Giới thiệu Van cartridge giảm áp

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 giảm áp là loại van giảm áp dạng cartridge được lắp trực tiếp vào cavity trên block hoặc manifold thủy lực. Van có nhiệm vụ giảm áp suất đầu vào xuống mức thấp hơn và duy trì áp suất phía sau van trong phạm vi cài đặt.

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

Van thường được sử dụng khi một hệ thống có đường áp chính tương đối cao nhưng một nhánh riêng chỉ cần áp suất thấp hơn. Thay vì sử dụng thêm một nguồn thủy lực riêng, van cartridge giảm áp được tích hợp ngay trong manifold để tạo mức áp suất phù hợp cho nhánh đó.

Sản phẩm thường được sử dụng trong:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Block điều khiển.
• Manifold thủy lực.
• Máy CNC.
• Máy công cụ.
• Máy ép.
• Hệ thống kẹp.
• Hệ thống gá.
• Máy công trình.
• Dây chuyền tự động hóa.

Thiết kế dạng cartridge giúp cụm điều khiển nhỏ gọn, giảm đường ống và thuận tiện khi cần tích hợp nhiều chức năng trên cùng một block.

Cấu tạo Van cartridge giảm áp

Cấu tạo của Van cartridge giảm áp thay đổi theo từng model nhưng thường gồm thân cartridge, phần tử điều khiển, lò xo, cơ cấu chỉnh áp, đường pilot hoặc drain 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 điều chỉnh áp suất.
• Các chi tiết điều khiển bên trong.

Cartridge và cavity phải tương thích chính xác.

Không nên thay van chỉ dựa vào đường kính ren vì hai cartridge có thể có kích thước ren gần giống nhau nhưng khác chiều sâu cavity, vị trí cửa dầu hoặc chức năng.

Phần tử điều khiển

Bên trong van có thể sử dụng con trượt, piston hoặc cơ cấu điều tiết khác.

Phần tử này phản ứng với áp suất phía sau van.

Khi áp suất đầu ra thấp hơn mức cài đặt, van cho phép dầu đi qua.

Khi áp suất phía sau tăng tới giá trị thiết lập, phần tử điều khiển dịch chuyển và thu hẹp tiết diện dòng chảy để hạn chế áp suất tiếp tục tăng.

Lò xo

Lò xo tạo lực cài đặt cho cơ cấu điều khiển.

Thay đổi độ nén của lò xo sẽ làm thay đổi mức áp suất đầu ra trong phạm vi cho phép của từng model.

Một số cartridge có thể điều chỉnh, trong khi một số loại được thiết lập theo cấu hình cố định.

Cơ cấu chỉnh áp

Van có thể sử dụng:

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

Khi hiệu chỉnh cần sử dụng đồng hồ áp suất tại nhánh đầu ra để xác định đúng giá trị thực tế.

Không nên điều chỉnh vượt dải áp của van.

Đường pilot và drain

Tùy thiết kế, van có thể có các đường:

• Pilot nội.
• Pilot ngoài.
• Drain nội.
• Drain ngoài.

Không phải tất cả cartridge giảm áp đều có cấu hình giống nhau.

Một số loại reducing valve chỉ thực hiện chức năng giảm áp, trong khi một số model reducing/relieving còn có khả năng xả áp suất dư phía sau van theo thiết kế.

Vì vậy cần kiểm tra sơ đồ ký hiệu của đúng model trước khi thay thế.

Gioăng làm kín

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

Các chi tiết này giúp:

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

Khi tháo lắp cần kiểm tra tình trạng O-ring và bề mặt cavity.

Nguyên lý hoạt động của Van cartridge giảm áp

Van cartridge giảm áp chủ yếu kiểm soát áp suất phía sau van.

Khi áp suất đầu ra thấp hơn mức cài đặt, van mở để dầu từ đường áp chính đi tới nhánh sử dụng.

Khi tải tăng và áp suất phía sau đạt tới mức cài đặt, cơ cấu điều khiển bên trong bắt đầu dịch chuyển.

Tiết diện dòng dầu bị thu hẹp, tạo chênh lệch áp suất qua van và hạn chế áp suất đầu ra tăng thêm.

Khi áp suất phía sau giảm, van mở rộng trở lại để cấp thêm dầu cho nhánh.

Ví dụ:

Đường áp chính của hệ thống đang cung cấp dầu cho nhiều cơ cấu.

Một xi lanh kẹp chỉ cần áp suất thấp hơn các cơ cấu khác.

Van cartridge giảm áp được lắp trong manifold trên đường cấp cho xi lanh kẹp. Van giảm áp suất của nhánh này xuống mức phù hợp, trong khi đường chính vẫn có thể làm việc ở áp suất cao hơn.

Thông số kỹ thuật Van cartridge giảm áp

Thông số	Giá trị tham khảo
Tên sản phẩm	Van cartridge giảm áp
Tên tiếng Anh	Pressure Reducing Cartridge Valve
Kiểu van	Screw-in cartridge
Chức năng	Giảm và duy trì áp suất đầu ra
Điều khiển	Trực tiếp hoặc pilot
Kiểu lắp	Vặn vào cavity
Số cổng	Theo từng model
Cavity	Theo từng loại van
Dải chỉnh áp	Theo từng model
Áp suất đầu vào	Theo thiết kế van
Áp suất đầu ra	Trong dải điều chỉnh
Lưu lượng	Theo từng model
Pilot / Drain	Theo từng 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 đối chiếu đúng model, cavity, dải áp, lưu lượng và sơ đồ đường dầu.

Các loại Van cartridge giảm áp phổ biến

Van cartridge giảm áp tác động trực tiếp

Loại tác động trực tiếp sử dụng áp suất phía sau tác động trực tiếp lên phần tử điều khiển.

Van thường có:

• Kết cấu tương đối gọn.
• Điều chỉnh trực tiếp.
• Phù hợp nhiều mạch nhánh.
• Dễ tích hợp trong manifold.

Lưu lượng và dải áp cần kiểm tra theo từng model cụ thể.

Van cartridge giảm áp điều khiển pilot

Van pilot-operated sử dụng mạch pilot để điều khiển phần tử chính.

Loại này có cấu tạo phức tạp hơn và được sử dụng tùy theo yêu cầu áp suất, lưu lượng và đặc tính của hệ thống.

Khi thay cần kiểm tra:

• Cổng pilot.
• Cổng drain.
• Dải áp.
• Lưu lượng.
• Cavity.
• Sơ đồ van.

Van cartridge giảm áp điều chỉnh được

Loại này cho phép thay đổi áp suất đầu ra trong một phạm vi xác định.

Ưu điểm là có thể hiệu chỉnh phù hợp với:

• Lực kẹp.
• Lực ép.
• Áp suất nhánh.
• Yêu cầu của từng cơ cấu.

Việc điều chỉnh cần được thực hiện bằng đồng hồ đo áp.

Van cartridge giảm áp cài đặt cố định

Một số model được thiết lập ở một mức hoặc dải áp cụ thể.

Loại này phù hợp với hệ thống cần hạn chế việc thay đổi thông số trong quá trình sử dụng.

Tuy nhiên cần xác định chính xác yêu cầu áp suất trước khi lựa chọn.

Van cartridge giảm áp có chức năng relieving

Một số cartridge thuộc loại reducing/relieving.

Ngoài chức năng giảm áp đầu vào, van còn có khả năng xử lý tình trạng áp suất phía sau tăng vượt mức cài đặt bằng đường xả theo thiết kế.

Không nên mặc định mọi van cartridge giảm áp đều có chức năng này.

Cần kiểm tra ký hiệu thủy lực và catalog của model cụ thể.

Ưu điểm của Van cartridge giảm áp

Van cartridge giảm áp có nhiều ưu điểm:

• Tạo mức áp suất thấp hơn cho từng nhánh.
• Duy trì áp suất đầu ra theo cài đặt.
• 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 thể điều chỉnh trên nhiều model.
• Phù hợp với hệ thống kẹp và gá.
• Có thể kết hợp nhiều cartridge trên một block.
• Thuận tiện cho thiết kế máy OEM.
• Phù hợp với bộ nguồn nhỏ gọn.

Nhược điểm của Van cartridge giảm áp

Một số hạn chế cần lưu ý:

• Phải chọn đúng cavity.
• Phải chọn đúng dải áp.
• Chọn sai dải áp có thể làm cơ cấu thiếu lực.
• Cài áp quá cao có thể mất tác dụng giảm áp.
• Van tạo tổn thất áp suất khi điều tiết.
• Có thể phát sinh nhiệt nếu thiết kế mạch không phù hợp.
• Không thể thay thế chỉ dựa vào kích thước ren.
• Cần kiểm tra pilot và drain trên từng model.
• Dầu bẩn có thể ảnh hưởng tới con trượt.
• Cavity gia công sai có thể gây hoạt động không ổn định.
• Cần kiểm tra O-ring khi thay van.

So sánh Van cartridge giảm áp và Van giảm áp dạng ngoài

Tiêu chí	Van cartridge giảm áp	Van giảm áp dạng ngoài
Kiểu lắp	Vặn vào cavity	Ren hoặc mặt đế
Kích thước	Nhỏ gọn	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 cổng, mặt lắp
Máy OEM	Phù hợp	Có thể sử dụng
Bảo trì	Tháo cartridge	Tháo cả cụm van

Hai loại có thể cùng thực hiện chức năng giảm áp nhưng cách lắp khác nhau.

Van cartridge phù hợp với các block và manifold được thiết kế tích hợp, trong khi van dạng ngoài thuận tiện khi cần bố trí độc lập trên đường ống.

So sánh Van cartridge giảm áp và Van cartridge tràn

Tiêu chí	Cartridge giảm áp	Cartridge tràn
Chức năng	Giảm áp cho một nhánh	Giới hạn áp suất tối đa
Áp suất kiểm soát	Chủ yếu phía sau van	Đường áp cần bảo vệ
Trạng thái làm việc	Điều tiết dòng qua nhánh	Mở đường xả khi đạt áp
Ứng dụng	Nhánh áp thấp	Bảo vệ quá áp
Thay thế cho nhau	Không	Không

Hai loại đều thuộc nhóm van điều khiển áp suất nhưng chức năng khác nhau.

Không nên dùng cartridge tràn thay cho cartridge giảm áp hoặc ngược lại nếu chưa kiểm tra sơ đồ thủy lực.

Ứng dụng của Van cartridge giảm áp

Van được sử dụng trong:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Manifold thủy lực.
• Block điều khiển.
• Máy CNC.
• Máy công cụ.
• Máy ép.
• Máy ép nhựa.
• Máy đóng gói.
• Máy công trình.
• Máy nông nghiệp.
• Hệ thống kẹp.
• Hệ thống gá.
• Hệ thống định vị.
• Xi lanh thủy lực.
• Dây chuyền tự động hóa.
• Máy sản xuất công nghiệp.
• Hệ thống có nhiều mức áp suất.

Một ứng dụng phổ biến là mạch kẹp.

Đường áp chính có thể vận hành ở áp suất cao, trong khi cơ cấu kẹp chỉ cần một phần áp suất đó. Cartridge giảm áp được tích hợp trong manifold để tạo mức áp phù hợp cho xi lanh kẹp.

Vị trí lắp Van cartridge giảm áp

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

Van thường nằm trên đường cấp tới nhánh cần áp suất thấp hơn.

Ví dụ:

Đường bơm → manifold → van cartridge giảm áp → xi lanh hoặc cơ cấu cần giảm áp.

Khi cần hiệu chỉnh, đồng hồ áp nên được bố trí ở phía sau van để theo dõi đúng áp suất đầu ra.

Vị trí cổng và hướng dòng cụ thể phải tuân theo sơ đồ của từng cartridge.

Lưu ý khi lựa chọn Van cartridge giảm áp

Trước khi lựa chọn cần xác định:

• Model van.
• Thương hiệu.
• Cavity.
• Số cổng.
• Sơ đồ đường dầu.
• Áp suất đầu vào.
• Áp suất đầu ra yêu cầu.
• Dải chỉnh áp.
• Lưu lượng.
• Pilot nếu có.
• Drain nếu có.
• Kiểu điều chỉnh.
• Loại dầu.
• Block hoặc manifold đang sử dụng.

Cavity là thông số đặc biệt quan trọng.

Hai van có cùng đường kính ren chưa chắc có thể lắp thay thế cho nhau vì vị trí các cửa dầu và kích thước cavity có thể khác nhau.

Dải áp cũng cần được lựa chọn phù hợp với giá trị cần sử dụng thay vì chỉ chọn van có áp suất tối đa cao.

Lưu ý khi lắp đặt và chỉnh áp

Trong quá trình lắp đặt cần chú ý:

• Kiểm tra đúng model.
• Kiểm tra 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 chiều.
• Siết theo yêu cầu của model.
• Kiểm tra đường pilot.
• Kiểm tra đường drain nếu có.
• Lắp đồng hồ áp phía sau van.
• Chạy thử ở mức áp thấp.
• Điều chỉnh từ từ.
• Kiểm tra rò rỉ.

Khi chỉnh áp cần theo dõi áp suất đầu ra của nhánh.

Không nên chỉ nhìn áp suất tại bơm vì áp suất đường chính và áp suất phía sau van giảm áp là hai giá trị khác nhau.

Tư vấn lựa chọn Van cartridge giảm áp

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

Nên cung cấp:

• Hình ảnh cartridge.
• Hình ảnh mã trên thân van.
• Model.
• Thương hiệu.
• Bản vẽ cavity nếu có.
• Ký hiệu thủy lực.
• Dải chỉnh áp.
• Áp suất đầu vào.
• Áp suất đầu ra cần thiết.
• Lưu lượng.
• Hình ảnh manifold hoặc block.
• Sơ đồ hệ thống nếu có.

Nếu không còn model, chỉ đo kích thước ren chưa đủ để lựa chọn sản phẩm thay thế.

Cần đối chiếu thêm cavity, vị trí các cửa dầu, chức năng van và thông số áp suất để tránh trường hợp cartridge vặn vừa block nhưng hoạt động không đúng.

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

Câu hỏi thường gặp