هنگامی که سیستم های هیدرولیک نیاز دارند بارهای سنگین را به طور ایمن نگه دارند یا از جریان برگشت ناخواسته سیال جلوگیری کنند، مهندسان اغلب به سوپاپ های کنترل پایلوت روی می آورند. در این میان، نوع SL تولید شده توسط Bosch Rexroth به عنوان یک راه حل قابل اعتماد برای کاربردهای صنعتی و تجهیزات موبایل برجسته است. این راهنما توضیح می‌دهد که چه چیزی شیر چک SL را با سایر انواع شیر متفاوت می‌کند، چگونه کار می‌کند و چه زمانی باید استفاده از آن را در سیستم هیدرولیک خود در نظر بگیرید.
شیر چک SL با پایلوت چیست؟
شیر چک SL یک قطعه هیدرولیکی است که به سیال اجازه می دهد آزادانه در یک جهت جریان داشته باشد در حالی که جریان را در جهت مخالف مسدود می کند تا زمانی که سیگنال خلبان آن را آزاد کند. نام "SL" به طور خاص به نوع تخلیه خارجی Bosch Rexroth از سری SV آنها اشاره دارد، که برای کاربردهایی طراحی شده است که روغن خلبان باید جدا از مدار اصلی تخلیه شود.
این شیر از طراحی پاپت استفاده می کند و می توان آن را روی یک صفحه فرعی نصب کرد یا از طریق پورت های رزوه ای متصل شد. هنگامی که سیال از پورت A به پورت B جریان می یابد، شیر به راحتی با حداقل مقاومت باز می شود. هنگامی که فشار سعی می کند سیال را از B به A برگرداند، دریچه کاملا با نشتی صفر آب بندی می شود. تنها راه باز کردن سوپاپ به صورت معکوس، اعمال فشار پیلوت به پورت X است که به صورت مکانیکی پاپپت را بلند می کند و جریان کنترل شده را امکان پذیر می کند.
تفاوت اصلی بین شیر چک SL با عملکرد پایلوت و مدل استاندارد SV در ویژگی تخلیه خارجی نهفته است. در حالی که شیرهای SV روغن پیلوت را به صورت داخلی به سیستم تخلیه می‌کنند، شیرهای SL این روغن را از طریق یک درگاه Y جداگانه به بیرون هدایت می‌کنند. این تخلیه خارجی به طراحان انعطاف‌پذیری بیشتری در هنگام ساخت مدارهای هیدرولیک پیچیده می‌دهد، به ویژه زمانی که تخلیه پایلوت نیاز به اتصال مستقل به مخزن دارد یا زمانی که تخلیه داخلی ممکن است باعث تداخل فشار شود.
نحوه عملکرد Pilot Check Valve SL
درک اصل کار یک شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می کند به توضیح اینکه چرا در کاربردهای نگهداری بار بسیار خوب عمل می کند کمک می کند. شیر شامل چندین جزء کلیدی است: یک بدنه اصلی، یک پاپت اولیه، یک پاپپت پایلوت، فنرهای فشاری و یک پیستون کنترل. این قطعات با هم کار می کنند تا سه حالت کار مجزا ایجاد کنند.
در طول جریان آزاد از A به B، سیال هیدرولیک مستقیماً به پاپت فشار می آورد و آن را با مقاومت بسیار کمی باز می کند. افت فشار در سرتاسر شیر در نرخ جریان اسمی زیر 5 بار باقی می ماند که به معنای حداقل اتلاف انرژی است. این جهت جریان آزاد معمولاً به سمت پمپ مدار هیدرولیک شما متصل می شود.
هنگامی که فشار در جهت مخالف از B به A افزایش می یابد، فشار سیستم با نیروی فنر ترکیب می شود تا پاپت را محکم به صندلی خود فشار دهد. این یک آب بندی کامل بدون نشتی ایجاد می کند که برای نگه داشتن بارها در موقعیت ضروری است. به عنوان مثال، یک سیلندر هیدرولیک عمودی، حتی با بار کامل به سمت پایین حرکت نمی کند، زیرا شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می کند، انسداد کامل را حفظ می کند.
حالت سوم زمانی فعال می شود که فشار پایلوت را به پورت X وارد می کنید. این فشار بر روی پیستون کنترل که سطح بزرگتری نسبت به پاپت اصلی دارد، عمل می کند. مزیت مکانیکی به فشار نسبتا پایین خلبان اجازه می دهد بر فشار بالای سیستم در سمت مسدود شده غلبه کند. در پیکربندی SL، درگاه تخلیه خارجی Y محفظه خلبان را از پورت A جدا می کند، و اطمینان حاصل می کند که فقط فشار کنترل مورد نظر بدون تداخل از سمت بار روی پیستون عمل می کند.
برخی از مدل‌های سوپاپ SL که به صورت پایلوت کار می‌کنند، دارای ویژگی رفع فشار هستند که با حرف "A" در نام مدل مشخص می‌شود. این دریچه ها دارای یک پاپت توپ کوچک هستند که قبل از بلند شدن پاپت اصلی کمی باز می شود. این باز شدن مرحله ای به تدریج فشار محبوس شده را آزاد می کند و شوک و صدا را در سیستم هیدرولیک شما کاهش می دهد. نوع "B" مستقیماً بدون این مرحله قبل از باز شدن باز می شود و پاسخ سریع تری را ارائه می دهد اما به طور بالقوه باعث افزایش فشار می شود.
حداقل فشار پیلوت مورد نیاز بستگی به فشار باری دارد که باید بر آن غلبه کنید. مهندسان این را با استفاده از این فرمول محاسبه می‌کنند: فشار پایلوت باید کمتر از فشار بار ضرب در نسبت سطح پاپت به سطح کنترل پیستون باشد. برای اهداف عملی، اکثر مدل‌های شیر برگشتی SL که به صورت پایلوت کار می‌کنند، برای شروع باز شدن به حداقل 5 بار فشار پایلوت نیاز دارند، که نیاز دقیق آن بر اساس شرایط بار و اندازه سوپاپ متفاوت است.
