Кіраўніцтва клапанаў паслядоўнасці гідраўлічнага ціску

Што такое гідраўлічныя паслядоўныя клапаны і чаму яны важныя?

A гідраўлічны паслядоўны клапан- гэта кампанент кантролю ціску, які забяспечвае строгі парадак працы ў сістэмах з некалькімі прывадамі. У адрозненне ад ахоўных клапанаў, якія абараняюць сістэмы ад залішняга ціску, паслядоўныя клапаны дзейнічаюць яклагічныя вароты- яны блакуюць паток у другасны контур, пакуль першасны контур не дасягне зададзенага парогавага ціску.

Падумайце пра гэта так: у аперацыі апрацоўкі вам патрэбна нарыхтоўказаціснуты з сілай 200 барперш чым свердзел зафіксуецца. Паслядоўны клапан гарантуе, што гідраўлічная сістэма не можа фізічна пачаць свідраванне, пакуль не будзе пацверджана ціск заціску ў 200 бар. Справа не толькі ў часе - гэта ў тым, штосілавая праверка.

Галоўнае адрозненне тут мае вырашальнае значэнне для інжынераў:Кантроль па пазіцыі(з дапамогай канцавых выключальнікаў) правяраедзеdogađaju se radnjeкантроль на аснове ціску(з выкарыстаннем паслядоўных клапанаў) правяраеколькі сілыактуатар фактычна згенераваў. У такіх сферах прымянення, як апрацоўка металу ціскам, зварачныя прыстасаванні або прэсавыя аперацыі, гэтая гарантыя сілы не падлягае абмеркаванню ні для бяспекі, ні для якасці працэсу.

Як працуюць клапаны паслядоўнасці: механізм балансу сіл

Асноўны прынцып працы

Клапан паслядоўнасці працуе простараўнанне балансу сіл:

	PA× Ашпулька≥ Fвясна+ (Сзліць× Азліць)

Дзе:

P_A= Ціск на ўваходзе (першасны контур)
A_{шпулька}= Эфектыўная плошча золотника клапана
F_вясна= Зададзеная сіла спружыны
P_зліць= Супрацьціск у дрэнажнай/спружыннай камеры

Паслядоўнасць працы ў тры этапы:

Этап 1 - Актывацыя першаснага контуру:Паток помпы паступае ў порт А і прыводзіць у дзеянне асноўны прывад (напрыклад, заціскны цыліндр). Галоўны золотник клапана застаецца закрытым, перакрываючы паток у порт B.
Этап 2 - павышэнне ціску:Калі асноўны прывад завяршае свой ход або сутыкаецца з супрацівам, ціск у порту А павышаецца. Гідраўлічная сіла, якая дзейнічае на золотник клапана, прапарцыйна павялічваецца.
Этап 3 - пераключэнне клапанаў і выпуск другаснага ланцуга:КаліP_Aдасягае ціску расколіны (звычайна 50-315 бар у залежнасці ад налады спружыны), золотник ссоўваецца супраць спружыны. Гэта адкрывае ўнутраны праход, перанакіроўваючы паток з порта А ў порт В, які затым актывуе другасны прывад (напрыклад, цыліндр падачы).

Пілотныя і канструкцыі прамога дзеяння

Для прымянення з вялікім патокам (>100 л/мін) вытворцы выкарыстоўваюцьвопытна-эксплуатацыйныя канструкцыіа не тыпы прамога дзеяння. Вось інжынернае абгрунтаванне:

У клапане прамога дзеяння галоўны золотник кіруецца непасрэдна спружынай і ціскам на ўваходзе. Гэта патрабуе авельмі жорсткая, моцная спружынакаб справіцца з вялікімі сіламі патоку, што робіць клапан грувасткім і цяжкім для дакладнай рэгулявання.

