Quando i sistemi idraulici necessitano di un controllo affidabile del flusso senza perdite, la piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 si distingue come soluzione collaudata. Questo componente Bosch Rexroth supporta apparecchiature industriali da anni e capire come funziona può aiutarti a prendere decisioni migliori per la tua configurazione idraulica.
Cosa rende diverso lo Z2S 22
La piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 funziona come una valvola di ritegno pilotata progettata per sistemi di dimensioni NG25. A differenza delle valvole di ritegno caricate a molla di base, questa piastra intermedia utilizza un design a due stadi che fornisce un migliore controllo durante il rilascio della pressione. La valvola consente il flusso libero in una direzione bloccando il flusso inverso e può essere aperta dal lato bloccato quando viene applicata la pressione pilota all'attacco X.
Il design della piastra sandwich consente di impilarlo verticalmente tra altri componenti idraulici. Ciò consente di risparmiare spazio nelle installazioni di macchine affollate. Lo Z2S 22 segue i modelli di porte ISO 4401-08-08-0-05, rendendolo compatibile con i collettori idraulici standard utilizzati su diversi tipi di apparecchiature.
Ciò che distingue questa valvola di ritegno è la funzione di preapertura nella maggior parte delle versioni. Quando la valvola pilota si apre, la pressione viene rilasciata gradualmente attraverso un sistema di smorzamento anziché tutta in una volta. Ciò impedisce le onde d'urto e il rumore che danneggiano le guarnizioni e creano problemi di manutenzione nei sistemi idraulici.
Specifiche tecniche che contano
La piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 gestisce una pressione di esercizio massima fino a 315 bar e portate che raggiungono 450 litri al minuto. Questi numeri provengono da test effettuati utilizzando olio minerale HLP46 a 40 gradi Celsius. Il corpo della valvola pesa tra 12 e 13 chilogrammi, con dimensioni di 212 mm di lunghezza, 117 mm di larghezza e 100 mm di altezza.
Le opzioni di pressione di apertura vanno da 3 bar a 10 bar, contrassegnate dai codici da 1 a 4 nel codice prodotto. Una pressione di apertura più elevata significa un bloccaggio inverso più forte ma richiede una maggiore pressione pilota per l'apertura. La valvola funziona con temperature dell'olio idraulico da -30 a +80 gradi Celsius quando si utilizzano guarnizioni NBR, che coprono la maggior parte degli ambienti industriali.
Le connessioni delle porte includono le posizioni P, A, B, T, X e Y. Le porte A e B si collegano agli attuatori, mentre la porta X riceve la pressione pilota per rilasciare la funzione di controllo. L'installazione richiede sei bulloni M12 serrati a 70 Nm e la superficie di montaggio deve avere un grado di rugosità pari a Rz 4 o più liscio per evitare perdite.
La piastra intermedia della valvola di ritegno Z2S 22 mantiene zero perdite nella direzione di blocco durante il normale funzionamento. Ciò è importante per applicazioni come il mantenimento dei cilindri verticali in posizione durante la notte o durante gli arresti per manutenzione. Anche dopo mesi di inattività, la valvola dovrebbe mantenere la tenuta senza deriva.
Come funziona realmente lo Z2S 22
Il flusso si muove liberamente da A1 ad A2 o da B1 a B2 attraverso la valvola quando la pressione spinge nella direzione di apertura. Una semplice valvola a cerniera si apre sotto la pressione del flusso, creando una resistenza minima. Le curve di caduta di pressione mostrano un comportamento quasi lineare, il che significa che il flusso aumenta in modo prevedibile all'aumentare della pressione.
Nella direzione opposta, la valvola a cerniera si posiziona saldamente contro il corpo della valvola, creando la tenuta di bloccaggio. La valvola utilizza un design con sede sferica con area A2 e un otturatore con area A1. Quando la pressione pilota entra attraverso la porta X, agisce sull'area del cassetto di controllo A3. Il rapporto tra le aree tra A3 e A2 è compreso tra circa 1 e 12,5, il che significa che è necessaria una pressione pilota relativamente bassa per aprire la valvola principale.