مشخصات فنی و داده های عملکرد
Bosch Rexroth مدل‌های دریچه چک SL با عملکرد آزمایشی را در اندازه‌های اسمی از NG10 تا NG32 تولید می‌کند که طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی را پوشش می‌دهد. این شیرها حداکثر فشار تا 315 بار و دبی 550 لیتر در دقیقه را تحمل می کنند که آنها را برای سیستم های هیدرولیک نیازمند مناسب می کند.
کوچکترین اندازه NG10 برای ماشین‌های فشرده به خوبی کار می‌کند، تا 100 لیتر در دقیقه با حجم کنترل فقط 2.5 سانتی‌متر مکعب در پورت X. دریچه‌های NG16 و NG20 متوسط نرخ جریان تا 300 لیتر در دقیقه را پشتیبانی می‌کنند، در حالی که بزرگترین NG25 و NG25 NG25 و NG32 industrialateters heavy. هر اندازه همان حداکثر فشار کاری 315 بار را حفظ می کند، اگرچه فشار کنترل بسته به نیاز برنامه شما می تواند از 5 تا 315 بار متغیر باشد.
ملاحظات وزن برای طراحان تجهیزات موبایل اهمیت دارد. یک شیر بازرسی SL با عملکرد پایلوت NG10 در پیکربندی نصب زیر صفحه وزن تقریباً 1.8 کیلوگرم دارد، در حالی که مدل NG32 به 7.8 کیلوگرم می رسد. نسخه های اتصال رشته ای تقریباً 0.3 کیلوگرم به این ارقام اضافه می کنند. ابعاد فیزیکی بر این اساس متفاوت است، NG10 با طول حدود 100.8 میلی‌متر و از رشته‌های پورت G1/4 استفاده می‌کند، در حالی که NG32 با پورت‌های G1 1/2 تا 140 میلی‌متر گسترش می‌یابد.
عملکرد دما شرایط معمولی صنعتی را پوشش می دهد. با مهر و موم های استاندارد NBR، شیر چک SL با عملکرد پایلوت از منفی 30 درجه سانتیگراد تا 80 درجه سانتیگراد مثبت کار می کند. اگر کاربرد شما شامل دماهای بالاتر یا سیالات تهاجمی باشد، مواد مهر و موم FKM مقاومت بهتری ایجاد می کند. این شیر سیالات هیدرولیک با ویسکوزیته بین 2.8 تا 500 میلی متر مربع در ثانیه را می پذیرد، اگرچه عملکرد بهینه با روغن استاندارد HLP46 در دمای 40 درجه سانتیگراد رخ می دهد.
کنترل آلودگی برای عمر طولانی شیر همچنان حیاتی است. Bosch Rexroth توصیه می‌کند که تمیزی مایعات را تا ISO 4406 کلاس 20/18/15 یا بهتر حفظ کنید. پیروی از استانداردهای فیلتراسیون RE 50070 به جلوگیری از گرفتگی گذرگاه های خلبان کمک می کند، که یکی از رایج ترین حالت های خرابی برای شیرهای چک با کارکرد خلبان است.
انتخاب مدل مناسب برای برنامه شما
انتخاب بین انواع مختلف شیر چک SL به عوامل مختلفی در طراحی سیستم هیدرولیک شما بستگی دارد. پیکربندی پایه تک خلبان SL زمانی به خوبی کار می کند که شما نیاز به کنترل جریان فقط در یک جهت دارید. این تنظیم در کاربردهای سیلندر عمودی رایج است که در آن گرانش تلاش می‌کند بار را پایین بکشد و شما به قابلیت رهاسازی از راه دور نیاز دارید.
نسخه‌های دوپایلوت کنترل را در هر دو جهت فراهم می‌کنند، و آنها را برای سیلندرهای دو عملکردی که نیاز به نگه‌داشتن بار در هر دو انتهای ضربه دارند، ایده‌آل می‌سازد. تجهیزات ساختمانی مانند بازوهای بیل مکانیکی اغلب از این پیکربندی برای جلوگیری از رانش در هر جهت زمانی که اپراتور کنترل ها را رها می کند استفاده می کنند. ویژگی پیلوت دوگانه دریچه چک SL با عملکرد خلبان تضمین می کند که بدون توجه به نیروهای خارجی، بار دقیقاً در جایی که قرار دارد باقی می ماند.
گزینه رفع فشار زمانی مهم می شود که سیستم شما اختلاف فشار بالا را تجربه می کند یا زمانی که آزاد شدن ناگهانی فشار می تواند به قطعات آسیب برساند. مدل‌های نوع A با مرحله پیش باز شدن توپی، شوک وارده به خطوط هیدرولیک را کاهش می‌دهند و نویز را در هنگام تعویض سوپاپ به حداقل می‌رسانند. این باعث می شود که آنها برای کاربردهایی که راحتی اپراتور اهمیت دارد یا جایی که افزایش فشار ممکن است به اجزای حساس آسیب برساند، ترجیح داده شوند. مدل‌های نوع B بدون پیش باز شدن سریعتر پاسخ می‌دهند و زمانی که تحریک سریع شیر مهم‌تر از آزادسازی تدریجی فشار است، به خوبی کار می‌کنند.
انتخاب روش اتصال به معماری سیستم شما بستگی دارد. نصب صفحه زیرین مطابق با استانداردهای DIN 24340 امکان ادغام منیفولد فشرده و لوله کشی تمیزتر را فراهم می کند، به ویژه در تجهیزات سیار که فضا محدود است، ارزشمند است. اتصالات رزوه‌ای انعطاف‌پذیری بیشتری را برای برنامه‌ها یا سیستم‌هایی که نصب منیفولد عملی نیست، ارائه می‌دهد. شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می کند از هر دو رویکرد با ابعاد سازگار پشتیبانی می کند.
