Гидравлический клапан с электроуправлением (6 видео)

Содержание

Для чего нужен гидравлический клапан с электроуправлением?
Особенности гидроклапана с электроуправлением
Работа гидравлического клапана электромагнитного
Где применяются гидроклапана с электроуправлением?
Гидроприводы с электрическим пропорциональным управлением. Пропорциональные электромагнитные гидрораспределители.
8.1. Пропорциональные электромагниты
8.2. Гидроаппараты с электрическим пропорциональным управлением
8.2.1. Клапаны давления
8.2.2. Гидрораспределители
🔍 Видео

Видео:Клапан нормально открытого и нормально закрытого типаСкачать

Для чего нужен гидравлический клапан с электроуправлением?

Гидравлическим клапаном называют гидроаппарат для управления потоками рабочей среды, при воздействии которой изменяется проходное сечение. Гидроклапана выпускаются в широком модельном ряду – различают аппаратуру прямого и непрямого действия, давления, напора, редукционную, предохранительную, переливную, регулирующую, направляющую, обратные и т.д. К числу популярных в России моделей относят клапан с электроуправлением.

Видео:Дивертор с электромагнитным управлением. Клапан DVS6 и SVV 90Скачать

Особенности гидроклапана с электроуправлением

Электромагнитный гидравлический клапан (соленоидный) является частью системы, которая работает с помощью жидкой среды с особенными свойствами. В его задачи входит:

открытие и закрытие канала (одного либо нескольких) для подачи питания или отключения соленоида;
сброс;
дозирование;
смешивание потоков;
распределение потоков по системе.

Аппаратура данного типа отличается быстродействием, безопасностью, надежностью, долговечностью, компактными габаритами и адекватной стоимостью.

Устройство и принцип функционирования электромагнитного клапана может сильно отличаться в зависимости от модели. Основными компонентами агрегата является электромагнитный узел, состоящий из:

зажима катушки (крепежный элемент);
электромагнитной катушки, имеющей возвратный магнитный канал, которая состоит из множества витков провода; иногда помещается в капсулу из эпоксидной смолы и имеет железный каркас;
неподвижного сердечника – плунжера, соосного с соленоидом;
плунжерной трубы (арматуры или втулки);
контрпружины;
затеняющего кольца (катушки);
сердечника.

Помимо электромагнитного узла в состав электромагнитного гидроклапана входят различные уплотнения, крышка, диафрагма, пружина подвески, корпус, перепускное отверстие, резервная шайба и диск.

Основным элементом агрегата является катушка клапана, которая, изготовляется из закаленной стали, что обеспечивает ее продолжительный срок службы. Однако в некоторых случаях целесообразны агрегаты из более мягких сплавов – для предотвращения утечек в некоторых позициях и ситуациях. Корпус производится из инертных материалов – нержавейки, латуни, пластика, алюминия. Уплотнения и прочие детали также выпускаются из материалов, совместимых с перекачиваемой средой. При этом арматурная трубка не может быть магнитной – иначе электромагнитное поле не сможет пройти к сердечнику от плунжера. А вот они обязаны обладать магнитными свойствами, поэтому выполняются из железа, нержавеющей стали определенных марок.

Видео:Редукционный гидравлический клапан VRPRLСкачать

Работа гидравлического клапана электромагнитного

На российском рынке имеются различные модификации электромагнитных клапанов для гидравлики, каждая из которых имеет свои особенности работы. Между собой агрегаты отличаются в первую очередь количеством отверстий и каналов подачи перекачиваемой среды. Например, двухходовой клапан обозначается 2/2 и имеет два отверстия. В открытой позиции эти отверстия соединены между собой, потому гидрожидкость легко перетекает между ними, а в закрытом положении клапана эти отверстия полностью изолированы. Открывать гидроклапан можно под напряжением – тогда его называют нормально-закрытым и обозначают N.C. Если его открывают не под напряжением, то тогда его именуют нормально-открытым и в схеме обозначают N.O. Трехходовые конструкции имеют три порта, один из которых соединяется либо с одним, либо с другим из оставшихся.

Гидроклапана с электроуправлением создают ограниченное усилие, от величины которого зависит эффективность работы и функциональность агрегата. Различают:

электромагнитный клапан прямого действия, в котором усилия хватает и для открытия, и для закрытия каналов;
аппаратуру с внутренним пилотным управлением, в которой линейное давление создает высокие усилия;
клапана, в которых соленоид действует на главный клапан, более крупный по размеру.

