Hidrolik Çek Valf Nasıl Çalışır, Devrede Nereye Konur?

Hidrolik çek valf, yağın bir yönde serbestçe geçmesine izin veren ve ters yöndeki akışı kendiliğinden kapatan iki portlu valftir. Dışarıdan kumanda almaz; bir yay, oturma yüzeyine bir poppet ya da bilya bastırır ve giriş basıncı yayı yendiğinde yol açılır. Devredeki en basit valf gibi görünür, ama yanlış yere konduğunda pompayı, silindiri ya da akümülatörü korumasız bırakır.

Bu yazıda çek valfin açma basıncını, blok içindeki tipik konumlarını ve pilot kumandalı tipin dört kullanımını anlatıyoruz. Sonunda kartuş tipte bir çek valfi bloğa yerleştirirken mühendislik ekibimizin baktığı noktaları sıralıyoruz.

Hidrolik çek valf nedir, ne işe yarar?

Çek valf nedir sorusunu en kısa şöyle cevaplıyoruz: yağın yönünü denetleyen, ama kendisi karar vermeyen bir kapı. Basınç girişten geldiğinde kapı açılır, çıkış tarafı daha yüksek basınçta kalırsa kapanır. Hiçbir bobin, kol ya da pilot hattı gerekmez.

Wikipedia'daki check valve maddesi, çek valfi normalde akışkanın yalnızca bir yönde geçmesine izin veren iki portlu ve kendiliğinden çalışan bir valf olarak tanımlar. Aynı madde, hidrolik krikoların kaldırma tarafında basınç toplamak için bilyalı çek valf kullandığını örnek verir. Kriko kolunu her bıraktığınızda yükün geri inmemesi, bu küçük bilyanın işidir.

Çek valf ne işe yarar diye soran bir tasarımcıya verdiğimiz cevap genellikle üç maddedir:

• Akışın ters dönmesini engelleyerek pompayı ve diğer elemanları korur.
• Bir hattaki basıncı, besleme kesildiğinde bile içeride tutar.
• Akışı iki yoldan birine yönlendirir; örneğin bir kısma valfinin yanında serbest dönüş yolu açar.

Hangi valf ailesinin hangi işi üstlendiğini toplu olarak görmek isterseniz hidrolik valf çeşitleri rehberimize bakabilirsiniz. Burada yalnızca çek valf grubunu derinleştiriyoruz.

Çek valf nasıl çalışır?

Çek valf nasıl çalışır sorusunun cevabı iki kuvvetin dengesidir. Bir tarafta giriş basıncının oturma alanına uyguladığı kuvvet, diğer tarafta yay kuvveti ile çıkış basıncının toplamı vardır. Giriş tarafı ağır bastığında kapatma elemanı yuvasından kalkar ve yağ geçer.

Açma basıncı (cracking pressure)

Wikipedia'daki tanıma göre açma basıncı, valfin çalışmaya başladığı girişle çıkış arasındaki en düşük basınç farkıdır. Yay ne kadar sertse bu fark o kadar büyür. Örneğin HYDAC'ın RP10A pilot kumandalı çek valf sayfasında standart çek yayı için 1 bar (15 psi) açma basıncı verilir.

Açma basıncı tasarımda iki yönde iş görür. Düşük değer basınç kaybını azaltır; daha yüksek değer ise çek valfin arkasında bilinçli bir karşı basınç oluşturur. Bu karşı basınç, ana hat boşaldığında küçük bir pilot devresinin beslenmeye devam etmesi gibi durumlarda işe yarar. Yay seçeneklerini ve kodlarını her zaman ilgili üreticinin kataloğundan alın.

Bilyalı ve poppet tip

Wikipedia, kapatma elemanı bilya olan tipi ve yaylı, bilya olmayan bir disk kullanan poppet tipi ayrı ayrı anar. Hidrolik kartuşlarda çoğunlukla konik oturmalı poppet görürüz. Konik yüzey, oturma çizgisi boyunca daha düzgün temas sağlar ve yük tutmada iç kaçağı düşük tutar.

Bilyalı tip ise küçük ve basit devrelerde hâlâ yaygındır. Her iki tipte de sızdırmazlığı belirleyen şey oturma yüzeyinin temizliği ve kavitenin doğru işlenmiş olmasıdır.

Hidrolik çek valf devrede nereye konur?

Hidrolik çek valf, akışın geri dönmesinin bir elemana zarar vereceği ya da bir basıncı kaybettireceği her noktaya konur. Blok tasarımında en sık gördüğümüz dört konum şunlardır:

1. Pompa çıkışı: Pompa durduğunda yükün veya akümülatörün yağı pompaya geri basmasını engeller. Paralel çalışan iki pompada da her birinin çıkışını diğerinden ayırır.
2. Akümülatör şarj hattı: Akümülatörü dolduran hatta, besleme kesildiğinde basıncın geri kaçmasını önler.

