1.KHÓA THỦY LỰC: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Khóa thủy lực về mặt cấu tạo chính là van một chiều, nhưng được bổ sung thêm khả năng điều khiển được hướng chặn. Tức là, khi chưa có tín hiệu điều khiển khóa thủy lực đóng vai trò là van một chiều, cho dòng chất lỏng đi qua theo duy nhất một chiều và chặn dòng chảy theo chiều ngược lại. Khi có tín hiệu điều khiển phần tử chặn của van mở ra cho phép dòng chất lỏng đi qua khóa.
Tác dụng của khóa thủy lực đối với hệ thống điều khiển thủy lực:
1. Khóa một đoạn mạch thủy lực để đảm bảo giữ áp suất của đoạn mạch đó. Ví dụ ở những trụ nâng hoặc giá đỡ bằng xi lanh thủy lực. Thay vì sử dụng máy bơm chạy liên tục tạo áp suất yêu cầu trong xi lanh. Người ta dùng khóa thủy lực để khóa dòng chất lỏng ra khỏi xi lanh giữ áp suất trong xi lanh không đổi.
2. Dùng khóa thủy lực để ngăn ngừa tai nạn khi vỡ ống dẫn dầu. Cũng ở ví dụ trên nếu trong đang quá trình nâng vật nặng xảy ra tai nạn vỡ ống dẫn dầu, gây tụt áp trong xi lanh, dẫn tới các tai nạn nghiêm trọng khác.
50 trang |
Chia sẻ: hoang10 | Lượt xem: 673 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết bị thủy lực - Khóa thủy lực: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1.KHÓA THỦY LỰC: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Khóa thủy lực về mặt cấu tạo chính là van một chiều, nhưng được bổ sung thêm khả năng điều khiển được hướng chặn. Tức là, khi chưa có tín hiệu điều khiển khóa thủy lực đóng vai trò là van một chiều, cho dòng chất lỏng đi qua theo duy nhất một chiều và chặn dòng chảy theo chiều ngược lại. Khi có tín hiệu điều khiển phần tử chặn của van mở ra cho phép dòng chất lỏng đi qua khóa.
Tác dụng của khóa thủy lực đối với hệ thống điều khiển thủy lực:
1. Khóa một đoạn mạch thủy lực để đảm bảo giữ áp suất của đoạn mạch đó. Ví dụ ở những trụ nâng hoặc giá đỡ bằng xi lanh thủy lực. Thay vì sử dụng máy bơm chạy liên tục tạo áp suất yêu cầu trong xi lanh. Người ta dùng khóa thủy lực để khóa dòng chất lỏng ra khỏi xi lanh giữ áp suất trong xi lanh không đổi.
2. Dùng khóa thủy lực để ngăn ngừa tai nạn khi vỡ ống dẫn dầu. Cũng ở ví dụ trên nếu trong đang quá trình nâng vật nặng xảy ra tai nạn vỡ ống dẫn dầu, gây tụt áp trong xi lanh, dẫn tới các tai nạn nghiêm trọng khác.
Nguyên lý hoạt động:
1. Khóa thủy lực một hướng:
Khi chất lỏng chảy từ cửa A qua cửa B khóa thực hiện theo nguyên lý van 1 chiều. Nhưng để chất lỏng chảy từ cửa B qua cửa A cần có tín hiệu điều khiển tác động vào cửa X
Ký hiệu:
2. Khóa thủy lực 2 hướng.
Về mặt cấu tạo bao gồm 2 khóa thủy lực 1 hướng.
Chất lỏng chảy từ cửa A1 qua cửa B1 và từ cửa A2 qua cửa B2 theo nguyên lý van 1 chiều. Nhưng để chất lỏng chảy được từ cửa B1 qua cửa A1 cần tín hiệu vào tác động vào cửa A2. Và để chất lỏng chảy được từ cửa B2 qua cửa A2 cần tín hiệu tác động vào cửa A1.
