Как работает пропорциональный клапан в гидравлике

Пропорциональные распределители

Пропорциональным распределителем называют устройство, предназначенное для изменения направлений потока и величины расхода рабочей жидкости пропорционально входному сигналу.

Пропорциональный распределитель объединяет возможности распределителя и дросселя, поэтому его также называют дросселирующим распределителем.

При проведении многих технологических операций, исполнительные механизмы, например гидроцилиндры, должны двигаться в разных режимах работы, например осуществлять быстрый подвод инструмента, затем медленное движение при выполнении технологической операции, после этого отвод инструмента. Достигнуть данного алгоритма работы можно несколькими способами:

  • использовать распределитель с дискретным управлением несколько регуляторов расхода с обратными клапанами, дополнительными распределителями и т.д.;
  • применить пропорциональные распределители, которые будут не только направлять жидкость в разные полости гидроцилиндра, но и поддерживать заданную величину расхода, для обеспечения нужной скорости движения выходного звена.

Применение пропорциональной аппаратуры, зачастую, является более экономичным и технологичным решением.

Принцип работы пропорционального распределителя

Рассмотрим работу распределителя прямого действия с пропорциональным управлением.

В корпусе 3 пропорционального распределителя, также как и дискретного, установлен золотник 4, только выполнен он с более высокой точностью, чтобы обеспечить точное изменение дросселирующей щели между золотником и канавками в корпусе. Кроме того, для обеспечения нужных характеристик ну золотнике могут быть выполнены треугольные или прямоугольны лыски.

С одной стороны золотник поджат пружиной, с другой — на него действует якорь электромагнита 2, управляемый по положению.

Распределитель заперт в нейтральном положении, каналы Р, Т, А и В отделены друг от друга поверхностями золотника.

При поступлении сигнала на левый (по рисунку) его якорь переместится и сдвинет золотник вправо, на расстояние, пропорциональное входному сигналу. Перемещаясь золотник соединит каналы Р и В, А и Т.

При поступлении сигнала на электромагнит расположенный справа, золотник, пропорционально входному сигналу, будет перемещен влево соединяя канал Р и А, Т и В.

К распределителю также подключен индуктивный датчик перемещения 1, который отслеживает положение золотника, и позволяет организовать обратную связь по положению золотника. То есть отслеживать его положение и, при необходимости корректировать управляющее воздействие.

Устройство регулируемого электромагнита

Для управления золотником используют специальные пропорциональные электромагниты, регулируемые по силе и по положению.

У регулируемого по силе изменяется сила электромагнита в зависимости от величины силы тока, якорь, при этом перемещается на 1,5 — 2мм.

В электромагнитах с регулированием по положению управление осуществляется посредством замкнутого контура регулирования. Якорь удерживается в заданном положении независимо от величины противодействующего усилия, его ход составляет 3 — 5 мм.

Источник

Как работает пропорциональный клапан в гидравлике

Руководство пользователя F001-8/RU.

1) ЧТО ТАКОЕ ПРОПОРЦИОНАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИКА?
Электрогидравлическое пропорциональное управление модулирует гидравлические параметры в соответствии с электронными опорными сигналами.
Они представляют собой идеальный интерфейс между гидравлической и электронной системами и применяются в системах с или без обратной связи (см. раздел [3]), для достижения быстроты, плавности и точности перемещений, которые требуются в современных машинах и оборудовании.
Электрогидравлическая система – это раздел всей структуры автоматизации, в которой информация, управление и аварийная сигнализация могут передаваться «прозрачным» способом на систему централизованного электронного управления и наоборот при помощи стандартных сетей.
Пропорциональная электрогидравлика легко программируется, как и электромеханические системы и обеспечивают гибкую автоматизацию. По сравнению с электромеханическими системами, электрогидравлика обеспечивает следующие преимущества:

  • внутренняя зашита от перегрузок;
  • автоматическая адаптация усилия;
  • быстрое время реагирования;
  • система самосмазки;
  • простота и непрерывность;
  • накопление энергии;
  • высокая плотность мощности;
  • регулировки сил и моментов;
  • долговечность и высокая надежность.

2) ЧТО ТАКОЕ ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ КЛАПАН?

Основой пропорционального управления является пропорциональный клапан, регулирующий давление Р и расход Q в соответствии с опорным сигналом (обычно +- 10 В DC). В частности, пропорциональный клапан должен управляться от электронного драйвера, который регулирует электрический ток на электромагните клапана в соответствии с опорным сигналом. Электромагнит преобразует электрический ток в механическое усилие, приводящее в действие золотник против возвратной пружины.

