Aparataj hidraulic de distributie (distribuitoare)

APARATAJ    HIDRAULIC DE DISTRIBUTIE (DISTRIBUITOARE)

1. Consideratii teoretice

Aparatajul de distributie asigura dirijarea fluidului prin conducte spre motorul hidraulic sau spre alte sectiuni ale instalatiei. Se imparte in:

a)     Aparataj de distributie cu functionare discreta (distribuitoarele);

b)     Aparataj de distributie cu functionare continua (servo-distribuitoarele)

Distribuitoarele difera prin tipologia constructiva (rotative, liniare, plane, cu supape), prin felul comenzii (directa, indirecta), prin modul de actionare (manuala, electrica, hidsraulica, pneumatica).

Parametrii principali si auxiliari ai distribuitoarelor:

- presiunea nominala p_n este presiunea la care distribuitorul functioneaza in bune conditii in regim de durata cu respectarea tuturor parametrilor tehnici in limitele prescrise;

- deschiderea nominala DN este marimea conventionala care defineste sectiunea nominala de curgere prin distribuitor (DN10, DN13, DN16, DN20).

Dintre parametrii auxiliari se mentioneaza:

- debitul nominal recomandat;

- debitul maxim admisibil;

- caderea de presiune in functie de debit;

- pierderile de debit;

- timpul maxim de comutare.

Functionarea distribuitorului (fig. 1) va fi analizata pe un distribuitor cu sertar liniar care in principal se compune din:

● corpul distribuitorului 1 in care s-a prevazut un numar de cinci canale care fac legatura cu orificiile P, A, B, T practicate pe una din suprafetele distribuitorului;

● sertarul cilindric de ditributie 2, prevazut cu patru gulere, doua dintre ele (cele din mijloc) realizind efectiv distributia iar celelalte ghidarea si etansarea corespunzatoare;

● actionarea sertarului 3 care poate fi: manuala (pe schema), mecanica, electrica, hidraulica.

In pozitia initiala (de mijloc), sertarul avind latimea gulerelor mai mare decit a canalelor (acoperire pozitiva) obtureaza orificiile A, B, P, T, uleiul nu poate circula spre motorul hidraulic care va fi blocat (fig. 1b).

Deplasarea sertarului prin actiunea manulaa in stinga (fig. D1a), permite realizarea unor legaturi interioare intre orificii P-A si B-T. Uleiul va intra in camera stinga a cilindrului, deplasind pistonul spre dreapta, iar uleiul din cealalta camera va trece prin orificiul B la retur T. Deplasarea sertarului in dreapta (fig. D1c) duce la relizarea legaturilor interioare intre orificii P B si A T, uleiul de la orificiul de presiune P, ajungind in camera dreapta, pistonul deplasindu-se in stanga, uleiul evacuat din cilindru trece prin orificiul A in rezervor.

Pozitiile sertarului se noteaza cu cifre romane - 0 pozitie de mijloc, I - pozitie stinga, II - pozitie dreapta.

Fig. 1 Schemele de functionare ale unui distribuitor cu trei pozitii

.2. Simbolizare si tipuri de sertare de ditributie (tabelul I)

In schemele hidraulice aparatajul de distributie este simbolizat (distribuitoarele din actionarea hidraulica sunt similare contactoarelor din actionarea electrica).

Simbolizarea acestora se face in conformitate cu STAS 7145-76 care specifica: distribuitorul se reprezinta printr-un patrat, pe care sunt trecute orificiile si legaturile dintre ele prin sageti. Sagetile indica directia de curgere, a fluidului in distribuitor.

Aceasta simbolizare se poate observa in fig. 1 pentru fiecare pozitie a sertarului in parte, deci vom reprezenta functional un distribuitor prin atitea patrate, cite pozitii va ocupa sertarul in functionare.

Alaturarea acestor patrate printr-o latura comuna da sistemul complet de lucru al distribuitorului (fig. 1d).

Tabel 1

In tabelul 1 se prezinta o parte din tipurile de ditribuitoare cu sertar construite la noi in tara la care sertarul are o constructie diferita pentru diferite scheme de legaturi interioare in pozitie medie, care sint numerotate de la 01-08. Utilizarea acestei numerotatii da posibilitatea alegerii corecte a unui distribuitor pentru o pozitie netra impusa de constructia schemei hidraulice.

