Что такое противовесный клапан?
A противовесный клапан, иногда называемый перепускным клапаном, устанавливается ниже по потоку от привода для поддержания фиксированного давления на груз. Когда цилиндр поддерживает вертикально установленный груз, а его распределитель перемещается, чтобы опустить груз, в противном случае груз может вытолкнуть жидкость из цилиндра и неконтролируемо упасть под действием своего веса.
Промышленные стандарты определяют решения по проектированию гидравлических систем. В соответствии с ISO 4413:2010, При выборе компонентов конструкторы должны учитывать максимальное давление и температуру. Это обеспечивает безопасную работу и долгий срок службы.
Противовесные клапаны используют сигналы пилота, обычно от входа цилиндра, чтобы помочь преодолеть пружину. Пилотный сигнал делает балансировку более эффективной и снижает потребность в электроэнергии и тепловыделение в системе. При крайне низких расходах противовесные клапаны также выполняют функцию тепловых предохранительных клапанов.
Результаты испытания на гистерезис для четырех противовесных клапанов. Испытание демонстрирует, как динамические уплотнения вносят трение, вызывая запаздывание и превышение давления в реакции клапанаЧто такое гистерезис в противовесных клапанах?
Гистерезис означает запаздывание или задержку в срабатывании клапана. Большинство противовесных клапанов имеют от одного до трех динамических уплотнений, которые создают трение. Это трение вызывает заедание клапана, что приводит к превышению давления. Затем клапан перемещается, чтобы исправить положение и компенсировать недостаток.
Последствия гистерезиса включают:
- Удары под давлением
- Громкие вибрации
- Высокочастотный визг
Иногда это дребезжание вызвано цилиндр конструкцией, а не самим противовесным клапаном. Чем больше динамических уплотнений внутри противовесного клапана, тем сильнее гистерезис. Если причиной является цилиндр, то ни один противовесный клапан в мире не сможет устранить это дребезжание.
Противовесный клапан в сравнении с обычным предохранительным клапаном
| Характеристика | Противовесный клапан | Обычный предохранительный клапан |
|---|
| Основная функция | Удержание груза + контролируемое опускание | Защита от избыточного давления |
| Pilot Assist | Да, из порта цилиндра | Нет |
| Счетчик печатей | 1-3 динамических уплотнения (типично) | 1 уплотнение (обычно) |
| Риск гистерезиса | Выше | Нижний |
| Скорость реакции | Медленнее из-за трения | Быстрее |
| Производство тепла | Выше | Нижний |
Преимущества и недостатки различных коэффициентов пилотирования
Большинство противовесных клапанов имеют коэффициент управления в диапазоне от 1,75:1 - 12,0:1.
Плюсы регулируемого коэффициента пилотирования
- Может соответствовать специфическим требованиям к оборудованию
- В некоторых случаях может быть решена проблема нестабильной работы
- Обеспечивает гибкость для различных применений
Минусы регулируемого коэффициента пилотирования
- Выбор методом проб и ошибок отнимает много времени
- Неправильное соотношение усиливает проблемы с гистерезисом
- Увеличивает потребление энергии
Рекомендуемая практика: Основываясь на полевом опыте, можно сказать, что Соотношение 4:1 Противовесный клапан отвечает большинству требований, предъявляемых к применению, без необходимости пробовать несколько коэффициентов.
Вид в поперечном сечении противовесного клапана, показывающий пути потока в трех рабочих состояниях. Пути потока определяются давлением на портах 1, 2 и 3, действующим на золотник управляющего клапана (синий), и cheКак диагностировать гистерезис противовесного клапана
- Проверьте, нет ли перепадов давления во время опускания груза
- Прислушайтесь, нет ли вибраций или визга. рядом с клапаном
- Измерьте задержку реакции между сигналом пилота и работой клапана
- Проверьте состояние уплотнения если есть доступ
- Испытание с различными коэффициентами пилотирования для подтверждения происхождения цилиндра и клапана
Как уменьшить или устранить гистерезис
Методы лечения симптомов (временные средства)
- Отрегулируйте коэффициент пилотирования для соответствия конкретному оборудованию
- Используйте клапаны с коротким или регулируемым ходом поршня ограничить поток до стабилизации (увеличивает потребление энергии)
- Установите небольшое отверстие или аккумуляторный объем в пилотной линии для демпфирования срабатывания (чувствителен к вязкости жидкости; клапан может стать вялым при низких температурах)
Эти быстрые способы устраняют симптомы, но не лечат первопричину.
Решение коренной причины: Устранение динамических уплотнений
Чтобы устранить гистерезис противовесного клапана, необходимо удалить все динамические уплотнения. Противовесные клапаны без динамических уплотнений практически не имеют гистерезиса. Скорость вращения клапана достаточно высока, чтобы следовать любому входному сигналу, что исключает подпрыгивание, громкий шум и высокочастотный визг.
Поскольку пилотный поршень не имеет уплотнений, небольшое количество гидравлического масла вытекает из него, удаляя воздух из пилотных линий и обеспечивая циркуляцию теплого смазочного масла. Это делает клапан чрезвычайно отзывчивым. Оптимальное положение клапана на цилиндре - регулировочный винт направлен вниз для быстрого удаления воздуха из управляющих линий и камеры пружины.
Как и во всех стандартных промышленных противовесных клапанах, при вращении регулировочного винта по часовой стрелке давление увеличивается, а против часовой стрелки - уменьшается.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Что вызывает гистерезис в противовесных клапанах?О: Динамические уплотнения создают трение, в результате чего клапан заедает и медленно срабатывает. Это приводит к превышению давления и запаздыванию.
В: Можно ли полностью устранить гистерезис?О: Да, за счет использования противовесных клапанов без динамических уплотнений. Такие конструкции устраняют трение в источнике.
В: Какой коэффициент пилотирования мне выбрать?О: Соотношение 4:1 отвечает требованиям большинства приложений. Более высокое соотношение обеспечивает большую силу удержания, но может увеличить задержку срабатывания.
В: Всегда ли причиной дребезга является клапан противовеса?О: Нет. Иногда причиной дребезга является конструкция цилиндра. Ни один противовесный клапан не может устранить дребезжание, вызванное проблемами с цилиндром.
Вопрос: В чем разница между противовесным и перепускным клапанами?О: Нет никакой разницы. Это один и тот же компонент с разными названиями.
Заключение
Гистерезис - действительно злейший враг противовесного клапана. Динамические уплотнения создают трение, которое приводит к превышению давления, вибрациям и шуму. Хотя временные меры, такие как регулировка коэффициентов регулирования, могут устранить симптомы, истинное решение заключается в полном устранении динамических уплотнений.
Для систем, требующих точного управления нагрузкой, рассмотрите противовесные клапаны без динамических уплотнений. Они обеспечивают более быстрый отклик, снижают уровень шума и повышают энергоэффективность.
