Sissejuhatus

Vooluventiilidega reguleeritakse täiturite töökiirust muutes (vähendades või suurendades) ventiili ristlõikepindala, reguleerimispunktis.

Vooluventiilide erandiks on vedelikku jaotavad ventiilid, mis jaotavad vedelikuvoolu kaheks või enamaks haruks. Vastavalt funktsioneerimisele jaotatakse vooluventiilid nelja rühma 

Vooluhulga muutmine vooluventiilides toimub ventiili ristlõikepindala vähendamisega. Vooluhulka saab arvutada DIN 1952 järgi valemiga:

koefitsient alfa arvestab erinevaid mõju-tegureid, nagu, hõõrdumine, viskoossus, piiramise moodus. Seda võib rakendada takistitele ja düüsidele.

Takistuskoefitsient laminaarse voola-mise korral leitakse järgnevalt:

Võrrandist ilmneb, et konstantse vooluhulga korral võime suurendada takistuse ristlõikepindala, sõltuvalt sellest mida väiksema rõhulanguse me valime, võimaldades sellega vähendada ventiili ummistumise ohtu.

Voolu takistamine sõltub põhiliselt takistamise viisist ja ristlõikepindala muutumisest takistuse kestel 

Reguleeritavate takistuste korral sõltub reguleerimiskarakteristik takistuse ristlõikest 

Takistid

Vooluhulk läbi takisti sõltub rõhkude vahest takistil, mida suurem rõhkude vahe seda suurem on vooluhulk. Kohtades, kus ei vajata konstantset vooluhulka kasutatakse takisteid, kuna vooluhulka reguleerivate ventiilide maksumus on kõrge.

Takisteid kasutatakse juhtudel kui:

- koormus ahelas on konstantne

- koormuse muutumisel muutuv tööorgani liikumiskiirus ei oma tähtsust või on see soovitav.

Võrrand  näitab voolutakistuse sõltuvust vedeliku viskoossusest. Mida lühem on takistuse pikkus seda väiksem on vedeliku viskoossuse mõju voolutakistuse suurusele

Vedeliku viskoossusest sõltuvad takistid

Vedelik juhitakse takistuskohta 3 takisti südamikus olevate kanalite 1 kaudu. Takistuskoht moodustub südamiku ja hülsi 4 vahel. Hülsi pööramisega saab takistuse suurust sujuvalt muuta. Voolutakistus toimub mõlemas suunas (sele 9.6). Vajadusel takistada vedeliku voolamist ainult ühes suunas lisatakse takistile mittetagasivoolu ventiil.

Voolamist takistavas suunas juhitakse vedelik klapi 5 (sele 9.7) taha ja vedeliku voolu takistamine toimub samuti kui mõlemapoolse toimega takistil (paremalt vasakule). Vastupidises suunas avaneb klapp 5 juhtides vedeliku takistusest mööda. Osa vedelikust voolab ka läbi takistiavade puhastades neid.

Pidurdusventiil

Pidurdusventiilide abil saab hüdrauliliselt nihutatavate koormuste liikumist sujuvalt pidurdada või kiirendada.

Pildil on toodud pidurdus-ventiilventiil, mille peakanal 2, kõrvalkanal 7 ja mittetagasivooluklapp 6 on normaalselt avatud.

Peakanali kolb 2 surutakse vedru 3 abil hülsis 1 vasakule lähteasendisse. sõltuvalt tüübist on vedelikuvool avast A avasse B kas avatud (sele 9.10) või suletud.

Silinder, mille liikumiskiirust soovitakse mõjutada mõjutab ventiili hoova 4 kaudu. Selel 9.11 on toodud ventiili ühendusskeem.

Hoob 4 surub kolvi 2 paremale, Läbi-vooluava läbi peakanali väheneb sõltuvalt hoova 4 asendist millega toimub kolvi liikumiskiiruse vähenemine ehk pidurdus. Kui läbivool avade A ja B vahel sulgub, kolvi liikumine peatub.

Selleks, et silinder pääseks seisuasendist uuesti liikuma on paralleelselt peakanaliga ühendatud mittetagasivoolu-klapp 6, mis avab vedeliku vaba voolu avast B avasse A, võimaldades sellega kolvi vaba liikumist.

