Když lidé hledají informace o směrovém regulačním ventilu WE 5 pro Rexroth, obvykle chtějí pochopit, co tento ventil dělá, jak funguje a zda vyhovuje jejich potřebám. Označení WE 5 odkazuje na konkrétní velikostní kategorii v řadě ventilů Rexroth, ale příběh je zajímavější než jen jeden model ventilů.
Co je to směrový regulační ventil WE 5
Původní WE 5 od Rexroth byl směrový regulační ventil postavený podle velikostního standardu NG5. Tyto ventily řídily průtok hydraulické kapaliny v systémech, které vyžadovaly mírný tlak a průtoky. Tradiční WE 5 zvládal tlaky až 250 barů a průtoky mezi 14 a 20 litry za minutu. Po mnoho let tato úroveň výkonu dobře fungovala pro menší hydraulické systémy, jako jsou kompaktní stroje a lehká průmyslová zařízení.
Moderní průmyslové aplikace však vyžadují vyšší výkon a vyšší průtoky. Zde je důležitý vývoj směrového regulačního ventilu WE 5. Společnost Rexroth vyvinula řadu 5X, která zahrnuje modely 5-.WE 10. Tyto novější ventily zachovávají filozofii designu původního WE 5, ale lze je zvětšit až na velikost NG10. Výsledkem je ventil, který zvládne až 160 litrů za minutu při tlacích dosahujících 420 barů. Když dnes inženýři hledají směrový regulační ventil WE 5, často nakonec zvolí tyto modely NG10, protože splňují současné požadavky na výkon.
Řada směrových regulačních ventilů WE 5 se řídí mezinárodními normami jako ISO 4401-05 a NFPA D05. Tato standardizace znamená, že ventily lze namontovat na standardní připojovací desky a nahradit podobné ventily od jiných výrobců bez přepracování celého systému.
Jak funguje ventil uvnitř
Základní struktura směrového regulačního ventilu WE 5 je přímočará. Uvnitř těla ventilu je umístěna posuvná cívka, která se pohybuje tam a zpět a spojuje různé porty. Když se cívka posune, změní se, které porty se k sobě připojují. Cívka může například připojit port P (tlak) k portu A a zároveň připojit port B k portu T (nádrž). Když se cívka pohybuje opačným směrem, obrátí tato spojení.
Co způsobuje, že směrový regulační ventil WE 5 pohybuje touto cívkou? Odpovědí je elektromagnetický solenoid. Rexroth používá to, čemu říkají „mokrý“ design elektromagnetu. Solenoid je umístěn uvnitř hydraulické kapaliny, spíše než aby byl od ní utěsněn. To může znít riskantně, ale ve skutečnosti poskytuje lepší chlazení a delší životnost. Hydraulická kapalina odvádí teplo z cívky, což umožňuje solenoid běžet nepřetržitě bez přehřívání.
Když vypnete napájení solenoidu, pružiny uvnitř ventilu zatlačí cívku zpět do její střední polohy. Různé konfigurace pružin vytvářejí různé chování. Standardní nastavení používá vratné pružiny na obou stranách. Některé verze používají silnější pružiny, aby se ventil přepínal rychleji. Jiné verze zcela eliminují pružiny pro speciální aplikace, kde by cívka měla zůstat v jakékoli poloze, do které se přesunula.
Mnoho modelů směrových regulačních ventilů WE 5 obsahuje funkci ručního ovládání. Toto je tlačítko na horní straně ventilu, které umožňuje někomu pohybovat cívkou ručně. Během nastavování nebo odstraňování problémů se toto ruční ovládání ukazuje jako velmi užitečné. Systém můžete otestovat bez použití elektrické energie.
Výkonnostní schopnosti a limity
Moderní verze NG10 systému Directional Control Valve WE 5 zvládají působivá výkonová čísla. Standardní modely pracují při tlaku 350 barů, speciální verze jsou dimenzovány na 420 barů. Průtok dosahuje 160 litrů za minutu při provozu na stejnosměrné napětí nebo 120 litrů za minutu při střídavém napětí po usměrnění.
