Lorsque les systèmes hydrauliques nécessitent un contrôle de débit fiable et sans fuite, la plaque sandwich pour clapet anti-retour Z2S 22 s'impose comme une solution éprouvée. Ce composant Bosch Rexroth prend en charge les équipements industriels depuis des années et comprendre son fonctionnement peut vous aider à prendre de meilleures décisions pour votre configuration hydraulique.
Ce qui rend le Z2S 22 différent
La plaque sandwich pour clapet anti-retour Z2S 22 fonctionne comme un clapet anti-retour piloté conçu pour les systèmes de taille NG25. Contrairement aux clapets anti-retour à ressort de base, cette plaque sandwich utilise une conception à deux étages qui offre un meilleur contrôle lors de la libération de la pression. La vanne permet un écoulement libre dans une direction tout en bloquant le flux inverse, et elle peut être ouverte du côté bloqué lorsqu'une pression pilote est appliquée au port X.
La conception de la plaque sandwich signifie que vous pouvez l'empiler verticalement entre d'autres composants hydrauliques. Cela permet d'économiser de l'espace dans les installations de machines encombrées. Le Z2S 22 suit les modèles de ports ISO 4401-08-08-0-05, ce qui le rend compatible avec les collecteurs hydrauliques standard utilisés dans différents types d'équipements.
Ce qui distingue ce clapet anti-retour, c'est la fonction de pré-ouverture dans la plupart des versions. Lorsque la vanne pilote s'ouvre, la pression se relâche progressivement via un système d'amortissement au lieu d'être évacuée d'un seul coup. Cela évite les ondes de choc et le bruit qui endommagent les joints et créent des problèmes de maintenance dans les systèmes hydrauliques.
Des spécifications techniques qui comptent
La plaque sandwich à clapet anti-retour Z2S 22 supporte une pression de service maximale jusqu'à 315 bars et des débits atteignant 450 litres par minute. Ces chiffres proviennent de tests utilisant de l'huile minérale HLP46 à 40 degrés Celsius. Le corps de la vanne pèse entre 12 et 13 kilogrammes et mesure 212 mm de longueur, 117 mm de largeur et 100 mm de hauteur.
Les options de pression de fissuration vont de 3 bars à 10 bars, marquées par les codes 1 à 4 dans le numéro de pièce. Une pression de fissuration plus élevée signifie un blocage inverse plus fort mais nécessite plus de pression pilote pour s'ouvrir. La vanne fonctionne avec des températures d'huile hydraulique allant de moins 30 à plus de 80 degrés Celsius lors de l'utilisation de joints NBR, ce qui couvre la plupart des environnements industriels.
Les connexions des ports incluent les positions P, A, B, T, X et Y. Les ports A et B se connectent aux actionneurs, tandis que le port X reçoit une pression pilote pour libérer la fonction de contrôle. L'installation nécessite six boulons M12 serrés à 70 Nm et la surface de montage doit avoir un indice de rugosité de Rz 4 ou plus pour éviter les fuites.
La plaque sandwich du clapet anti-retour Z2S 22 maintient une fuite nulle dans la direction de blocage pendant le fonctionnement normal. Cela est important pour des applications telles que le maintien des vérins verticaux en position pendant la nuit ou pendant les arrêts de maintenance. Même après des mois d'arrêt, la vanne doit conserver son étanchéité sans dérive.
Comment fonctionne réellement le Z2S 22
Le débit se déplace librement de A1 à A2 ou de B1 à B2 à travers la vanne lorsque la pression pousse dans le sens d'ouverture. Un simple clapet à clapet s'ouvre sous la pression du débit, créant une résistance minimale. Les courbes de chute de pression montrent un comportement presque linéaire, ce qui signifie que le débit augmente de manière prévisible à mesure que la pression augmente.
Dans le sens inverse, le clapet à clapet repose fermement contre le corps de la vanne, créant ainsi le joint de blocage. La vanne utilise un siège à bille avec une zone A2 et un clapet avec une zone A1. Lorsque la pression pilote entre par l’orifice X, elle agit sur la zone A3 du tiroir de commande. Le rapport de surface entre A3 et A2 est d'environ 1 à 12,5, ce qui signifie que vous avez besoin d'une pression de pilotage relativement faible pour ouvrir la vanne principale.
Le mécanisme de pré-ouverture commence à fonctionner avant que la pleine pression de pilotage n'arrive. Lorsque le tiroir de commande commence à bouger, une petite ouverture apparaît qui permet à la pression de s'égaliser progressivement. Cette ouverture amortie évite la chute de pression soudaine qui provoque des effets de coup de bélier dans les conduites hydrauliques. L'action d'amortissement protège les joints de pompe, les raccords de tuyaux et les joints de tige de vérin des charges de choc.
Des versions spéciales modifient cette opération de base. La variante SO40 ajoute un port externe G1/4 pour le contrôle pilote, utile lorsque vous avez besoin d'un fonctionnement de vanne à distance. La version SO60 ventile la bobine de commande vers le port T, améliorant ainsi la précision du déclenchement dans certaines conceptions de circuits.
Où le clapet anti-retour Z2S 22 fonctionne le mieux
Les systèmes d'automatisation industrielle utilisent largement la plaque sandwich pour clapet anti-retour Z2S 22. Les machines de moulage par injection s'appuient sur ces vannes pour maintenir les plateaux de moule stables pendant les cycles de refroidissement. Les presses plieuses les utilisent pour maintenir la position du vérin lorsque les pompes hydrauliques s'arrêtent entre les opérations de pliage. Les bras robotiques ont besoin de la valve pour empêcher la dérive de la charge lorsqu'ils maintiennent la position.
Les équipements de manutention tels que les chariots élévateurs et les plateformes élévatrices à ciseaux bénéficient d’une conception sans fuite. Un clapet anti-retour à ressort standard peut permettre une infiltration suffisante pour abaisser lentement une plate-forme pendant des heures. La plaque sandwich Z2S 22 élimine ce problème, maintenant sa position indéfiniment sans fonctionnement de la pompe.
Les systèmes de contrôle du pas des éoliennes fonctionnent dans des conditions difficiles avec des variations de température et des risques de contamination. La plaque sandwich à clapet anti-retour gère ces environnements lorsqu'elle est associée à une filtration appropriée. Les applications du secteur de l'énergie exigent de la fiabilité, car une défaillance des vannes pendant le fonctionnement de la turbine peut endommager des boîtes de vitesses coûteuses.
La conception compacte en sandwich est particulièrement importante dans les équipements mobiles où l'espace est limité. Les excavatrices, les grues et les machines agricoles remplissent de multiples fonctions dans des zones limitées. L'empilage du clapet anti-retour Z2S 22 entre des vannes directionnelles et d'autres plaques sandwich réduit la taille du collecteur par rapport aux clapets anti-retour traditionnels montés sur canalisation.
Comparaison des options de vannes
Les clapets anti-retour à ressort standard coûtent moins cher que le Z2S 22, allant généralement de 200 à 500 dollars. Ils fonctionnent bien pour des applications simples mais manquent de contrôle pilote et présentent souvent des fuites mineures. La vitesse de réponse est plus lente car le ressort doit se comprimer avant que l'écoulement ne commence.
Les clapets anti-retour à double disque gèrent des débits plus importants, dépassant parfois 500 litres par minute. Ils pèsent moins que les plaques sandwich et fonctionnent bien dans les systèmes de tuyauterie basse pression inférieure à 250 bars. Cependant, les vannes à disque peuvent rester fermées si une contamination s'introduit entre le disque et le siège. La résistance à la corrosion est également plus faible dans les conceptions standards.
La plaque sandwich pour clapet anti-retour Z2S 22 coûte généralement entre 1 000 et 1 500 dollars selon la configuration et le fournisseur. Ce prix plus élevé reflète la capacité d’opération pilote, la conception sans fuite et les avantages d’intégration. Les coûts de maintenance peuvent être inférieurs tout au long de la durée de vie de la vanne, car la conception en sandwich protège les composants internes des dommages externes.
Les comparaisons de performances montrent que le Z2S 22 maintient un débit constant jusqu'à 450 litres par minute à 315 bars, tandis que de nombreux contrôles à ressort commencent à montrer des chutes de pression supérieures à 300 litres par minute. La conception pilotée répond également plus rapidement aux signaux de commande que les types à ressort, car elle ne combat pas la force du ressort lors de l'ouverture.