Читайте также:  Момент затяжки гбц ваз 2112 8 клапанов инжектор

Повышение тока вызывает соответствующее увеличение выталкивающей силы и движение золотника со сжатием возвратной пружины. В пилотных исполнениях пропорциональный пилотный клапан регулирует поток и давление, управляя основным каскадом. В случае электрической неполадки пружины возвращают золотник в нейтральное положение в соответствии с конфигурацией
клапана для гарантии безопасности, то есть с целью предотвращения повреждения системы
при отсутствии опорного сигнала или электропитания. Безопасность может выполняться непосредственно с пропорционального клапана или последовательным срабатыванием группы клапанов.

3) УПРАВЛЯЮЩИЕ ЦЕПИ

Контроль движения в современных машинах представляет собой, в основном, проблему управления осями. В настоящее время промышленное оборудование является многоосевым, и в большей степени управляется электрогидравлически при помощи пропорциональных устройств. Движение оси может управляться без обратной связи или с обратной связью, в зависимости от требуемого уровня точности. В большинстве применений для циклов перемещения не требуется очень большой точности, в связи с чем используются системы без обратной связи; в случае, если применение требует точности позиционирования исполнительного механизма, производится управление по обратной связи.

3.1) УПРАВЛЕНИЕ БЕЗ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Управление осью осуществляется посредством модулирования опорного сигнала на пропорциональном клапане без какой-либо обратной связи регулируемого параметра. Точность управления без обратной связи непосредственно связана с качеством гидравлической системы и, в частности, пропорционального клапана и соответствующего драйвера.

3.2) УПРАВЛЕНИЕ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Управление осью выполняется посредством модулирования опорного сигнала на контроллере обратной связи, который получает сигнал от датчика исполнительного механизма и производит сравнение двух сигналов.
Получаемая погрешность обрабатывается электронным контроллером на пропорциональном клапане для выравнивания регулировки в соответствии с требованиями цепи управления PID.
Точность систем с обратной связью выше по сравнению с системами без обратной связи, в меньшей степени подвержена влиянию внешних помех окружающей среды. В любом случае, чем выше качество комплектующих гидравлической системы, тем с большей точностью выполняется контроль оси.

Пропорциональные клапаны Atos могут работать без обратной связи (клапаны без датчика) или с обратной связью (клапаны с датчиком положения VRVT), см. рис. 1.
Пропорциональные клапаны без датчика питаются через электронные драйверы, модулирующий ток на электромагните пропорционально опорному сигналу. Для обеспечения более надежного функционирования, драйвер должен поставляться производителем клапаны.
Пропорциональные клапаны со встроенным датчиком положения LVDT питаются через электронный драйвер, модулирующий ток в соответствии с управлением регулируемыми параметрами (положение золотника или давление) пропорционально опорному сигналу.
Пропорциональные клапаны с датчиком – это лучший выбор для электрогидравлического управления движением с обратной связью и они улучшают работу системы.

Источник

Пропорциональный гидрораспределитель: что это, устройство и сфера применения

Пропорциональный гидрораспределитель – это элемент гидравлической системы, который отличается простотой работы. С его помощью можно управлять пуском, остановкой и направлением движения потока рабочей жидкости, а также контролировать ее расход в машинах разного типа.

Помощь в подборе оборудования: +7 (495) 211 03 84

Ваше сообщение было успешно отправлено!

Наши специалисты скоро свяжутся с Вами!

Особенности конструкции

В основе пропорционального управления лежат простые процессы. По сути, у золотника есть прорези высокой точности, расположенные на рабочих кромках. Чтобы управлять перемещением рабочих органов в приводе дистанционно, используются гидрораспределители с дискретными электромагнитами (они работают по принципу включено-выключено) или дросселирующие распределители (в них роль дросселей выполняют как раз золотники). Первое устройство имеет очень простую конструкцию, поэтому и стоит дешевле. К тому же, оно сохраняет работоспособность даже при использовании загрязненных рабочих жидкостей. Единственный нюанс – регулировать скорость движения потока можно только дополнительной установкой дросселей или регуляторов расхода.

Системы с дросселирующими распределителями превосходят большей точностью и улучшенными динамическими свойствами. Но они более сложны, поэтому важное внимание нужно уделять чистоте рабочей жидкости. Чем она чище, тем выше срок эксплуатации системы и меньше затраты на ее обслуживание.

Как работает

Работа гидрораспределителя пропорционального типа ведется по принципу «включено-выключено». Когда золотник движется, это способствует направлению рабочей жидкости в гидродвигатель. Это сказывается на быстром наборе двигателем максимально возможной скорости. Как только золотник возвращается в нейтральное положение, подача жидкости в двигатель резко перекрывается. Подобные резки остановки негативно влияют на работоспособность гидросистемы из-за гидравлических ударов и значительных скачков давления.