Скорость срабатывания электромагнитного клапана зависит от типоразмера и особенностей конструкции (модели прямого действия срабатывают за 5-10 миллисекунд, непрямого – за 15-150 миллисекунд). А вот потребляемая мощность определяется сферой применения, диаметром гидропровода и давлением в системе.

Видео:Пневмораспределитель - устройство и принцип работы.Скачать

Где применяются гидроклапана с электроуправлением?

В России электромагнитные клапана применяются повсеместно. В первую очередь они используются в быту в виде интегрированных в конструкцию посудомоечных и стиральных машин (управляют подачей воды). Также они приводят в действие молотковый клапан пусковых курков пейнтбольного оружия. В промышленности и коммерческом секторе без соленоидов никак не обойтись, так как они востребованы:

в гидравлических и пневматических системах с гидроприводом;
в автоматических системах и установках полива спринклерного типа (для этих целей часто модель клапана оснащают автоматическим контроллером);
на испытательных и калибровочных стендах;
для управления мощными и большими гидромоторами, цилиндрами, клапанами, специальным оборудованием;
в составе систем управления технологическими процессами;
в управляющих контурах пилотных установок и т.д.

При подборе оптимального варианта гидравлического клапана с электроуправлением стоит обращаться к специалистам, которые сэкономят ваше время, усилия и деньги. Найти таких экспертов, а также огромный выбор соленоидов можно в интернет-магазине «Гидролидер».

Читайте также: Устройство газовой колонки газовый клапан

Видео:Гидрораспределитель. Управление гидроцилиндром с помощью гидравлического распределителяСкачать

Гидроприводы с электрическим пропорциональным управлением. Пропорциональные электромагнитные гидрораспределители.

Современные электрогидравлические приводы — изделия высоких технологий. Они сочетают в себе силовые и динамические свойства гидроприводов с постоянно расширяющимися возможностями микроэлектроники. Интенсивно внедряются гидроаппараты с электрическим пропорциональным управлением, позволяющие осуществлять дистанционное бесступенчатое регулирование основных параметров потока рабочей жидкости: расхода и давления.

Для сравнения пропорционального и дискретного управления (работающего по принципу «открыт—закрыт») рассмотрим две схемы электрогидравлических приводов, работающих по циклу: быстрый подвод — рабочая подача — быстрый отвод (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Гидроприводы с дискретным (а) и пропорциональным (б) электрическим управлением

В обеих схемах реверсирование движения гидроцилиндра 1.0 осуществляется подачей управляющих электрических сигналов на электромагниты Y1 и Y2 распределителя 1.1; переход на рабочую подачу (пониженную скорость выдвижения) осуществляется по сигналу от путевого выключателя S1.

Гидропривод с электрическим дискретным управлением (рис. 8.1, а). Выдвижение штока гидроцилиндра 1.0 осуществляется при подаче напряжения на электромагнит Y1. Шток выдвигается с максимальной скоростью, так как слив из штоковой полости цилиндра осуществляется через нормально открытый 2/2-распределитель 1.02. При достижении штоком путевого выключателя S1, происходит переключение распределителя 1.02 и рабочая жидкость из гидроцилиндра 1.0 начинает поступать на слив через дроссель с обратным клапаном 1.04, скорость выходного звена снижается — выполняется рабочая подача. Возврат штока гидроцилиндра в исходную позицию осуществляется с высокой скоростью при подаче сигнала управления на электромагнит Y2. Переключение распределителей 1.1 и 1.02 сопровождается резким изменением давления в полостях гидроцилиндра 1.0, вследствие чего поршень движется с резкими ускорениями.

Дистанционное регулирование давления в приводе осуществить невозможно.

Гидропривод с электрическим пропорциональными управлением (рис. 8.1, б). Гидрораспределитель с электрическим пропорциональным управлением 1.1 изменяет не только направление, но и расход проходящей через него рабочей жидкости. Эти функциональные возможности аппарата обеспечивают плавное изменение скоростей движения гидроцилиндра 1.0, что позволяет упростить гидравлическую схему привода, исключив из нее 2/2-распредепитель и дроссель с обратным клапаном.

При подаче максимального по уровню управляющего сигнала на пропорциональный электромагнит Y1 скорость выдвижения штока максимальна. При достижении штоком путевого выключателя S1 уровень сигнала на пропорциональный электромагнит Y1 снижается, что сопровождается уменьшением скорости выдвижения штока. Быстрый возврат выходного звена осуществляется при подаче максимального по уровню управляющего сигнала на пропорциональный электромагнит Y2.

