Cosa è Valvola idraulica?

La funzione delle valvole di controllo idrauliche (chiamate anche valvole idrauliche) nei sistemi idraulici è quella di consentire agli attuatori idraulici, come cilindri e motori, di ottenere il movimento richiesto di velocità, direzione e coppia di forza. Come lo realizzano? Ciò si ottiene controllando la velocità, la pressione e la direzione del flusso del fluido idraulico nelle tubazioni del sistema di controllo. Bene, possiamo dire che le valvole idrauliche sono componenti delle categorie più funzionali, con la più ampia gamma di applicazioni e sono i componenti più attivi nei sistemi idraulici. La progettazione matura e il funzionamento funzionale dei sistemi idraulici dipendono in larga misura dalla qualità stabile della valvola idraulica e dalla corrispondenza delle funzioni. Quanti tipi di valvole idrauliche ci sono?

Tipi di valvola idraulica 

Classificazione principale:

Le valvole idrauliche comprendono principalmente valvole di controllo direzionale, valvole di controllo della pressione e valvole di controllo della portata.

1. Valvole di controllo direzionale：

Tra queste rientrano le valvole di ritegno e le valvole direzionali. Le valvole di ritegno consentono un flusso unidirezionale del fluido, mentre le valvole direzionali controllano, come l'elettrovalvola, l'apertura e la chiusura del circuito dell'olio e la direzione del flusso dell'olio modificando la posizione relativa tra la bobina e il corpo della valvola.

2. Valvole di controllo della pressione: 

Utilizzate per regolare la pressione, includono valvole di sicurezza, valvole di sequenza, valvole di riduzione della pressione, ecc. Le valvole di sicurezza vengono utilizzate per controllare il sistema idraulico in modo da mantenere uno stato costante quando viene raggiunta la pressione impostata, mentre le valvole di sequenza vengono utilizzate per controllare la sequenza delle pressioni nel sistema idraulico.

3. Valvole di controllo del flusso: 

Vengono utilizzati per controllare il flusso e comprendono valvole a farfalla, valvole di riduzione della velocità, valvole di regolazione della velocità, valvole deviatrici, ecc. 

Altri modi per classificare le valvole idrauliche

In base ai metodi di montaggio delle valvole, esistono valvole di montaggio su tubo, valvole sezionali, valvole a piastra di supporto, valvole sandwich e valvole con collegamento filettato (cartuccia).

In base al tipo di segnale di controllo, si può distinguere in controllo manuale, controllo elettrico e controllo liquido (pilota).

In base al principio di funzionamento, si dividono in valvole di commutazione, servovalvole, valvole proporzionali e valvole logiche.

In base alla struttura, può essere suddivisa in valvola a cassetto, valvola rotante, valvola a sede (a sfera e a fungo), valvola a tubo a getto, ecc.

Ora approfondiremo le caratteristiche delle valvole di montaggio su tubo, delle valvole sezionali, delle valvole sandwich e delle valvole con attacco filettato (cartuccia).

Valvola di montaggio del tubo

Vantaggio:

Le valvole per tubi sono le uniche valvole indipendenti e complete tra i vari tipi di raccordi di montaggio, che vengono collegate a un raccordo per tubi e alla tubazione e sono pronte per l'uso senza la necessità di altri raccordi.

Svantaggio:

Con la crescente complessità del sistema idraulico, i punti deboli di questo tipo di installazione diventano sempre più evidenti:

1. Componenti disposti in modo sparso, ampia area. 
2. Possibile perdita di parti.
3. L'installazione e lo smontaggio sono scomodi.

Valvola sezionale

Una singola unità di controllo può controllare un gruppo di attuatori, cilindri idraulici o motori. Posizionando l'ingresso P e l'uscita T di ogni pezzo nella stessa posizione, è possibile raggrupparli e condividere P e T.

Vantaggio:

1. Flessibile, può essere aggiunto a piacimento il pezzo della valvola di controllo per controllare l'attuatore, 
2. Struttura compatta.

Svantaggio:

1. C'è la possibilità di perdite tra i pezzi.
2. Poiché la tubazione è fissata al corpo valvola, se è necessario sostituire un pezzo della valvola, è necessario smontare l'intero gruppo valvola e la tubazione, il che è più problematico.

Valvola a piastra di supporto

La porta dell'olio per il collegamento della tubazione non è realizzata direttamente sulla valvola, ma sulla piastra di base, e la valvola è fissata sulla piastra di base mediante bulloni, quindi non è necessario smontare la tubazione quando si sostituisce la valvola, il che è molto più comodo rispetto al tipo a tubo e al tipo a pezzi, e può ridurre notevolmente i tempi e i costi di manutenzione.

Il processo di standardizzazione delle giunzioni delle piastre è relativamente semplice, ad esempio la norma ISO 4401 è ampiamente accettata.

