Smoringen en stroomregelkleppen

Onderwerpen:

  • Inleiding
  • Smoring
  • Stroomregelklep

Inleiding:
In hydrauliekinstallaties kan het belangrijk zijn om de bewegingssnelheid van hydraulische cilinders of de hydropomp te kunnen regelen. Daarvoor kan men een hydropomp inzetten met een regelbaar slagvolume. Dat is echter erg complex kostbaar. Een eenvoudige en goedkope manier om een dergelijke regeling te verkrijgen, is het toepassen van smoringen en stroomregelkleppen. Door in de toe- of afvoerleiding van de cilinder of motor een vernauwing aan te brengen, wordt de volumestroom gesmoord. De leiding is daarmee afgeknepen, waardoor de vloeistof er met een gereduceerde volumestroom doorheen kan stromen.

Smoring:
Met een smoorregeling verkrijgen we een vernauwing in de leiding. Dit is te vergelijken met een kraan waarmee men water kan laten stromen; hoe verder men de kraan open of dichtdraait, hoe groter of kleiner de wateropbrengst is.

In het volgende schema bevindt de smoring zich in de toevoerleiding tussen de stuurschuif en de cilinder. De pijl in de smoring geeft aan dat hij variabel is: de smoring kan handmatig worden ingesteld.

In de leiding voor de smoring heerst de druk die is verkregen door de hydropomp. Dit is de maximale systeemdruk. Na de smoring heerst er een aanzienlijk lagere druk. De drukenergie gaat in de smoring verloren en wordt omgezet in warmte. De volumestroom die de smoring tegenhoudt, wordt door de overdrukklep naar de retour afgevoerd. De smoring zorgt voor een verkleining van de volumestroom in zowel uitgaande als ingaande slag van de zuiger. Dit is niet altijd gewenst. Later meer daarover.

Om inzicht te krijgen in de systeemdrukken, volgt hier een voorbeeld van de drukverschillen die een smoring kan veroorzaken:

  • pompopbrengst = 10 l/min;
  • smoring is ingesteld op 8 l / min;
  • volumestroom afgevoerd door de overdrukklep = 2 l/min.
Hydraulisch schema met smoring

Een hydraulische cilinder kan hoofdzakelijk op drie manieren zijn voorzien van een volumestroomregelende smoring. De onderstaande afbeelding toont een elektromagnetisch bediende stuurschuif en drie cilinders. Iedere cilinder heeft een andere smoorregeling:

  1. deze cilinder heeft een variabele smoring op de toevoerleiding. Bij zowel de in- als uitgaande beweging wordt de vloeistofstroom gesmoord. De ingaande en uitgaande bewegingen van de zuigerstang gaan met dezelfde snelheid;
  2. de smoring met veerbelaste terugslagklep zorgt ervoor dat de uitgaande beweging van de zuiger wordt afgeremd. Echter, bij de ingaande beweging drukt de vloeistofstroom de terugslagklep open, waardoor de vloeistof door de smoring én terugslagklep terug kan vloeien naar de retour. De uitgaande slag geschiedt dus trager dan de ingaande slag;
  3. met een smoring en terugslagklep op de toe- en afvoerleiding kan de zuigersnelheid het meest nauwkeurigst worden afgesteld: bij het bewegen van de zuiger bepaalt de smoring daadwerkelijk de vloeistofstroom naar de cilinder. Aan de andere zijde kan de vloeistof zonder weerstand te ondervinden terugstromen naar het reservoir.
Hydraulisch systeem met drie verschillende manieren om te smoren

Stroomregelklep:
Bij hydraulieksystemen waarbij de bewegingssnelheid van de cilinders of hydromotoren constant moeten blijven ondanks een wisselende last, worden stroomregelkleppen toegepast. In het volgende schema zien we o.a. een seriestroomregelklep en twee drukmeters. 

De druk die men van p1 kan aflezen is afhankelijk van de overdrukklep, welke een deel van de hydropompopbrengst terugvoert naar de retour. De druk p2 wordt bepaald door de belasting van de zuiger: wanneer deze tijdens de uitgaande slag meer tegenkracht krijgt te voortduren, stijgt de druk p2.

De stroomregelklep is instelbaar en maakt het mogelijk dat de volumestroom naar de cilinder constant blijft, ongeacht de drukken p1 en p2.

De werking van de stroomregelklep is als volgt: de drukval (Δp) door de smoring in de stroomregelklep wordt constant gemeten. Zodra er een drukverandering plaatsvindt, past de stroomregelklep de grootte van de smoring aan. De drukregelklep zorgt ervoor dat de drukval over de smoring, en daarmee de vloeistofstroom, te allen tijde constant blijft.

Hydraulisch systeem met stroomregelklep

Gerelateerde pagina: