Giới thiệu Van cartridge tràn

Thủy Lực AZ cung cấp các dòng van cartridge, van điều khiển áp suất và thiết bị sử dụng trong hệ thống thủy lực công nghiệp.

Van cartridge tràn là loại van tràn dạng cartridge được lắp trực tiếp vào cavity trên block hoặc manifold thủy lực. Van có nhiệm vụ giới hạn áp suất của mạch và mở đường xả khi áp suất đạt tới mức cài đặt.

Tên tiếng Anh thường gặp là relief cartridge valve, pressure relief cartridge valve hoặc screw-in relief valve.

Khi áp suất hệ thống còn thấp hơn mức cài đặt, van duy trì trạng thái đóng hoặc hạn chế dòng dầu qua đường xả. Khi áp suất tăng tới giới hạn thiết lập, van bắt đầu mở để dầu đi từ đường áp sang đường có áp suất thấp hơn, thường là đường hồi về thùng.

Thiết kế dạng cartridge giúp tích hợp chức năng giới hạn áp suất trực tiếp trong block, giảm số lượng đường ống và đầu nối bên ngoài.

Van thường được sử dụng trong:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Manifold thủy lực.
• Block điều khiển.
• Máy ép.
• Máy CNC.
• Máy công trình.
• Máy nông nghiệp.
• Thiết bị nâng hạ.
• Máy công cụ.
• Dây chuyền tự động hóa.

Cấu tạo Van cartridge tràn

Cấu tạo của Van cartridge tràn phụ thuộc vào từng model nhưng thường gồm thân cartridge, phần tử đóng mở, lò xo, cơ cấu chỉnh áp, đường pilot nếu có và các bộ phận làm kín.

Thân cartridge

Thân van được thiết kế dạng ren để vặn trực tiếp vào cavity trên block hoặc manifold.

Trên thân thường có:

• Ren lắp cartridge.
• Các cửa dầu.
• Vị trí O-ring.
• Vòng chống đùn nếu có.
• Phần lục giác tháo lắp.
• Cơ cấu chỉnh áp.
• Các chi tiết điều khiển bên trong.

Cartridge phải được sử dụng với đúng cavity tương thích.

Không nên thay van chỉ dựa vào đường kính ren vì hai cartridge có thể có ren gần giống nhau nhưng khác chiều sâu cavity, vị trí cửa dầu hoặc sơ đồ hoạt động.

Phần tử đóng mở

Tùy thiết kế, bên trong van có thể sử dụng:

• Poppet.
• Bi.
• Piston.
• Con trượt.
• Cơ cấu đóng mở khác.

Phần tử này chịu tác động của áp suất dầu và lực lò xo.

Khi áp suất chưa đủ lớn, van duy trì trạng thái đóng.

Khi áp suất tăng tới mức cài đặt, phần tử dịch chuyển và cho phép dầu đi qua đường xả.

Lò xo

Lò xo tạo lực đối kháng với áp suất dầu.

Độ nén của lò xo quyết định một phần mức áp suất mà van bắt đầu mở.

Ở những model có thể điều chỉnh, thay đổi độ nén lò xo sẽ làm thay đổi áp suất cài đặt trong phạm vi thiết kế.

Cơ cấu chỉnh áp

Van cartridge tràn có thể sử dụng:

• Vít chỉnh.
• Vít lục giác.
• Núm chỉnh.
• Cơ cấu khóa sau khi chỉnh.

Khi tăng lực lò xo, áp suất cần thiết để mở van thường tăng.

Khi giảm lực lò xo, van tác động ở mức áp suất thấp hơn.

Việc chỉnh áp cần được thực hiện bằng đồng hồ đo áp và không vượt giới hạn của hệ thống.

Đường pilot

Một số Van cartridge tràn sử dụng cơ cấu pilot.

Ở loại này, tầng pilot điều khiển trạng thái của phần tử chính.

Thiết kế pilot thường được sử dụng khi cần đặc tính làm việc khác với loại tác động trực tiếp.

Khi lựa chọn cần kiểm tra:

• Đường pilot.
• Đường drain nếu có.
• Dải áp suất.
• Lưu lượng.
• Sơ đồ của van.

O-ring làm kín

Trên thân cartridge thường có O-ring và vòng chống đùn.

