Ask An Engineer

Wat is de functie van een hydraulisch omloopventiel?

Het zijn cruciale mechanismen voor het regelen van de stroming en druk van vloeistoffen…

Door Sarah Jensen

Het laatste wat u wilt dat er gebeurt midden in een road trip door het land – of een rit naar de buurtmarkt – is een lek in de remvloeistof. Gelukkig is uw auto uitgerust met een hydraulisch bypassventiel dat de remvloeistof omleidt als de druk in uw voorremmen wegvalt, zodat u veilig tot stilstand kunt komen.

“Je voorremmen doen het grootste deel van het remmen, dus als een lek in je remsysteem een drukverlies veroorzaakt, kun je ook al je remkracht verliezen”, zegt Amos Winter, een postdoctorale onderzoeksmedewerker aan de Singapore University of Technology and Design-MIT International Design Center, die deze zomer bij het Department of Mechanical Engineering komt werken. “De hydraulische bypassklep in het systeem dat je voor- en achterremmen verbindt, leidt de remvloeistof om naar de achterremmen als er drukverlies is, zodat je je auto nog steeds kunt stoppen.”

De bypassklep wordt geactiveerd door een veerbelast mechanisme dat opent wanneer de vloeistofdruk te hoog of te laag wordt, zegt Winter. Zolang de druk aan zowel de inlaat- als de uitlaatzijde van de veer gelijk is, blijft de schakelaar gesloten. Maar als de druk aan één kant te veel oploopt, wordt de veer samengedrukt, waardoor de schakelaar opengaat.

Het is hetzelfde principe als de werking van een ademautomaat op een duikfles, zegt Winter. “Wanneer je naar binnen zuigt om te ademen, verlaag je de druk in het mondstuk,” legt hij uit. “Dat werkt op een membraan dat een klep opent om lucht uit de tank in je longen te laten stromen. Wanneer je uitblaast, sluit het ventiel en laat de lucht in het water stromen.”

Bypasskleppen zijn belangrijk in elk systeem waar water of olie doorheen wordt gepompt om een gelijkmatige druk te handhaven en het systeem te laten werken. Met name bouwmaterieel vertrouwt op bypasskleppen om drukopbouw te ontlasten. “Als je een graaflaadmachine bedient,” legt Winter uit, “open je een klep die olie in de arm pompt die een stuk beton optilt. Je sluit die klep af als je klaar bent, maar de pomp draait nog steeds en probeert vloeistof in een gesloten klep te pompen.” Als de olie nergens heen kan stromen, kan er te veel druk ontstaan, wat kan leiden tot een afgeslagen motor – of een explosie. Maar voordat dat gebeurt, gaat de omloopklep open om de druk te ontluchten en de olie terug te leiden naar het reservoir van de pomp.

Technische gebieden zoals machine- en vliegtuigontwerp en vloeistofdynamica maken gebruik van bypasskleptechnologie, net als de onderzoeksconcentraties van Winter, mobiliteitshulpmiddelen voor gebruik in barre omgevingen en onderzeese graaftechnologieën. “Bypass-ventielen zijn er in principe om druk te ontluchten,” zegt hij. “Hydraulische systemen werken op 2.000 pond per vierkante inch, en je wilt niet dat zoiets wordt opgeblazen.”

Dank aan de 30-jarige Matt Miller uit Derby, Engeland, voor deze vraag.

Posted: 27 maart 2012