Virziena vadības vārsts sastāv no vārsta korpusa ar iekšējām ejām un kustīgas daļas, ko sauc par spoli. Spole var savienot vai bloķēt iekšējās ejas. Lielākajai daļai standarta rūpniecisko hidraulisko vārstu spole ir cilindriska — šāda veida vārstu sauc par spoles tipa virziena vārstu vai vienkārši par spoles vārstu. Spoles vārsti ir visplašāk izmantotais virziena vārstu veids rūpnieciskajā hidraulikā. Šajā nodaļā ir paskaidroti to veidi, konstrukcija, darbības principi un vadības metodes.

Četrceļu virziena vārsts

Pirmais apsveramais virziena vārsta veids ir vārsts ar četrām iekšējām ejām: spiediena eju, atgriezes (tvertnes) eju un divām darba ejām. Šis ir četrvirzienu virziena vārsts, kas nosaukts četru dažādu eju dēļ tā vārsta korpusā. Četrvirzienu virziena vārsts kontrolē hidrauliskos cilindrus vai hidrauliskos motorus, lai mainītu virzienu.

Četrceļu vārsta funkcija ķēdē

Visi virziena vārsti sastāv no vārsta korpusa un iekšējas kustīgas spoles. Spolei ir vismaz divas pozīcijas — divas gala pozīcijas. Šīs divas pozīcijas virziena vārsta grafiskajā simbolā ir attēlotas ar diviem atsevišķiem lodziņiem. Katrā lodziņā bultiņas tiek izmantotas, lai parādītu, kā vārsta korpusa iekšējās ejas ir savienotas, kad spole atrodas šajā pozīcijā. Attēlojot virziena vārstu ar grafisko simbolu, abām lodziņiem jābūt savienotiem kopā. Ievietojot to ķēdē, ķēdē ir jāpievienojas tieši vienai lodziņam. To darot, kad izpildmehānisms pārvietojas vienā virzienā, virziena vārsta iekšējā plūsmas ceļš ir skaidri parādīts. Ja simbola otrajam lodziņam ir jāparāda izpildmehānisma kustība pretējā virzienā, vienkārši vienmērīgi iebīdiet otru lodziņu ķēdē.

Virziena vārstu, kuram ir tikai divas spoles pozīcijas, sauc par divpozīciju vārstu.

10.–1. attēls. Četrceļu virziena vārsts. Divu lodziņu simbols apzīmē divas spoles pozīcijas. Vienlaikus ķēdē tiek pievienota tikai viena lodziņa pozīcija; spoles pārslēgšana maina aktīvo lodziņu, mainot cilindra darbību.

Četrceļu vārsta ķēdes funkcija

Kad spole atrodas vienā gala pozīcijā, spiediena kanāls savienojas ar darba kanālu A, un atgriezes kanāls savienojas ar darba kanālu B. Kad spole pārslēdzas uz otru gala pozīciju, spiediena kanāls savienojas ar darba kanālu B, un atgriezes kanāls savienojas ar darba kanālu A. Pārslēdzot spoles gala pozīciju, tiek mainīts eļļas plūsmas virziens hidrauliskajā cilindrā, pagarinot vai ievelkot stieni.

Trīsceļu virziena vārsts

Trīsceļu virziena vārstam ir trīs iekšējās ejas: spiediena eja, atgriešanas eja un viena darba eja. Tā funkcija ir šāda: kad spole atrodas vienā gala pozīcijā, tā rada spiedienu darba portā; kad tā atrodas otrā gala pozīcijā, tā samazina spiedienu darba portā. Citiem vārdiem sakot, trīsceļu vārsts pārslēdz viena darba porta spiediena paaugstināšanu un samazināšanu.

Trīsceļu vārsta ķēdes funkcija

Trīsceļu vārsts var vadīt vienkāršas darbības izpildmehānismus, piemēram, atsperes atgriešanas virzuļa cilindrus. Šādos pielietojumos trīsceļu vārsts vienā pozīcijā padod spiediena eļļu cilindra stieņa brīvajā galā; pārslēdzot uz otru pozīciju, plūsma izpildmehānismā tiek bloķēta, un izpildmehānisma eja savienojas ar atgriešanas eju vārsta korpusa iekšpusē, lai cilindra stienis varētu ievilkties gravitācijas vai atsperes spēka ietekmē.

