Когда гидравлическим системам требуется надежное регулирование потока без утечек, многослойная пластина обратного клапана Z2S 22 является проверенным решением. Этот компонент Bosch Rexroth уже много лет поддерживает промышленное оборудование, и понимание того, как он работает, может помочь вам принять более обоснованные решения для вашей гидравлической установки.
Что отличает Z2S 22
Сэндвич-плита обратного клапана Z2S 22 работает как обратный клапан с пилотным управлением, предназначенный для систем размера NG25. В отличие от обычных подпружиненных обратных клапанов, эта сэндвич-плита имеет двухступенчатую конструкцию, которая обеспечивает лучший контроль при сбросе давления. Клапан обеспечивает свободный поток в одном направлении, блокируя обратный поток, и его можно открыть с заблокированной стороны, когда к порту X подается управляющее давление.
Конструкция сэндвич-панели означает, что ее можно устанавливать вертикально между другими гидравлическими компонентами. Это экономит место в переполненных машинных установках. Z2S 22 соответствует схеме портов ISO 4401-08-08-0-05, что делает его совместимым со стандартными гидравлическими коллекторами, используемыми в различных типах оборудования.
Что отличает этот обратный клапан, так это функция предварительного открытия в большинстве версий. Когда пилотный клапан открывается, давление сбрасывается постепенно через демпфирующую систему, а не сразу. Это предотвращает ударные волны и шум, которые повреждают уплотнения и создают трудности при обслуживании гидравлических систем.
Технические характеристики, которые имеют значение
Сэндвич-плита обратного клапана Z2S 22 выдерживает максимальное рабочее давление до 315 бар и скорость потока до 450 литров в минуту. Эти цифры получены в результате испытаний с использованием минерального масла HLP46 при температуре 40 градусов Цельсия. Корпус клапана весит от 12 до 13 килограммов, его размеры составляют 212 мм в длину, 117 мм в ширину и 100 мм в высоту.
Варианты давления срабатывания варьируются от 3 до 10 бар и обозначаются кодами от 1 до 4 в номере детали. Более высокое давление открытия означает более сильную обратную блокировку, но для открытия требуется большее управляющее давление. Клапан работает при температуре гидравлического масла от минус 30 до плюс 80 градусов Цельсия при использовании уплотнений из NBR, которые подходят для большинства промышленных сред.
Соединения портов включают положения P, A, B, T, X и Y. Порты A и B подключаются к исполнительным механизмам, а порт X получает управляющее давление для отключения функции проверки. Для установки требуются шесть болтов M12, затянутых с моментом 70 Нм, а монтажная поверхность должна иметь степень шероховатости Rz 4 или более гладкую для предотвращения утечек.
Многослойная пластина обратного клапана Z2S 22 обеспечивает нулевую утечку в направлении блокировки во время нормальной работы. Это важно для таких применений, как удержание вертикальных цилиндров на месте в ночное время или во время остановок для технического обслуживания. Даже после нескольких месяцев простоя клапан должен сохранять герметичность без смещения.
Как на самом деле работает Z2S 22
Поток свободно перемещается из A1 в A2 или из B1 в B2 через клапан, когда давление толкает в направлении открытия. Простой лепестковый клапан открывается под давлением потока, создавая минимальное сопротивление. Кривые падения давления демонстрируют почти линейное поведение, что означает, что расход предсказуемо увеличивается по мере роста давления.
В обратном направлении заслонка плотно прилегает к корпусу клапана, создавая блокирующее уплотнение. В клапане используется шаровое седло площадью A2 и тарелка площадью A1. Когда управляющее давление поступает через порт X, оно воздействует на область золотника управления A3. Соотношение площадей между A3 и A2 составляет примерно от 1 до 12,5, что означает, что для открытия главного клапана необходимо относительно низкое управляющее давление.