Переливной клапан с пропорциональным электрическим управлением 0.2 позволяет дистанционно управлять давлением в приводе. Например, при движении гидроцилиндра без нагрузки давление может быть пониженным, а при переходе на рабочую операцию давление повышается до требуемого значения.

Таким образом, пропорциональное электрическое управление параметрами гидропривода позволяет оптимизировать гидросистемы по критериям энергетических потерь и качества переходных процессов, осуществлять микропроцессорное и адаптивное управление гидрофицированными установками. При этом существенно улучшаются компоновочные решения за счет сокращения количества гидроаппаратов, трубопроводов и соединений.

Видео:Электромагнитный гидрораспределительСкачать

8.1. Пропорциональные электромагниты

Конструктивными элементами, придающими гидравлическим аппаратам ранее недоступные свойства, являются пропорциональные электромагниты, которые осуществляют функцию сопряжения электронной системы управления и гидравлической части привода.

Пропорциональные электромагниты разработаны на основе электромагнитов постоянного тока, используемых для дискретного управления гидравлическими распределителями и отличаются от них наличием в конструкции управляющего конуса (рис. 8.2, а, поз. 2) из немагнитного материала, который изменяет форму линий магнитного поля.

В зависимости от выполняемых функций выпускают пропорциональные электромагниты, регулируемые по силе (рис. 8.2) и по положению (рис. 8.4).

Рис. 8.2. Пропорциональный электромагнит, управляемый по силе, и его характеристика

Электрический входной сигнал, например, от задающего потенциометра 6, в виде напряжения подается на электронный усилитель 8, где преобразуется в соответствии со значением напряжения в электрический ток нагрузки (например, 1 мВ .1 мА). Электрический ток, протекая по обмотке катушки 3, создает электромагнитное поле, которое вызывает продольное смещение ферромагнитного подвижного якоря 4 с силой, пропорциональной силе тока. Наличие обратной связи по току, значение которого сравнивается с заданным входным сигналом в узле суммирования 7, обеспечивает поддержание силы тока, а таким образом, и силы, развиваемой якорем 4, на заданном уровне даже при изменении внешнего сопротивления якорю. Особенностью электромагнитов, регулируемых по силе, является то, что они развивают постоянное по величине усилие, пропорциональное поданному управляющему сигналу, во всем диапазоне хода якоря (рис. 8.2, б). Возврат якоря 4 в исходное состояние при снятии управляющего сигнала осуществляется пружиной 5. Поскольку пропорциональные электромагниты работают в масле, в конструкции предусмотрена пробка 1 для удаления воздуха.

Рис. 8.3. Принцип действия пропорционального магнита, управляемого по силе

В гидроаппаратах с пропорциональным электрическим управлением сила, развиваемая электромагнитом, уравновешивается силой пружины, нагружающей ЗРЭ. Рабочей точкой гидроаппарата является точка пересечения характеристик пропорционального магнита и нагружающей пружины (рис. 8.3).

Читайте также: Насос гур рено логан 8 клапанов

Наложение линейной характеристики пружины гидроаппарата на характеристику магнита показывает, что величина смещения подпружиненного якоря (величина сжатия нагружающей пружины) пропорциональна току, протекающему через катушку электромагнита.

На стабильность характеристик гидроаппарата с пропорциональным управлением оказывают отрицательное влияние гидродинамические силы, возникающие при обтекании запорно-регулирующего элемента, а также силы трения между подвижными элементами конструкции. Проявление этих факторов может стать причиной плохой повторяемости в работе гидроаппарата, т.е. приводить к тому, что при неоднократной подаче одинаковых по уровню сигналов управления, положение якоря магнита, а, следовательно, и регулируемый гидроаппаратом параметр, может оказываться различным. Таким образом, поддержание требуемых параметров на заданном уровне определяется точностью позиционирования якоря электромагнита. Значительное улучшение точности позиционирования якоря можно получить, если управление магнитом осуществлять не с обратной связью по току, как это реализовано в магнитах с регулированием по силе, а с обратной связью по положению якоря, как это выполняется в пропорциональных магнитах с управлением по положению (рис. 8.4, а).

Якорь магнита 3 удерживается в позиции определяемой величиной тока протекающего по катушке, независимо от противодействующей силы (в рабочем диапазоне значений) посредством замкнутого контура регулирования. Сигнал обратной связи генерируется аналоговым индуктивным датчиком положения 1. Величина выходного сигнала датчика зависит от положения жестко связанного с якорем 3 сердечника 2.