Exigences d'installation que vous devez connaître
Montez la plaque sandwich du clapet anti-retour Z2S 22 dans n'importe quelle orientation, bien que l'empilage vertical soit le plus courant. Nettoyez soigneusement les deux surfaces de contact avant l'assemblage. Toute saleté, bavure ou vieux matériau de joint peut créer des chemins de fuite qui compromettent la conception sans fuite.
Appliquez les bagues d'étanchéité fournies sur chaque port avant de positionner la vanne. Les joints reposent dans des rainures usinées dans la face de la plaque sandwich. Assurez-vous que les joints sont correctement mis en place et ne sont pas tordus, ce qui pourrait les faire extruder sous pression.
Les modèles de boulons utilisent six vis à capuchon M12 dans un modèle ISO standard. Serrez les vis en étoile jusqu'à un couple de 70 Nm. Un serrage excessif peut déformer le corps de la vanne et provoquer le grippage des pièces internes. Un serrage insuffisant permet des fuites externes et une perte de pression potentielle.
Pour les versions SO40 avec ports pilotes externes, connectez les raccords G1/4 à votre source de pression pilote. Assurez-vous que la pression pilote dépasse la pression de fissuration d'au moins 50 pour cent pour garantir une ouverture complète. Une pression de pilotage insuffisante provoque une ouverture partielle et un débit restreint.
Vérifiez la propreté du système avant le démarrage. La plaque sandwich à clapet anti-retour Z2S 22 nécessite une huile hydraulique répondant au code de propreté ISO 4406 20/18/15 ou supérieur. Cela signifie moins de 5 000 particules supérieures à 4 microns par millilitre de liquide. La contamination est à l'origine de 80 % des pannes de vannes, selon les données de maintenance de l'industrie.
Entretien et dépannage
Des changements réguliers de filtre protègent la plaque sandwich du clapet anti-retour contre les dommages causés par la contamination. Changez les filtres aux intervalles recommandés pour votre type d’huile hydraulique. Les huiles minérales comme le HLP46 durent plus longtemps entre les vidanges que les fluides biodégradables, qui peuvent nécessiter un entretien deux fois plus fréquent.
Inspectez la vanne lors des arrêts de maintenance du système. Recherchez des infiltrations d'huile externes autour des faces de la plaque sandwich, ce qui indique une usure du joint ou un desserrage des boulons de montage. Les fuites internes apparaissent sous la forme d'une dérive de l'actionneur au fil du temps, bien que cela soit rare avec une installation correcte.
Si la vanne présente des problèmes de dérive, vérifiez d'abord la pression de pilotage. Une pression pilote insuffisante peut ne pas ouvrir complètement la vanne, entraînant un débit restreint et une libération de position incomplète. Mesurez la pression réelle au port X dans des conditions de charge, pas seulement la pression statique.
Un bruit ou un choc lors de l'ouverture de la vanne indique des composants de pré-ouverture manquants ou endommagés. Certains anciens modèles Z2S 22 ne disposent pas de cette fonctionnalité, et la mise à niveau vers la version SO55 élimine le problème. Des chutes de pression soudaines créent des coups de bélier qui finissent par endommager les joints et les connexions dans tout le système.
L’échec de l’ouverture est généralement dû à une contamination bloquant la bobine de commande pilote. Le rinçage du système et l’installation d’une filtration appropriée résolvent la plupart des cas. Des problèmes persistants peuvent nécessiter le démontage de la vanne et l'inspection des surfaces du siège de la bille et du clapet à la recherche de rayures ou de particules incrustées.
Conservez les plaques sandwich de rechange pour clapet anti-retour dans des endroits secs, à l'écart des températures extrêmes. Conservez des capuchons de protection sur les ports pour éviter toute contamination pendant le stockage. Stockez des joints de remplacement pour NBR ou FKM en fonction des exigences de votre système, car la détérioration des joints due au vieillissement en rayon peut se produire sur plusieurs années.
