Vökvakerfisstýringarlokagerðir

Vökvakerfisstýringarlokar þjóna sem ákvarðanatökumiðstöðvar vökvaorkukerfa. Sérhver vökvahringrás er háð þessum íhlutum til að stjórna þremur grundvallarbreytum: stefnu vökvaflæðisins, þrýstingsstigið innan kerfisins og hraðann sem vökvinn fer í gegnum stýrisbúnað. Skilningur á gerðum vökvastýriloka er nauðsynlegur fyrir alla sem taka þátt í að hanna, viðhalda eða bilanaleita vökvakerfi þvert á atvinnugreinar frá framleiðslu til geimferða.

Flokkun á gerðum vökvastýringarloka fylgir hagnýtri ramma sem hefur haldist í samræmi í áratuga vökvaverkfræði. Þessi rammi skiptir öllum vökvalokum í þrjá aðalflokka eftir því sem þeir stjórna. Stýrilokar ákvarða hvert vökvinn fer. Þrýstistýringarlokar stjórna kraftinum sem er tiltækur í kerfinu. Rennslisstýringarlokar stjórna því hversu hratt hreyfingar hreyfast. Innan hvers flokks er til úrval sérhæfðra hönnunar, sem hver er hannaður til að mæta sérstökum rekstrarkröfum.

Að skilja flokkun vökvastjórnunarventils

Þriggja stoða flokkunarkerfið fyrir gerð vökvastýriloka kom til vegna hagnýtrar verkfræðilegrar þörf: að skipuleggja íhluti eftir aðalhlutverki þeirra í vökvarásinni. Þessi flokkun er ekki handahófskennd. Það endurspeglar grundvallareðlisfræði vökvakerfa, þar sem hægt er að stjórna vökvaafli með stefnubeiningu, þrýstingsstjórnun eða flæðistakmörkunum.

Stýrisstýringarlokar (DCV)stjórna leið vökvavökva í gegnum kerfið. Þegar stjórnandi virkjar stöng til að lengja út hólk eða snúa mótor við, vísar stefnustýringarventill flæðinu frá dælunni til viðeigandi virkjunarops. Þessir lokar stjórna ekki þrýstingi eða rennsli beint; þeir einfaldlega opna og loka ákveðnum vökvaleiðum. Tvívirkur strokkur krefst fjögurra vega stefnuloka með tengingum fyrir dæluþrýsting (P), tankaftur (T) og tvö stýristöng (A og B).

Þrýstingsstýringarventlar (PCV)viðhalda öruggum rekstrarskilyrðum með því að stjórna kraftinum sem er tiltækur í kerfinu. Vökvaþrýstingur táknar geymda orku og of mikill þrýstingur getur rofið slöngur, skemmt innsigli eða eyðilagt dæluíhluti. Þrýstistýringarlokar bregðast við breytingum á þrýstingi kerfisins með því að opna losunarleiðir að tankinum eða með því að takmarka flæði til að viðhalda sérstökum þrýstingsstigum í mismunandi hringrásargreinum. Aflastningsventill stilltur á 3000 PSI mun opnast þegar kerfisþrýstingur nálgast þessi mörk, og ver niðurstreymishlutana gegn skemmdum á yfirþrýstingi.

Flæðisstýringarlokar (FCV)ákvarða hraða stýris með því að stjórna rúmmáli vökva sem fer í gegnum hringrásina á tímaeiningu. Hraði vökvahólks eða mótors fer beint eftir því hversu mikill vökvi fer inn í hann. Rennslisstýringarventill takmarkar þetta rúmmál með því að nota op eða inngjöf. Þegar álagsaðstæður breytast meðan á notkun stendur, stilla uppjafnaðar flæðisstýringarlokar sjálfkrafa til að viðhalda stöðugum hraða hreyfibúnaðar óháð þrýstingsbreytingum.

Þessi virka aðskilnaður þýðir að ein vökvarás krefst venjulega að margar gerðir ventla vinni saman. Hringrás fyrir farsímagröfu gæti notað stefnustýriventil til að velja framlengingu eða afturköllun, mótvægisventil til að koma í veg fyrir fall álags og flæðisstýriventil til að jafna hreyfinguna. Að skilja hvaða gerðir vökvastýriloka taka á hvaða stýrimarkmiðum er grunnurinn að skilvirkri kerfishönnun.