Читайте также:  Клапаны обратные для нефтяной промышленности

Пропорциональное управление отвечает за плавность и точность регулирования величины потока, который поступает в гидродвигатель. Благодаря этому можно менять скорость двигателя в широком диапазоне, а давление остается на прежнем уровне. Пропорциональный распределитель работает на основе минеральных масел, негорючих гидравлических жидкостей и воды. Управлять дросселирующим золотником в них можно с помощью нескольких элементов:

  • механического рычага, в том числе тросика дистанционного управления;
  • гидравлического пропорционального джойстика;
  • электрогидравлических систем.

Тип управления подбирается в соответствии со сферой применения оборудования, в котором установлен гидрораспределитель.

Модели с электронным устройством

Пропорциональные гидрораспределители часто работают в сочетании с электрическим управлением. Как правило, такие конструкции востребованы при дистанционном управлении параметрами гидравлического привода. Такие конфигурации поставляются вместе с электронным блоком. Его задача – обеспечение стабильности тока управления независимо от состояния сети, уровня напряжения в ней.

Преимущество применения распределителей с электронными системами управления заключается в наличии встроенной электроники и специальных коммутационных средств. С их помощью гидравлика показывает отличные силовые и динамические качества.

Где используется

Посредством пропорциональных гидрораспределителей оснащаются гидравлические системы различных транспортных средств и специальной техники: кранов-манипуляторов, автоподъемников, кранов разной грузоподъемности. Распределители разных марок могут использоваться для оснащения техники до 6 тонн, в том числе мобильной среднего типоразмера. Сфера применения довольно широкая, что обеспечивается точностью и плавностью регулировок рабочих параметров. При выборе нужно исходить из следующих параметров:

  • номинального расхода давления;
  • максимального давления (до 380 бар);
  • количества рабочих секций (от 1 до 10);
  • типа управления (ручной, гидравлический или электрогидравлический);
  • наличия встроенных систем электроники;
  • типа интерфейса (аналоговый или цифровой).

В нашей компании вы можете заказать различные виды гидрораспределителей, без которых не обойтись ни в одной гидравлической системе. Различные модификации подходят для оснащения разнообразной по назначению и габаритам техники или оборудования. Для изготовления изделий используются чугун, бронза, стальное литье. Защита отдельных элементов от преждевременного износа достигается с помощью цементирования. Чтобы заказать гидрораспределитель или задать вопросы, звоните нам по телефонам: +7 (495) 211 03 84,+7 (4842) 27-87-99. Также принимаем заявки через форму обратной связи.

Если у Вас остались вопросы, заполните форму:

Источник

Как работает пропорциональный клапан в гидравлике

Поставка высокотехнологичного промышленного оборудования для автоматизации производственных процессов во всех отраслях промышленности

Пропорциональный электромагнитный клапан имеет предназначение непрерывно регулирующего устройства, расхода жидкости или газа при регулировке уровня входного сигнала. Пропорциональный клапан нормально закрытый. Для того чтобы поток жидкости или газа через клапан регулировался в пределах 0 — 100%, необходимо дополнительно устанавливать управляющее устройство, в противном случае вовремя работы клапан открыт или закрыт.

Пропорциональное действие

Большинство клапанов для управления потоком работают на основе включения/выключения. Они либо полностью открыты, либо закрыты. Меняя электрический ток на входе пропорционального клапана, поток жидкости через клапан может быть непрерывен и плавно регулироваться в пределах от 0 до 100%, от максимального номинального расхода.

Конструкция

Для того чтобы получить клапан пропорционального действия, необходимо изменить конструкция электромагнита.

Принцип работы

Регулировка расхода зависит от открытия клапана (смещения или удара ядра внутри основной трубы). В пропорциональных электромагнитных клапанах магнитное поле прямо пропорционально, току, протекающему через катушку. Регулировка спускного винта, повышая либо понижая усилия воздействия на пружину, позволяет правильно настроить клапан, чтобы подстроить его под производственные допуски и производят одинаковые характеристики потока.

Пропорциональный электромагнитный клапан функционирует за счет силы, создаваемой электромагнитной катушкой; при прохождении тока через нее, увеличивает обратная сила воздействия на поршень, которая создается сжатой пружиной находящейся над соленоидом. При маленьком токе, проходящем через катушку, на поршень оказывается не достаточная сила для его поднятия в следствии чего клапан остается закрытым. При увеличении силы тока, повышается напряженность магнитного поля внутри соленоида, что приводит к поднятию поршня. В зависимости от жесткости обратной пружины рассчитывается напряженность магнитного поля и ток в соленоиде, необходимые для корректной работы пропорционального клапана. Для увеличения или снижения силы воздействия обратной пружины используется регулирующий винт. Когда сила, создаваемая магнитным полем, уравновешивается силой, разжимания обратной пружины клапан находится в открытом состоянии. Данные регулировки позволяют настроить пропорциональные клапаны под необходимые производственные допуски предприятия.

