Wat is Hydraulische klep?

De functie van hydraulische regelkleppen (ook wel hydraulische kleppen genoemd) in hydraulische systemen is om hydraulische actuatoren, zoals cilinders en motoren, in staat te stellen de vereiste snelheid, richting en krachtmoment te bereiken. Hoe wordt dit bereikt? Dit wordt bereikt door de snelheid, druk en stroomrichting van de hydraulische vloeistof in de leidingen van het besturingssysteem te regelen. We kunnen stellen dat hydraulische kleppen componenten zijn van de meest functionele categorieën, met het breedste toepassingsbereik en de meest actieve componenten in hydraulische systemen. Het volwassen ontwerp en de functionele werking van hydraulische systemen hangen grotendeels af van de stabiele kwaliteit van de hydraulische klep en de functie-afstemming. Hoeveel soorten hydraulische kleppen zijn er?

Soorten hydraulische kleppen 

Hoofdclassificatie:

Hydraulische kleppen bestaan voornamelijk uit richtingsregelkleppen, drukregelkleppen en stroomregelkleppen.

1. Richtingsregelkleppen：

Deze omvatten terugslagkleppen en richtingskleppen. Terugslagkleppen laten een unidirectionele vloeistofstroom toe, terwijl richtingskleppen, zoals de magneetklep, het openen en sluiten van het oliecircuit en de richting van de oliestroom regelen door de relatieve positie tussen de spoel en het klephuis te veranderen.

2. Drukregelkleppen: 

Deze worden gebruikt om de druk te regelen en omvatten overdrukventielen, volgordeventielen, drukreduceerventielen, enz. Overdrukventielen worden gebruikt om het hydraulische systeem te regelen om een constante toestand te handhaven wanneer de ingestelde druk is bereikt, terwijl volgordeventielen worden gebruikt om de volgorde van drukken in het hydraulische systeem te regelen.

3. Stroomregelkleppen: 

Deze worden gebruikt om de stroming te regelen, bijvoorbeeld smoorkleppen, snelheidsreduceerkleppen, snelheidsregelkleppen, omleidingskleppen, etc. 

Enkele andere manieren om hydraulische kleppen te classificeren

De verschillende methoden voor het monteren van kleppen zijn: pijpmontagekleppen, sectiekleppen, subplaatkleppen, sandwichkleppen en kleppen met schroefdraadaansluiting (cartridgekleppen).

Op basis van het type stuursignaal kan onderscheid worden gemaakt tussen handmatige, elektrische besturing en vloeistof(piloot)besturing.

Op basis van het werkingsprincipe worden ze onderverdeeld in schakelkleppen, servokleppen, proportionele kleppen en logische kleppen.

Op basis van de structuur kan het worden onderverdeeld in spoelventiel, draaiventiel, zittingventiel (kogel- en schotelventiel), straalbuisventiel, enz.

Vervolgens gaan we dieper in op pijpmontagekleppen, sectiekleppen, subplaatkleppen, sandwichkleppen en kleppen met schroefdraadaansluiting (cartridgekleppen).

Pijpmontageklep

Voordeel:

Pijpafsluiters zijn de enige onafhankelijke en complete afsluiters onder de verschillende typen montageverbindingen. Ze worden aangesloten op een pijpfitting en de leiding en zijn klaar voor gebruik, zonder dat er andere fittingen nodig zijn.

Nadeel:

Met de toenemende complexiteit van het hydraulische systeem worden de zwakke punten van dit type installatie steeds duidelijker:

1. Componenten verspreid gerangschikt, groot oppervlak. 
2. Mogelijke lekkage van onderdelen.
3. Installatie en demontage zijn lastig.

Sectieklep

Één enkele besturingseenheid kan een groep actuatoren besturen – hydraulische cilinders of motoren. Door de inlaat P en uitlaat T van elk onderdeel op dezelfde positie te maken, kunnen ze worden gegroepeerd en P en T delen.

Voordeel:

1. Flexibel, kan naar wens worden toegevoegd regelklepstuk om de actuator te besturen, 
2. Compacte structuur.

Nadeel:

1. Er bestaat een kans op lekkage tussen de onderdelen.
2. Omdat de leidingen vast aan de klepbehuizing zitten, moet u, als u een stuk van de klep wilt vervangen, de hele klepgroep en de leidingen demonteren. Dat is lastiger.

Onderplaatklep

De oliepoort voor het aansluiten van de pijpleiding bevindt zich niet rechtstreeks op de klep, maar op de grondplaat. De klep wordt met bouten op de grondplaat bevestigd. Daarom is het niet nodig om de pijpleiding te demonteren bij het vervangen van de klep. Dit is veel handiger dan het buistype en het stuktype en kan de onderhoudstijd en -kosten aanzienlijk verkorten.

Het standaardisatieproces van plaatverbindingen verloopt relatief soepel, bijvoorbeeld ISO 4401 is breed geaccepteerd.

