Rozvodový ventil sa skladá z telesa ventilu s vnútornými priechodmi a pohyblivej časti nazývanej cievka. Cievka môže spájať alebo blokovať vnútorné priechody. Pre väčšinu štandardných priemyselných hydraulických ventilov je cievka valcová – tento typ sa nazýva rozvodový ventil cievkového typu alebo jednoducho cievkový ventil. Cievky sú najpoužívanejším typom rozvodových ventilov v priemyselnej hydraulike. Táto kapitola vysvetľuje ich typy, konštrukciu, princípy činnosti a spôsoby ovládania.

Štvorcestný smerový ventil

Prvým typom smerového ventilu, ktorý treba zvážiť, je ventil so štyrmi vnútornými priechodmi: tlakovým kanálom, spätným (nádržovým) kanálom a dvoma pracovnými kanálmi. Ide o štvorcestný smerový ventil – pomenovaný podľa štyroch rôznych kanálov v tele ventilu. Štvorcestný smerový ventil ovláda hydraulické valce alebo hydraulické motory na spätný smer.

Funkcia štvorcestného ventilu v okruhu

Všetky smerové ventily pozostávajú z telesa ventilu a vnútorne pohyblivej cievky. Cievka má najmenej dve polohy – dve koncové polohy. Tieto dve polohy sú v grafickom symbole smerového ventilu znázornené dvoma samostatnými rámčekmi. V každom rámčeku sú šípky použité na znázornenie toho, ako sú vnútorné priechody telesa ventilu prepojené, keď je cievka v tejto polohe. Pri znázorňovaní smerového ventilu grafickým symbolom musia byť oba rámčeky prepojené. Pri umiestnení do obvodu musí byť v obvode prepojený presne jeden rámček. Vďaka tomu je pri pohybe pohonu jedným smerom jasne zobrazená vnútorná dráha prúdenia v smerovom ventile. Ak má druhý rámček symbolu znázorniť pohyb pohonu v opačnom smere, jednoducho plynulo zasuňte druhý rámček do obvodu.

Smerový ventil s iba dvoma polohami cievky sa nazýva dvojpolohový ventil.

Obrázok 10-1 Štvorcestný smerový ventil. Symbol dvoch políčok predstavuje dve polohy cievky. Do obvodu sa pripája iba jedno políčko; posunutím cievky sa zmení, ktoré políčko je aktívne, čím sa obráti valec.

Funkcia obvodu štvorcestného ventilu

Keď je cievka v jednej koncovej polohe, tlakový kanál sa pripája k pracovnému kanálu A a spätný kanál sa pripája k pracovnému kanálu B. Keď sa cievka prepne do druhej koncovej polohy, tlakový kanál sa pripája k pracovnému kanálu B a spätný kanál sa pripája k pracovnému kanálu A. Prepnutím koncovej polohy cievky sa mení smer prúdenia oleja do hydraulického valca, čím sa vysúva alebo zasúva tyč.

Trojcestný smerový ventil

Trojcestný rozvádzací ventil má tri vnútorné priechody: tlakový priechod, spätný priechod a jeden pracovný priechod. Jeho funkcia je: keď je cievka v jednej koncovej polohe, natlakuje pracovný otvor; keď je v druhej koncovej polohe, odtlakuje pracovný otvor. Inými slovami, trojcestný ventil prepína natlakovanie a odtlakovanie jedného pracovného otvoru.

Funkcia obvodu trojcestného ventilu

Trojcestný ventil môže ovládať jednočinné ovládače, ako sú napríklad pružinové piestové valce. V takýchto aplikáciách trojcestný ventil v jednej polohe privádza tlakový olej do voľného konca valca bez piestnice; pri prepnutí do druhej polohy je prietok do ovládača zablokovaný a priechod ovládača sa spojí so spätným priechodom vo vnútri telesa ventilu, takže piestnica valca sa môže zasunúť gravitáciou alebo silou pružiny.

Keď sa trojcestný ventil nachádza v polohe spájajúcej pracovný kanál so spätným kanálom, vertikálne namontovaný piestový valec sa môže zasunúť vplyvom gravitácie, zatiaľ čo pružinová tyč valca sa zasunie vplyvom sily pružiny.

V priemyselných hydraulických aplikáciách sa trojcestné ventily vyskytujú zriedkavo. Ak je potrebná trojcestná funkcia, zvyčajne sa nahradí štvorcestným ventilom s jedným zablokovaným pracovným otvorom.

Obrázok 10-3 Trojcestný smerový ventil ovláda jednočinné valce (s pružinovým návratom). Jedna poloha vytvára tlak; druhá spája valec s nádržou a umožňuje pružine zasunúť tyč.

Obojsmerný smerový ventil

Dvojcestný smerový ventil má iba dva priechody – tieto dva priechody môžu byť spojené alebo odpojené cievkou. Keď je cievka v jednej koncovej polohe, priechod prúdenia cez ventil je otvorený; keď je v druhej koncovej polohe, priechod je uzavretý.

Funkcia obvodu dvojcestného ventilu

Dvojcestný smerový ventil slúži ako spínač zapnutia/vypnutia v obvode. Táto funkcia sa v mnohých systémoch používa ako bezpečnostné blokovanie alebo na izoláciu a pripojenie rôznych komponentov v systéme.

Menovité hodnoty a špecifikácie smerových ventilov

Rozvádzacie ventily používané v priemyselnej hydraulike sa dodávajú v niekoľkých základných veľkostiach: 1/4", 3/8", 1/2", 3/4" a 1-1/4" (6,35 mm, 9,5 mm, 12,7 mm, 19,05 mm a 31,75 mm). V priemyselných aplikáciách sa bežne hodnotia podľa priemerného prietoku, a nie podľa veľkosti otvoru. Napríklad menovité prietoky sú: 3–10 gpm (11,37–37,9 l/min), 10–20 gpm (37,9–45,48 l/min), 40 gpm (75,8 l/min), 80 gpm (303,2 l/min) a 160 gpm (379 l/min). Pri menovitom prietoku je pokles tlaku z P do A alebo z B do T približne 40 psi (2,76 bar).

Cievka smerového ventilu

Cievka štvorcestného smerového ventilu, ktorú sme videli, je hriadeľ s tromi valcovými časťami s veľkým priemerom, ktoré sa nazývajú klzné plochy. Rovnaká vzdialenosť medzi tromi klznými plochami definuje túto cievku ako trojklznú. Väčšina priemyselných hydraulických smerových ventilov sú dvojklzné alebo štvorklzné cievky. Prietokové ventily s nižším prietokom zvyčajne používajú dvojklzné cievky; štvorklzné cievky sú bežnejšie u ventilov s väčším prietokom.

Obrázok 10-5 Cievky smerových ventilov. Dvoj-zónové cievky sú bežné u menších ventilov; štvor-zónové cievky u väčších. Počet a poloha zónových kanálov určuje, ktoré priechody sú spojené alebo blokované v každej polohe cievky.

Štvorcestný ventil montovaný na podstavci

Vyššie opísaný štvorcestný smerový ventil má štyri porty. Tlakový a spätný port sú zvyčajne na jednej strane telesa ventilu, zatiaľ čo dva pracovné porty sú na opačnej strane. Toto usporiadanie portov je veľmi podobné grafickému symbolu smerového ventilu. Pre jednoduchšiu inštaláciu väčšina priemyselných hydraulických smerových ventilov používa konštrukciu s montážou na podstavec: teleso ventilu je priskrutkované k podstavci, ktorá sa pripája k systémovým potrubiam. Porty ventilu namontované na podstavci sú na spodnej strane telesa ventilu.

Ovládače smerových ventilov

Videli sme, že cievka smerového ventilu môže byť umiestnená na jednom alebo druhom konci. Pohyb cievky sa môže vykonávať mechanicky, elektricky, hydraulicky, pneumaticky alebo manuálne.

Manuálne ovládanie

Smerový ventil ovládaný svalovou silou sa nazýva ručne ovládaný ventil. Existuje mnoho typov manuálnych ovládacích zariadení vrátane pák, tlačidiel a pedálov. Najbežnejším mechanickým ovládacím mechanizmom je vačkový čap, ktorého vrch je vybavený valčekom – keď sa vačka na ovládači posunie nadol a narazí na valček, cievka sa posunie do inej polohy. Pri manuálnom ovládaní musí byť postupnosť činnosti a ovládanie smerového ventilu určené zámerom obsluhy. Ak sa smerový ventil musí posunúť v určitej polohe ovládača, je možné použiť mechanicky ovládaný smerový ventil.

Ovládanie pilota

Cievky smerových ventilov je možné posúvať aj pomocou pneumatického alebo hydraulického riadiaceho tlaku. Pri štvorpásmových cievkach pôsobí riadiaci tlak na piesty cievky v oboch koncových polohách. Pri dvojpásmových cievkach pôsobí riadiaci tlak na jeden riadiaci piest.

Solenoidové (elektromagnetické) ovládanie

Najbežnejším spôsobom ovládania smerového ventilu je pomocou solenoidu (elektromagnetu). Solenoid je elektromechanické zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu na lineárnu mechanickú silu a pohyb. Zodpovedajúcim aktuátorom v hydraulickom systéme je hydraulický valec.

Suchý solenoid

Z dvoch typov solenoidov je suchý typ skoršou konštrukciou. Funguje na základných elektromagnetických princípoch a pozostáva zo železného jadra v tvare „T“, cievky a rámu v tvare „C“. Vzhľadom na tvar železného jadra a rámu obklopujúceho cievku sa tento typ niekedy nazýva elektromagnet „CT“. Železo je dobrý magnetický vodič, zatiaľ čo vzduch má slabú magnetickú vodivosť. Princíp fungovania suchého solenoidu je taký, že magnetické pole vťahuje železné jadro do cievky, čím sa znižuje veľký magnetický odpor spôsobený vzduchovou medzerou v strede cievky. Ako sa železné jadro pohybuje dovnútra, vzduchová medzera sa postupne zmenšuje, elektromagnetická tlačná sila sa zvyšuje a elektromagnetická sila, keď je železné jadro vo vnútri cievky, je väčšia ako keď je vonku.

Mokrý solenoid

Mokrý solenoid je relatívne novšia konštrukcia v oblasti priemyselnej hydrauliky. V porovnaní s konštrukciami so vzduchovou medzerou je výhodou mokrého solenoidu lepší odvod tepla a eliminácia tesnení tlačnej tyče, ktoré môžu spôsobovať netesnosti v suchých solenoidoch, čím sa zvyšuje spoľahlivosť.

Konštrukcia solenoidu mokrého typu

Mokrý solenoid sa skladá z cievky, obdĺžnikového rámu, tlačnej tyče, kotvy (železné jadro) a vodiacej trubice. Cievka je uzavretá v obdĺžnikovom ráme; obe sú utesnené plastom. Táto zostava má priechodný otvor prechádzajúci stredom cievky a oboma stranami rámu – tento otvor sa nasadzuje na vodiacu trubicu. Vodiaca trubica obsahuje kotvu. Vodiaca trubica je nalisovaná na telo smerového ventilu; vnútorná dutina vodiacej trubice je pripojená k spätnému kanálu smerového ventilu, takže kotva je ponorená do systémového oleja – preto sa nazýva „mokrá kotva“.

Ako funguje solenoid mokrého typu

Keď cievkou preteká prúd, cievka generuje magnetické pole, ktoré je zosilnené obdĺžnikovou železnou magnetickou dráhou okolo cievky a kotvou v strede cievky. Keď je prúd aplikovaný na mokrú kotvu cievky, pohyblivá kotva je čiastočne mimo cievky. Magnetické pole vytvorené prúdom vťahuje kotvu dovnútra, naráža na tlačnú tyč mechanicky spojenú s cievkou ventilu a posúva smerový ventil. Keď sa cievka posúva, kotva úplne vniká do cievky a sústreďuje magnetické pole cievky úplne v železnej magnetickej dráhe.

Železo je dobrý magnetický vodič, zatiaľ čo olej obklopujúci kotvu a tlačnú tyč má veľmi nízku magnetickú vodivosť. Princíp fungovania solenoidu mokrého typu je taký, že magnetické pole priťahuje kotvu dovnútra, aby sa zmenšila veľká vzduchová medzera v strede cievky. Ako sa kotva pohybuje dovnútra, medzera sa postupne zmenšuje, elektromagnetická tlačná sila sa zvyšuje a keď je kotva úplne vo vnútri cievky, elektromagnetická sila je väčšia ako vonkajšia.

Obrázok 10-9 Solenoid mokrého typu. Kotva je ponorená v hydraulickom oleji (preto „mokrý“), čím sa eliminuje dynamické tesnenie tlačnej tyče. Lepší odvod tepla a spoľahlivosť v porovnaní so suchým typom.

Hukot klimatizácie

V Spojených štátoch sa priemyselné riadiace napájanie zvyčajne vykonáva striedavým prúdom. Americký striedavý prúd cyklicky mení od nuly do kladného vrcholu, späť cez nulu do záporného vrcholu a späť na nulu pri frekvencii 60 cyklov za sekundu (60 Hz). Keď je prúd na kladnom alebo zápornom vrchole, magnetické pole a elektromagnetická sila sú maximálne. Keď prúd klesá pod nulu, magnetické pole a sila sa tiež znižujú, čo spôsobuje, že pružinové zaťaženie solenoidu (zvyčajne pružinová cievka ventilu) tlačí železné jadro alebo kotvu von. Keď sa pole a sila opäť vytvoria, vtiahnu železné jadro alebo kotvu späť dovnútra. Tento pohyb vytvára bzučanie, hučanie alebo vibračný zvuk solenoidu – hučanie striedavého prúdu.

Skratový krúžok (tieniaca cievka)

Na zníženie brumu striedavého prúdu a zvýšenie tlačnej sily solenoidu sa na kompenzáciu používa skratovací krúžok (tieniaca cievka). V suchých solenoidoch je skratovací krúžok medený krúžok pripevnený k rámu v tvare C. V mokrých solenoidoch je to medený krúžok na konci tlačnej tyče vodiacej trubice. Keď je solenoid v prevádzke, krúžok indukuje prúd, ktorý zaostáva za aplikovaným pracovným prúdom. Týmto spôsobom, keď je hlavné magnetické pole cievky minimálne, magnetické pole skratovacieho krúžku postačuje na udržanie železného jadra alebo kotvy, čím sa výrazne znižuje brum striedavého prúdu.

Vírivé prúdy

Pulzujúce striedavé magnetické pole môže v solenoide vytvárať malé bludné prúdy – ide o vírivé prúdy, ktoré pretekajú v malých obvodoch v magnetickej dráhe železa, spotrebúvajú energiu a generujú teplo, čím znižujú výstupnú tlačnú silu solenoidu. Na minimalizáciu účinkov vírivých prúdov sa na výrobu C-rámu suchého solenoidu a železného jadra používajú tenké kovové lamely. Kovové lamely sú od seba izolované oxidovými vrstvami. Magnetické pole ľahko prechádza pozdĺž normálnej magnetickej dráhy lamiel, ale kvôli izolačným vrstvám nemôžu vírivé prúdy pretekať medzi lamelami. Pretože C-rám je vyrobený stohovaním izolovaných lamiel, bežne sa nazýva „C-rámová sústava“. Pri mokrých solenoidoch sa pri minimalizácii vírivých prúdov používajú izolované železné lamely pre obdĺžnikový rám, ale pre kotvu to nie je použiteľné, pretože mokré solenoidy sú výkonnejšie ako suché. Z hľadiska trvanlivosti nie je výroba kotvy z lamiel uskutočniteľná – pri mokrých solenoidoch je kotva jeden kus.

Nábehový prúd solenoidu

Striedavý prúd v cievkach solenoidu vytvára elektromagnetickú silu, ktorá posúva cievku smerového ventilu, ale tiež generuje teplo, ktoré nakoniec spáli cievku solenoidu. Čím väčší prúd preteká cievkou solenoidu, tým väčšia je tendencia cievky solenoidu zlyhať. Ak sa solenoid nepohne, aby uzavrel vzduchovú medzeru, cievka bude prenášať veľmi vysoký prúd, čo spôsobí prehriatie. Na rozdiel od hydraulických systémov, kde je prietok relatívne konštantný, v bežných elektrických systémoch prúd súvisí s odporom – vyšší odpor znamená nižší prúd, menej tepla. Keďže teplo významne ovplyvňuje životnosť solenoidu, cieľom je použiť čo najmenší prúd a zároveň vytvoriť dostatočnú silu posunu. To sa dosahuje návrhom cievok s dostatočnou impedanciou striedavého prúdu (jalový odpor).