Teplotní rozsah se pohybuje od minus 30 stupňů Celsia do plus 80 stupňů Celsia. Ventil pracuje s hydraulickými kapalinami v rozsahu od velmi tenkých (2,8 milimetrů na druhou za sekundu) až po poměrně silné (500 milimetrů na druhou za sekundu). Tato flexibilita znamená, že jeden design ventilu slouží mnoha různým aplikacím.
Vysoký výkon však přichází s určitými ohledy. Když tekutina protéká ventilem maximální rychlostí, hydraulické síly působící na cívku se stávají značnými. Tyto síly mohou způsobit nestabilitu nebo vibrace. Aby to bylo možné zvládnout, společnost Rexroth nabízí kazety škrticí klapky, které se instalují do portů. Tyto patrony mírně omezují průtok, což snižuje dynamické síly a usnadňuje provoz. Kompromisem je vyšší tlaková ztráta na ventilu, ale lepší stabilita obvykle stojí za to.
Vnitřní netěsnost je další charakteristikou konstrukce směrového regulačního ventilu WE 5. Ze všech šoupátkových ventilů uniká nějaká tekutina za cívku, protože cívka potřebuje vůli, aby se mohla volně pohybovat. Tento únik se postupně zvyšuje, jak se ventil opotřebovává během tisíců cyklů. Pro aplikace, které potřebují udržet náklad na místě po dlouhou dobu, nemusí samotný směrový regulační ventil WE 5 poskytovat dostatečnou přídržnou sílu. Tento problém pomáhá vyřešit přidání externích zpětných ventilů nebo volba konfigurace šoupátka s uzavřeným středem.
Elektrické ovládání a doba odezvy
Elektrická strana směrového regulačního ventilu WE 5 pracuje na standardní průmyslové napětí. DC verze akceptují 12, 24, 110 nebo 220 voltů, přičemž nejběžnější je 24 voltů. AC verze potřebují konektor usměrňovače pro přeměnu střídavého proudu na stejnosměrný proud, který vyžaduje solenoid.
Spotřeba energie se pohybuje od 17 do 38 wattů v závislosti na konkrétním modelu. Ventily jsou dimenzovány na 100% pracovní cyklus, což znamená, že mohou zůstat pod napětím nepřetržitě bez poškození. Toto nepřetržité hodnocení je důležité, protože mnoho hydraulických systémů drží pozici po dlouhou dobu.
Doba odezvy se liší v závislosti na několika faktorech. Standardní solenoidy se zapínají mezi 65 a 150 milisekundami a mezi 48 a 104 milisekundami se vypnou. Tyto časy se mohou zdát rychlé, ale některé aplikace vyžadují ještě rychlejší odezvu. Rexroth nabízí modulační kazety s pulzní šířkou, které zkracují dobu spínání na polovinu. Tyto PWM kazety rychle pulzují solenoidové napětí v řízeném vzoru, který urychluje pohyb cívky.
Další možnost PWM snižuje spotřebu energie spíše než zvyšuje rychlost. Tato kazeta snižující energii sníží teplotu cívky nejméně o 30 stupňů Celsia. Nižší teplota prodlužuje životnost ventilu v horkém prostředí nebo v aplikacích s vysokým zatížením. Inženýři si musí vybrat mezi optimalizací pro rychlost nebo optimalizací pro řízení teploty. Systém Directional Control Valve WE 5 poskytuje možnosti pro obě priority.
Když se solenoid vypne, kolabující magnetické pole generuje napěťovou špičku. Tento hrot může poškodit citlivou elektroniku připojenou ke stejnému zdroji napájení. Standardní solenoidy K4 vyžadují externí odrušovací diody, aby toto napětí stlačily pod 500 voltů. Verze elektromagnetu K72L obsahuje integrovanou ochranu, která zjednodušuje zapojení a zajišťuje shodu s normami elektrické bezpečnosti.