Ký hiệu:
2. VAN AN TOÀN: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, ƯU-NHƯỢC ĐIỂM
Van an toàn là một thiết bị thủy lực dùng để điều chỉnh áp suất trong mạch thủy lực. Van an toàn thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào. Nhiệm vụ chính của van an toàn là bảo vệ mạch thủy lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức (giá trị định mực được cài đặt sẵn ). Trong quá trình làm việc Van an toàn luôn ở trạng thái đóng. Khi áp suất đầu vào của van vượt giá trị định mức Van an toàn mở ra cho phép một phần chất lỏng chảy qua van về thùng chứa. (Bạn nào thắc mắc tại sao Van mở lại làm giảm áp thì xin mời xem lại Định lý Becnuli nhé).
1. Van an toàn tác động trực tiếp
Sơ đồ hoạt động của Van an toàn tác động trực tiếp như hình vẽ.
FF – Lực lò xo
Fhyd. – Lực chất lỏng
PE – Áp suất tại cửa vào
PA – Áp suất tại cửa ra của van an toàn (chính là áp suất khí quyển)
Cài đặt giá trị định mức áp suất bằng cách:
- điều chỉnh độ nén lò xo.
- chọn độ cứng lò xo.
Tại thời điểm bắt đầu mở phần tử khóa của van. Ta có:
Ở đó PE0 – áp suất tại thời điểm mở;
h0 – độ nén ban đầu của lò xo..
Tại thời điểm phần tử khóa mở hoàn toàn.
Tại thời điểm đóng phần tử khóa
Ta nhận thấy PEd cần phải triệt tiêu dao động.
Để triệt tiêu dao động người ta gắn thêm vào phần tử khoa bộ phận chống rung. (hinh ve)
PEd < PE0
Bộ phận chống rung gồm một pittong có cán gắn chặt vào phần tử khóa. Có 2 phương án :
- Pittong kết hợp với van tiết lưu (1)
- Pittong với mặt vát phẳng (2)
( hình vẽ kết hợp 2 phương án )
Ký hiệu
Ưu – nhược điểm:
Ưu điểm: kết cấu đơn giản, tốc độ phản ứng cao.
Nhược điểm: Bị giới hạn bởi kích thước lò xo khi yêu cầu lưu lượng làm việc của van lớn. Cụ thể: Khi muốn van làm việc với lưu lượng lớn => tăng tiết diện Van => tăng d,D => từ công thức (*) để đảm bảo PE cần phải tăng kích thước lò xo đáng kể, vì PE tỉ lệ nghịch với bình phương kích thước.
Để khắc phục nhược điểm van an toàn tác động trực tiếp sử dụng van an toàn tác động gián tiếp.
2. Van an toàn tác động gián tiếp.
Sơ đồ van an toàn tác động gián tiếp như hình vẽ.
1 – vỏ van chính
2 - van tiết lưu
3 – pittong
4 – Lo xo chính
5 – Van an toàn tác động trực tiếp
6 – Phần tử điều chỉnh: thiết lập áp suất định mức
Nguyên lý hoạt động:
Khi áp suất cửa vào Van PV<PE0 , ta có Pb<Pa , phần tử khóa Van 5 đóng và phần tử khóa van chính cũng đóng.
Khi áp suất cửa vào Van PV > PE0, phần tử khóa van 5 mở tạo dòng : cửa vào – van tiết lưu 2 – van 5 – thùng chứa. Do có dòng chảy van tiết lưu 2 sẽ tạo biến thiên áp suất ΔP= Pb-Pa . Biến thiên áp suất sinh lực đẩy nâng pittong 3 di chuyển lên trên, đồng thời kéo phần tử khóa đi lên chuyển van sang trạng thái mở cho phép chất lỏng đi qua.Lưu ý: Khi thiết kế cần tính toán thiết lập lò xo 4 và tiết diện van tiết lưu 2 để đảm bảo Lực sinh ra do biến thiên áp suất lớn hơn tổng lực lò xo, trọng lượng pittong và phần tử khóa.
Van chính trở về trạng thái đóng khi van phụ 5 đóng.( Điều kiện van phụ đóng xem Phần 1)
Ký hiệu Van an toàn gián tiếp trong mạch thủy lực:
Ưu – nhược điểm:
Ưu điểm: kích thước nhỏ gọn, độ kín khít cao
Nhược điểm: tốc độ phản ứng thấp hơn so với van tác động trực tiếp.