Механизм предварительного открытия начинает работать до того, как будет достигнуто полное управляющее давление. Когда золотник управления начинает двигаться, появляется небольшое отверстие, позволяющее постепенно выравнивать давление. Это мягкое отверстие предотвращает внезапное падение давления, вызывающее гидроудары в гидравлических линиях. Демпфирующее действие защищает уплотнения насоса, шланговые соединения и уплотнения штока цилиндра от ударных нагрузок.
Специальные версии меняют эту базовую операцию. Вариант SO40 добавляет внешний порт G1/4 для пилотного управления, что полезно, когда вам необходимо дистанционное управление клапаном. Версия SO60 выводит управляющий золотник в Т-порт, что повышает точность срабатывания в определенных схемах.
Где обратный клапан Z2S 22 работает лучше всего
В системах промышленной автоматизации широко используется сэндвич-панель обратного клапана Z2S 22. В машинах для литья под давлением эти клапаны удерживают плиты пресс-формы в устойчивом положении во время циклов охлаждения. Листогибочные тормоза используют их для поддержания положения плунжера, когда гидравлические насосы отключаются между операциями гибки. Роботизированным манипуляторам нужен клапан, чтобы предотвратить смещение груза при удержании положения.
Погрузочно-разгрузочное оборудование, такое как вилочные и ножничные подъемники, выигрывает от конструкции с нулевой утечкой. Стандартный пружинный обратный клапан может обеспечить достаточную утечку, чтобы медленно опускать платформу в течение нескольких часов. Сэндвич-панель Z2S 22 устраняет эту проблему, сохраняя положение в течение неопределенного времени без работы насоса.
Системы управления шагом ветряных турбин работают в сложных условиях с перепадами температур и риском загрязнения. Сэндвич-плита обратного клапана справляется с такими условиями в сочетании с надлежащей фильтрацией. Приложения в энергетическом секторе требуют надежности, поскольку отказ клапана во время работы турбины может привести к повреждению дорогих редукторов.
Компактная многослойная конструкция имеет наибольшее значение в мобильном оборудовании, где пространство имеет большое значение. Экскаваторы, краны и сельскохозяйственная техника выполняют множество функций на ограниченных площадях. Установка обратного клапана Z2S 22 между распределителями и другими многослойными пластинами уменьшает размер коллектора по сравнению с традиционными обратными клапанами, монтируемыми на трубе.
Сравнение вариантов клапанов
Стандартные подпружиненные обратные клапаны стоят дешевле, чем Z2S 22, обычно от 200 до 500 долларов. Они хорошо работают в простых приложениях, но им не хватает пилотного управления и часто обнаруживаются незначительные утечки. Скорость реакции медленнее, поскольку пружина должна сжаться, прежде чем начнется поток.
Двухдисковые пластинчатые обратные клапаны справляются с большими расходами, иногда превышающими 500 литров в минуту. Они весят меньше, чем сэндвич-панели, и хорошо работают в трубопроводных системах низкого давления до 250 бар. Однако дисковые клапаны могут заклинить в закрытом состоянии, если между диском и седлом попадет загрязнение. Коррозионная стойкость также ниже в стандартных исполнениях.
Сэндвич-плита обратного клапана Z2S 22 обычно стоит от 1000 до 1500 долларов в зависимости от конфигурации и поставщика. Эта более высокая цена отражает возможность пилотной эксплуатации, конструкцию с нулевой утечкой и преимущества интеграции. Затраты на техническое обслуживание могут быть ниже в течение всего срока службы клапана, поскольку многослойная конструкция защищает внутренние компоненты от внешних повреждений.
Сравнение производительности показывает, что Z2S 22 поддерживает постоянный расход до 450 литров в минуту при давлении 315 бар, в то время как многие пружинные проверки начинают показывать увеличение перепада давления выше 300 литров в минуту. Конструкция с пилотным управлением также быстрее реагирует на управляющие сигналы, чем модели с пружинным приводом, поскольку она не противодействует силе пружины во время открытия.
