Orifícios de Controle em Sistemas Hidráulicos
Por Gustavo Marinho, CFPHS | 31 de Março de 2019
A alta performance de um sistema hidráulico é normalmente atribuída para componentes principais, tais como, motores, bomba e válvulas. Entretanto, um componente não tão famoso que contribui igualmente para o desempenho adequado do sistema: o orifício de controle.
Na maior parte das válvulas hidráulicas, os orifícios são projetados no interior do invólucro da válvula ou pré-montado no bloco pelo fabricante. Em um manifold de válvulas cartucho o design é iniciado como em uma folha em branco para posterior adição dos orifícios e outras partes que compõem a montagem completa do bloco. Portanto, é de suma importância saber onde e quando um orifício pode mudar a performance do seu sistema.
Orifício para controle de vazão (SFCKoening).
O orifício é um dos mais versáteis componentes dentre os que podem ser adicionados em um circuito hidráulico. O orifício pode ser utilizado para limitar o volume de óleo em uma parte do sistema, para “sangria” de uma linha de pressão para o tanque, ou para transformar um circuito com excesso de potência em um circuito eficiente e com controle de alta precisão.
Por vezes, o orifício tem que simultaneamente gerenciar um volume muito pequeno de óleo, controlar uma vazão dinâmica e descarregar o compensador de um sistema. Em muitas aplicações – especialmente para transmissões hidrostáticas – é muito importante controlar a pressão dinâmica do sistema com o objetivo de evitar flutuação na pressão, bem como picos de pressão.
O circuito abaixo mostra um orifício sendo utilizado para amortecer um sinal de detecção de carga (load sensing signal) para a válvula EPFR (combina válvula de controle de pressão e regulador de vazão). Neste circuito, o orifício mantém o óleo dentro da câmara da mola das válvulas.
Sem o orifício, a qualquer momento o carretel da válvula PV1 (Válvula proporcional de controle de vazão) movesse, o óleo seria descarregado da câmara da mola, criando instabilidade no circuito. Felizmente, o orifício restringe a vazão para a válvula EPFR1; portanto criando um amortecedor de óleo dentro da câmara da mola da válvula PV1 que previne “overshoot” e instabilidade.
Circuito de Controle de um Motor Hidráulico Proporcional com orifício de amortecimento do sinal de detecção de carga.
Adicionalmente, outra coisa á ser considerar quando aplicando um orifício em um sistema hidráulico é que o tamanho do orifício não é sempre diretamente relacionado ao tamanho da válvula. Em vez disso, o orifício é dimensionado para a aplicação. Embora não haja realmente nenhuma maneira de saber qual a dimensão do orifício que lhe dará o melhor desempenho sem realizar alguns testes, uma coisa pra se manter em mente é a seguinte: quanto menor o orifício, mais suscetível será a contaminação.
Em um sistema onde a vazão precisa ser diminuída com o objetivo de descarregar óleo de um compensador de forma controlada (Exemplo: vazão de 5 LPM para 1.5 LPM) você deverá considerar a utilização de um orifício de controle menor que 0.5 mm.
Para reduzir os riscos de contaminação deverá ser instalado dois ou mais orifícios em série. Com a utilização de dois orifícios mais largos em série você pode alcançar o mesmo equivalente de restrição de um único de menor diâmetro.
Orifícios em série.
Para calcular a restrição equivalente (Deq) de dois orifícios em série utilize a fórmula abaixo:
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Parabens Gustavo! Sucesso.