Paralleelse takistiga 7 saab reguleerida vooluhulka olukorras kus peakanal on suletud.

Vedeliku viskoossusest mittesõltuvad takistid

Nendes ventiilides pildil, mida tuntakse ka täpistakistite nime all on takistusala võimalikult lühike. Nende põhikomponentideks on korpus 1, regulaator 2 ja düüs 3. Vedeliku voolamisel avast A avasse B toimub vedelikuvoolu takistamine avas 4, mille pindala saab muuta siibri 5 pööramisega. Madal temperatuurisõltuvus saavu-tatakse tänu ava õhukeseservalisele ehitusele. Reguleerimiskruviga 6 saab muuta siibri 5 asendit, millega saavutatakse eriti täpne reguleerimine. Valitud asendi blokeerimiseks kasutatakse kruvi 7.

Põhiparameetrid

Mõõt 5 ja 10

Vooluhulk < 50 l/min

Töörõhk < 210 bar

Vooluhulka reguleerivad ventiilid

Sissejuhatus

Vooluhulka reguleerivate ventiilide ülesandeks on hoida töövedeliku vooluhulk konstantsena sõltumatult töörõhu muutustest. Selleks on ventiilis kasutusel reguleeriv takisti 2 (toimib rõhukompensaatorina) ja mõõtetakisti 1 (sele 9.14). Tänu neile kahele takistile jaotub rõhulangus p1 – p3 kaheks:

- mittemuudetav rõhulangus p1 – p2 ja

- muudetav rõhulangus p1 – p3.

Vooluhulka reguleeriva ventiili põhiosad on mõõtetakisti 1, rõhukompensaator 2 ja selle vedru 3.

Töövedeliku temperatuuri või viskoossuse muutus põhjustab rõhulanguse p1 – p2 muutuse mõõte-takistis 1. Seda saab kõrvaldada valides sobiliku konstruktsiooniga mõõtetakisti. Rõhukompensaatori paigutus ventiilis määrab ära vooluhulka reguleeriva ventiili tüübi.

Kui rõhukompensaator paikneb ventiilis mõõtetakistiga järjestikku on tegemist kahe liiteavaga vooluhulka reguleeriva ventiiliga, kui paralleelselt on tegemist kolme liiteavaga vooluhulka reguleeriva ventiiliga.

Kahe liiteavaga vooluhulka reguleeriv ventiil (rõhukompensaator enne mõõtetakistit)

pildil on toodud kahe liiteavaga vooluhulka reguleeriv ventiil, kus rõhukompensaator paikneb enne mõõtetakistit. Reguleeriv takisti A1 ja mõõtetakistus A2 on ühendatud järjestikku. Rõhukompensaatori kolvi paremale poolele mõjub rõhk p2 ja vasakule p3 ning jõud FF.

Kui mitte-arvestada vedeliku voolamisel tekkivaid jõude saame kompensaatori kolvi tasakaaluvõrrandiks:

p2 x AK = p3 x AK + FF

mõõtetakisti rõhulanguseks saame:

p = p2 –p3 = FF/AK = const.

Kuna kolvi liikumisulatus s on < 1mm ja vedru mõju on väike, võime jätta vedru jõu muutuse arvestamata, mille tõttu p ja Q suurused on konstantsed. Kuna vedrul on teatav eelpingestus, saab ventiil toimida alles siis kui rõhkude vahe p1 – p3 on suurem kui

p = FF /AK.

Kahe liiteavaga vooluhulka reguleeriv ventiil (rõhukompensaator peale mõõtetakistit)

Pildil on toodud kahe liiteavaga vooluhulka reguleeriv ventiil milles rõhukompensaator paikneb peale mõõtetakistit. 

Kui mitte arvestada vedeliku voolamisel tekkivaid jõude saame kompensaatori kolvi tasakaaluvõrrandiks:

p1 x AK = p2 x AK + FF

p = p1 –p2 = FF/AK = const.