Kad trīsceļu vārsts atrodas pozīcijā, kas savieno darba eju ar atgriešanas eju, vertikāli uzstādīts virzuļa cilindrs var ievilkties gravitācijas ietekmē, savukārt atsperes atgriezes cilindra stienis ievelkas atsperes spēka ietekmē.

Rūpnieciskajos hidrauliskajos pielietojumos trīsceļu vārsti ir reti sastopami. Ja nepieciešama trīsceļu funkcija, parasti to aizstāj ar četrceļu vārstu, kuram ir bloķēts viens darba ports.

10.–3. attēls. Trīsceļu virziena vārsts kontrolē vienvirziena darbības (atsperes atgriešanas) cilindrus. Vienā pozīcijā tiek radīts spiediens; otrā pozīcijā cilindrs tiek savienots ar tvertni un atspere ievelk stieni.

Divvirzienu virziena vārsts

Divvirzienu vārstam ir tikai divas ejas — šīs divas ejas var savienot vai atdalīt ar spoles palīdzību. Kad spole atrodas vienā gala pozīcijā, plūsmas eja caur vārstu ir atvērta; kad tā atrodas otrā gala pozīcijā, eja ir aizvērta.

Divvirzienu vārsta ķēdes funkcija

Divvirzienu virziena vārsts darbojas kā ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzis ķēdē. Šī funkcija daudzās sistēmās tiek izmantota kā drošības bloķēšanas ierīce vai dažādu sistēmas komponentu izolēšanai un savienošanai.

Virziena vārsta vērtējumi un specifikācijas

Rūpnieciskajā hidraulikā izmantotie virziena vadības vārsti ir pieejami vairākos pamata izmēros: 1/4", 3/8", 1/2", 3/4" un 1-1/4" (6,35 mm, 9,5 mm, 12,7 mm, 19,05 mm un 31,75 mm). Rūpnieciskos pielietojumos tos parasti novērtē pēc to vidējās plūsmas kapacitātes, nevis pēc atveres izmēra. Piemēram, nominālā kapacitāte ir: 3–10 gpm (11,37–37,9 lpm), 10–20 gpm (37,9–45,48 lpm), 40 gpm (75,8 lpm), 80 gpm (303,2 lpm) un 160 gpm (379 lpm). Pie nominālās plūsmas spiediena kritums no P līdz A vai no B līdz T ir aptuveni 40 psi (2,76 bar).

Virziena vārsta spole

Četrceļu virziena vārsta spole, ko mēs redzējām, ir vārpsta ar trim liela diametra cilindriskām sekcijām, ko sauc par spiedpogām. Vienāds attālums starp trim spiedpogām to raksturo kā trīs spiedpogu spoli. Lielākā daļa rūpniecisko hidraulisko virziena vārstu ir divu vai četru spiedpogu spoles. Zemākas plūsmas vārstiem parasti tiek izmantotas divu spiedpogu spoles; četru spiedpogu spoles ir biežāk sastopamas lielāka plūsmas ātruma vārstos.

10.–5. attēls. Virziena vārstu spoles. Divu slāņu spoles bieži sastopamas mazākos vārstos; četru slāņu spoles lielākos vārstos. Sānu spoles skaits un pozīcija nosaka, kuras ejas ir savienotas vai bloķētas katrā spoles pozīcijā.

Četrceļu vārsts, kas uzstādīts uz pamatnes

Iepriekš aprakstītajam četrvirzienu virziena vārstam ir četras atveres. Parasti spiediena un atgriešanas atveres atrodas vienā vārsta korpusa pusē, bet divas darba atveres atrodas pretējā pusē. Šī atveru izvietojuma veids ir ļoti tuvs virziena vārsta grafiskajam simbolam. Lai atvieglotu uzstādīšanu, lielākā daļa rūpniecisko hidraulisko virziena vārstu izmanto uz pamatnes montētu konstrukciju: vārsta korpuss ir pieskrūvēts pie pamatnes, kas savienojas ar sistēmas līnijām. Uz pamatnes montētās vārsta atveres atrodas vārsta korpusa apakšējā virsmā.

