3.2 CÁC VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG
3.2.6 Phân chia lưu lượng
Có 2 loại phân chia lưu lượng khác nhau: 1. Bằng van
2. Bằng motor
Loại bằng van
Bộ chia lưu lượng loại bằng van bao gồm một cặp lỗ khớp và các ống lồng vào nhau Thơng thường dịng chảy chia đều giữa các đầu ra, nhưng có thể đạt được tỷ lệ phân chia dòng chảy theo thứ tự đặc biệt. Một bộ chia lưu lượng loại van được hiển thị trong Hình 3.41.
Nếu lưu lượng qua một ống tăng, thì sự tăng áp suất giảm và ống cuốn giảm ống ,cân bằng giữa hai dòng chảy nên một trong những ống đầu ra sẽ bị khoá ,áp suất giảm đến bằng khơng và ống cuốn di chuyển đóng lại cổng đầu ra khác. Khí dịng chảy đảo ngược, một đơn vị trở thành dòng chảy rối cho phép cân bằng dòng chảy trong van. Do vậy van đươc sử dụng để đồng bộ hai thiết bị truyền bằng nhiều hướng.
Bộ chia lưu lượng kiểu van sẽ chỉ chia lưu lượng thành hai phần và được giới hạn ở các ứng dụng lưu lượng khá thấp (dưới 200 1 / phút). Mỗi kích thước cơ bản được thiết kế xung quanh một lưu lượng tối ưu và chúng trở nên kém chính xác hơn khi hoạt động ở các tốc độ dòng chảy khác
Mặc dù các van này rất chính xác, chúng khơng phân chia chính xác lưu lượng và không thể được sử dụng để đồng bộ hóa hai xi lanh trong một số chu kỳ trừ khi van đồng bộ hóa được sử dụng vào cuối mỗi hành trình.
Hình 3.41 Loại van chia lưu lượng
Hình 3.42 Mạch phân chia lưu lượng với sự đồng bộ ở cuối hành trình Trong hình 3.42, nếu một xy lanh đi đến hết hành trình của nó trước hành trình kia, một van đồng bộ mở ra và kết nối các đầu khoan đầy đủ của các xi lanh. Điều này cho phép xi lanh thứ hai đạt đến cuối hành trình của nó. Ngồi ra, có thể sử dụng van đồng bộ hóa thủ cơng hoặc cơng tắc giới hạn điện.
Loại bằng motor
Bộ chia lưu lượng loại động cơ bao gồm một số động cơ bánh răng chính xác được chế tạo trên một trục chung. Trục này đảm bảo rằng các động cơ bánh răng được đồng bộ. Các động cơ bánh răng có thể có cùng độ dịch chuyển thể tích cho sự phân chia dịng chảy bằng nhau, hoặc chúng có thể có các chuyển vị thể tích khác cho bất kỳ tỷ lệ lưu lượng nào được yêu cầu. Cần phải đánh giá cao rằng mặc dù các bộ chia lưu lượng này là
các đơn vị chính xác, chúng khơng phân chia chính xác lưu lượng vì rị rỉ xảy ra trên các bánh răng trong mỗi phần động cơ và lưu lượng rị rỉ sẽ khơng giống nhau cho từng phần.
Sự khơng chính xác lớn nhất xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất lớn giữa các mạch đầu ra, bởi vì có nhiều rị rỉ trong phần áp suất cao.
Độ chính xác cao hơn có thể đạt được bằng cách ghép hai động cơ piston với nhau nhưng điều này có thể chứng tỏ là một giải pháp đắt tiền. Một bộ chia lưu lượng kiểu động cơ cũng có thể hoạt động như một bộ tăng áp.
Giả sử bộ chia lưu lượng trong hình 3.43 có ba phần bằng nhau, hai trong số đó được kết nối trực tiếp với bể, phần thứ ba với hình trụ. Hai phần đầu tiên của bộ chia lưu lượng sẽ hoạt động như các động cơ thủy lực điều khiển phần thứ ba như một máy bơm. Về mặt lý thuyết, điều này sẽ làm tăng áp suất tối đa có sẵn tại Ps lên gấp ba lần cài đặt van xả chính P. Việc tăng cường thực tế phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích, hiệu quả và số phần. Sự tăng cường áp suất xảy ra bất cứ khi nào đầu ra từ một phần của bộ chia dòng được đưa trở lại bể chứa hoặc có mạch điện trở thấp. Cụ thể phải chú ý đến khả năng tăng cường áp suất ở bất cứ nơi nào sử dụng bộ chia lưu lượng kiểu động cơ trong mạch.
Hình 3.43 Loại motor chia lưu lượng
Một số hệ thống tận dụng tính năng này và sử dụng bộ chia lưu lượng kiểu bánh răng để cho phép một phần của mạch hoạt động trên áp suất được đặt bởi van xả chính.
VD 3.6
Một mạch thuỷ lực máy ép được cho ở hình 3.44. Xác định tốc độ và tải trọng lớn nhất trong các quá trình:
1. Trong q trình đóng nhanh 2. Trong q trình nén
3. Trong cuối qua trình
Bỏ qua hảo tổn áp lực trong mạch. Dung tích của động cơ 20, 5 và 5 c m3/vg (i) Xét q trình đóng nhanh
Tốc độ đóng nhanh = 100,04X10−3(m3/phút
m2 )
¿0,25m/phút
lực đẩy đóng cửa tối đa là
70¿
¿70×105(N/m2¿×0,04(m2)
¿280kN
(ii) Xét lúc nén ban đầu
Lưu lượng vào xy lanh ¿ (5+5)
Hình 3.44 Motor chia lưu lượng sử dụng mạch nén Tốc độ nén ban đầu là 3.3×10−3 0,04 (m 3/phút m2 ) = 0,083 m/phút
Áp suất đẩy lớn nhất khi nén là
70×(20+5+5)
5+5 ¿ ¿210¯¿
Lực đẩy lý thuyết tối đa trong khi nén 210 (bar) x 0.04(m2)= 840kN
Lưu lượng vào xilanh = 5/(20+5+5) x 10 =1.67 l/phút Tốc độ dòng chảy cuối cùng = 0.0416 m/phút
Áp lực lý thuyết tối đa cuối trong khi nén
70x(20+5+5)
5 =420¯¿
Vì vậy, lực đẩy lý thuyết tối đa cuối trong khi nén
40x105x0.04x10−3=1680kN
Áp lực tăng cường và do đó lực đẩy là giá trị lý thuyết. Trong thực tế, số liệu thứ sẽ thấp hơn do tính khơng hiệu quả của bộ chia dịng.
Phải cẩn thận không vượt quá giới hạn áp suất của các thành phần. Cứu trợ và RV2 nên được đặt để hạn chế áp suất tối đa trong mạch này.