A паслядоўны клапан з пілотным кіраваннемвыкарыстоўвае двухступеньчатую канструкцыю:

Маленькіпілот талерка(кіруецца рэгуляванай спружынай малой сілы) адчувае ціск у порце А
Калі ціск пілота дасягае зададзенага значэння, ён адкрываецца і скідае ціск у камеру кіравання галоўнага золотника
Гэта дазваляе значна большай галоўнай шпулі зрушвацца з мінімальнай сілай

Практычныя перавагі:Клапан з пілотным кіраваннем можа апрацоўваць 600 л/хв пры 315 бар, пры гэтым для налады ціску выкарыстоўваецца спружына, якая рэгулюецца ўручную. Такія мадэліСерыя DZ-L5XПаслядоўныя клапаны даступныя ў розных дыяпазонах ціску, як правіла:

Тыпы канфігурацыі: Варыяцыі шляху кіравання і зліву

Паводзіны паслядоўнага клапана ў асноўным залежыць адkada sustav premaši zadanu vrijednostікуды сцякае спружынная камера. Гэта стварае чатыры розныя канфігурацыі:

Параўнанне канфігурацыі клапана паслядоўнасці - шляхі кіравання і зліву
Тып канфігурацыі	Крыніца сігналу кіравання	događaju se radnje	Формула ціску крэкінгу	Лепшае прымяненне
Унутраны кантроль, знешні сліў (найбольш распаўсюджаны)	Ціск у порту A (уваходнае).	Бак (порт Y) - амаль 0 бар	P_набор= Ф_вяснатолькі	Стандартная паслядоўнасць, дзе патрабуецца дакладная, незалежная ад нагрузкі налада ціску
Унутраны кантроль, унутраны сліў	Ціск у порту A (уваходнае).	Порт B (выхад)	P_набор= Ф_вясна+ П_B	Прыкладанні, дзе ціск P_Bз'яўляецца стабільным і прадказальным
Знешняе кіраванне, знешні сліў	Порт X (дыстанцыйны пілот)	Бак (порт Y)	P_наборна аснове П_X	Складаныя схемы блакіроўкі, якія патрабуюць знешніх трыгерных сігналаў
Знешняе кіраванне, унутраны сліў	Порт X (дыстанцыйны пілот)	Порт B (выхад)	Комплекс - залежыць ад П_Xі П_B	Рэдка - спецыялізаваныя прыкладання для ўтрымання грузу або раўнавагі

Крытычнае правіла праектавання вонкавага сцёку

Для90% прыкладанняў секвенирования, вы павінны выкарыстоўвацьЗнешні дрэнаж (порт Y да бака)канфігурацыя. Вось чаму:

Калі вы памылкова выкарыстоўваеце ўнутраны каналізацыйны канал і ціск у ніжнім контуры (порт B) адрозніваецца - скажам, ён вагаецца ў межах 20-80 бар з-за змены нагрузкі - ваш ціск расколіны стане:

	Pнабор= Фвясна+ ПB= 150 бар (запланаваны) + 20-80 бар (пераменны) = 170-230 бар (фактычны)

гэтаАрэлі 60 барпры ўзломе ціск разбурае ўсю логіку паслядоўнасці праверкі сілы. Клапан можа спрацоўваць заўчасна пры невялікіх нагрузках або затрымлівацца пры вялікіх нагрузках. Заўсёды накіроўвайце каналізацыю Y непасрэдна ў бак, калі ў вас няма канкрэтнай інжынернай прычыны, задакументаванай у гідраўлічнай схеме.

Клапан паслядоўнасці супраць ахоўнага клапана: чаму падабенства структуры маскіруе функцыянальную розніцу

Kako primarni aktuator završava svoj hod ili nailazi na otpor, tlak na priključku A raste. Hidraulička sila koja djeluje na kalem ventila proporcionalno se povećava.

Клапан паслядоўнасці супраць ахоўнага клапана - Матрыца функцыянальнага параўнання
Характарыстыка	20/18/15 ili bolje	Ахоўны клапан
Асноўная функцыя	- određuje- накіроўвае вадкасць у другасны контур пасля парогавага ціску	Абмежаванне ціску- скідае лішак патоку ў бак, каб прадухіліць залішні ціск
Нармальны працоўны стан	Адчыняеццачасовазатым зачыняецца пасля завяршэння паслядоўнасці	АдчыняеццаАдчыняеццакалі сістэма перавышае зададзенае значэнне
Функцыя выхаднога порта (B).	Адпраўляе паток даСістэма(карысная плынь)	Адпраўляе паток датанк(марная энергія / цяпло)
Патрабаванне да дакладнасці	Высокі- павінен спрацоўваць у дакладнай кропцы праверкі сілы (допуск ±5 бар)	Умераны(B→A): Зваротны клапан абыходзіць асноўны золотник (2 бара расколіны)
Сістэмная роля	Лагічны элемент кіравання- вызначаекалідзеянні адбываюцца	Прылада бяспекі- прадухіляекаліумовы перавышаюць абмежаванні
Ці могуць замяніць адзін аднаго?	НЕпадтрымліваць падзенне ціску ніжэй за 10 бар. Гэта павышае эфектыўнасць і памяншае вылучэнне цяпла.