Các chi tiết này có nhiệm vụ:

• Làm kín giữa cartridge và cavity.
• Ngăn dầu rò ra ngoài.
• Hạn chế thông chéo giữa các cửa.

Khi thay cartridge cần kiểm tra gioăng đúng kích thước và đúng vị trí.

Nguyên lý hoạt động của Van cartridge tràn

Van cartridge tràn hoạt động dựa trên sự cân bằng giữa lực do áp suất dầu tạo ra và lực lò xo.

Khi áp suất đầu vào thấp hơn mức cài đặt, phần tử đóng mở duy trì trạng thái đóng và dầu không đi qua đường xả theo điều kiện làm việc bình thường.

Khi tải tăng làm áp suất đường dầu tăng lên, lực do áp suất tác động lên phần tử điều khiển cũng tăng.

Khi lực này đủ để thắng lực lò xo hoặc cơ cấu pilot, van bắt đầu mở.

Dầu được dẫn từ đường áp sang đường có áp suất thấp hơn.

Nếu áp suất tiếp tục tăng, độ mở của van có thể tăng để xả thêm lưu lượng theo đặc tính của từng model.

Khi áp suất giảm, van giảm độ mở hoặc đóng lại.

Van cartridge tràn không tạo ra áp suất cho hệ thống. Van chỉ giới hạn mức áp suất cao nhất theo cài đặt.

Thông số kỹ thuật Van cartridge tràn

Thông số	Giá trị tham khảo
Tên sản phẩm	Van cartridge tràn
Tên tiếng Anh	Pressure Relief Cartridge Valve
Kiểu van	Screw-in cartridge
Chức năng	Giới hạn, xả áp suất
Điều khiển	Trực tiếp hoặc pilot
Kiểu lắp	Vặn vào cavity
Số cổng	Theo từng model
Cavity	Theo thiết kế của van
Dải chỉnh áp	Theo từng model
Áp suất làm việc	Theo từng model
Lưu lượng	Theo từng model
Cơ cấu chỉnh	Vít, núm hoặc theo thiết kế
Môi chất	Dầu thủy lực
Ứng dụng	Block, manifold, bộ nguồn

Các thông số trên mang tính tham khảo. Khi lựa chọn cần kiểm tra đúng model, cavity, dải áp, lưu lượng và sơ đồ đường dầu.

Các loại Van cartridge tràn phổ biến

Van cartridge tràn tác động trực tiếp

Loại tác động trực tiếp sử dụng áp suất dầu tác động trực tiếp lên phần tử đóng mở.

Khi áp suất vượt lực cài đặt của lò xo, van mở đường xả.

Loại này thường có:

• Cấu tạo tương đối gọn.
• Phản ứng trực tiếp.
• Dễ tích hợp vào manifold.
• Có nhiều dải áp suất khác nhau.

Khả năng lưu lượng cần kiểm tra theo từng model.

Van cartridge tràn điều khiển pilot

Van pilot sử dụng một tầng điều khiển nhỏ để kiểm soát tầng van chính.

Loại này có cấu tạo phức tạp hơn loại trực tiếp và được sử dụng tùy theo yêu cầu của hệ thống.

Khi lựa chọn cần kiểm tra:

• Cavity.
• Dải áp.
• Lưu lượng.
• Cổng pilot.
• Drain nếu có.
• Sơ đồ van.

Van cartridge tràn điều chỉnh được

Đây là loại cho phép người sử dụng thay đổi áp suất cài đặt trong một dải nhất định.

Van có thể sử dụng vít hoặc núm chỉnh.

Loại này phù hợp khi hệ thống cần hiệu chỉnh áp suất trong quá trình chạy thử hoặc vận hành.

Van cartridge tràn cài đặt cố định

Một số cartridge được thiết kế với mức áp suất cài đặt xác định.

Loại này giúp hạn chế việc thay đổi thông số ngoài ý muốn.

Tuy nhiên cần lựa chọn đúng giá trị ngay từ đầu vì khả năng điều chỉnh có thể hạn chế hoặc không có.

Van cartridge tràn dạng poppet

Van sử dụng poppet làm phần tử đóng mở.

Thiết kế này được sử dụng trên nhiều dòng cartridge relief khác nhau.

Khả năng đóng kín, lưu lượng và đặc tính áp suất phải được kiểm tra theo đúng model.

Van cartridge tràn dạng spool

Một số loại sử dụng con trượt để kiểm soát dòng xả.