Voordeel:

1. Mogelijke gevaren van externe lekkage worden verminderd.
2. De ruimte en het gewicht die het systeem inneemt, worden verminderd, er is minder drukverlies in de leiding en de warmteontwikkeling wordt verminderd
3. De trillingsbestendigheid van het systeem wordt verhoogd en de betrouwbaarheid van het systeem neemt toe.
4. De responstijden van het systeem zijn aanzienlijk korter.

Nadeel:

1. Naarmate de lengte van het geïntegreerde blok toeneemt, neemt het gewicht ook exponentieel toe.
2. Hoe groter het geïntegreerde blok, hoe langer de interne verbindingsgaten zijn, wat het bewerkingsproces aanzienlijk bemoeilijkt.

Sandwichklep

Het betreft de verlenging, uitbreiding en integratie van de subplaatklep in het hoogteaspect.

Voordeel:

1. Over het algemeen kan een stapel, een groep actuatoren, complexe functies realiseren, is zeer flexibel en eenvoudig te vervangen.
2. Iets kleinere afmetingen en een iets kleinere moeilijkheidsgraad bij het bewerken van gaten.

Nadeel:

1. Verhoogd risico op lekkage.

Cartridgeklep

Er zijn vier typen patroonkleppen die het meest op de markt verkrijgbaar zijn.

Instappen

Slip-type, ook wel Cover-type cartridge kleppen genoemd, zijn een onverslaanbare keuze voor grote stroomsnelheden (>1000L/min) vanwege hun enkele functie en relatief eenvoudige structuur, waardoor ze gemakkelijk groter gemaakt kunnen worden.

Inloop

Het drop-in type wordt met twee schroeven aan de zijkant op het kleppenblok bevestigd, wat een eenvoudige constructie en lage kosten met zich meebrengt. Omdat de trekkracht van de kleine schroef echter veel lager is dan die van de grote schroefdraad van de cartridgeklep met schroefdraad, is deze slechts bestand tegen lage druk, is het laden en lossen ook lastiger en neemt hij een groter oppervlak in beslag, wat niet compact is.

Schroef-in 

Cartridgekleppen met schroefdraad maken gebruik van schroefdraad die in een geïntegreerd blok of in montagegaten in een kleppenblok wordt geschroefd. Ze kunnen een of meer hydraulische functies onafhankelijk van elkaar uitvoeren, zoals overdrukventielen, elektromagnetische richtingsventielen, stromingsventielen, tegengewichtkleppen, enz. Cartridgekleppen met schroefdraad kunnen eenvoudig worden vervangen zonder dat pijpfittingen hoeven te worden verwijderd.

Een uitgesneden schroefdraadpatroonklepconstructie

Invoegtype

Het insert-type wordt ook wel 'parts in body' genoemd. De klep wordt volledig in het klepblok geplaatst, niet blootgesteld aan de buitenkant van het blok, en maakt gebruik van eigen schroefdraad of andere elementen, zoals buiskoppelingen, borgringen, enz., om de klep te positioneren. Dit type wordt niet in grote aantallen gebruikt en wordt voornamelijk gebruikt voor terugslagkleppen en explosieveilige kleppen.

Classificatie is er alleen om de status quo te ordenen, zodat het gemakkelijk te leren is, maar het is zeker niet het einde van het leerproces. Sterker nog, veel systemen bestaan tegenwoordig uit een mix van verschillende kleptypen.

Huidige status en trends

Volgens recent marktonderzoek verloopt het wereldwijde gebruik van hydraulische kleppen ongeveer als volgt: het gebruik van geïntegreerde blokken met patroonkleppen is de voorkeurskeuze geworden. Schroefpatroonkleppen en hun geïntegreerde blokken vertegenwoordigen meer dan 25% van de wereldwijde verkoop van hydraulische kleppen.

In de mobiele hydrauliek worden, om traditionele redenen, nog steeds veel richtingsregelkleppen met een sectieontwerp gebruikt. Deze omvatten handmatige, hydraulische en elektrische bediening. Zelfs wanneer elektrische bediening wordt toegepast, worden handmatige handgrepen vaak behouden als noodmaatregel in geval van een storing.

Andere besturingen gebruiken geïntegreerde blokken met cartridgekleppen met schroefdraad. Ook de toepassing van gesmede buiskerncomponenten met één functie neemt af. Ook al zijn pijpverbindingen om verschillende redenen noodzakelijk, worden cartridgeklepgroepen met schroefdraad vaak gebruikt om kleppenblokken met pijpverbindingen te vormen.

Referenties

[1] Hai Ping Zhang, “Hydraulische schroefdraadpatroonkleppen”, China Machine Press, 2011.

[2] John J. Pippenger, “Technologie voor hydraulische patroonkleppen”, Amalgam Publishing Company, Jenks, Oklahoma, VS

[3] ISO 7789:1998, “Hydraulische vloeistofkracht — Twee-, drie- en vierpoorts schroefpatroonkleppen — Holtes”

[4] ISO 7789:2007, “Hydraulische vloeistofkracht — Twee-, drie- en vierpoorts schroefpatroonkleppen — Holtes”