Giới thiệu Van cartridge tiết lưu

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

Van cartridge tiết lưu là loại van tiết lưu dạng cartridge được lắp trực tiếp vào cavity trên block hoặc manifold thủy lực. Van có nhiệm vụ tạo tiết diện dòng chảy phù hợp để điều chỉnh lưu lượng dầu, từ đó kiểm soát tốc độ chuyển động của xi lanh, motor hoặc cơ cấu chấp hành.

Tên tiếng Anh thường gặp gồm throttle cartridge valve, needle cartridge valve hoặc flow control cartridge valve tùy cấu tạo và chức năng cụ thể.

Van hoạt động bằng cách thay đổi tiết diện mà dầu đi qua. Tiết diện càng nhỏ thì mức cản dòng càng lớn và lưu lượng qua van có xu hướng giảm. Khi mở rộng tiết diện, dầu có thể đi qua nhiều hơn.

Van cartridge tiết lưu thường được sử dụng trong:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Manifold thủy lực.
• Block điều khiển.
• Xi lanh thủy lực.
• Motor thủy lực.
• Máy CNC.
• Máy công cụ.
• Máy công trình.
• Máy đóng gói.
• Dây chuyền tự động hóa.

Thiết kế cartridge giúp tích hợp chức năng điều chỉnh lưu lượng trực tiếp trong block, giảm đường ống và giúp cụm thủy lực nhỏ gọn hơn.

Cấu tạo Van cartridge tiết lưu

Cấu tạo của Van cartridge tiết lưu phụ thuộc từng model nhưng thường gồm thân cartridge, kim tiết lưu hoặc phần tử điều chỉnh, cơ cấu chỉnh, lò xo hoặc van một chiều 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 lưu lượng.

Cartridge phải sử dụng đúng cavity.

Không nên lựa chọn chỉ dựa vào đường kính ren vì hai cartridge có kích thước ren tương tự vẫn có thể khác vị trí cửa dầu, chiều sâu cavity hoặc chức năng.

Kim tiết lưu

Nhiều loại cartridge tiết lưu sử dụng kim điều chỉnh để thay đổi tiết diện dòng dầu.

Khi kim tiến sâu vào lỗ dầu, tiết diện dòng chảy giảm.

Khi kim được mở ra, tiết diện tăng và dầu có thể đi qua nhiều hơn.

Thiết kế kim giúp điều chỉnh lưu lượng tương đối linh hoạt trong phạm vi của từng model.

Cơ cấu chỉnh lưu lượng

Tùy sản phẩm, van có thể sử dụng:

• Vít chỉnh.
• Núm xoay.
• Vít lục giác.
• Tay chỉnh.
• Cơ cấu khóa vị trí.

Sau khi đạt tốc độ mong muốn, một số loại có thể khóa cơ cấu chỉnh để hạn chế thay đổi ngoài ý muốn.

Không nên vặn kim quá lực khi đã về vị trí đóng vì có thể làm hư bề mặt làm việc.

Van một chiều tích hợp

Một số loại Van cartridge tiết lưu tích hợp thêm van một chiều.

Cấu hình này thường cho phép:

• Dầu bị tiết lưu theo một chiều.
• Dầu đi tương đối tự do theo chiều ngược lại.

Loại này thường được gọi là van tiết lưu một chiều hoặc throttle check cartridge valve.

Đây là cấu hình hữu ích khi cần kiểm soát tốc độ theo một chiều nhưng muốn cơ cấu chuyển động nhanh hơn ở chiều còn lại.

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 dầu.

Khi thay van cần kiểm tra đúng kích thước gioăng và tình trạng bề mặt cavity.

Nguyên lý hoạt động của Van cartridge tiết lưu

Van cartridge tiết lưu hoạt động dựa trên nguyên lý tạo cản trở dòng chảy.

Dầu đi qua một tiết diện được giới hạn bởi kim hoặc phần tử tiết lưu bên trong van.