Výběr správné konfigurace zařazování
Cívka uvnitř směrového regulačního ventilu WE 5 určuje, co ventil dělá v každé poloze. Nejběžnější jsou čtyřcestné, třípolohové cívky. Tyto cívky mají čtyři porty (P, T, A, B) a tři různé polohy (levý, středový, pravý).
Zvláště důležité je chování ve středové poloze. Cívka "E" uzavírá všechny čtyři porty ve střední poloze. Tím se vytvoří uzavřený střed, který uzamkne zátěž na místě a vytvoří tlak v čerpadle. Konfigurace E poskytuje maximální udržení zatížení, ale vyžaduje pojistný ventil k ochraně čerpadla před přetlakem.
Cívka "H" uzavírá porty P, A a B při připojení T ve střední poloze. Tím dojde k odlehčení čerpadla do nádrže, čímž se sníží plýtvání energií, když je ventil vycentrován. Zátěž zůstane zablokována, protože A a B jsou uzavřeny, ale přídržná síla není tak silná jako u E cívky.
Cívka "J" uzavírá P, zatímco spojuje A, B a T dohromady ve střední poloze. To umožňuje, aby se náklad volně vznášet a tepelná expanze unikala do nádrže. Konfigurace J je užitečná pro systémy, které se potřebují snadno pohybovat v neutrální poloze nebo pro zabránění nárůstu tlaku v důsledku změn teploty.
Výběr špatného typu cívky způsobuje problémy. Například použití H cívky na aplikaci s vertikálním zdvihem může způsobit, že náklad bude pomalu sjíždět dolů kvůli vnitřnímu úniku. E cívka by držela lépe. Na druhou stranu, použití E cívky na vodorovné ose, která se musí volně pohybovat, způsobí, že systém bude ztuhlý a plýtvá energií. Pochopení vaší aplikace vám pomůže vybrat správnou konfiguraci směrového regulačního ventilu WE 5.
Pokyny k instalaci a údržbě
Instalace směrového regulačního ventilu WE 5 vyžaduje pozornost na několik klíčových bodů. Ventil se montuje na pomocnou desku, která musí splňovat normy ISO 4401-05. Podložky Rexroth mají specifická čísla dílů a je třeba je objednat samostatně. Před instalací ventilu se ujistěte, že je připojovací deska čistá a správně nainstalovaná na rozdělovači nebo bloku.
Elektrické připojení používají standardní konektory DIN EN 175301-803. Konektor lze otočit o 90 stupňů, aby vyhovoval různým potřebám vedení vodičů. Některé konektory obsahují vestavěné usměrňovače pro AC provoz, zatímco jiné přidávají LED indikátory pro vizuální potvrzení stavu elektromagnetu.
Čistota tekutin je důležitější, než si většina lidí uvědomuje. Vůle uvnitř směrového regulačního ventilu WE 5 měří pouze několik mikrometrů. Částice nečistot mohou ucpat cívku, což způsobí, že se ventil zasekne nebo se neposune. Důrazně se doporučuje filtrace na 25 mikrometrů nebo jemnější. Pravidelná údržba filtru zabrání většině problémů s ventily.
Ventil pracuje s hydraulickými oleji na minerální bázi a několika typy biologicky odbouratelných kapalin. Materiály těsnění se dodávají v NBR (nitril) pro standardní oleje nebo FKM (Viton) pro syntetické kapaliny a vysoké teploty. Ujistěte se, že materiál těsnění odpovídá kapalině ve vašem systému.
Údržba je poměrně jednoduchá. Solenoidové cívky jsou vyměnitelné bez demontáže ventilu ze systému. Pravidelně kontrolujte odpor cívky, abyste zjistili degradaci dříve, než dojde k poruše. Pokud ventil začne reagovat pomalu nebo se neposune, je nejpravděpodobnější příčinou kontaminace. Propláchnutí systému a výměna filtrů obvykle problém vyřeší. Opotřebované vnitřní součásti lze nahradit originálními náhradními díly Rexroth, které jsou obvykle k dispozici po dobu deseti let od výroby.
