Chuong 8

CENNITEC

CATRIDGE VALVE

LE THE TRUYEN


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Lọai van này được sản xuất theo tiêu
chuẩn do vậy nó có thể được lắp đặt trên
các khối van hoặc bệ van. Cấu trúc này
được dùng rất nhiều trong những năm gần
đây đặc biệt với vai trò là van điều chỉnh áp
suất, điều chỉnh lưu lượng và van một
chiều. Đơi khi nó cịn được gọi là logic van.
Nó có hai cửa làm việc chính là A và B.
Các cửa này có thể nối thơng với nhau
hoặc tách rời nhờ con chạy bên trong van.

AX

Tiết diện Ax
X

B

B

Tiết diện AB

Tiết diện AA
A

A
X

AA

AB

A

B

Cennitec


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Dùng van logic tạo van hai vị trí

B
B

A
B
A
A

Cennitec


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Điều khiển van logic bằng áp suất bên ngòai

P
Áp suất điều khiển từ bên
ngòai

B
X
A
B

A

Cennitec


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Van logic và các vị trí tương đương

W

Y

X

Z

Trạng thái
W

0

1

1

0

1

0

0

X

0

1

0

1

0

1

1

Y

0

1

1

0

0

1

1

Z

0

1

0

1

1

0

1

Cennitec


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Van điều chỉnh áp suất dùng logic van

X

X
B

A

B

A

Cennitec

le the truyen

CATRIDGE VALVE
Van điều chỉnh áp suất từ xa dùng logic van

LP1

X
LP2

B

A

Cennitec


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Thiết kế mạch thủy lực dùng logic valve

Phần này các tác giả xin trình bày trình tự thiết kế một máy ép thủy lực dùng
logic van. Ví dụ này ngòai việc tổng hợp các chức năng của logic van, nó
cịn giúp cho người đọc có cái nhìn tổng quát hơn về sự kết hợp lẫn nhau
giữa các thành phần thủy lực để tạo nên một chức năng cơng nghệ. Vì
khn khổ giới hạn của tài liệu này nên các chức năng an toàn thường gặp
trong các máy ép khơng được trình bày trong ví dụ này.

Cennitec


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Bước 1
Thiết kế cụm bơm-động cơ và van giới hạn áp suất
Y5
1.1

P

A

M

T
B

A
B

1
1.2

Logic van (1) được sử dụng để giới hạn áp suất của hệ thống. Áp suất thấp (xả
tải) có được nhờ sử dụng van phân phối (1.1) khi cuộn dây Y5 khơng được cấp
nguồn. Khi đó buồng lị xo của van (1) có áp suất bằng 0. Khi cuộn dây Y5

được cấp nguồn, đường điều khiển của van (1) bị khóa và chức năng giới hạn
áp suất được thực hiện.

Cennitec


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Bước 2
Hành trình đi về của xy lanh

Prefill valve

Van logic (2) được dùng để điều khiển
xy lanh trở về. Lưu lượng có thể đi tự do
từ A sang B. Khi áp suất của hệ thống về
0, van (2) sẽ khóa dầu hướng từ B sang
A nhờ trọng lượng của tải.

B
A

2

Y5
1.1

P

A

M

T
B

1
1.2

Cennitec

A
B


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Bước 3
Xả áp suất bị nén ở buồng xy lanh trước khi hành trình về được thực hiện
Trước khi xy lanh trở về, áp
Prefill valve
suất hiện có trong buồng xy
lanh mà nó được hình thành
trong q trình ép phải được
giải phóng nhằm tránh gây ra
Y2
rung động lớn. Van logic (3)
T

được lắp vào hệ thống để
A
thực hiện mục đích này.
Theo điều kiện ban đầu như
B
A
2
A
được trình bày trong hình
B
3.86, logic van (3) được đóng
lại nhờ van phân phối 3/2
Y5
(3.1). Khi cuộn dây Y2 được
P
A
A
B
cấp nguồn thì áp suất tại
T
B
M
buồng lò xo của van bằng 0.
Van logic (3) mở cho phép xả
dầu từ buồng của xy lanh về
Cennitec
bể chứa dầu.

3.1

1.1

1

1.2

P

3


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Bước 4
Thiết kế đường dẫn lưu lượng từ bơm đến buồng lớn của xy lanh để thực hiện
hành trình ép
Nhằm mục đích cấp dầu cho buồng
lớn của xy lanh khi thực hiện hành
trình ép, van logic (4) được sử
dụng. Khi van phân phối (4.1) ở vị
trí nghỉ (cuộn dây Y3 chưa được
cấp nguồn), van logic (4) đóng. Van
cũng đóng được nhờ van hoặc
(OR) (4.2) và đường điều khiền
(4.4). Lổ (4.5) quyết định thời gian
đóng của van logic (4). Nhờ van
OR (4.2) mà van logic (4) chỉ có thể
mở cho dầu đi từ A sang B nhưng
không bao giờ cho phép dầu đi

theo hướng ngược lại từ B sang A.

Prefill valve

A
Y3
4.4
4.1

P

Y2

T
4.2

3.1

T
P

A

4.5
4.3

B
A

B

2
A

A
B

4

3

Y5
1.1

P

A

M

T
B

A
B

1
1.2

Cennitec

le the truyen

CATRIDGE VALVE
Bước 5
Chắc chắn đóng van (2) trong lúc xy lanh đang đi ra
Nhằm để đảm bảo van (2) được
chắc chắn đóng khi xy lanh đang đi
ra van (2.1) và van (2.2) được sử
dụng. Để xy lanh có thể trở về, cuộn
dây Y1 cần phải được cấp điện.
Đường điều khiển (2.3) khi đó có áp
suất bằng 0. Bây giờ lưu lượng có
thể đi từ A sang B nhưng không đi
được từ B sang A.

Prefill valve

A
Y3
4.4
4.1

4.2

A

2

T

4.3

B

2.1

A

A
B

4

Y5
1.1

P

A

M

P

A

4.5

Y1

3.1

Y2

T

2.3

2.2

B

P

T
B

A
B

1
1.2

Cennitec

3

le the truyen

CATRIDGE VALVE
Bước 6
Hạ xy lanh (Nhanh)
Đường dẫn lưu lượng từ bơm
đến buồng lớn của xy lanh đã
được hình thành ở bước 4. Tuy
nhiên, để xy lanh có thể hạ
xuống thì buồng nhỏ của xy lanh
phải được nối với bể chứa dầu.
Cùng lúc đó, vận tốc của xy lanh
phải được kiểm sốt có nghĩa là
lưu lượng thóat từ buồng nhỏ
của xy lanh phải qua bộ điều
chỉnh lưu lượng. Điều này có thể
thực hiện bằng van logic (5). Khi
cuộn dây Y4 được cấp nguồn,
buồng lị xo của van (5) có áp
suất bằng 0, cho phép lưu lượng
đi được từ A sang B.

Prefill valve

A
Y3
5.1 A

4.4

Y4

4.1

P

T

5

B
A

B

2

4.2

A

Y1

Y2

T

2.3

2.2

A

P

3.1

T

4.3
2.1

B

P
T

A

A
B

4

Y5
1.1

P

A

M

P

A

4.5

T
B

A
B

1
1.2

Cennitec

3


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Bước 7
Hạ xy lanh với vận tốc chậm, cân bằng tải và giảm tốc
Khi van (5.1) họat động tại vị trí
nghỉ, van (5) đóng lại. Cùng lúc

đó, van logic (6) bắt đầu mở.
Nhờ van giới hạn áp suất (6.2)
mà van logic (6) hoạt động giống
như van cân bằng tải. Giá trị
điều chỉnh cho van (6.2) được
tính tịan dựa trên áp suất gây ra
bởi tải tại buồng nhỏ của xy
lanh. Để an tịan trong q trình
ép, van giới hạn áp suất (6.3)
được sử dụng. Áp suất tại
buồng nhỏ của xy lanh ở giai
đọan này không bao giờ vượt
qua giá trị của van (6.3). Giá trị
cài cho van (6.3) phải cao hơn
giá trị cài cho van (6.2).

Prefill valve

A
Y3
5.1

4.4

A

Y4

4.1

P

T

6.3

6.2

A

B

5

2

4.2

A

Y1
B

Y2

T

2.3

2.2

A

P

T

4.3
2.1

B

P
T

A

6

A
B

4

Y5

6.1

1.1

P

A

M

P

A

4.5

A
B

3.1

T
B

A
B

1
1.2

Cennitec

3

le the truyen

CATRIDGE VALVE
Bước 8
Bảo vệ hệ thống trước áp suất trả về

Nhằm để bảo vệ hệ thống trước
áp suất trả về, van giới hạn áp
suất (7) được sử dụng. Giá trị cài
cho van này cao hơn 10% so với
áp suất cực đại.
Để đảm bảo chắc chắn rằng van
(5) và (6) ln đóng khi dừng hệ
thống, ngõ ra T của các van này
phải được nối chung về bể chứa
dầu. Điều này được thực hiện
nhờ van (4.1) và đường điều
khiển (6.4).

6.4

Prefill valve
7

A
Y3
5.1 A

4.4

Y4

4.1

P

T

6.3

A

B
A

B

5

2

4.2

A

Y1
2.1

Y2

T

2.3

2.2

6.2

P

T

B

P
T

8

A

A
B

4

A
B

6

Y5

6.1

1.1

P

A

M

T
B

P

A

4.3

4.5

3.1

A
B

1
1.2

Cennitec

3


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Khi van (4.1) ở vị trí khởi hành
(khi xy lanh trở về hoặc xả nén)
các van giới hạn áp suất này bị
khóa nhờ áp suất của đường
điều khiển (6.4). Các van logic
(5) và (6) ở trạng thái đóng. Khi
cuộn Y3 được cấp điện, trường
hợp này xy lanh hạ xuống,
đường điều khiển (6.4) được nối
với bể chứa dầu qua van (4.1).
Các van (6.2) và (6.3) hoạt động.
Van một chiều (8) đảm bảo rằng
điều này luôn xảy ra khi áp suất
của hệ thống giảm do hệ thống
xả tải qua van logic (1).

6.4

Prefill valve

7

A
Y3
5.1 A

4.4

Y4

4.1

P

T

6.3

A

B
A

B

5

2

4.2

A

Y1
2.1

T

B

P
T

8

A

A
B

4

A
B

6

Y5

6.1

1.1

P

A

M

T
B

P

A

4.3

4.5

3.1

Y2

T

2.3

2.2

6.2

P

A
B

1
1.2

Cennitec

3


le the truyen

CATRIDGE VALVE
6.4

Prefill valve
7

Bảng chức năng
Chức năng

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

A
Y3

X

5.1

4.4

A

Y4

4.1

Xuống nhanh

P

T

6.3

B

6.2
5

Xả áp suất nén

2

2.1

T

B

P
T

8

A

6

A
B

4

Y5

6.1

1.1

P

A

X : cửa điều khiển của van prefill
M

T
B

P

A

4.3

4.5

3.1

A
B

Đi lên

A

B

4.2

A

Y1
A

Y2

T

2.3

2.2

Ép

P

A
B

1
1.2

Cennitec

3


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Máy nâng hàng
Hình 3.92 trình bày hệ
thống thủy lực của một
máy nâng hàng. Lý do
dùng van logic ở đây là
thiết bị yêu cần nhỏ gọn
nhưng có lưu lượng làm
việc lớn để đáp ứng yêu
cầu vận hành nhanh
của máy. Lưu lượng các
máy nâng này dao động
từ 50 l/min đến 1900
l/min.
Lưu lượng được cấp
bởi bơm có lưu lượng
riêng thay đổi được.

24 bar
2.1

a

B

P

T

1.1

3.1
b

a

5

6

X

A

A

B

P

T

X

X

3.0

1.0
B

B
A

2.0

B

A

4

A

P

Cennitec


le the truyen

CATRIDGE VALVE
Khi bơm bắt đầu cung cấp lưu
lượng, áp suất xuất hiện tại cửa A
của các van logic (1.0) và (3.0).

Đồng thời lúc đó, áp suất cũng
xuất hiện trong các đường điều
khiển, van một chiều (4) và van
phối (1.1) đến cửa T của van giới
hạn áp suất (2.1). Áp suất cũng
qua van (1.1) (P đến B) đến buồng
lò xo của van (1.0) và qua van
(1.1) (P đến A) đến buồng lò xo
của van (3.0). Cả hai van logic đều
khóa dầu từ hướng A đến B. Áp
suất trong buồng xy lanh tạo ra bởi
trọng lượng của tải giữ các van
logic trong trạng thái đóng nhờ
đường điều khiển (6).

24 bar
2.1

a

B

P

T

1.1

3.1
b

a

5

6

X

A

A

B

P

T

X

X

3.0

1.0
B

B
A

2.0

B

A

4

A

P

Cennitec