De balanceerklep
De balanceerklep wordt als 'remklep' toegepast op onder andere kleinere kranen zoals autolaadkranen. In het schema wordt de balanceerklep gebruikt om een belaste cilinder gecontroleerd te laten zakken.
Links: doorsnede van een balanceerklep (principetekening).
Een balanceerklep of counterbalance valve is in feite een verbeterde gestuurde terugslagklep. Het belangrijkste verschil tussen de beide kleppen is dat de openingsdruk van een gestuurde terugslagklep ook afhangt van de lastdruk achter de klep en bij een balanceerklep alleen maar van de veerdruk achter de klep. Ook is de balanceerklep qua klepconstructie zo uitgevoerd dat deze beter in staat is de last stabiel te laten zakken
De stuurdruk Z hangt af van de openingsdrukverhouding R van de klep. Bij een ingestelde veerdruk van 260 bar en een R van 10 is een stuurdruk op Z nodig van 26 bar. In de praktijk is dat minder want de lastdruk helpt mee de klep te
openen.
Belangrijk:
- Een balanceerklep regelt dus NIET de snelheid waarmee de cilinder zakt!! De snelheid wordt bepaald door de snelheid waarmee de stangzijde wordt gevuld dus door de volumestroom of flow naar stangzijde.
- Als er backpressure staat op poort A functioneert de klep niet juist omdat de veerkamer in verbinding staat met poort A. In dat geval moet een klep met externe lekaansluiting worden toegepast.
Werking a.d.h. van het schema:
Om de cilinder UIT te sturen wordt de rechterkant van de stuurschuif bediend. De olie stroomt nu via de in de balanceerklep ingebouwde terugslagklep naar de bodemzijde van de cilinder.
Om de cilinder te laten zakken (IN te sturen) wordt de linkerrkant van de stuurschuif bediend. De olie wordt nu aan stangzijde van de cilinder toegevoerd en met de druk die wordt opgebouwd wordt de balanceerklep opengestuurd. De olie stroomt dan via de balanceerklep terug naar de tank.
Gaat de belaste cilinder sneller naar beneden dan er aan de stangzijde olie wordt aangevoerd (='voorijlen'), dan daalt de druk aan stangzijde en daarmee de stuurdruk op de balanceerklep. Deze wordt nu door de veer richting 'dicht' gedrukt waardoor de volumestroom door de klep weer afneemt en in 'balans' komt met de aan de stangzijde toegevoerde volumestroom.
Wordt tijdens het zakken van de belaste cilinder de schuif plotseling in de middenstand gezet dan sluit de balanceerklep onmiddellijk. Door de druk die dan wordt opgebouwd in de cilinder wordt de balanceerklep vanaf de cilinderzijde weer opengedrukt; de balanceerklep begrenst dus tevens de druk in de cilinder!
Het afstellen van een balanceerklep gebeurt veelal op de testbank. De instelwaardes zijn toepassings- en fabrikantafhankelijk.Vaak wordt opgegeven dat de ingestelde waarde circa 1,2 tot 1,3 x de maximale belastingdruk moet bedragen. Bij een maximale belasting van 200 bar betekent dat een instelwaarde van 240 tot 260 bar.
De stuurdruk Z hangt af van de openingsdrukverhouding R van de klep. Bij een ingestelde druk van 260 bar en een R van 10 is een stuurdruk op Z nodig van 26 bar. In de praktijk is dat minder want de lastdruk helpt mee de klep te openen. Bij een lastdruk van 260 bar opent de klep zonder stuurdruk. In de praktijk wordt die 260 bar alleen gehaald als de schuif tijdens het zakken plotseling wordt dicht gezet en de last door de massatraagheid nog een eindje doorzet..
Welke openingsdrukverhouding kiest u?
Grote openingsdrukverhouding (bijvoorbeeld 1:10): betekent dat de klep met een lage stuurdruk kan worden opengestuurd. De klep, en daarmee de installatie, reageert daardoor snel en er wordt energie bespaard. Een grote openingsdrukverhouding kan worden toegepast als de druk in de cilinder of hydromotor relatief constant is en niet varieert tijden het bewegingsproces. Is deze variatie wel aanwezig, dan kan dat aanleiding geven tot instabiel gedrag van de klep en dus van de instalatie!
Kleine openingsdrukverhouding (bijvoorbeeld 1:3): betekent dat er een hogere stuurdruk nodig is om de klep te openen. Wel verloopt het aansturen en de reactie van de klep geleidelijker. Deze lagere openingsdrukverhouding wordt geadviseerd voor toepassingen waarbij de druk in de cilinders en hydromotoren tijdens het bewegingsproces sterk varieert.
Berekenen van de openingsdruk:
