Check-Q-Meter

Un Q-meter de blocare este o supapă de blocare controlată, fără scurgeri, destinată instalațiilor hidraulice, care reglează refluxul dintr-un consumator independent de sarcină și acționează, în același timp, ca dispozitiv de siguranță în caz de rupere a conductei. Acesta controlează debitul de ieșire în funcție de debitul de alimentare de pe partea opusă a actuatorului, astfel încât sarcinile suspendate sau trase să se poată deplasa în mod controlat și fără avans. În sistemele hidraulice industriale și mobile, acesta protejează cilindrii și motoarele împotriva accelerării necontrolate.

Principiul de funcționare și structura Q-metrului de blocare

Q-metrul de blocare combină două funcții hidraulice de bază într-o singură componentă: blocarea fără scurgeri a fluxului de retur și reglarea debitului de ieșire în funcție de volum. Această combinație îl diferențiază în mod semnificativ de supapele de reținere simple, care blochează doar într-o direcție și permit trecerea liberă în cealaltă.

Reglarea fluxului de retur controlată de un pilot

Funcția principală a Q-metrului de blocare constă în controlarea debitului volumetric de ieșire de la consumator, astfel încât acesta să se mențină întotdeauna într-un raport definit față de debitul volumetric alimentat pe partea opusă. În cazul cilindrilor, pistonul principal se deschide în direcția de curgere cu o pierdere de presiune redusă. Pe partea de retur, supapa reglează deschiderea atât de fin încât mișcarea actuatorului să nu fie accelerată de sarcină. Procesul de reglare se desfășoară sub comandă pilot: o secțiune de pilotare și un piston pilot generează deblocarea, în timp ce un cursor de antrenare adaptează comportamentul de deschidere la curentul de comandă aplicat.

Componentele principale și rolul lor

Un Q-meter de blocare este alcătuit din mai multe ansambluri funcționale care, împreună, generează efectul de blocare și de strangulare reglat:

• Carcasă: găzduiește toate componentele și asigură racordurile de presiune. În funcție de model, sunt disponibile flanșe SAE, racorduri cu placă de bază sau variante de tip cartuș.
• Conul principal sau pistonul principal: asigură, în stare deschisă, un debit liber și se închide fără scurgeri la blocare.
• Unitate de pilotare: Generează presiunea de deblocare pilotată, care ridică conul principal.
• Turbină de comandă: Transmite presiunea de comandă către suprafața de comandă a pistonului principal, pentru a iniția deschiderea în mod dozat.
• Obuzor de antrenare: Cuplază reglarea returului la debitul de alimentare și asigură deschiderea supapei proporțional cu volumul alimentat.
• Amortizarea de comandă: Previne oscilațiile și asigură o răspuns lin și stabil în condiții de sarcină variabile.

Reglarea vitezei independentă de sarcină

Caracteristica principală a Q-metrului de blocare este controlul vitezei consumatorului independent de sarcină. Fără această supapă, o sarcină de tracțiune ar accelera cilindrul sau motorul de îndată ce rezistența hidraulică din conducta de retur nu ar fi suficientă pentru a frâna mișcarea. Q-metrul de blocare previne acest așa-numit „avans” prin faptul că permite returul doar în măsura în care alimentarea de pe partea opusă o permite.

Funcționarea la cilindrii hidraulici

În cazul cilindrilor, Q-metrul de blocare acționează între conducta de retur și rezervor sau circuitul de deviere. La extinderea cilindrului, uleiul sub presiune curge prin supapă în camera pistonului, în timp ce supapa de pe partea spațiului inelar reglează debitul de volum care se scurge. Deoarece suprafețele active de pe partea pistonului și de pe partea camerei inelare sunt diferite, supapa trebuie să adapteze debitul de evacuare la raportul de suprafețe al cilindrului. Glisorul de antrenare preia această sarcină, utilizând debitul de comandă de pe partea opusă pentru a regla proporțional deschiderea conului principal.

Funcționarea la motoarele hidraulice

La motoarele hidraulice, Q-metrul de blocare asigură menținerea turației în cazul sarcinilor variabile. Dacă, de exemplu, comanda se întrerupe sau presiunea de alimentare scade, supapa se închide imediat și menține motorul în poziția sa. Acest lucru împiedică accelerarea necontrolată a motorului atunci când sarcina devine de tracțiune și fluxul de retur s-ar scurge nefrânat. Aplicații tipice sunt troliurile, acționările de deplasare și de pivotare ale utilajelor mobile, la care dinamica sarcinii variază puternic.

Protecție împotriva ruperii conductelor ca funcție de protecție integrată

Pe lângă reglarea fluxului de retur, Q-Meter-ul de blocare funcționează și ca protecție împotriva ruperii conductelor. Dacă o conductă din traseul de retur se rupe, presiunea pe partea consumatorului scade brusc. Supapa detectează această diferență de presiune și închide calea de retur, astfel încât sarcina să nu coboare sau să se scurgă în mod necontrolat. Această funcție de protecție este deosebit de importantă în cazul dispozitivelor de ridicare și al utilajelor de lucru, unde o ruptură a conductei poate duce la punerea în pericol a persoanelor și a materialelor.

Completare cu o supapă secundară de limitare a presiunii

În unele variante, cum ar fi varianta FB din seria Rexroth FD, este integrată suplimentar o supapă secundară de limitare a presiunii. Aceasta protejează partea consumatorului împotriva vârfurilor de presiune inadmisibile, care pot apărea ca urmare a acțiunii forțelor externe sau a momentelor de inerție la închidere. Intervalele de reglare pentru această supapă sunt de 200, 300 sau 400 bar, în funcție de dimensiunea modelului.

Caracteristici tehnice și dimensiuni

Supapele Q-Meter de blocare obișnuite, cum ar fi seria Rexroth FD, acoperă o gamă largă de aplicații industriale și mobile. Dimensiunile 12, 16, 25 și 32 corespund diametrelor nominale utilizate frecvent în sistemele hidraulice. Presiunea maximă de funcționare la racorduri este de 350 bar, iar debitul maxim este de 560 l/min. Deblocarea pilotată necesită o presiune de comandă cuprinsă între 20 și 50 bar.

Variante de racordare și forme de construcție

Producătorii oferă diverse forme de construcție pentru a integra flexibil supapa în circuitele existente:

1. Versiunea tip cartuș (KA): sub formă de supapă cu filet pentru montare în bloc, compactă și cu ocupare redusă de spațiu.
2. Flanșă SAE fără supapă secundară de limitare a presiunii (FA): Pentru racordare directă la flanșe SAE, fără supapă suplimentară de limitare a presiunii.
3. Flanșă SAE cu supapă secundară de limitare a presiunii (DBV) (FB): La fel ca FA, dar cu supapă secundară de limitare a presiunii integrată pentru o protecție sporită.
4. Placă de bază (PA): Pentru montare pe plăci de bază, fără supapă secundară de limitare a presiunii.

Condiții de funcționare și cerințe privind fluidul

Controlerele de debit Q sunt proiectate pentru utilizarea cu uleiuri minerale conform DIN 51524 (tipurile HL și HLP). Unele variante acceptă și lichide greu inflamabile din grupa HFD-R. Temperatura de funcționare variază între -20 și +80 °C, iar intervalul de vâscozitate admisibil este cuprins între 10 și 800 mm²/s. Deoarece este vorba de o supapă de precizie cu comandă pilot, curățenia fluidului sub presiune este esențială. Producătorii impun un grad de contaminare a uleiului conform ISO 4406 în clasa 20/18/15 sau mai bun.