Comanda distribuitoarelor

Actionarea sertarului se poate face manual, mecanic, electric, hidraulic sau pneumatic. Tipul actionarii se alege tinandu-se seama de o serie de factori cum sunt: deschiderea nominala, tipul si gradul de automatizare al masinii-unelte, frecventa comenzii, distanta dintre elemente, viteza de reactie etc.

Simbolizarea comenzilor se face conform STAS 7145-76 (tabelul 2) si ne da posibilitatea de a defini complet distribuitorul in schema hidraulica prin alaturarea tipului de comanda.

Comanda manuala se utilizeaza de obicei in circuitele hidraulice simple de la masinile-unelte universale. Ca organe directe de actionare se utilizeaza minere, pirghii articulate, butoane.

Comanda mecanica se utilizeaza la masinile-unelte cu ciclu automat sau semiautomat de lucru, fie pentru inversarea sensului de miscare fie pentru trecerea de la o viteza rapida la una tehnologica. Comanda se face cu came montate pe masa deplasabila.

Comanda electrica are cea mai larga raspindire in circuitele hidraulice de putere mica si mijlocie.

Sertarele in acest caz sunt actionate de electromagneti, care au o constructie simpla si pot fi comandati de la distanta. Electromagnetul deplaseaza sertarul prin impingere sau tragere.

Comanda hidraulica prezinta avantaje in special cind fortele sunt mari., fiind simpla, fiabila, robusta. Pentru deplasarea sertarului sunt necesare elemente suplimentare, rolul de piston fiind indeplinit de obicei chiar de sertar. Se poate realiza variatia vitezei, de inversare a fazelor de miscare a motorului hidraulic.

Comanda electrohidraulica (cu distribuitor pilot). Ansamblul format dintr-un distribuitor cu comanda electrica si un distribuitor cu comanda hidraulica poarta denumirea de distribuitor electrohidraulic sau cu comanda electrohidraulica (fig. 2). Folosirea comenzii electrohidraulice este impusa de fotrtele mari de inversare (forte hidrodinamice) care apar in distribuitor atunci cand debitele de lucru sunt mari (peste 40 l/min). Aceste distribuitoare permit o inversare linistita (temporizata) a motorului hdraulic prin introducerea in circuitele de comanda X-Y a unor drosele cu supape de sens. Alimentarea si returul pilotului (X-Y) poate fi comuna cu a circuitului principal (X intern, Y extern) sau separata de circuitul principal (X extern, Y extern). Distribuitoarele electrohidraulice se folosesc pentru marimile DN16, DN25, DN32. Pilotul (distribuitorul de comanda) poate fi un distribuitor DN6 sau DN10.

Simbolizarea distribuitorului electrohidraulic este prezentata in fig. 2b dar aceasta poate fi facuta si simplificat (fara prezentarea pilotului) asa cum se arata in tabelul 2.

La noi in tara s-a realizat o codificare a distribuitoarelor care este prezentata in fig. 3 si care permite proiectantului si constructorului de instalatii hidraulice sa aleaga tipul de distribuitor cu sertar necesar schemei proiectate. Intreprinderile producatoare de distribuitoare la noi in tara sunt: "HIDROSIB" Sibiu si "ROMSEH" Focsani.

a) b)

Fig. 2. Distribuitor cu comanda hidraulica DN20.

a) Schema constructiva, b) Simbolizare (x- intern, y - intern)

Tabel 2

Acoperirea distribuitoarelor

La servodistribuitoare, in special, intereseaza foarte mult diferenta dintre latimea gulerului a al sertarului si legatura canalului b din corp care defineste de fapt gradul de acoperire (a-b)/2.

Marirea acoperirii la sistemele de urmarire automata (copierea hidraulica, sistemele electrohidraulice) influenteaza asupra performantelor de regim stationar si tranzitoriu introducind (acoperirile pozitive si negative) neliniaritati de tipul zonelor de insensibilitate.

Figura 3 Tipuri de acoperiri ale distribuitoarelor

Fig. 4 Graficul dependentei caderii de presiune Dp in functie de debitul vehiculat