Требования к установке, которые вы должны знать
Сэндвич-панель обратного клапана Z2S 22 монтируется в любом положении, однако чаще всего используется вертикальная установка. Перед сборкой тщательно очистите обе сопрягаемые поверхности. Любая грязь, заусенцы или старый материал прокладки могут создать пути утечки, которые ставят под угрозу конструкцию с нулевой утечкой.
Перед установкой клапана наденьте прилагаемые уплотнительные кольца на каждое отверстие. Уплотнения располагаются в канавках, выточенных на поверхности многослойной пластины. Убедитесь, что уплотнения установлены правильно и не перекручены, поскольку это может привести к их выдавливанию под давлением.
В схеме крепления болтов используются шесть болтов M12 по стандарту ISO. Затяните винты по схеме «звезда» моментом 70 Нм. Чрезмерная затяжка может деформировать корпус клапана и вызвать заедание внутренних деталей. Недостаточная затяжка может привести к внешней утечке и потенциальной потере давления.
Для версий SO40 с внешними пилотными портами подсоедините фитинги G1/4 к источнику пилотного давления. Убедитесь, что управляющее давление превышает давление открытия как минимум на 50 процентов, чтобы обеспечить полное открытие. Недостаточное управляющее давление приводит к частичному открытию и ограничению потока.
Перед запуском проверьте чистоту системы. Для многослойной пластины обратного клапана Z2S 22 требуется гидравлическое масло, соответствующее коду чистоты ISO 4406 20/18/15 или выше. Это означает, что на миллилитр жидкости приходится менее 5000 частиц размером более 4 микрон. Согласно отраслевым данным по техническому обслуживанию, загрязнение является причиной 80 процентов отказов клапанов.
Техническое обслуживание и устранение неполадок
Регулярная замена фильтров защищает многослойную пластину обратного клапана от загрязнения. Заменяйте фильтры с интервалами, рекомендованными для вашего типа гидравлического масла. Минеральные масла, такие как HLP46, служат дольше между заменами, чем биоразлагаемые жидкости, которые могут требовать вдвое более частого обслуживания.
Осматривайте клапан во время остановок системы для технического обслуживания. Обратите внимание на внешнюю утечку масла вокруг поверхностей многослойной пластины, которая указывает на износ уплотнения или ослабление крепежных болтов. Внутренняя утечка проявляется в виде смещения привода с течением времени, хотя при правильной установке это случается редко.
Если в клапане возникают проблемы с дрейфом, сначала проверьте управляющее давление. Недостаточное управляющее давление может не полностью открыть клапан, что приведет к ограничению потока и неполному освобождению положения. Измерьте фактическое давление в порту X в условиях нагрузки, а не только статическое давление.
Шум или удар во время открытия клапана указывают на отсутствие или повреждение компонентов предварительного открытия. В некоторых старых моделях Z2S 22 эта функция отсутствует, и установка версии SO55 устраняет проблему. Внезапные падения давления создают удары, которые в конечном итоге повреждают уплотнения и соединения по всей системе.
Неудачное открытие обычно связано с загрязнением, блокирующим золотник пилотного управления. Промывка системы и установка надлежащей фильтрации решают большинство случаев. Постоянные проблемы могут потребовать разборки клапана и проверки седла шара и поверхностей тарелки на предмет задиров или вкраплений частиц.
Храните запасные многослойные пластины обратного клапана в сухих помещениях, вдали от экстремальных температур. Сохраняйте защитные колпачки на портах, чтобы предотвратить загрязнение во время хранения. Запасные уплотнения для NBR или FKM в зависимости от требований вашей системы, поскольку износ уплотнений из-за старения на хранении может произойти в течение нескольких лет.
Информация о заказе и номере детали
В многослойной пластине обратного клапана Z2S 22 используется структурированная система нумерации деталей. Начните с Z2S 22, затем добавьте обозначение канала. Знак тире означает двойной канал для сторон A и B. Буквы A или B обозначают одноканальную работу только на этой стороне.
