आनुपातिक वाल्व आरेख को समझना

जब आप हाइड्रोलिक या वायवीय प्रणालियों के साथ काम करते हैं, तो आधुनिक स्वचालन उपकरण के डिजाइन, समस्या निवारण और रखरखाव के लिए आनुपातिक वाल्व आरेख को समझना आवश्यक हो जाता है। आनुपातिक वाल्व आरेख दिखाता है कि ये सटीक घटक विद्युत संकेतों के जवाब में द्रव प्रवाह और दबाव को कैसे नियंत्रित करते हैं, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणालियों और यांत्रिक गति के बीच अंतर को पाटते हैं।

सरल ऑन-ऑफ वाल्वों के विपरीत, जो केवल पूरी तरह से खुले या पूरी तरह से बंद हो सकते हैं, आनुपातिक वाल्व 0% और 100% उद्घाटन के बीच कहीं भी परिवर्तनीय नियंत्रण प्रदान करते हैं। यह निरंतर समायोजन क्षमता उन्हें सुचारू त्वरण, सटीक स्थिति और नियंत्रित बल अनुप्रयोग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण बनाती है। इन वाल्वों को दर्शाने के लिए हम जिन आरेखों का उपयोग करते हैं, वे मुख्य रूप से आईएसओ 1219-1 द्वारा परिभाषित मानकीकृत प्रतीकों का पालन करते हैं, जिससे एक सार्वभौमिक भाषा बनती है जिसे दुनिया भर के इंजीनियर समझ सकते हैं।

आनुपातिक वाल्व आरेख को क्या अलग बनाता है

सर्किट आरेख वाल्व बंदरगाहों पर दबाव की बूंदों को दिखाते हैं (अक्सर ΔP₁ और ΔP₂ के रूप में लेबल किया जाता है), यह दर्शाता है कि फ्लो मीटरिंग एक्चुएटर पर बल संतुलन को कैसे नियंत्रित करता है। 2:1 क्षेत्र अनुपात (विभिन्न पिस्टन और रॉड-एंड क्षेत्र) वाले सिलेंडर के लिए, वाल्व को विस्तार बनाम वापसी के दौरान अंतर प्रवाह आवश्यकताओं को ध्यान में रखना चाहिए। आनुपातिक वाल्व आरेख इंगित करता है कि कौन से पोर्ट कॉन्फ़िगरेशन दोनों दिशाओं में सुचारू गति प्राप्त करते हैं।

जब आप आनुपातिक सोलनॉइड प्रतीक के पास एक छोटा धराशायी त्रिकोण देखते हैं, तो यह इंगित करता है कि वाल्व में ऑनबोर्ड इलेक्ट्रॉनिक्स (ओबीई) है। ये एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक घटक सिग्नल प्रोसेसिंग, प्रवर्धन और अक्सर फीडबैक नियंत्रण कार्यों को सीधे वाल्व बॉडी के भीतर संभालते हैं। यह एकीकरण बाहरी एम्पलीफायर कैबिनेट और संबंधित वायरिंग जटिलता की आवश्यकता को कम करके स्थापना को सरल बनाता है।

वाल्व लिफाफा स्वयं कई स्थितियों को दर्शाता है, जिसे आम तौर पर तीन-स्थिति, चार-तरफा वाल्व (4/3 कॉन्फ़िगरेशन) के रूप में दर्शाया जाता है। मानक दिशात्मक नियंत्रण वाल्वों के विपरीत, आनुपातिक वाल्व आरेख अक्सर आंशिक रूप से संरेखित प्रवाह पथों के साथ केंद्र की स्थिति दिखाते हैं, जो केवल बंदरगाहों को अवरुद्ध करने या पूरी तरह से खोलने के बजाय प्रवाह को मीटर करने की वाल्व की क्षमता को दर्शाता है।

आईएसओ 1219-1 आनुपातिक वाल्व प्रतीक पढ़ना

ISO 1219-1 मानक हाइड्रोलिक और वायवीय सर्किट आरेखों के लिए रूपरेखा प्रदान करता है। आनुपातिक वाल्वों के लिए, यह मानक परिभाषित करता है कि विभिन्न वाल्व प्रकारों और उनके नियंत्रण तंत्रों का प्रतिनिधित्व कैसे किया जाए। आनुपातिक दिशात्मक नियंत्रण वाल्व प्रतीक में प्रवाह पथों के भीतर मीटरिंग पायदान या त्रिकोणीय प्रतीकों के साथ मूल वाल्व बॉडी शामिल होती है, जो विशेष रूप से मशीनी सुविधाओं को दर्शाती है जो सटीक प्रवाह नियंत्रण को सक्षम करती है।

ये मशीनीकृत विशेषताएं, अक्सर वाल्व स्पूल में काटे गए त्रिकोणीय पायदान, शून्य स्थिति के निकट उच्च प्रवाह संवेदनशीलता और रैखिकता प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। इन ज्यामितीय संशोधनों के बिना, बंद स्थिति से छोटे समायोजन करते समय वाल्व खराब नियंत्रण विशेषताओं का प्रदर्शन करेगा।

