ORANSAL BASINÇ REGÜLATÖRLERİ

1. Tanımlar ve İşlevsel Farklar

Elektropnömatik Oransal Valf (EPPV): Genellikle sadece “Oransal Valf” olarak adlandırılır. Önceden ayarlanmış sabit bir akışkan basıncını veya akışını kontrol eden geleneksel pnömatik valflerin aksine, EPPV’ler sürekli değişen bir elektrik kontrol sinyali (genellikle voltaj veya akım, örneğin 0-10V veya 4-20mA) alarak valf çekirdeğinin kesit alanını kademesiz olarak ayarlar. Bu, basınç ve akışın yüksek hassasiyetli, sürekli değişimli kontrolünü sağlar.

Kontrol Valfleri (Control Valves): Bu terim, tek oturağa (single-seat), çift oturağa (double-seat), manşon silindirine (sleeve cylinder) veya kendi kendini çalıştıran (self-operated) seriler gibi geniş bir yelpazeyi kapsayan genel bir sınıflandırmadır. Kontrol valfi, iki ana tertibattan oluşur: valf gövdesi tertibatı ve aktüatör tertibatı. Kontrol valfleri, geniş bir uygulama yelpazesi sunsa da, en iyi performansı ve maliyet etkinliğini sağlamak için tek bir valf tipi tüm uygulamalar için uygun değildir.

2. Solenoid Valf Neden Oransal Valf Olamaz?

Sıradan bir solenoid valf (aç/kapa valfi), valf çekirdeğini hareket ettiren elektromanyetik bir bobin içerir. Kontrol valfi, elektromanyetik indüksiyon yoluyla elektromanyetik kuvvet üreten bir bileşendir; akım ne kadar büyükse, itme o kadar büyük olur.

Peki, sıradan bir solenoid valf bobinine farklı enerji verme akımları uygulanırsa, bu bir aç/kapa valfini oransal valfe dönüştürür mü?

Cevap kesinlikle Hayır.

1. Hassasiyet Eksikliği: Sıradan solenoid valflerin iç işleyişi ve imalat hassasiyeti, oransal valflerin gerektirdiği işleme doğruluğuna ulaşamaz. Oransal valfler, valf çekirdeğini mikro hareketlerle stabil bir şekilde konumlandırabilmek için son derece hassas toleranslarla üretilir.
2. Pnömatik Basınç Dengesi: Standart solenoid valflerin iç yapısı, pnömatik basınç dengesi gibi parametreleri dikkate almaz. Elektromanyetik kuvvet küçük olduğunda, valf çekirdeği ara konumda dengelenemez.
3. Histerezis ve Statik Sürtünme: Aç/kapa valflerinde statik sürtünme yüksektir. Düşük akım bölgelerinde, sürtünmeyi yenecek yeterli kuvvet olmaz ve valf çekirdeği hareket etmez veya istenen konuma gidemez. Sonuç olarak, solenoid anahtar valfinin oransal performansı ya yoktur ya da çok belirsizdir.

Bu nedenle, oransal valflerin tasarım ve üretim süreci, aç/kapa valflerinden çok farklıdır ve Ar-Ge’ye daha fazla yatırım yapılmasını gerektirir.

3. Oransal Amplifikatörün (Sürücü) Zorunluluğu

Aynı oransal valf için, oransal amplifikatör kullanmadan solenoid bobinin tahrik akımı doğrudan DC modelinden beslenebilir mi?

Prensipte mümkündür (örneğin değişken direnç sinyali ile), ancak bu yöntem pratikte uygulanabilir değildir ve ciddi dezavantajları vardır:

• Enerji Kaybı ve Isı: Bu yöntem çok fazla enerji israfına yol açar ve yüksek ısı oluşumuna neden olur.
• Optimizasyon Eksikliği: Geri besleme etkisinin yokluğu nedeniyle valfin performansı optimize edilemez.

Oransal Amplifikatörün Fonksiyonları (Özel Performans Akımı)

Oransal amplifikatör, oransal elektromıknatısa özel bir performans akımı sağlamak ve elektropnömatik oransal valfin veya kontrol sisteminin açık döngü veya kapalı döngü regülasyonunu gerçekleştirmek için kullanılan elektronik bir cihazdır. Bu “özel performans akımı” aşağıdaki kritik özellikleri içerir:

1. Dahili Akım Negatif Geri Besleme (Current Negative Feedback): Bu, valfe uygulanan akım miktarının hassas kontrolünü sağlar ve bobin direncindeki veya sıcaklıktaki değişikliklerin valf performansını etkilemesini önler.
2. Yüksek Frekanslı Titreşim Sinyali (Dither Signal): Amplifikatörün en önemli işlevlerinden biridir. Bu yüksek frekanslı sinyal, oransal sürgüyü (spool) sürekli titreşimde tutar. Bu titreşim, statik sürtünmenin etkisini yenmeye yardımcı olur ve histerezis (gecikme) etkisini ortadan kaldırarak valfin performansını optimize etmeyi sağlar. Titreşim frekansı ve genliği ayarlanabilir.
3. Eğim Süresi Ayarları (Ramp-Up/Ramp-Down Time): Amplifikatör, akımın artış ve azalış sürelerini (ramp-up ve ramp-down time) ayarlamaya olanak tanır. Bu, valfin hareket hızını yavaşlatarak sistemde yumuşak bir kalkış ve duruş sağlar, hidrolik şokları veya ani basınç dalgalanmalarını önler.
4. Min/Max Sinyal ve Akım Ayarları: Oransal valfin minimum ve maksimum giriş sinyalini (örneğin 0V veya 10V) ve buna karşılık gelen minimum ve maksimum çıkış akımını (örneğin 100mA veya 800mA) ayarlama yeteneği.

Özetle, oransal amplifikatör, sadece güç sağlamakla kalmaz, aynı zamanda valfin hassasiyetini, tepki süresini ve tekrarlanabilirliğini sağlayan karmaşık elektronik sinyal işleme görevlerini de yerine getirir.