تنظیم فشار باز کردن پارامتر تنظیم دیگری را فراهم می کند. مدل‌های استاندارد از تنظیمات پیش‌بار فنری بین 1.5 تا 10 بار استفاده می‌کنند که تعیین می‌کند قبل از محکم شدن صندلی‌های پاپت، چه مقدار فشار معکوس ایجاد می‌شود. فشارهای باز باز کمتر جریان آزاد راحت‌تری را ممکن می‌سازد، اما ممکن است باعث شود که شیر بعداً در هنگام فروپاشی فشار دوباره قرار بگیرد. فشار باز شدن بالاتر، نشست مثبت را تضمین می کند اما افت فشار را در جهت جریان آزاد افزایش می دهد.
جایی که Pilot Check Valves SL بهترین عملکرد را دارد
اتوماسیون صنعتی برای کنترل دقیق بار، به شدت به فناوری چک سوپاپ SL که توسط پایلوت کار می‌کند، متکی است. پرس‌های تولیدی از این شیرها برای حفظ موقعیت قوچ در طول چرخه‌های پرس استفاده می‌کنند و از جابجایی صفحه بالایی سنگین هنگام کاهش فشار هیدرولیک جلوگیری می‌کنند. ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی از تنظیمات مشابهی استفاده می‌کنند تا نیمه‌های قالب را تحت نیروی گیره بالا قفل نگه می‌دارند و کیفیت قطعه را تضمین می‌کنند.
تجهیزات سیار شاید بزرگترین منطقه کاربردی برای شیر چک SL را نشان دهد. بیل مکانیکی، لودر چرخ و بیل مکانیکی همگی به نگهداری بار قابل اعتماد در مدارهای بوم، چوب و سطل خود نیاز دارند. هنگامی که یک اپراتور ماشین را با سطل بالا پارک می کند، شیر برگشتی که به صورت پایلوت کار می کند از خزش بار به سمت پایین به دلیل نشت آب بند سیلندر یا انبساط حرارتی روغن محبوس شده جلوگیری می کند. پیکربندی تخلیه خارجی شیرهای SL به ویژه در این کاربردها خوب عمل می کند زیرا از بازخورد فشار داخلی که می تواند باعث ناپایداری شود جلوگیری می کند.
کاربردهای جرثقیل نیاز به قابلیت اطمینان بالاتری دارند زیرا افت بار خطرات ایمنی جدی ایجاد می کند. تثبیت کننده های بیرونی در جرثقیل های متحرک از شیرهای بازرسی SL برای حفظ موقعیت برای روزها یا هفته ها در طول بالابرهای طولانی استفاده می کنند. مشخصه نشتی صفر تضمین می کند که جرثقیل در طول عملیات در سطح باقی می ماند. بسیاری از طرح‌های جرثقیل شامل شیرهای بازرسی دوگانه در دو طرف هر سیلندر هستند که باعث ایجاد بار اضافی می‌شود که حتی در صورت خرابی یکی از سوپاپ‌ها به کار خود ادامه می‌دهد.
تاسیسات تصفیه آب کشف کرده‌اند که مدل‌های شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می‌کنند، روش‌های نگهداری را ساده می‌کنند. ایستگاه های پمپ از این شیرها برای جداسازی موتورها در حین سرویس استفاده می کنند و در عین حال امکان فعال سازی از راه دور برای شستشوی معکوس فیلترها را فراهم می کنند. تخلیه پایلوت خارجی به پرسنل تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا باز شدن شیر را از فاصله ایمن کنترل کنند و کارگران را از مناطق پرفشار دور نگه دارد. این قابلیت از راه دور باعث کاهش زمان خرابی و بهبود ایمنی در مقایسه با شیرهای جداسازی دستی می شود.
سیستم‌های کنترل گام پره‌های توربین بادی، کاربرد رو به رشدی را برای دریچه‌های بازرسی که به صورت پایلوت کار می‌کنند، نشان می‌دهد. هر تیغه به سیلندرهای هیدرولیکی متصل می شود که زاویه را نسبت به باد تنظیم می کند. شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می‌کند، موقعیت تیغه را در حین کار عادی نگه می‌دارد در حالی که امکان تنظیم سریع هنگام تغییر شرایط باد را فراهم می‌کند. مشخصات نشتی صفر در اینجا اهمیت دارد زیرا حتی تغییرات کوچک زاویه پره بر راندمان توربین و بارگذاری ساختاری تأثیر می گذارد.
تجهیزات جابجایی مواد مانند لیفتراک ها از کنترل دقیق این شیرها سود می برند. سیلندرهای بالابر دکل نیاز به نگه داشتن بارها در هر ارتفاعی بدون رانش دارند، که شیر چک SL با عملکرد پایلوت به طور قابل اعتماد انجام می دهد. نوع پیلوت دوگانه با تعدیل فشار خلبان برای ایجاد فرود صاف به جای سقوط آزاد، امکان پایین آمدن کنترل شده را حتی تحت بارهای سنگین فراهم می کند.
مزایایی که دریچه های SL را متمایز می کند
مهمترین مزیت یک شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می کند، مشخصه نشتی صفر آن در جهت مسدود است. برخلاف شیرهای چک مستقیم که ممکن است کمی تحت فشار بالا تراوش کنند، یا شیرهای تعادلی که ذاتاً مقداری نشت کنترل شده دارند، شیر SL آب بندی کاملی ایجاد می کند. این امر برای نگهداری بار استاتیکی که در آن جابجایی جزئی نیز در طول زمان به خطاهای موقعیت قابل توجهی انباشته می‌شود، بسیار مهم است.
