Funcții de bază și fundal de aplicare a supapelor de sensibilitate la sarcină
Supape de sensibilitate la sarcină sunt componente de control hidraulice care reglează automat presiunea și curgerea sistemului pe baza fluctuațiilor de sarcină. Acestea sunt utilizate pe scară largă în utilaje de construcție, echipamente agricole și sisteme hidraulice industriale. Spre deosebire de supapele tradiționale de relief sau de reducere a presiunii, supapele de sensibilitate la sarcină sesizează cererea de sarcină și se reglează dinamic, menținând astfel o distribuție relativ optimă de presiune și debit în sistemul hidraulic în condiții de funcționare variate. Aplicarea acestor supape provine în principal din nevoia de eficiență energetică, control precis și confort al operatorului în sistemele hidraulice. Sunt deosebit de utile atunci când mai multe actuatoare funcționează în coordonare.
Funcțiile și limitările valvelor de relief
Valvele de relief sunt componente comune de siguranță și control de presiune în sistemele hidraulice. Ele limitează în primul rând presiunea maximă a sistemului și, dacă presiunea setată este depășită, returnează fluxul în exces în rezervor, protejând astfel componentele sistemului. Cu toate acestea, supapele de relief au un mecanism de control relativ simplu și nu pot ajusta presiunea de alimentare cu ulei în timp real, pe baza fluctuațiilor de încărcare, ceea ce poate duce la deșeuri de energie. Precizia și eficiența lor de reglementare sunt deosebit de limitate în sistemele cu fluctuații mari de încărcare sau când mai multe actuatoare funcționează simultan.
Funcțiile și caracteristicile supapelor de reducere a presiunii
Funcția principală a unei supape de reducere a presiunii este de a reduce uleiul de înaltă presiune din circuitul principal la o presiune scăzută dorită, oferind astfel o alimentare stabilă de ulei de joasă presiune la circuitele ramurilor cu cerințe de presiune mai mici. Menține presiunea de ieșire în apropierea valorii stabilite, prevenind fluctuații semnificative cu modificări ale presiunii circuitului principal. Cu toate acestea, supapele de reducere a presiunii nu au detectarea sarcinii și capacitățile de ajustare dinamică, ceea ce poate duce la un răspuns lent și la o utilizare a energiei slabă în circuitele de ramură în condiții de operare complexe. Mai mult, supapele de reducere a presiunii sunt limitate la reglementarea locală în sistemele de distribuție cu mai multe drumuri și nu reușesc să îmbunătățească gestionarea generală a energiei sistemului.
Structura și reglarea principiului supapelor de detectare a sarcinii
O supapă de detectare a sarcinii constă de obicei dintr -un element de detectare a presiunii, un arc de reglare, un miez de supapă și un canal de feedback. Principiul său de funcționare este de a utiliza feedback -ul presiunii semnalului de încărcare pentru a regla deplasarea pompei principale de ulei sau a presiunii sistemului, asigurându -se că presiunea de ieșire este întotdeauna un diferențial setat peste presiunea curentă de încărcare, menținând astfel funcționarea stabilă și eficientă a actuatorului. Această structură permite supapei de detectare a sarcinii să ajusteze rapid presiunea de alimentare cu ulei ca răspuns la modificările de sarcină, evitând o producție inutilă de înaltă presiune, reducând consumul de energie și îmbunătățind eficiența generală a sistemului.
Diferențe în metodele de control
În ceea ce privește metoda de control, supapa de relief este un element de control pasiv, care funcționează numai atunci când valoarea setată este depășită; Valva de reducere a presiunii este un element de control cu valoare fixă, menținând presiunea de ieșire la un nivel setat; iar supapa de detectare a sarcinii este un element de control dinamic, capabil să detecteze schimbările de sarcină în timp real și să regleze proactiv presiunea și debitul de alimentare. Această diferență oferă avantajele supapei de detectare a sarcinii în flexibilitatea și receptivitatea controlului sistemului, ceea ce o face deosebit de potrivită pentru sistemele hidraulice complexe, cu modificări frecvente de sarcină și circuite multiple.