Khi giảm tiết diện:

• Cản trở dòng dầu tăng.
• Chênh lệch áp suất qua van tăng.
• Lưu lượng qua đường tiết lưu có xu hướng giảm.
• Cơ cấu chấp hành chuyển động chậm hơn.

Khi tăng tiết diện:

• Cản trở dòng dầu giảm.
• Lưu lượng có thể tăng.
• Xi lanh hoặc motor có thể chuyển động nhanh hơn.

Với van tiết lưu thông thường không có chức năng bù áp, lưu lượng thực tế còn phụ thuộc vào chênh lệch áp suất qua van, độ nhớt dầu và điều kiện tải.

Vì vậy không nên mặc định một vị trí chỉnh sẽ luôn tạo cùng một lưu lượng khi tải của hệ thống thay đổi.

Thông số kỹ thuật Van cartridge tiết lưu

Thông số	Giá trị tham khảo
Tên sản phẩm	Van cartridge tiết lưu
Tên tiếng Anh	Throttle Cartridge Valve
Kiểu van	Screw-in cartridge
Chức năng	Điều chỉnh lưu lượng
Kiểu tiết lưu	Cố định hoặc điều chỉnh
Chiều điều chỉnh	Một chiều hoặc hai chiều
Van một chiều	Có trên một số model
Số cổng	Theo từng model
Cavity	Theo thiết kế của van
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
Kiểu lắp	Block, manifold
Ứng dụng	Bộ nguồn, máy công nghiệp

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

Các loại Van cartridge tiết lưu phổ biến

Van cartridge tiết lưu điều chỉnh được

Đây là loại cho phép người sử dụng thay đổi tiết diện dòng dầu bằng vít hoặc núm chỉnh.

Van phù hợp với những hệ thống cần hiệu chỉnh tốc độ thực tế sau khi lắp đặt.

Ứng dụng có thể gồm:

• Điều chỉnh tốc độ xi lanh.
• Điều chỉnh tốc độ motor.
• Hạn chế tốc độ hạ.
• Điều chỉnh thời gian chuyển động.
• Kiểm soát lưu lượng cho một nhánh.

Van cartridge tiết lưu cố định

Loại này sử dụng tiết diện hoặc lỗ tiết lưu cố định.

Lưu lượng không được điều chỉnh bằng tay trong quá trình sử dụng.

Van phù hợp với những thiết kế đã xác định trước mức tiết lưu và muốn hạn chế người vận hành thay đổi thông số.

Tuy nhiên lưu lượng thực tế vẫn có thể thay đổi theo chênh áp và đặc tính dầu nếu van không có chức năng bù áp.

Van cartridge tiết lưu hai chiều

Dòng dầu đi qua cùng cơ cấu tiết lưu ở cả hai chiều.

Khi điều chỉnh tiết diện, mức cản dòng có tác động lên dầu đi theo cả hai hướng theo cấu tạo của van.

Loại này phù hợp với mạch cần hạn chế lưu lượng ở cả chiều đi và chiều về.

Van cartridge tiết lưu một chiều

Van tích hợp một cơ cấu tiết lưu và một van một chiều bypass.

Theo chiều cần kiểm soát, dầu phải đi qua đường tiết lưu.

Theo chiều ngược lại, dầu có thể đi qua van một chiều với mức cản thấp hơn.

Loại này thường được sử dụng để điều chỉnh tốc độ xi lanh theo một hướng mà không làm giảm đáng kể tốc độ ở hướng còn lại.

Van cartridge dạng kim

Van sử dụng kim côn để điều chỉnh tiết diện dòng chảy.

Kết cấu này cho phép thay đổi độ mở tương đối linh hoạt.

Khi lựa chọn vẫn cần kiểm tra khả năng lưu lượng, áp suất và cavity của từng model.