قابلیت کنترل از راه دور دسترسی اپراتور را افزایش می دهد و ایمنی را بهبود می بخشد. با اعمال فشار خلبان از یک مکان دور، می توانید بارها را بدون ایستادن در نزدیکی تجهیزات بالقوه خطرناک آزاد کنید. سیستم های توقف اضطراری همچنین می توانند با مدارهای دریچه چک SL که توسط خلبان کار می کنند یکپارچه شوند و به طور خودکار بارهای محبوس شده را با فعال شدن اینترلاک های ایمنی آزاد کنند. این انعطاف‌پذیری در سیستم‌های خودکار که مداخله انسانی باید به حداقل برسد، ارزشمند است.
ظرفیت جریان بالا نسبت به اندازه شیر به طراحان سیستم کمک می کند تا حجم قطعات را به حداقل برسانند. بزرگترین مدل‌های سوپاپ SL که به صورت پایلوت کار می‌کنند، 550 لیتر در دقیقه را تحمل می‌کنند که برای اکثر سیلندرهای صنعتی کافی است، در حالی که ابعاد نصب فشرده را حفظ می‌کنند. این قابلیت جریان بالا همراه با افت فشار کم در جهت جریان آزاد است، معمولاً زیر 5 بار در نرخ جریان اسمی، که به معنای انرژی تلف شده کمتر و دمای عملیاتی خنک‌تر است.
پاسخ سریع به شرایط در حال تغییر، به شیرهای چک با کارکرد خلبان در کاربردهای دینامیکی برتری می بخشد. هنگامی که فشار پایلوت اعمال می شود، دریچه به سرعت باز می شود، و هنگامی که فشار پایلوت آزاد می شود، فنر و فشار سیستم تقریباً فوراً پاپپت را می بندند. انواع فشارزدایی این عمل را عمدا کند می کند تا شوک را کاهش دهد، اما حتی این مدل ها سریعتر از انواع شیرهای جایگزین که بر اصطکاک سیال یا مدارهای اندازه گیری پیچیده متکی هستند، پاسخ می دهند.
انعطاف پذیری دو جهته در پیکربندی های پیلوت دوگانه، نیاز به چندین شیر در مدارهای پیچیده را از بین می برد. یک سوپاپ چک SL تک پایلوت با ورودی های پیلوت دوگانه می تواند جایگزین دو شیر مجزا در کاربردهایی شود که نیاز به نگهداری بار در هر دو جهت دارند. این امر تعداد قطعات، نقاط نشت احتمالی و پیچیدگی کلی سیستم را کاهش می دهد و در عین حال قابلیت اطمینان را از طریق اجزای کمتر بهبود می بخشد.
شناخت محدودیت ها و خطرات
پیچیدگی ساختاری، اشکال اصلی طرح‌های شیر چک SL را در مقایسه با شیرهای ساده‌تر با عملکرد مستقیم ایجاد می‌کند. اجزای اضافی شامل پاپپت های پیلوت، پیستون های کنترلی و گذرگاه های تخلیه خارجی هزینه ساخت را افزایش می دهند و نقاط خرابی بالقوه بیشتری ایجاد می کنند. معابر کوچک خلبان به ویژه در برابر آلودگی آسیب پذیر هستند، که می تواند سیگنال کنترل را مسدود کند و از باز شدن دریچه در صورت نیاز جلوگیری کند.
الزامات تعمیر و نگهداری برای شیرهای چک با کارکرد خلبان بیشتر از جایگزین های ساده تر است. معابر پایلوت برای جلوگیری از گرفتگی نیاز به بازرسی و تمیز کردن منظم دارند. ساییدگی مهر و موم در پاپت اصلی و پایلوت نیاز به تعویض دوره ای دارد، معمولاً بسته به شرایط مایع و دمای شما از مواد NBR یا FKM استفاده می شود. این وظایف تعمیر و نگهداری نیاز به دانش فنی بیشتری نسبت به سرویس یک سوپاپ اولیه دارد که به طور بالقوه نیاز به آموزش تخصصی برای پرسنل تعمیر و نگهداری دارد.
کاربردهای بار دینامیکی می‌توانند باعث ایجاد مشکلات پچ پچ در مدل‌های شیر چک SL شوند. هنگامی که بارها نوسان یا ارتعاش می کنند، شیر ممکن است بارها و بارها در فشار آستانه باز و بسته شود و باعث ایجاد صدا و سایش سریع شود. دریچه‌های ضد تعادل از طریق ویژگی‌های باز شدن پیشرونده خود، این شرایط دینامیکی را راحت‌تر مدیریت می‌کنند. اگر برنامه شما مستلزم حرکت ثابت بار به جای نگه داشتن استاتیک است، یک شیر بازرسی که به صورت پایلوت کار می کند ممکن است بهترین انتخاب نباشد.
اثرات انبساط حرارتی یک خطر ظریف اما واقعی را در برنامه های کاربردی دریچه چک با استفاده از پایلوت ارائه می دهد. هنگامی که روغن هیدرولیک محبوس شده بین یک شیر بسته و یک بار گرم می شود، منبسط شده و فشار را افزایش می دهد. مهندسان گاهی اوقات این را "قفل حرارتی" می نامند زیرا افزایش فشار می تواند آنقدر شدید شود که سیگنال خلبان نتواند بر آن غلبه کند. افزایش دما در حدود 10 درجه سانتیگراد می تواند باعث افزایش فشار بیش از 100 بار در حجم های محبوس شود. طراحی در شیرهای تسکین حرارتی یا در نظر گرفتن سیالات پایدار در دما به کاهش این خطر کمک می کند.