Рис. 8.4. Пропорциональный магнит с управлением по положению

На характеристике магнита, приведенной на рис. 8.4, б, ось «Ход якоря» выполнена в отрицательном диапазоне значений по причине того, что в свободном состоянии якорь под действием пружины 4 находится в выдвинутой позиции (ход якоря равен 0). При установке магнита на гидроаппарат под действием сопрягаемой детали — пружины или золотника — якорь принудительно сдвигается внутрь катушки, т.е. в область отрицательных значений хода. При подаче управляющего электрического сигнала на катушку якорь начинает выдвигаться, т.е. приближаться к позиции 0.

Характеристика регулируемого по положению магнита не имеет линейных участков, характерных для магнитов, регулируемых по силе, что свидетельствует о зависимости развиваемого магнитом усилия от положения якоря.

Рис. 8.5. Схемы конструктивного исполнения гидроаппаратов с пропорциональным управлением

Гидроаппараты с пропорциональным управлением выполняют по следующим двум схемам:

в клапанах давления — нагружающую пружину располагают между пропорциональным магнитом и ЗРЭ (рис. 8.5, а);

в гидрораспределителях — золотник располагают между нагружающей пружиной и пропорциональным магнитом (рис. 8.5, б).

Такое конструктивное исполнение позволяет осуществлять пропорциональное входному электрическому сигналу смещение золотника в распределителях и сжатие нагружающей пружины в клапанах давления. При этом распределители приобретают возможность не только направлять потоки рабочей жидкости, но и изменять ее расход.

Видео:Электроклапан дивертор потока DVS6 на джойстик. Как подключить, принцип его работы?Скачать

8.2. Гидроаппараты с электрическим пропорциональным управлением

Видео:Гидрораспределитель с электро управлением 12В и 24В. Серия Z50 Z80 Болгария и Китай. Как отличить?Скачать

8.2.1. Клапаны давления

Использование клапанов давления с пропорциональным управлением позволяет при необходимости непрерывно регулировать давление в различных линиях гидросистемы посредством электрического сигнала.

Рис. 8.6. Предохранительный клапан прямого действия с пропорциональным управлением

Принципы действия клапанов давления с пропорциональным управлением аналогичны принципам, заложенным в основу работы рассмотренных выше клапанов с ручной настройкой, с той разницей, что сжатие настроечных пружин в них осуществляется посредством пропорциональных магнитов, а не посредством вращения регулировочных винтов.

В некоторых конструкциях настроечные пружины отсутствуют, а требуемое усилие на ЗРЭ клапана передается непосредственно от пропорционального магнита (рис. 8.6).

В клапанах давления непрямого действия пропорциональные магниты управляют ЗРЭ клапанов первого каскада (рис. 8.7).

Давление в контролируемой гидролинии А определяется давлением настройки клапана первого каскада 1 давление срабатывания которого задается входным электрическим сигналом на пропорциональный магнит.

Рис. 8.7. Предохранительный клапан непрямого действия с пропорциональным управлением

Когда давление в линии А превышает заданный уровень, ЗРЭ пилотного клапана 1, поднимается с седла и часть жидкости из линии А через клапан первого каскада сливается в линию В. В пружинной полости основного ЗРЭ давление падает, усилие от создавшегося перепада давления поднимает его с седла — срабатывает клапан второго каскада 2. Жидкость перетекает из линии А в линию В, давление в линии А поддерживается на заданном уровне.

Иногда предохранительные клапаны непрямого действия с пропорциональным управлением дополнительно снабжают клапаном предельного давления 3, которые защищают гидросистему от превышения давления выше допустимого значения при сбое электронной системы управления.

Принцип действия трехлинейного редукционного клапана с пропорциональным управлением, (рис. 8.8). Данное конструктивное решение лежит в основе клапанов первого каскада гидравлических распределителей непрямого действия с пропорциональным управлением.

Читайте также: Регулировка клапанов газон некст эвотек

Рис. 8.8. Редукционный клапан прямого действия с пропорциональным управлением

При подаче электрического сигнала управления якорь 1 сдвигает втулку 2 на величину, пропорциональную величине управляющего сигнала. Через каналы, выполненные во втулке 2 жидкость из канала Р поступает в канал А. С ростом давления в канале А втулка 2 начинает смещаться в сторону магнита и при достижении заданного уровня давления, каналы Р и А разъединяются. Величина давления в канале А будет определяться силой, которую развивает пропорциональный магнит. Если давление в канале А начнет превышать заданное значение, дальнейшее смещение втулки 2 в сторону магнита приведет к соединению каналов А и Т и давление в канале А останется на заданном уровне.