Рэальная аналогія:

A ахоўны клапанпадобны на клапан скіду ціску на хуткаварцы - ён выпускае пар (у адходы), калі ціск становіцца небяспечна высокім.

A паслядоўны клапангэта як ахоўная блакіроўка на такарным станку - яна прадухіляе запуск шпіндзеля, пакуль ахоўнік патрона не будзе пацверджаны зачыненым. Гэта прымусовапарадак, а не толькі абмежаванне ціску.

Клапаны аднабаковай паслядоўнасці: рашэнне праблемы зваротнага патоку

Стандартныя паслядоўныя клапаны ствараюць праблему падчас зваротнага ходу: калі зваротны паток другаснага прывада павінен праходзіць назад праз паслядоўны клапан, ён сутыкаецца зпоўная ўстойлівасць да ціску расколіны.

Прыклад: ваш паслядоўны клапан усталяваны на 180 бар. Падчас уцягвання, нават калі вам спатрэбіцца толькі 20 бар, каб выцягнуць цыліндр назад, вам трэба будзе пераадолець 180 бар, каб атрымаць паток праз клапан у зваротным кірунку. Гэта выклікае:

Надзвычай нізкая хуткасць уцягвання
Вялікая выпрацоўка цяпла (марна 160 бар × расход)
Патэнцыйная кавітацыя ў прывадзе

100-200 bara (oblikovanje, prešanje)

A аднабаковы паслядоўны клапануключае апаралельны зваротны клапан(часам яе называюць абыходнай праверкай), якая дазваляесвабодны зваротны патокад порта B да порта A. Зваротны клапан звычайна мае ціск узлому ўсяго 0,5-2 бар, што азначае:

Напрамак наперад(A→B): прымяняецца логіка клапана поўнай паслядоўнасці (разлом 180 бар)
Зваротны кірунак(B→A): Зваротны клапан абыходзіць асноўны золотник (2 бара расколіны)

Гэтаабавязковыму ланцугах, дзе другасны прывад павінен уцягвацца праз той жа клапан. Вытворцы забяспечваюцьΔP супраць крывых патокудля шляху зваротнага клапана - праверце гэта пры максімальнай хуткасці зваротнага патоку, каб забяспечыць прымальны перапад ціску.

Прыклад прымянення: ланцуг заціску-потым-падачы свідравальнага прэса

Давайце разгледзім класічнае прыкладанне, якое дэманструе, чаму паслядоўныя клапаны незаменныя ў дакладнай працы:

Патрабаванне

Вертыкальны свідравальны прэс павінен:

Заціскнарыхтоўка сЗаціскны цыліндр:сіла
Дрыльнарыхтоўка толькі пасля праверкі заціску
Уцягнуцьдрыль
Расчапіцьнарыхтоўка

Чаму тут не працуе кантроль пазіцыі

Калі вы выкарыстоўвалі канцавы выключальнік на цыліндры заціску, ён спрацаваў бы, калі цыліндркранаенарыхтоўку - але да таго, як назапасіцца фактычная сіла заціску. Скарочаная нарыхтоўка або аслабленае прыстасаванне прывядуць да таго, што свердзел прасунецца ў незаціснутую частку, што прывядзе да:

Выкід нарыхтоўкі (небяспека для бяспекі)
Зламаныя свердзела
Лом частак

Дызайн схемы клапана паслядоўнасці

Кампаненты:

SV1:Клапан паслядоўнасці (зададзенае значэнне: 150 бар) у контуры заціску
Заціскны цыліндр:Дыяметр 50 мм
Цыліндр падачы:Дыяметр 32 мм
Зняцце ціску:200 бар (бяспека сістэмы)

Логіка працы:

Накіравальны клапан сілкуецца:Паток паступае ў цыліндр заціску праз порт A SV1
Заціск пашыраецца:Цыліндр прасоўваецца да кантакту з нарыхтоўкай. Ціск у порце А пачынае расці.
Павышэнне ціску:Калі сіла заціску дасягае 150 бар (эквівалентна сіле заціску ~2950 кг для адтуліны 50 мм), SV1 адкрываецца.
Цыліндр падачы актывуе:Цяпер паток накіроўваецца ў порт B SV1, прасоўваючы цыліндр падачы свердзела.
Сіла падтрымліваецца:Заціск застаецца пад ціскам 150+ бар падчас свідравання.

Крытычны погляд:Сістэмафізічна не можа свідравацьпакуль не будзе дастатковай сілы заціску. Гэта апаратная бяспека - ніякая праграмная логіка або датчык не могуць абысці яе.

Крытэрыі выбару: адпаведнасць клапана прымяненню

1. Спецыфікацыя дыяпазону ціску

Паслядоўныя клапаны даступныя ў розных дыяпазонах ціску, як правіла:

Нізкі дыяпазон:Lastnosti izdelka:
Сярэдні дыяпазон:50-100 бар (агульная зборка)
Высокі дыяпазон:100-200 бар (фармоўка, прэсаванне)
Вельмі высокі дыяпазон:200-315 бар (цяжкая штампоўка, коўка)

Правіла выбару:Выберыце клапан чыйДыяпазон рэгулявання ахоплівае ваша мэтавае зададзенае значэнне. Калі вам патрэбна 180 бар, выберыце клапан з дыяпазонам 100-200 бар або 150-315 бар. Не выкарыстоўвайце клапан 50-315 бар - спружына будзе занадта жорсткай для дакладнай рэгулявання на высокім узроўні.

2. Provjerite površinu s indikatorom brojčanika

Клапан павінен прайсці вашмаксімальны імгненны расходбез празмернага перападу ціску. Вытворцы забяспечваюцьQ-ΔP крывыяпаказваючы страты ціску пры розных хуткасцях патоку.

Прыклад спецыфікацыі:

Неабходны паток:120 л/мін
Прымальны ΔP:<10 бар (для мінімізацыі марнавання энергіі)
Абраны клапан:NG20 (намінальны 400 л/мін) - забяспечвае 5-6 бар ΔP пры 120 л/мін

Распаўсюджаная памылка:Выбар памеру клапана дакладна для намінальнага расходу. Гэта ігнаруе падзенне ціску, якое павялічваецца ў геаметрычнай прагрэсіі пры вялікіх патоках. Заўсёды памермінімум 150% намінальнага расходудля бесперабойнай працы.

3. Патрабаванні да чысціні вадкасці

Адсюль бяруць пачатак многія палявыя збоі. Пілотныя паслядоўныя клапаны маюцьўнутраныя адтуліны і кантрольныя земліз жорсткімі зазорамі5-10 мікрон. Кантрольныя каналы спружыннай камеры яшчэ больш адчувальныя.

Абавязковыя характарыстыкі забруджвання:

ISO 4406:20/18/15 або лепш
NAS 1638:Практычныя перавагі:

Пераклад: ваша гідраўлічнае масла павінна мець:

Менш за 20 000 часціц >4 мкм на 100 мл
Менш за 4000 часціц >6 мкм на 100 мл
. Ovo stvara četiri različite konfiguracije:

Практычная рэалізацыя:

УсталявацьАбсалютная фільтрацыя 10 мікрон(β₁₀ ≥ 200) на зваротнай лініі
ВыкарыстоўвайцеDovodni cilindar:на пілотных дрэнажных лініях (калі знешні дрэнаж)
Рэалізавацьаналіз алею кожныя 500 гадзін працы(колькасць часціц, утрыманне вады, глейкасць)

Калі забруджванне перавышае ліміты, чакайце:

Заліпанне шпулі(вентыль не адчыняецца і не зачыняецца)
Дрэйф ціску(унутраны знос павялічвае ўцечку)
Паляванне/ваганне(няправільная пілотная праца)

4. Стандарты інтэрфейсу ўстаноўкі

Стандарт мантажупадкладкі або калектарыпа галіновых стандартах:

Агульныя стандарты мантажу для паслядоўных клапанаў
Памер клапана (NG)	Стандарт мантажу	Памер ніта	Спецыфікацыя крутоўнага моманту	Патрабуецца аздабленне паверхні
NG06	ISO 5781 (D03)	М5	6-8 Нм	Ra 0,8 мкм
NG10	ISO 5781 (D05) / DIN 24340	М10	65-75 Нм	Ra 0,8 мкм
NG20/NG25	ISO 5781 (D07)	М10	75 Нм	Ra 0,8 мкм
NG32	ISO 5781 (D08)	М12	110-120 Нм	Ra 0,8 мкм

Важнае правіла ўстаноўкі:Мантажная паверхнюдопуск да плоскасціпавінна быць0,01 мм на 100 мм. Для праверкі выкарыстоўвайце пласціну з дакладнай адшліфаванай паверхняй. Любое дэфармаванне выклікае экструзію ўшчыльняльнага кольца пад ціскам 315 бар, што прыводзіць да вонкавай уцечкі.

Пошук і ліквідацыю распаўсюджаных збояў

Дыягнастычная матрыца паслядоўнага клапана - сімптомы, асноўныя прычыны і шляхі вырашэння
Сімптом	Верагодная асноўная прычына	Дыягнастычная праверка	Карэкціруючыя дзеянні
Менш за 20 000 часціц >4 мкм на 100 мл	1. Вясновая стомленасць / няўдача 2. Няправільная канфігурацыя зліву 3. Эрозія пілотнага адтуліны	1. Вымерайце манометрам ціск расколіны 2. Пераканайцеся, што порт Y слівае ў бак 3. Праверце становішча рэгулявальнага шрубы пілота	1. Заменіце спружыну ў зборы 2. Пераналадзьце на знешні дрэнаж 3. Заменіце пілотную секцыю або поўны клапан
Клапан не адчыняецца (няма другаснага патоку)	ISO 5781 (D05) / DIN 24340 2. Пілотная камера засмечана 3. Занадта высокая налада	1. Праверце алей на чысціню ISO 2. Зніміце пілотную вечка, праверце адтуліну 3. Праверце здольнасць рэгулявання да ціску сістэмы	1. Ачысціце/прамыйце сістэму, заменіце фільтры, магчыма, заменіце клапан 2. Ультрагукавая ачыстка пілотных частак 3. Паменшыце зададзенае значэнне або павялічце ціск помпы
Моцная вібрацыя / стукат	Mae'r dosbarthiad mwyaf sylfaenol o fathau o falfiau rheoli cyfeiriadol hydrolig yn defnyddio'r system nodiant W / P, lle mae W yn cynrychioli nifer y ffyrdd (porthladdoedd) ac mae P yn nodi nifer y safleoedd y gall y falf eu cynnal. Mae'r confensiwn enwi safonol hwn, sy'n cyd-fynd â symbolau graffigol ISO 1219-1, yn rhoi cipolwg uniongyrchol ar ymarferoldeb falfiau. 2. Паветра ў камеры кіравання 3. Рэзананс з пульсацыяй помпы	1. Праверце даўжыню пілотных ліній (X, Y) 2. Старанна пракаціце сістэму 3. Вымерайце частату вібрацыі ў залежнасці ад абаротаў помпы	1. Выкарыстоўвайце кампактнае мацаванне калектара, мінімізуйце даўжыню лініі 2. Усталюйце выпускныя клапаны ў высокіх кропках 3. Усталюйце дэмпфер імпульсаў або зменіце хуткасць помпы
Налада ціску змяняецца з цягам часу	1. Цеплавое расшырэнне спружыны 2. Знос, які выклікае ўнутраную ўцечку 3. Дэградацыя ўшчыльнення	1. Сачыце за ціскам пры розных тэмпературах алею 2. Вымерайце ўцечку з дрэнажнага адтуліны 3. Агледзець вонкавае плакчывасць	1. Выкарыстоўвайце канструкцыю з тэмпературнай кампенсацыяй або кантралюйце тэмпературу алею 2. Заменіце зношаныя шпулькі/свідравіны 3. Заменіце ўшчыльненні адпаведным матэрыялам (NBR для мінеральнага алею, FKM для фасфатнага эфіру)
Вонкавая ўцечка на мантажнай паверхні	1. Ушчыльняльныя кольцы пашкоджаныя або з няправільнага матэрыялу 2. Мантажная паверхня не роўная (>0,01 мм/100 мм) 3. Няправільны крутоўны момант нітаў	1. Агледзіце ўшчыльняльныя кольцы на наяўнасць парэзаў, уздуццяў 2. Праверце паверхню цыферблатным індыкатарам 3. Выкарыстоўвайце дынамаметрычны ключ, каб праверыць характарыстыкі	1. Заменіце ўшчыльняльныя кольцы (адпавядаюць тыпу вадкасці) 2. Паўторная мантажная паверхня машыны або на каленях 3. Зацягніце балты да 75 Нм (M10) у выглядзе зоркі