Détails de commande et de référence
La plaque sandwich du clapet anti-retour Z2S 22 utilise un système de numéro de pièce structuré. Commencez par Z2S 22, puis ajoutez la désignation du canal. Un tiret signifie double canal pour les côtés A et B. La lettre A ou B spécifie à elle seule un fonctionnement à canal unique de ce côté uniquement.
Vient ensuite le code de pression de craquage de 1 à 4, représentant respectivement 3, 5, 7,5 ou 10 bars. Des nombres plus élevés fournissent un blocage inverse plus fort mais nécessitent plus de pression de pilotage. Ensuite, 5X apparaît dans tous les modèles standard, suivi de codes de traitement de surface en option comme J50 pour la passivation.
Les versions spéciales ajoutent des codes comme SO40 pour les ports pilotes externes ou SO60 pour la ventilation du tiroir au réservoir. La lettre V à la fin spécifie les joints FKM au lieu du NBR standard pour une compatibilité avec les fluides à haute température ou agressifs. Un exemple complet pourrait lire Z2S 22 A 2 5X V SO40.
Kits d'installation avec joints et joints à commander séparément. Consultez le catalogue Bosch Rexroth pour connaître les kits compatibles correspondant à votre version de vanne. L’utilisation de mauvais matériaux de joint entraîne une défaillance rapide, en particulier avec les systèmes hydrauliques résistant au feu ou les huiles biodégradables.
Trouver des fournisseurs fiables
Bosch Rexroth vend directement via sa boutique en ligne et ses distributeurs régionaux. Les canaux officiels garantissent des pièces authentiques et un support technique approprié. Fiches techniques téléchargeables depuis leur site sous le numéro de document R900432915.
BuyRexroth opère en tant que distributeur majeur avec commande en ligne et expédition immédiate pour les configurations courantes. Leur prix s'élève à environ 1 426 dollars pour les plaques sandwich à clapet anti-retour standard Z2S 22, avec une livraison typique en un à trois jours ouvrables.
Les marchés secondaires sur eBay proposent des vannes d'occasion et excédentaires allant de 500 à 1 000 dollars. L’achat de pièces d’occasion est judicieux pour les pièces de rechange d’équipements plus anciens, mais inspectez-les soigneusement pour déceler tout dommage ou usure. Les joints manquants ou endommagés peuvent ne pas être évidents sur les photos.
Les fournisseurs industriels comme Hydraulics Online et Pha-Auto proposent le Z2S 22 ainsi que des systèmes hydrauliques complets. Ils fournissent une assistance technique locale et peuvent répondre aux questions d’installation. Les acheteurs en gros peuvent négocier de meilleurs prix en contactant directement les représentants régionaux de Bosch Rexroth.
Les fabricants chinois proposent des alternatives à moindre coût via des plateformes comme Made-in-China. Bien que ceux-ci puissent fonctionner pour des applications moins critiques, leurs caractéristiques de qualité et de performances diffèrent de celles des produits Bosch Rexroth authentiques. Attendez-vous à des variations dans les pressions nominales, les matériaux des joints et les tolérances dimensionnelles.
Considérations sur la compatibilité des fluides
Les huiles hydrauliques minérales comme HL et HLP fonctionnent parfaitement avec les joints NBR standard de la plaque sandwich de clapet anti-retour Z2S 22. Ceux-ci restent les fluides les plus courants dans l'hydraulique industrielle en raison de leurs performances stables et de leur coût raisonnable.
Les fluides résistant au feu nécessitent une attention particulière. Les types HFDU et HFDR limitent la pression maximale à 210 bars au lieu de la pression nominale standard de 315 bars. Les températures de fonctionnement ne doivent pas dépasser 60 degrés Celsius avec ces fluides. La durée de vie peut diminuer de 30 à 100 pour cent par rapport au fonctionnement à l'huile minérale.
Les systèmes hydrauliques biodégradables comme HETG et HEES fonctionnent avec le Z2S 22 mais nécessitent des intervalles de maintenance plus fréquents. Ces fluides absorbent plus facilement l’humidité et se décomposent plus rapidement que les huiles minérales. Changez les filtres plus souvent et surveillez de près la propreté du système.