Stýrilokar: Stjórna flæðisleiðum

Stýrilokar eru auðkenndir með því að nota staðlaða merkingu sem lýsir uppsetningu þeirra. Táknið fylgir „leiðum og stöðum“ sniði. Fjögurra staða, þriggja staða loki er skrifaður sem 4/3 (fjórar tengi, þrjár skiptistöður). Fjöldi leiða vísar til ytri tenginga: venjulega þrýstiinntak (P), tankskil (T eða R) og einn eða fleiri virka tengi (A, B, C). Fjöldi staða lýsir því hversu mörgum stöðugum rofastöður lokinn getur haldið.

Algengasta uppsetningin í vökvakerfi í iðnaði er fjögurra vega þriggja staða loki (4/3). Þessi hönnun veitir hlutlausa miðjustöðu þar sem hægt er að forrita lokann til að tengja tengi á mismunandi vegu eftir notkun. Lokaður miðlægur loki lokar öllum höfnum í hlutlausum, sem gerir kleift að losa dæluna. Opinn ventilloki skilar dæluflæði beint í tankinn við lágan þrýsting, sem dregur úr orkunotkun þegar ekkert er unnið. Tandem-miðja uppsetning losar dæluna á meðan stýrisbúnaði leyfir að fljóta frjálst.

Innri vélbúnaður stefnustýringarventla fellur í tvær grundvallarhönnun: spóluventla og brettaventla. Verkfræðileg málamiðlun milli þessara hönnunar mótar notkunarsvið þeirra.

Spóluventlar nota sívalur þáttur með nákvæmlega véluðu löndunum sem renna inn í holu til að hylja og afhjúpa port. Bilið á milli spólunnar og holunnar verður að vera lágmark (venjulega 5-25 míkron) til að draga úr innri leka en samt leyfa mjúkri hreyfingu. Þessi hönnun skarar fram úr í forritum sem krefjast margra flæðisleiða og sléttra breytinga á milli staða. Stýrimannastýrðir, fjögurra leiða, þriggja staða spóluventlar eru staðalbúnaður í farsímabúnaði vegna þess að þeir geta séð um flóknar miðstöðvaruppsetningar. Hins vegar þýðir nauðsynlegt úthreinsun að spólulokar eru með eðlislægan innri leka, sem getur valdið reki á stýrisbúnaði þegar haldið er álagi í langan tíma.

Spjalllokar nota skífu eða keiluhluta sem situr á móti ventilhliðinni, venjulega aðstoðað af gormakrafti og inntaksþrýstingi. Þegar hann er lokaður myndar spjaldið málm-við-málm eða elastómer-til-málm snertingu, sem nær núllleka. Þessi hönnun veitir hraðasta viðbragðstíma og mesta flæðigetu fyrir tiltekna umslagstærð. Nútíma, fyrirferðarlítil stefnustýringarlokar sem fylgja DIN stöðlum geta náð yfir 100 aðgerðum á mínútu án mælanlegs leka í lokuðu ástandi. Takmörkun á smellulokum kemur fram í forritum sem krefjast flókins flæðisleiðar eða millistaðsetningar.

Valið á milli spólu- og smelluhönnunar endurspeglar forgangsstigveldið í forritinu. Fyrir háþrýstiklemmubúnað eða kranahleðslu þar sem enginn leki er áskilinn, eru spjaldlokar tilgreindir þrátt fyrir takmarkanir þeirra á sveigjanleika flæðisleiðar. Fyrir samfellda mótun eins og stýringar á gröfum, veita spóluventlar nauðsynlegar sléttar umskipti jafnvel þó að innri leki þeirra krefjist reglubundinnar aðlögunar eða endurnýjunar á slitnum íhlutum.

Virkjunaraðferðir fyrir stefnustýringarloka eru meðal annars handvirkar stangir, vélrænar kambásar, pneumatic flugmenn, vökva flugmenn, segulloka stjórnendur og hlutfallsrafrænar stýringar. Valið fer eftir því hvort forritið krefst þess að kveikja og slökkva á eða stöðugri staðsetningu, hversu mikill kraftur er tiltækur fyrir virkjun og hvort þörf er á fjarstýringu eða sjálfvirkri stjórn.

