Úvod
Tento článok popisuje prácu, ktorú vykonala ISO pri vývoji nového štandardu na testovanie elektricky modulovaných regulačných ventilov (nahradením ISO 6604 normou ISO 10770-1), konkrétne sa zaoberá otázkou, čo presne odlišuje servoventily od proporcionálnych ventilov. Aby sa tento problém objasnil, Americký národný inštitút pre štandardy (ANSI) konkrétne financoval projekt na Inštitúte fluidnej energie v Milwaukee Institute of Technology, ktorého cieľom bolo uskutočniť cielený výskum. V priebehu roka projekt vytvoril odporúčania na vyriešenie problémov so štandardizáciou, najmä navrhol definície dvoch kľúčových pojmov „servoventil“ a „proporcionálny ventil“. Následne boli tieto definície formálne prijaté ako terminológia a definície v rámci normy ISO. To demonštruje prísnosť procesu stanovovania noriem ISO.
V súčasnosti sú definície proporcionálnych regulačných ventilov a servoventilov formálne začlenené do národnej normy GB/T 17446-2024 takto:
Servoventil: Elektricky modulovaný kontinuálny riadiaci ventil s pásmom necitlivosti menším ako 3 % zdvihu cievky.
Proporcionálny riadiaci ventil: Elektricky modulovaný kontinuálny riadiaci ventil s pásmom necitlivosti 3 % alebo viac zdvihu cievky.
Nasledujúci text uvádza zdôvodnenie, ktoré poskytli autori štandardných definícií.
Takmer na každom priemyselnom školení sa ma niekto nevyhnutne pýta: aký je vlastne rozdiel medzi proporcionálnym ventilom a servoventilom? Túto otázku si radšej vypočujem, pretože nám poskytuje trochu zábavy. Najkratšia odpoveď však znie: Odmietam sa nechať vtiahnuť do týchto nekonečných debát. Technická norma ISO 10770-1 (zodpovedajúca GB/T 15623 „Hydraulická prevodovka – Elektricky modulované hydraulické ovládacie ventily – Časť 1: Skúšobné metódy pre štvorcestné smerové ventily na reguláciu prietoku“) poskytuje určité definície. Predtým, ako to vysvetlím, uvažujme najprv o nejakom historickom pozadí.
Autoritatívny záver: Jediný štandard sa opiera o tento jeden indikátor
Neustály rast elektronických a elektrických technológií aplikovaných na rôzne typy hydraulických systémov prirodzene vyvolal značný záujem o proporcionálne ventily a servoventily. V skutočnosti to neuniklo pozornosti technických výborov ISO, pretože sú zodpovedné za formuláciu medzinárodných technických noriem, najmä ISO/TC-131/SC-8, ktorá je poverená normalizáciou hydraulických komponentov.
Technická komisia TC-131 je orgán v rámci organizácie ISO, ktorý je špecificky zodpovedný za všetku normalizáciu výkonu tekutín. V Spojených štátoch je zástupca zodpovedný za normy ISO pridružený k ANSI (American National Standards Institute); ANSI má však právomoc delegovať svoje funkcie sekretariátu na iné národné technické orgány USA. Čo sa týka fluidnej energie, ANSI autorizovala americkú národnú organizáciu fluidnej energie so sídlom v Milwaukee.
Sekretariát ISO/TC-131 Subcommittee SC-8 sídli v British Standards Institution v Londýne, ktorý sa sám zameriava predovšetkým na testovanie zariadení na pohon kvapalín vrátane hydraulických ventilov. (Podvýbor 8 British Standards Institution Secretariat's Subcommittee 8 sa špecializuje na štandardné testovacie metódy pre kvapalinové energetické zariadenia vrátane ventilov. V roku 2000 ISO zverejnila medzinárodnú normu ISO 10770-1 s názvom „Výkon hydrauliky – Elektricky modulované hydraulické ovládacie ventily – Časť 1: Skúšobné metódy pre štvorcestné smerové ventily a hodnotenie servo ventilov“).
V roku 2000 vydala ISO novú normu ISO 10770-1 s názvom „Hydraulický prenos sily – Elektricky modulované hydraulické ovládacie ventily – Časť 1: Skúšobné metódy pre štvorcestné smerové ventily na reguláciu prietoku“. Primárne pokrýva skúšobné metódy a je zameraný hlavne na proporcionálne ventily a servoventily. ISO 10770-1 nahradila ISO 6604, ktorá sa zaoberala výlučne servoventilmi; následne ISO 10770 predstavuje relatívne zlepšenie.
Pôvod štandardu: Prečo 3%?
V rokoch 1988 a 1989 som na Fluid Power Institute na Milwaukee School of Engineering viedol výskumný projekt zameraný na praktickú aplikáciu proporcionálnych a servoventilov. Jedným z cieľov bolo poskytnúť definície vo forme slovníka alebo, ako sme to nazvali, zoznamu slovníkov (poskytnúť presné definície proporcionálnych a servoventilov).
Preskúmali sme všetkých známych výrobcov vyrábajúcich takéto ventily a zhrnuli sme najdôležitejšie vlastnosti ich produktov. Naším cieľom bolo identifikovať rozdiely medzi nimi.
Aby sme identifikovali rozdiely v ich aplikácii v priemyselnej praxi, definovali sme nasledujúce charakteristiky:
Spôsob ovládania (riadený pilotom-alebo priamym{1}}pôsobením)
Frekvenčná odozva
Metóda spätnej väzby (vstavaná-alebo externá)
Cestovanie cievkou
Aplikácia ventilu (na ovládanie v otvorenom{0}}alebo uzavretom{1}}cykle)
Presnosť ovládania
Po dokončení tejto štúdie ich rozlišoval iba jeden faktor: dráha cievky.
To viedlo k nasledujúcim definíciám servoventilov a proporcionálnych ventilov:
Servoventil - Akýkoľvek plynule meniteľný, elektricky ovládaný smerový regulačný ventil so zdvihom menším ako 3 %.
Proporcionálny ventil - Akýkoľvek plynule meniteľný, elektricky ovládaný smerový ventil so zdvihom väčším ako 3 %.
V dôsledku toho bola hranica „3 %“ formálne začlenená do medzinárodných noriem a stala sa všeobecne akceptovaným kritériom klasifikácie. Ak je zdvih presne 3 %, norma uvádza, že ventil môže byť zaradený do ktorejkoľvek kategórie bez povinných požiadaviek.
Tieto definície boli začlenené do kompendia terminologických noriem a zverejnené po dokončení projektu. Tento záver sme si vzali k srdcu a snažili sme sa zaviesť terminológiu v rôznych priemyselných kontextoch. Odvtedy vždy, keď sa naskytla príležitosť, osobne som to prezentoval na vlastných prednáškach, ako aj na každej konferencii NFPA (National Fluid Power Association) a ISO. Na moje prekvapenie-vtedy ani teraz bolo veľmi málo odporu. Niektorí sa ma pýtali: 'Takže, ak je pokrytie presne 3 %, ako by sa malo definovať?' Moja odpoveď je: 'Vyberiete si sami.'
Domnievam sa, že problém pramení z doby, keď ľudia prvýkrát začali používať výrazy „servoventil“ a „proporcionálny ventil“ bez toho, aby ich niekto predtým presne definoval. Výsledkom bolo, že pre každý konkrétny ventil si ľudia mohli z ničoho nič vymyslieť najrôznejšie pojmy. Takéto definície terminológie by sa mohli dohodnúť v rámci jednej spoločnosti. V obchodnom styku, najmä v medzinárodných, však nie je ľahké jasne rozlíšiť medzi servoventilmi a proporcionálnymi ventilmi. Niekedy to už nie je len technický problém, ale otázka princípu.
Bežné úskalia: „Nepísané pravidlá“ testovania prietoku a poklesu tlaku
Pracovná skupina ISO zodpovedná za vývoj normy ISO 10770-1 šikovne obchádzala určité problémy s vedomím, že diskusia nikdy neprestane. Napriek tomu si komisia želala vypracovať dokument, ktorý by zahŕňal servoventily aj proporcionálne ventily. Ako by sa to však dalo dosiahnuť bez toho, aby sa najprv stanovila definícia? Hlavný princíp bol jasný: ISO sa snažila zamerať na názor široko akceptovaný priemyslom – menovite, že proporcionálne ventily vykazujú nižší pokles tlaku v porovnaní so servoventilmi. V dôsledku toho sú v rámci normy testovacej metódy ISO proporcionálne ventily definované ako ventily s nižším poklesom tlaku.
Komisia ISO rozhodla, že pri definovaní menovitého prietoku servoventila by mal byť pokles tlaku 1000 PSI alebo 7 MPa (1015 PSI), zatiaľ čo pokles tlaku použitý na definovanie menovitého prietoku proporcionálneho ventilu by mal byť 1 MPa alebo 145 PSI.
Norma obsahuje vetu: „Celkový pokles tlaku ventilu nastavte na 1 MPa alebo 7 MPa podľa potreby.“ Táto fráza „v závislosti od okolností“ vyvoláva dojem, že výbor pre normy ISO sa od tejto záležitosti dištancuje. Kto definuje „v závislosti od okolností“?
Nuž, rozhodnutie je ponechané na testerovi! V dôsledku toho môžu vykonávať skúšky podľa špecifikácií buď pre servoventily alebo proporcionálne ventily. Ešte dôležitejšie je, že môžu voľne definovať ventil, ako uznajú za vhodné. Práve preto sa v praxi stretávame s proporcionálnymi ventilmi skúšanými menovitým prietokom na základe tlakovej straty 7 MPa. Máme tiež „nulové-proporcionálne ventily mŕtveho pásma“. Toto je vojna sémantiky, ktorú nikto nikdy nevyhrá!
Praktický sprievodca: Ako si vybrať a sú vzájomne zameniteľné?
Normy iba definujú; nediktujú aplikáciu. Pri výbere v praxi stačia tri body:
1. Presnosť ovládania: Servoventily majú malé pásmo necitlivosti a vysokú presnosť, vhodné pre vysoko presné{1}}uzavreté{2}}systémy; proporcionálne ventily sú adekvátne a nákladovo -efektívne, vhodné pre konvenčné priemyselné riadenie.
2. Rýchlosť odozvy: Servoventily majú vyššiu frekvenčnú odozvu a sú vhodné pre vysoko-dynamické systémy; proporcionálne ventily ponúkajú mierne časy odozvy a spĺňajú požiadavky väčšiny zariadení.
3. Životné prostredie a spoľahlivosť: Servoventily majú vysoké požiadavky na čistotu oleja a sú „jemnejšie“; proporcionálne ventily sú vysoko odolné voči znečisteniu, odolnejšie a ľahšie sa udržiavajú.
Zhrnutie: Vysoká presnosť, vysoká dynamika → servoventily; Všeobecné-aplikácie, vysoká nákladová-efektívnosť → proporcionálne ventily.
Keď sa nabudúce bude niekto hádať o proporcionálnych ventiloch verzus servoventily, jednoducho sa obráťte na národnú normu: pásmo necitlivosti < 3 %=servoventil, väčšie alebo rovné 3 %=proporcionálny ventil.
Autorita zabraňuje hádkam; profesionalita zabraňuje zmätku.
Preložené s DeepL.com (bezplatná verzia)
