Tiedämme jo, että maksimijärjestelmäpaine voidaan säädellä normaalisti suljetulla painesäätöventtiilillä — sen ensisijainen liitäntä on yhdistetty järjestelmäpaineeseen ja toissijainen liitäntä säiliöön. Liukusulkimen toiminta perustuu esiasetettuun paineeseen: kun ensisijaisen ja toissijaisen virtauskanavan yhdistys tapahtuu asetetussa painearvossa, osa virtauksesta ohjautuu säiliöön. Tämä normaalisti suljettu painesäätöventtiili on turvaläppä. Tässä luvussa käsitellään kaikkia painesäätöventtiilien tyyppejä — niiden rakennetta, kytkentäsovelluksia ja keskeisiä suorituskykyominaisuuksia.

Paineen säätö

Painesäätöventtiilissä paineen säätö tapahtuu yleensä säätösruuvilla säätämällä kiintopainekelan esikuormitusta. Paine muuttuu, kun ruuvia kierretään.

Kuva 11-1 Normaalisti suljettu painesäätöventtiili. Säätösruuvi määrittää kelan esikuormituksen, joka määrittää sen painearvon, jossa liukusulkimen nosto tapahtuu ja venttiili avautuu.

Normaalisti suljetun paineventtiilin sovellukset

Hydraulijärjestelmissä tavallisesti suljetut paineensäätöventtiilit ovat monikäyttöisiä. Niitä käytetään ei ainoastaan järjestelmän ylivuotoventtiileinä, vaan ne voivat myös ohjata toimintojen järjestystä – varmistaa, että yksi toiminto tapahtuu ennen toista. Niitä voidaan käyttää myös ulkoisten mekaanisten voimien tasapainottamiseen.

Järjestysventtiili

Tavallisesti suljettua paineensäätöventtiiliä, joka ohjaa yhden toiminnon tapahtumista ennen toista, kutsutaan järjestysventtiiliksi.

Järjestysventtiilipiirin sovellus

Hydraulipiirissä, joka suorittaa sekä kiinnityksen että porauksen, kiinnityssylinterin on ulottuduttava ennen porausylin­teriä. Tämän saavuttamiseksi sarjaventtiili asennetaan piiriin juuri ennen porausylin­teriä. Sarjaventtiilin jousi ei salli liukusulkimen yhdistävän ensisijaista ja toissijaista kulkua, kunnes paine nousee riittävän korkeaksi voittaakseen jousivoiman – tähän asti virtaus porausylin­teriin on estetty. Näin kiinnityssylinteri ulottuu ensin. Kun kiinnitys koskettaa työkappaletta, pumppuun on syötettävä korkeampaa painetta voittaakseen vastustavan voiman. Tämä nostaa painetta yli ohjauspaineen, joka vaikuttaa sarjaventtiilin liukusulkimeen, mikä yhdistää ensisijaisen ja toissijaisen kulun ja virtaus ohjautuu porausylin­teriin – porausylin­teri alkaa silloin liikkua.

Kuva 11-2 Sarjaventtiilipiiri. Koska sarjaventtiili estää virtauksen porausylin­teriin, kunnes järjestelmän paine kasvaa riittävästi, kiinnitys sulkeutuu aina ennen kuin poraus alkaa.

Vastapainoventtiili

Normaalisti suljettua paineensäätöventtiiliä, jota käytetään tasapainottamaan tai tukemaan kuormaa (esimerkiksi puristimen pohjalevyä), kutsutaan vastapainoventtiiliksi.

Vastapainoventtiilin kytkentäsovellus

Puristimen kytkennässä, kun suuntaventtiili ohjaa virtauksen sylinterin sokeaan päätyyn, sylinterin männän varressa oleva puristimen pohjalevy putoaa hallitsemattomasti painovoiman vaikutuksesta, ja pumppu imee öljyn tyhjäksi. Tämän estämiseksi normaalisti suljettu paineventtiili asennetaan puristimensylinterin jälkeen. Venttiilin liukusäleikkö ei avaa päästä-toiseen kulkuun tarkoitettua kanavaa ennen kuin alapuolen paine nousee yli pohjalevyn painosta aiheutuneen paineen. Toisin sanoen öljyn syöttäminen sylinterin sokeaan päätyyn tasapainottaa pohjalevyn painon koko alaspäin suuntautuvan liikkeen ajan.

