Di Josh Cosford, Contributing Editor
Sembra una domanda con una risposta facile, ma saresti sorpreso di quanto spesso le persone chiedano: “come funzionano le valvole di sicurezza?”Nel settore dell’energia fluida diamo per scontate le nostre conoscenze, ma ognuno di noi a un certo punto ignorava letteralmente ogni componente idraulico — la ricerca della conoscenza ha un inizio, ma non ha fine.
Le valvole di sicurezza sono componenti utilizzati nei sistemi idraulici per limitare la pressione del fluido nella parte del circuito in cui sono installati. Sono costruiti con una palla, un otturatore o una bobina opposti da una molla e installati in una cavità o in un corpo porting. Un otturatore è un disco o un oggetto a forma di cono che si trova all’interno di un sedile lavorato in modo opposto e, quando forzato chiuso dalla pressione della molla, fornisce perdite molto basse. Una bobina è una barra cilindrica in acciaio lavorato con scanalature di misurazione o tacche che si oppone anche alla pressione della molla. Una valvola a spola perde più di una valvola a fungo, ma la bobina fornisce caratteristiche di misurazione superiori.
Le valvole di sicurezza sono più spesso installate in un sistema idraulico dopo la pompa. Questa posizione fornisce la risposta più diretta e immediata quando la valvola di sicurezza si apre per spurgare il fluido nel serbatoio, riducendo così la pressione pari alla sua impostazione a molla. La valvola di sicurezza si aprirà come pressione causata da un carico a valle o contropressione aumenta abbastanza alto per forzare l’otturatore o bobina aperta contro la sua molla.
Una valvola di sfogo funziona fornendo un fluido eccessivamente pressurizzato un percorso aperto al serbatoio con l’obiettivo di ridurre la pressione della porta di lavoro. Quando la pressione del fluido inizia a salire, la forza da quella pressione viene applicata sul fondo della bobina o dell’otturatore, simile a ciò che accade al pistone di un cilindro. La valvola di sfogo si apre modestamente in un primo momento, sanguinamento come poco liquido è necessario per mantenere la pressione come è richiesto a valle. Se la pressione a valle continua a salire, così fa anche la forza sull’otturatore o sulla bobina, spingendola ulteriormente contro la molla fino a quando la forza della molla del punto non viene eguagliata dalla forza idraulica.
Le valvole di sicurezza subiscono un aumento di pressione derivante dalla combinazione di pressione di carico, contropressione e energia necessaria per fluire attraverso la valvola stessa. La pressione di cracking è dove la forza fluida iniziale supera la forza seduta della molla. Poiché la valvola scorre più fluido nel serbatoio, la velocità di aumento della pressione è stabile poiché le forze del fluido pressurizzato contrastano la velocità di compressione della molla. Quando la valvola si avvicina completamente aperta, l’aumento della pressione aumenta di nuovo quando la valvola si abbassa e viene sottoposta a forze di flusso.
Quando il lavoro o la contropressione diminuiscono e la valvola inizia a chiudersi, lo fa a velocità diverse da quelle a cui si è aperta. La differenza tra la curva di apertura e di chiusura è chiamata isteresi ed è indicativa della qualità della sua costruzione. Valvole di qualità superiore con costruzione avanzata tendono ad avere un aumento di pressione inferiore con una migliore isteresi.