Hoe werkt een hydraulisch magneetventiel?

Figuur 1: 4/3-weg hydraulisch magneetventiel

Hydraulische magneetventielen regelen de stroom van hydraulische vloeistof in een systeem, waardoor cilinders, motoren en andere hydraulische componenten geautomatiseerd kunnen bewegen. Ze gebruiken een elektrische stroom om poorten te openen en te sluiten om de hydraulische vloeistof te sturen, waardoor ze op afstand werken en de hydraulische vloeistofstroom nauwkeurig kunnen regelen. Dit artikel onderzoekt het ontwerp, de werking en de selectiecriteria voor 4/3- en 4/2-weg hydraulische magneetventielen.

Inhoudsopgave

• Constructie van hydraulische magneetventielen
• Werkingsprincipe van 4/3-weg hydraulisch magneetventiel
• Werkingsprincipe van 4/2-weg hydraulisch magneetventiel
• Vergrendelmechanisme
• Selectiecriteria
• Toepassingen van hydraulische magneetventielen
• Veelgestelde vragen

Constructie van hydraulische magneetventielen

Hydraulische wegventielen worden aangeduid met het aantal poorten en schakelposities. Een 4/3-weg hydraulisch ventiel heeft bijvoorbeeld vier poorten en drie posities (Figuur 2). Deze ventielen zijn ontworpen voor toepassingen met hoge druk, met een maximale drukclassificatie tot 350 bar (5075 psi), waardoor ze geschikt zijn voor veeleisende omgevingen.

De verschillende componenten zijn:

• DIN-connector (B): De primaire rol van DIN-connectoren is als interface tussen het ventiel en de voeding. Deze connectoren hebben verschillende andere functies die de functionaliteit van het magneetventiel verbeteren. Voor meer informatie, lees ons artikel over DIN-connectoren.
• Elektromagneet (C): Wanneer de elektromagneet wordt bekrachtigd, beweegt de schuif er naartoe, waardoor verandert welke poorten open en gesloten zijn.
• Veerretour (D): De veerretour zorgt ervoor dat de schuif terugkeert naar zijn standaardpositie wanneer de elektromagneet niet bekrachtigd is.
• Regelschuif (E): De schuif is een cilindrisch onderdeel in het ventiel dat beweegt om de stroom van hydraulische vloeistof te sturen.
• Poorten (T, A, P, B): Hydraulische vloeistof komt binnen en verlaat het ventiel via de poorten.
  • Drukpoort (P): Hier komt de hydraulische vloeistof onder druk van de pomp het ventiel binnen. Het levert de vloeistof die naar de werkpoorten wordt gestuurd.
  • Werkpoorten (A en B): Deze poorten zijn verbonden met de hydraulische actuator, cilinder of motor. Afhankelijk van de schuifpositie wordt vloeistof naar poort A of B gestuurd om werk te verrichten, zoals het uitschuiven of intrekken van een cilinder.
  • Retourpoort (T): Deze poort laat hydraulische vloeistof terugkeren naar het reservoir nadat het door het systeem is gegaan. Het helpt het vloeistofcircuit te onderhouden en zorgt ervoor dat overtollige vloeistof veilig wordt teruggevoerd.

Figuur 2: Diagram van hydraulisch magneetventiel. Componenten van een 4/3-weg hydraulisch magneetventiel: handbediening (A), DIN-connector (B), elektromagneet (C), veerretour (D), en regelschuif (E). Ook poorten A, T, B, en P.

4/3-weg en 4/2-weg magneetventielen voor hydraulische toepassingen kunnen een enkel of dubbel elektromagneetontwerp hebben en geconfigureerd worden in een normaal open of normaal gesloten positie.

• In een enkel magneetventiel verschuift de schuif wanneer geactiveerd, en een veer brengt deze automatisch terug naar zijn oorspronkelijke positie zodra de elektromagneet wordt uitgeschakeld.
• Een dubbel magneetventiel laat de schuif naar rechts of links verschuiven afhankelijk van welke elektromagneet wordt bekrachtigd. 4/3-weg ventielen keren terug naar de middenpositie wanneer uitgeschakeld, tenzij ze een bistabiel of vergrendelmechanisme hebben (zie hieronder).
• Of u een enkel of dubbel magneetventiel moet kiezen, hangt af van of u rekening moet houden met de niet-bekrachtigde toestand. Kies een enkel magneetventiel als u wilt dat het ventiel altijd in dezelfde toestand is wanneer het niet bekrachtigd is.
  • Het is cruciaal om ervoor te zorgen dat slechts één elektromagneet tegelijk bekrachtigd is om de juiste werking te behouden en mogelijke problemen te voorkomen.