Diferențe în utilizarea energiei și eficiența sistemului
Supapele de relief, prin menținerea presiunii ridicate de ieșire pentru perioade îndelungate, deșeuri energie semnificativă la sarcini mici. Valvele de reducere a presiunii se confruntă, de asemenea, cu probleme similare în unele aplicații de reglare a presiunii. Supapele de detectare a sarcinii, pe de altă parte, mențin presiunea de aprovizionare aproape de cererea de sarcină, reducând consumul de energie irosit și îmbunătățind eficiența generală a sistemului hidraulic. Această utilizare a energiei optimizate nu numai că reduce costurile de operare a echipamentelor, dar și prelungește durata de viață a componentelor hidraulice.
Diferențe de performanță în sisteme cu mai multe canale
În sistemele hidraulice cu mai multe canale, efectele de control ale valvelor de relief și reducerea presiunii sunt limitate în principal la un singur circuit și nu pot satisface cerințele dinamice ale mai multor actuatoare. Supapele de sensibilitate la sarcină, folosind feedback-ul semnalului de încărcare, optimizează distribuția presiunii și debitul pe mai multe circuite, asigurându-se că fiecare actuator primește oferta de ulei pe baza priorității și cererii reale. Această caracteristică este deosebit de importantă în mașinile de construcție, cum ar fi excavatoarele și încărcătoarele, îmbunătățind coordonarea și eficiența operațională.
Comparație comună a aplicațiilor
Supapele de relief sunt potrivite pentru circuitele hidraulice cu cerințe de protecție la presiune ridicată, dar fluctuații de sarcină rare; Supapele de reducere a presiunii sunt potrivite pentru circuitele de ramură care necesită o alimentare de ulei localizată, stabilă de joasă presiune; iar supapele de sensibilitate la sarcină sunt mai potrivite pentru sisteme complexe, cu fluctuații frecvente de încărcare și funcționarea coordonată a mai multor actuatoare. De exemplu, în sistemul hidraulic al unui excavator, o supapă de sensibilitate la sarcină asigură funcționarea coordonată și eficientă a mișcărilor găleții, boom-ului și balanței. Pentru aplicații generale de protecție a presiunii, o supapă de relief este mai simplă și mai economică.
Rezumatul comparației și recomandări de selecție
Supapele de sensibilitate la sarcină, supapele de relief și supapele de reducere a presiunii joacă fiecare un rol specific într-un sistem hidraulic. Selecția ar trebui să se bazeze pe considerente cuprinzătoare, inclusiv condițiile de operare a echipamentelor, cerințele energetice și bugetul costurilor. Dacă sistemul necesită o eficiență energetică ridicată și un răspuns dinamic, se recomandă supape de detectare a sarcinii. Dacă este necesară o simplă protecție la presiune sau o reducere a presiunii locale, supapele de relief și supapele de reducere a presiunii sunt mai potrivite.
Diferențe cheie între cele trei tipuri de valve
Comparația celor trei tipuri de supape
Tip de supapă | Metoda de control | Utilizarea energiei | Scenarii aplicabile |
---|---|---|---|
Supapă de relief | Controlul de relief de suprapresiune | Eficiență energetică scăzută, cu deșeuri de energie | Protecția presiunii sistemului, scenarii cu fluctuații mici de sarcină |
Valva de reducere a presiunii | Controlul reducerii presiunii cu valoare fixă | Eficiență energetică locală relativ scăzută | Alimentare de ulei de ramură de joasă presiune, cerințe de ieșire stabilă de presiune |
Supapă de sensibilitate la sarcină | Reglarea dinamică a încărcăturii-feedback | Eficiență energetică mai mare, economisire a energiei | Sisteme complexe cu modificări frecvente de încărcare și coordonare multi-circuit |