Van Giảm Áp Là Gì? Cách Kiểm Tra Đơn Giản

Van giảm áp theo áp suất định mức và van giảm áp theo giới hạn áp suất thường có trong hầu hết các hệ thống thủy lực. Do đó cần phải hiểu đầy đủ và sâu sắc về các đặc tính của các loại van giảm áp được sử dụng.

Chức năng và ứng dụng của van giảm áp thủy lực

Van giảm áp thủy lực (van an toàn) bao gồm vỏ van A, mặt côn B, lò xo C và các thành phần cơ bản khác. Ít nhất có một cổng vào (P) và một cổng ra (T). Về cơ bản vai trò chính của van giảm áp thủy lực là:

• Giới hạn áp suất (hạn chế áp suất bằng cách giảm áp).
• Tải quyết định áp suất, van giảm áp thủy lực chỉ giới hạn áp suất của hệ thống thủy lực, không thể tạo ra áp suất.

Cấu trúc của van giảm áp và ký hiệu

Các tính năng cơ bản của van giảm áp thủy lực

Khi áp suất đầu vào đạt đến mức áp suất được thiết lập, van giảm áp sẽ mở và xả áp.

Buồng chứa lò xo thường thông với cổng ra. Lực ép của lò xo tác dụng lên mặt côn bằng với áp suất đầu ra tác dụng lên mặt côn phía đối diện. Do đó, khi không tải, áp suất trong đường ống sẽ tăng lên theo tỷ lệ 1:1. Nếu muốn áp suất mở hoàn toàn độc lập với áp suất đầu ra có thể cân nhắc sử dụng van tuần tự.

Chức năng cơ bản của van xả thủy lực

Van an toàn

Dùng để giới hạn áp suất tối đa của hệ thống thủy lực, giữ các vai trò sau:

• Giúp tránh các thiệt hại gây ra trong hệ thống thủy lực, tác động đến các bộ phận và đường ống do áp suất cao.
• Giúp tránh việc dừng hoạt động của bộ nguồn thủy lực sử dụng động cơ điện, động cơ diesel hoặc động cơ xăng do quá tải.
• Giúp tránh hư hỏng các bộ phận kết nối hoặc các chi tiết đẩy do xy lanh hoặc mô tơ thủy lực tạo ra lực đẩy hoặc mô-men xoắn quá mức. Tránh việc xi lanh thủy lực hoặc động cơ thủy lực bị hư hỏng do lực quán tính lớn xuất hiện trong quá trình dừng gấp.

Chức năng của van an toàn

Trong những điều kiện hoạt động này, van giảm áp thường đóng

Chức năng của van an toàn

Van điều khiển áp suất

Van giảm áp thủy lực duy trì áp suất trong toàn bộ hệ thống thủy lực hoặc một phần hệ thống ở một mức hoặc phạm vi cụ thể, ví dụ:

• Lưu lượng giảm áp ở đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển tốc độ (for the inlet and outlet throttling speed control circuit) thường được gọi là van áp suất không đổi.
• Tạo áp suất ngược trên đường dầu hồi để cải thiện độ ổn định chuyển động thường được gọi là van áp suất ngược
• Áp suất không tải trong mạch bơm kép hoặc mạch tích năng thường được gọi là van áp suất không tải

Chức năng của van điều khiển áp suất

Trong những điều kiện hoạt động này, van giảm áp thường mở. Có nhiều loại van giảm áp thủy lực được phân loại theo nhiều cách khác nhau.

>>Xem thêm: Van Thuỷ Lực Và Cách Phân Loại Van Thuỷ Lực

Phân loại van giảm áp

Phân loại theo biến dạng mặt bích

• Loại bi: van giảm áp loại bi có cấu tạo đơn giản và giá thành rẻ nhưng nó chỉ phù hợp với lưu lượng nhỏ.
• Loại mặt côn (poppet valve): van giảm áp thủy lực mặt côn có thể dùng cho lưu lượng lớn, ít rò rỉ, phản ứng nhanh và tuổi thọ cao hơn, được sử dụng rộng rãi nhất.
• Loại thanh trượt (spool valve): van giảm áp thanh trượt có thể dùng cho lưu lượng lớn hơn nhưng điều chỉnh trong phạm vi áp suất nhỏ hơn.

Phân loại theo cách hoạt động

Giảm áp trực tiếp: là loại tác động trực tiếp có tốc độ phản ứng nhanh, mức độ sai lệch nhỏ, thích hợp làm van an toàn để giảm sự tác động nhưng độ lệch điều chỉnh áp suất lớn, áp suất điều khiển dao động lớn theo lưu lượng dòng chảy.