Diferențierea față de alte tipuri de supape

Supapele de blocare și supapele de reținere se numără printre componentele de bază ale sistemelor hidraulice, dar se deosebesc semnificativ, prin modul de funcționare, de Q-metrul de blocare.

O supapă simplă de blocare blochează refluxul și se deschide sub acțiunea unei presiuni de comandă. Aceasta menține sarcina, dar nu influențează viteza de mișcare. Q-Meterul cu blocare merge mai departe, reglând activ refluxul și controlând astfel mișcarea actuatorului. Abia această combinație de menținere și reglare îl face potrivit pentru aplicații cu cerințe ridicate de siguranță.

Domenii tipice de aplicare

Valvele de blocare Q-Meter sunt utilizate oriunde este necesară deplasarea și menținerea controlată a sarcinilor, fără ca viteza de deplasare să depindă de sarcină. Gama de aplicații se întinde de la utilaje mobile și echipamente de ridicare până la instalații industriale staționare.

Utilaje mobile

În excavatoare, brațe de macara, încărcătoare pe roți și utilaje forestiere, Q-metrele de blocare asigură coborârea controlată a sarcinilor. În special în cazul utilizării la cilindrii de ridicare care acoperă înălțimi mari, supapa împiedică contracția necontrolată a cilindrului atunci când presiunea de alimentare scade. La utilajele mobile, aceasta menține stabilă turația motoarelor hidraulice, chiar și atunci când sarcina se modifică.

Tehnica industrială de ridicare și transport

În tehnica industrială de transport, supapele Sperr-Q-Meter asigură poziționarea platformelor de ridicare, a transportoarelor cu role și a dispozitivelor de strângere. Instalațiile de macarale utilizează supapa pentru a cupla mișcarea de coborâre a sarcinilor la debitul volumetric setat al pompei. În cazul ruperii unei conducte, supapa se închide și împiedică coborârea sarcinii atașate.

Prese și mașini de turnare prin injecție

La prese și mașini de turnare prin injecție, Q-metrele de blocare asigură mișcarea cilindrilor de închidere și de ejectare. Sistemul de comandă pilotat asigură o mișcare uniformă chiar și în cazul unor forțe de reacție mari. Supapa secundară de limitare a presiunii protejează consumatorul împotriva loviturilor de presiune care pot apărea la închiderea bruscă.

Întreținere și punere în funcțiune

Întreținerea unui Sperr-Q-Meter se concentrează asupra pieselor de uzură din zona cu comandă pilot, precum și asupra elementelor de etanșare. Punerea în funcțiune corectă asigură funcționarea și previne deteriorările cauzate de o comandă defectuoasă.

Verificarea pieselor de uzură

Piesele de uzură ale unui Q-metru cu blocare includ suprafețele de alunecare ale pistonului principal, ale culisului de antrenare și ale culisului de comandă, precum și garniturile din secțiunea de pilotare. Semnele de uzură, precum zgârieturi, coroziune punctiformă sau joc crescut, se manifestă printr-un comportament de reglare instabil, pulsarea sarcinii sau o închidere lentă a supapei. Inspecția periodică și înlocuirea la timp a pieselor de uzură previn deteriorările ulterioare ale cilindrului și motorului.

Curățenia lichidului sub presiune

Deoarece funcția pilotată este sensibilă la impurități, respectarea clasei de puritate a uleiului specificate de producător este esențială. Orificiile de strangulare din secțiunea de pilotare sunt înguste, iar chiar și particulele mici pot afecta funcționarea. Inserțiile de reglare sunt disponibile în mai multe dimensiuni, pentru a adapta caracteristica de reglare la fiecare aplicație în parte. Astfel, în funcție de dimensiunea modelului, diametrele sunt, de exemplu, de 0,3 mm pentru dimensiunile 12 și 16, de 0,4 mm pentru dimensiunea 25 și de 0,6 mm pentru dimensiunea 32. Aceste secțiuni transversale fine subliniază necesitatea unei filtrări eficiente a uleiului.