Les fluides synthétiques nécessitent souvent des joints FKM au lieu du NBR standard. Le code V dans le numéro de pièce spécifie ce matériau de joint. Vérifiez les tableaux de compatibilité avant de sélectionner une vanne pour les systèmes de fluides synthétiques ou exotiques. L’utilisation de mauvais matériaux de joint provoque un gonflement ou un durcissement rapide qui entraîne une fuite ou un grippage.
Les fluides eau-glycol peuvent fonctionner en fonction de la formulation spécifique. Consultez l'assistance technique Bosch Rexroth avec les spécifications de votre fluide avant de commander. Certains fluides à base d'eau attaquent les matériaux d'étanchéité standard ou corrodent les composants internes.
Performances dans différents environnements
Les températures extrêmes affectent les performances de la plaque sandwich du clapet anti-retour Z2S 22. Les démarrages à froid en dessous de -20 degrés nécessitent des joints NBR, tandis que le FKM gère des températures plus élevées jusqu'à 80 degrés ambiants. La viscosité du fluide change avec la température, affectant les caractéristiques d'écoulement et le temps de réponse.
Les environnements sales exigent une excellente filtration. Les équipements de construction et d’exploitation minière sont constamment contaminés par la poussière, l’eau et les débris. L'installation d'une filtration conforme à la norme ISO 4406 20/18/15 évite la plupart des problèmes de contamination, mais des conditions extrêmes peuvent nécessiter une filtration encore plus fine.
Les applications à fortes vibrations bénéficient du style de montage sur plaque sandwich. Les clapets anti-retour filetés peuvent se desserrer avec le temps à cause des vibrations, tandis que les plaques sandwich boulonnées restent sécurisées. Utilisez un composé frein-filet sur les boulons de montage dans des environnements à vibrations sévères.
Les environnements côtiers et marins exposent les composants hydrauliques à l’air salin et à l’humidité. Le traitement de passivation J50 en option offre une meilleure résistance à la corrosion pour l'extérieur du corps de vanne. Les composants internes restent protégés par l'huile hydraulique, mais la contamination par l'humidité devient un problème plus important à proximité de l'eau.
L'altitude affecte les performances hydrauliques à travers les relations de pression et de température. Les équipements à haute altitude peuvent nécessiter des réglages de pression de fissuration différents car la pression atmosphérique diffère. Consulter des ingénieurs hydrauliques pour les installations au-dessus de 2000 mètres.
Développements futurs dans la technologie des vannes hydrauliques
L'intégration de la surveillance électronique représente la prochaine étape pour des composants tels que la plaque sandwich de clapet anti-retour Z2S 22. Les capteurs intégrés dans les plaques sandwich pourraient signaler les débits réels, les chutes de pression et les conditions d'usure interne. La maintenance prédictive devient possible lorsque les systèmes détectent une dégradation des performances avant qu'une panne ne se produise.
Les matériaux d’étanchéité améliorés continuent de progresser. Les nouveaux composés polymères offrent une meilleure résistance chimique et une durée de vie plus longue sur des plages de températures plus larges. Ces matériaux coûtent plus cher au départ mais réduisent les temps d’arrêt pour maintenance et la fréquence de remplacement.
La fabrication additive peut changer la façon dont les composants hydrauliques sont produits. Les corps de vannes imprimés en 3D pourraient optimiser les chemins d’écoulement internes au-delà de ce que permet l’usinage. Des géométries internes complexes peuvent améliorer les performances tout en réduisant le poids et l'utilisation de matériaux.
Les systèmes hydrauliques intelligents ajusteront automatiquement les paramètres des vannes en fonction des conditions de fonctionnement. Un clapet anti-retour pourrait faire varier sa pression de fissuration pour répondre aux exigences de charge, améliorant ainsi l'efficacité énergétique. Les pressions pilotes peuvent être modulées pour des vitesses d'ouverture optimales dans différentes conditions d'écoulement.
La plaque sandwich pour clapet anti-retour Z2S 22 représente une technologie mature qui répond de manière fiable aux besoins industriels actuels. Même si les améliorations viendront progressivement, les principes de conception de base des clapets anti-retour pilotés resteront probablement pertinents pendant de nombreuses années dans les applications hydrauliques du monde entier.