3. VAN MỘT CHIỀU: GIỚI THIỆU, PHÂN LOẠI, CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Van một chiều: là thiết bị bảo vệ đường ống dẫn , cho phép dòng chất lỏng-khí đi qua chỉ theo 1 hướng nhất định và ngăn cản dòng theo hướng ngược lại. Van một chiều được sử dụng để bảo vệ các thiết bị của mạch thủy lực như ống dẫn, máy bơm, bình chứa, Ngoài ra van một chiều còn có tác dụng ngăn ngừa sự mất mát chất lỏng-khí khi có sự cố rò rỉ, hỏng hóc ống dẫn.
Pic 1.
Chức năng quan trọng của van một chiều đó là đảm bảo chế độ vận hành chuẩn của cả hệ thống. Ta có thể xem xét trường hợp khi hệ thủy lực được cung cấp chất lỏng bởi 1 trạm máy bơm gồm nhiều máy bơm ghép song song. Khi có sự cố tụt áp tại một máy bơm, nếu không có van 1 chiều lớp ở cửa đẩy của máy bơm đó , thì một phần lưu lượng chất lỏng có thể chảy ngược về máy bơm bị tụt áp. Điều này không có lợi trong quá trình vận hành hệ thống.
Các dạng chính của Van một chiều gồm: Dạng trượt và dạng cửa xoay .
Pic 2. Dạng trượt
Pic 3. Dạng cửa xoay
Các bộ phận chính của van: phần tử trượt –dạng trượt( cửa xoay – dạng cửa xoay), mặt đế đỡ, phần tử trợ lực( lò xo,then, ).
Về nguyên tắc lắp đặt: Van một chiều dạng trượt được lắp trên đoạn ống dẫn nằm ngang. Van một chiều dạng cửa có thể lắp trên đoạn ống dẫn nằm ngang hoặc thẳng đứng trong mạch thủy lực-khí nén:
Ký hiệu van một chiều
I. Phạm vi ứng dụng:
Van một chiều có ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị thủy lực thuộc: hệ thống kỹ thuật nước, nhiệt, hơi, hệ thống thông gió, chữa cháy, điều hòa không khí, xử lý chất thải, ...
II. Nguyên lý hoạt động:
Khi không có dòng chất lỏng-khí chảy qua van, phần tử trượt (cửa xoay) của van dưới tác dụng của trọng lượng chính nó hoặc lực lò xo được giữ chặt ở ví trí “Đóng”. Khi xuất hiện dòng chảy đến van, phần tử trượt (cửa xoay ) dưới tác động của năng lượng dòng chảy bị đẩy khỏi vị trí đóng và cho phép dòng chảy đi qua van. Tại thởi điểm vận tốc dòng chảy về không, phần tử trượt ( cửa xoay) quay về vị trí đóng, áp suất cửa ra của van tác động lên phần tử trượt giữ chặt phần tử trượt ở vị trí đóng và ngăn cản dòng chảy về hướng cửa vào của van. Như vậy sự hoạt động của van một chiều hoàn toàn tự động dưới tác động của chất lỏng-khí.
III. Cấu tạo:
1. Van một chiều dạng trượt:
So với các dạng van một chiều khác, van một chiều dạng trượt có cấu trúc đơn giản hơn nhiều. Nhờ cấu trúc đơn giản van một chiều dạng trượt đảm bảo độ tin cậy khi làm việc, nhưng cũng vì thế mà van một chiều dạng trượt dễ bị tắc nếu chất lỏng cần không được lọc kỹ.
Về mặt cấu trúc van một chiều dạng trượt luôn đảm bảo trục đường ống dẫn vuông góc với trục của mặt đế đỡ. Thường thì phần tử trượt nằm trên đĩa đỡ nhờ chính khối lượng của nó, nhưng như vậy luôn phải đảm bảo van được lắp đặt nằm ngang. Để đảm bảo van một chiều dạng trượt có thể lắp trên đoạn ống nằm đứng, người ta sử dụng lò xo làm phần tử hỗ trợ kẹp chặt. Một phương án khác có thể sử đụng là thay đổi cấu trúc van: van một chiều bi trượt. Loại van này chỉ được sử dụng ở đường ống nhỏ.
