Emner:
- Fjærbelastet tilbakeslagsventil
- Direktevirkende, fjærbelastet avlastningsventil
- Beregn nødvendig fjærtrykk overtrykksventil
- Indirekte trykkavlastningsventil
- Reduksjonsventil
- Sekvensventil
Fjærbelastet tilbakeslagsventil:
En trykkavlastningsventil beskytter den hydrauliske kretsen mot for høyt trykk. En trykkavlastningsventil kalles også en trykkbegrensningsventil eller sikkerhetsventil. Uten denne ventilen kan trykket i systemet stige for høyt, noe som fører til at tetninger lekker eller at komponenter svikter.
Den enkleste utførelsesformen er den fjærbelastede tilbakeslagsventilen, som er vist i følgende figur. Oljepumpen med filter og beskyttelsessystem til en forbrenningsmotor brukes som eksempel. Oljepumpen drives av veivakselen. Når oljetrykket overvinner fjærtrykket på kulen til tilbakeslagsventilen, opprettes en åpning og oljen strømmer tilbake til reservoaret. Denne typen trykkbeskyttelse finnes i smøresystemer hvor det maksimale oljetrykket ikke kan overstige ca. 5 bar.
I tillegg til den fjærbelastede tilbakeslagsventilen, møter vi også ofte direkte og indirekte trykkavlastningsventiler i hydraulikk.
Direktevirkende, fjærbelastet avlastningsventil:
Den direktevirkende tilbakeslagsventilen er veldig lik den fjærbelastede tilbakeslagsventilen ovenfor. Imidlertid er forskjellene og fordelene med den direktevirkende trykkavlastningsventilen:
- en relativt enkel og billig konstruksjon;
- rask respons på trykkstøt og svingninger i systemet;
- seteventiler tetter lekkasjefritt.
De to bildene nedenfor viser skjemaet med en fjærbelastet returventil med symbolet (til venstre) og en tegning av komponenten (til høyre).
Trykkavlastningsventilen er stengt med en fjær som standard; ingen væske passerer. I diagrammet ser vi fjæren med en pil i: dette betyr at fjæren er manuelt justerbar. På bildet til høyre ser vi skruen som fjæren kan strammes med. Jo lenger skruen skrus inn, jo større blir åpningstrykket.
Når væsketrykket har nådd innstilt trykk, skyver det det koniske stempelet innover mot fjærkraften. Det dannes en åpning der væsken kan strømme direkte til returen. Trykket på pumpesiden (den røde linjen) øker ikke ytterligere.
Ulempen med den direktevirkende overtrykksventilen er at det alltid er intern lekkasje.
Beregn nødvendig trykkavlastningsventil med fjærkraft:
Følgende beregning gir innsikt i hvor mye fjærkraft som kreves for å holde ventilen stengt ved et visst trykk. Vi bruker følgende data:
- trykk som skal justeres (p) = 10 bar (tilsvarer 1.000.000 XNUMX XNUMX Pa);
- ventilgjennomgang = 25 mm.
Kraften som fjæren skal levere er ganske høy. Ved høyere trykk kreves en tung fjærkonstruksjon.
Et alternativ er en indirekte trykkavlastningsventil eller en pilotbetjent trykkavlastningsventil.
Indirekte trykkavlastningsventil:
Forrige avsnitt viser at fjærkraften for en direkte trykkavlastningsventil ikke må være mindre enn 491 N for å holde ventilen stengt ved et trykk på 10 bar.
Dette gjør den direkte trykkavlastningsventilen uegnet for hydrauliske systemer som opererer med høyere trykk (>100 bar) og stor volumstrøm. For å unngå tunge fjærkonstruksjoner bruker systemer med høyt driftstrykk en indirekte trykkavlastningsventil. I den indirekte trykkavlastningsventilen er det væsketrykk på begge sider av hovedventilen, slik at fjæren kan gjøres mindre. De tre bildene nedenfor viser det skjematiske prinsippet for denne typen trykkreguleringsventil. Den indirekte trykkavlastningsventilen inneholder to ventiler, som hver er stengt i hvileposisjon med sin egen fjær:
- pilot ventil;
- hovedventil.