Читайте также:  Троит двигатель 6g72 12 клапанов

Параметры пропорциональных клапанов

Функция ΔP max, бар Температура, о С Dy Серия,
PDF файл
min max
Латунный корпус
2/2 НЗ 0. 12 0 +60 М5 202
2/2 НЗ 0. 8 0 +50 1/8 202
2/2 НЗ 0 . 16 -10 +90 1/4 202
2/2 НЗ 0 . 4 -10 +90 3/8 202
2/2 НЗ 0,3 . 10 -10 +90 3/8. 1/2 203
2/2 НЗ -0,9 . 10 -5 +90 3/4 610
Корпус из нержавеющей стали
2/2 НЗ 0 . 8 0 +50 1/8 202
2/2 НЗ 0 . 16 -10 +90 1/4. 3/8 202
2/2 НЗ 0 . 16 -10 +180 1/2. 2 1/2 Е290
Бронзовый корпус
2/2 НЗ
3/2 НЗ
0 . 16 -10 +180 1/2. 2 1/2 Е290
Пластиковый корпус
2/2 НЗ — НО 0 . 4-8 0 +60 Опорная плита 630
FLOWTRONIC D
2/2 НЗ — НО 4 . 8 0 +60 1/2. 1/4. 3/8 607

Устройства для управления пропорциональными клапанами

Название устройства Серия,
PDF файл
Управляющее устройство для пропорциональных электромагнитных клапанов POSIFLOW 908
Устройство для управления пропорциональными электромагнитными клапанами 603

Электропитание

Регулируя ток соленоида, пропорциональный клапан, можно открывать и закрывать практически бесконечное количество раз. Регулировать ток можно регулировкой напряжения на соленоиде.

Напряжение на катушке может изменяться 2-мя способами:
— широтно-импульсной модуляцией;
— подачей постоянного напряжения 0-24 В.

Так как сопротивление обмоток катушки зависит от температуры окружающей среды, то в целях поддержания клапана в определенной позиции ток в катушке необходимо поддерживать в пределах 100 – 500 мА.

Время отклика

Пропорциональный клапан имеют время отклика, которое составляет порядка миллисекунд. Это означает, что он очень быстрое реагирует на любое изменение на электрическом входе. Динамическое время отклика позволяет судить о динамических характеристик пропорционального электромагнитного клапана. Динамическое время отклика указывает на промежуток времени между моментом шаг в электрический вход и время, когда ядро достигло своего нового положения. Для пропорциональных электромагнитных клапанов это время, как правило, составляет 25-60 мс.

Характеристики регулировки потока

Производительность клапана можно оценить из его свойств, представленных ниже.

Линейность. Кривые расхода обычно показывают кривизну на обоих концах, снизу и сверху, между которыми есть линейная рабочая часть кривой. Нелинейность является степень, в которой фактическая кривая потока отклоняется от идеальной прямой линии (выражается в процентах на определенном линейном участке кривой).

Гистерезис. Это различие в скорости потока при той же величине тока на входе, эта зависимость находится снизу, т.е. увеличивается потребление электроэнергии, или сверху, то есть снижается потребление электроэнергии. Гистерезис выражается в процентах от максимальной скорости потока.

Начальный ток. Потребляемой электроэнергией необходимо вызвать проточность пропорционального клапана, существенно отличающуюся от ноля. Порог данной величины выражается в процентах от максимального входного тока.

Чувствительность. Величина входного тока, необходимого для получения заметного перемещения поршня клапана. Чувствительность выражается в процентах от максимального входного тока.

Обратная чувствительность. Изменение входного тока необходимого для получения заметного изменения скорости потока, при управлении поршнем клапана из неподвижного положения в направлении, противоположном первоначальному направлению движения поршня. Обратная чувствительность выражается в процентах от максимального значения водного тока.

Упомянутые выше характеристик регулировки потока тесно связаны между собой и обусловлены рядом факторов расположенных ниже в порядке важности:
— электромагнитное преобразование сигнала (электромагнитный гистерезис);
— трение между движущимися и статическими компонентами клапана;
— механическое взаимодействие между ядром и седло клапана;
— изменение перепада давления на клапане.

Повторяемость. Разброс скорости потока называется повторяемость.

Электронное управление

Электронный блок управления ASCO обеспечивает удобный способ контроля над положением клапана и потоком в трубопроводе. Он принимает все стандартные сигналы управления от датчиков, используемых в современных системах управления. Напряжение питания катушки регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции. Важной встроенной функцией является функция, поддерживающая постоянный ток через катушку (на уровне управляющего сигнала), независимо от изменения сопротивления обмотки или изменения напряжения питания.

Широтно-импульсный управляющий сигнал определяется либо напряжением, либо током.

Могут использоваться такие сигналы управления:
— 0 — 10 В постоянного тока;
— 4 — 20 мА;
— 0 — 20 мА.

Источник

Оцените статью
Авто помощник
Adblock
detector