Pic 4. Van một chiều bi trượt
2. Van một chiều dạng cửa xoay:
Điểm đặc trưng của van một chiều dạng cửa xoay đó là trục của mặt đế đỡ luôn trùng với trục đường ống dẫn chất lỏng-khí. Khi không có dòng chất lỏng-khí tới van, mặt đế đỡ được đóng kín bởi cửa xoay. Khi có dòng chất lỏng-khí tới van, cửa xoay quay quanh trục tạo khe hở cho phép chất lỏng-khí đi qua van. Khi ngắt dòng qua van cửa xoay quay trở về vị trí đóng nhờ khối lượng của chính nó. Ở dạng van nằm ngang, trục quay của cửa xoay được thiết kế cao hơn so với trục đường ống, để đảm bảo cửa sập quay về vị trí đóng khi không có dòng (xem hình.pic 3). Tại thời điểm ngắt dòng qua van, cửa xoay từ vị trí mở quay về vị trí đóng, với những van có kích thước lớn, có thể tạo ra va đập thủy lực giữa cửa xoay và mặt đế đỡ. Để khắc phục sự cố đó người ta phân 2 trường hợp:
- Không cần khắc phục: Là khi đường kính cửa sập nhỏ hơn 400mm, khi đó va đập không gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng làm việc của van và hệ thống.
- Cần khắc phục: với những van một chiều ở thiết bị chuyên dụng cần gia công phần va chạm của cửa sập đủ mềm và nhẵn. Gắn các thiết bị giảm chấn, tay đòn lên cửa xoay. Ưu điểm cửa loại van này so với các loại van một chiều khác là có thể đảm bảo khả năng làm việc với đường kính ống dẫn lớn, chất lỏng thô ( nhiều tạp chất, chưa được lọc kỹ ).
Pic 5. Van một chiều dạng cửa xoay - đặt đứng.
Pic 6. Van một chiều cửa xoay - nằm ngang trong ống khí - siêu thanh của NASA( đường kích 7m)
3. Van một chiều dạng bích.
Van một chiều dạng bích đem lại hiệu quả cao về mặt kỹ thuật với ưu điểm chính làm giảm chiều dài lắp van và chi phí lắp ráp.
Van một chiều dạng bích có 2 loại: Đĩa bích lò xo, cửa đôi.
Sự khác biệt cơ bản của Van một chiều dạng bích với các van một chiều khác là không sử dụng các mặt bích để nối van với đường ống dẫn. Nhờ đó mà khối lượng Van giảm 5 lần, và độ dài lắp ráp van giảm 6-8 lần so với các van một chiều khác.
Phần tử làm việc của van dưới tác dụng của dòng chất lỏng-khí di chuyển dọc theo hướng chảy và tạo ra khe hở cho phép dòng chất lỏng qua van. Van dạng bích có thể lắp đặt theo cả phương ngang và phương đứng.
- Đĩa bích lò xo: Nguyên lý hoạt động tương tự với nguyê lý hoạt hoạt động của Van 1 chiều bi trượt. Sử dụng đĩa bích lò xo nhằm mục đích tiết kiệm chiều dài lắp van, và khối lượng van. Kích thước đĩa bích lò xo 15-200mm.
Pic. 7.8 Van một chiều dạng bích: đĩa bích lò xo
- Dạng cửa đôi: Kích thước 50-700mm. Sử dụng van 1 chiều dạng cửa đôi để ngăn ngừa va chạm thủy lực.
Pic 9,10. Van một chiều dạng cửa đôi.
4. VAN TIẾT LƯU - PHẦN 1: PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO
Chúng ta đã tìm hiểu khá nhiều về van thủy lực. Bài hôm nay mình sẽ trình bày tiếp một loại van thủy lực, đó là van tiết lưu. Van tiết lưu có công dụng điều chỉnh lưu lượng chất lỏng trong hệ thủy lực hoặc một bộ phận hệ thủy lực, qua đó điều chỉnh vận tốc cơ cấu chấp hành: động cơ thủy lực.
Để điều chỉnh lưu lượng, từ công thức Q=V.S dẫn tới có thể điều chỉnh vận tốc hoặc tiết diện dòng chảy. Với chất lỏng thực sự thay đổi vận tốc liên quan trực tiếp tới sự hao phí áp suất – hay chính là độ tụt áp suất qua van (cái này thì đo khá dễ đó là lắp 2 cái đồng hồ đo áp suất trước vào sau van ). Do đó ta vấn đề điều chỉnh lưu lượng có thể thu được từ điều chỉnh độ tụt áp suất Δp. Hao phí áp suất qua van có thể là hao phí do ma sát theo độ dài hoặc hao phí do trở lực cục bộ.
