
Valvola di ritegno caricata a molla:
Una valvola limitatrice di pressione protegge il circuito idraulico da una pressione eccessiva. Una valvola limitatrice di pressione è anche chiamata valvola limitatrice di pressione o valvola di sicurezza. Senza questa valvola, la pressione nel sistema potrebbe aumentare troppo, causando perdite dalle guarnizioni o guasti ai componenti.
La forma di realizzazione più semplice è la valvola di ritegno a molla, mostrata nella figura seguente. Come esempio viene utilizzata la pompa dell'olio con filtro e sistema di protezione di un motore a combustione. La pompa dell'olio è azionata dall'albero motore. Una volta che la pressione dell'olio supera la pressione della molla sulla sfera della valvola di ritegno, viene creata un'apertura e l'olio ritorna al serbatoio. Questo tipo di protezione dalla pressione si trova nei sistemi di lubrificazione dove la pressione massima dell'olio non può superare circa 5 bar.
Oltre alla valvola di ritegno a molla, nell'idraulica spesso incontriamo anche valvole limitatrici di pressione dirette e indirette.
Valvola di sicurezza ad azione diretta, caricata a molla:
La valvola di ritegno ad azione diretta è molto simile alla valvola di ritegno caricata a molla sopra. Tuttavia, le differenze e i vantaggi della valvola limitatrice di pressione ad azione diretta sono:
- una costruzione relativamente semplice ed economica;
- risposta rapida ai picchi di pressione e alle fluttuazioni nel sistema;
- le valvole a sede sigillano senza perdite.
Le due immagini sottostanti mostrano gli schemi con una valvola di ritorno a molla con il simbolo (a sinistra) e un disegno del componente (a destra).
La valvola limitatrice di pressione è chiusa di serie con una molla; non è possibile alcun passaggio di liquido. Nello schema vediamo la molla con una freccia al suo interno: questo significa che la molla è regolabile manualmente. Nell'immagine a destra vediamo la vite con cui si può mettere in tensione la molla. Più la vite viene avvitata, maggiore diventa la pressione di apertura.
Quando la pressione del fluido ha raggiunto la pressione impostata, spinge lo stantuffo conico verso l'interno contro la forza della molla. Viene creata un'apertura attraverso la quale il liquido può fluire direttamente al ritorno. La pressione sul lato pompa (linea rossa) non aumenta ulteriormente.
Lo svantaggio della valvola limitatrice di pressione ad azione diretta è che c'è sempre una perdita interna.
Calcolare la valvola limitatrice di pressione della forza della molla richiesta:
Il calcolo seguente fornisce informazioni sulla forza della molla necessaria per mantenere la valvola chiusa ad una determinata pressione. Utilizziamo i seguenti dati:
- pressione da regolare (p) = 10 bar (pari a 1.000.000 Pa);
- passaggio valvola = 25 mm.
La forza che la molla deve erogare è piuttosto elevata. A pressioni più elevate è necessaria una struttura a molla pesante.
Un'alternativa è una valvola limitatrice di pressione indiretta o una valvola limitatrice di pressione pilotata.
Valvola limitatrice di pressione indiretta:
Il paragrafo precedente mostra che la forza della molla per una valvola limitatrice di pressione diretta non deve essere inferiore a 491 N per mantenere la valvola chiusa ad una pressione di 10 bar.
Ciò rende la valvola limitatrice di pressione diretta inadatta per sistemi idraulici che funzionano con pressioni più elevate (>100 bar) e una grande portata volumetrica. Per evitare costruzioni pesanti delle molle, i sistemi con pressioni di esercizio elevate utilizzano una valvola limitatrice di pressione indiretta. Nella valvola limitatrice di pressione indiretta, c'è pressione del fluido su entrambi i lati della valvola principale, in modo che la molla possa essere ridotta. Le tre immagini sottostanti mostrano il principio schematico di questo tipo di valvola di controllo della pressione. La valvola limitatrice di pressione indiretta contiene due valvole, ciascuna delle quali è chiusa nella posizione di riposo con la propria molla:
- valvola pilota;
- valvola principale.