Giảm áp loại điều khiển gián tiếp (pilot operated): độ lệch điều chỉnh áp suất nhỏ, điều khiển áp suất với độ chính xác cao, được sử dụng trong những trường hợp cần điều khiển áp suất chính xác hơn. Tuy nhiên phản ứng lại chậm hơn.

Loại giảm áp soft: loại giảm áp soft có thể giảm áp suất trước khi áp suất đạt đến mức áp suất đã được thiết lập và tăng trong cổng đầu vào.

Phân loại van giảm áp theo hoạt động

Van giảm áp trong bơm với tốc độ không đổi dùng van điều khiển trung tâm thanh trượt kiểu thường mở (open central spool directional control) hoặc máy bơm biến thiên (áp suất không đổi). Mạch điều khiển trực tiếp kiểu thường đóng (the closed neutral directional control valve circuit) yêu cầu mức độ rò rỉ thấp, phản ứng nhanh, chống ô nhiễm, giảm rung.

Trong mạch giảm áp bơm thủy lực tốc độ không đổi (hydraulic constant rate pump throttle circuit) yêu cầu cung cấp dòng chảy liên tục và điều khiển áp suất với độ chính xác cao. Một lượng nhỏ rò rỉ bên trong không ảnh hưởng nhiều, có thể xem xét các van giảm áp kiểu thanh trượt.

Phân loại theo vị trí lắp đặt trong vòng lặp

• Van giảm áp thủy lực chính: được lắp đặt cùng chiều với van điều hướng, bên cạnh bơm thủy lực
• Van giảm áp thủy lực thứ cấp: được gắn sau van điều hướng, bên cạnh thiết bị dẫn động

Phân loại theo chức năng

Phân loại van giảm áp theo chức năng

• Loại bình thường.
• Loại an toàn áp suất (pressure-safe): Sau khi mở, van sẽ không đóng lại cho đến khi áp suất đầu vào giảm xuống bằng không. Không thích hợp cho các mạch yêu cầu giữ tải.
• Loại van một chiều ngược (reverse check valve type): Van xả chung không đi qua theo hướng ngược lại.
• Loại hai hướng: trong mạch dẫn động của động cơ thủy lực, van giảm áp, hoặc van giảm áp hai chiều, thường được lắp đặt ở cả hai phía để ngăn áp suất quá mức ở một phía do tải bên ngoài trong điều kiện trung tính.
• Loại điều khiển bên ngoài: Áp suất mở có thể được thay đổi bằng một loại điều khiển bổ sung như điều khiển thủy lực, điều khiển không khí, công tắc điện từ hoặc điều khiển tỷ lệ điện.

Ngoài ra còn có van giảm nhiệt bảo vệ. Đây là một loại van giảm áp chảy trực tiếp nhỏ, được sử dụng như một van an toàn. Van giảm nhiệt bảo vệ bắt đầu giảm áp suất khi nhiệt độ tăng lên gây ra sự giãn nở nhiệt của dung dịch (dầu thủy lực) để bảo vệ các bộ phận (chủ yếu là xi lanh thủy lực) khỏi bị hư hại do áp suất cao.

Từ điểm kết nối các đường dầu (oil connection), các loại thông thường là loại hai chiều. Loại 3 cổng và 4 cổng thường dùng để điều khiển bên ngoài.

Kiểm tra các đặc tính của van giảm áp

Kiểm tra đặc tính chênh lệch áp suất lưu lượng cho van giảm áp thủy lực

– Kiểm tra mạch: Theo 1S003:1998 và GB/ 105-1987

Kiểm tra đặc tính chênh lệch áp suất lưu lượng của van

– Nguồn thủy lực: Yêu cầu tốc độ dòng chảy phải được điều chỉnh trơn tru trong suốt phạm vi thử nghiệm, điều này khó đạt được với một máy bơm biến thiên duy nhất hoặc một máy bơm cố định có van điều chỉnh tốc độ. Đặc biệt là trong giai đoạn đầu, do tốc độ dòng chảy yêu cầu rất nhỏ nên thường dưới 0,1L/phút. Có thể sử dụng song song nhiều van điều khiển chi tiết hơn hoặc van tiết lưu điều áp.

Van giảm áp trong hệ thống chỉ được sử dụng với mục đích an toàn. Giá trị đặt áp suất phải cao hơn phạm vi thử nghiệm, nhưng không vượt quá áp suất cho phép của van cần kiểm tra.