Þrýstingsstýringarlokar: Kerfisöryggi og reglugerð

Þrýstistýringarlokar viðhalda heilleika kerfisins með því að koma í veg fyrir eyðileggjandi yfirþrýstingsskilyrði og með því að koma á sérstökum þrýstingsstigum í mismunandi hringrásargreinum. Mikilvægasti þrýstingsstýrihluturinn er afléttingarventillinn, sem virkar sem öryggisbakstopp fyrir allt vökvakerfið.

Þrýstilokar opnast þegar kerfisþrýstingur fer yfir fyrirfram ákveðin mörk, sem leiðir flæði til tanksins og kemur í veg fyrir að þrýstingur hækki enn frekar. Allar lokaðar vökvarásir krefjast öryggislokaverndar. Án þessarar verndar myndi stíflaður stýribúnaður eða lokaður stefnuloki valda því að þrýstingur hækkar þar til eitthvað bilar - venjulega sprungin slönga, blásið innsigli eða skemmd dæla. Þrýstilokar einkennast af sprunguþrýstingi (þar sem þeir byrja að opnast) og fullflæðisþrýstingi (þar sem þeir standast hámarksflæði).

Innri hönnun öryggisventla skiptist í tvo flokka með verulega mismunandi frammistöðueiginleika.

Beinvirkir afléttingarlokar nota kerfisþrýsting sem verkar beint á palla eða spóla á móti stillanlegum gorm. Þegar þrýstikraftur er meiri en fjaðrakraftur opnast lokinn. Einfaldleiki þessarar hönnunar veitir afar hröð svörun, venjulega 5-10 millisekúndur, en sumar hönnun svara á 2 millisekúndum. Þessi hraða viðbrögð takmarkar í raun þrýstingsstuðla við skyndilegar álagsbreytingar eða dælustopp. Hins vegar sýna beinvirkir lokar mikla þrýstingshnekki - munurinn á sprunguþrýstingi og fullflæðisþrýstingi getur verið 300-500 PSI eða meira. Við háan flæðishraða getur þessi þrýstingshnekkt myndað umtalsverðan hita og hávaða, sem stundum framkallar einkennandi „öskrandi“ hljóð frá ofhlaðnum beinvirkum öryggisventil.

Flugmannastýrðir öryggisventlar nota tveggja þrepa hönnun þar sem lítill stýriventill stjórnar stærri aðalventileiningu. Kerfisþrýstingur virkar á stýristigið, sem notar þrýstingsmuninn til að staðsetja aðalkeðjuna eða spóluna nákvæmlega. Þessi hönnun nær miklu þéttari þrýstingsstýringu með yfirkeyrslu sem venjulega er takmörkuð við 50-100 PSI, jafnvel við fullan flæði. Stýrilokar ganga hljóðlátari og mynda minni hita meðan á léttir stendur. Málamiðlunin er viðbragðstími: að byggja upp stýrisþrýsting og færa aðalventileininguna þarf um það bil 100 millisekúndur, verulega hægar en beinvirk hönnun.

Hæg viðbrögð flugmannastýrðra öryggisventla skapar ákveðna viðkvæmni: við skyndilega þrýstingshækkanir gæti lokinn ekki opnast nógu hratt til að koma í veg fyrir skemmdir. Kerfi með hröðum álagsbreytingum eða tíðar stefnulokaskiptingar nota oft blendingsvarnarstefnu. Lítill, hraðvirkur beinvirkur afléttingarventill er stilltur örlítið fyrir ofan aðalflugmannsstýrða lokann. Við venjulega notkun heldur stýristýrður loki stöðugum þrýstingi. Meðan á tímabundnum toppum stendur opnast beinvirki lokinn innan 5-10 millisekúndna til að klippa toppinn og lokast síðan þegar stýristýrður loki tekur við. Þessi samsetning hámarkar bæði gaddavörn og þrýstingsstýringu í stöðugu ástandi.