Cấu tạo và đặc tính làm việc khác với loại poppet nên không nên thay thế chỉ dựa vào kích thước cartridge.

Ưu điểm của Van cartridge tràn

Van cartridge tràn có nhiều ưu điểm:

• Giới hạn áp suất hệ thống.
• Hạn chế tình trạng quá áp.
• Kích thước nhỏ gọn.
• Lắp trực tiếp vào manifold.
• Giảm đường ống bên ngoài.
• Giảm số lượng đầu nối.
• Phù hợp với block điều khiển tích hợp.
• Có nhiều dải chỉnh áp.
• Có loại điều chỉnh được.
• Có loại tác động trực tiếp và pilot.
• Phù hợp với bộ nguồn nhỏ gọn.
• Thuận tiện cho thiết kế máy OEM.
• Có thể kết hợp nhiều cartridge trên cùng block.

Nhược điểm của Van cartridge tràn

Một số hạn chế cần lưu ý:

• Phải chọn đúng cavity.
• Phải chọn đúng dải chỉnh áp.
• Không thể thay thế chỉ dựa vào kích thước ren.
• Chọn van lưu lượng quá nhỏ có thể không xả đủ dầu.
• Cài áp quá thấp có thể làm hệ thống thiếu lực.
• Cài áp quá cao có thể làm thiết bị chịu quá áp.
• Dầu xả liên tục qua van làm phát sinh nhiệt.
• Dầu bẩn có thể ảnh hưởng tới phần tử đóng mở.
• Cavity gia công sai có thể làm van hoạt động không đúng.
• Cần kiểm tra O-ring khi tháo lắp.
• Van cùng hình dạng có thể có thông số hoàn toàn khác nhau.

So sánh Van cartridge tràn và Van tràn dạng ngoài

Tiêu chí	Van cartridge tràn	Van tràn dạng ngoài
Kiểu lắp	Vặn vào cavity	Ren hoặc mặt đế
Kích thước	Gọn hơn	Thường lớn hơn
Đường ống	Ít hơn	Có thể nhiều hơn
Manifold	Tích hợp trực tiếp	Lắp ngoài hoặc trên đế
Thay thế	Cần đúng cavity	Cần đúng ren hoặc mặt lắp
Máy OEM	Phù hợp	Có thể sử dụng
Bố trí hệ thống	Tập trung trong block	Linh hoạt hơn khi lắp ngoài

Hai loại có thể cùng thực hiện chức năng giới hạn áp suất nhưng cách lắp đặt khác nhau.

Van cartridge phù hợp với hệ thống có block hoặc manifold được thiết kế sẵn cavity.

So sánh Van cartridge tràn và Van cartridge giảm áp

Tiêu chí	Cartridge tràn	Cartridge giảm áp
Chức năng	Giới hạn áp suất tối đa	Giảm áp cho một nhánh
Áp suất kiểm soát	Đường áp cần bảo vệ	Chủ yếu phía sau van
Trạng thái	Thường đóng đường xả	Thường cho dầu đi qua
Khi đạt áp cài	Mở đường xả	Điều tiết dòng để giảm áp
Ứng dụng	Chống quá áp	Tạo nhánh áp thấp
Thay thế cho nhau	Không	Không

Đây là hai loại van khác chức năng.

Không nên dùng Van cartridge tràn thay cho Van cartridge giảm áp hoặc ngược lại dù chúng có kích thước tương tự.

Van cartridge tràn và Van cartridge an toàn có giống nhau không?

Trong thực tế, tên van tràn và van an toàn thường được dùng cho các sản phẩm thuộc nhóm pressure relief valve.

Vì vậy một số Van cartridge tràn cũng có thể được gọi là Van cartridge an toàn hoặc cartridge relief valve.

Điều quan trọng khi lựa chọn không phải tên gọi mà là:

• Ký hiệu thủy lực.
• Model.
• Cavity.
• Dải áp suất.
• Lưu lượng.
• Kiểu điều khiển.
• Sơ đồ cổng.

Nếu các thông số này không phù hợp thì hai van không nên được thay thế cho nhau chỉ vì cùng được gọi là van xả áp.

Ứng dụng của Van cartridge tràn

Van được sử dụng trong:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Manifold thủy lực.
• Block điều khiển.
• Máy ép thủy lực.
• Máy CNC.
• Máy công cụ.
• Máy ép nhựa.
• Máy công trình.
• Máy xúc.
• Xe nâng.
• Máy nông nghiệp.
• Thiết bị nâng hạ.
• Máy đóng gói.
• Máy chế biến gỗ.
• Dây chuyền tự động hóa.
• Hệ thống xi lanh.
• Hệ thống motor thủy lực.
• Máy sản xuất công nghiệp.

Một ứng dụng phổ biến là lắp Van cartridge tràn trong manifold của bộ nguồn.

Khi áp suất bơm vượt mức cài đặt, van mở để dầu được dẫn về đường hồi, giúp hạn chế áp suất tiếp tục tăng.

Vị trí lắp Van cartridge tràn

Van được vặn trực tiếp vào cavity trên block hoặc manifold.

Van thường được bố trí giữa:

• Đường áp và đường hồi.
• Đường bơm và thùng dầu.
• Nhánh cần giới hạn áp và đường xả.
• Các vị trí bảo vệ riêng theo sơ đồ mạch.

Một cấu hình thường gặp là:

Bơm → đường P → Van cartridge tràn → đường T.

Khi áp suất chưa đạt mức cài đặt, van giữ đường P và T cách ly theo chức năng relief.

Khi áp suất tăng tới giới hạn, van mở đường từ P sang T.

Sơ đồ cổng thực tế phải được kiểm tra theo từng cartridge.

Lưu ý khi lựa chọn Van cartridge tràn

Trước khi lựa chọn cần xác định:

• Model van.
• Thương hiệu.
• Cavity.
• Số cổng.
• Sơ đồ dòng dầu.
• Dải chỉnh áp.
• Áp suất cần giới hạn.
• Áp suất làm việc.
• Lưu lượng cần xả.
• Kiểu tác động.
• Pilot nếu có.
• Drain nếu có.
• Loại dầu.
• Block hoặc manifold đang sử dụng.

Cavity là thông tin rất quan trọng.

Hai cartridge có cùng đường kính ren chưa chắc có thể thay thế cho nhau.

Dải chỉnh áp cũng cần phù hợp với giá trị thực tế. Không nên chọn van có dải áp quá cao rồi cố sử dụng ở vùng rất thấp nếu catalog không khuyến nghị.

Lưu lượng cần xả cũng phải được kiểm tra để van có khả năng xử lý dòng dầu khi hệ thống quá áp.

Lưu ý khi lắp đặt và chỉnh áp

Trong quá trình lắp cần chú ý:

• Kiểm tra đúng model.
• Kiểm tra đúng cavity.
• Làm sạch cavity.
• Không để phoi kim loại trong block.
• Kiểm tra O-ring.
• Kiểm tra vòng chống đùn nếu có.
• Không làm xước gioăng.
• Lắp đúng sơ đồ cổng.
• Siết cartridge theo yêu cầu của model.
• Lắp đồng hồ áp tại vị trí phù hợp.
• Bắt đầu ở mức áp thấp.
• Điều chỉnh từ từ.
• Kiểm tra rò rỉ.
• Theo dõi nhiệt độ dầu.
• Không vận hành vượt thông số hệ thống.

Không nên tăng áp chỉ để máy tạo thêm lực khi chưa xác định giới hạn của bơm, xi lanh, đường ống, block và các thiết bị khác.

Tư vấn lựa chọn Van cartridge tràn

Khi thay Van cartridge tràn, model và cavity của van cũ là những thông tin cần kiểm tra trước.

Nên cung cấp:

• Hình ảnh cartridge.
• Hình ảnh mã trên thân.
• Model.
• Thương hiệu.
• Ký hiệu thủy lực.
• Cavity.
• Dải chỉnh áp.
• Áp suất đang sử dụng.
• Lưu lượng.
• Hình ảnh block hoặc manifold.
• Sơ đồ thủy lực nếu có.

Nếu không còn model, chỉ đo đường kính ren chưa đủ để xác định van thay thế.

Cần kiểm tra thêm chiều sâu cavity, vị trí các cửa dầu, dải áp và lưu lượng để tránh trường hợp cartridge vặn vừa block nhưng không thực hiện đúng chức năng.

Tham khảo thêm các dòng tại danh mục Van cartridge thủy lực.

Câu hỏi thường gặp