Valvole regolatrici di portata
Principio della regolazione
Nelle pompe idrauliche accoppiate a motori elettrici la portata non può essere
attuata variando il numero dei giri dei motori e, perciò, è necessario impiegare:
• le valvole di regolazione di portata (strozzature tramite le quali è possibile
variare la quantità di olio che entra nel circuito, by-passando nel serbatoio la
parte eccedente);
• le pompe a cilindrata variabile che forniscono direttamente, a numero di giri
costante, le portate necessarie.
Nelle valvole di regolazione della portata, la strozzatura agisce come una
resistenza. L’energia idraulica viene trasformata in energia termica e questa perdita
di energia si traduce in una perdita di pressione. La differenza di pressione viene
indicata con ∆P.
Il flusso che attraversa la valvola di regolazione della portata dipende:
• dalla sezione di passaggio;
• dalla viscosità del fluido;
• dalla differenza di pressione ∆P.
Valvole regolatrici di portata
Classificazione delle valvole regolatrici della portata
Le valvole di regolazione della portata si possono classificare in due gruppi:
VALVOLE NON COMPENSATE
• valvole strozzatrici il cui funzionamento dipende dalla pressione e dalla temperatura dell’olio;
• valvole strozzatrici il cui funzionamento dipende dalla pressione ed è indipendente dalla
temperatura dell’olio;
VALVOLE COMPENSATE
• valvole di regolazione della portata: la portata è poco influenzata dalla temperatura dell’olio;
• valvole di regolazione della portata: la portata non risente della temperatura dell’olio
(compensate);
• valvole di regolazione della portata: la portata è inviata al serbatoio con o senza
compensazione della temperatura;
Valvole regolatrici di portata
Valvola strozzatrice con funzionamento dipendente
dalla pressione e dalla temperatura
Con la valvola di strozzamento (fig.1)
con funzionamento dipendente dalla
pressione e dalla temperatura, non è
possibile mantenere la portata costante.
La sezione di passaggio del fluido può
essere variata agendo sulla vite di
regolazione.
Se il liquido che passa attraverso la
strozzatura è caldo e quindi meno
viscoso, la quantità che passa è
maggiore che con il liquido freddo, più
denso.
Quando a valle della valvola è presente
un’elevata resistenza, il flusso che
l’attraversa è minore di quello che si
ha quando la resistenza in uscita è più
bassa.
Valvola strozzatrice con funzionamento
dipendente dalla pressione e dalla temperatura
Fig. 1
Queste valvole si impiegano quando:
• si ha una resistenza costante;
• è richiesta o tollerata una variazione di
velocità con carico variabile
Valvole regolatrici di portata
Valvola strozzatrice con funzionamento dipendente
dalla pressione e dalla temperatura
Per avere un ritorno rapido del pistone
di un cilindro è necessario collocare, a
in parallelo alla valvola strozzatrice,
una valvola di ritegno. In questo caso
la valvola è denominata valvola
strozzatrice unidirezionale (fig.2-3).
Valvola strozzatrice
unidirezionale a manicotto
Fig. 2
Se il liquido che passa attraverso la
strozzatura è caldo e quindi meno
viscoso, la quantità che passa è
maggiore che con il liquido freddo, più
denso.
Quando a valle della valvola è presente
un’elevata resistenza, il flusso che
l’attraversa è minore di quello che si
ha quando la resistenza in uscita è più
bassa.
Valvola strozzatrice
unidirezionale
Fig. 3
Valvole regolatrici di portata
Valvola strozzatrice con funzionamento dipendente
dalla pressione ed indipendente dalla temperatura
Considerando il tubo di fig.4 che ha un
tratto con sezione ridotta (tronco di
strozzamento), nell’attraversare questo
tratto i fluidi più o meno viscosi hanno
un diverso comportamento poiché,
attraverso la riduzione di sezione, le
molecole del liquido sono soggette
all’attrito interno e all’attrito con la
parete del tubo.
L’attrito comporta una trasformazione
di energia di pressione in calore.
L’aumento di temperatura (tanto
maggiore quanto maggiore è la
lunghezza del tronco di strozzamento)
ha un’incidenza minima se la
temperatura dell’olio cresce di 5-10 ºC.
Tronchi di strozzamento
SIMBOLO
Fig. 4
Valvola
strozzatrice a
diaframma
SIMBOLO
Fig. 5
Valvole regolatrici di portata
Valvole compensate
Valvola di regolazione della portata compensata
Le valvole di regolazione della portata
compensate
sono
componenti
impiegati quando la velocità di lavoro
deve rimanere costante anche se i
carichi sull’utenza variano.
Queste valvole consentono di avere la
portata
costante
rendendola
indipendente dalla differenza di
pressione esistente fra entrata ed
uscita.
Le variazioni di pressione possono
essere provocate dalla messa in
esercizio e dall’arresto di apparecchi
idraulici, mentre all’uscita sono
generate dalle variazioni di carico
degli apparecchi utilizzatori.
Fig. 6
Bilancia di pressione
Sul pistone agiscono le seguenti forze:
• nel senso di apertura F3 = p3 * A3 + Forza molla
• nel senso di chiusura F2 = p2 * A2
Condizione di bilanciamento:
P2 * A2 = p3 * A3 + F molla
Le valvole compensate mantengono il ∆P costante
anche se le pressioni in entrata od in uscita variano.
Valvole regolatrici di portata
Valvola di regolazione della portata con bocca di derivazione al serbatoio
Nelle valvole di regolazione della
portata con bocca di derivazione al
serbatoio, il fluido in eccedenza viene
scaricato in serbatoio direttamente
dalla valvola stessa con conseguente
minore generazione di calore poiché
lo scarico avviene alla pressione di
utilizzo e non alla pressione di taratura
della valvola di sovrappressione
(Fig.7).
In mancanza di una valvola di
regolazione della portata, la valvola di
sovrappressione
del
circuito
è
costantemente in azione poiché
attraverso di essa viene scaricato il
fluido in eccedenza con generazione di
calore.
Valvola di regolazione della portata
con bocca di derivazione al serbatoio
Fig. 7