Oransal Valf Nedir?
Oransal valf, akışkan gücü sistemlerinde (pnömatik veya hidrolik) akış, basınç ve yön gibi parametreleri elektrikli bir giriş sinyaline göre sürekli ve hassas bir şekilde ayarlayan bir kontrol valfi türüdür. Geleneksel aç/kapa (on/off) valflerinin aksine, oransal valfler kademeli kontrol sağlayarak esneklik ve doğruluk gerektiren uygulamalar için idealdir.
Oransal Valf Ne İşe Yarar?
Oransal kontrol valfi, sıvı akışkanın basıncını, akışını veya yönünü elektrik sinyaline (örneğin 0-10 V veya 4-20 mA) orantılı olarak sürekli düzenlemek üzere tasarlanmıştır. Bu, sistemlerin değişen taleplere dinamik ve pürüzsüz bir şekilde yanıt vermesini sağlar.
Elektriksel bir komut uygulandığında, valfin iç mekanizması (solenoid, tork motoru veya servo aktüatör gibi) sinyalle orantılı olarak hareket eder, buna uygun olarak makara (spool) veya poppet’in açılışını, kapanışını veya konumunu ayarlar. Bu, basınç veya akış değişimlerinin doğru bir şekilde yönetilmesini, minimum aşım (overshoot) veya ani yükselmelerin önlenmesini ve sistem kararlılığının artırılmasını sağlar. Otomasyon, tıbbi cihazlar veya plastik kalıplama gibi hassas kontrol gerektiren uygulamalarda, oransal valf yük değişimlerinde tutarlı performans sağlar ve ani tam strok döngülerinden kaçınarak hizmet ömrünü uzatmaya yardımcı olur.
Oransal Valflerin Sınıflandırılması
Oransal valfler, çeşitli tasarım ve işlevsel özelliklere göre sınıflandırılabilir:
1. Kontrol Edilen Parametrelere Göre Sınıflandırma
Tek Parametreli Oransal Valfler:
- Oransal Basınç Regülatörleri: Sistemin basıncını doğrudan elektriksel girişe göre ayarlayan pilot basınç regülatörleri, tahliye valfleri ve basınç düşürücü regülatörler gibi valfleri içerir.
- Oransal Akış Valfleri: Akışı hassas bir şekilde düzenlemek için tasarlanmış oransal kısma valfleri, oransal hız kontrol valfleri ve oransal tek yönlü hız kontrol valflerini içerir.
Çok Parametreli Oransal Valfler:
- Oransal Yön Valfleri: Elektriksel sinyalin büyüklüğüne ve kutupluluğuna yanıt olarak hem akışı hem de yönü aynı anda düzenler.
- Çok Fonksiyonlu Oransal Valfler: Yön kontrolünü basınç dengeleme veya basınç sınırlama ile birleştirir. Bunlar, sistemin değişen yükler altında bile stabil akışı sürdürmesine ve maksimum sistem basıncını kontrol etmesine olanak tanır.
- Karışık Kontrol (Basınç + Akış): Bazı oransal basınç regülatörleri, akış kontrolünü basınç dengelemeli valflerle birleştirerek yük değişikliklerinden veya orifisteki basınç farklarından kaynaklanan etkiyi en aza indirir.
2. Kontrol (Elektromekanik Dönüşüm) Yöntemine Göre Sınıflandırma
Valfin elektriksel sinyalleri mekanik harekete dönüştürme şekli, performansını belirleyen önemli bir faktördür:
- Elektromanyetik Tip: Valf elemanını doğrudan hareket ettirmek için kuvvet veya yer değiştirme üreten oransal solenoidler (elektromıknatıslar) kullanır. Bu, en yaygın kullanılan tiptir.
- Tork Motoru / Nozul–Bafıl Tipi: Pilot kontrol için bir tork motorunu nozul-bafıl yapısıyla birleştirir. Elektrik sinyali tork motorunu döndürür ve bu, bafıl mekanizması aracılığıyla bir yer değiştirmeye veya açıya çevrilir. Bu tip genellikle daha yüksek hassasiyet gerektiren servo valflerde kullanılır.
- DC Servo Motor / Elektronik Aktüatör Tipi: Elektriksel girişi valf makarası veya poppet hareketine dönüştürmek için dişli, vida, kremayer veya kam mekanizmalarıyla birlikte servo motorlar veya aktüatörler kullanır. Bu, genellikle çok büyük valfler veya özel kontrol uygulamaları için kullanılır.
3. Kurulum ve Geri Bildirim Özelliklerine Göre Sınıflandırma
- Entegre vs. Ayrılmış Elektronik Amplifikatör: Bazı oransal valflerde dahili (entegre) bir elektronik amplifikatör bulunurken, diğerleri harici bir sürücü (proporsiyonel amplifikatör) kullanır.
- Yer Değiştirme/Pozisyon Sensörlü veya Sensörsüz:
- Sensörlü (Kapalı Döngü): Bu valfler, histerezisi azaltmak, hassasiyeti artırmak ve daha yüksek doğruluk sağlamak için kapalı döngü kontrolüne olanak tanıyan yer değiştirme veya pozisyon sensörlerine sahiptir.
- Sensörsüz (Açık Döngü): Bu valfler tipik olarak açık döngü modunda çalışır, burada hassasiyet esas olarak giriş sinyaline ve mekanik tasarıma bağlıdır.
4. Valf Çekirdeği Yapısına Göre Sınıflandırma
- Makara (Spool) Valf Tipi: Orta ve büyük akış hızları için yaygın olarak kullanılır. Yön ve akış kontrolü için mükemmeldir.
- Poppet Valf Tipi: Basit yapıya ve mükemmel sızdırmazlığa sahiptir, ancak makara valflere kıyasla dinamik akış değişiklikleri için daha az uygundur.
- Kartuş Valf Tipi: Modüler tasarıma sahiptir, yüksek akış ve kompakt sistemler için uygundur.
Oransal Valfin Çalışma İlkesi
- Elektriksel Sinyal → Mekanik Hareket: Oransal valfler, voltaj (0–10 V), akım (4–20 mA) veya dijital sinyaller alır ve bunlar makara veya poppet yer değiştirmesine dönüştürülür.
- Geri Dönüş Mekanizması: Giriş sinyali azaldığında veya kaldırıldığında valfi varsayılan durumuna geri döndürmek için yaylar veya sıfırlama mekanizmaları kullanılır.
- Kontrol Döngüsü:
- Açık Döngü: Geri bildirim sensörü yoktur; daha basit ancak toleranslar ve sapma nedeniyle daha az doğrudur.
- Kapalı Döngü: Gerçek çıkışı sürekli izlemek ve sapmaları düzeltmek için pozisyon veya basınç sensörlerini içerir, bu da daha yüksek hassasiyet ve kararlılık sağlar.
Oransal Valflerin Kullanım Avantajları
- Basınç ve akışın hassas kontrolü.
- Pürüzsüz çalışma, ani basınç yükselmelerini önleme.
- Gereksiz tam açma/tam kapama döngülerini en aza indirerek enerji verimliliği.
- Kademeli kontrolün mekanik aşınmayı azaltması sayesinde daha uzun hizmet ömrü.
Oransal Valf Uygulama Alanları
- Endüstriyel otomasyon (robotik, CNC makineleri)
- Stabil basınç veya vakum gerektiren tıbbi ve yarı iletken ekipmanları
- Tutarlı akış ve basınç gerektiren plastik kalıplama sistemleri
- Hassas kesim için yardımcı gaz basıncını düzenleyen lazer kesim ekipmanları