Tasapainotusventtiiliä voidaan käyttää myös raskaan hydraulimoottorin pyörivän liikkeen hidastamiseen. Kun hydraulimoottori ohjaa raskaita pyöriä, pyörien saavutettua vauhtia moottori saattaa ylittää nimellisnopeutensa (karata). Jos tasapainotusventtiili asennetaan moottorin poistumispuolelle, venttiili avautuu vain silloin, kun poistumispaine saavuttaa asetetun arvon. Tämä takapaine vastustaa voimaa, joka syntyy raskaiden pyörien pyörivän liikemäärän muuttuessa.

Kuva 11-3 Tasapainotusventtiili. (Yläosa) Estää puristuspohjan putoamisen hallitsemattomasti. (Alaosa) Estää raskasta moottoria ylittämästä nimellisnopeuttaan, kun kuorma ajaa moottoria.

Yksinkertainen turbaventtiili

Yksinkertainen turbaventtiili koostuu pääasiassa venttiilikunnosta, jossa on jousella painotettu liukusäleikkö. Kun paine säleikön puolella, joka on vastakkainen jouselle, nousee riittävän korkeaksi, säleikkö siirtyy ja avaa kulkureitin, jolla pumppuvirtaus ohjataan säiliöön.

Esimerkkipiirissä yksinkertainen turvaventtiili on asetettu siten, että kun pumppun lähtöpaine saavuttaa 1000 psi:n (68,97 bar), turvavirtaus on 10 gpm (37,9 l/min). Tämä ei tarkoita, että venttiili avautuisi äkkinäisesti 1000 psi:n (68,97 bar) paineessa — pikemminkin venttiili alkaa avautua alhaisemmassa painepisteessä alle 1000 psi:n (68,97 bar), ohjaamalla osan virtauksesta säiliöön. Kun paine lähestyy 1000 psiä (68,97 bar), avautuminen lisääntyy vähitellen, jolloin säiliöön ohjattava virtaus kasvaa. Asetuspisteessä 1000 psi (68,97 bar) suuttimen aukeama on riittävän suuri, jotta koko 10 gpm (37,9 l/min) virtaa läpi. Kun järjestelmän paine laskee turvaventtiilin avautumispainetta alemmaksi, venttiilin avautumasta muodostuva yhteys säiliöön katoaa piiristä.

Lämpötilan vaikutus turvaventtiilin asetukseen

Turvaventtiilin avautuminen perustuu olennaisesti suuttimen toimintaperiaatteeseen. Kuten kaikki suuttimet, myös sen läpi kulkeva virtaus vaipuu nesteiden lämpötilasta ja siten myös viskositeetista.

Kun turvaläppä on asetettu 1000 psi:n (68,97 bar) paineeseen ja sen kautta ohjataan oikosulkuvirta 10 gpm (37,9 lpm), oletetaan öljyn viskositeetin pysyvän vakiona. Huoneenlämpötilassa laitteiston säiliön öljyn viskositeetti on 400–500 SUS (86,3–107,9 cSt). Tällä viskositeetilla järjestelmän turvaläppä asetetaan 1000 psi:n (68,97 bar) paineeseen, jolloin 10 gpm (37,9 lpm) virtaa läppäaukon kautta oikosulkuun. Kun öljy kuumenee, pumppupaine saattaa rajoittua 900 psi:hin (62 bar) tai pienempään arvoon. Syy tähän on se, että öljyn lämpötilan noustessa viskositeetti laskee esimerkiksi arvoon 100 SUS (21,6 cSt). Tämä tarkoittaa, että alhaisempi painevoima riittää ohjaamaan 10 gpm (37,9 lpm) virtaamaa turvaläppäaukon kautta säiliöön.

Vastakkainen tilanne syntyy, kun turvaläppä on asetettu käyttöviskositeettiin – kun pumppu käynnistetään, öljyn lämpötila on alhainen ja viskositeetti korkea, jolloin pumppupaine saattaa nousta 1100 psi:hin (75,9 bar). Järjestelmissä, joissa on tiukat enimmäispumppupaineen rajat, järjestelmä tulisi lämmittää ennen turvaläppäasennuksen säätöä.