Werkingsprincipe van 4/3-weg hydraulisch magneetventiel

Figuur 3: Werkingsprincipe van 4/3-weg magneetventiel

De schuif in het 4/3-weg hydraulisch magneetventiel kan in drie verschillende posities verschuiven, waarbij elk de stroomrichting van de vloeistof verandert:

• Positie 1 (Figuur 3, boven): Wanneer de schuif naar rechts beweegt, verbindt poort P met poort A, en poort B verbindt met poort T. Deze configuratie stuurt vloeistof van de drukpoort naar één werkpoort terwijl de andere werkpoort vloeistof terugvoert naar het reservoir.
• Positie 2 (Figuur 3, midden): In deze gesloten middenpositie zijn alle poorten geblokkeerd. Dit stopt de vloeistofstroom, waardoor het systeem druk kan behouden zonder beweging.
• Positie 3 (Figuur 3, onder): Wanneer de schuif naar links verschuift, verbindt poort P met poort B, en poort A verbindt met poort T. Dit keert de stroomrichting om, waarbij vloeistof naar de tegenovergestelde werkpoort wordt gestuurd en vloeistof van de andere poort terugkeert naar het reservoir.

Werkingsprincipe van 4/2-weg hydraulisch magneetventiel

• Vier poorten: Het ventiel omvat een drukpoort (P), twee werkpoorten (A en B), en een retourpoort (T).
• Twee posities: De schuif in het ventiel kan in twee verschillende posities verschuiven, waarbij elk de stroomrichting van de vloeistof verandert:
  • Positie 1 (Figuur 4 boven): In deze positie verbindt de drukpoort (P) met werkpoort (A), en werkpoort (B) verbindt met de retourpoort (T). Deze configuratie stuurt vloeistof van de drukpoort naar één werkpoort, waardoor de actuator in één richting kan bewegen.
  • Positie 2 (Figuur 4 onder): Wanneer de schuif naar de andere positie verschuift, verbindt de drukpoort (P) met werkpoort (B), en werkpoort (A) verbindt met de retourpoort (T). Dit keert de stroomrichting om, waarbij vloeistof naar de tegenovergestelde werkpoort wordt gestuurd en de actuator in de tegenovergestelde richting kan bewegen.

Figuur 4: Werkingsprincipe van 4/2-weg magneetventiel

Vergrendelmechanisme

Sommige dubbele magneetventielen hebben een vergrendelmechanisme waarmee de gebruiker kan beslissen welke positie de standaardpositie is. Een vergrendelmechanisme is een mechanische functie die de schuif op zijn plaats houdt. Omdat ze mechanisch zijn, zijn vergrendelmechanismen robuuster dan bistabiele mechanismen.

Wanneer het ventiel wordt bekrachtigd, laat het vergrendelmechanisme de schuif los, waardoor deze naar de andere positie kan schakelen. Daarom kan een operator de standaardtoestand van een hydraulisch magneetventiel bepalen.

Evenzo kan in een 3-positie ventiel het vergrendelmechanisme de schuif in elk van de drie mogelijke posities vasthouden. Dit stelt het ventiel in staat om een specifieke toestand te behouden zonder continue stroom, wat nuttig kan zijn voor energie-efficiëntie en het behouden van systeemstabiliteit.

Selectiecriteria

1. Functie

De functie van een hydraulisch magneetventiel verwijst naar de standaardpositie. De volgende standaardposities zijn beschikbaar:

• Alle poorten open: Deze positie kan worden gebruikt om druk te egaliseren.
• Alle poorten gesloten: Deze positie kan worden gebruikt om de positie van de hydraulische actuator te behouden.
• P open naar A, B open naar T: De schuif stuurt vloeistof van de drukpoort (P) naar één werkpoort (A). De andere werkpoort (B) voert vloeistof terug naar het reservoir (T).
• P open naar T, A en B gesloten: Deze positie kan druk in het systeem ontlasten door de werkpoorten te omzeilen en vloeistof terug te voeren naar het reservoir.
• Vergrendeling (geen standaardpositie): De vergrendeling stelt de gebruiker in staat om de standaardpositie van het ventiel te bepalen.
• P gesloten, A en B open naar T: Deze positie laat eventuele resterende vloeistof in de hydraulische actuatoren terugkeren naar het reservoir.
• P open naar B, A open naar T: De schuif stuurt vloeistof van de drukpoort (P) naar één werkpoort (B). De andere werkpoort (A) voert vloeistof terug naar het reservoir (T).