Збой каскаду забруджванняў

(A → B): Бүрэн дарааллын хавхлагын логик хамаарна (180 бар хагарал)

Месяцы 1-6:Забруджванне алеем павольна ўзрастае з ISO 18/16/13 (дапушчальны) да 21/19/16 (гранічны). Сімптомаў пакуль няма.

Месяц 7:Шпуль пачынае выстаўляццастыкцыя(паводзіны прыліпання-слізгацення). Зададзенае значэнне ціску становіцца няўстойлівым - часам 175 бар, часам 195 бар. Вытворчасць паведамляе аб "выпадковых" адмовах.

Месяц 8:Тэхнічнае абслугоўванне павялічвае рэгуляванне, каб кампенсаваць уяўную "слабую спружыну". Цяпер усталюйце 210 бар. Першасны актуатар пачынае перагравацца (празмерная сіла заціску).

Месяц 9:Паскараецца ўнутраны знос ад часціц. Уцечка павялічваецца. Клапан цяпер «палюе» - імкліва адкрываецца і зачыняецца, ствараючы гідраўлічныя ўдары. Шлангі ніжэй па плыні пачынаюць выходзіць з ладу.

Месяц 10:Odabir ventila točno veličine za nominalni protok. Time se zanemaruje pad tlaka koji eksponencijalno raste pri velikim protokima. Uvijek veličina

Асноўная прычына: аднаразовае рашэнне павялічыць інтэрвал замены фільтра з 1000 да 1500 гадзін, каб "эканоміць выдаткі".

Прафілактыка: строгае захаванне чысціні ISO 20/18/15 шляхам належнай фільтрацыі і штоквартальнага адбору проб алею.

Асноўныя вывады для сістэмных дызайнераў

Паслядоўныя клапаны правяраюць сілу, а не становішча.Выкарыстоўвайце іх, калі сіла заціску, сіла націску або ўтрыманне грузу важныя для бяспекі.
Канфігурацыя вонкавага сцёку(Y да бака) з'яўляецца абавязковым для 90% прымянення для дасягнення стабільных, незалежных ад нагрузкі налад ціску.
Доследныя канструкцыіважныя для патокаў >100 л/мін. Яны забяспечваюць лепшую рэгуляванасць і меншыя працоўныя сілы, чым тыпы прамога дзеяння.
Чысціня вадкасці не падлягае абмеркаванню.Укажыце ISO 20/18/15 і ўкараніце як мінімум 10-мікронную абсалютную фільтрацыю. Бюджэт штоквартальнага аналізу нафты.
Аднабаковыя клапаны не абавязковыяу ланцугах, дзе другасны прывад павінен уцягвацца праз клапан. Убудаваны зваротны клапан прадухіляе масавыя марнаванні энергіі.
Памер для 150% намінальнага расходупадтрымліваць падзенне ціску ніжэй за 10 бар. Гэта павышае эфектыўнасць і памяншае вылучэнне цяпла.
Дакладнасць паверхні ўстаноўкі мае значэнне.Дэфармаваная падкладка выклікае выхад з ладу ўшчыльняльнага кольца пад высокім ціскам. Праверце роўнасць 0,01 мм/100 мм.

Пры правільным выбары, усталяванні і абслугоўванні гідраўлічныя паслядоўныя клапаны забяспечваюць дзесяцігоддзі надзейнай працы ў выкананні аперацыйнай логікі, якая забяспечвае бяспеку і прадукцыйнасць аўтаматызаваных сістэм.