Vantaggio:

1. Si riducono i potenziali rischi di perdite esterne.
2. Si riducono lo spazio e il peso occupati dal sistema, si verifica una minore perdita di pressione nel tubo, si riduce la generazione di calore
3. La resistenza del sistema alle vibrazioni aumenta, l'affidabilità del sistema aumenta.
4. I tempi di risposta del sistema risultano notevolmente ridotti.

Svantaggio:

1. La lunghezza del blocco integrato aumenta, il peso aumenta si moltiplica.
2. Quanto più grande è il blocco integrato, tanto più lunghi sono i fori di collegamento interni, rendendo il processo di lavorazione molto più difficoltoso.

Valvola sandwich

Si tratta dell'estensione, dell'espansione e dell'integrazione della valvola della piastra di supporto all'aspetto dell'altezza.

Vantaggio:

1. In genere, una pila di controllo di un gruppo di attuatori può realizzare funzioni complesse, sono molto flessibili e facili da sostituire.
2. Dimensioni e difficoltà nella lavorazione dei fori leggermente ridotte.

Svantaggio:

1. Aumento del rischio di perdite.

Valvola a cartuccia

Esistono quattro tipi di valvole a cartuccia comunemente utilizzate sul mercato.

Scivolare

Le valvole a cartuccia a scorrimento, dette anche valvole a coperchio, rappresentano una scelta imbattibile per grandi portate (>1000 l/min) grazie alla loro funzione singola e alla struttura relativamente semplice, che le rende facili da realizzare in dimensioni maggiori.

Entrare senza preavviso

Il tipo drop-in è fissato sul blocco valvola tramite due viti laterali, che è semplice nella struttura e poco costoso. Tuttavia, poiché la forza di trazione della piccola vite è molto inferiore a quella della filettatura grande della valvola a cartuccia filettata, può resistere solo a bassa pressione e anche il carico e lo scarico sono più problematici e occupa un'area più ampia, che non è compatta.

Avvitare 

Le valvole a cartuccia filettate utilizzano filettature che vengono avvitate in un blocco integrato o in fori di montaggio in un blocco valvola. Possono svolgere una o più funzioni idrauliche indipendentemente l'una dall'altra, come valvole di sicurezza, valvole direzionali azionate da solenoide, valvole di flusso, valvole di bilanciamento, ecc. Le valvole a cartuccia filettate possono essere facilmente sostituite senza la necessità di rimuovere i raccordi dei tubi.

Un gruppo valvola a cartuccia filettata ritagliata

Inserisci tipo

Il tipo di inserto è anche chiamato parti nel corpo. La valvola è completamente inserita nel blocco valvola, non esposta all'esterno del blocco, e utilizza le proprie filettature o altri elementi, come raccordi per tubi, anelli di ritegno, ecc., per localizzare la valvola, che non viene utilizzata in grandi quantità ed è utilizzata principalmente per valvole di ritegno e valvole antideflagranti.

La classificazione serve semplicemente a sistemare lo status quo, in modo che sia facile da apprendere, ma non è affatto la fine dell'apprendimento; infatti, oggigiorno, molti sistemi sono per lo più una miscela di più tipi di valvole.

Stato attuale e tendenze

Secondo recenti ricerche di mercato, l'uso globale di valvole idrauliche è più o meno il seguente: l'uso di blocchi integrati con valvole a cartuccia è diventato la scelta preferita. Le valvole a cartuccia filettate e i loro blocchi integrati rappresentano oltre il 25% delle vendite globali di valvole idrauliche.

Nell'idraulica mobile, per motivi tradizionali, le valvole di controllo direzionale con design sezionali sono ancora piuttosto diffuse. Tra queste rientrano i controlli manuali, idraulici ed elettrici. Anche quando vengono adottati i controlli elettrici, le maniglie manuali vengono spesso mantenute come misura di emergenza in caso di guasto.

Altri controlli utilizzano blocchi integrati con valvole a cartuccia filettate. Anche l'applicazione di componenti con anima tubolare forgiata con funzioni singole sta diminuendo. Anche se i collegamenti dei tubi sono necessari per vari motivi, i gruppi di valvole a cartuccia filettate vengono spesso utilizzati per formare blocchi di valvole con collegamenti dei tubi.

Riferimenti

[1] Hai Ping Zhang, “Valvole a cartuccia filettate idrauliche”, China Machine Press, 2011.

[2] John J. Pippenger, “Tecnologia delle valvole a cartuccia idrauliche”, Amalgam Publishing Company, Jenks, Oklahoma USA

[3] ISO 7789:1998, “Potenza idraulica dei fluidi — Valvole a cartuccia avvitabili a due, tre e quattro porte — Cavità”

[4] ISO 7789:2007, “Potenza del fluido idraulico — Valvole a cartuccia avvitabili a due, tre e quattro porte — Cavità”