Il meccanismo di preapertura inizia a funzionare prima che arrivi la pressione pilota completa. Quando la bobina di controllo inizia a muoversi, appare una piccola apertura che consente alla pressione di equalizzarsi gradualmente. Questa apertura ammortizzata impedisce l'improvvisa caduta di pressione che causa effetti di colpo d'ariete nelle linee idrauliche. L'azione di smorzamento protegge le guarnizioni della pompa, i collegamenti dei tubi e le guarnizioni dello stelo del cilindro dai carichi d'urto.
Versioni speciali modificano questo funzionamento di base. La variante SO40 aggiunge una porta G1/4 esterna per il controllo pilota, utile quando è necessario il funzionamento della valvola remota. La versione SO60 scarica la bobina di controllo sulla porta T, migliorando la precisione di rilascio in alcuni progetti di circuiti.
Dove la valvola di ritegno Z2S 22 funziona meglio
I sistemi di automazione industriale utilizzano ampiamente la piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22. Le macchine per lo stampaggio a iniezione si affidano a queste valvole per mantenere stabili le piastre dello stampo durante i cicli di raffreddamento. Le presse piegatrici li utilizzano per mantenere la posizione del pistone quando le pompe idrauliche si spengono tra le operazioni di piegatura. I bracci robotici necessitano della valvola per evitare la deriva del carico quando si mantiene la posizione.
Le attrezzature per la movimentazione dei materiali, come i carrelli elevatori e i sollevatori a forbice, beneficiano del design a perdite zero. Una valvola di ritegno a molla standard potrebbe consentire un filtraggio sufficiente per abbassare lentamente una piattaforma nel corso di ore. La piastra sandwich Z2S 22 elimina questo problema, mantenendo la posizione indefinitamente senza il funzionamento della pompa.
I sistemi di controllo del passo delle turbine eoliche operano in condizioni difficili con sbalzi di temperatura e rischi di contaminazione. La piastra sandwich con valvola di ritegno gestisce questi ambienti se abbinata a un'adeguata filtrazione. Le applicazioni nel settore energetico richiedono affidabilità perché il guasto delle valvole durante il funzionamento della turbina può danneggiare i costosi riduttori.
Il design compatto a sandwich è importante soprattutto nelle apparecchiature mobili in cui lo spazio è prezioso. Escavatori, gru e macchine agricole racchiudono molteplici funzioni in aree limitate. L'impilamento della valvola di ritegno Z2S 22 tra valvole direzionali e altre piastre sandwich riduce le dimensioni del collettore rispetto alle tradizionali valvole di ritegno montate su tubo.
Confronto delle opzioni della valvola
Le valvole di ritegno standard a molla costano meno della Z2S 22, in genere vanno da 200 a 500 dollari. Funzionano bene per applicazioni semplici ma mancano di controllo pilota e spesso mostrano piccole perdite. La velocità di risposta è più lenta perché la molla deve comprimersi prima che inizi il flusso.
Le valvole di ritegno wafer a doppio disco gestiscono flussi maggiori, a volte superiori a 500 litri al minuto. Pesano meno delle piastre sandwich e funzionano bene nei sistemi di tubazioni a bassa pressione sotto i 250 bar. Tuttavia, le valvole a disco possono rimanere chiuse se la contaminazione si insinua tra il disco e la sede. Anche la resistenza alla corrosione è inferiore nei modelli standard.
La piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 costa tipicamente tra 1.000 e 1.500 dollari a seconda della configurazione e del fornitore. Questo prezzo più elevato riflette la capacità operativa pilota, la progettazione a perdite zero e i vantaggi di integrazione. I costi di manutenzione possono essere inferiori nel corso della vita della valvola perché il design a sandwich protegge i componenti interni da danni esterni.
I confronti delle prestazioni mostrano che lo Z2S 22 mantiene un flusso costante fino a 450 litri al minuto a 315 bar, mentre molti controlli primaverili iniziano a mostrare aumenti di caduta di pressione superiori a 300 litri al minuto. Il design pilotato risponde inoltre più velocemente ai segnali di controllo rispetto ai tipi caricati a molla perché non contrasta la forza della molla durante l'apertura.