Phân loại van tiết lưu:
- Phân loại theo chế độ chảy: van tiết lưu chảy tầng, van tiết lưu chảy rối
- Phân loại theo khả năng điều chỉnh: van tiết lưu điều chỉnh được và van tiết lưu không điều chỉnh được.
- Phân loại theo quan hệ giữa độ tụt áp suất và lưu lượng qua van: van tiết lưu tuyến tính Δp=f(Q) và van tiệt lưu phi tuyến ( chính xác là tỷ lệ bình phương) Δp=f(Q2).
Vấn đề chế độ chảy và van tiết lưu:
Chế độ chảy tầng:
Ta biết rằng đối với chất lỏng thực khi chảy qua một ống dẫn có kích thước l/d>10 thì chế độ chảy của chất lỏng đó trong ống được coi là chảy tầng. Như hình dưới là ví dụ van tiết lưu chảy tầng đơn giản.
l0 – chiều dài đoạn quá độ, l1 – chiều dài đoạn thiết lập chế độ chảy tầng với Re<2300.
Δp=p1 - p2.
l0=0,03×Re×d.
Ở chế độ chảy tầng hao phí áp suất chủ yếu là do hao phí ma sát theo độ dài rãnh
Trong biểu thức của Δp khi chiều dài đoạn thiết lập lớn khi đó Δp1 >> Δp0 và Δp≈ Δp1.
Khi đó ta quan hệ giữa độ tụt áp suất và lưu lượng có dạng Δp=f(Q). Đó chính là một van tiết lưu tuyến tính. Đặc tính tuyến tính chỉnh là ưu điểm của van tiết lưu chảy tầng. Các bạn sẽ thấy điều đó khi đi sâu vào nghiên cứu điều khiển hệ thống. Từ công thức trên ta còn thấy Δp ngoài phụ thuộc vào lưu lượng, tiết diện van còn phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng. Điều đó có nghĩa là Δp phụ thuộc vào nhiệt độ chất lỏng. Đó chỉnh là nhược điểm van tiết lưu chảy tầng.
Phương pháp tăng chiều dài thiết lập cho van tiết lưu chảy tầng thể hiện ở hình dưới.
1-vỏ van, 2-Vít vặn
Trong van kiểu này chất lỏng đi theo rãnh xoắn. Có thể thay đổi chiều dài bằng cách tăng giảm số vòng xoắn nhờ một vít vặn. Số vòng xoắn và tiết diện rãnh liên quan trực tiếp tới giá trị tụt áp suất Δp theo yêu cầu.
Chế độ chảy rối:
Chế độ của chất lỏng qua van tiết lưu với chảy rối đặc trưng cho dạng van tiết lưu phi tuyến. Ở dạng van này độ tụt áp suất tỷ lệ với bình phương lưu lượng chảy qua van Δp=f(Q2). Hao phí áp suất trong trường hợp này chủ yếu là do biến dạng dòng chất lỏng và tạo xoáy – đó chính là dạng hao phí do trở lực cục bộ. Điều chỉnh Δp bằng cách điều chinh tiết diện van hoặc hệ số trở lực cục bộ. Tiết diện van lớn nhất ứng với van mở hoàn toàn. Tiết diện van nhỏ nhất ứng với điều kiện ngăn ngừa hiện tượng tạo lớp phân tử phân cực.
(Hiện tượng tạo lớp phân tử phân cực – là một quá trình hóa học phức tạp tạo các phân tử phân cực bám vào thành ống dẫn. Khi thiết kế mạch thủy lực và các thiết bị thủy lực cần tính tới ngăn ngừa hiện tượng này. Có thể hiện tượng tạo lớp phân tử phân cực không gây ảnh hưởng khi tiết diện ống dẫn lớn. Nhưng đôi với van tiết lưu, tiết diện thường nhỏ, các lớp phân tử phân cực được tạo thành không những làm giảm tiết diện van mà còn tạo điều kiện cho các cặn kim loại có trong dầu bám vào. Trường hợp tệ nhất có thể xảy ra là lớp phần tử phân cực kết hợp với lắng cặn lâu ngày sẽ bit kín van. Dẫn tới gây tắc nghẽn mạch.)
