Cum energia per fluidum transmitteretur, directio determinanda est, et plenum continuumque imperium servandum. Sine completo imperio, energia inutilis est aut, quod peius est, machina laedi potest. Unum ex principalibus praemiis technologiae hydraulicorum est facultas utendi valvulis hydraulicis ad energiam moderandam relativae facilitatis.

Valvulae hydraulicae directionis

Valva hydraulica moderatrix est componentis mechanica, ex corpore valvae cum internis canalibus facta, quae fluxum fluidi coniungere aut obstruere possunt, et partibus internis mobilibus. Canales corporis ad oleum vehendum utuntur. Actio partium internarum mobilium pressionem maximam, directionem fluxus, et celeritatem fluxus systematis moderatur.

Moderatio Pressionis Systematis

Energetica hydraulica ad cylindrum hydraulicum applicari potest. Cum effectus opus felix est, postquam cylindrus plene extensus est, opus perficitur. Machina quae volumen constantem effert (pumpa) continue plus energiae ab agente primo suo absorbet. Hoc pressionem in oleo augit. (Nota: resistentia minima in systemate pressionem hydraulici determinat.) Dum cylindrus ulterius extenditur, fortitudo physica systematis fit resistentia minima.

Pumpa pressionem addet ut hanc resistentiam superet. Homines valvulas regulatrices pressionis utuntur ut pressio systematis intra ambitum tutum maneat.

Valva controlis pressurae

Partes internae mobilis valvulae regulatricis pressionis secundum pressionem operantur. Cum pressio systematis ad certum valorem praefinitum pervenerit, partes internae mobiles unam ex canalibus in corpore valvulae connectunt aut obstruunt, ita ut oleum in eum canalem fluat aut fluxus olei in eum canalem impediat.

Constructio valvulae regulatricis pressionis

Válvula regúlātōris pressiōnis constat corpore válvulae cum ductibus prīmāriīs et secundāriīs et partibus intērnīs móbilibus (scilicet spōla). Connexiōnēs externae ad ductūs vocantur portus prīmārius et portus secundārius.

Quōmodo válvula regúlātōris pressiōnis operētur

Partis intērnīs móbilis válvulae regúlātōris pressiōnis saepissimē est dispositiō spōlāris. Cum spōla in ūnā positione extremā est, ductus intērnus coniungitur, et fluxus per eum transire potest. Cum autem in alterā positione extremā est, ductus intērnus obstruitur, et fluxus per válvulam interrumpitur.

In válvulā regúlātōris pressiōnis spōla ā mōlī springe ad ūnam positionem extremam trahitur. In hac positione normālī clausa ductus intērnus obstruitur et via fluxūs per válvulam clauditur. Huiusmodī válvula dīcitur válvula regúlātōris pressiōnis normālīter clausa.

Válvula régulátrix pressiónis pressiónem in fundó spóli sentit. Hoc forámen ínferius ad portum príncipálem cónnectitur. Cum pressió systématis super vim molae ascendit, spóla movétur ut percutiat viam ínternam, permittens flúxum per válvulam.

(Pressió hydraulica quae ad spólam movendam régitur díctur pressió pilóta. Uti pressiónis pilótae ad válvulam régiendam díctur régulátio pilóta et est méthodus commúnissima ad ómnés géneres válvulárum hydraulícarum régiendás.)

Si portus príncipális huius géneris válvulae régulátricis pressiónis ad partem pressiónis systématis cónnectitur, et cum pressió a pumpá applicáta nimis alta est, flúxus ex pumpá per hanc válvulam ad cisternam ólei dévertí potest — huius géneris válvula régulátrix pressiónis, quae normáliter clausa est, díctur válvula relévis.

Figúra 7-2 Válvula régulátrix pressiónis normáliter clausa (operátio válvulae relévis). Mola spólam clausam tenet donec pressió systématis superávim setíngem molae, tunc spóla movétur et viam ad cisternam aperit.

Figura 7-3 Simplex circuitus hydraulicus cum pressionis regula (valvula relief). Cum cylindrus ad finem cursus pervenerit, valvula relief aperitur et fluxum ex pumpa ad cisternam redigit, ita ut pressio maxima systematis limitetur.

Regulatio Directionis Actuatorum

Postquam cylindrus hydraulicus plene est extensus, retrahendus est, ut opus rursus fieri possit. Ob hanc causam cylindri qui in duabus directionibus moveri debent, utuntur communiter cylindris hydraulicis binis orificiis munitis — cylindris duplex-agens.

Cylindro hydraulico duplici agente

Cylindrus hydraulicus duplex-agens unum orificium habet in utroque extremo tubi, ut oleum intrare et egredi possit, ita ut pisto in ambas directiones moveatur (duplex-agens). Ut duo orificia cylindri duplex-agens distinguantur, unum orificium littera "A", alterum littera "B" notamus.

Volutrum controlle directionis

Partes internae mobilis valvulae directionis regulandae funtionem habent canales internos corporis valvulae coniungendi vel obstruendi, ita ut directio fluxus olei reguletur.

Constructio valvulae ad regendam directionem

Typica valvula ad regendam directionem quattuor internas habet aperturas in corpore valvulae et glissans spolium quod has aperturas coniungere aut obstruere potest.