Rõhukompensaatori paiknemine ventiilis sõltub ventiili konstruktsioonist, ventiili kasutamisel see mõju ei avalda.

Põhiparameetrid

Mõõt 5, 6, 10 ja 16

Vooluhulk < 160 l/min

Töörõhk < 315 bar

Kahe liiteavaga vooluhulka reguleerivate ventiilide kasutamiseks on kolm võimalust:

- siseneva vedeliku vooluhulga reguleerimine

- väljuva vedeliku vooluhulga reguleerimine

- paralleelne reguleerimine.

Siseneva töövedeliku vooluhulga reguleerimine

Siseneva vooluhulga reguleerimisel on vooluhulka reguleeriv ventiil ühendatud hüdropumba ja hüdrosilindri vahel (sele 9.19). Selline ühendusviis sobib kasuta-miseks hüdrosüsteemides, kus hüdro-silinder töötab survele. Selle ühenduse eeliseks on see, et ventiili 1 ja töösilindri 2 vaheline rõhulangus võrdub silindri koormusega. Kuna kolvi tihenditele mõjuv rõhk on väiksem, siis on ka nende põhjustatud hõõrdejõud väiksem. Kuid rõhupiiraja 3 paiknemise tõttu enne vooluhulka reguleerivat ventiili tuleb rõhuregulaator reguleerida vastavalt maksimaalsele vajalikule rõhule, mistõttu isegi silindri minimaalse koormatuse korral peab pump arendama maksimaalset rõhku ning lisaks sellele juhitakse vooluhulga reguleerimisel tekkiv soojus töösilindrisse.

Tagasivoolava töövedeliku vooluhulga reguleerimine

Sellise reguleerimisviisi korral paikneb vooluhulka reguleeriv ventiil 1 tagasivooluahelas töösilindri 2 ja reservuaari vahel (sele 9.20). Selline reguleerimisviis on sobiv süsteemidele, kus töösilinder töötab tõmbele, tagades kolvi 2 liikumise kiiremini kui seda võimaldaks pumba vooluhulk. Lisaks sellele juhitakse vooluhulga regu-leerimisel tekkiv soojus reservuaari. Selle reguleerimisviisi puuduseks on see, et ka siin tuleb rõhupiiraja reguleerida maksimaalsele vajalikule töörõhule. Kolvi liikumisel ilma koormuseta mõjub silindri komponentidele maksimaalne töörõhk (suurem hõõrdumine).

Vooluhulga paralleelne reguleerimine

Sellise reguleerimisviisi korral on vooluhulka reguleeriv ventiil 1 ühendatud paralleelselt töösilindriga 2 (sele 9.21). Antud juhul reguleerib ventiil vooluhulka vaid perioodiliselt, nii et reservuaari juhitakse vaid osa pumba poolt toodetud vedelikuhulgast.

Eeliseks on see tööliikumise ajal tekib süsteemis vaid kolvi liikumiseks vajalik rõhk. Seega tekib vähem soojust ja töörõhk saavutab maksimaalse taseme vaid silindri jõudmisel piirasendisse.

Kolme liiteavaga vooluhulka reguleeriv ventiil

Kolme liiteavaga on mõõtetakisti A2 ja reguleeritav takisti A1 paralleelselt, mitte järjestikku nagu kahe liiteavaga ventiilides (sele 9.22). Rõhu-kompensaator juhib üleliigse töövedeliku koguse tagasi reservuaari. Hüdrosüsteemis peab olema rõhupiiraja, mis kaitseb seda liiga kõrgete rõhkude eest. Üldjuhul kolme liiteavaga vooluhulga regulaatorisse on rõhupiiraja juba sisse ehitatud. Kuna liigne töövedelik QR juhitakse tagasi reservuaari, saab teda kasutada vaid siseneva vooluhulga piiramiseks.

Kolme liiteavaga vooluhulga regulaatorit iseloomustavad väiksemad võimsuskaod, parem kasutegur ja väiksem soojuse eraldumine

Tasakaalu võrrand:

p1 x AK = p2 x AK + FF

p = p1 –p2 = FF/AK = const.

Juhul kui p on konstant, on ka Q konstant.