ملاحظات هزینه باعث می‌شود که مدل‌های شیر چک SL با عملکرد پایلوت برای کاربردهای ساده جذابیت کمتری داشته باشند. یک سوپاپ چک با عملکرد مستقیم به طور قابل توجهی هزینه کمتری دارد و برای جلوگیری از جریان برگشت مستقیم در جایی که نیازی به نگه داشتن بار نیست، کاملاً خوب عمل می کند. ویژگی های کنترلی پیچیده یک شیر SL تنها زمانی قیمت بالاتر آنها را توجیه می کند که برنامه شما به طور خاص به قابلیت رهاسازی از راه دور، نشتی صفر یا کنترل دقیق دو طرفه نیاز داشته باشد.
مقایسه شیرهای SL با راه حل های جایگزین
دریچه‌های چک با عملکرد مستقیم ساده‌ترین جایگزین را برای یک شیر بازرسی SL نشان می‌دهند. این شیرهای پایه به تنهایی از فشار سیال برای بالا بردن پاپت در برابر فنر سبک استفاده می کنند و جریان را در یک جهت میسر می کنند و در عین حال جریان معکوس را مسدود می کنند. آنها بسیار سریع پاسخ می دهند و هزینه بسیار کمتری نسبت به طراحی های آزمایشی دارند. با این حال، دریچه‌های چک با اثر مستقیم ممکن است تحت فشار بالا کمی نشت کنند، به دلیل برخورد مستقیم سیال به پاپت، سریعتر فرسوده شوند و نتوان آنها را از راه دور در جهت معکوس باز کرد. آنها برای حفاظت از خروجی پمپ یا جداسازی خط اصلی به خوبی کار می کنند، اما نمی توانند الزامات نگهداری بار واقعی را برآورده کنند.
شیرهای ضد تعادل عملکرد کاهش فشار را با رفتار شیر چک ترکیب می کنند و کنترل صافی را برای بارهای دینامیکی ایجاد می کنند. این دریچه ها باز شدن را بر اساس فشار بار تعدیل می کنند و امکان فرود کنترل شده بارهای عمودی را فراهم می کنند و در عین حال فشار برگشتی را حفظ می کنند تا از فرار جلوگیری شود. آنها در کنترل حرکت تجهیزات سیار که در آن بارها دائما حرکت می کنند، مانند بالابرهای جرثقیل یا دروازه های بالابر خودرو، برتری دارند. معاوضه این است که شیرهای تعادل همیشه مقداری نشت کنترل شده دارند و هزینه بیشتری نسبت به شیرهای چک مستقیم یا آزمایشی دارند. برای نگهداری بار استاتیک در جایی که هیچ حرکتی مورد نظر نیست، یک شیر بازرسی SL عملکرد بهتری را با هزینه کمتر ارائه می دهد.
شیرهای برقی کنترل شده، گزینه دیگری برای قابلیت رهاسازی از راه دور ارائه می دهند. این شیرها از سیم پیچ های الکترومغناطیسی برای جابجایی قرقره های داخلی یا پاپت ها استفاده می کنند و کنترل روشن و خاموش را بدون نیاز به فشار پایلوت فراهم می کنند. آنها در سیستم هایی با معماری کنترل الکترونیکی به خوبی کار می کنند و می توانند مستقیماً با PLC ها و سایر تجهیزات اتوماسیون ادغام شوند. با این حال، شیرهای برقی معمولاً ظرفیت جریان کمتری نسبت به شیرهای چک با اندازه مشابه دارند، در طول انرژی دهی مداوم گرما تولید می کنند و برای حفظ موقعیت های باز نیاز به نیروی الکتریکی دارند. شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می کند، در کاربردهایی که نیروی هیدرولیک به راحتی در دسترس است و پیچیدگی الکتریکی باید به حداقل برسد، برنده است.
فیوزهای هیدرولیک یک جایگزین تخصصی برای نگهداری بار حیاتی ایمنی هستند. این دستگاه ها زمانی که نرخ جریان بیش از حد را تشخیص دهند که ممکن است نشان دهنده پارگی شیلنگ یا شکستگی اتصالات باشد، به طور خودکار بسته می شوند. آنها حفاظت اضطراری را ارائه می کنند که شیرهای چک با عملکرد خلبان نمی توانند ارائه دهند. با این حال، فیوزها قابلیت رهاسازی از راه دور را ندارند و ممکن است در شرایط دبی بالا و قانونی باعث تحریک نادرست شوند. بسیاری از مهندسان هر دو فناوری را با استفاده از یک سوپاپ بازرسی SL برای کنترل عادی و یک فیوز هیدرولیک برای حفاظت از پشتیبان اضطراری ترکیب می کنند.
روش های تعمیر و نگهداری که عمر سرویس را افزایش می دهد
برنامه‌های بازرسی منظم سیستم‌های سوپاپ SL را که پایلوت کار می‌کنند به‌طور قابل‌اطمینانی کار می‌کنند. بررسی‌های بصری ماهانه باید به دنبال نشت روغن خارجی در اطراف مهر و موم و سطوح نصب شوند. حتی نشت های کوچک نشان دهنده تخریب مهر و موم است که با گذشت زمان بدتر می شود. گوش دادن به صداهای غیرمعمول در حین کار سوپاپ می تواند مشکلات را قبل از وقوع خرابی کامل آشکار کند. صداهای پچ پچ یا جیرجیر اغلب به معنای شرایط فشار ناپایدار یا سطوح پوکه فرسوده است.
نگهداری از تمیزی سیالات از معابر کوچک خلبانی محافظت می کند که شیرهای بازرسی را که به صورت پایلوت کار می کنند در برابر آلودگی آسیب پذیر می کنند. پیروی از الزامات کلاس تمیزی ISO 4406 20/18/15 به این معنی است که سیستم فیلتراسیون شما ذرات را قبل از اینکه بتوانند در روزنه های کنترل قرار گیرند، جذب می کند. استفاده از روغن هیدرولیک مناسب و بدون آلودگی آب از خوردگی سطوح داخلی جلوگیری می کند. بسیاری از برنامه های تعمیر و نگهداری شامل نمونه برداری و تجزیه و تحلیل روغن سه ماهه برای تأیید اینکه سطح آلودگی در محدوده قابل قبول باقی می ماند.