Kuva 11-5 Lämmön vaikutus turvaläppään asetettavaan paineeseen. Kylmä (korkean viskositeetin) öljy vaatii korkeampaa painetta, jotta sama virtausmäärä kulkee läpi. Lämmitä aina järjestelmä ennen turvaläppään asettamista.

Pumpun kulumisen vaikutus turvaläppään asetettavaan paineeseen

Pumpun kuluminen vaikuttaa myös turvaventtiilin asetteluun. Jos turvaventtiili on asetettu ohjaamaan 10 gpm (37,9 l/min) virtausta 1 000 psi:n (68,97 bar) paineessa, niin kauan kuin venttiilin sisäänmenoon tuodaan 1 000 psi:n (68,97 bar) paine, pumpun 10 gpm (37,9 l/min) virtaus voi ohjautua venttiilin reiän kautta säiliöön. Kun hydraulinen pumppu kuluu, sen tuottama virtaus vähenee; myös turvaventtiilin läpi kulkeva virtaus vähenee, jolloin paine laskee myös. Jos venttiili on asetettu ohjaamaan 10 gpm (37,9 l/min) virtausta 1 000 psi:n (68,97 bar) paineessa, mutta pumpun kulumisen vuoksi ohjausvirtaus vähenee 5 gpm:iin (18,95 l/min), järjestelmän turvaventtiilin paine voi olla vain 900 psi (62 bar). Turvaventtiilin asettelua säädettäessä samankaltaisia tilanteita esiintyy.

Yksinkertaisen turvaläppän avautumispaine

Halkeamispaine on paine, jolla turvalaite aloittaa ohituskanavan avaamisen. Yksinkertaiselle turvalaitteelle tämä paine on hieman alhaisempi kuin turvalaitteen asetettu arvo. Yksinkertaisilla turvalaitteilla on ominaisuutena ennalta halkeamispaine.

Yksinkertaisen turvalaitteen suorituskyvyn käyräkaaviossa laitetta on asetettu ohittamaan 10 gpm (37,9 l/min) paineessa 1 000 psi (68,97 bar). Käyrä osoittaa, että venttiili avautuu paineessa 800 psi (55,2 bar), ja kun paine lähestyy 1 000 psi (68,97 bar), ohitusvirtaus kasvaa – lopulta paineessa 1 000 psi (68,97 bar) reiän aukeama on riittävän suuri, jotta 10 gpm (37,9 l/min) voidaan ohittaa.

Ennalta halkeamispaineen vaikutus järjestelmään

Turvaventtiilin avautumispaine ennen täysavautumista on järjestelmälle haitallinen. Oletetaan, että pumppu/moottori tuottaa 750 psiä (51,7 bar) ja toimittaa 10 gpm (37,9 lpm) liikkeelle asettavaan laitteeseen, jossa kuormaan tarvitaan 550 psiä (37,9 bar) ja jäljelle jäävä 200 psiä (13,8 bar) kumoaa nesteen vastustusvoiman. Yksinkertaisen turvaventtiilin asettaessa 1 000 psiin (68,97 bar), venttiili pysyy tässä vaiheessa kiinni ja kaikki paineöljy ohjataan suoraan työkuormaan.

Jos kuorman paine nousee 700 psiin (48,28 bar), pumppu/moottorin on nostettava tuotantonsa 900 psiin (62,1 bar) (olettaen vakio tuottovirta). Koska turvaventtiilin avautumispaine on 800 psiä (55,2 bar), nykyisellä pumpun paineella 5 gpm (18,95 lpm) ohjataan ohitse, mikä tarkoittaa, että liikkeelle asettava laite saa vähemmän kuin koko pumpun virtauksen ja tehtävä suoritetaan hidastetulla nopeudella. Samalla öljy virtaa turvaventtiilin reiän läpi ja aiheuttaa tarpeetonta lämpöä.

Jos kuormituspaine on 750 psi (51,7 bar), pumppu/moottori tarvitsee tuottaa 950 psi (65,5 bar) — vielä korkeampi paine, kun enemmän virtausta ohjautuu ohitusventtiilin aukon kautta, toimilaitteen nopeus laskee entisestään ja syntyy vielä enemmän turhaa lämpöä.