Ưu điểm của Van cartridge tiết lưu

Van cartridge tiết lưu có nhiều ưu điểm:

• Điều chỉnh lưu lượng dầu.
• Kiểm soát tốc độ xi lanh.
• Kiểm soát tốc độ motor.
• Kích thước nhỏ gọn.
• Lắp trực tiếp vào manifold.
• Giảm số lượng đường ống.
• Giảm số lượng đầu nối.
• Dễ tích hợp vào block.
• Có loại chỉnh được.
• Có loại tiết lưu một chiều.
• Phù hợp với bộ nguồn nhỏ gọn.
• Thuận tiện cho máy OEM.
• Có thể kết hợp nhiều cartridge trên cùng manifold.

Nhược điểm của Van cartridge tiết lưu

Một số hạn chế cần lưu ý:

• Phải chọn đúng cavity.
• Không thể lựa chọn chỉ dựa vào kích thước ren.
• Tiết lưu tạo tổn thất áp suất.
• Năng lượng tổn thất có thể chuyển thành nhiệt.
• Lưu lượng có thể thay đổi khi tải thay đổi.
• Dầu có độ nhớt khác nhau có thể ảnh hưởng đặc tính dòng chảy.
• Chỉnh quá nhỏ có thể làm tốc độ cơ cấu quá chậm.
• Dầu bẩn có thể làm kẹt cơ cấu chỉnh.
• Cavity gia công sai có thể gây rò dầu.
• Cần kiểm tra O-ring khi tháo lắp.
• Van tiết lưu thường không thay thế được van điều chỉnh lưu lượng có bù áp trong những ứng dụng yêu cầu tốc độ ổn định cao.

So sánh Van cartridge tiết lưu và Van cartridge điều chỉnh lưu lượng có bù áp

Tiêu chí	Cartridge tiết lưu	Cartridge bù áp
Nguyên lý	Thay đổi tiết diện	Điều chỉnh lưu lượng kết hợp bù áp
Điều chỉnh lưu lượng	Có	Có
Ảnh hưởng bởi tải	Nhiều hơn	Hạn chế hơn theo thiết kế
Cấu tạo	Đơn giản hơn	Phức tạp hơn
Giá thành	Thường thấp hơn	Thường cao hơn
Ứng dụng	Điều chỉnh tốc độ thông thường	Cần lưu lượng ổn định hơn

Đây là điểm cần phân biệt rõ.

Van tiết lưu thông thường không đảm bảo lưu lượng hoàn toàn ổn định khi chênh lệch áp suất thay đổi.

Nếu máy yêu cầu tốc độ cơ cấu ít thay đổi khi tải biến động, cần xem xét loại van điều chỉnh lưu lượng có bù áp phù hợp.

So sánh Van cartridge tiết lưu và Van cartridge một chiều

Tiêu chí	Cartridge tiết lưu	Cartridge một chiều
Chức năng chính	Điều chỉnh lưu lượng	Chặn dòng ngược
Điều chỉnh tốc độ	Có	Không
Điều chỉnh tiết diện	Có trên nhiều model	Không phải chức năng chính
Cho dầu một chiều	Tùy thiết kế	Có
Van một chiều tích hợp	Có trên một số loại	Chính là chức năng van
Ứng dụng	Kiểm soát tốc độ	Chống dòng ngược

Hai loại có chức năng khác nhau.

Tuy nhiên van cartridge tiết lưu một chiều thường kết hợp cả cơ cấu tiết lưu và van một chiều trong cùng một cartridge.

Ứng dụng của Van cartridge tiết lưu

Van được sử dụng trong:

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

Một ứng dụng phổ biến là điều chỉnh tốc độ xi lanh.

Khi giảm tiết diện qua van, lưu lượng cấp hoặc hồi của xi lanh giảm và tốc độ chuyển động có thể giảm theo.

Van cũng có thể được sử dụng trên đường dầu của motor để hạn chế lưu lượng và điều chỉnh tốc độ quay trong phạm vi phù hợp.

Điều chỉnh tiết lưu đầu vào và đầu ra

Trong mạch xi lanh, van tiết lưu có thể được bố trí theo nhiều cách tùy yêu cầu.

Tiết lưu đường vào

Dòng dầu cấp tới cơ cấu chấp hành được điều chỉnh trước khi đi vào xi lanh hoặc motor.

Cách bố trí này thường gọi là meter-in.

Tiết lưu đường ra

Dòng dầu thoát khỏi cơ cấu chấp hành được hạn chế trước khi trở về đường hồi.

Cách bố trí này thường gọi là meter-out.

Meter-out thường được xem xét trong các ứng dụng có tải có xu hướng tự kéo cơ cấu chuyển động, nhưng lựa chọn thực tế phải dựa trên đặc tính tải và sơ đồ thủy lực.

Không nên tự đổi vị trí van tiết lưu từ đường vào sang đường ra nếu chưa đánh giá ảnh hưởng tới áp suất và chuyển động của cơ cấu.

Vị trí lắp Van cartridge tiết lưu

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

Tùy chức năng, cartridge có thể được bố trí:

• Trên đường cấp.
• Trên đường hồi.
• Trên đường A.
• Trên đường B.
• Trong nhánh điều khiển.
• Gần cơ cấu chấp hành.
• Trong manifold bộ nguồn.

Vị trí cụ thể cần được xác định theo sơ đồ mạch.

Đối với loại tiết lưu một chiều, chiều lắp đặc biệt quan trọng vì van phải tiết lưu đúng hướng cần kiểm soát.

Lưu ý khi lựa chọn Van cartridge tiết lưu

Trước khi lựa chọn cần xác định:

• Model van.
• Thương hiệu.
• Cavity.
• Số cổng.
• Sơ đồ dòng dầu.
• Kiểu tiết lưu.
• Một chiều hay hai chiều.
• Có van một chiều hay không.
• Lưu lượng cần điều chỉnh.
• Lưu lượng tối đa.
• Áp suất làm việc.
• Mức độ ổn định tốc độ yêu cầu.
• Loại dầu.
• Block hoặc manifold đang sử dụng.

Nếu hệ thống yêu cầu tốc độ ổn định khi tải thay đổi nhiều, cần xác định liệu van tiết lưu thông thường có đáp ứng được hay phải dùng van điều chỉnh lưu lượng có bù áp.

Không nên lựa chọn chỉ dựa trên kích thước ren hoặc lưu lượng tối đa.

Lưu ý khi lắp đặt và điều chỉnh

Trong quá trình lắp cần chú ý:

• Kiểm tra đúng model.
• Kiểm tra cavity.
• Xác định đúng chiều dòng.
• 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.
• Siết cartridge theo yêu cầu của model.
• Mở van ở mức phù hợp trước khi chạy thử.
• Điều chỉnh từ từ.
• Theo dõi tốc độ cơ cấu.
• Theo dõi áp suất.
• Kiểm tra nhiệt độ dầu.
• Kiểm tra rò rỉ.

Không nên đóng tiết lưu quá mức khi hệ thống đang vận hành ở lưu lượng lớn.

Mức cản quá cao có thể làm tăng chênh áp và nhiệt dầu.

Tư vấn lựa chọn Van cartridge tiết lưu

Khi thay Van cartridge tiết lưu, 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.
• Chiều dòng dầu.
• Kiểu tiết lưu.
• Lưu lượng.
• Áp suất làm việc.
• Hình ảnh block hoặc manifold.
• Thông tin xi lanh hoặc motor.

Nếu không còn model, chỉ đo đường kính ren chưa đủ để lựa chọn chính xác.

Cần kiểm tra thêm cavity, vị trí cửa dầu, chiều tiết lưu và yêu cầu lưu lượng để tránh trường hợp cartridge vặn vừa block nhưng không đúng chức năng.

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

Câu hỏi thường gặp