بازرسی خط خلبانی سزاوار توجه ویژه است زیرا این لوله ها و معابر با قطر کوچک به راحتی مسدود می شوند. قطع و وصل کردن خطوط آزمایشی سالانه زباله های انباشته شده را حذف می کند. شیرهای چک در مدار پیلوت باید تمیز شوند یا در صورت وجود علائم چسبندگی تعویض شوند. آزمایش فشار پایلوت با گیج تأیید می‌کند که سیگنال کنترلی کافی به پورت X می‌رسد زمانی که به شیر چک SL فرمان باز کردن فرمان می‌دهید.
فواصل تعویض مهر و موم به شرایط عملیاتی بستگی دارد اما معمولاً هر دو تا پنج سال یکبار اتفاق می افتد. مهر و موم های NBR در کاربردهای دمای متوسط دوام بیشتری دارند، در حالی که مهر و موم های FKM دماهای بالاتر و سیالات تهاجمی را تحمل می کنند اما هزینه بیشتری دارند. هنگام تعویض مهر و موم، سطوح جفت شده روی پاپت و بدنه سوپاپ را از نظر نمره گذاری یا سایش که ممکن است حتی با الاستومرهای جدید مانع از آب بندی خوب شود، بررسی کنید. پرداخت سبک با کاغذ ساینده ریز می تواند سطوح آب بندی را ترمیم کند، اما امتیازدهی عمیق نیاز به تعویض بدنه شیر دارد.
آزمایش عملکرد تأیید می کند که شیرهای چک با کارکرد خلبان هنوز به درستی عمل می کنند. یک آزمایش ساده از یک استوانه عمودی با وزن استفاده می کند. با مسدود شدن فشار پایلوت، بار باید ساعت ها یا روزها کاملا ثابت بماند و نشت صفر را نشان دهد. اعمال فشار نامی پایلوت باید دریچه را باز کند و اجازه دهد بار به آرامی پایین بیاید. اگر با خاموش شدن فشار پیلوت، بار به سمت پایین خزید، یا اگر برای باز کردن شیر فشار بیش از حد نیاز باشد، تعمیر و نگهداری یا تعویض مورد نیاز است.
عیب یابی مشکلات رایج
هنگامی که یک شیر چک SL با فرمان آزمایشی باز نمی شود، با تأیید فشار پایلوت در پورت X شروع کنید. استفاده از فشار سنج در اتصال پایلوت تأیید می کند که آیا فشار سیگنال کافی به شیر می رسد یا خیر. اگر فشار پایلوت کمتر از 5 بار باشد، مشکل در مدار پیلوت است نه خود شیر. خطوط مسدود شده، شیرهای پایلوت خراب یا ظرفیت ناکافی پمپ در منبع تغذیه را بررسی کنید.
اگر فشار پیلوت به درستی خوانده شود، اما شیر باز هم باز نمی شود، به آلودگی در گذرگاه خلبان یا گیرکردن پیستون کنترل مشکوک شوید. جداسازی شیر معمولاً کثیفی یا خوردگی را نشان می دهد که از حرکت پیستون جلوگیری می کند. تمیز کردن کامل تمام معابر داخلی و تعویض آب‌بندها معمولاً عملکرد را بازیابی می‌کند. در موارد شدید، سطح پیستون کنترل ممکن است نقطه گذاری شود و نیاز به تعویض داشته باشد.
نشتی در جهت مسدود شده نشان دهنده آسیب پاپ یا صندلی است. مقدار کمی آلودگی می تواند در سطح پاپت نرم جاسازی شود و مسیرهای نشتی حتی زمانی که دریچه بسته است ایجاد کند. جداسازی و بازرسی نشان می دهد که آیا تمیز کردن پاپ و صندلی باعث بازیابی آب بندی می شود یا به قطعات جایگزین نیاز است. اگر نشتی پس از تمیز کردن ادامه داشت، بررسی کنید که فشار سیستم از ظرفیت نامی شیر تجاوز نکرده باشد، که می تواند به طور دائم به سطوح آب بندی آسیب برساند.
صدا یا لرزش در حین کار نشان می دهد که بار ناپایدار است یا فشار پیلوت نوسان می کند. بررسی کنید که بار در حین کار شیر ثابت می ماند. اگر بار به خودی خود ارتعاش کند، شیر چک SL ممکن است راه حل مناسبی برای آن کاربرد نباشد. ناپایداری فشار در مدار پیلوت می تواند باعث باز و بسته شدن مکرر شیر در آستانه آن شود. نصب آکومولاتور در خط پایلوت اغلب این نوسانات فشار را هموار می کند و صدای پچ پچ را متوقف می کند.
سر و صدا در هنگام تعویض سوپاپ معمولاً به این معنی است که ویژگی رفع فشار به درستی کار نمی کند یا برنامه کاربردی به جای نوع B به شیر نوع A نیاز دارد. مدل های بدون مرحله پیش باز شدن توپی فشار ناگهانی را آزاد می کنند که می تواند شوک صوتی در خطوط هیدرولیک ایجاد کند. اگر سر و صدا غیرقابل قبول باشد، تعویض به یک شیر بازرسی SL با نوع فشارزدایی معمولاً مشکل را حل می کند. از طرف دیگر، افزودن یک روزنه کوچک در خط پیلوت، باز شدن سوپاپ را کند می‌کند و شوک را به قیمت پاسخ کمی کندتر کاهش می‌دهد.
موقعیت‌های قفل حرارتی به روش‌های عیب‌یابی متفاوتی نیاز دارند. اگر پس از بیکار ماندن سیستم در شرایط گرم، جابجایی بارها دشوار شود، انبساط سیال محبوس شده احتمالاً باعث فشار بیش از حد می شود. نصب دریچه‌های تسکین حرارتی کوچک که بالاتر از فشار کاری معمولی قرار می‌گیرند اما کمتر از ظرفیت خلبانی پایلوت، اجازه انبساط حرارتی را بدون تأثیر بر عملکرد عادی می‌دهد. روش دیگر، استفاده از سیالات هیدرولیک پایدار در دما، ضرایب انبساط حرارتی را کاهش می دهد.
تحولات آتی و روندهای صنعت
طراحان سیستم های هیدرولیک به طور فزاینده ای حسگرها را با اجزای شیر چک SL که توسط پایلوت کار می کنند یکپارچه می کنند تا امکان تعمیر و نگهداری پیش بینی را فراهم کنند. مبدل‌های فشار در خطوط پایلوت قدرت سیگنال کنترل را کنترل می‌کنند و قبل از کاهش فشار خلبان به زیر سطوح عملکردی، به اپراتورها هشدار می‌دهند. سنسورهای آلودگی در خط تخلیه از پورت Y زمانی را تشخیص می‌دهند که ذرات شروع به تجمع می‌کنند و قبل از انسداد باعث تعمیر و نگهداری می‌شوند. این سیستم‌های شیر هوشمند با رفع مشکلات زودهنگام، خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده را کاهش می‌دهند.
مقررات زیست محیطی به پذیرش سیالات هیدرولیک زیست تخریب پذیر، به ویژه در تجهیزات سیار و برنامه های جنگلداری منجر می شود. طرح‌های مدرن شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می‌کنند، این سیالات را از طریق مواد مهر و موم سازگار و حفاظت در برابر خوردگی افزایش می‌دهند. VDMA 24568 و استانداردهای مشابه به مهندسان کمک می کند تا شیرهای مناسب برای کاربردهای روغن زیستی را انتخاب کنند. همانطور که نگرانی های زیست محیطی افزایش می یابد، انتظار سازگاری گسترده تر با شیمی سیالات جایگزین را داشته باشید.
روندهای کوچک سازی در تجهیزات سیار تقاضا برای شیرهای بازرسی کوچکتر و سبک تر را بدون به خطر انداختن عملکرد ایجاد می کند. تکنیک‌های ساخت پیشرفته از جمله پرینت سه بعدی و ریخته‌گری دقیق ممکن است طرح‌های فشرده‌تری را امکان‌پذیر کند. کاهش وزن در تجهیزات متحرک باتری-الکتریکی که هر کیلوگرم بر برد عملیاتی تأثیر می گذارد، به طور قابل توجهی اهمیت دارد. مدل‌های سوپاپ SL آزمایشی آینده ممکن است از مواد سبک‌تر مانند آلومینیوم یا پلاستیک‌های مهندسی شده در اجزای بدون فشار استفاده کنند.
بهبود بهره وری انرژی بر کاهش افت فشار در جهت جریان آزاد تمرکز دارد. حتی افت فشار فعلی 5 بار در جریان اسمی نشان دهنده انرژی تلف شده است که تبدیل به گرما می شود. هندسه مسیر جریان بهینه می تواند به طور بالقوه افت فشار را به نصف کاهش دهد و کارایی کلی سیستم را بهبود بخشد. با افزایش هزینه های انرژی و افزایش فشار محیطی، این افزایش بهره وری از نظر اقتصادی جذاب تر می شود.
ادغام با سیستم های کنترل الکترونیکی احتمالا گسترش خواهد یافت. در حالی که شیر بازرسی SL در حال حاضر صرفاً به سیگنال‌های خلبان هیدرولیک متکی است، نسخه‌های آینده ممکن است از شیرهای پایلوت الکترونیکی و حسگرهای موقعیت مستقیماً در بدنه شیر استفاده کنند. این ادغام معماری سیستم را ساده می‌کند و الگوریتم‌های کنترل پیچیده‌تری را قادر می‌سازد و در عین حال سادگی مکانیکی و قابلیت اطمینان را حفظ می‌کند که باعث جذابیت دریچه‌های چک با عملکرد پایلوت می‌شود.
انتخاب مناسب برای برنامه شما
انتخاب یک شیر چک SL با عملکرد پایلوت در مقابل فناوری‌های جایگزین مستلزم ارزیابی دقیق نیازهای خاص شما است. با شناسایی اینکه آیا برنامه شما به نگهداری بار استاتیک یا کنترل بار پویا نیاز دارد، شروع کنید. اگر هنگام بسته شدن شیر، بار باید کاملاً ثابت بماند، مشخصه نشتی صفر دریچه چک SL که به صورت پایلوت کار می کند، آن را بهترین انتخاب می کند. اگر بار به طور مکرر با نرخ نزول کنترل شده حرکت کند، احتمالاً یک شیر تعادل بهتر عمل می کند.
در نظر بگیرید که آیا قابلیت انتشار از راه دور در طراحی شما اهمیت دارد یا خیر. کاربردهای ساده که در آن عملکرد شیر دستی قابل قبول است می‌توانند از شیرهای چک با اثر مستقیم ارزان‌تر استفاده کنند. هنگامی که اپراتورها نیاز به کنترل باز شدن دریچه از راه دور دارند، یا زمانی که سیستم های خودکار باید کنترل سوپاپ را یکپارچه کنند، شیر چک SL عملیاتی از راه دور ضروری را از طریق مدار پایلوت خود فراهم می کند. زمانی که دور نگه داشتن پرسنل از مناطق خطرناک ایمنی کلی سیستم را بهبود می بخشد، ملاحظات ایمنی اغلب این نیاز را به وجود می آورد.