2. Ventielpoorten en posities

Bij het kiezen tussen 4/3-weg en 4/2-weg hydraulische magneetventielen, overweeg het volgende:

• 4/3-weg ventiel: Een 4/3-weg ventiel wordt typisch gebruikt voor toepassingen die een neutrale positie vereisen waar de actuator kan worden vastgehouden, zweven, of druk kan worden ontlast. Het is ideaal voor meer complexe besturing waar tussenposities nodig zijn.
• 4/2-weg ventiel: Een 4/2-weg ventiel is geschikt voor eenvoudigere toepassingen waar de actuator direct moet schakelen tussen twee toestanden, zoals het uitschuiven en intrekken van een cilinder zonder tussenpositie. Het is ideaal voor eenvoudige aan/uit-besturing.

3. Kenmerken

• Hoge druk: Omdat hydraulische magneetventielen in hydraulische systemen werken, moeten ze hoge drukken kunnen weerstaan. Deze ventielen kunnen drukken tot 350 bar (5076 psi) aan.
• Handbediening: De handbediening stelt een gebruiker in staat om de positie van het ventiel te veranderen zonder stroom. Dit is vooral nuttig in het geval van een stroomuitval.

4. Debiet

De debietvereiste van de toepassing zal helpen bij het bepalen van de grootte van het ventiel. Om efficiënte werking te behouden en knelpunten te voorkomen, kies een ventiel met een debietcapaciteit die overeenkomt met of iets hoger is dan de vereisten van uw systeem. Ventielen met debieten van 60 - 80 l/m worden vaak gebruikt.

5. Aansluitgrootte

Zorg ervoor dat de ventielgrootte overeenkomt met de poortafmetingen van de bestaande componenten. Hydraulische magneetventielen zijn typisch beschikbaar met aansluitgrootten van NG6 (D03), wat een nominale grootte van 6 millimeter aangeeft.

Toepassingen van hydraulische magneetventielen

• Automobielsector: Gebruikt in hydraulische motoren, remsystemen en pompen om vloeistofstroom te regelen, wat zorgt voor efficiënte voertuigwerking.
• Energieopwekking: Reguleert vloeistofstroom in turbinesystemen om prestaties te optimaliseren en veiligheid te handhaven in energiecentrales.
• Productie en verwerking: Regelt de stroom van vloeistoffen en gassen in productieprocessen, wat automatisering en efficiëntie verbetert.
• Gas- en brandstoftoevoer: Regelt de stroom van gas en brandstof in distributie en verwerking, wat veiligheid en efficiëntie biedt.
• Landbouwmachines: Gebruikt om werktuigen en hulpstukken te bedienen, wat de efficiëntie en precisie van landbouwapparatuur verbetert.

Veelgestelde vragen

Wat is een hydraulisch magneetventiel?

Een hydraulisch magneetventiel is een elektromagnetisch gestuurd wegventiel dat wordt gebruikt in een hydraulisch systeem om hydraulische vloeistof te openen, te sluiten of van richting te veranderen.

Wat is een schuif?

De schuif is een cilindrisch onderdeel binnen het ventiel dat helpt bij het openen, sluiten of veranderen van de stroomrichting in een hydraulisch of pneumatisch systeem.

Wat is de functie van een hydraulisch regelventiel?

Een hydraulisch regelventiel reguleert vloeistofstroom en druk in een hydraulisch systeem, waarbij het de vloeistof naar verschillende delen van het systeem stuurt zoals nodig.

Hoe verbetert een elektromagneet de werking van een hydraulische pomp?

Het zorgt voor snelle en nauwkeurige controle van vloeistofstroom, wat de responsiviteit en efficiëntie van het hydraulische systeem verbetert.