Ở hình dưới ( a, b , c , e) là van phi tuyến điều chỉnh được.
Và hình ( d, f ) là van phi tuyến không điều chỉnh được.
1- vỏ van, 2 - kim van, 3,5- vách van, 4 - nút xoay, 6 - ống lót.
Ở đó hình a - van tiết lưu dạng kim chặn, b - van tiết lưu dạng liên bợp, c - van tiết lưu dạng khoang rỗng xoay, d - van tiết lưu dạng vách ngăn tổ hợp, e - van tiết lưu dạng nút xoay lệch tâm, f - van tiết lưu dạng vách ngăn đơn.
Đặc điểm các van tiết lưu phi tuyến là rút ngắn chiều dài van, chính nhờ đó mà sự tụt áp và lưu lượng không phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng, cũng chính là không phụ thuộc vào nhiệt độ chất lỏng. Đặc điểm này làm cho van phi tuyến làm việc ổn định hơn và là ưu điểm chính của van phi tuyến. Nhưng quan hệ tỷ lệ bình phương lại chính là nhược điểm cho vấn đề điều khiển.
Hình f ) là một van tiết lưu dạng vách ngăn, trở lực phụ thuộc vào đường kính lỗ (dmin ≥0,5 mm ).
Quan hệ lưu lượng và độ sụt áp thể hiện bằng biểu thức:
Ở đó µ - hệ số lưu lượng, S – tiết diện van, ρ – khối lượng riêng của chất lỏng. C – trở lực thủy lực. Hệ số µ phụ thuộc vào cấu trúc của van, chuẩn số Reynolds, dạng và kích thước lỗ vách.
Vấn đề kích thước lỗ vách càng nhỏ càng dễ xảy ra hiện tượng tạo lớp phân tử phân cực. Mà để tạo ra một sự sụt áp lớn thì cần phải giảm tiết diện van. Khác phục nhược điểm này bằng cách sử dụng tổ hợp nhiều vách chắn đặt liên tiếp như hình d . Ở van tiết lưu dạng này yêu cầu mặt cấu trúc : khoảng cách giữa các vách l ≥ (35)d và bề dày vách s≤ (0,40,5) d. Ở đây có một câu hỏi cho các bạn: Đó là tại sao các lỗ lại phải thiết kế lệch nhau?
Lúc này độ sụt áp của van là tổng độ sụt áp qua từng vách.
VAN TIẾT LƯU - PHẦN 2
Nhắc lại phần 1 van tiết lưu chúng ta đã phân tích thấy rằng van tiết lưu chảy tầng có đặc tính quan hệ Q(Δp) tuyến tính nhưng lại phụ thuộc nhiệt độ, còn van tiết lưu chảy rối không phụ thuộc nhiệt độ nhưng lại đặc tính quan hệ Q(Δp) lại là phi tuyến. Nếu có thể kết hợp cả 2 ưu điểm của 2 loại van trên vào một van thì thật là tốt. Trong bài này chúng ta cùng tìm cách kết hợp 2 loại van đó.
Vấn đề từ phụ thuộc nhiệt độ chuyển sang không phụ thuộc nhiệt độ rất khó khắc phục bởi vậy chúng ta sẽ giải quyết vấn đề phi tuyến sang tuyến tính. Tức là sẽ tuyến tính hóa van tiết lưu chảy rối.
Ta có một dang van tiết lưu chảy rối như hình sau:
Ở đó: 1 – vỏ van, 2 – con trượt, 3 – lò xo.
Viết các phương trình đặc trưng cho van:
1)Phương trình lưu lượng:
Ở đó: Sv – tiết diện van, là phần trắng trên hình từ hướng nhìn A xuống. µ - hệ số lưu lượng, ρ – khối lượng riêng của chất lỏng. 2)Phương trình cân bằng lực con chạy:
3)Phương trình tiết diện van:
bi(xi) – hàm số biên dạng mép cửa van.