Далее следует код давления открытия от 1 до 4, что соответствует 3, 5, 7,5 или 10 бар соответственно. Более высокие значения обеспечивают более сильную блокировку обратного хода, но требуют большего управляющего давления. Затем во всех стандартных моделях появляется 5X, за которым следуют дополнительные коды обработки поверхности, такие как J50, для пассивации.
В специальных версиях добавляются такие коды, как SO40 для внешних пилотных портов или SO60 для вентиляции золотника в бак. Буква V в конце указывает на уплотнения из FKM вместо стандартного NBR для совместимости с высокими температурами или агрессивными жидкостями. Полный пример может выглядеть так: Z2S 22 A 2 5X V SO40.
Монтажные комплекты с уплотнениями и прокладками заказываются отдельно. Проверьте каталог Bosch Rexroth на наличие совместимых комплектов, соответствующих вашей версии клапана. Использование неправильных материалов уплотнений приводит к быстрому выходу из строя, особенно при использовании огнестойкой гидравлики или биоразлагаемых масел.
Поиск надежных поставщиков
Bosch Rexroth продает продукцию напрямую через свой интернет-магазин и через региональных дистрибьюторов. Официальные каналы гарантируют оригинальные детали и надлежащую техническую поддержку. Технические описания можно загрузить с их сайта, используя номер документа R900432915.
BuyRexroth выступает в качестве крупного дистрибьютора, осуществляя онлайн-заказы и немедленную доставку для распространенных конфигураций. Их цена составляет около 1426 долларов за стандартные сэндвич-плиты с обратным клапаном Z2S 22 с типичной доставкой в течение одного-трех рабочих дней.
Вторичные рынки на eBay предлагают б/у и излишки клапанов от 500 до 1000 долларов. Покупка бывших в употреблении имеет смысл в качестве запасных частей для старого оборудования, но внимательно осмотрите их на наличие повреждений или износа. Отсутствующие или поврежденные пломбы могут быть не заметны на фотографиях.
Промышленные поставщики, такие как Hydraulics Online и Pha-Auto, поставляют Z2S 22 вместе с полными гидравлическими системами. Они предоставляют местную техническую поддержку и могут помочь с вопросами по установке. Крупные покупатели могут договориться о более выгодных ценах путем прямого контакта с региональными представителями Bosch Rexroth.
Китайские производители предлагают альтернативы по более низким ценам через такие платформы, как «Сделано в Китае». Хотя они могут подойти для менее ответственных применений, их качество и эксплуатационные характеристики отличаются от оригинальных продуктов Bosch Rexroth. Ожидайте различий в номинальных давлениях, материалах уплотнений и допусках размеров.
Соображения совместимости жидкостей
Минеральные гидравлические масла, такие как HL и HLP, прекрасно работают со стандартными уплотнениями из NBR в многослойной пластине обратного клапана Z2S 22. Они остаются наиболее распространенными жидкостями в промышленной гидравлике из-за их стабильных характеристик и разумной стоимости.
Огнестойкие жидкости требуют особого внимания. Типы HFDU и HFDR ограничивают максимальное давление до 210 бар вместо стандартных 315 бар. Рабочая температура этих жидкостей не должна превышать 60 градусов Цельсия. Срок службы может сократиться на 30–100 процентов по сравнению с эксплуатацией на минеральном масле.
Биоразлагаемая гидравлика, такая как HETG и HEES, работает с Z2S 22, но требует более частых интервалов технического обслуживания. Эти жидкости легче впитывают влагу и разлагаются быстрее, чем минеральные масла. Чаще меняйте фильтры и внимательно следите за чистотой системы.