Virziena vārstu operatori

Mēs esam redzējuši, ka virziena vārsta spoli var novietot vienā vai otrā galā. Spoles pārvietošanu var veikt mehāniski, elektriski, hidrauliski, pneimatiski vai manuāli.

Manuālais darbības veids

Virziena vārstu, ko darbina muskuļu spēks, sauc par ar roku darbināmu vārstu. Ir daudz veidu manuālas vadības ierīču, tostarp sviras, spiedpogas un kājas pedāļi. Visizplatītākais mehāniskais vadības mehānisms ir sadales stienis, kura augšpusē ir uzstādīts rullītis — kad izpildmehānisma sadales stienis pārvietojas uz leju un atsitas pret rullīti, spole pārvietojas citā pozīcijā. Manuāli darbinot, virziena vārsta darbības secība un vadība jānosaka operatora nodomam. Ja virziena vārstam ir jāpārslēdzas noteiktā izpildmehānisma pozīcijā, var izmantot mehāniski darbināmu virziena vārstu.

Pilotierīce

Virziena vārsta spoles var pārslēgt arī, izmantojot pneimatisko vai hidraulisko pilotspiedienu. Četru slāņu spolēm pilotspiediens iedarbojas uz spoles zemējumiem abās gala pozīcijās. Divu slāņu spolēm pilotspiediens iedarbojas uz vienu pilotvirzuli.

Solenoīda (elektromagnētiskā) vadība

Visizplatītākais virziena vārsta vadības veids ir ar solenoīdu (elektromagnētu). Solenoīds ir elektromehāniska ierīce, kas pārveido elektrisko enerģiju lineārā mehāniskā spēkā un kustībā. Atbilstošais izpildmehānisms hidrauliskajā sistēmā ir hidrauliskais cilindrs.

Sausā tipa solenoīds

No diviem solenoīdu veidiem sausā tipa solenoīds ir agrāk izstrādāts. Tas darbojas pēc elektromagnētiskajiem pamatprincipiem un sastāv no "T" formas dzelzs serdes, spoles un "C" formas rāmja. Dzelzs serdes formas un spoli ieskaujošā rāmja dēļ šāda veida solenoīdu dažreiz sauc par "CT" elektromagnētu. Dzelzs ir labs magnētiskais vadītājs, savukārt gaisam ir slikta magnētiskā vadītspēja. Sausā tipa solenoīda darbības princips ir šāds: magnētiskais lauks ievelk dzelzs serdi spolē, samazinot lielo magnētisko pretestību, ko rada gaisa sprauga spoles centrā. Dzelzs serdei virzoties uz iekšu, gaisa sprauga pakāpeniski samazinās, elektromagnētiskais grūdiena spēks palielinās, un elektromagnētiskais spēks, kad dzelzs serde atrodas spoles iekšpusē, ir lielāks nekā tad, kad tā atrodas ārpusē.

Slapjā tipa solenoīds

Slapjā tipa solenoīds ir salīdzinoši jaunāks dizains rūpnieciskās hidraulikas jomā. Salīdzinot ar gaisa spraugas konstrukcijām, slapjā solenoīda priekšrocība ir labāka siltuma izkliede un stūmējstiepņu blīvējumu novēršana, kas var izraisīt noplūdes sausā tipa solenoīdos, tādējādi uzlabojot uzticamību.

Slapjā tipa solenoīda konstrukcija

Slapjā tipa solenoīds sastāv no spoles, taisnstūrveida rāmja, stūmējstiena, armatūras (dzelzs serdes) un vadotnes caurules. Spole ir ievietota taisnstūrveida rāmī; abi ir noslēgti kopā ar plastmasu. Šai konstrukcijai ir caurums, kas iet caur spoles centru un abām rāmja pusēm — šis caurums savienojas ar vadotni. Vadotne satur armatūru. Vadotne ir piespiesta virziena vārsta korpusam; vadotnes caurules iekšējā dobums savienojas ar virziena vārsta atgriešanas kanālu, tāpēc armatūra ir iegremdēta sistēmas eļļā — tāpēc to sauc par "slapjo armatūru".

