1. Clasificarea supapei de control în funcție de numărul/căile de poziții de comutare 

1.1 Supape cu trei poziții patru căi (3/4) 

Supapele cu trei poziții patru căi (3/4) sunt utilizate în cilindrii cu dublă acțiune pentru a efectua operația de avansare, menținere și întoarcere la piston. Fig. 5.5.1 și 5.5.2 prezintă supape cu trei poziții patru căi. Aceste tipuri de supape au trei poziții de comutare.  Au o varietate de configurații posibile ale căilor de flux, dar au o configurație identică a traseului de curgere. Când calea centrată este acționată, porturile A și B sunt conectate cu ambele porturi P, cât și cu T. În acest caz, supapa nu este activă, deoarece toate porturile sunt deschise între ele. Fluidul curge în rezervor la presiunea atmosferică. În această poziție, munca nu poate fi realizată de nicio parte a sistemului. Această configurație ajută la prevenirea acumulării de căldură.   

Figura 5.5.1 Supapă cu trei poziții patru căi: P la B și A la T   

Când capătul stâng (portul B) este acționat, portul P este conectat cu portul B, iar T este conectat cu portul A, așa cum se arată în figura 5.5.1. În mod similar, când este acționat capătul drept, portul P este conectat la A și portul B de lucru este conectat la portul T, așa cum se arată în figura 5.5.2. Supapele cu trei poziții sunt utilizate atunci când este necesar ca actuatorul să se oprească sau să se țină în poziție intermediară. Poate fi utilizat și atunci când mai multe circuite sau funcții sunt îndeplinite de la o sursă de alimentare hidraulică. 

Figura 5.5.2 Supapă cu trei poziții patru căi: P la A și B la T 

Figura 5.5.3 Supapă cu trei poziții patru căi: centru închis 

Figura 5.5.3 prezintă o supapă cu trei poziții patru căi în poziția centrală închisă. Funcționarea supapei este similară cu DCV cu centru  deschis. În DCV cu centru închis, toate porturile utilizatorului (portul A și portul B) sunt închise. Prin urmare, aceste porturi sunt blocate hidraulic și actuatorul nu poate fi mișcat de sarcina externă. Lichidul pompat curge prin supapa de descărcare. Pompa funcționează în condiții de înaltă presiune, care nu doar pierde puterea pompei, dar provoacă și uzura pieselor pompei.  Temperatura fluidului crește, de asemenea, datorită producerii de căldură prin transformarea energiei pompei. Creșterea temperaturii fluidului poate duce la oxidarea și scăderea vâscozității lichidului. Oxidarea și scăderea vâscozității reduce durata de viață și scurgerea în sistem. 

Figura 5.5.4 Supapă centrată în tandem   

Figura 5.5.4 prezintă o supapă de control a direcției cu trei poziții patru căi în tandem. În această configurație, porturile de lucru A și B sunt blocate, iar portul pompei P este conectat la portul rezervorului T. Centrul în tandem are ca rezultat un actuator blocat.  Totuși, curgerea pompei până la rezervor are loc la temperatura atmosferică. Acest tip de configurare poate fi utilizat atunci când este necesară reținerea sarcinii. Dezavantajele pompării la înaltă presiune în cazul unui centru închis (prezentat în figura 5.5.3) pot fi înlăturate utilizând această configurație.  

Centrul regenerativ este un alt tip important de configurare comună a centrului utilizată în circuite hidraulice. Regenerativ înseamnă că fluxul este generat de sistemul propriu. Centrul regenerativ este utilizat atunci când mișcarea actuatorului într-o direcție necesită două viteze diferite. De exemplu, jumătatea lungimii cursei necesită o mișcare rapidă în timpul condițiilor fără sarcină, iar jumătatea rămasă necesită mișcare lentă în timpul condițiilor de sarcină. Centrul regenerativ economisește puterea pompei.     

Figura 5.5.5 Centru regenerativ   

Figura 5.5.5 prezintă configurația regenerativă pentru DCV cu trei poziții patru căi (3/4) în poziția medie. Această configurație crește viteza pistonului. În poziția mijlocie, portul P al pompei este conectat la A și B, iar portul rezervorului T este blocat. 

Figura 5.5.6 Centrul plutitor   

Figura 5.5.6 prezintă DCV cu centrul flotant 3/4 în poziția sa mijlocie. În această configurație, portul pompei este blocat și ambele porturi de lucru A și B sunt conectate la portul rezervorului T. Prin urmare, porturile de lucru A și B pot fi deplasate liber, motiv pentru care sunt numite centru plutitor. Lichidul pompat trece prin supapa de descărcare. Prin urmare, pompa funcționează în condiții de înaltă presiune. Această configurație este utilizată doar în unele cazuri speciale.  