Diğer iki konum akışı korumaktan çok yönlendirmeye hizmet eder:

3. Kısma valfinin yanında: Akışı bir yönde ayarlı, diğer yönde serbest geçirir; silindirin tek bir hareket yönünü yavaşlatmak için kullanılır.
4. Filtre ve soğutucu hatları: Elemanın tıkanması durumunda alternatif yol açan by-pass çek valfi olarak çalışır.

Her konum farklı bir açma basıncı ister. Pompa çıkışındaki çek valfin yayı düşük tutulurken by-pass görevi gören bir valfin yayı, korunan elemanın izin verdiği basınç farkına göre seçilir. Bu değeri filtre ya da soğutucu üreticisinin dokümanından alıyoruz.

Pilot kumandalı çek valf: 4 kullanım

Pilot kumandalı çek valf, normalde sıradan bir çek valf gibi davranır; pilot portuna basınç geldiğinde ise ters yönde de açılır. Bu sayede kilitleme işini tek yönlü bir eleman üstlenir, gerekli anda kumandayla serbest bırakılır. Kartuş tipte genellikle üç portludur: giriş, çıkış ve pilot.

Pilot oranı neyi belirler?

Pilot oranı, pilot pistonunun alanının oturma alanına oranıdır. HYDAC'ın RP10A veri sayfasına göre 3:1 oranda valfi açmak için 1 numaralı porttaki yük basıncının en az üçte biri pilot portta bulunmalıdır; 4:1 seçenekte bu pay dörtte bire iner. Aynı sayfa valf için 420 bar çalışma basıncı, 60 l/dk nominal debi, FC10-3 kavite ve 420 bar'da dakikada 0,10 cc iç kaçak verir.

Kaba bir hesapla, 210 bar yük basıncını tutan 3:1 oranlı bir valf yaklaşık 70 bar pilot basıncıyla açılmaya başlar. Bu ideal bir değerdir. MathWorks'ün pilot kumandalı çek valf modelinde kumanda basıncı, pilot basıncının pilot oranıyla çarpımına giriş ile çıkış arasındaki basınç farkı eklenerek tanımlanır. Yani çıkış hattındaki karşı basınç hesabı değiştirir; gerçek değeri valfin veri sayfasındaki formülle doğrulayın.

Kullanım 1: Silindiri konumda kilitlemek

En yaygın kullanım budur. Valf silindirin yük taşıyan hattına konur; yön kontrol valfi orta konumdayken yük, çek valfin oturma yüzeyine dayanır ve silindir yerinde kalır. Kumanda geldiğinde karşı hattaki basınç pilotu iter ve yağ geri dönebilir.

Kullanım 2: İki hattı birlikte kilitlemek

Silindirin iki yönde de dış kuvvete maruz kaldığı durumlarda her iki hatta birer pilot kumandalı çek valf konur ve her biri diğer hattan pilot alır. Bu çift pilot kumandalı düzen, silindiri hem itme hem çekme yönünde kilitler. Blokta iki kavite ve çapraz pilot kanalları gerekir.

Kullanım 3: Sürgülü valfin iç kaçağını tutmak

Sürgülü yön kontrol valfleri yapıları gereği az da olsa iç kaçak yapar. Bu kaçak, yük altında bekleyen bir silindiri zamanla aşağı süzdürür. Poppet tipli pilot kumandalı çek valf, yükü sürgünün değil oturma yüzeyinin taşımasını sağlar ve bu süzülmeyi keser.

Kullanım 4: Basıncı kontrollü boşaltmak

Büyük hacimli bir silindir ya da pres devresinde yüksek basınç altındaki yağ, valf aniden açıldığında darbe yaratır. Bosch Rexroth, SV ve SL serisi pilot kumandalı çek valflerinde isteğe bağlı dekompresyon seçeneğinin olası basınç darbelerini azaltan sönümlü bir boşalma sağladığını belirtir. Aynı sayfaya göre seri 315 bar'da 550 l/dk'ya kadar debiye uygundur ve pilot yağ tahliyesi içten ya da dıştan seçilebilir.

Pilot kumandalı çek valf ile yük tutma valfi aynı şey mi?

Değil. İkisi de yükü tutar, ama pilot kumandalı çek valf açıldığında tam açılır ve inişin hızını kontrol etmez. Yük tutma valfi ise açılmayı kademeli yapar ve kaçmaya eğilimli bir yükü frenler.

Sabit bir yükü konumda kilitlemek için pilot kumandalı çek valf yeter. Yük kendi ağırlığıyla silindiri çekiyorsa ve iniş sırasında pompa debisinden hızlı inmeye çalışıyorsa, pilot kumandalı çek valf açılıp kapanarak titreşim yapabilir. Bu durumda seçimi yük tutma tarafına kaydırıyoruz.

Çek valf tipleri karşılaştırma tablosu

Aşağıdaki tablo, blok tasarımında sık kullanılan çek valf tiplerini işlevleri ve bloğa getirdikleri ek ihtiyaçlarla karşılaştırıyor.

Tip	Ters yönde açılır mı?	Kumanda	Tipik kullanım	Blokta ek ihtiyaç
Basit çek valf (bilyalı / poppet)	Hayır	Yok, yay ve basınç farkı	Pompa çıkışı, akümülatör şarj hattı, by-pass	İki portlu kavite
Kısma valfli çek valf	Hayır (ters yönde ayarlı kısmadan geçer)	Yok	Silindirin tek yönde hız ayarı	Kısma ayar erişimi
Pilot kumandalı çek valf	Evet, pilot basıncıyla	Pilot hattı	Silindiri konumda kilitleme	Üç portlu kavite, pilot kanalı
Çift pilot kumandalı çek valf	Evet, karşı hattın basıncıyla	Çapraz pilot	Silindiri iki yönde kilitleme	İki kavite, çapraz pilot kanalları
Dekompresyonlu pilot kumandalı çek valf	Evet, önce kademeli ön açma ile	Pilot hattı	Büyük hacimli pres ve silindir devreleri	Pilot tahliye hattı (iç ya da dış)

Kartuş çek valf bloğa yerleştirilirken nelere bakılır?

Kartuş tipte bir çek valfin performansı, valf kadar kavitenin ve kanal düzeninin de sonucudur. Kartuş ailesinin blok içindeki genel mantığını kartuş valf nedir yazımızda anlattık. Çek valfe özgü olarak şu noktaları tasarım aşamasında sabitliyoruz:

• Kavite ve port sayısı: Basit çek valf iki portlu, pilot kumandalı tip üç portlu kavite ister. Kavite bir kez işlendiğinde tip değiştirmek yeni blok demektir.
• Pilot kanalının yolu: Pilot hattı, kumandanın geleceği hatta en kısa ve kesişimi en az yoldan bağlanmalıdır.
• Silindire yakınlık: Kilitleme işi yapan valfi silindire mümkün olduğunca yakın konumlandırıyoruz; arada kalan her hortum, kilitlenmemiş bir hacimdir.

Montaj ve temizlik tarafında da iki nokta öne çıkar:

• Montaj yönü: HYDAC, RP10A için montaj yönü kısıtı olmadığını belirtir; yine de her modelin kataloğunu kontrol edin.
• Temizlik seviyesi: Aynı veri sayfası ISO 4406'ya göre 21/19/16 ya da daha temiz yağ ve ß10 ≥ 200 değerli filtre önerir. Oturma yüzeyine takılan tek bir talaş, kilitleme işlevini bitirir.

Çek valf neden kaçak yapar, silindir neden süzülür?

Çek valfli bir devrede silindir yük altında yavaşça iniyorsa ilk şüpheli oturma yüzeyidir. Partikül, çizik ya da aşınmış konik yüzey, yağın kapalı valften sızmasına izin verir. İkinci şüpheli, pilot kumandalı tipte pilot hattında kalan basınçtır; pilot tam boşalmazsa valf kısmen açık kalabilir.

Üçüncü neden, kilitleme hattına bağlı başka elemanlardır. Örneğin silindirle çek valf arasına konmuş bir manometre rakoru ya da hortum kaçak yapıyorsa suç valfe yüklenir. Atölyede bir kuralımız var: çek valfi değiştirmeden önce aradaki her bağlantıyı tek tek kapatıp test ediyoruz.

Blok, valf ve montaj aynı ekipte

Çek valf, devrede bütçeye en az yük getiren elemanlardandır; doğru konumlanmadığında ise en pahalı arızalardan birini doğurur. Hangi kartuşun hangi kaviteyle ve hangi montaj kitiyle bloğa gireceğini kartuş valf ve montaj kiti hizmet sayfamızda anlatıyoruz. Bosch Rexroth, Parker Hannifin, Fluid-Press ve ARGO-HYTOS'ta yetkili satış yapıyoruz; yetkili olduğumuz ürün gruplarını markalar sayfamızda görebilirsiniz. Öneriyi markaya göre değil, devrenin basıncına, debisine ve kilitleme ihtiyacına göre veriyoruz.

Hidromat'ta her proje, çiziminizin ya da hidrolik şemanızın mühendislik ekibimizce değerlendirilmesiyle başlar. Çek valfli ya da pilot kumandalı kilitleme devresi içeren bloğunuz için şemanızı teklif sayfamızdan paylaşın; aynı gün içinde teknik geri dönüş yapalım.