Видео:Замена золотника на гидрораспределители серии Z с электроуправлением 12/24 в,на ручное управлениеСкачать

8.2.2. Гидрораспределители

Являясь дросселирующими, гидрораспределители с пропорциональным управлением конструктивно похожи на дискретные распределители, но, в отличие от них, сочетают в себе две функции:

пуск, останов и изменение направления потока рабочей жидкости (обеспечиваются и дискретными распределителями);

Рис. 8.9. 4/3-гидрораспредепитель прямого действия с пропорциональным управлением

Управление расходом посредством гидрораспределителей обеспечивается благодаря двум особенностям, которые отличают распределители с пропорциональным управлением от дискретных распределителей — возможность смещения золотника распределителя на величину пропорциональную величине управляющего электрического сигнала и плавное изменение площади их проходного сечения за счет выполнения на буртиках золотника проточек, спрофилированных особым образом.

Наличие проточек позволяет менять площадь проходного сечения прораспределителя во всем диапазоне, в то время как буртики золотника с положительным перекрытием остаются в контакте с кромками цилиндрических расточек в корпусе (рис, 8.9). Таким образом, во время работы гидрораспределителя осуществляется дросселирование потоков жидкости во всех каналах (Р — А, В — T, или Р — В, А — Т).

Управляется гидрораспределитель следующим образом: если управляющий электрический сигнал в виде напряжения имеет отрицательное значение, ток поступает на магнит В, золотник смещается влево на величину пропорциональную силе тока и осуществляет коммутацию Р — А, В — Т. Если управляющее напряжение имеет положительное значение, ток поступает на магнит А (Р — В, А — Т). При отсутствии электрического сигнала управления золотник под действием центрирующих пружин устанавливается в нейтральную позицию (все каналы перекрыты).

В зависимости от требований, предъявляемых к конкретному приводу, применяют распределители с различными расходными характеристиками, вид которых определяется формой проточек на буртиках золотника (рис. 8.10).

Рис. 8.10. Зависимость расходных характеристик распределителей от формы проточек

Так распределитель, на буртиках золотника которого выполнены проточки треугольной формы (рис. 8.10, а), имеет расходную характеристику в виде параболы, а золотник с прямоугольными проточкам на буртиках обеспечивает почти линейную расходную характеристику распределителя (рис. 8.10, б).

Как и в дискретных распределителях, прямое управление применяется для аппаратов с условным проходом до 10 мм. При больших значениях условных проходов применяют распределители с пилотным управлением (рис. 8.11).

Рис. 8.11. Гидрораспределитель с пропорциональным пилотным управлением

Как правило, в качестве пилота применяют сдвоенные трехлинейные редукционные клапаны с пропорциональным управлением 1. В исходном положении, при отсутствии управляющих сигналов на пропорциональных магнитах пилотного клапана, обе пружинные полости основного распределителя 2 (распределителя второго каскада) связаны со сливом, его золотник 3 находится в нейтральной позиции под действием центрирующих пружин. При подаче управляющего электрического сигнала, например на магнит В пилотного клапана 1, давление в левой пружинной полости основного распределителя 2 возрастет до величины, пропорциональной сигналу управления и золотник 3 основного распределителя, сжимая правую центрирующую пружину, сместится на соответствующую величину вправо. Рабочая жидкость из канала Р начнет поступать в канал В с расходом соответствующим величине смещения золотника. Аналогичным образом происходит коммутация каналов Р и А при подаче управляющего сигнала на пропорциональный магнит А пилотного клапана. Для обеспечения точности управления распределителем 2 обратная связь организуется по положению золотника 3, позиция которого фиксируется датчиком положения 4.

От распределителей с пропорциональным управлением требуется не только точно следовать изменениям входного электрического сигнала, но и достаточно быстро реагировать на эти изменения. Быстрота реакции распределителя, равно как и других гидроаппаратов с пропорциональным управлением, характеризуется двумя параметрами: временем срабатывания и частотой пропускания,

Время срабатывания — время, за которое выходной параметр гидроаппарата примет значение соответствующее входному управляющему сигналу. Время срабатывания гидроаппаратов с пропорциональным управлением лежит в диапазоне от 10 до 100 мс.

Частота пропускания показывает на какое количество изменений (от нуля до максимального значения) входного сигнала в секунду гидроаппарат способен отреагировать. В среднем частота пропускания гидроаппаратов с пропорциональным управлением лежит в интервале от 5 до 100 Гц.