Fyrir utan grunnafléttingaraðgerðir taka sérhæfðir þrýstistýringarventlar sérstakar kröfur um hringrás:

• Þrýstiminnkandi lokartakmarka þrýsting í greinarrás niður að stigi undir aðalþrýstingi. Slípun gæti þurft 1000 PSI á meðan aðalkerfið keyrir á 3000 PSI. Minnkunarventill viðheldur lægri þrýstingi í malarásinni, verndar viðkvæma íhluti og kemur í veg fyrir of mikinn kraft á vinnustykkið.
• Röð lokarverið lokað þar til inntaksþrýstingur nær forstilltu stigi, opnaðu síðan til að leyfa flæði að aukaaðgerð. Í borpressu tryggir raðloki að klemmuhólkurinn ljúki slagi sínu (sem veldur því að kerfisþrýstingur hækkar) áður en hann leyfir borhólknum að fara fram. Þetta kemur í veg fyrir að borað sé í ótryggt vinnustykki.
• Mótvægisventlarkoma í veg fyrir hlaupandi álag í lóðréttum eða yfirkeyrandi forritum. Þessir lokar sameina flugstýrðan öryggisventil með innbyggðum afturloka. Mótvægisventillinn er settur upp í afturlínu stýrisbúnaðarins og skapar bakþrýsting sem styður álagið. Stýriþrýstingur frá framlengdu hliðinni stillir ventilinn til að leyfa stýrða lækkun. Án mótvægisventla myndi þyngdaraflsálag falla frjálst og mótorknúið álag færi yfir. Hönnunin felur í sér stillanleg stýrishlutföll, með álagsaðlagandi mótvægislokum sem stilla sjálfkrafa stýrihlutfall þeirra út frá hleðsluskilyrðum til að hámarka stöðugleika og orkunýtingu.
• Affermingarventlarbeina dæluflæði í tank við lágan þrýsting þegar kerfisþrýstingur nær settmarki sem utanaðkomandi flugmaður gefur til kynna. Þessar lokar birtast í rafgeymarásum og há-lágdælurásum. Þegar rafgeymir er fullhlaðin bregst afhleðsluventill við stýrimerki rafgeymisins og dælir flæði dælunnar í tankinn, sem dregur úr orkunotkun og hitamyndun á sama tíma og þrýstingur í rafgeyminum er viðhaldið.

Rennslisstýringarlokar: Hraða- og hraðastjórnun

Rennslisstýringarlokar stjórna hraða stýris með því að takmarka rúmmál vökva sem fer í gegnum hringrásina. Þar sem hraði stýrisbúnaðar er í réttu hlutfalli við flæðishraða (hraði = flæðishraði / stimplaflatarmál), veitir stjórn á flæðishraða nákvæma hraðastýringu fyrir strokka og mótora.

Einfaldasta flæðistýringarbúnaðurinn er inngjöfarventillinn eða nálarventillinn - í rauninni stillanlegt op. Með því að snúa stillingunni skapast breytileg takmörkun á flæðisleiðinni. Rennslishraði í gegnum op fylgir sambandinu Q = CA√(ΔP), þar sem Q er rennslishraði, C er flæðistuðull, A er flatarmál ops og ΔP er þrýstingsfall yfir opið. Þetta sýnir grundvallartakmörkun einfaldra inngjafarloka: flæðishraðinn fer bæði eftir opstillingu og þrýstingsmun yfir það.

Þegar álagsþrýstingur breytist - eins og þegar strokkur færist úr láréttri í lóðrétta stefnu, breytir þyngdarálagi - breytist þrýstingsmunurinn yfir inngjöfina. Þetta veldur því að flæðishraðinn breytist þó að stillingin á opinu haldist stöðug. Niðurstaðan er ósamræmi hraða stýris sem er mismunandi eftir álagsaðstæðum. Fyrir forrit þar sem áætluð hraðastýring dugar og kostnaður er mikilvægur, eru einfaldir inngjöfarventlar áfram gagnlegir. Hins vegar krefjast nákvæmni umsókna bætur.

Þrýstijafnaðir flæðisstýringarventlar (PCFCV) leysa vandamálið sem er háð álagi með því að viðhalda stöðugu þrýstingsfalli yfir mæliopið óháð álagsbreytingum. Lokinn inniheldur tvo þætti: stillanlegt inngjöfarop sem stillir æskilegt flæði og jöfnunarkefli sem bregst við þrýstingsendurgjöf.

Jöfnunarspólan virkar sem vélrænn þrýstijafnari. Það skynjar úttaksþrýsting og staðsetur sig til að viðhalda föstu þrýstingsmun yfir mæliopið. Þegar álagsþrýstingur eykst færist uppbótarspólan til að auka takmörkun fyrir mæliopið og heldur ΔP stöðugu. Þegar álagsþrýstingur minnkar opnast spólan frekar. Vegna þess að ΔP helst stöðugt og flatarmál mæliopsins er fast, helst flæðihraði Q næstum stöðugur óháð þrýstingsbreytingum neðanstreymis.