Requisiti di installazione che dovresti conoscere
Montare la piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 in qualsiasi orientamento, anche se l'impilamento verticale è più comune. Pulire accuratamente entrambe le superfici di accoppiamento prima del montaggio. Qualsiasi sporco, sbavatura o vecchio materiale della guarnizione può creare percorsi di perdita che compromettono il design a perdite zero.
Applicare gli anelli di tenuta forniti a ciascuna porta prima di posizionare la valvola. Le guarnizioni si trovano in scanalature ricavate sulla faccia della piastra sandwich. Assicurarsi che le guarnizioni siano posizionate correttamente e non attorcigliate, il che potrebbe causarne l'estrusione sotto pressione.
Le configurazioni dei bulloni utilizzano sei viti a testa cilindrica M12 in una configurazione ISO standard. Stringere le viti secondo uno schema a stella con una coppia di 70 Nm. Un serraggio eccessivo può distorcere il corpo della valvola e causare il grippaggio delle parti interne. Un serraggio insufficiente consente perdite esterne e potenziali perdite di pressione.
Per le versioni SO40 con porte pilota esterne, collegare i raccordi G1/4 alla fonte di pressione pilota. Assicurarsi che la pressione pilota superi la pressione di apertura di almeno il 50% per garantire l'apertura completa. Una pressione pilota insufficiente provoca un'apertura parziale e un flusso limitato.
Controllare la pulizia del sistema prima dell'avvio. La piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 richiede olio idraulico conforme al codice di pulizia ISO 4406 20/18/15 o superiore. Ciò significa meno di 5000 particelle più grandi di 4 micron per millilitro di fluido. Secondo i dati di manutenzione del settore, la contaminazione causa l’80% dei guasti alle valvole.
Manutenzione e risoluzione dei problemi
La sostituzione regolare del filtro protegge la piastra intermedia della valvola di ritegno dai danni dovuti alla contaminazione. Sostituire i filtri agli intervalli consigliati per il tipo di olio idraulico. Gli oli minerali come l'HLP46 durano più a lungo tra un cambio e l'altro rispetto ai fluidi biodegradabili, che potrebbero richiedere una manutenzione due volte più frequente.
Ispezionare la valvola durante gli arresti per manutenzione del sistema. Verificare la presenza di infiltrazioni d'olio esterne attorno alle facce della piastra sandwich, che indicano l'usura della guarnizione o l'allentamento dei bulloni di montaggio. Le perdite interne si manifestano come deriva dell'attuatore nel tempo, sebbene ciò sia raro con un'installazione corretta.
Se la valvola presenta problemi di deriva, controllare prima la pressione pilota. Una pressione pilota insufficiente potrebbe non aprire completamente la valvola, causando un flusso limitato e un rilascio incompleto della posizione. Misurare la pressione effettiva sulla porta X in condizioni di carico, non solo la pressione statica.
Rumori o urti durante l'apertura della valvola indicano componenti di preapertura mancanti o danneggiati. Alcuni vecchi modelli Z2S 22 non hanno questa funzionalità e il retrofitting alla versione SO55 elimina il problema. Improvvise cadute di pressione creano colpi d'ariete che alla fine danneggiano le guarnizioni e le connessioni in tutto il sistema.
La mancata apertura è solitamente dovuta a contaminazione che blocca la bobina di controllo pilota. Il lavaggio del sistema e l'installazione di un filtraggio adeguato risolvono la maggior parte dei casi. Problemi persistenti possono richiedere lo smontaggio della valvola e l'ispezione della sede della sfera e delle superfici dell'otturatore per individuare eventuali rigature o particelle incastrate.
Conservare le piastre sandwich con valvole di ritegno di ricambio in aree asciutte, lontane da temperature estreme. Mantenere i cappucci protettivi sulle porte per prevenire la contaminazione durante lo stoccaggio. Guarnizioni di ricambio in stock per NBR o FKM a seconda dei requisiti del sistema, poiché il deterioramento delle guarnizioni dovuto all'invecchiamento sugli scaffali può verificarsi per diversi anni.
Dettagli sull'ordinazione e sul codice prodotto
La piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 utilizza un sistema di codici strutturato. Inizia con Z2S 22, quindi aggiungi la designazione del canale. Un trattino significa doppio canale per entrambi i lati A e B. La sola lettera A o B specifica il funzionamento a canale singolo solo su quel lato.
Segue il codice della pressione di cracking da 1 a 4, che rappresenta rispettivamente 3, 5, 7,5 o 10 bar. Numeri più alti forniscono un blocco inverso più forte ma richiedono una maggiore pressione pilota. Quindi 5X appare in tutti i modelli standard, seguito da codici di trattamento superficiale opzionali come J50 per la passivazione.
Le versioni speciali aggiungono codici come SO40 per porte pilota esterne o SO60 per lo sfiato da bobina a serbatoio. La lettera V alla fine specifica le guarnizioni in FKM invece dell'NBR standard per la compatibilità con fluidi aggressivi o ad alta temperatura. Un esempio completo potrebbe leggere Z2S 22 A 2 5X V SO40.
I kit di installazione con guarnizioni e guarnizioni vanno ordinati separatamente. Controlla il catalogo Bosch Rexroth per i kit compatibili corrispondenti alla tua versione di valvola. L'utilizzo di materiali di tenuta errati provoca guasti rapidi, soprattutto con componenti idraulici resistenti al fuoco o oli biodegradabili.
Trovare fornitori affidabili
Bosch Rexroth vende direttamente tramite il proprio negozio online e distributori regionali. I canali ufficiali garantiscono ricambi originali e supporto tecnico adeguato. Le schede tecniche possono essere scaricate dal loro sito utilizzando il numero del documento R900432915.
BuyRexroth opera come importante distributore con ordini online e spedizione immediata per le configurazioni più comuni. Il loro prezzo è di circa 1426 dollari per le piastre sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 standard con consegna tipica in uno o tre giorni lavorativi.
I mercati secondari su eBay offrono valvole usate e rimanenze da 500 a 1000 dollari. Acquistare usato è logico per i pezzi di ricambio di apparecchiature più vecchie, ma ispezionare attentamente per eventuali danni o usura. I sigilli mancanti o danneggiati potrebbero non essere evidenti nelle foto.
Fornitori industriali come Hydraulics Online e Pha-Auto offrono lo Z2S 22 insieme a sistemi idraulici completi. Forniscono supporto tecnico locale e possono aiutare con domande sull'installazione. Gli acquirenti all'ingrosso potrebbero negoziare prezzi migliori attraverso il contatto diretto con i rappresentanti Bosch Rexroth regionali.
I produttori cinesi offrono alternative a costi inferiori attraverso piattaforme come Made in China. Sebbene possano funzionare per applicazioni meno critiche, le caratteristiche di qualità e prestazioni differiscono dai prodotti Bosch Rexroth originali. Sono previste variazioni nei valori di pressione, nei materiali delle guarnizioni e nelle tolleranze dimensionali.
Considerazioni sulla compatibilità dei fluidi
Gli oli idraulici minerali come HL e HLP funzionano perfettamente con le guarnizioni NBR standard nella piastra sandwich della valvola di ritegno Z2S 22. Questi rimangono i fluidi più comuni nell'idraulica industriale grazie alle loro prestazioni stabili e ai costi ragionevoli.
I fluidi resistenti al fuoco richiedono particolare attenzione. I tipi HFDU e HFDR limitano la pressione massima a 210 bar invece del valore nominale standard di 315 bar. Le temperature di esercizio non devono superare i 60 gradi Celsius con questi fluidi. La durata utile può diminuire dal 30 al 100% rispetto al funzionamento con olio minerale.
Gli impianti idraulici biodegradabili come HETG e HEES funzionano con lo Z2S 22 ma richiedono intervalli di manutenzione più frequenti. Questi fluidi assorbono l'umidità più facilmente e si decompongono più velocemente degli oli minerali. Cambia i filtri più spesso e monitora attentamente la pulizia del sistema.
I fluidi sintetici spesso richiedono guarnizioni FKM anziché NBR standard. Il codice V nel codice articolo specifica questo materiale di tenuta. Controlla le tabelle di compatibilità prima di selezionare una valvola per sistemi con fluidi sintetici o esotici. L'utilizzo di materiali di tenuta errati provoca un rapido rigonfiamento o indurimento che porta a perdite o inceppamenti.
I fluidi acqua-glicole possono funzionare a seconda della formulazione specifica. Consultare il supporto tecnico Bosch Rexroth con le specifiche del fluido prima di ordinare. Alcuni fluidi a base d'acqua attaccano i materiali delle guarnizioni standard o corrodono i componenti interni.
Prestazioni in ambienti diversi
Le temperature estreme influiscono sulle prestazioni della piastra sandwich della valvola di ritegno Z2S 22. Gli avviamenti a freddo sotto i 20 gradi negativi richiedono guarnizioni NBR, mentre l'FKM gestisce temperature più elevate fino a 80 gradi ambiente. La viscosità del fluido cambia con la temperatura, influenzando le caratteristiche del flusso e il tempo di risposta.
Gli ambienti sporchi richiedono un'eccellente filtrazione. Le attrezzature edili e minerarie sono esposte a una costante contaminazione da polvere, acqua e detriti. L'installazione di un filtraggio conforme alla norma ISO 4406 20/18/15 previene la maggior parte dei problemi di contaminazione, ma condizioni estreme potrebbero richiedere una filtrazione ancora più fine.
Le applicazioni ad alte vibrazioni traggono vantaggio dallo stile di montaggio con piastra sandwich. Le valvole di ritegno filettate possono allentarsi nel tempo a causa delle vibrazioni, mentre le piastre sandwich imbullonate rimangono sicure. Utilizzare un composto frenafiletti sui bulloni di montaggio in ambienti con forti vibrazioni.
Gli ambienti costieri e marini espongono i componenti idraulici all'aria salata e all'umidità. Il trattamento di passivazione J50 opzionale fornisce una migliore resistenza alla corrosione per l'esterno del corpo valvola. I componenti interni rimangono protetti dall'olio idraulico, ma la contaminazione da umidità diventa un problema maggiore in prossimità dell'acqua.
L'altitudine influisce sulle prestazioni idrauliche attraverso le relazioni tra pressione e temperatura. Le attrezzature ad alta quota potrebbero richiedere diverse impostazioni della pressione di cracking perché la pressione atmosferica è diversa. Consultare ingegneri idraulici per installazioni superiori a 2000 metri.
Sviluppi futuri nella tecnologia delle valvole idrauliche
L'integrazione del monitoraggio elettronico rappresenta il passo successivo per componenti come la piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22. I sensori incorporati nelle piastre sandwich potrebbero segnalare le portate effettive, le cadute di pressione e le condizioni di usura interna. La manutenzione predittiva diventa possibile quando i sistemi rilevano il degrado delle prestazioni prima che si verifichi un guasto.
I materiali di tenuta migliorati continuano ad avanzare. I nuovi composti polimerici offrono una migliore resistenza chimica e una maggiore durata in intervalli di temperature più ampi. Questi materiali inizialmente costano di più, ma riducono i tempi di inattività per manutenzione e la frequenza di sostituzione.
La produzione additiva può cambiare il modo in cui vengono prodotti i componenti idraulici. I corpi valvola stampati in 3D potrebbero ottimizzare i percorsi del flusso interno oltre ciò che la lavorazione consente. Geometrie interne complesse potrebbero migliorare le prestazioni riducendo al contempo il peso e l'utilizzo dei materiali.
I sistemi idraulici intelligenti regoleranno automaticamente i parametri della valvola in base alle condizioni operative. Una valvola di ritegno potrebbe variare la sua pressione di apertura per soddisfare i requisiti di carico, migliorando l’efficienza energetica. Le pressioni pilota possono essere modulate per velocità di apertura ottimali in diverse condizioni di flusso.
La piastra sandwich con valvola di ritegno Z2S 22 rappresenta una tecnologia matura che soddisfa in modo affidabile le attuali esigenze industriali. Anche se i miglioramenti arriveranno gradualmente, i principi di progettazione di base delle valvole di ritegno pilotate rimarranno probabilmente rilevanti per molti anni nelle applicazioni idrauliche in tutto il mondo.