– Nhiệt kế.

– Cảm biến áp suất: Cảm biến 5a đo áp suất đầu vào, cảm biến 5b đo áp suất đầu ra. nếu đường ống ra ngắn, dày, hao hụt áp suất nhỏ không đáng kể, thậm chí có thể bỏ qua hoặc chỉ sử dựng một đồng hồ áp suất thấp để theo dõi

– Van cần kiểm tra.

– Cảm biến lưu lượng: Có thể cân nhắc sử dụng cảm biến lưu lượng bánh răng vì loại cảm biến này có phạm vi đo lớn hơn nhiều so với cảm biến lưu lượng tua-bin

Giữ nhiệt độ dầu tương đối không đổi trong suốt quá trình thử nghiệm. Đường cong thử nghiệm thu được là các đặc tính của van trong điều kiện hoạt động, là đường cong thử nghiệm điển hình.

Kiểm tra đặc tính đáp ứng chuyển tiếp của van giảm áp thủy lực

– Kiểm tra mạch: theo ISO03:1988 và GB/T8m5-1987

Kiểm tra đặc tính đáp ứng chuyển tiếp của van giảm áp

– Nguồn thủy lực: Không nên sử dụng bơm biến thiên để tránh đặc đặc trưng đáp ứng động của cơ cấu biến thiên ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra.

– Van giảm áp của hệ thống: chỉ dùng để cho mục đích an toàn. Giá trị áp suất đặt trước phải cao hơn đáng kể so với phạm vi thử nghiệm. Việc giảm áp không được xảy ra trong quá trình thử nghiệm, nếu không, nó sẽ làm giảm hệ thống tăng gradient áp suất.

Van điều áp. Trong đó van 3a được sử dụng để tải áp suất, phải sử dụng một van phản ứng nhanh, nếu không sẽ không thể có được đủ độ tăng áp suất của hệ thống. Van 3b được sử dụng để kiểm soát áp suất trong buồng điều khiển của van điều khiển giảm áp bên ngoài. Phần này của mạch phải được sửa đổi cho phù hợp với loại van được sử dụng.

Nhiệt kế.

Cảm biến áp suất: Đặc trưng đáp ứng tốt hơn 5000HZ.

Van cần kiểm tra.

Đồng hồ đo lưu lượng: Nếu biết được lưu lượng dòng chảy, đồng hồ có thể được tháo ra hoặc di chuyển đến đường hồi lưu của van cần kiểm tra nhằm giảm thể tích đường ống.

Van tiết lưu: Đặt áp suất ban đầu.

Màn hình theo dõi chỉ số (Zero flow display): Được sử dụng để theo dõi xem liệu dòng chảy có vượt qua thử nghiệm hay không, có thể là một cốc đo lường hoặc một vật chứa thông thường.

Máy ghi nhanh: Nếu dùng loại kỹ thuật số thì thời gian lấy mẫu ngắn hơn 0,2ms.

Quy trình kiểm tra

Giai đoạn chuẩn bị

• Kết nối đầu ra cảm biến áp suất P5 với máy ghi nhanh.
• Khởi động nguồn thủy lực. Để nhiệt độ dầu đạt đến giá trị định trước.
• Điều chỉnh van 6 đến một áp suất mở nhất định.
• Mở van điều áp 3a. Sử dụng van tiết lưu 8 để đặt áp suất ban đầu, phải tiếp cận nhưng không vượt quá áp suất mở của van 6.

Thực hiện kiểm tra

• Khi bắt đầu kiểm tra, dòng chảy từ nguồn điện thủy lực 1, được hút trực tiếp qua van điều áp 3a và áp suất đầu vào P5 của van 6 thấp hơn áp suất mở và được đóng bởi van 6.
• Đóng nhanh van điều áp 3a, P5 sẽ nhanh chóng tăng lên, mở van 6. Sau một lúc, khi P5 đã ổn định. Bằng cách ghi lại những thay đổi nhất thời của áp suất P5 có thể thấy được hoạt động nhất thời của van được kiểm tra.
• Nếu áp suất trong buồng dẫn của van kiểm tra được kiểm soát bên ngoài, van điều áp 3b có thể được kết nối nhanh chóng để làm cho giá trị 6 đo được không tải. P5 nhanh chóng giảm xuống, có thể đo các đặc tính thoáng qua của van được thử nghiệm khi không tải áp suất.