Hægt er að stilla þrýstijafnaða flæðisstýringarloka fyrir innstýringu (stýra flæði sem fer inn í stýrisbúnaðinn) eða útstýringu (stýra flæði sem fer út úr stýrisbúnaðinum). Mælirútstilling er sérstaklega mikilvæg til að stjórna álagi sem getur farið yfir, eins og lóðrétt lækkandi strokkar. Með því að takmarka afturflæðið kemur útmælisstýring í veg fyrir að álagið falli frjálst og tryggir stöðuga, stjórnaða lækkun.

Kraftmikil frammistaða þrýstijafnaðra flæðisstýringarventla fer eftir því hversu fljótt jöfnunarspólan bregst við þrýstingsbreytingum. Í hreyfanlegum tækjum og byggingarvélum þar sem hleðsluskilyrði breytast stöðugt, gengst jöfnunarspólinn stöðugt undir stöðuga aðlögun. Þessi tíða hreyfing veldur vélrænu sliti á spólu, fjöðrum og þéttingarflötum. Fyrir mjög kraftmikla notkun er nauðsynlegt að tilgreina flæðisstýringarventla með hertum spólum, slitþolinni húðun og hágæða gormum til að koma í veg fyrir ótímabært niðurbrot og viðhalda nákvæmni hraðastýringar á endingartíma lokans.

Hitauppbót bætir við enn einu lagi af fágun. Seigja vökvaolíu breytist umtalsvert með hitastigi - verður venjulega 5-10 sinnum þynnri þegar hitastig hækkar úr 20°C í 80°C. Þar sem flæði í gegnum op er að hluta til háð seigju, getur flæðishraðinn verið breytilegur eftir olíuhita, jafnvel í þrýstingsjafnaðri hönnun. Hitajafnaðar flæðisstýringarlokar eru með hitanæmum þáttum sem stillir virkt opasvæði til að vinna gegn seigjubreytingum og viðhalda raunverulegu stöðugu flæði yfir rekstrarhitasviðið.

Háþróuð rafvökvastjórnunarkerfi

Hefðbundnir vökvalokar starfa í stakri stöðu: alveg opnir, alveg lokaðir eða skipt á milli tiltekinna staða. Háþróuð forrit sem krefjast nákvæmrar staðsetningar, sléttra hraðabreytinga eða breytilegrar kraftstýringar krefjast stöðugrar ventlamótunar. Þessi krafa leiddi til þróunar á rafvökvalokum sem taka við rafmagnsskipunarmerkjum og veita hlutfallsleg svörun eða servógæði.

Hlutfallslokar tákna fyrsta stig samfelldrar rafvökvastýringar. Þessir lokar nota púlsbreiddarmótuð (PWM) rafmagnsmerki til að knýja hlutfalls segullokur sem mynda breytilegan kraft á ventlaspóluna. Með því að stilla segullokustraum er hægt að staðsetja ventlaspóluna hvar sem er innan höggsins, ekki bara í aðskildum stöðvum. Þetta gerir mjúka hraða stýrisbúnaðar kleift, nákvæma millistaðsetningu og forritanleg hröðunarsnið.

Stjórnupplausn hlutfallsloka fer eftir gæðum hlutfalls segullokans og rafdrifsins. Nútímahlutfallslokar ná betri stöðuupplausn en 0,1% af fullu höggi, með viðbragðstíma venjulega á bilinu 50-200 millisekúndur. Hysteresis (mismunur á stöðu milli hækkandi og minnkandi stjórnmerkja) er almennt haldið undir 3% af fullu höggi í gæða hlutfallslokum.

Hlutfallslokar bjóða upp á hagstætt hlutfall kostnaðar og frammistöðu fyrir mörg iðnaðar- og farsímaforrit. Þeir þola vökvamengun betur en servóventlar, virka venjulega áreiðanlega við ISO hreinleikakóða í kringum 17/15/12. Þetta gerir þær hentugar fyrir byggingartæki, landbúnaðarvélar og iðnaðarpressur þar sem algjörrar nákvæmni er ekki krafist en slétt, stýrð hreyfing er dýrmæt. Vökvagrafa notar hlutfallsloka til að veita stjórnandanum fína stjórn á hreyfingum bómu, stafur og fötu, sem gerir viðkvæmar aðgerðir kleift á sama tíma og viðheldur öflugri frammistöðu í menguðu umhverfi.