Impedancia má dve zložky: čistý odpor vodičového materiálu voči toku elektrónov – meď má menší odpor ako hliník – a impedančný efekt vytvorený elektromagnetickým poľom okolo vinutí cievky. Toto magnetické pole bráni alebo obmedzuje prúd vstupujúci do cievky. Čím silnejšie je pole, tým menší prúd preteká vinutiami solenoidovej cievky.

Keď je solenoid prvýkrát napájaný, pohyblivé železné jadro alebo kotva je čiastočne mimo cievky, čím sa v strede cievky vytvára veľká vzduchová medzera. Magnetické pole nie je v tejto polohe veľmi silné; odpor voči prúdu pochádza predovšetkým z čistého odporu vodiča, čo vytvára veľký nárazový prúd vo vinutiach cievky. Ako sa železné jadro alebo kotva pohybuje dovnútra, vzduchová medzera sa postupne uzatvára a prúd klesá. Keď je železné jadro alebo kotva úplne usadené, impedancia je maximálna a striedavý prúd je minimálny.

Špičkový spínací prúd pri prvom napájaní solenoidu je niekoľkonásobne vyšší ako prídržný prúd pri úplnom usadení. Ak mechanické rušenie zabráni úplnému usadeniu železného jadra alebo kotvy, do cievky vstupuje veľmi veľký prúd, ktorý generuje obrovské teplo. Pri neuzavretých suchých solenoidoch to roztaví plastové komponenty na konci cievky; pri uzavretých suchých alebo mokrých solenoidoch to spôsobí, že plastové tesnenie začne bublať. V oboch typoch sa izolácia vodiča okamžite spáli a v priebehu jednej alebo dvoch minút dôjde k skratu cievky – to sa stane, keď zaseknutá cievka zabráni posunutiu solenoidu.

Obrázok 10-10 Zapínací nábehový prúd verzus prídržný prúd solenoidu striedavého prúdu. Pri prvom napätí umožňuje veľká vzduchová medzera vysoký zapínací prúd (niekoľkonásobok prídržného prúdu). Po úplnom usadení impedancia stúpa a prúd klesá. Zaseknutá cievka (medzera sa nikdy neuzavrie) znamená trvalý zapínací prúd – zaručené vyhorenie cievky.

Solenoidy s kontinuálnym zaťažením

Solenoid s kontinuálnym napätím môže zostať pod napätím dlhý čas bez prehriatia. Schopnosť solenoidu odvádzať teplo je dostatočná na to, aby rozptýlila väčšinu tepla generovaného menším prídržným prúdom cez cievku. Väčšina priemyselných hydraulických smerových ventilov používa solenoidy s kontinuálnym napätím.

Obmedzenia solenoidu

Solenoidmi ovládané smerové ventily majú určité obmedzenia. Po prvé, konvenčné solenoidy sa nedajú použiť vo vlhkom alebo výbušnom prostredí. Po druhé, keď musí byť životnosť smerového ventilu obzvlášť dlhá, zvyčajne sa vyhýbajú aj elektricky ovládaným solenoidom. Asi najväčšou nevýhodou solenoidov je, že ich posúvacia sila je obmedzená. V skutočnosti je pri väčších smerových ventiloch potrebná posúvacia sila pomerne veľká. Pri väčších ventiloch (1/4" alebo 3/8" / 6,35 mm alebo 9,5 mm) sa na vrchu zvyčajne montuje solenoidový smerový ventil a počas posúvania sa prietok z malého ventilu privádza na zodpovedajúcu stranu cievky veľkého ventilu. Tento typ sa nazýva solenoidom ovládaný pilotný smerový ventil.

Porucha elektromagnetického ventilu

Teplo je hlavnou príčinou poruchy solenoidu priamo pôsobiaceho smerového ventilu, zvyčajne spôsobenej zaseknutím solenoidu, vysokou okolitou teplotou alebo nízkym napätím (nedostatočná posúvacia sila na úplné usadenie železného jadra alebo kotvy).

Zaseknutie solenoidu

Zaseknutá cievka bráni železnému jadru alebo kotve v úplnom usadení, čo spôsobuje, že cievka solenoidu neustále odoberá veľmi vysoký spínací prúd. Solenoid nedokáže odvádzať enormné generované teplo, čo nakoniec cievku spáli. Hoci nadmerný prietok cez ventil môže solenoid zaseknúť, mechanické rušenie pohybu cievky je častejšou príčinou zaseknutia. Nečistoty (ako napríklad kal, kovové vločky, piesok z jadra a PTFE páska) môžu zaseknúť cievku alebo cievka môže byť zaseknutá otrepami medzi cievkou a telesom ventilu. Na cievke sa môžu hromadiť častice oxidácie oleja a olejový lak, čím sa medzera medzi cievkou a telesom ventilu vyplní – čistenie rozpúšťadlom môže odstrániť olejový lak. Deformovaná montážna doska môže tiež spôsobiť zaseknutie solenoidu – pri uťahovaní montážnych skrutiek sa teleso ventilu môže mierne ohnúť, čo obmedzuje pohyb cievky a spôsobuje spálenie cievky. Požiadavky na rovinnosť montážnej dosky sú zvyčajne v rozmedzí 0,0003 – 0,0005 palca (0,00762 – 0,0127 mm).

Pri suchých solenoidoch dochádza pri vťahovaní železného jadra solenoidu do cievky k opotrebovaniu medzi železným jadrom a rámom v tvare C. Pri demontáži tohto typu solenoidu sa odporúča železné jadro nainštalovať späť do pôvodnej polohy. V opačnom prípade sa opotrebovaná časť nemôže správne zarovnať, železné jadro sa nemôže úplne usadiť a solenoid vydáva bzučivý zvuk – čo naznačuje takmer blížiacu sa poruchu.

Niekedy môžu byť oba solenoidy v dvojelektrickom smerovom ventile napájané súčasne – to znamená, že jedno železné jadro alebo kotva úplne dosadne, zatiaľ čo druhé je zaseknuté. Výsledkom je vyhorenie jednej cievky solenoidu. Súčasné napájanie oboch solenoidov je zvyčajne spôsobené poruchou elektrického ovládacieho zariadenia alebo chybou v zapojení.

Vysoká okolitá teplota

Keď prúd vtiahne železné jadro solenoidu alebo kotvu, vznikajúce teplo sa musí odvádzať z cievky. Ak je teplota okolitého vzduchu príliš vysoká, odvod tepla je obtiažny a cievka môže prehorieť. Môže k tomu dôjsť, ak je vetranie slabé alebo zariadenie pracuje v blízkosti zdrojov tepla.

Nízke napätie

Pri solenoidu s napätím 110 V a frekvenciou 60 Hz, keď sieťové napätie klesne na približne 100 V, vytvorená elektromagnetická sila nie je dostatočná na úplné usadenie železného jadra alebo kotvy v rámci projektovaného časového obdobia. Kvôli predĺženému času zapínacieho prúdu pracuje solenoid pri vyššej teplote, čo nakoniec spôsobí poruchu. Niekedy sú skorými príznakmi vyhorenia cievky bzučanie alebo vibračný zvuk. Problémy s nízkym napätím sa často vyskytujú v mnohých prostrediach elektrární odberateľov energie. Ak existuje podozrenie na nízke napätie, energetická spoločnosť môže nainštalovať 24-hodinový záznamový merač na kontrolu skutočných podmienok.

Trojpolohový smerový ventil

V predchádzajúcich príkladoch bol diskutovaný dvojpolohový smerový ventil (s dvoma koncovými polohami). V niektorých aplikáciách sa používa trojpolohový smerový ventil. Tretia stredná poloha je neutrálna alebo prechodová poloha. Grafický symbol trojpolohového smerového ventilu má tri políčka – stredné políčko predstavuje strednú polohu a vnútorné pripojenia, keď je cievka v strede.

Pružinovo centrovaný trojpolohový ventil

Najbežnejším typom trojpolohového smerového ventilu je pružinový typ. Tento ventil má pružiny na oboch koncoch, ktoré držia cievku v stredovej polohe, keď nie je žiadny solenoid pod napätím.

Obrázok 10-12 Trojpolohový pružinový rozvádzací ventil. Pružiny držia cievku v strede, keď sú oba solenoidy bez napätia. Stredová poloha určuje, čo sa stane so zaťažením valca, keď je stroj zastavený.