Khi hàm số biên dạng mép cửa van có dạng:
Với C - hệ số tỷ lệ. Khi đó ta có:
Đến đây ta đã thu được Q=f(Δp) – quan hệ tuyến tính. Vậy mấu chốt của bài toán chính là hàm biên dạng cửa van bi(xi). Trên thực tế không thể chế tạo được chính xác biên dạng của theo hàm trên, bởi vậy van thu được của chúng ta vẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, dù là rất nhỏ.
Tuy nhiên quan hệ tuyến tính và không phụ thuộc nhiệt độ đôi khi vẫn chưa đáp ứng hết được yêu cầu kỹ thuật cho bài toán. Ở một bài toán điều tiết lưu lượng cao hơn đặt ra yêu cầu giữ nguyên lưu lượng qua van mặc dù có thay đổi áp suất. Vấn đề này sẽ được bàn đến trong phần tiếp theo.
5. VAN PHÂN PHỐI - PHẦN 1: GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI
>>Van phân phối - Phần 2: Van phân phối dạng ống trượt.
Trong quá trình vận hành hệ truyền dẫn thủy lực xuất hiện nhu cầu thay đổi hướng chuyển động của cơ cấu chấp hành(động cơ). Từ đó dẫn tới yêu cầu thay đổi hướng di chuyển của dòng chất lỏng tới những phần khác nhau trong hệ. Để làm được điều đó mà không cần ngừng hoạt động của nguồn cấp (máy bơm) người ta sử dụng van phân phối. Như vậy chức năng chính của van phân phối là thay đổi hướng di chuyển của dòng chất lỏng, qua đó thực hiện mục tiêu điều khiển hệ truyền dẫn.
Kích thước và khối lượng của van phân phối tỉ lệ thuận với lưu lượng chất lỏng đi qua nó. Để phân loại van phân phối có thể dựa các dấu đặc tính sau:
Phân loại theo dạng liên kết của van với hệ truyền dẫn:
Liên kết ren
Liên kết mặt bích
Liên kết mối nối
Phân loại theo cấu trúc chi tiết điều khiển:
Dạng trượt : chi tiết điều khiển có dạng ông trụ hoặc dạng mặt phẳng, có khả năng trượt. Van phân phối dạng trượt thay đổi hướng di chuyển của dòng chất lỏng bằng cách trượt chi tiết điều khiển theo trục.
Dạng xoay: Van phân phối dang xoay thay đổi hướng di chuyển dòng chất lỏng bằng cách xoay chi tiết điều khiển. Chi tiết điều khiển thường có dạng mặt phẳng, dạng trụ, dạng côn hoặc dạng cầu.
Dạng khóa: Van phân phối dạng khóa thay đổi hướng di chuyển dòng chất lỏng bằng cách mở hoặc đóng tiết diện khóa. Phần tử khóa có thể dạng cầu, dạng đĩa, hoặc dạng côn.
Phân loại van phân phối theo số lượng vị trí của phần tử trượt: 2 vị trí, 3 vị trí, nhiều vị trí.
Phân loại theo dạng điều khiển:
Điều khiển bằng tay
Điều khiển điện từ
Điều khiển thủy lực
Điều khiển khí nén
Điều khiển điện kết hợp thủy lực
Read more:
VAN PHÂN PHỐI- PHẦN 2: VAN PHÂN PHỐI DẠNG ỐNG TRƯỢT
Như giới thiệu từ bài trước phần tử điều khiển của van phân phối dạng trượt có dạng hình ống trụ hoặc dạng mặt phẳng. Trong bài này chúng ta cùng nhau nghiên cứu phần tử điều khiển của van có dạng ống trượt.
>>Van phân phối - Phần 1: Giới thiệu và phân loại
Hình 1. Van phân phối: sơ đồ (a) - kí hiệu (b)
Trong hình phần tử điều khiển là một ống trụ trượt 1 có các vành gờ. Bề mặt tiếp xúc của các vành gờ này được gia công nhẵn và có thể trượt tương đối với vỏ 2. Phụ thuộc vào số cửa trên vỏ 2 (cũng chỉnh là số ống nối với van) mà ống trượt có thể có một, hai hoặc nhiều vành gờ ( hình 1.a). Kí hiệu van phân phối cần thể hiện được số ống nối với van, số vị trí làm việc, phương pháp điều khiển van, liên kết giữa các ống ở từng vị trí làm việc. Mỗi vị trí làm việc