Servo lokar tákna hæsta stigi vökvastýringar nákvæmni. Ólíkt hlutfallslokum sem einfaldlega staðsetja spólu byggt á rafmagnsinntaki, hafa servólokar innri endurgjöfarlykkjur sem bera stöðugt saman raunverulega spólustöðu við skipaða stöðu og gera leiðréttingar. Þessi innri stýring með lokuðu lykkju, ásamt háþróaðri hönnun sem notar togmótora og flugstúta, nær viðbragðstíma undir 10 millisekúndum og staðsetningarnákvæmni sem fer yfir 0,01% af fullu höggi.

Afköst servóventla fylgja ströngum kröfum. Innra rýmið í servólokum er mjög þétt - venjulega 1-3 míkron - sem leyfir lágmarks innri leka en skapar mikla næmi fyrir mengun. Ein slitagn sem er stærri en spólurýmið getur valdið því að lokinn festist eða bilar. Reynsla iðnaðarins bendir stöðugt á vökvamengun sem ábyrga fyrir 70-90% bilana í vökvaíhlutum, þar sem servóventlar eru viðkvæmustu íhlutirnir.

Að tilgreina servóventla táknar heildarskuldbindingu kerfisins. Til að ná og viðhalda ISO 16/13/10 hreinleika þarf hávirkar síur (venjulega β25 ≥ 200), tíðar olíusýnistökur og greiningar, innsigluð geyma með loftöndum sem innihalda síun, strangar verklagsreglur um hreinleika samsetningar og alhliða þjálfun stjórnenda. Síunarkerfið eitt og sér getur kostað meira en servóventillinn. Stofnanir sem íhuga servóventlatækni verða að skilja að kaupverð lokans er aðeins byrjunin; Raunverulegur kostnaður liggur í því að viðhalda ofurhreinum vökvaskilyrðum sem afköst servóloka eru háð.

Valviðmið og iðnaðarstaðlar

Val á viðeigandi gerðum vökvastjórnunarloka krefst kerfisbundins mats á rekstrarskilyrðum, frammistöðukröfum og líftímasjónarmiðum. Valferlið fylgir venjulega skipulögðum ramma.

Rekstrarfæribreytur skilgreina mörkin þar sem lokinn verður að virka:

• Hámarksþrýstingur í kerfinu:Lokar verða að vera metnir yfir hámarksþrýstingi kerfisins með viðeigandi öryggismörkum (venjulega 1,3x til 1,5x vinnuþrýstingur)
• Kröfur um rennsli:Lokaflæðisgeta verður að fara yfir hámarksþörf hringrásar til að forðast of mikið þrýstingsfall og hitamyndun
• Vökvasamhæfi:Innsigliefni og ventlahlutaefni verða að standast niðurbrot frá vökvavökvanum (jarðolía, vatnsglýkól, tilbúnir esterar osfrv.)
• Rekstrarhitasvið:Innsigli og smurefni verða að virka þvert á fyrirhugaða hitastig
• Hjólhraða:Lokar sem verða fyrir hröðum hjólreiðum þurfa hönnun sem standast þreytu og slit

Hagnýtar kröfur ákvarða hvaða ventlaflokk og sérstaka eiginleika þarf:

• Fyrir stefnustýringu:Fjöldi hafna, fjöldi staða, ástand miðstöðvar, engin krafa um leka, rekstur flugmanns
• Fyrir þrýstingsstýringu:Afléttastilling, yfirkeyrslueiginleikar, fjarstýringargeta, hleðsluþol
• Fyrir flæðisstýringu:Þrýstijöfnun, hitastigsuppbót, innmælir vs.útmælir, stillanleg svið

Virkjunaraðferð fer eftir tiltækum stjórnmerkjum og sjálfvirknikröfum:

• Tafla 3: Afköst og kröfur um hlutfallsventil vs servóventil
• Vökvaflugmaður fyrir fjarstýringu með vökvamerkjalínum
• Pneumatic flugmaður í aðstöðu með núverandi þrýstiloftskerfum
• Segulóla aðgerð fyrir rafmagns kveikt og slökkt stjórna og PLC samþættingu
• Hlutfalls-/servóstýring fyrir stöðuga mótun og staðsetningu með lokuðu lykkju

