Tìm hiểu về van logic trong hệ thống thủy lực

Các van logic có thể khó hiểu. Chúng còn không thống nhất được với nhau về cách gọi. Nhiều người mô tả chúng như van ” cartridge”. Điều này không sai, vì thực tế chúng là van dạng đế tích hợp. Ngay cả các nhà sản xuất thường gọi chúng như vậy. Tôi cũng nghe chúng được gọi là van “poppet”, điều này cũng chẳng sai.

Hình 1. Một biểu tượng sơ đồ cho
một van logic cùng với van mà nó đại diện

Ưu điểm của Van logic

Van logic có những ưu điểm khác biệt, chủ yếu là do chúng được gắn trong một manifold (Đế tích hợp). Điều này cho phép chúng chịu được áp suất cao tốt hơn so với hệ thống ống thủy lực thông thường. Theo thời gian, các hệ thống thủy lực đang được vận hành với áp suất ngày càng cao nên Van logic được sử dụng ngày càng nhiều.

Cũng nhờ nhiều van tích hợp trong một đế mà các bộ truyền động cũng trở nên nhỏ hơn, làm cho hệ thống hiệu quả hơn nhiều. Năng lượng đi vào hệ thống được chuyển đến cơ cấu chấp hành (Xi lanh, motor thủy lực) được nhiều hơn, ít bị lãng phí hơn.

Hiện nay rất nhiều máy móc ở Châu Âu và Mỹ đã và đang sử dụng van Logic thay thế dần các van thủy lực truyền thống.

Bởi vì các van được lắp trong một manifold, cần ít ống thủy lực để kết nối hơn, do đó chi phí lắp đặt cũng thấp hơn. Manifolds có thể được lắp ráp trước khi một trạm nguồn được chuyển đi. Việc lắp đặt sau đó chỉ là vấn đề của việc kết nối các đường ống thủy lực với nhau hơn là lắp đặt các van riêng lẻ.

Diện tích của trạm nguồn cũng cần ít hơn và ít bị rò rỉ bởi nếu không phải lắp đường ống thủy lực nó sẽ không có điểm để thất thoát dầu ra ngoài.

Nhưng có một nhược điểm là khi van Logic được gắn trong manifold, khắc phục sự cố sẽ khó hơn vì ta không nhìn được trực tiếp và có thể gây nhầm lẫn

Do đó, điều quan trọng hơn bao giờ hết là hiểu cách đọc và sử dụng sơ đồ thủy lực như một công cụ xử lý sự cố.

Điều khiển hướng, áp suất và lưu lượng

Hình 2. Van phân phối ba cửa có thể được sử dụng để
xác định xem van logic đang mở hay đóng.

Van logic rất linh hoạt. Chúng có thể mô phỏng hầu hết mọi loại van thủy lực và có thể được sử dụng làm điều khiển hướng, điều khiển áp suất, van một chiều và điều khiển lưu lượng. Các van cũng có thể xử lý một lượng lớn dòng chảy với độ chính xác. Thiết kế của chúng có thể đơn giản hoặc phức tạp, mặc dù nhìn chung chúng khá đơn giản. Mặc dù các biểu tượng sơ đồ của chúng ta có thể mất một số thời gian để làm quen, nhưng chúng ta dễ dàng nhìn ra chức năng của chúng.

Hình 3. Một van giảm áp nhỏ có thể được sử dụng để hạn chế
áp suất từ ​​một lượng lớn dòng chảy qua van logic.

Hình 4. Một van logic cũng có thể được sử dụng như một van một chiều.

Lưu ý ba diện tích bề mặt trong Hình 1 – một ở trên cùng, một ở dưới và một phần ba ở bên. Như bạn có thể thấy, diện tích bề mặt bên được tiếp cận bằng các lỗ trên mặt bên của hộp mực. Ngoài ra còn có một lỗ ở phía trên, và một lỗ khác ở phía dưới.