Kuva 11-7 Esirakennuspaineen vaikutus. Yksinkertainen turvaventtiili alkaa ohjata virtausta jo ennen kuin asetettu paine saavutetaan, mikä vähentää toimilaitteen nopeutta ja hukkaa energiaa lämpönä keskitasoisilla kuormituspaineilla.

Normaalisti avoin paineventtiili

Normaalisti suljettu paineensäätöventtiili on normaaliasennossaan erottanut ensisijaisen ja toissijaisen portin toisistaan ja mittaa ensisijaista porttipainetta. Normaalisti avoin paineventtiili on normaaliasennossaan yhdistänyt ensisijaisen ja toissijaisen portin toisiinsa ja mittaa toissijaista porttipainetta.

Painelaskuventtiili

Painelaskuventtiili on tyypillisesti normaalisti avoin paineensäätöventtiili.

Miten painelaskuventtiili toimii

Pienentävä venttiili toimii mittaamalla venttiilin jälkeistä painetta. Kun jälkeinen paine saavuttaa venttiilin asetuspaineen, liukusäleikkö sulkeutuu osittain muodostaen suutimen, joka muuntaa ylimääräisen eteenpäin olevan paineen energian lämmöksi. Jos jälkeinen paine laskee, liukusäleikkö avautuu laajemmalle, mikä mahdollistaa paineen nousun uudelleen.

Pienentävän venttiilin kytkentäsovellus

Esimerkkinen kiinnityspiiri vaatii kiinnityssylinterin B:n aiheuttavan pienemmän voiman kuin kiinnityssylinterin A:n. Tämän saavuttamiseksi pienentävä venttiili asennetaan juuri ennen kiinnityssylinteriä B, jolloin venttiili pienentää sylinteriin B menevän paineen pienentävän venttiilin asetuspaineeseen. Tässä asetetussa painepisteessä pienentävän venttiilin liukusäleikön toiminta luo suutimen toiminnon, joka muuntaa ylimääräisen eteenpäin olevan paineen energian lämmöksi. Sylinteri B kiinnittää kohteen pienennetyssä paineessa.

Pienentävän venttiilin staattinen painehäviö (siirtymä)

Pienentävän venttiilin toissijaisen portin paine nimellisvirran olosuhteissa on alhaisempi kuin nollavirran olosuhteissa. Näiden kahden pienennetyn paineen välinen ero on pienentävän venttiilin staattinen painehäviö. Staattinen painehäviö on pienentävän venttiilin luonnollinen ominaisuus, joka selittää lisäksi, miksi paine kasvaa virran kasvaessa. 15 gpm (56,85 lpm) nimellisvirralla varustetun pienentävän venttiilin staattinen painehäviö nimellisvirralla ja nimellispaineella on noin 50 psi (3,45 bar), kun taas 100 gpm (379 lpm) nimellisvirralla varustetun venttiilin staattinen painehäviö voi olla jopa 150 psi (10,3 bar).

Kuva 11-9 Pienentävän venttiilin staattinen painehäviö. Ulostulopaine on hieman alhaisempi virtauksen aikana kuin virtauksen pysähtyessä. Mitä suurempi venttiilin nimellisvirta, sitä suurempi tämä poikkeama.

Vesipohja — sisäinen ja ulkoinen

Kun paineensäätöventtiilin ohjausliukusäleikön liukusäleikkö liikkuu venttiilirungon sisällä, osa paineöljystä vuotaa liukusäleikön yläpuolella olevaan kammioon. Venttiilin toimiakseen asianmukaisesti liukusäleikön yläpuolella olevan kammion on jatkuvasti tyhjennettävä öljyä estääkseen liukusäleikön liikkeen estymisen. Tyhjennys saavutetaan rakentamalla venttiilirungon sisään tyhjennyskanava ja yhdistämällä se öljysäiliöön.

Sisäinen tyhjennys

Jos paineventtiilin toissijainen portti on yhdistetty öljysäiliöön – kuten turvaventtiileissä ja vastapaineventtiileissä – tyhjennyskanava on yhdistetty sisäisesti toissijaiseen porttiin (paluuporttiin). Tätä kutsutaan sisäiseksi tyhjennykseksi.

Ulkoinen tyhjennys

Jos paineventtiilin toissijainen portti on paineportti (työportti), kuten sarjaventtiileissä ja pienentävissä venttiileissä, tyhjennyskanava on erillinen linja öljysäiliöön. Tätä kutsutaan ulkoiseksi tyhjennykseksi. Sarjaventtiilit ja pienentävät venttiilit ovat tyypillisesti ulkoisella tyhjennyksellä varustettuja paineensäätöventtiilejä.

Suora ohjaus ja etäohjaus

Tähän asti paineen mittaus on tapahtunut venttiilikunnan sisäisten kanavien kautta. Yleensä suljettuina toimivien venttiilien tapauksessa mittaus suoritetaan ensisijaisessa liittimessä; avoinna toimivien venttiilien tapauksessa toissijaisessa liittimessä. Tätä paineen mittausmuotoa kutsutaan suoraksi ohjaukseksi tai paikallisohjaukseksi. Paineensäätöventtiili voi myös mitata painetta jostakin muusta järjestelmän kohdasta ulkoisen putken kautta – tätä kutsutaan etäohjaukseksi tai ohjausohjaukseksi.

Kuva 11-10: Suora ohjaus (vasemmalla) mittaa painetta venttiilin omassa liittimessä. Etäohjaus (oikealla) mahdollistaa kaukana sijaitsevan painesignaalin avulla venttiilin avaamisen tai säätämisen – hyödyllistä akkumulaattorin tyhjentämisessä ja useiden toimilaitteiden sekvenssiohjauksessa.

Tyhjennysventtiili

Tyhjennysventtiili on etäohjattava, normaalisti suljettu paineensäätöventtiili. Kun järjestelmän paine mittauskohdassa saavuttaa ennalta asetetun arvon, venttiili ohjaa virtauksen säiliöön.

Tyhjennysventtiilipiirin sovellus

Kertymäastian piirissä suoraa ohjauspaineventtiiliä käyttäen, kun kertymäastia latautuu venttiilin asetettuun paineeseen, pumppun lähtövirtaus palaa säätöventtiilin asetuspaineella takaisin öljysäiliöön. Tämä tuottaa merkittävää tehohäviötä ja aiheuttaa suuria määriä tarpeetonta lämpöä. Ohjausletkun kytkeminen tarkistusventtiilin jälkeen sijaitsevaan purkupaineventtiiliin tarkoittaa, että kun kertymäastia latautuu venttiilin asetettuun paineeseen, ohjauspaine avaa venttiilin ja ohjaa pumppun virtauksen säiliöön pienimmällä mahdollisella paineella. Tällöin pumppu ei tarvitse tuottaa korkeaa painetta pitääkseen purkupaineventtiiliä auki, koska ohjauspaine tulee kertymäastiasta, joka on eristetty tarkistusventtiilin avulla. Koska pumppun paine tässä vaiheessa on merkityksetön, myös tehohäviö on merkityksetön.

Kuva 11-11 Purkupaineventtiilipiiri. Kun kertymäastia on ladattu, tarkistusventtiili eristää sen pumppusta, ja purkupaineventtiili ohjaa pumppun virtauksen säiliöön mahdollisimman pienellä paineella – säästäen lähes kaiken pumppun tehon varautustilassa.

Etäohjattu tasapainoventtiili

Suoraan vaikuttava tasapainotusventtiili, joka on asennettu leikkurin alustaa tukevan sylinterin jälkeen, voi tehokkaasti tasapainottaa tai kumota alustan painon. Kuitenkin puristusprosessin aikana, kun alusta kulkee materiaalin läpi, alustan painoa ei pitäisi lisätä kokonaispuristusvoimaan. Jos tätä ei haluta, tasapainotusventtiilin on käytettävä etäohjausta, ja sen ohjausputki on kytketty toisen sylinterin toimintalinjaan. Etäohjattua tasapainotusventtiiliä käyttäen alusta pysyy tasapainossa alaspäin liikkuessa, mutta puristusprosessin aikana alustan paino voidaan hyödyntää puristusvoimana. Koko alaspäin suuntautuvan iskun aikana, kun liike on tyhjäkäyntiä, alustan oma paino yrittää vetää sylinterin varren alaspäin, jolloin yläpuolen paine ja ohjauslinjan paine laskevat ja tasapainotusventtiili pyrkii sulkeutumaan, mikä lisää vastusta ja estää virtauksen pysymästä mukana alaspäin suuntautuvan nopeuden kanssa; puristusprosessin aikana tasapainotusventtiili avautuu laajalle korkean yläpuolen ohjauspaineen vaikutuksesta, jolloin varren puolella ei ole takapainetta, joten alustan paino voi lisätä puristusvoimaa.

Suoratoiminen tasapainotusventtiili moottoripiirissä

Esitetyssä hydraulimoottoripiirissä suoratoimista tasapainotusventtiiliä käytetään raskaan kuorman pyörimisjäyhyyden hidastamiseen. Tasapainotusventtiili on asetettu 800 psi:n (55,2 bar) paineeseen ja tarjoaa aina takapainetta pyörivälle kuormalle, joten kuorman nopeus ei voi ylittää pumpun virtausta eikä aiheuttaa liian suurta nopeutta. Tämä tarkoittaa kuitenkin myös sitä, että moottorin sisääntulopaineen on oltava suurempi kuin kuorman työpaine plus 800 psi (55,2 bar) — tämä on haittapuoli. Tätä ongelmaa voidaan ratkaista käyttämällä jarruventtiiliä sen sijaan.

Jarruventtiili

Jarruventtiili on normaalisti suljettu paineensäätöventtiili, jossa on sekä suora että etäohjausportit. Molemmat ohjaustavat on kytketty samanaikaisesti. Jarruventtiilejä käytetään yleisesti hydraulimoottoreissa ja niitä käytetään vaihtaessa suoratoimisia tasapainotusventtiilejä hydraulimoottoripiireissä.

Jarruventtiilin rakenne

Jarruventtiili koostuu venttiilikunnosta, liukusylinteristä, ohjauspistoolista, jännitysjousista ja jousen säätölaitteesta. Venttiilikunnossa on ensisijainen, toissijainen, sisäinen ohjaus- ja ulkoinen ohjauskanava.

Miten jarruventtiili toimii

Jarruventtiili on normaalisti suljettu venttiili. Oletetaan, että esijännitysjousi on asetettu avaumaan suoralla ohjauksella 800 psi:n (55,2 bar) paineella. Kun sisäisen ohjauskanavan paine saavuttaa 800 psi:n (55,2 bar), ohjauspistoni liikkuu ylöspäin ja työntää liukusarjaa, mikä avaa jarruventtiilin. Kun paine laskee alle 800 psi:n (55,2 bar), venttiili sulkeutuu. Tämä toiminta vastaa suoratoimista vastapaineventtiiliä. Sisäisen ohjauspiston pinta-ala on huomattavasti pienempi kuin liukusarjan poikkipintapinta-ala – pinta-alasuhde on tyypillisesti 8:1. Ulkoinen ohjausliitäntä kytketään yleensä moottorin toiseen työlinjaan. Ulkoinen paine vaikuttaa liukusarjan jousikammion vastakkaiselle päätylle – venttiilin avaamiseen riittää vain 100 psi:n (6,89 bar) paine, koska se vaikuttaa liukusarjan alapäähän, jonka pinta-ala on kahdeksankertainen ohjauspiston pinta-alaan verrattuna.

Jarruventtiilipiirin sovellus

Oletetaan, että jarruventtiili on asetettu 800 psi:n (55,2 bar) suorakontrolliin. Kun moottorin tuloletkun paine saavuttaa 100 psi:n (6,89 bar), jarruventtiili avautuu ja moottorin tuloletkun paine käytetään kokonaan kuorman kääntämiseen (olettaen, että 100 psi / 6,89 bar on korkeampi). Jos kuorma pyörähtää yli, moottorin tuloletkun paine laskee, jarruventtiili sulkeutuu ja 800 psi:n (55,2 bar) takapaine avaa venttiilin uudelleen, mikä lisää vastusta ja hidastaa kuormaa.

Jarruventtiili on normaalisti suljettu paineensäätöventtiili. Sen toiminta liittyy suoraan moottorikuorman vaatimuksiin.

Kuva 11-13 Jarruventtiili. Erilaisena kuin yksinkertainen vastapaineventtiili, jarruventtiili on varustettu sekä suoralla (sisäisellä) että etäohjauksella (ulkoinen ohjaus). 8:1 pinta-alasuhde tarkoittaa, että sen avaamiseen tarvitaan vain 100 psi:n ulkoinen ohjauspaine — näin moottori voi helposti kääntää kuormaa, mutta samalla tarjota 800 psi:n takapainejarrutusta, kun kuorma yrittää kiihtyä liikaa.

Paineensäätöventtiilien läpi tapahtuva käänteinen virtaus

Paitsi turvaläppöjä ja purkupaineläppöjä, kaikki muut paineläppöt vaativat kääntynyttä virtaussuuntaa, jotta ne päästäisivät virtauksen lävitseen vapaasti. Normaalisti suljetut paineläppöt havaitsevat ensisijaisen portin paineen — jos virtaussuunta kääntyy, ensisijaisen portin paine laskee, liukusäleikkö sulkeutuu ja ensisijaisen ja toissijaisen portin välinen yhteys katkeaa. Koska kääntynyt virtaus ei voi kulkea normaalisti suljettujen paineläppöjen läpi, tällaisen läppön ohittamiseen on käytettävä tarkistusläppöä.

Normaalisti avoimet paineläppöt havaitsevat toissijaisen kanavan paineen — niin kauan kuin virtaussuunta kääntyy, alapuolella oleva paine pysyy asetetun arvon alapuolella ja läppökanava pysyy aina auki, joten kääntynyttä virtausta varten ei tarvita erillistä tarkistusläppöä. Käytännössä kuitenkin, kun toissijaisen portin paine nousee asetetun arvon yli, liukusäleikkö sulkeutuu äkkiä. Varotoimenpiteenä tarkistusläppöjä ja pienennysläppöjä käytetään usein yhdessä varmistaakseen kääntyneen virtauksen.

Painesäätöläppöjen yhteenveto

Tästä luvusta tehdyn tutkimuksen perusteella voimme tiivistää painesäätöläppöjen keskeiset säännöt:

• Sääntö A: Paineen säätöventtiilit, joiden toissijaiset portit on kytketty painepiiriin, vaativat ulkoisen tyhjennysliittimen (sekvenssiventtiilit ja pienentävät venttiilit).
• Sääntö B: Paineen säätöventtiilit, joiden toissijaiset portit on kytketty öljysäiliöön, käyttävät yleensä sisäistä tyhjennysliitintä (ylikuormitusventtiilit, purkuenttiilit, vastapainoventtiilit ja jarruventtiilit).
• Sääntö C: Paineen säätöventtiilin läpi tapahtuvan käänteisen virtauksen mahdollistamiseksi tulee käyttää tarkistusventtiiliä.

Kuva 11-15 Kaikkien paineen säätöventtiilien graafiset symbolit. Huomaa: sekvenssiventtiileillä ja pienentävillä venttiileillä on aina ulkoiset tyhjennyslinjat (esitetty katkoviivoin säiliöön). Ylikuormitus-, purku- ja vastapainoventtiilit käyttävät sisäistä tyhjennystä.

Paineensäätöventtiilien nimitykset

Paineensäätöventtiileihin liittyviä keskeisiä termejä:

• Suora ohjaus — Ohjaus tehdään venttiilin sisäisestä ohjauskanavasta tulevalla öljyllä. "Paikallisesti vaikutteinen" — liukusäleikön asentoa säätelee pelkästään jousivoima.
• Ylikuormitus säiliöön — Virtaus kulkee ylikuormitusventtiilin läpi.
• Ohjauspaine (pilotti) — Hydraulinen paine, jota käytetään liukusäätimen liikkeen ohjaamiseen. Paineen mittaus venttiilistä eri paikasta.
• Avautumispaine (avauspaine) — Paine, jolla turvaventtiili alkaa ensimmäisen kerran avata ympärijuoksukanavaa.
• Ennenaikaista avautumista aiheuttava paine (ennenaikainen avauspaine) — Joissakin venttiileissä (erityisesti yksinkertaisissa turvaventtiileissä) esiintyvä ilmiö, jossa venttiili avautuu asetettua paineetta pienemmässä paineessa.
• Takapaine — Venttiilin tai toimilaitteen ulostulopuolella vaikuttava paine, joka vastustaa virtausta tai liikettä.