Podmienky v centre

Existujú štyri bežné konfigurácie stredovej polohy. Voľba stredovej polohy určuje správanie obvodu, keď je smerový ventil v strede (žiaden solenoid nie je pod napätím):

Obrázok 10-13 Štyri konfigurácie stredovej polohy. Výber závisí od požiadaviek obvodu: či má valec držať polohu, voľne sa vznášať alebo či sa má čerpadlo odľahčiť, keď je ventil vycentrovaný.

Proporcionálne smerové ventily

Štandardné smerové ventily prepínajú medzi diskrétnymi polohami (otvorené/zatvorené). Proporcionálne smerové ventily umožňujú nastavenie cievky v akejkoľvek polohe medzi úplne otvorenou a úplne zatvorenou, s plynulým vzťahom medzi elektrickým vstupným signálom a polohou cievky a prietokom. To umožňuje plynulé riadenie smeru aj prietoku jedným ventilom.

Pilotne ovládané smerové ventily

Pre aplikácie s veľkým prietokom, kde sila solenoidu nie je dostatočná na priame posunutie hlavnej cievky, sa používa konštrukcia s pilotným ovládaním. Malý pilotný ventil ovládaný solenoidom smeruje pilotný tlak na posunutie väčšej hlavnej cievky. Táto dvojstupňová konštrukcia umožňuje malým solenoidom ovládať veľmi veľké prietoky – pilotný ventil vykonáva spínanie a pilotný tlak vykonáva prácu pri pohybe hlavnej cievky.

Obrázok 10-14 Pilotne ovládaný smerový ventil. Malý solenoidom ovládaný pilotný ventil (hore) smeruje pilotný tlak na posunutie veľkej hlavnej cievky (dole). Táto konštrukcia umožňuje malým solenoidom ovládať hlavné ventily s vysokým prietokom.

Proporcionálne solenoidové smerové ventily

Do ovládacieho zariadenia vstupuje súčasne signál spätného chodu a vstupný signál. Signál „chyby“ vytvorený medzi nimi riadi ovládacie zariadenie tak, aby proporcionálne aktivovalo jeden solenoid „A“ alebo „B“. Keď je solenoid aktivovaný, premieňa signál na silu. Proporcionálny solenoid umiestnený v telese ventilu spolu s predpínacou pružinou pilotného ventilu premieňa tento riadiaci tlak na polohu cievky pilotného ventilu. Snímač polohy LVDT je priamo pripojený k hlavnej cievke ventilu a jeho funkciou je poskytovať automatickú spätnú väzbu cievke pilotného ventilu.

Rozvodový ventil s reguláciou tlakového rozdielu (riadenie krútiaceho momentu motora)

Rozdeľovací ventil s tlakovým rozdielom je trojstupňový – s pilotným ventilom ako prvým stupňom a hlavným ventilom ako druhým stupňom. Pilotný ventil je zložitejší a pozostáva z momentového motora, pružín, prúdových rúrok a nastaviteľnej cievky s pilotnými koncovkami a LVDT. Druhý stupeň (hlavný ventil) je podobný ostatným pilotne ovládaným rozdeľovacím ventilom.

Konštrukcia pilotného ventilu prvého stupňa

Riadiaci ventil sa skladá z momentového motora, prúdového potrubia, cievky s ľavou a pravou pružinou a podobných komponentov. Prúdové potrubie smeruje riadiaci tlak na oba konce cievky. Riadiaci ventil je typu podobný pružinovému smerovému ventilu.

Hlavný ventil druhého stupňa

Druhý stupeň (hlavný ventil) je podobný iným typom proporcionálnych smerových ventilov a nebude sa tu opakovať.

Prevádzka pilotného ventilu

Prúd elektrického riadiaceho signálu preteká vinutiami momentového motora medzi dvoma solenoidmi. Porovnanie a rozdiel elektrických signálov určuje smer magnetického poľa momentového motora. V závislosti od toho, ktorý solenoid má silnejší signál, je prúdová trubica nasmerovaná tak, aby natlakovala jeden koniec riadiacej cievky. Súčasne výstup riadiaceho zariadenia zvyšuje prietok na jednu stranu cievky smerového ventilu až na proporcionálnu hodnotu a postupne zvyšuje prietok na túto stranu, kým sa nedosiahne proporcionálna hodnota.

Kľúčové pojmy – Kapitola 10