Systemtrykket fra hydropumpen kobles direkte til bunnen av trykkreguleringsventilen og når pilotventilen (1) via en begrensning i tilførselsledningen og hovedventilen (2). Så lenge systemtrykket ikke overstiger trykket innstilt med pilotventilen, forblir begge ventilene stengt (bilde A). Når trykket stiger for høyt, for eksempel når sylinderen har nådd endestoppet, skyver væsketrykket reguleringsventilen (1) innover mot fjærtrykket (bilde B). Oljen strømmer nå via gassen og den åpne reguleringsventilen, via returkanalen til reservoaret.
Strypingen forårsaker en trykkforskjell over hovedventilen selv fra lav volumstrøm. Denne trykkforskjellen gjør at hovedventilen åpner mot fjærkraften (bilde C). På denne måten kan hele pumpeeffekten slippes ut til reservoaret via hovedventilen.
Reduksjonsventil:
Reduksjonsventilens oppgave er å redusere trykket i hydraulikksystemet eller kun i en del av systemet til en ønsket verdi og holde det konstant.
Følgende diagram viser symbolet for trykkreduksjonsventilen i trykkledningen mellom reguleringsventilen og sylinderen. Symbolet ligner litt på trykkavlastningsventilen.
Reduksjonsventilen lar væsketrykket passere så lenge trykket ikke når den innstilte verdien. Sylinderen kan dermed styres uten problemer.
Når innstilt trykk er nådd, stenger trykkreduksjonsventilen tilførselen og holder i utgangspunktet trykket konstant. Hvis trykket på sylindersiden øker ytterligere, reduserer (reduserer) ventilen dette trykket ved å slippe det ut til returen.
De tre diagrammene nedenfor viser prinsippoperasjonen av reduksjonsventilen i tre situasjoner. For enkelhets skyld er bare en del av diagrammet vist: hydropumpen, trykkavlastningsventilen osv. er utelatt på grunn av størrelsen. Stempelstangen i Fig. B og C er også forkortet på grunn av bildestørrelsen.
- A. Trykkreduksjonsventilen er i ro. Væsken fra den hydrauliske pumpen strømmer uforminsket til tilkobling A på sylinderen;
- B. Stempelet i sylinderen har nådd endestoppet. Trykket i tilførselsledningen øker. Styrestemplet i reduksjonsventilen stenger tilførselen fra reguleringsventilen til sylinderen. Trykket i sylinderen holdes konstant (gult);
- C. Når belastningen på enden av stempelstangen øker, vil det påvirke væsketrykket i sylinderen. Kontrollstempelet beveger seg enda lenger oppover på grunn av trykkøkningen i bunnen. Dette åpner returkanalen og lar væsken strømme fra sylinderen til reservoaret.
Etter at væsketrykket har falt, foregår prosessen baklengs: ved trykkfall lukker stempelet returkanalen og holder trykket konstant, hvoretter stempelet beveger seg lenger ned og en ny trykkøkning finner sted. Trykket som reduksjonsventilen skal virke ved kan justeres manuelt ved å skru skruen lenger inn eller ut.
Sekvensventil:
Med en sekvensventil kan for eksempel to sylindere styres i en sekvens ønsket av produsenten. Rekkefølgen for innsending kan ikke kontrolleres under drift; den lettest belastede sylinderen vil bevege seg først.
På bildet nedenfor vil venstre sylinder skytes ut først. Så snart den har nådd endestoppen, øker trykket i den røde tilførselsledningen. Sekvensventilen åpner ved et visst forhåndsinnstilt trykk. Når fjærkraften i sekvensventilen er overvunnet, strømmer væsken til høyre sylinder, hvoretter den settes i bevegelse. En sekvensventil er i hovedsak en trykkavlastningsventil med innebygd tilbakeslagsventil. Tilbakeslagsventilen åpner når reguleringsventilen kobler tilførselen til sylinderens kopling B og returen til A.
Relatert side:
