سیستم های هیدرولیک ستون فقرات کاربردهای بی شماری صنعتی ، از تجهیزات ساخت و ساز و ماشین آلات تولیدی گرفته تا سیستم های هوافضا و اجزای خودرو است. در قلب این سیستم ها یک مؤلفه مهم قرار دارد که عملکرد ، کارآیی و دقت را تعیین می کند: شیر کنترل جریان هیدرولیک. درک چگونگی کار این دریچه ها برای هر کسی که در طراحی ، نگهداری یا عملکرد سیستم هیدرولیک شرکت داشته باشد ضروری است.
دریچه کنترل جریان هیدرولیک یک وسیله مهندسی دقیق است که برای تنظیم سرعت جریان مایع هیدرولیک در یک سیستم طراحی شده است. بر خلاف دریچه های ساده خاموش ، دریچه های کنترل جریان محدودیت متغیر را برای جریان سیال فراهم می کنند و به اپراتورها این امکان را می دهد تا سرعت و نیروی محرک های هیدرولیکی مانند سیلندرها و موتورها را تنظیم کنند. این دریچه ها اساساً به عنوان "دریچه گاز" سیستم های هیدرولیک عمل می کنند و کنترل اجزای هیدرولیک سریع یا آهسته را کنترل می کنند.
عملکرد اصلی این دریچه ها فراتر از تنظیم جریان ساده است. آنها عملکرد مداوم را در شرایط بار مختلف حفظ می کنند ، نوسانات فشار را جبران می کنند و از حرکت صاف و کنترل شده ماشین آلات هیدرولیک اطمینان می دهند. این سطح کنترل در برنامه هایی که زمان بندی دقیق ، تنظیم سرعت و عملکرد صاف از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، بسیار مهم است.
اصل اساسی در پشت دریچه های کنترل جریان هیدرولیک حول محدودیت کنترل شده جریان سیال می چرخد. هنگامی که مایع هیدرولیک با محدودیت در مسیر خود روبرو می شود ، در حالی که فشار در بالادست محدودیت ایجاد می شود ، سرعت جریان کاهش می یابد. با تغییر اندازه این محدودیت ، دریچه های کنترل جریان می توانند دقیقاً سرعت جریان را تعدیل کنند.
بیشتر دریچه های کنترل جریان بر اساس اصل دهانه کار می کنند ، جایی که مایعات از یک دهانه کالیبره شده عبور می کنند. با تغییر اندازه باز ، سرعت جریان نیز انجام می شود. رابطه بین اندازه دهانه ، دیفرانسیل فشار و سرعت جریان از اصول هیدرولیکی تعیین شده پیروی می کند و امکان کنترل قابل پیش بینی و تکرار شونده را فراهم می کند.
مکانیسم داخلی دریچه به طور معمول از یک عنصر متحرک - مانند یک قرقره ، سوزن یا پوپت - تشکیل شده است که می تواند برای ایجاد محدودیت متغیر قرار گیرد. این عنصر بسته به طراحی دریچه و الزامات کاربردی ، از جمله تنظیم دستی ، بارگذاری بهار یا کنترل الکترونیکی ، از طریق روشهای مختلفی از جمله تنظیم دستی ، بارگذاری بهار یا کنترل الکترونیکی فعال می شود.
دریچه های سوزن
دریچه های سوزن ساده ترین شکل کنترل جریان را نشان می دهد ، دارای یک سوزن مخروطی که از یک صندلی دقیقاً ماشینکاری شده در داخل و خارج حرکت می کند. از آنجا که سوزن تنظیم می شود ، منطقه جریان مؤثر را تغییر می دهد و کنترل خوبی بر میزان جریان دارد. این دریچه ها در برنامه های کاربردی که نیاز به تنظیم دقیق و دستی دارند ، برتری دارند و معمولاً در ابزار دقیق و برنامه های کم جریان یافت می شوند.
طراحی دریچه سوزن امکان تنظیم جریان بسیار خوب را فراهم می کند ، و آن را برای اهداف کالیبراسیون و موقعیت هایی که در آن تغییرات سرعت کمی می تواند بر عملکرد سیستم تأثیر بگذارد ، ایده آل می کند. با این حال ، آنها به طور معمول نیاز به تنظیم دستی دارند و ممکن است برای برنامه هایی که نیاز به تغییر مکرر سرعت جریان دارند ، مناسب نباشد.
دریچه های دریچه گاز
دریچه های دریچه گاز ، همچنین به عنوان دریچه های توری ثابت شناخته می شوند ، از یک محدودیت ساده برای کنترل جریان استفاده می کنند. در حالی که در طراحی اساسی است ، در بسیاری از برنامه ها بسیار مؤثر هستند. این دریچه ها بسته به نیازهای کاربردی می توانند به صورت دستی قابل تنظیم یا ثابت باشند. محدودیت اصلی دریچه های اصلی دریچه گاز این است که سرعت جریان با دیفرانسیل فشار در دریچه متفاوت است.
طرح های سوپاپ پیشرفته دریچه گاز شامل مکانیسم های جبران فشار برای حفظ سرعت جریان مداوم با وجود تغییرات فشار است. این ویژگی باعث می شود آنها برای برنامه هایی که شرایط بار تغییر می کند مناسب باشد اما سرعت محرک سازگار مورد نیاز است.
دریچه های کنترل جریان جبران شده فشار
این دریچه های پیشرفته نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در فناوری کنترل جریان است. آنها بدون در نظر گرفتن تغییرات فشار در دریچه ، در محدوده عملیاتی خود ، سرعت جریان ثابت را حفظ می کنند. این امر از طریق مکانیسم جبران فشار داخلی حاصل می شود که به طور خودکار اندازه دهانه را بر اساس دیفرانسیل فشار تنظیم می کند.
طراحی جبران شده فشار به طور معمول شامل یک قرقره جبران کننده بهار است که به تغییرات فشار پاسخ می دهد. با افزایش فشار پایین دست ، جبران کننده به طور خودکار دهانه را گسترده تر می کند تا جریان ثابت را حفظ کند. برعکس ، هنگامی که فشار پایین دست کاهش می یابد ، دهانه محدود می شود تا از افزایش جریان جلوگیری شود.
شیرهای کنترل جریان متناسب
شیرهای کنترل جریان متناسب از سیگنال های کنترل الکترونیکی برای تعدیل سرعت جریان استفاده می کنند. این دریچه ها سیگنال های ورودی الکتریکی - ولتاژ یا جریان را از نظر ولتاژ یا جریان متناسب تبدیل می کنند. آنها قابلیت های کنترل دقیق و از راه دور را ارائه می دهند و می توانند به راحتی در سیستم های خودکار ادغام شوند.
کنترل الکترونیکی امکان تنظیم جریان پویا را بر اساس بازخورد سیستم فراهم می کند ، امکان استراتژی های کنترل پیشرفته مانند کنترل جریان حلقه بسته ، پروفایل جریان برنامه ریزی شده و ادغام با سیستم های کنترل رایانه ای را فراهم می کند.
ساخت داخلی دریچه های کنترل جریان هیدرولیک از نظر نوع متفاوت است ، اما چندین مؤلفه اصلی در بین طرح ها متداول است. بدنه دریچه تمام اجزای داخلی را در خود جای داده و درگاه های ورودی و خروجی را برای اتصال سیال فراهم می کند. این باید ضمن ارائه معابر دقیق جریان داخلی ، در برابر فشار سیستم مقاومت کند.
عنصر کنترل - خواه یک سوزن ، قرقره یا پوپت - محدودیت متغیر را کنترل می کند که جریان را کنترل می کند. این مؤلفه باید دقیقاً تولید شود تا از کنترل دقیق و دقیق جریان در محدوده عملیاتی دریچه اطمینان حاصل شود. مکانیسم فعال کننده عنصر کنترل را قرار می دهد و می تواند به صورت دستی ، بهار عملیاتی یا الکترونیکی کنترل شود.
عناصر آب بندی از نشت داخلی و خارجی جلوگیری می کنند و از عملکرد کارآمد و قابلیت اطمینان سیستم اطمینان می دهند. این مهر و موم ها باید در برابر الزامات سازگاری سیال هیدرولیک ، چرخه فشار و تغییرات دما در طول عمر سرویس دریچه مقاومت کنند.
در دریچه های جبران شده با فشار ، مونتاژ جبران کننده به طور خودکار اندازه دهانه مؤثر را بر اساس شرایط فشار تنظیم می کند. این به طور معمول شامل یک قرقره جبران کننده ، بهار و معابر جریان مرتبط است که عملکرد جبران فشار را امکان پذیر می کند.
نصب مناسب دریچه های کنترل جریان هیدرولیک برای عملکرد بهینه و ماندگاری بسیار مهم است. جهت جریان باید مشاهده شود ، زیرا بیشتر دریچه ها برای جریان یک طرفه طراحی شده اند. شیر باید در یک مکان در دسترس برای تنظیم و نگهداری و با ترخیص کالا از گمرک و خدمات مناسب نصب شود.
آلودگی سیستم دشمن اصلی دریچه های کنترل جریان است ، زیرا ذرات می توانند در ترخیص های دقیق مورد نیاز برای کنترل دقیق جریان تداخل داشته باشند. تصفیه مناسب بالادست دریچه های کنترل جریان ضروری است ، با رتبه بندی فیلتر که به طور معمول توسط تولید کننده شیر مشخص می شود.
ملاحظات دما نیز مهم است ، زیرا ویسکوزیته مایع هیدرولیک با دما تغییر می کند و بر خصوصیات جریان تأثیر می گذارد. برخی از برنامه ها ممکن است به جبران دما یا انتخاب دریچه هایی که برای محدوده دمای خاص طراحی شده اند نیاز داشته باشند.
دریچه های کنترل جریان برنامه هایی را در صنایع و سیستم های متعدد پیدا می کنند. در هیدرولیک موبایل ، آنها سرعت بازوهای بیل مکانیکی ، حرکات جرثقیل و موقعیت یابی کشاورزی را کنترل می کنند. کاربردهای صنعتی شامل کنترل نرخ خوراک در فرآیندهای تولید ، سیستم های موقعیت یابی و تجهیزات انتقال مواد است.
تعمیر و نگهداری منظم عملکرد قابل اعتماد را تضمین می کند و عمر شیر را گسترش می دهد. این شامل بازرسی دوره ای از اجزای خارجی ، تأیید مکانیسم های تنظیم و نظارت بر سطح آلودگی سیستم است. تعمیر و نگهداری داخلی به طور معمول شامل تعویض مهر و موم و بازرسی عناصر کنترل برای سایش یا آسیب است.
مسائل مربوط به عیب یابی مشترک شامل کنترل جریان نامنظم است که ممکن است نشان دهنده آلودگی یا عناصر کنترل فرسوده و عدم توانایی در دستیابی به سرعت جریان مطلوب باشد ، که می تواند آسیب داخلی یا اندازه نادرست دریچه را نشان دهد. درک این حالت های خرابی به پرسنل تعمیر و نگهداری کمک می کند تا به سرعت مشکلات را تشخیص داده و برطرف کنند.
