Soggetti:
- Introduzione
- Soffocamento
- Valvola di controllo del flusso
Introduzione:
Negli impianti idraulici può essere importante poter controllare la velocità di movimento dei cilindri idraulici o della pompa idraulica. A questo scopo è possibile utilizzare una pompa idraulica con volume di corsa regolabile. Si tratta però di una procedura molto complessa e costosa. Un modo semplice ed economico per ottenere tale controllo è utilizzare strozzatori e valvole di controllo del flusso. Restringendo il tubo di alimentazione o di scarico del cilindro o del motore, il flusso volumetrico viene strozzato. Il tubo viene così schiacciato, consentendo al liquido di fluire attraverso di esso con una portata volumetrica ridotta.
Limitazione:
Con un comando dell'acceleratore creiamo un restringimento nel tubo. Questo può essere paragonato a un rubinetto dal quale può scorrere l'acqua; Più si apre o si chiude il rubinetto, maggiore o minore sarà la fuoriuscita dell'acqua.
Nello schema seguente la strozzatura si trova nella linea di alimentazione tra la valvola di controllo e il cilindro. La freccia nell'acceleratore indica che è variabile: l'acceleratore può essere impostato manualmente.
Nella linea di strozzamento prevale la pressione ottenuta dalla pompa idraulica. Questa è la pressione massima del sistema. Dopo la strozzatura si ha una pressione notevolmente più bassa. L'energia di pressione viene persa nella strozzatura e viene convertita in calore. Il flusso volumetrico che impedisce lo strozzamento viene scaricato nel ritorno attraverso la valvola limitatrice di pressione. La strozzatura riduce il flusso di volume sia nella corsa in uscita che in quella in entrata del pistone. Ciò non è sempre auspicabile. Ne parleremo più avanti.
Per comprendere meglio le pressioni del sistema, ecco un esempio delle differenze di pressione che una strozzatura può causare:
- portata pompa = 10 l/min;
- la strozzatura è impostata su 8 l/min;
- portata in volume scaricata attraverso la valvola limitatrice di pressione = 2 l/min.
Un cilindro idraulico può essere dotato di una valvola a farfalla per la regolazione della portata volumetrica principalmente in tre modi. L'immagine seguente mostra una valvola di controllo ad azionamento elettromagnetico e tre cilindri. Ogni cilindro ha un diverso comando dell'acceleratore:
- questo cilindro ha una strozzatura variabile sulla linea di alimentazione. Il flusso del fluido è soffocato sia durante i movimenti verso l'interno che verso l'esterno. I movimenti di entrata e di uscita dello stelo avvengono alla stessa velocità;
- lo strozzamento con valvola di ritegno a molla garantisce che il movimento verso l'esterno del pistone venga rallentato. Tuttavia, durante il movimento verso l'interno, il flusso del liquido spinge la valvola di ritegno in apertura, consentendo al liquido di rifluire al ritorno attraverso la valvola di strozzamento e di ritegno. La corsa di andata è quindi più lenta di quella di ritorno;
- Con una valvola di strozzamento e di ritegno sui tubi di alimentazione e di scarico, la velocità del pistone può essere regolata con la massima precisione: quando il pistone si muove, lo strozzamento determina effettivamente il flusso del fluido al cilindro. D'altro canto il liquido può rifluire nel serbatoio senza incontrare resistenza.
Valvola di controllo del flusso:
Le valvole di controllo del flusso vengono utilizzate nei sistemi idraulici dove la velocità di movimento dei cilindri o dei motori idraulici deve rimanere costante nonostante un carico variabile. Nello schema seguente vediamo, tra le altre cose, una valvola regolatrice di flusso in serie e due manometri.
La pressione leggibile da p1 dipende dalla valvola limitatrice di pressione, che riporta al ritorno parte della portata dell'idropompa. La pressione p2 è determinata dal carico sul pistone: quando è sottoposto a una maggiore controforza durante la corsa di andata, la pressione p2 aumenta.
La valvola di controllo del flusso è regolabile e consente al flusso volumetrico al cilindro di rimanere costante indipendentemente dalle pressioni p1 e p2.
Il funzionamento della valvola di controllo del flusso è il seguente: la caduta di pressione (Δp) attraverso la strozzatura nella valvola di controllo del flusso viene costantemente misurata. Non appena si verifica una variazione di pressione, la valvola di controllo del flusso regola l'entità della strozzatura. La valvola di controllo della pressione garantisce che la caduta di pressione attraverso la restrizione, e quindi il flusso del liquido, rimanga sempre costante.
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