Đường chấm chấm cho diện tích bề mặt trên cùng cho biết đường dầu điều khiển. Với kích thước 3 inch vuông, bề mặt thí điểm là bề mặt lớn nhất trong số các diện tích bề mặt. Điều này đảm bảo phía hoa tiêu luôn tạo ra lực mạnh nhất bất cứ khi nào cùng một áp suất được áp dụng cho phía dưới hoặc phía bên khi được áp dụng cho phía trên. Đây là một van logic thí điểm để đóng. Van logic thí điểm để mở cũng có sẵn, nhưng nó không được sử dụng thường xuyên.

Điều quan trọng nhất cần hiểu về van logic pilot-to-close là nếu áp suất pilot (điều khiển) được áp dụng, van sẽ vẫn đóng. Khi không có áp suất điều khiển, van có thể được mở chỉ với áp suất cần thiết để nén lò xo.

Hình 5. Van logic có
ký hiệu cơ cấu chấp hành biến thiên

Đây sẽ là một áp suất rất thấp. Mục đích của lò xo là giữ van đóng bất cứ khi nào không có áp suất trong hệ thống. Thông thường, áp suất này sẽ rất thấp (0,5-5 bar), tùy thuộc vào diện tích bề mặt nào được sử dụng để mở van. Thông thường, một van phân phối nhỏ hoặc điều khiển áp suất được sử dụng để điều khiển van logic.

Van logic thường được sử dụng như một bộ điều khiển áp suất khi cần kiểm soát áp suất với lưu lượng lớn dòng chảy. Điều này rất có ý nghĩa, vì việc chế tạo một lò xo chính xác nhỏ dễ dàng hơn và ít tốn kém hơn so với một lò xo lớn. Trong Hình 3, một van giảm áp nhỏ được sử dụng để hạn chế áp suất từ ​​một lượng lớn lưu lượng qua van logic.

Khi muốn chất lỏng chỉ di chuyển theo một hướng, một van logic có thể được sử dụng làm van một chiều, như thể hiện trong Hình 4. Nếu dòng chuyển động sang phải, van logic sẽ mở khi lò xo bị nén, nhưng bất kỳ dòng chảy nào bên trái sẽ bị chặn do áp lực được áp dụng cho khu vực bề mặt điều khiển (bề mặt 3 hình 1).

Trong Hình 5, một van logic được hiển thị với ký hiệu cơ cấu chấp hành biến thiên. Biểu tượng này có nghĩa là có một vít có thể được điều chỉnh để giới hạn khoảng cách van logic có thể được mở, do đó làm cho van hoạt động không chỉ như một bộ điều khiển hướng mà còn là một bộ điều khiển dòng chảy.

Các biến thể có thể được áp dụng là vô hạn, cho phép các van logic mô phỏng hầu hết mọi loại điều khiển hướng, áp suất hoặc lưu lượng. Điều quan trọng cần hiểu là hoạt động của van logic hoàn toàn phụ thuộc vào diện tích bề mặt của nó.

Hãy nhớ công thức sau: lực = áp suất x diện tích. Khi theo dõi dòng chảy trên giản đồ, hãy xem xét kích thước của từng diện tích bề mặt và áp suất được áp dụng. Với suy nghĩ này, ta sẽ xác định đơn giản dòng chảy sẽ di chuyển theo hướng nào.

Lắp đặt và các lỗi thường gặp

Van logic được chế tạo để có dung sai chính xác. Khe hở bên trong hiếm khi quá vài phần vạn cm. Hầu hết các van này được gắn bên dưới một bích được giữ chặt bằng bốn bu lông như hình 6. Nếu các bu lông không được xoắn đều, van logic có thể không hoạt động.

Cho đến nay, lỗi phổ biến nhất của van logic là do nhiễm bẩn, hoặc do các hạt được đưa vào

các đế van tích hợp hoặc sinh ra do mài mòn và quá nhiệt của dầu thủy lưc. Các chất bẩn có thể chạy quanh trong đế van tích hợp bởi vậy để tránh điều này, khi thay thế một van Logic mới bạn nên làm sạch toàn bộ manifold.