Rozhodnutí o koupi
Když se rozhodnete koupit směrový regulační ventil WE 5 nebo jeho moderní ekvivalent NG10, výběr ovlivňuje několik faktorů. Nejprve ověřte své požadavky na průtok a tlak. Pokud potřebujete méně než 20 litrů za minutu při mírném tlaku, může vám stačit tradiční velikost NG5. Pro vyšší výkon jsou současným standardem modely NG10 řady 5X.
Za druhé, zvažte elektrické napětí dostupné ve vašem zařízení. Verze 24 V DC je nejběžnější v průmyslové automatizaci, zatímco možnosti 110 nebo 220 V vyhovují různým regionům a aplikacím.
Za třetí, vyhodnoťte, zda potřebujete speciální funkce, jako je rychlé přepínání, snížení energie nebo sledování polohy. Tyto možnosti zvyšují náklady, ale poskytují skutečné výhody v náročných aplikacích.
Cena se značně liší v závislosti na specifikacích a dodavateli. Tyto ventily nosí autorizovaní distributoři a průmysloví dodavatelé, často s technickou podporou, která vám pomůže s výběrem. Hromadné nákupy se obvykle kvalifikují pro množstevní slevy. Oficiální katalog Rexroth poskytuje podrobné specifikace a objednací kódy, abyste zajistili, že dostanete přesně ten správný ventil.
Alternativní dodavatelé nabízejí kompatibilní ventily za nižší ceny, ale kompatibilita a spolehlivost se mohou lišit. Pro kritické aplikace poskytují originální ventily Rexroth lepší dlouhodobou hodnotu díky konzistentnímu výkonu a dostupnosti dílů.
Praktické aplikace a faktory úspěchu
Směrový regulační ventil WE 5 a jeho potomci nacházejí domovy v bezpočtu aplikací. Vstřikovací stroje je používají k ovládání upínačů forem a vyhazovačů. Robotické systémy na ně spoléhají při přesném řízení pohybu. Vysokozdvižné vozíky na nich závisí z hlediska funkcí řízení a zdvihu. Tyto ventily obsahují lisy na tváření kovů, obráběcí stroje a zařízení pro manipulaci s materiálem.
Úspěch instalace jakéhokoli směrového regulačního ventilu WE 5 závisí na přizpůsobení ventilu požadavkům aplikace. Aplikace s vysokým průtokem potřebují k udržení stability škrticí vložky. Prostředí s vysokou teplotou těží ze solenoidů snižujících energii. Aplikace pro udržování zátěže vyžadují cívky s uzavřeným středem a případně externí zpětné ventily.
Elektrický systém musí poskytovat správné napětí a zahrnovat ochranu proti napěťovým špičkám. Konstrukce hydraulického systému by měla zohledňovat poklesy tlaku ventilem a zajišťovat odpovídající filtraci.
Pravidelná údržba prodlužuje životnost ventilu a zabraňuje neočekávaným prostojům. Jednoduché postupy, jako je monitorování stavu filtru, kontrola vnějšího úniku a testování odezvy elektromagnetu, udržují systém v chodu spolehlivě.
Vývoj od původního WE 5 k moderní řadě 5X ukazuje, jak se průmyslové hydraulické komponenty vyvíjejí, aby vyhovovaly měnícím se potřebám. Pochopení jak dědictví, tak současných možností pomáhá inženýrům činit informovaná rozhodnutí o tom, která varianta směrového regulačního ventilu WE 5 nejlépe vyhovuje jejich aplikaci. Při správném výběru, instalaci a údržbě tyto ventily poskytují roky spolehlivé služby v náročných průmyslových prostředích.