आनुपातिक दबाव नियंत्रण वाल्व, जैसे आनुपातिक राहत वाल्व या कम करने वाले वाल्व, समान प्रतीकात्मक सम्मेलनों का उपयोग करते हैं। मुख्य अंतर आनुपातिक सोलनॉइड एक्चुएटर और दबाव नियंत्रण स्प्रिंग प्रतीक को जोड़ने में निहित है। जब आप इन तत्वों को ओबीई को इंगित करने वाले धराशायी त्रिकोण के साथ संयुक्त देखते हैं, तो आप जानते हैं कि आप एक परिष्कृत, बंद-लूप दबाव नियंत्रण उपकरण देख रहे हैं।

आनुपातिक प्रवाह नियंत्रण वाल्वों को आम तौर पर दो-स्थिति, दो-तरफ़ा वाल्व या परिवर्तनीय छिद्रों के रूप में दर्शाया जाता है, जिन्हें हमेशा विशिष्ट आनुपातिक नियंत्रण एक्चुएटर द्वारा चिह्नित किया जाता है। ये वाल्व हवा, गैसों, पानी या हाइड्रोलिक तेल के साथ काम करते हैं, जो उन्हें औद्योगिक स्वचालन में बहुमुखी घटक बनाते हैं।

आनुपातिक वाल्व कैसे काम करते हैं: इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक रूपांतरण

Letter opgraderinger (nyere teknologiventiler kan erstatte ældre designs direkte)

कई आधुनिक आनुपातिक वाल्व पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) नियंत्रण का उपयोग करते हैं। पीडब्लूएम सिस्टम में, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स तेजी से वोल्टेज को सोलनॉइड कॉइल पर चालू और बंद कर देता है। कर्तव्य चक्र (समय पर कुल चक्र समय का अनुपात) को समायोजित करके, वाल्व सटीक स्थिति नियंत्रण प्राप्त करता है जबकि उच्च आवृत्ति स्विचिंग (अक्सर लगभग 200 हर्ट्ज) चलती भागों में स्थैतिक घर्षण को दूर करने में मदद करता है।

यह पीडब्लूएम डिथर सिग्नल बुनियादी नियंत्रण से परे एक महत्वपूर्ण उद्देश्य को पूरा करता है। वाल्व स्पूल और बोर के बीच स्थैतिक घर्षण कम सिग्नल स्तर पर चिपकने और खराब प्रतिक्रिया का कारण बन सकता है। इधर-उधर से निरंतर उच्च-आवृत्ति कंपन प्रभावी ढंग से स्थैतिक घर्षण को कम गतिशील घर्षण में परिवर्तित करता है, जिससे डेड बैंड में काफी कमी आती है और प्रतिक्रिया में सुधार होता है। हालाँकि, यह तीव्र गति चिपचिपा अवमंदन बल पैदा करती है जिसके लिए दबाव संवेदन ट्यूबों और संतुलित आंतरिक ज्यामिति के माध्यम से सावधानीपूर्वक डिजाइन मुआवजे की आवश्यकता होती है।

आनुपातिक वाल्व और सर्वो वाल्व के बीच प्रदर्शन अंतर काफी कम हो गया है। एकीकृत एलवीडीटी (लीनियर वेरिएबल डिफरेंशियल ट्रांसफार्मर) फीडबैक के साथ आधुनिक आनुपातिक वाल्व आमतौर पर 8% से नीचे हिस्टैरिसीस और 2% के भीतर दोहराव प्राप्त करते हैं। प्रदर्शन का यह स्तर आनुपातिक वाल्वों को कई अनुप्रयोगों को संभालने की अनुमति देता है जिनके लिए एक बार महंगे सर्वो वाल्व की आवश्यकता होती है, लगभग आधी लागत पर।

प्रत्यक्ष-अभिनय बनाम पायलट-संचालित डिज़ाइन

जब आप आनुपातिक वाल्व आरेखों की अधिक बारीकी से जांच करते हैं, तो आप संरचनात्मक अंतर देखेंगे जो इंगित करते हैं कि वाल्व प्रत्यक्ष-अभिनय या पायलट-संचालित डिज़ाइन का उपयोग करता है या नहीं। यह अंतर वाल्व की प्रवाह क्षमता और दबाव रेटिंग को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

प्रत्यक्ष-अभिनय आनुपातिक वाल्व में, विद्युत चुम्बकीय आर्मेचर सीधे वाल्व स्पूल या पॉपपेट से जुड़ता है। सोलनॉइड बल हाइड्रोलिक सहायता के बिना मीटरिंग तत्व को स्थानांतरित करता है। यह सीधा कनेक्शन उत्कृष्ट नियंत्रण परिशुद्धता और तेज़ प्रतिक्रिया समय प्रदान करता है, आमतौर पर एनजी 6 (सीईटीओपी 3) माउंटिंग इंटरफ़ेस आकारों के लिए लगभग 100 मिलीसेकंड चरण प्रतिक्रिया समय प्राप्त करता है। हालाँकि, आनुपातिक सोलनॉइड से सीमित बल आउटपुट प्रत्यक्ष-अभिनय डिज़ाइन को मध्यम प्रवाह दर और दबाव तक सीमित करता है।

पायलट-संचालित आनुपातिक वाल्व मुख्य वाल्व स्पूल को स्थानांतरित करने में सहायता के लिए कार्यशील तरल पदार्थ का उपयोग करके इन सीमाओं को पार करते हैं। आनुपातिक सोलनॉइड एक छोटे पायलट चरण को नियंत्रित करता है, जो दबाव वाले तरल पदार्थ को बड़े मुख्य स्पूल पर कार्य करने के लिए निर्देशित करता है। यह हाइड्रोलिक प्रवर्धन पायलट-संचालित वाल्वों को काफी उच्च प्रवाह दर और दबाव को संभालने की अनुमति देता है, जो अक्सर 315 से 345 बार (4,500 से 5,000 पीएसआई) तक पहुंच जाता है। टनल बोरिंग मशीन थ्रस्ट सिस्टम और भारी मोबाइल उपकरण जैसे अनुप्रयोग आमतौर पर इस कारण से पायलट-संचालित आनुपातिक वाल्व का उपयोग करते हैं।

ट्रेडऑफ़ प्रतिक्रिया समय में आता है। पायलट-संचालित वाल्व आम तौर पर प्रत्यक्ष-अभिनय डिज़ाइनों की तुलना में अधिक धीमी गति से प्रतिक्रिया करते हैं क्योंकि मुख्य स्पूल चलने से पहले पायलट सिग्नल को पहले दबाव बनाना होगा। एनजी10 (सीईटीओपी 5) पायलट-संचालित वाल्वों के लिए, चरण प्रतिक्रिया समय अक्सर प्रत्यक्ष-अभिनय एनजी6 वाल्वों के लिए 100 मिलीसेकंड की तुलना में 165 मिलीसेकंड तक बढ़ जाता है।

वाल्व स्पूल डिज़ाइन और मीटरिंग किनारों को समझना

आनुपातिक नियंत्रण का केंद्र वाल्व स्पूल डिज़ाइन में निहित है। जब आप आनुपातिक वाल्व के अनुभागीय दृश्य आरेख को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि स्पूल में विशेष ज्यामितीय विशेषताएं हैं जो इसे मानक स्विचिंग वाल्व स्पूल से अलग करती हैं।

आनुपातिक दिशात्मक नियंत्रण वाल्व स्पूल में आमतौर पर त्रिकोणीय पायदान या सटीक मशीनीकृत खांचे होते हैं। ये पायदान सुनिश्चित करते हैं कि जैसे ही स्पूल केंद्र की स्थिति से आगे बढ़ता है, प्रवाह धीरे-धीरे शुरू होता है, जिससे बारीक मीटरिंग विशेषताएँ और शून्य के करीब बेहतर रैखिकता मिलती है। इन सुविधाओं के बिना, एक तेज धार वाला स्पूल छोटे विस्थापनों पर अचानक प्रवाह परिवर्तन और खराब नियंत्रण प्रदर्शित करेगा।

स्पूल ओवरलैप एक अन्य महत्वपूर्ण डिज़ाइन पैरामीटर है जिसे अक्सर तकनीकी आरेखों में निर्दिष्ट किया जाता है, जिसे आमतौर पर 10% या 20% जैसे प्रतिशत के रूप में दिखाया जाता है। ओवरलैप से तात्पर्य यह है कि जब वाल्व अपने केंद्र (तटस्थ) स्थिति में बैठता है तो स्पूल भूमि बंदरगाह के उद्घाटन को कितना कवर करती है। नियंत्रित ओवरलैप आंतरिक रिसाव को प्रबंधित करने में मदद करता है और वाल्व के डेड बैंड को परिभाषित करता है। उदाहरण के लिए, पार्कर की D*FW श्रृंखला विभिन्न स्पूल प्रकारों का उपयोग करती है जिसमें B31 10% ओवरलैप प्रदान करता है जबकि E01/E02 प्रकार 20% ओवरलैप प्रदान करता है।

डेड बैंड पहले स्पूल मूवमेंट को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक नियंत्रण सिग्नल की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। 20% डेड बैंड वाले वाल्व को स्पूल चलना शुरू करने से पहले 20% पूर्ण नियंत्रण सिग्नल की आवश्यकता होती है। इस डेड बैंड को स्थैतिक घर्षण (कठिनाई) बलों पर काबू पाना होगा और यह सीधे स्पूल ओवरलैप डिज़ाइन से संबंधित है। ओबीई के साथ आधुनिक वाल्वों में फैक्ट्री-सेट डेड बैंड मुआवजा शामिल है जो यह सुनिश्चित करता है कि स्पूल न्यूनतम विद्युत इनपुट पर सटीक रूप से चलना शुरू कर देता है, जिससे शून्य के करीब रैखिकता में सुधार होता है।

एलवीडीटी सेंसर के साथ स्थिति प्रतिक्रिया

उच्च-प्रदर्शन आनुपातिक वाल्व में स्थिति प्रतिक्रिया के लिए लीनियर वेरिएबल डिफरेंशियल ट्रांसफार्मर (एलवीडीटी) सेंसर शामिल होते हैं। जब आप आनुपातिक वाल्व आरेख में एलवीडीटी फीडबैक प्रतीक (अक्सर एस/यू सेंसर मॉड्यूल के रूप में दिखाया जाता है) देखते हैं, तो आप एक बंद-लूप वाल्व देख रहे हैं जो खुले-लूप डिज़ाइन की तुलना में काफी बेहतर सटीकता में सक्षम है।

एलवीडीटी यांत्रिक रूप से वाल्व स्पूल या आर्मेचर असेंबली से जुड़ता है, जो लगातार वास्तविक भौतिक स्थिति को मापता है। यह स्थिति सिग्नल एकीकृत नियंत्रक या एम्पलीफायर को वापस फ़ीड करता है, जो इसकी तुलना कमांड की गई स्थिति से करता है। फिर नियंत्रक वांछित स्पूल स्थिति को बनाए रखने के लिए सोलनॉइड करंट को समायोजित करता है, बाहरी ताकतों, यांत्रिक घर्षण और हिस्टैरिसीस प्रभावों के लिए सक्रिय रूप से क्षतिपूर्ति करता है।

आनुपातिक वाल्वों में हिस्टैरिसीस मुख्य रूप से अवशिष्ट चुंबकत्व और घर्षण के कारण होने वाली अंतर्निहित गैर-रैखिकता का प्रतिनिधित्व करता है। जब आप नियंत्रण सिग्नल बढ़ाते हैं, तो वाल्व आपके सिग्नल कम करने की तुलना में थोड़े अलग बिंदुओं पर खुलता है, जिससे प्रवाह-बनाम-वर्तमान वक्र में एक विशेषता लूप बनता है। इस हिस्टैरिसीस लूप की चौड़ाई सीधे नियंत्रण परिशुद्धता को प्रभावित करती है।

एलवीडीटी फीडबैक अकेले इनपुट करंट से अनुमान लगाने के बजाय वास्तविक स्पूल स्थिति को मापकर इस समस्या का समाधान करता है। एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक्स मापी गई और निर्देशित स्थितियों के बीच त्रुटि के आधार पर सोलनॉइड करंट को लगातार समायोजित करता है, चुंबकीय हिस्टैरिसीस और घर्षण के कारण होने वाली स्थिति त्रुटियों को प्रभावी ढंग से रद्द करता है। यह बंद-लूप नियंत्रण आमतौर पर हिस्टैरिसीस को पूरी रेंज के 8% से कम कर देता है, जबकि खुले-लूप आनुपातिक वाल्वों के लिए यह 15-20% या उससे अधिक होता है।

ओपन-लूप बनाम क्लोज्ड-लूप कंट्रोल आर्किटेक्चर

आनुपातिक वाल्व आरेख अक्सर पूर्ण नियंत्रण वास्तुकला को दर्शाने वाले बड़े सिस्टम स्कीमैटिक्स के भीतर दिखाई देते हैं। यह समझना कि क्या सिस्टम ओपन-लूप या बंद-लूप नियंत्रण का उपयोग करता है, प्रदर्शन अपेक्षाओं और समस्या निवारण दृष्टिकोण दोनों को प्रभावित करता है।

एक ओपन-लूप मोशन कंट्रोल सिस्टम में, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक वाल्व ड्राइवर (एम्प्लीफायर) को एक संदर्भ सिग्नल भेजता है, और वाल्व अकेले उस सिग्नल के आधार पर हाइड्रोलिक मापदंडों को नियंत्रित करता है। वास्तविक आउटपुट (प्रवाह, स्थिति, या दबाव) का कोई माप नियंत्रक के पास वापस नहीं आता है। यह सरल आर्किटेक्चर कई अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त रूप से काम करता है लेकिन वाल्व बहाव, लोड परिवर्तन, तापमान प्रभाव और हिस्टैरिसीस के प्रति संवेदनशील रहता है।

बंद-लूप गति नियंत्रण प्रणालियों में वास्तविक आउटपुट पैरामीटर को मापने वाला एक अतिरिक्त फीडबैक सेंसर शामिल होता है। पोजिशनिंग एप्लिकेशन के लिए, यह एक सिलेंडर पोजिशन सेंसर (एलवीडीटी या मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव सेंसर) हो सकता है। दबाव नियंत्रण के लिए, एक दबाव ट्रांसड्यूसर प्रतिक्रिया प्रदान करता है। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक, आमतौर पर पीआईडी ​​(आनुपातिक-इंटीग्रल-व्युत्पन्न) विनियमन को लागू करते हुए, वास्तविक प्रतिक्रिया के खिलाफ वांछित सेटपॉइंट की तुलना करता है और त्रुटि को कम करने के लिए वाल्व कमांड सिग्नल को लगातार समायोजित करता है।

वाल्व-स्तरीय फीडबैक (स्पूल पर एलवीडीटी) और सिस्टम-स्तरीय फीडबैक (सिलेंडर स्थिति सेंसर) के बीच अंतर ध्यान देने योग्य है। आंतरिक एलवीडीटी फीडबैक वाला एक आनुपातिक वाल्व स्पूल स्थिति को सटीक रूप से नियंत्रित करता है लेकिन सीधे सिलेंडर की स्थिति या दबाव को मापता नहीं है। उच्चतम परिशुद्धता के लिए, सिस्टम दोनों का उपयोग करते हैं: एलवीडीटी सटीक वाल्व स्पूल स्थिति सुनिश्चित करता है, जबकि बाहरी सेंसर वास्तविक प्रक्रिया चर (स्थिति, दबाव या वेग) के आसपास लूप को बंद कर देते हैं।

आधुनिक एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक्स (ओबीई) सिस्टम इंस्टॉलेशन को काफी सरल बनाता है। इन वाल्वों को केवल मानक 24 वीडीसी पावर और कम-पावर कमांड सिग्नल की आवश्यकता होती है। ऑनबोर्ड इलेक्ट्रॉनिक्स सिग्नल कंडीशनिंग, पावर रूपांतरण (अक्सर 24VDC आपूर्ति से ±9VDC वर्किंग वोल्टेज बनाना), LVDT सिग्नल प्रोसेसिंग और PID विनियमन को संभालता है। फ़ैक्टरी अंशांकन फ़ील्ड ट्यूनिंग के बिना कई वाल्वों में लगातार प्रदर्शन सुनिश्चित करता है, स्थापना समय को कम करता है और बाहरी एम्पलीफायर समायोजन से परिवर्तनशीलता को समाप्त करता है।

प्रदर्शन वक्र और गतिशील विशेषताएँ

आनुपातिक वाल्वों के लिए तकनीकी डेटाशीट में कई प्रदर्शन वक्र शामिल होते हैं जो गतिशील और स्थिर-स्थिति व्यवहार को मापते हैं। इन ग्राफ़ को पढ़ने का तरीका समझने से वाल्व चयन और समस्या निवारण दोनों में मदद मिलती है।

हिस्टैरिसीस वक्र नियंत्रण धारा के विरुद्ध प्रवाह दर को प्लॉट करता है, जो विशेषता लूप दिखाता है जो तब बनता है जब आप धारा बढ़ाते हैं (वाल्व को खोलते हैं) बनाम घटती धारा (वाल्व को बंद करते हैं)। इस लूप की चौड़ाई, कुल इनपुट रेंज के प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है, जो वाल्व की पुनरावृत्ति को इंगित करती है। गुणवत्ता आनुपातिक वाल्व 8% से नीचे हिस्टैरिसीस प्राप्त करते हैं, जिसका अर्थ है कि खोलने और बंद करने के रास्तों के बीच का अंतर पूर्ण नियंत्रण सिग्नल रेंज के 8% से कम है।

चरण प्रतिक्रिया ग्राफ़ दिखाते हैं कि वाल्व कमांड सिग्नल में अचानक परिवर्तन पर कितनी जल्दी प्रतिक्रिया करता है। ये आम तौर पर पूर्ण-चरण कमांड के एक विशिष्ट प्रतिशत (अक्सर 90%) तक पहुंचने वाले वाल्व आउटपुट (प्रवाह या स्पूल स्थिति) को प्रदर्शित करते हैं। एनजी6 प्रत्यक्ष-अभिनय आनुपातिक दिशात्मक वाल्वों के लिए, विशिष्ट चरण प्रतिक्रिया समय लगभग 100 मिलीसेकंड चलता है, जबकि बड़े एनजी10 आकारों के लिए लगभग 165 मिलीसेकंड की आवश्यकता होती है। तेज़ प्रतिक्रिया समय (कुछ डिज़ाइनों के लिए 8-15 मिलीसेकंड) बेहतर गतिशील प्रदर्शन का संकेत देते हैं लेकिन आमतौर पर उच्च लागत पर आते हैं।

प्रारंभिक स्पूल गति उत्पन्न करने के लिए आवश्यक न्यूनतम नियंत्रण संकेत दिखाने वाले ग्राफ़ पर डेड बैंड विशेषताएँ दिखाई देती हैं। 20% डेड बैंड वाले वाल्व को प्रवाह शुरू होने से पहले पूर्ण सिग्नल के पांचवें हिस्से की आवश्यकता होती है। यह डेड बैंड स्थैतिक घर्षण को दूर करने के लिए मौजूद है और स्पूल ओवरलैप डिज़ाइन से संबंधित है। उचित डेड बैंड मुआवजे के बिना, वाल्व केंद्र के पास खराब नियंत्रण रिज़ॉल्यूशन प्रदर्शित करता है, जिससे सटीक स्थिति बनाना मुश्किल हो जाता है।

संदूषण और घिसाव इन प्रदर्शन वक्रों को पूर्वानुमानित तरीके से सीधे प्रभावित करते हैं। जैसे-जैसे स्पूल और बोर के बीच कण जमा होते जाते हैं, स्थैतिक घर्षण बढ़ता जाता है। यह बढ़ते हिस्टैरिसीस लूप और बढ़े हुए डेड बैंड के रूप में दिखाई देता है। समय-समय पर वास्तविक प्रवाह-बनाम-वर्तमान विशेषताओं की योजना बनाकर और उन्हें फ़ैक्टरी विनिर्देशों से तुलना करके, रखरखाव टीमें सिस्टम विफलताओं का कारण बनने से पहले गिरावट का पता लगा सकती हैं। जब हिस्टैरिसीस निर्दिष्ट सीमा से 50% या अधिक बढ़ जाता है, तो वाल्व को आमतौर पर सफाई या प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।

सिस्टम एकीकरण और अनुप्रयोग सर्किट

पूर्ण हाइड्रोलिक सर्किट के भीतर देखे जाने पर आनुपातिक वाल्व आरेख अपने पूर्ण अर्थ तक पहुँचते हैं। एक विशिष्ट बंद-लूप हाइड्रोलिक पोजिशनिंग सिस्टम आरेख में बिजली इकाई (पंप और जलाशय), आनुपातिक दिशात्मक नियंत्रण वाल्व, एक्चुएटर के रूप में एक हाइड्रोलिक सिलेंडर और फीडबैक प्रदान करने वाला एक स्थिति सेंसर शामिल होता है।

सर्किट आरेख वाल्व बंदरगाहों पर दबाव की बूंदों को दिखाते हैं (अक्सर ΔP₁ और ΔP₂ के रूप में लेबल किया जाता है), यह दर्शाता है कि फ्लो मीटरिंग एक्चुएटर पर बल संतुलन को कैसे नियंत्रित करता है। 2:1 क्षेत्र अनुपात (विभिन्न पिस्टन और रॉड-एंड क्षेत्र) वाले सिलेंडर के लिए, वाल्व को विस्तार बनाम वापसी के दौरान अंतर प्रवाह आवश्यकताओं को ध्यान में रखना चाहिए। आनुपातिक वाल्व आरेख इंगित करता है कि कौन से पोर्ट कॉन्फ़िगरेशन दोनों दिशाओं में सुचारू गति प्राप्त करते हैं।

इंजेक्शन मोल्डिंग अनुप्रयोगों में, हाइड्रोलिक आनुपातिक वाल्व मोल्डिंग चक्र के दौरान क्लैंपिंग बल, इंजेक्शन वेग और दबाव प्रोफाइल को सटीक रूप से नियंत्रित करते हैं। इन अनुप्रयोगों के लिए समन्वित अनुक्रमों में काम करने वाले कई आनुपातिक वाल्वों की आवश्यकता होती है, जो जटिल सर्किट आरेखों में परिलक्षित होते हैं जो क्लैंपिंग के लिए दबाव नियंत्रण वाल्व, इंजेक्शन गति के लिए प्रवाह नियंत्रण वाल्व और मोल्ड आंदोलन के लिए दिशात्मक नियंत्रण दिखाते हैं।

क्रेन और चल पुल जैसे मोबाइल उपकरण बंद-लूप हाइड्रोलिक सिस्टम का उपयोग करते हैं जहां आनुपातिक वाल्व चर विस्थापन पंप आउटपुट को नियंत्रित करते हैं। थ्रॉटलिंग वाल्व के माध्यम से ऊर्जा बर्बाद करने के बजाय पंप विस्थापन को समायोजित करके, ये सिस्टम उच्च दक्षता प्राप्त करते हैं। सर्किट आरेख आम तौर पर मुख्य सर्किट के कम दबाव वाले पैर में 100 से 300 पीएसआई बनाए रखने वाले चार्ज पंप को दिखाते हैं, जिसमें आनुपातिक वाल्व अलग दबाव या प्रवाह नियंत्रण तत्वों के बिना दिशा, त्वरण, मंदी, गति और टोक़ का प्रबंधन करते हैं।

ऊर्जा दक्षता संबंधी विचार सर्किट डिज़ाइन दर्शन को बहुत अधिक प्रभावित करते हैं। पारंपरिक आनुपातिक दिशात्मक नियंत्रण वाल्व थ्रॉटलिंग के माध्यम से नियंत्रण प्राप्त करते हैं, जो हाइड्रोलिक ऊर्जा को मीटरिंग छिद्रों में गर्मी में परिवर्तित करता है। यह विघटनकारी नियंत्रण उत्कृष्ट नियंत्रण निष्ठा प्रदान करता है लेकिन इसके लिए पर्याप्त द्रव शीतलन क्षमता की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, परिवर्तनीय विस्थापन नियंत्रण राहत वाल्वों के माध्यम से अतिरिक्त प्रवाह को नष्ट करने के बजाय स्रोत को समायोजित करके ऊर्जा बर्बादी को कम करता है। डिजाइनरों को चर विस्थापन दृष्टिकोण से दक्षता लाभ के मुकाबले थ्रॉटलिंग नियंत्रण की सादगी को संतुलित करना चाहिए।

आनुपातिक वाल्व सिस्टम का समस्या निवारण

आनुपातिक वाल्वों में प्रदर्शन में गिरावट आम तौर पर पहले चर्चा की गई विशेषता वक्रों में परिवर्तन के रूप में प्रकट होती है। इन विफलता मोड को समझने से प्रभावी निदान प्रक्रियाओं को स्थापित करने में मदद मिलती है।

संदूषण आनुपातिक वाल्व समस्याओं का सबसे आम कारण है। 10 माइक्रोमीटर जितने छोटे कण स्पूल की गति में हस्तक्षेप कर सकते हैं, जिससे कठोरता (उच्च स्थैतिक घर्षण) हो सकती है जिसे दूर करने के लिए बढ़ी हुई प्रारंभिक धारा की आवश्यकता होती है। यह बढ़े हुए डेड बैंड और चौड़े हिस्टैरिसीस लूप के रूप में प्रकट होता है। आईएसओ 4406 स्वच्छता मानकों (आमतौर पर 19/17/14 या आनुपातिक वाल्वों के लिए बेहतर) के अनुसार हाइड्रोलिक द्रव की सफाई बनाए रखना अधिकांश संदूषण-संबंधी विफलताओं को रोकता है।

बहाव और रिसाव की समस्याएँ सील के घिसने या आंतरिक वाल्व के घिसाव के कारण उत्पन्न होती हैं। जैसे ही सील ख़राब होती है, आंतरिक रिसाव एक्चुएटर्स को तब भी बहने देता है जब वाल्व केंद्र में बैठता है। तापमान सील के प्रदर्शन को नाटकीय रूप से प्रभावित करता है। उच्च तापमान तरल पदार्थ को पतला कर देता है और सील सामग्री को ख़राब कर देता है, जबकि कम तापमान चिपचिपाहट बढ़ाता है और सील के लचीलेपन को कम कर देता है, जिससे नियंत्रण संबंधी समस्याएं पैदा होती हैं।

लगातार साइकिल चलाने और थर्मल एक्सपोज़र से स्प्रिंग थकान केंद्र की स्थिति में धीमी या अधूरी वापसी के रूप में प्रकट होती है। सेंटरिंग स्प्रिंग्स जो स्पूल को न्यूट्रल में लौटाते हैं, धीरे-धीरे लाखों चक्रों में अपनी ताकत खो देते हैं, जिसके लिए अंततः प्रतिस्थापन या वाल्व नवीनीकरण की आवश्यकता होती है।

एक व्यवस्थित समस्या निवारण फ़्लोचार्ट आम तौर पर विद्युत सत्यापन से शुरू होता है। बिजली आपूर्ति वोल्टेज (आमतौर पर 24 वीडीसी ±10%), कमांड सिग्नल स्तर और वायरिंग अखंडता की जांच करें। कुंडल विफलताओं का पता लगाने के लिए सोलनॉइड प्रतिरोध को मापें। ओबीई वाले वाल्वों के लिए, कई मॉडल आंतरिक दोषों का संकेत देने वाले नैदानिक ​​आउटपुट प्रदान करते हैं।

यांत्रिक निदान में वाल्व बंदरगाहों पर दबाव परीक्षण शामिल है। वाल्व में बड़े दबाव की बूंदें (विनिर्देशों से परे) रुकावट या आंतरिक टूट-फूट का संकेत देती हैं। प्रवाह माप यह सत्यापित करने में मदद करता है कि वास्तविक प्रवाह दिए गए नियंत्रण संकेतों पर सिस्टम आवश्यकताओं से मेल खाता है। तापमान की निगरानी अत्यधिक थ्रॉटलिंग या अपर्याप्त शीतलन से अधिक गर्मी की पहचान करती है।

पूर्वानुमानित रखरखाव कार्यक्रमों में आवधिक प्रदर्शन सत्यापन शामिल होना चाहिए। वार्षिक रूप से वास्तविक प्रवाह-बनाम-वर्तमान विशेषताओं की योजना बनाकर और आधारभूत मापों से उनकी तुलना करके, रखरखाव टीमें क्रमिक गिरावट को ट्रैक कर सकती हैं। जब मापी गई हिस्टैरिसीस मूल विनिर्देश से 50% अधिक बढ़ जाती है, तो पूर्ण विफलता की प्रतीक्षा करने के बजाय अगली रखरखाव विंडो के दौरान वाल्व की सफाई या प्रतिस्थापन का समय निर्धारित करें।

प्रत्यक्ष-अभिनय बनाम पायलट-संचालित डिज़ाइन

जब आप एक सिस्टम डिज़ाइन कर रहे हों या घटकों को बदल रहे हों, तो आनुपातिक वाल्व चयन के लिए लागत और स्थान की कमी के विरुद्ध कई तकनीकी मापदंडों को संतुलित करने की आवश्यकता होती है।

• प्रवाह क्षमता सबसे पहले आती है।आवश्यक एक्चुएटर वेग की गणना करें और प्रवाह दर निर्धारित करने के लिए पिस्टन क्षेत्र से गुणा करें। एक सुरक्षा मार्जिन जोड़ें (आमतौर पर 20-30%) और इस आवश्यकता पर या उससे ऊपर रेटेड प्रवाह वाले वाल्व का चयन करें। याद रखें कि वाल्व प्रवाह क्षमता वाल्व में दबाव ड्रॉप के साथ बदलती रहती है; हमेशा अपने ऑपरेटिंग दबाव अंतर पर प्रवाह वक्रों की जांच करें।
• दबाव रेटिंग अधिकतम सिस्टम दबाव से अधिक होनी चाहिएपर्याप्त सुरक्षा मार्जिन के साथ. अधिकांश औद्योगिक आनुपातिक वाल्व मुख्य बंदरगाहों पर 315 बार (4,500 पीएसआई) संभालते हैं, जो विशिष्ट मोबाइल और औद्योगिक हाइड्रोलिक्स के लिए पर्याप्त है। उच्च दबाव अनुप्रयोगों के लिए सर्वो वाल्व या विशेष आनुपातिक डिज़ाइन की आवश्यकता हो सकती है।
• नियंत्रण सिग्नल संगतता मायने रखती हैसिस्टम एकीकरण के लिए. अधिकांश आधुनिक वाल्व या तो वोल्टेज (±10V) या करंट (4-20mA) सिग्नल स्वीकार करते हैं। वोल्टेज सिग्नल छोटी केबल चलाने के लिए अच्छा काम करते हैं जबकि वर्तमान सिग्नल लंबी दूरी पर विद्युत शोर का विरोध करते हैं। सत्यापित करें कि आपका नियंत्रक आउटपुट वाल्व इनपुट आवश्यकताओं से मेल खाता है या उचित सिग्नल रूपांतरण की योजना बनाएं।
• प्रतिक्रिया समय की आवश्यकताएँआपके एप्लिकेशन की गतिशीलता पर निर्भर करें। प्रेस या पोजिशनिंग चरणों जैसे धीमी गति से चलने वाले उपकरणों के लिए, 100-150 मिलीसेकंड प्रतिक्रिया पर्याप्त है। इंजेक्शन मोल्डिंग या सक्रिय सस्पेंशन सिस्टम जैसे उच्च गति वाले अनुप्रयोगों को इसके बजाय उप-20 मिलीसेकंड प्रतिक्रिया वाले सर्वो वाल्व की आवश्यकता हो सकती है।
• पर्यावरण संबंधी विचारइसमें ऑपरेटिंग तापमान रेंज, कंपन प्रतिरोध और माउंटिंग ओरिएंटेशन शामिल हैं। ओबीई वाले वाल्व बेहतर कंपन प्रतिरोध प्रदान करते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक्स सीधे वाल्व बॉडी पर लगे होते हैं, जिससे वाल्व और एम्पलीफायर के बीच कमजोर केबल कनेक्शन खत्म हो जाते हैं। मानक डिज़ाइन के लिए ऑपरेटिंग तापमान आम तौर पर -20°C से +70°C तक होता है, चरम स्थितियों के लिए विशेष संस्करण उपलब्ध होते हैं।

सिस्टम एकीकरण और अनुप्रयोग सर्किट

आनुपातिक वाल्व प्रौद्योगिकी उच्च प्रदर्शन और बेहतर एकीकरण की दिशा में विकसित हो रही है। आधुनिक डिज़ाइन में तेजी से उन्नत डायग्नोस्टिक्स शामिल हो रहे हैं, जो वास्तविक समय पर स्वास्थ्य निगरानी और पूर्वानुमानित रखरखाव क्षमताएं प्रदान करते हैं। आईओ-लिंक जैसे संचार प्रोटोकॉल आनुपातिक वाल्वों को चक्र गणना, तापमान, आंतरिक दबाव और पता लगाए गए दोषों सहित विस्तृत परिचालन डेटा की रिपोर्ट करने की अनुमति देते हैं।

आनुपातिक और सर्वो वाल्व प्रदर्शन के बीच अभिसरण जारी है। जैसा कि आनुपातिक वाल्व निर्माता स्पूल मशीनिंग परिशुद्धता में सुधार करते हैं और ओबीई सिस्टम में उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम लागू करते हैं, प्रदर्शन अंतर कम हो जाता है। कई अनुप्रयोगों के लिए, जहां एक बार महंगे सर्वो वाल्व अनिवार्य थे, एलवीडीटी फीडबैक वाले आधुनिक आनुपातिक वाल्व अब काफी कम लागत पर पर्याप्त सटीकता और दोहराव प्रदान करते हैं।

ऊर्जा दक्षता घटक और सिस्टम डिज़ाइन दोनों में नवाचार को प्रेरित करती है। नई वाल्व ज्यामिति नियंत्रण परिशुद्धता बनाए रखते हुए दबाव की बूंदों को कम करती है, गर्मी उत्पादन और बिजली की खपत को कम करती है। सिस्टम-स्तरीय सुधारों में बुद्धिमान नियंत्रण रणनीतियाँ शामिल हैं जो प्रत्येक वाल्व को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करने के बजाय समग्र ऊर्जा उपयोग को अनुकूलित करने के लिए कई आनुपातिक वाल्वों का समन्वय करती हैं।

आनुपातिक वाल्व आरेखों को समझना आधुनिक स्वचालित उपकरणों के साथ प्रभावी ढंग से काम करने की नींव प्रदान करता है। चाहे आप नए सिस्टम डिज़ाइन कर रहे हों, मौजूदा इंस्टॉलेशन का समस्या निवारण कर रहे हों, या अपग्रेड के लिए घटकों का चयन कर रहे हों, इन मानकीकृत प्रतीकों और उनके निहितार्थों की व्याख्या करने की क्षमता आपको सिस्टम व्यवहार और प्रदर्शन विशेषताओं में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करती है। आरेख न केवल स्थैतिक घटक प्रतीकों का प्रतिनिधित्व करते हैं बल्कि इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक नियंत्रण प्रौद्योगिकी में दशकों के इंजीनियरिंग शोधन को समाहित करते हैं।