Quomodo valvula ad regendam directionem operatur

Cum spolium in una extremitate positum est, apertura pressionis ad aperturam operativam A connectitur, et apertura reditus ad aperturam operativam B connectitur. Cum spolium ad alteram extremitatem commutatur, apertura pressionis ad aperturam operativam A connectitur, et apertura reditus ad aperturam operativam B connectitur. Commutatio directionis spolii commutat directionem fluxus olei in cylindrum hydraulicum.

Cum baculus cylindri plene extenditur et retrahitur ut requiritur, opus perficitur. Cum spolium ad alteram extremitatem commutatur, oleum in alteram partem cylindri influit — et baculus cylindri retrahitur.

Figura 7-4: Valvula ad regendam directionem in circuitu cylindri duplex-agens. Translatio spolii inversionem fluxus olei efficit, quae inversionem motus cylindri producit.

Regulatio celeritatis actuorum

In multis applicationibus velocitas operativa actuantis regenda est, interdum etiam valde precise. Ut ante explicatum est, velocitas actuantium (cilindrorum, motorum hydraulicorum) directe ad rationem injectionis olei pertinet — velocitas actuantis a fluxu introducto determinatur.

Quoniam displacium pumpae fixum esse potest, fluxus pumpae secundum requiritam velocitatem actuantis eligi potest. Haec autem tantum in systematibus cum uno actuante valet.

In systemate hydraulico saepius plures actuantes sunt. Si systema postulat ut quilibet cylindrus hydraulicus per se operetur, fluxus pumpae secundum maximum cylindrum hydraulicum, qui maxima velocitate indiget, eligendus est. Id significat minores actuantes celerius moveri, quod non semper expedit. Ut fluxus in hos vel alios actuantes minuatur, valvula regulans fluxum adhibenda est.

Fluat Imperium Valve

Cum valvula regulans fluxum utitur, semper possibile est fluxum a pumpa ad actuantem minuere.

Constructio valvulae regulantis fluxum

Valvula typica regulantis fluxum constat ex corpore valvulae et parte mobili. In exemplo nostro, pars mobilis est acus ad regendam aperturam, cuius extremitas est conica. Quoniam acus non vere movetur dum valvula operatur (sed ante definitur in certa positione), aptius est partes valvulae regulantis fluxum appellare "regulabiles" quam "mobiles".

Quomodo valvula regulans fluxum operatur

In systemate hydraulicum, valvula regulans fluxum semper operatur una cum valvula regulante pressionem (valvula depraehensionis). Valvula regulans fluxum est resistentia. Hoc efficit ut machina hydraulica altiorem pressionem generet. Haec pressio potest partem fluxus e machina aperire valvulam depraehensionis, ita ut fluxus per valvulam regulantem fluxum minuatur et ad actuatorem perveniat.

Figura 7-5: Circulus regulans fluxum. Valvula acus restrictum infligit fluxui ad cylindrum. Fluxus superfluus e machina per valvulam depraehensionis ad cisternam defertur. Apertura valvulae acus velocitatem cylindri determinat.

Simplex Systema Hydraulicum

Omnes partes suprā commemoratae systema hydraulicum simplicissimum constituere possunt. Quoniam energia hydraulica in hoc systemate regi potest, hoc systema opus utile praestare potest.

Systemata hydraulica in multis campis late usurpantur: ab aeronauticā et aeronavicā ad instrumenta militaria, a machinis industrialibus ad machinas ambulantes et ad instrumenta ferrea. Principia operativa systematum hydraulicae in omnibus his applicationibus eadem sunt quae suprā descripta. Unica differentia inter varios «generum» systematum hydraulicae in partibus utitis consistit.

In capitulis sequentibus varias partium species pertractabimus — quae in systematibus hydraulicis industrialibus utuntur. Ut doceamus quomodo hae partes utantur, quaedam basica circuita hydraulica etiam designabimus.

Symbola Graphica Hydraulica

In prioribus disquisitionibus de componentibus hydraulicis et systematibus basicis, omnia erant explicata graphicē — per sectiones transversas ad ostendendum actiones internas componentium visu. Haec methodus utilis est ad explicanda problemata, sed impracticabilis est ex perspectivā cotidianae operationis.

Sicut aliae disciplinae technicae, hydraulica quoque utitur symbolis graphicis ad repraesentanda componentia et systemata. Omnia componentia hydraulica et systemata simplicia quae antea tractata sunt repraesentari possunt per symbola graphica hydraulica et pneumatica secundum normas ANSI Y32.10 aut ISO 1219.

Praeter componentia iam discussa, componentia quae systema hydraulicum constituunt includunt etiam motores electricos, filtra hydraulica, etc. Systemata hydraulica saepe a motoribus electricis moventur. Praeterea, ut gradus rationabilis munditiae servetur, systemata hydraulica debent uti filtris hydraulicis ad protegendum oleum ab inquinamento.

Figura 7-7 Symbola graphica hydraulica communia (ANSI Y32.10 / ISO 1219). Haec symbola in omnibus schematibus circuituum hydraulicorum pro diagrammatibus sectionum transversarum utuntur.

Figura 7-8 Circulus hydraulicus simplicissimus et perfectus, qui per symbola graphica communia repraesentatur. Sic circuli hydraulici in arte ingeniaria pinguntur.