Kā darbojas mitrā tipa solenoīds

Kad caur spoli plūst strāva, spole ģenerē magnētisko lauku, ko pastiprina taisnstūrveida dzelzs magnētiskais ceļš ap spoli un armatūra spoles centrā. Kad strāva tiek pievadīta mitrajai armatūras spolei, kustīgā armatūra atrodas daļēji ārpus spoles. Strāvas radītais magnētiskais lauks ievelk armatūru, trāpot stūmējstienim, kas mehāniski savienots ar vārsta spoli, un pārbīdot virziena vārstu. Spolei pārbīdoties, armatūra pilnībā ieplūst spolē, pilnībā koncentrējot spoles magnētisko lauku dzelzs magnētiskajā ceļā.

Dzelzs ir labs magnētiskais vadītājs, savukārt eļļai, kas ieskauj armatūru un stūmējstieni, ir ļoti slikta magnētiskā vadītspēja. Mitrā tipa solenoīda darbības princips ir šāds: magnētiskais lauks ievelk armatūru, lai samazinātu lielo gaisa spraugu spoles centrā. Armatūrai virzoties, sprauga pakāpeniski samazinās, elektromagnētiskais grūdiens palielinās, un, kad armatūra atrodas pilnībā spoles iekšpusē, elektromagnētiskais spēks ir lielāks nekā ārpusē.

10.–9. attēls. Mitrā tipa solenoīds. Armatūra ir iegremdēta hidrauliskajā eļļā (tātad "mitrā"), tādējādi novēršot stūmējstieņa dinamisko blīvējumu. Labāka siltuma izkliede un uzticamība salīdzinājumā ar sausā tipa solenoīdu.

Maiņstrāvas dūkoņa

Amerikas Savienotajās Valstīs rūpnieciskās vadības jauda parasti ir maiņstrāva. ASV maiņstrāva cikliski mainās no nulles līdz pozitīvam maksimumam, atpakaļ caur nulli līdz negatīvam maksimumam un atpakaļ uz nulli ar ātrumu 60 cikli sekundē (60 Hz). Kad strāva ir pozitīvā vai negatīvā maksimumā, magnētiskais lauks un elektromagnētiskais spēks ir maksimāli. Strāvai samazinoties līdz nullei, samazinās arī magnētiskais lauks un spēks, izraisot atsperes radītās solenoīda slodzes (parasti atsperes radītās vārsta spoles) izspiešanu no dzelzs serdes vai armatūras. Kad lauks un spēks atkal veidojas, tie ievelk dzelzs serdi vai armatūru atpakaļ. Šī kustība rada solenoīda dūkoņu, dūkoņu vai vibrācijas skaņu — maiņstrāvas dūkoņu.

Īsslēguma gredzens (ēnojuma spole)

Lai samazinātu maiņstrāvas troksni un palielinātu solenoīda stumšanas spēku, kompensācijai tiek izmantots īsslēguma gredzens (ēnojuma spole). Sausā tipa solenoīdos īsslēguma gredzens ir vara gredzens, kas piestiprināts pie C-veida rāmja. Mitrā tipa solenoīdos tas ir vara gredzens vadotnes caurules stūmējstieņa galā. Kad solenoīds darbojas, gredzens inducē strāvu, kas atpaliek no pieliktās darba strāvas. Tādā veidā, kad spoles galvenais magnētiskais lauks ir minimāls, īsslēguma gredzena magnētiskais lauks ir pietiekams, lai noturētu dzelzs serdi vai armatūru, ievērojami samazinot maiņstrāvas troksni.