Stöðlun í gegnum ISO/CETOP veitir verulegan hagnýtan ávinning. ISO 4401 staðallinn skilgreinir uppsetningarviðmótsmál fyrir vökvastefnustýriloka. Lokar frá mismunandi framleiðendum sem eru í samræmi við sama ISO festingarmynstur (eins og ISO 03, almennt kallaðir CETOP 03 eða NG6/D03) er hægt að skipta um á sömu undirplötu eða greinargrein án breytinga. Þessi stöðlun:

• Einfaldar varahlutabirgðir (mörg vörumerki geta komið í staðinn)
• Dregur úr verkfræðitíma (venjuleg viðmót koma í veg fyrir sérsniðna uppsetningarhönnun)
• Auðveldar uppfærslur (nýrri tæknilokar geta komið í stað eldri hönnunar beint)
• Fylgir nokkurn veginn við flæðisgetu (ISO 03 lokar höndla venjulega allt að 120 l/mín, ISO 05 allt að 350 l/mín.)

ISO festingarstærðin verður bráðabirgðasía í vali á ventlum. Eftir að hafa ákvarðað nauðsynlegan flæðihraða velja verkfræðingar viðeigandi ISO-stærð og meta síðan tiltekin ventlalíkön innan þess stærðarflokks.

Vökvamengun og kerfisheilleiki

Afköst og langlífi allra gerða vökvastýriloka fer mjög eftir hreinleika vökva. Mengun er eina mesta ógnin við áreiðanleika vökvakerfisins, þar sem gögn úr iðnaði benda til þess að 70-90% bilana í íhlutum megi rekja til mengaðs vökva.

Mengunarkerfi skemma loka í gegnum nokkrar leiðir:

• Agnatrufluná sér stað þegar föst mengunarefni komast inn í bilið milli hreyfanlegra lokahluta og holunnar. Í spólulokum geta agnir skorið nákvæmlega vinnsluflötina eða fest sig á milli spólunnar og hússins, sem veldur festingu. Í spjaldlokum geta agnir komið í veg fyrir rétt sæti, sem leiðir til leka. Servo lokar með 1-3 míkron úthreinsun eru sérstaklega viðkvæmir - ein 5 míkron ögn getur valdið algjörri bilun.
• Slípiefnigerist þegar harðar agnir fara í gegnum ventlaop og yfir þéttifleti á miklum hraða. Þetta eyðir efninu smám saman, eykur rýmið og dregur úr þéttingarvirkni. Með tímanum minnkar nákvæmni flæðistýringar, þrýstingsstýring verður ónákvæm og innri leki eykst.
• Innsigli niðurbrothraðar þegar mengunarefni innihalda vatn, sýrur eða ósamrýmanleg efni. Þessi efni ráðast á teygjur og valda bólgu, herðingu eða niðurbroti. Jafnvel lítið magn af vatni (allt í 0,1% miðað við rúmmál) getur dregið úr líftíma sela um 50% eða meira.
• Hitaáhrifaukið vandamálið: menguð kerfi verða heitari vegna aukins núnings og minni skilvirkni. Hærra hitastig flýtir fyrir oxun olíu, sem framleiðir fleiri mengunarefni, sem skapar sjálfstyrkjandi bilunarlotu.

ISO 4406 hreinlætiskóðar veita iðnaðarstaðlaða aðferð til að mæla vökvamengun. Kóðinn notar þrjár tölur sem tákna fjölda agna á þremur stærðarþröskuldum: 4 míkron, 6 míkron og 14 míkron. Hver tala samsvarar fjölda agna á millilítra af vökva. Til dæmis gefur ISO kóða 18/16/13 til kynna:

• Kóði 18 við ≥4μm: 1.300 til 2.500 agnir/mL
• Kóði 16 við ≥6μm: 320 til 640 agnir/mL
• Разуменне класіфікацыі гідраўлічных клапанаў кіравання

Lægri ISO kóðanúmer gefa til kynna hreinni vökva. Hver lækkun um eina kóða táknar um það bil 50% minnkun á agnafjölda.