قابلیت های کنترل آلودگی سیستم خود را صادقانه ارزیابی کنید. مدل‌های شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می‌کنند، نیاز به مایع هیدرولیک تمیز و فیلتراسیون مناسب دارند. اگر برنامه شما در محیط های پر گرد و غبار با فیلتراسیون حاشیه ای کار می کند، یا اگر شیوه های تعمیر و نگهداری متناقض است، انواع شیرهای ساده تر با معابر کوچک کمتر ممکن است علیرغم محدودیت های عملکردشان قابل اعتمادتر باشند. برای سیستم هایی که نمی توانند تمیزی مورد نیاز این شیرها را حفظ کنند، شیرهای پیچیده را انتخاب نکنید.
نرخ جریان و فشار مورد نیاز انتخاب اندازه دریچه شما را محدود می کند. به جای تکیه بر ظرفیت پمپ، دبی واقعی را در مدار خود اندازه گیری کنید، زیرا اکثر سیستم ها به طور مداوم در حداکثر جریان کار نمی کنند. انتخاب کوچکترین شیری که نرخ جریان واقعی شما را کنترل می کند، هزینه و وزن را به حداقل می رساند. درجه بندی فشار باید بیش از حداکثر فشار سیستم با حاشیه ایمنی کافی باشد، معمولاً شیرهایی را انتخاب می کنند که حداقل 25 درصد بالاتر از حداکثر فشار مورد انتظار هستند.
الزامات تخلیه خارجی تعیین می کند که آیا شما به یک مدل SL نیاز دارید یا اینکه نوع ساده تر SV کافی است. اگر تخلیه خلبان شما می تواند از طریق همان منیفولد شیر اصلی به مخزن بازگردد، مدل های SV تخلیه داخلی به خوبی کار می کنند. هنگامی که تخلیه خلبان باید به طور جداگانه مسیریابی کند، شاید برای اطمینان از عدم تداخل فشار مخزن در عملکرد پایلوت، درگاه تخلیه خارجی Y در مدل‌های شیر چک SL انعطاف‌پذیری لازم را فراهم می‌کند.
محدودیت‌های فضای نصب بر انتخاب سبک نصب تأثیر می‌گذارد. هنگامی که بتوانید یک منیفولد برای قرار دادن چندین شیر طراحی کنید، نصب زیر صفحه فشرده ترین نصب را ارائه می دهد. اتصالات رزوه‌ای انعطاف‌پذیری را برای کاربردهای مقاوم‌سازی یا پایه‌های آزمایشی در جایی که ساخت منیفولد عملی نیست، فراهم می‌کند. فضای موجود را به دقت اندازه گیری کنید و نقشه های ابعادی را قبل از انجام یک پیکربندی نصب خاص بررسی کنید.
نتیجه گیری
شیر چک SL که به صورت پایلوت کار می‌کند، نقشی خاص اما مهم را در سیستم‌های هیدرولیک که نیاز به کنترل از راه دور و نگهداری بار نشتی صفر دارند، ایفا می‌کند. پیکربندی تخلیه خارجی آن انعطاف‌پذیری طراحی را فراهم می‌کند که مدل‌های استاندارد SV نمی‌توانند مطابقت داشته باشند، به ویژه در مدارهای پیچیده که مسیریابی فشار پایلوت اهمیت دارد. درک هر دو قابلیت و محدودیت های این شیرها به مهندسان کمک می کند تا در مورد زمان استفاده از آنها و نحوه نگهداری صحیح آنها تصمیم گیری کنند.
برای کاربردهای بار استاتیک در اتوماسیون صنعتی، تجهیزات سیار، و سیستم‌های حیاتی ایمنی، فن‌آوری شیر چک SL عملکردی قابل اعتماد ارائه می‌دهد که جایگزین‌های ساده‌تر نمی‌توانند مطابقت داشته باشند. زمانی که نشتی صفر و کنترل از راه دور ضروری هستند، هزینه و نیازهای نگهداری بالاتر توجیه می شوند. برنامه های کاربردی کم تقاضا اغلب با دریچه های بازرسی مستقیم یا سایر راه حل های ساده تر با هزینه کمتر به خوبی کار می کنند.
انتخاب مناسب نیاز به تطبیق مشخصات شیر با نیازهای واقعی سیستم، با در نظر گرفتن اندازه اسمی، درجه بندی فشار، مواد آب بندی و پیکربندی نصب دارد. مستندات فنی دقیق از Bosch Rexroth، از جمله کاتالوگ RE 21482، داده های مورد نیاز برای اندازه دقیق سوپاپ را ارائه می دهد. تامین‌کنندگانی مانند Hyquip و Leader Hydraulics می‌توانند پشتیبانی اپلیکیشن و قیمت‌گذاری مدل‌های خاص را ارائه دهند.
برنامه‌های تعمیر و نگهداری که بر کنترل آلودگی و بازرسی منظم تأکید دارند، سیستم‌های سوپاپ SL را که به صورت پایلوت کار می‌کنند، به مدت ده سال یا بیشتر به‌طور قابل‌اعتماد کار می‌کنند. هنگامی که مشکلات ایجاد می شود، عیب یابی سیستماتیک معمولاً علل قابل رفع مانند انسداد خط خلبان یا سایش مهر و موم را شناسایی می کند. درک نحوه عملکرد داخلی این شیرها، عیب یابی را بسیار مؤثرتر می کند.
همانطور که فناوری هیدرولیک به سمت یکپارچگی بیشتر با کنترل‌های الکترونیکی و بهبود بهره‌وری انرژی تکامل می‌یابد، طرح‌های شیر بازرسی SL که به صورت پایلوت کار می‌کنند به تطبیق خود با الزامات جدید ادامه خواهند داد. اصل عملیاتی اساسی - استفاده از فشار پایلوت برای آزادسازی مکانیکی یک پاپت مهر و موم شده - سالم باقی می ماند و احتمالاً برای چندین دهه آینده به سیستم های هیدرولیک کمک خواهد کرد. مهندسانی که این شیرها را به طور کامل درک می کنند، می توانند سیستم های بهتری را طراحی کرده و مشکلات را به طور موثرتری حل کنند.