Virsstrāvas

Pulsējošais maiņstrāvas magnētiskais lauks var radīt nelielas klejojošas strāvas solenoīdā — tās ir virpuļstrāvas, kas plūst mazās ķēdēs dzelzs magnētiskajā ceļā, patērējot jaudu un radot siltumu, samazinot solenoīda izejas grūdiena spēku. Lai samazinātu virpuļstrāvu ietekmi, sausā tipa solenoīda C-veida rāmja un dzelzs serdes izgatavošanai tiek izmantotas plānas metāla lamīnijas. Metāla lamīnijas ir izolētas viena no otras ar oksīda slāņiem. Magnētiskais lauks viegli iet pa lamīnu parasto magnētisko ceļu, bet izolācijas slāņu dēļ virpuļstrāvas nevar plūst starp lamīnēm. Tā kā C-veida rāmis ir izgatavots, sakraujot izolētas lamīnijas kopā, to parasti sauc par "C-veida rāmja kaudzīti". Mitrā tipa solenoidiem virpuļstrāvu samazināšanai taisnstūrveida rāmim tiek izmantotas izolētas dzelzs lamīnijas, bet armatūrai tas nav piemērojams, jo mitrā tipa solenoīdi ir jaudīgāki nekā sausā tipa. No izturības viedokļa armatūras izgatavošana no laminājumiem nav iespējama — mitrā tipa solenoidos armatūra ir cieta detaļa.

Solenoīda ieslēgšanas strāva

Maiņstrāva solenoīda spolē rada elektromagnētisko spēku, kas pārvieto virziena vārsta spoli, bet arī rada siltumu, galu galā izdedzinot solenoīda spoli. Jo lielāka strāva plūst caur solenoīda spoli, jo lielāka ir tendence, ka solenoīda spole sabojāsies. Ja solenoīds nepārvietojas, lai aizvērtu gaisa spraugu, spole pārvadīs ļoti lielu strāvu, izraisot pārkaršanu. Atšķirībā no hidrauliskajām sistēmām, kur plūsma ir relatīvi nemainīga, parastajās elektriskajās sistēmās strāva ir saistīta ar pretestību — lielāka pretestība nozīmē mazāku strāvu, mazāk siltuma. Tā kā siltums būtiski ietekmē solenoīda kalpošanas laiku, mērķis ir izmantot pēc iespējas mazāku strāvu, vienlaikus radot pietiekamu pārslēgšanas spēku. Tas tiek panākts, projektējot spoles ar pietiekamu maiņstrāvas impedanci (reaktīvo pretestību).

Impedancei ir divas sastāvdaļas: vadītāja materiāla tīrā pretestība elektronu plūsmai — varam ir mazāka pretestība nekā alumīnijam — un impedances efekts, ko rada elektromagnētiskais lauks ap spoles tinumiem. Šis magnētiskais lauks kavē vai ierobežo strāvas iekļūšanu spolē. Jo spēcīgāks lauks, jo mazāka strāva solenoīda spoles tinumos.

Kad solenoīds pirmo reizi tiek aktivizēts, kustīgais dzelzs kodols vai armatūra atrodas daļēji ārpus spoles, radot lielu gaisa spraugu spoles centrā. Šajā pozīcijā magnētiskais lauks nav īpaši spēcīgs; pretestība strāvai galvenokārt rodas no tīras vadītāja pretestības, radot lielu ieslēgšanas strāvu spoles tinumos. Kad dzelzs kodols vai armatūra pārvietojas, gaisa sprauga pakāpeniski aizveras, strāva samazinās. Kad dzelzs kodols vai armatūra ir pilnībā ievietota, impedance ir maksimāla un maiņstrāva ir minimāla.

Maksimālā ieslēgšanas strāva, kad solenoīds pirmo reizi tiek aktivizēts, vairākas reizes pārsniedz noturēšanas strāvu, kad tas ir pilnībā ievietots. Ja mehāniska iejaukšanās neļauj dzelzs serdei vai armatūrai pilnībā ievietoties, spolē nonāk ļoti liela strāva, radot milzīgu siltumu. Neieslēgtiem sausā tipa solenoidiem tas izkausē plastmasas komponentus spoles galā; slēgtiem sausā vai mitrā tipa solenoidiem tas izraisa plastmasas blīvējuma burbuļošanos. Abos tipos vada izolācija nekavējoties sadeg, un minūtes vai divu minūšu laikā spolē rodas īsslēgums — tas notiek, ja iesprūdusi spole neļauj solenoīdam nobīdīties.

10.–10. attēls. Maiņstrāvas solenoīda ieslēgšanas strāvas un noturēšanas strāvas salīdzinājums. Pirmo reizi aktivizējot, lielā gaisa sprauga nodrošina lielu ieslēgšanas strāvas pieplūdumu (vairākas reizes noturot). Kad spole ir pilnībā nostiprināta, impedance palielinās un strāva samazinās. Iestrēgusi spole (sprauga nekad neaizveras) nozīmē ilgstošu ieslēgšanas strāvas pieplūdumu — garantētu spoles izdegšanu.

Nepārtraukti nominālie solenoīdi

Nepārtrauktas darbības solenoīds var ilgstoši palikt ieslēgts, nepārkarstot. Solenoīda siltuma izkliedes spēja ir pietiekama, lai izkliedētu lielāko daļu siltuma, ko rada mazāka noturēšanas strāva caur spoli. Lielākā daļa rūpniecisko hidraulisko virziena vārstu izmanto nepārtrauktas darbības solenoīdus.

Solenoīda ierobežojumi

Ar solenoīdu vadāmiem virziena vārstiem ir daži ierobežojumi. Pirmkārt, parastos solenoīdus nevar izmantot mitrā vai sprādzienbīstamā vidē. Otrkārt, ja virziena vārsta kalpošanas laikam ir jābūt īpaši ilgam, parasti izvairās arī no elektriski vadāmiem solenoīdiem. Iespējams, ka lielākais solenoīdu trūkums ir tas, ka to radītais pārslēgšanas spēks ir ierobežots. Faktiski lielākiem virziena vārstiem nepieciešamais pārslēgšanas spēks ir diezgan liels. Lielākiem vārstiem (1/4" vai 3/8" / 6,35 mm vai 9,5 mm) solenoīda virziena vārsts parasti tiek uzstādīts augšpusē, un pārslēgšanas laikā plūsma no mazā vārsta tiek novadīta uz atbilstošo lielā vārsta spoles pusi. Šo tipu sauc par ar solenoīdu darbināmu pilotvirziena vārstu.

Solenoida atteice

Karstums ir galvenais tiešās darbības virziena vārsta solenoīda atteices cēlonis, ko parasti izraisa solenoīda iesprūšana, augsta apkārtējās vides temperatūra vai zems spriegums (nepietiekams pārslēgšanas spēks, lai pilnībā ievietotu dzelzs serdi vai armatūru).

Solenoīda iestrēgšana

Iestrēgusi spole neļauj dzelzs serdei vai armatūrai pilnībā nofiksēties, kā rezultātā solenoīda spole nepārtraukti patērē ļoti lielu ieslēgšanas strāvu. Solenoīds nevar izkliedēt radīto milzīgo siltumu, galu galā izdedzinot spoli. Lai gan pārmērīga plūsma caur vārstu var iestrēgt solenoīdu, mehāniski traucējumi spoles kustībā ir biežākais iestrēgšanas cēlonis. Piesārņotāji (piemēram, nogulsnes, metāla pārslas, serdes smiltis un PTFE lente) var iestrēgt spoli, vai arī spoli var iestrēgt ar atsitienu starp spoli un vārsta korpusu. Uz spoles var uzkrāties eļļas oksidācijas daļiņas un eļļas laka, izzūdot atstarpei starp spoli un vārsta korpusu — tīrīšana ar šķīdinātāju var noņemt eļļas laku. Arī deformēta montāžas plāksne var izraisīt solenoīda iestrēgšanu — pievelkot montāžas skrūves, vārsta korpuss var nedaudz saliekties, ierobežojot spoles kustību un izdedzinot spoli. Montāžas plāksnes līdzenuma prasības parasti ir robežās no 0,0003 līdz 0,0005 collām (0,00762–0,0127 mm).

Sausā tipa solenoidiem, kad solenoīda dzelzs serde tiek ievilkta spolē, starp dzelzs serdi un C veida rāmi rodas nodilums. Izjaucot šāda veida solenoīdu, ieteicams dzelzs serdi ievietot atpakaļ tās sākotnējā pozīcijā. Pretējā gadījumā nodilusī daļa nevar pareizi izlīdzināties, dzelzs serde nevar pilnībā ievietoties, solenoīds rada dūkoņu, kas norāda uz gandrīz pilnīgu atteici.

Dažreiz abi solenoīdi divu solenoīdu virziena vārstā var tikt aktivizēti vienlaicīgi — tas nozīmē, ka viens dzelzs kodols vai armatūra pilnībā nofiksējas, bet otrs ir iesprūdis. Rezultātā viena solenoīda spole izdeg. Abu solenoīdu vienlaicīgu aktivizēšanu parasti izraisa elektriskās vadības ierīces kļūme vai elektroinstalācijas kļūda.

Augsta apkārtējās vides temperatūra

Kad strāva ievelk solenoīda dzelzs serdi vai armatūru, radītais siltums ir jāizvada no spoles. Ja apkārtējā gaisa temperatūra ir pārāk augsta, siltuma izkliede ir apgrūtināta un spole var izdegt. Tas var notikt, ja ir slikta ventilācija vai iekārtas darbojas siltuma avotu tuvumā.

Zems spriegums

110 V, 60 Hz solenoīda gadījumā, kad līnijas spriegums nokrītas līdz aptuveni 100 V, radītais elektromagnētiskais spēks nav pietiekams, lai pilnībā ievietotu dzelzs serdi vai armatūru projektētajā laika periodā. Ilgstošās ieslēgšanas strāvas dēļ solenoīds darbojas augstākā temperatūrā, galu galā izraisot bojājumu. Dažreiz agrīnas spoles izdegšanas pazīmes ir dūkoņa vai vibrācijas troksnis. Zemsprieguma problēmas bieži rodas daudzās elektroenerģijas lietotāju stacijās. Ja ir aizdomas par zemu spriegumu, elektroenerģijas uzņēmums var uzstādīt 24 stundu reģistrācijas skaitītāju, lai pārbaudītu faktiskos apstākļus.

Trīs pozīciju virziena vārsts

Iepriekšējos piemēros tika apspriests divu pozīciju virziena vārsts (ar divām gala pozīcijām). Dažos pielietojumos tiek izmantots trīs pozīciju virziena vārsts. Trešā centrālā pozīcija ir neitrāla vai pārejas pozīcija. Trīs pozīciju virziena vārsta grafiskajam simbolam ir trīs lodziņi — centrālā rūtiņa apzīmē centrālo pozīciju un iekšējos savienojumus, kad spole atrodas centrā.

Trīs pozīciju vārsts ar atsperes centru

Visizplatītākais trīs pozīciju virziena vārsta veids ir atsperes centrētais vārsts. Šim vārstam abos galos ir atsperes, lai noturētu spoli centrālajā pozīcijā, kad neviens no solenoīdiem nav aktivizēts.

10.–12. attēls. Trīspozīciju virziena vārsts ar atsperi centrēts. Atsperes notur spoli centrā, kad abi solenoīdi ir atslēgti no sprieguma. Centrālā pozīcija nosaka, kas notiek ar cilindra slodzi, kad mašīna tiek apturēta.

Centra apstākļi

Pastāv četras izplatītas centrālās pozīcijas konfigurācijas. Centrālā stāvokļa izvēle nosaka ķēdes darbību, kad virziena vārsts atrodas centrā (neviens no solenoīdiem nav aktivizēts):

10.–13. attēls. Četras centrālās pozīcijas konfigurācijas. Izvēle ir atkarīga no ķēdes prasībām: vai cilindram ir jātur pozīcija, brīvi jāpeld, vai arī sūknim ir jāizkrauj slodze, kad vārsts ir centrēts.

Proporcionālie virziena vārsti

Standarta virziena vārsti pārslēdzas starp atsevišķām pozīcijām (atvērts/aizvērts). Proporcionālie virziena vārsti ļauj spoli novietot jebkurā pozīcijā starp pilnībā atvērtu un pilnībā aizvērtu, nodrošinot vienmērīgu saikni starp elektrisko ieejas signālu un spoles pozīciju un plūsmu. Tas ļauj nepārtraukti mainīt gan virziena, gan plūsmas ātruma kontroli ar vienu vārstu.

Pilota darbināmi virziena vārsti

Lielas plūsmas lietojumprogrammām, kur solenoīda spēks nav pietiekams, lai tieši pārvietotu galveno spoli, tiek izmantota ar pilotu darbināma konstrukcija. Neliels ar solenoīdu darbināms pilotvārsts novirza pilota spiedienu, lai pārvietotu lielāko galveno spoli. Šī divpakāpju konstrukcija ļauj maziem solenoīdiem kontrolēt ļoti lielus plūsmas ātrumus — pilotvārsts veic pārslēgšanu, un pilota spiediens veic galvenās spoles pārvietošanas darbu.

10.–14. attēls. Ar pilotu darbināms virziena vārsts. Mazais solenoīda darbināmais pilotvārsts (augšpusē) novirza pilota spiedienu, lai pārslēgtu lielo galveno spoli (apakšā). Šī konstrukcija ļauj maziem solenoīdiem vadīt augstas plūsmas galvenos vārstus.

Proporcionālie solenoīda virziena vārsti

Vadības ierīcē reversēšanas signāls un ieejas signāls nonāk vienlaicīgi. Starp abiem radītais "kļūdas" signāls darbina vadības ierīci, lai tā proporcionāli aktivizētu vienu solenoīdu "A" vai "B". Kad solenoīds tiek aktivizēts, tas pārveido signālu spēkā. Vārsta korpusā centrētais proporcionālais solenoīds kopā ar pilotvārsta nobīdes atsperi pārveido šo vadības spiedienu pilotvārsta spoles pozīcijā. Pozīcijas sensors LVDT ir tieši savienots ar galvenā vārsta spoli, un tā funkcija ir nodrošināt automātisku atgriezenisko saiti pilotvārstam.

Spiediena diferenciālā virziena vārsts (griezes momenta motora vadība)

Spiediena diferenciālais virziena vārsts ir trīspakāpju tipa — pirmais posms ir pilotvārsts, bet otrais — galvenais vārsts. Pilotvārsts ir sarežģītāks un sastāv no griezes momenta motora, atsperēm, strūklas caurulēm un regulējamas spoles ar pilotvārsta gala vāciņiem un LVDT. Otrais posms (galvenais vārsts) ir līdzīgs citiem ar pilotvārstu darbināmiem virziena vārstiem.

Pirmās pakāpes pilotvārsta konstrukcija

Pilota vārsts sastāv no griezes momenta motora, strūklas caurules, spoles ar kreiso un labo atsperi un līdzīgām sastāvdaļām. Sprauslas caurule novirza vadības spiedienu uz abiem spoles galiem. Pilota vārsts pēc tipa ir līdzīgs atsperes centrētajam virziena vārstam.

Otrās pakāpes galvenais vārsts

Otrais posms (galvenais vārsts) ir līdzīgs citiem proporcionālo virziena vārstu veidiem un šeit netiks atkārtots.

Pilota vārsta darbība

Elektriskā vadības signāla strāva plūst caur griezes momenta motora tinumiem starp abiem solenoīdiem. Elektrisko signālu salīdzinājums un starpība nosaka griezes momenta motora magnētiskā lauka virzienu. Atkarībā no tā, kuram solenoīdam ir spēcīgāks signāls, strūklas caurule tiek virzīta, lai radītu spiedienu vienā pilotvārsta spoles galā. Vienlaikus vadības ierīces izeja palielina plūsmu uz vienu virziena vārsta spoles pusi līdz proporcionālajai vērtībai, pakāpeniski palielinot plūsmu uz šo pusi, līdz tiek sasniegta proporcionālā vērtība.

Galvenie jēdzieni — 10. nodaļa