La pressione del sistema proveniente dalla pompa idraulica è collegata direttamente alla parte inferiore della valvola di controllo della pressione e raggiunge la valvola pilota (1) attraverso un restringimento nella linea di alimentazione e nella valvola principale (2). Finché la pressione del sistema non supera la pressione impostata con la valvola pilota, entrambe le valvole rimangono chiuse (immagine A). Quando la pressione aumenta troppo, ad esempio quando il cilindro ha raggiunto la battuta d'arresto, la pressione del fluido spinge la valvola di controllo (1) verso l'interno contro la pressione della molla (immagine B). L'olio fluisce ora attraverso l'acceleratore e la valvola di controllo aperta, attraverso il canale di ritorno al serbatoio.
La strozzatura provoca una differenza di pressione attraverso la valvola principale anche con un flusso di volume basso. Questa differenza di pressione fa sì che la valvola principale si apra contro la forza della molla (immagine C). In questo modo tutta la potenza della pompa può essere scaricata nel serbatoio tramite la valvola principale.
Valvola di riduzione:
Il compito della valvola di riduzione è ridurre la pressione nell'impianto idraulico o solo in una parte dell'impianto al valore desiderato e mantenerla costante.
Lo schema seguente mostra il simbolo della valvola riduttrice di pressione nella linea di pressione tra la valvola di controllo e il cilindro. Il simbolo è in qualche modo simile a quello della valvola limitatrice di pressione.
La valvola riduttrice consente il passaggio della pressione del fluido finché la pressione non raggiunge il valore impostato. Il cilindro può quindi essere controllato senza problemi.
Quando viene raggiunta la pressione impostata, la valvola riduttrice di pressione interrompe l'alimentazione e inizialmente mantiene la pressione costante. Se la pressione lato bombola aumenta ulteriormente, la valvola riduce (riduce) questa pressione scaricandola sul ritorno.
I tre diagrammi seguenti mostrano il principio di funzionamento del riduttore in tre situazioni. Per comodità è mostrata solo una parte dello schema: la pompa idraulica, la valvola limitatrice di pressione, ecc. sono omesse a causa delle dimensioni. Anche l'asta del pistone nelle Fig. B e C è stata accorciata a causa delle dimensioni dell'immagine.
- A. Il riduttore di pressione è a riposo. Il liquido proveniente dalla pompa idraulica affluisce senza sosta all'attacco A del cilindro;
- B. Il pistone nel cilindro ha raggiunto il finecorsa. La pressione nella linea di alimentazione aumenta. Lo stantuffo di controllo nella valvola di riduzione interrompe l'alimentazione dalla valvola di controllo al cilindro. La pressione nella bombola viene mantenuta costante (giallo);
- C. L'aumento del carico sull'estremità dello stelo del pistone influenzerà la pressione del fluido nel cilindro. A causa dell'aumento della pressione sul fondo, lo stantuffo di comando si sposta ancora più verso l'alto. Questo apre il canale di ritorno e consente al fluido di fluire dal cilindro al serbatoio.
Dopo che la pressione del fluido è scesa, il processo avviene all'indietro: con una caduta di pressione, lo stantuffo chiude il canale di ritorno e mantiene la pressione costante, dopodiché lo stantuffo si sposta ulteriormente verso il basso e si verifica un altro aumento di pressione. La pressione alla quale deve funzionare la valvola riduttrice può essere regolata manualmente ruotando ulteriormente la vite verso l'interno o verso l'esterno.
Valvola di sequenza:
Con una valvola di sequenza, ad esempio, è possibile controllare due cilindri nella sequenza desiderata dal produttore. L'ordine di invio non può essere controllato durante il funzionamento; il cilindro caricato più leggero si muoverà per primo.
Nell'immagine seguente, il cilindro sinistro verrà espulso per primo. Non appena raggiunge la battuta, la pressione nella tubazione di alimentazione rossa aumenta. La valvola di sequenza si apre ad una determinata pressione preimpostata. Una volta superata la forza della molla nella valvola di sequenza, il fluido scorre nel cilindro destro, dopodiché verrà messo in movimento. Una valvola di sequenza è essenzialmente una valvola limitatrice di pressione con una valvola di ritegno incorporata. La valvola di ritegno si apre quando la valvola di controllo commuta l'alimentazione sull'attacco B del cilindro e il ritorno su A.
Pagina correlata:
