Zawory sterujące natężeniem przepływu

autor:   mgr inż. Paweł Stańczyk

Zawory sterujące natężeniem przepływu stosowane są tam, gdzie wymagane jest ograniczenie lub sterowanie prędkością ruchu odbiornika hydraulicznego. Występuje kilka odmian zaworów sterujących natężeniem przepływu, uwzględniających różne sposoby przyłączania, regulacji i precyzji działania. Wybór odpowiedniego zaworu zależy od wielu czynników.

Zawory dławiące

Najprostszym rodzajem zaworów sterujących przepływem są zawory dławiące. Regulacji zaworu dokonuje się przez zmianę wielkości otwarcia szczeliny dławiącej. Sterowanie natężeniem przepływu za pomocą dławienia wiąże się z podnoszeniem oporu przepływu w regulowanej gałęzi układu, co generuje straty mocy. Należy pamiętać, że natężenie przepływu jest zależne od różnicy ciśnień w gałęzi układu i lepkości cieczy hydraulicznej, która maleje wraz ze wzrostem temperatury. Zawory dławiące mogą być z powodzeniem stosowane w układach hydraulicznych, w których występuje stały opór roboczy lub nie gra roli zmiana szybkości przepływu przy zmiennym obciążeniu odbiorników.

2-drogowe regulatory przepływu z kompensacją spadku ciśnienia

Na rynku można spotkać rozwiązania, w których nastawa przepływu odbywa się przy pomocy zmiany wielkości szczeliny dławiącej. Natomiast kompensator ma za zadanie utrzymanie stałego spadku ciśnienia na szczelinie dławiącej. Zachowanie stałego spadku ciśnienia zapewnia stały przepływ przez nastawioną szczelinę dławiącą. Niezależny od obciążenia odbiorników w gałęzi układu i od ciśnienia na zasilaniu. Takie rozwiązanie zastosowano w zaworach typu 2FRM.

Innym rozwiązaniem jest nastawa zaworu przy pomocy regulacji napięcia wstępnego sprężyny kompensatora 2. Natężenie przepływu oleju przez dyszę 1 zależy od różnicy ciśnienia na dyszy 1. Kompensator (tłoczek 3) ma za zadanie utrzymanie stałego spadku ciśnienia, nastawionego napięciem sprężyny 2. Wzrost przepływu spowoduje zwiększenie siły na tłoczek 3 pochodzącej od spadku ciśnienia na dyszy 1. Spowoduje to przesunięcie toczka 3 kompensatora i wzrost dławienia na krawędziach tłoczka, aż do uzyskania nowego położenia równowagi. Zachowanie stałego, nastawionego spadku ciśnienia na dyszy 1 zapewnia stały przepływ w gałęzi układu, niezależny od obciążenia odbiornika, zgodnie z charakterystyką zaworu. Należy pamiętać, że regulację uzyskujemy poprzez wprowadzenie oporu przepływu w regulowanej gałęzi, co wiąże się ze stratami mocy układu.

3-drogowe regulatory przepływu z kompensacją spadku ciśnienia

Regulatory te umożliwiają kontrolowanie prędkości ruchu odbiornika – najczęściej tłoczyska cylindra lub silnika hydraulicznego, niezależne od ciśnienia na zasilaniu (pompie) i niezależne od oporu na odbiorniku hydraulicznym. Zasada działania regulatora polega na podziale strumienia zasilającego (kanał 1) na strumień priorytetowy kierowany do kanału 3 oraz  strumień resztkowy (kanał 2).

Przy pomocy nastawy 2 regulujemy szczelinę dławiącą tłoczka 1. Zawór różnicowy składający się z tłoczka 3 i sprężyny 4 zapewnia stały spadek ciśnienia na szczelinie dławiącej. Dzięki temu, wielkość  strumienia płynącego przez kanał 3 będzie stała, niezależnie od ciśnienia na zasilaniu (kanał 1) i ciśnienia na odbiorniku (kanał 3). Zależeć będzie tylko od pozycji nastawy regulatora. Dodatkową zaletą zaworu trzydrogowego jest to, że po uzyskaniu zadanego przepływu w strumieniu priorytetowym, pozostały wydatek jest uwalniany do strumienia resztkowego, nie powodując dalszego wzrostu ciśnienia w kanale zasilającym. Skutkuje to oszczędnością mocy pobieranej przez układ i bardziej płaską charakterystyką działania zaworu (niezależną od oporów przepływu na odbiorniku).

Regulatory przepływu mogą występować w wersji sterowanej elektrycznie proporcjonalnie zapewniającej szybką, płynną regulację natężenia przepływu.

Mamy nadzieję, że powyższy artykuł poszerzył Państwa wiedzę o zaworach sterujących przepływem i pomoże w doborze optymalnego rozwiązania dostosowanego do Państwa potrzeb.

Zapraszamy do kontaktu z naszym Zespołem:

mgr inż. Paweł Stańczyk
Konstruktor - specjalista 
Działu Badań i Rozwoju Elementów Hydrauliki Siłowej
tel. 33 488 23 78 | e-mail: pawel.stanczyk@ponar-wadowice.pl 

DZIAŁ HANDLOWY - elementy hydrauliki siłowej
tel. +48 33 488 26 00 | e-mail: dok@ponar-wadowice.pl

DZIAŁ HANDLOWY - systemy hydrauliczne
tel. +48 32 323 34 00 | e-mail: systemy@ponar-wadowice.pl