Fácil control de flujo poscompensado

Los términos como poscompensación, flujo compartido y precompensación son útiles cuando se explora el control de flujo predecible en los sistemas hidráulicos. Cuando comencé a aprender sobre la presión del aceite, me resultó fácil entender el circuito de precompensación, pero me resultó difícil descifrar la postcompensación. Por alguna razón, el concepto de tráfico compartido parece difícil de entender y, hasta donde yo sé, a muchos otros les resulta difícil de entender por completo.

presión y flujo a través del orificio

Entonces, ¿qué es la compensación laboral, que a menudo se denomina tráfico compartido?Antes de sumergirnos en esto, algunas personas debaten si la compensación laboral y el tráfico compartido son lo mismo. A pesar de las opiniones contrarias, digo que sí lo son. Una razón por la que muchos pueden estar en desacuerdo es porque muchos sitios que discuten la compensación posterior y el intercambio de tráfico están, en mi opinión, escritos por ingenieros experimentados para otros ingenieros experimentados. Explican el papel y los beneficios de la compensación laboral, pero no brindan una explicación básica de la justificación para compartir el tráfico.

Para comprender cómo funciona un compensador de presión, lo único que debe comprender es que cuando el aceite fluye a través de un orificio de medición, la caída de presión (ΔP) a través del orificio aumenta con el flujo y disminuye con el tamaño del orificio. Ya sea que use compensación previa (aguas arriba del orificio) o compensación posterior (aguas abajo del orificio), mantener una caída de presión constante a través del orificio mantiene el flujo estable. El propósito principal de cualquier sistema de control de flujo compensado por presión es mantener un flujo constante hacia el actuador al compensar automáticamente los cambios de presión inducidos por la carga para un control funcional preciso y predecible.

Fácil de empezar

Para evitar complicar la discusión, no consideraremos bombas de desplazamiento variable, válvulas de descarga, detección de carga, eficiencia, sobrecalentamiento o saturación de flujo en este punto. En su lugar, crearemos un circuito de fuente de presión básico que consiste en una bomba de desplazamiento fijo que trabaja contra una válvula de alivio ajustada a 200 bar (3000 psi). Luego introduciremos una carga variable, representada por otra válvula de alivio, y supondremos que nuestra carga puede variar de cero a 100 bar (1500 psi). Finalmente, agregaremos un orificio de medición variable (válvula de aguja) para ver qué sucede (Figura 1).

1. Este modelo puede ser demasiado simplista, pero muestra que cada vez que cambia la presión de carga, el ΔP en el elemento de medición también cambia, lo que resulta en un cambio en la velocidad del actuador.

Por lo tanto, conecte dos líneas piloto antes y después de la válvula de mariposa (para aprovechar el ΔP anterior) y aplíquelas a ambos lados de la válvula de dos vías, con el resorte predispuesto en la posición abierta e instalada aguas arriba del orificio. Con esta configuración, siempre que la presión diferencial que actúa sobre el carrete cree una fuerza mayor que el resorte de polarización, el carrete se cerrará, estrangulando y limitando efectivamente la ΔP (y el flujo continuo) a través del orificio. – Ajustar moda. Esto representa un control de flujo compensado previamente (Figura 2).

2. Ahora nuestro circuito es mucho mejor;Usamos una válvula de aguja para establecer la velocidad funcional y observamos cómo nuestro flujo se mantiene estable e independiente de la presión inducida por la carga.

obtener la esencia

Debe entenderse una característica clave de este sistema: el compensador es Normalmente abierto , y solo tiene efecto (compensado) después de una cierta caída de presión a través del orificio de medición, cuyo umbral está definido por el resorte compensador. Esto significa que dicho sistema puede considerarse un limitador de corriente.

En nuestro escenario, la válvula de compensación está aguas arriba del orificio, pero puede colocarla aguas abajo y funcionará de la misma manera. Me parece que mover el compensador aguas abajo lo califica como un sistema de compensación posterior (aunque no es adecuado para compartir el flujo, que es otra discusión), pero aún sigue los mismos principios y no ha cambiado. Todavía es un restrictor compensado en el que la caída de presión de compensación a través del elemento de medición está definida por un resorte (Figura 3).

3. La colocación de la válvula de compensación aguas abajo del orificio crea una fuerza de resorte para determinar la caída de presión de compensación a través del elemento de medición.

Los dispositivos de control de flujo normalmente abiertos poscompensados ​​se utilizan a menudo para válvulas de control de flujo de cartucho de orificio fijo porque es la construcción más simple (y económica). Consiste en un carrete pretensado por resorte con un orificio (Figura 4).

4. Los dispositivos de control de flujo normalmente abiertos y poscompensados ​​se encuentran a menudo en válvulas de control de flujo de cartucho de paso fijo.

Diferentes circuitos, resultados similares

Así que ahora sabemos que la placa de orificio necesita una caída de presión constante de 10 bares para mantener el control. Sin embargo, la presión a la entrada del orificio es de 200 bar, por lo que para obtener un ΔP de 10 bar necesitamos una presión de 190 bar a la salida. Todo lo que tenemos que hacer es idear una forma de inducir 190 bar en la salida del orificio para producir la gota que necesitamos. Podemos hacer esto colocando una válvula de secuencia aguas abajo del orificio y ajustándola a 190 bar, como se muestra en la Figura 5.

5. Colocar una válvula de secuencia aguas abajo del orificio y ajustarla a 190 bar, creando una presión de 190 bar a la salida de nuestro orificio.

Aquí hay un circuito diferente que proporciona resultados similares. Esta disposición proporciona la misma caída de presión constante de 10 bar en el elemento de medición, lo que también garantiza un control de flujo independiente de la carga. Tenga en cuenta que esta es una válvula de secuencia, no una válvula de alivio, e incluso si la válvula y la carga están conectadas en serie, la presión inducida por la carga no aumentará su configuración porque la cámara del resorte conduce al tanque. De hecho, el poderoso resorte de 190 bar se puede reemplazar con una presión piloto de 190 bar que actúa sobre el carrete, como se muestra en la Figura 6.

6. Reemplazar el fuerte resorte usado en la Figura 5 con una presión piloto de 190 bar que actúa sobre el carrete también producirá una presión de 190 bar en la salida del orificio.

En resumen, el sistema de compensación previa se basa en un compensador normalmente abierto que actúa como un limitador de flujo que detecta la caída de presión a través del orificio y la mantiene por debajo del ajuste definido por el resorte. El sistema de compensación posterior actúa como un sensor de presión, asegurando que la presión aguas abajo del elemento de medición no caiga por debajo de un ajuste definido por la presión piloto proporcionada (o, en nuestro ejemplo simplificado, por un resorte muy fuerte).

Dominar este principio (la diferencia entre un limitador de corriente y un inductor de presión) me abrió los ojos, y cuando comencé a llamar a estos circuitos por estos nombres, su función se volvió clara para mí. El comportamiento de estos compensadores en sistemas con múltiples actuadores en condiciones normales y de saturación de flujo es otra discusión interesante, que se presenta en la siguiente sección.

Sergiy Sydorenko es técnico hidráulico y consultor en Rosario, Portugal. Este artículo está adaptado de «Control de flujo posterior a la compensación para tontos», Una entrada en su blog, Hablemos de hidráulica , permitido su sitio web .

error: Content is protected !!