Kerfissíunarstefna verður að miða við það hreinleikastig sem viðkvæmasta íhlutinn krefst. Hringrás sem inniheldur servóventil verður að halda ISO 16/13/10 í gegn, jafnvel þótt aðrir íhlutir gætu þolað óhreinari aðstæður. Þetta krefst venjulega:

• Hávirkar síur með beta hlutföllum β25 ≥ 200 (fjarlægir 99,5% af agna stærri en 25 míkron)
• Margir síunarpunktar (síur í sog, þrýsti og afturlínu)
• Ótengd nýrnalykkja síun fyrir stöðuga vökvameðferð
• Lokað geymi með síuðum loftöndum
• Regluleg olíugreining með agnatalningu
• Vökvaflugmaður fyrir fjarstýringu með vökvamerkjalínum

Síunarkerfið ætti að vinna úr öllu kerfisrúmmálinu mörgum sinnum á klukkustund. Algeng forskrift er að sía heildarvökvamagnið að minnsta kosti 3-5 sinnum á klukkustund meðan á notkun stendur, með viðbótar nýrnalykkjasíun sem pússar olíuna stöðugt.

Fyrir utan agnamengun krefst niðurbrots vökva frá oxun, varma niðurbroti og innkomu vatns reglulega vökvagreiningu og endurnýjun. Nútíma vökvavökvar innihalda aukefnapakka sem lengja endingartímann, en þessi aukefni tæmast með tímanum. Vökvasýni með reglulegu millibili (venjulega á 500-1000 klukkustunda fresti fyrir mikilvæg kerfi) veitir snemmbúna viðvörun um niðurbrot áður en íhlutir verða fyrir skemmdum.

Efnahagsleg rök fyrir árásargjarnri mengunarvarnir eru sannfærandi. Þó að hágæða síur og strangar viðhaldsreglur auki rekstrarkostnað, þá er þessi kostnaður hverfandi miðað við kostnað vegna ótímabærrar bilunar íhluta, ótímabundinnar stöðvunartíma og tapaðrar framleiðslu. Iðnaðarrannsóknir sýna stöðugt að hver dollar sem varið er í rétta síun sparar $5-10 í viðhalds- og endurnýjunarkostnað á líftíma kerfisins.

Nútíma vökvakerfi innihalda í auknum mæli ástandsmælingarskynjara sem veita rauntíma mengunargögn. Innbyggðir agnateljarar mæla stöðugt hreinleika og gera rekstraraðilum viðvart þegar mengun fer yfir markmið. Þrýstiskynjarar á síustöðum gefa til kynna hvenær skipta þarf um íhluti. Hita- og flæðiskynjarar greina tap á skilvirkni sem gæti bent til innra slits. Þessi umskipti frá tímabundnu viðhaldi yfir í ástandstengt viðhald hámarkar spennutíma kerfisins en dregur úr óþarfa endurnýjun á íhlutum.

Skilningur á gerðum vökvastjórnunarloka - flokkun þeirra, rekstrarreglur, frammistöðueiginleika og viðhaldskröfur - myndar grunninn að því að hanna áreiðanleg, skilvirk vökvakerfi. Virka flokkunin í stefnu-, þrýstings- og flæðisstýringu veitir rökréttan ramma til að velja viðeigandi íhluti. Innan hvers flokks taka sérstakar ventilhönnun á sérstökum verkfræðilegum áskorunum, allt frá því að ná ekki leka til að viðhalda stöðugum hraða við mismunandi álag.

Valferlið verður að jafna frammistöðukröfur á móti mengunarnæmi og viðhaldsgetu. Hánákvæmar servóventlar skila einstakri stjórn en krefjast hreinleika í geimferðum. Öflugir hlutfallslokar veita góða frammistöðu með fyrirgefnari viðhaldskröfum. Einfaldir inngjöfarventlar bjóða upp á grunnvirkni með lágmarkskostnaði en geta ekki haldið stöðugum hraða undir álagi.

Heilleiki kerfisins veltur að lokum á því að viðhalda vökvahreinleika sem hæfir viðkvæmustu íhlutunum í hringrásinni. Mengunareftirlit er ekki valfrjálst - það er grundvallarkrafan sem ákvarðar hvort íhlutir ná hönnunarlífi eða bila of snemma. Þar sem vökvakerfi halda áfram að þróast með stafrænni samþættingu og snjöllum skynjurum, munu undirliggjandi meginreglur um mengunarstýringu, rétta val á ventlum og kerfisbundnu viðhaldi áfram miða að því að ná áreiðanlegum og skilvirkum rekstri.