1.2 Supape cu două poziții patru căi (2/4) 

Supapele cu două poziții patru căi au doar două poziții de comutare și nu au nicio poziție de mijloc. Prin urmare, ele sunt cunoscute și sub denumirea de supape de impuls. Conexiunile tipice ale supapelor 2/4 sunt prezentate în Figurile 5.5.7 și 5.5.8. Aceste supape pot fi folosite pentru a opera cilindri cu acțiune dublă. Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru a alterna sau menține un actuator.  Operațiunea este mai rapidă, deoarece distanța dintre porturile acestor supape este mai mică. Prin urmare,  aceste supape sunt utilizate pe mașini unde sunt necesare cicluri de alternanță rapidă, cum ar fi perforarea și ștanțarea etc.   

Figura 5.5.7 DCV cu două poziții patru căi: P la B și A la T  

Figura 5.5.8 DCV cu două poziții patru căi: P la A și B la T   

2. Clasificare bazată pe mecanismul de acționare 

2.1 Acționare manuală 

În acest tip, spool este acționată manual. Actuatoarele manuale sunt maneta, push-butonul și pedalele etc. 

2.2 Acționare mecanică 

Bobina (spool) DCV poate fi acționată folosind elemente mecanice, cum ar fi role și came, role și plunger și cremalieră și pinion etc. În aceste aranjamente, capătul spool este de tip rolă sau un tip de pinion. Plungerul sau angrenajul cu came sau cremalieră este atașat la actuator. Astfel, elementele mecanice câștigă o anumită mișcare în raport cu actuatorul (pistonul cilindrului) care poate fi utilizată pentru acționare. 

2.3 Acționarea solenoidului 

Acționarea solenoidului este cunoscută și sub denumirea de acționare electrică. Schema de acționare a solenoidului este prezentată în figura 5.5.9. Bobina solenoidului energizată creează o forță magnetică care trage armătura în bobină. Această mișcare a armăturii controlează poziția spool-ului. Principalul avantaj al acționării solenoidului este timpul de comutare mai mic.  

Figura 5.5.9 Funcționarea solenoidului pentru deplasarea spool-ului supapei  

2.4 Acționare hidraulică 

Acest tip de acționare este de obicei cunoscut ca supapă acționată de pilot și o schemă este prezentată în figura 5.5.10. În acest tip de acționare, presiunea hidraulică este aplicată direct pe spool. Portul pilot este situat pe un capăt al supapei. Fluidul care intră de la portul pilot operează împotriva pistonului și forțează spool să avanseze. Supapa cu ac (needle) este folosită pentru a controla viteza de acționare.  

Figura 5.5.10 DCV acționat de pilot   

2.5 Acționare pneumatică 

DCV poate fi, de asemenea, acționată prin aplicarea aerului comprimat împotriva unui piston la fiecare capăt al spool-ului supapei. Construcția sistemului este similară cu acționarea hidraulică așa cum se arată în figura 5.5.10. Singura diferență ar fi mediul de acționare. Mediul de acționare este aerul comprimat din sistemul de acționare pneumatic. 

2.6 Acționare indirectă a supapei de control direcțional 

Supapa de control a direcției poate fi operată cu acționări manuale, mecanice, solenoidale (electrice), hidraulice și pneumatice. Modul de acționare nu are nicio influență asupra funcționării de bază a circuitelor hidraulice. În mare parte, acționarea directă este limitată la utilizarea cu supape mai mici doar pentru că de obicei nu este disponibilă multă forță. Disponibilitatea forței limitate este cel mai mare dezavantaj al sistemelor de acționare directă. În practică, forța necesară pentru a deplasa spool este mai mare. Prin urmare, supapele mai mari sunt adesea acționate indirect în succesiune. În primul rând, supapa mai mică este acționată direct, iar fluxul de la supapa mai mică este direcționat către oricare parte a supapei mai mari. Fluidul de control poate fi furnizat de același circuit sau de un circuit separat. Presiunea supapei pilot este de obicei furnizată intern. Aceste două supape sunt adesea  încorporate ca o singură unitate. Aceste supape sunt, de asemenea, numite DCV acționate electro-hidraulic. 

3. Supape de control a debitului 

Figura 5.5.11 Supapa de control a debitului 

În practică, viteza actuatorului este foarte importantă în ceea ce privește puterea dorită și trebuie controlată. Viteza de acționare poate fi controlată prin reglarea debitului de fluid. O supapă de control a debitului poate regla debitul sau presiunea fluidului. Fluxul de fluid este controlat prin varierea ariei de deschidere a supapei prin care trece fluidul. Fluxul de fluid poate fi redus prin reducerea ariei de deschidere a supapei și poate fi crescut prin creșterea ariei deschiderii supapei. Un exemplu foarte obișnuit al supapei de control al fluxului de fluid este robinetul casnic. În figura 5.5.11 este prezentată schema unei supape de control a debitului. Șurubul de reglare a presiunii variază aria de curgere a fluidului în conductă pentru a controla rata de descărcare.  

Căderea de presiune în supapă poate continua să fluctueze. Uzual, sistemele hidraulice au o pompă de compensare a presiunii. Presiunea de intrare rămâne aproape constantă, dar presiunea de ieșire continuă să fluctueze în funcție de sarcina externă. Se  creează cădere de presiune fluctuantă. Astfel, supapa de control obișnuită a debitului nu va putea menține un flux constant de fluid. O supapă de reglare a debitului compensat prin presiune menține fluxul constant pe întreaga mișcare a unui spool, care își schimbă poziția în funcție de presiune. Supapele de control a debitului pot fi afectate și de modificările de temperatură. Se  datorează faptului că vâscozitatea fluidului se schimbă odată cu temperatura. Prin urmare, supapele de control avansate ale debitului au adesea compensarea temperaturii. Compensarea temperaturii se realizează prin dilatarea termică a unei tije, care compensează pentru coeficientul crescut de descărcare datorită scăderii vâscozității cu temperatura. 

4. Tipuri de supape de reglare a debitului  

Supapele de reglare a debitului lucrează la aplicarea unei restricții variabile pe calea de curgere. Pe baza construcției; există în principal patru tipuri: supapă plug, supapă fluture, supapă cu bilă și supapă echilibrată  

4.1 Supapă plug sau glove

Figura 5.5.12 Supapă plug sau glove 

Supapa plug este destul de frecvent utilizată. De asemenea, este denumită supapă glove. Schema supapei plug este prezentată în fig. 5.5.12. Această supapă are un dop (plug) care poate fi reglat în direcție verticală prin setarea șurubului de reglare a debitului. Reglarea dopului modifică dimensiunea orificiului dintre dop și scaunul supapei. Astfel, reglarea dopului controlează fluxul de fluid din conductă. Caracteristicile acestor supape pot fi predeterminate cu exactitate prin prelucrarea conică a dopului. Exemplul tipic de supapă cu dop este robinetul de închidere care este folosit în sticlărie de laborator. Corpul supapei este din sticlă sau teflon. Dopul poate fi din plastic sau sticlă. Se fac robineți speciali din sticlă pentru aplicații în vid. Ungerea robinetului este utilizată în aplicații cu vid ridicat pentru a face robinetul perfect etanș. 

4.2 Supapă fluture  

În figura 5.5.13 este prezentată o supapă fluture. Este formată dintr-un disc care se poate roti în interiorul conductei. Unghiul discului determină restricția. Supapa fluture poate fi realizată la orice dimensiune și este utilizată pe scară largă pentru a controla debitul de gaz. Aceste supape au multe tipuri pentru diferite intervale de presiune și aplicații. Supapa fluture rezistentă folosește  flexibilitatea cauciucului și are cea mai mică presiune nominală. Supapele fluture de înaltă performanță au o ușoară decalare în modul de poziționare a discului. Își mărește capacitatea de etanșare și scade uzura. Pentru sistemele de înaltă presiune, supapa fluture cu decalaj triplu este potrivită, utilizând un scaun metalic și, prin urmare, poate rezista la presiune ridicată. Are un risc mai mare de scurgere în poziția de închidere și suferă de efectul de cuplu dinamic. Supapele fluture sunt favorizate din cauza costurilor mai mici și a greutății lor mai mici. Discul este întotdeauna prezent în flux, prin urmare, o cădere de presiune este indusă,  indiferent de poziția supapei. 

Figura 5.5.13 Supapă fluture

4.3 Supapă cu bilă  

Supapa cu bilă este prezentată în figura 5.5.14. Acest tip de supapă de reglare a debitului utilizează o bilă rotită în interiorul unui scaun prelucrat. Bila are o gaură de trecere, așa cum se arată în figura 5.5.14. Are foarte puține scurgeri în starea de închidere.  Aceste supape sunt durabile și funcționează de obicei perfect mulți ani. Sunt o alegere excelentă pentru aplicațiile de închidere. Ele nu oferă un control fin, care poate fi necesar în aplicațiile de gâtuire. Aceste supape sunt utilizate pe scară largă în industrii datorită versatilității lor, a presiunilor mari suportate (până la 1000 bar) și a temperaturilor (până la 250°C). Sunt ușor de reparat și de utilizat. 

Figura 5.5.14 Supapă cu bilă  

4.4 Supapă echilibrată 

Schema unei supape echilibrate este prezentată în figura 5.5.15. Este formată din două dopuri și două scaune. Fluxul opus dă o mică reacție dinamică asupra arborelui actuator. Rezultă efect de cuplu dinamic neglijabil. Dar, scurgerea este mai mare în aceste  feluri de supape, deoarece toleranța de fabricație poate determina ca un dop să se așeze înainte de celălalt. Supapele echilibrate sub presiune sunt utilizate în case. Acestea furnizează apă la o temperatură aproape constantă la un duș sau cadă, în ciuda fluctuațiilor de presiune în liniile de alimentare calde sau reci. 

Figura 5.5.15 Supapă echilibrată