Синтетические жидкости часто требуют уплотнений из FKM вместо стандартного NBR. Код V в номере детали указывает на этот материал уплотнения. Прежде чем выбирать клапан для систем с синтетическими или экзотическими жидкостями, проверьте таблицы совместимости. Использование неправильных материалов уплотнений приводит к быстрому набуханию или затвердеванию, что приводит к утечкам или заеданию.
Водно-гликолевые жидкости могут работать в зависимости от конкретного состава. Перед заказом обратитесь в службу технической поддержки Bosch Rexroth и сообщите характеристики вашей жидкости. Некоторые жидкости на водной основе разъедают стандартные материалы уплотнений или разъедают внутренние компоненты.
Производительность в различных средах
Экстремальные температуры влияют на работу многослойной пластины обратного клапана Z2S 22. Холодный запуск при температуре ниже минус 20 градусов требует уплотнений из NBR, тогда как FKM выдерживает более высокие температуры до 80 градусов окружающей среды. Вязкость жидкости меняется в зависимости от температуры, влияя на характеристики потока и время отклика.
Грязная среда требует превосходной фильтрации. Строительное и горнодобывающее оборудование постоянно подвергается загрязнению пылью, водой и мусором. Установка фильтрации, соответствующей стандарту ISO 4406 20/18/15, предотвращает большинство проблем с загрязнением, но в экстремальных условиях может потребоваться еще более тонкая фильтрация.
Приложения с высокой вибрацией выигрывают от монтажа сэндвич-панели. Обратные клапаны с резьбой могут со временем ослабнуть из-за вибрации, в то время как сэндвич-панели с болтовым соединением остаются надежными. Используйте состав для фиксации резьбы на монтажных болтах в условиях сильной вибрации.
Прибрежные и морские условия подвергают гидравлические компоненты воздействию соленого воздуха и влаги. Дополнительная пассивационная обработка J50 обеспечивает лучшую коррозионную стойкость внешней части корпуса клапана. Внутренние компоненты остаются защищенными гидравлическим маслом, но загрязнение влагой становится более серьезной проблемой вблизи воды.
Высота над уровнем моря влияет на гидравлические характеристики через соотношение давления и температуры. Для высотного оборудования могут потребоваться другие настройки давления открытия, поскольку атмосферное давление различается. При установке на высоте более 2000 метров проконсультируйтесь с инженерами-гидравликами.
Будущие разработки в области технологии гидравлических клапанов
Интеграция электронного мониторинга представляет собой следующий шаг для таких компонентов, как многослойная пластина обратного клапана Z2S 22. Датчики, встроенные в многослойные пластины, могут сообщать о фактическом расходе, падении давления и условиях внутреннего износа. Прогнозируемое обслуживание становится возможным, когда системы обнаруживают снижение производительности до того, как произойдет сбой.
Улучшенные материалы уплотнений продолжают развиваться. Новые полимерные соединения обеспечивают лучшую химическую стойкость и более длительный срок службы в более широком диапазоне температур. Эти материалы изначально стоят дороже, но сокращают время простоя при обслуживании и частоту замены.
Аддитивное производство может изменить способ производства гидравлических компонентов. Корпуса клапанов, напечатанные на 3D-принтере, могут оптимизировать внутренние пути потока за пределы возможностей механической обработки. Сложная внутренняя геометрия может улучшить производительность при одновременном снижении веса и использования материала.
Интеллектуальные гидравлические системы автоматически регулируют параметры клапана в зависимости от условий эксплуатации. Обратный клапан может изменять давление открытия в соответствии с требованиями нагрузки, что повышает энергоэффективность. Управляющее давление можно модулировать для достижения оптимальной скорости открытия при различных условиях потока.
Сэндвич-плита обратного клапана Z2S 22 представляет собой зрелую технологию, которая надежно отвечает текущим промышленным потребностям. Хотя улучшения будут происходить постепенно, основные принципы проектирования пилотных обратных клапанов, вероятно, останутся актуальными в течение многих лет в гидравлических системах по всему миру.
