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 شبکه ای از دریچه ها قرار دارد که جریان ، فشار و جهت مایعات هیدرولیک را کنترل می کنند. در میان این مؤلفه های مهم ، شیر 2 طرفه به عنوان یکی از اساسی ترین عناصر و در عین حال اساسی در طراحی مدار هیدرولیک قرار دارد.
یک دریچه 2 طرفه ، همچنین به عنوان یک شیر دو پورت شناخته می شود ، یک جزء هیدرولیک ساده و در عین حال مهم است که جریان مایعات را از طریق یک مسیر جریان واحد کنترل می کند. بر خلاف دریچه های چند پورت پیچیده تر ، یک دریچه 2 طرفه دقیقاً دو نقطه اتصال دارد: یک درگاه ورودی و یک درگاه خروجی. این طراحی ساده ، آن را به یک راه حل مناسب برای برنامه های اصلی کنترل جریان تبدیل می کند که در آن شما نیاز دارید که اجازه دهید یا جریان سیال را به طور کامل مسدود کنید.
اصل اساسی پشت شیر 2 طرفه عملیات باینری است-کاملاً باز یا کاملاً بسته است. در صورت باز ، مایع هیدرولیک می تواند از ورودی به خروجی آزادانه جریان یابد. هنگام بسته شدن ، شیر یک مهر و موم کامل ایجاد می کند و از هرگونه حرکت سیال از طریق سیستم جلوگیری می کند. این عملکرد روشن/خاموش باعث می شود دریچه های 2 طرفه برای برنامه هایی که نیاز به کنترل دقیق جریان و جداسازی سیستم دارند ، ضروری باشد.
عملکرد یک دریچه 2 طرفه به مکانیسم داخلی آن بستگی دارد ، که به طور معمول شامل یک عنصر متحرک مانند پاپت ، توپ یا قرقره است. هنگامی که دریچه یک سیگنال فعال سازی - خواه دستی ، پنوماتیک ، هیدرولیک یا الکتریکی دریافت می کند - این عنصر داخلی به مسیر جریان می رود یا بسته می شود.
در موقعیت بسته ، عنصر دریچه یک مهر و موم محکم در برابر صندلی دریچه ایجاد می کند و به طور موثری جریان سیال را مسدود می کند. مهر و موم باید به اندازه کافی قوی باشد تا در برابر فشار عملیاتی سیستم بدون نشت مقاومت کند. هنگامی که به حالت باز فعال می شود ، عنصر دریچه از صندلی دور می شود و یک گذرگاه روشن برای جریان مایع هیدرولیک ایجاد می کند.
زمان پاسخ و ویژگی های جریان یک شیر 2 طرفه عوامل مهمی در عملکرد سیستم است. دریچه های مدرن هیدرولیک 2 طرفه به گونه ای طراحی شده اند که قابلیت های سوئیچینگ سریع را با حداقل افت فشار در هنگام باز فراهم می کنند و از عملکرد کارآمد سیستم و کنترل دقیق اطمینان می دهند.
به طور معمول در مقابل معمولاً بسته شده است
دریچه های 2 طرفه بر اساس وضعیت پیش فرض آنها در هنگام عدم عمل طبقه بندی می شوند. دریچه های معمولاً بسته (NC) تا زمان فعال شدن بسته می شوند و آنها را برای برنامه های ایمنی که در آن جریان باید به طور پیش فرض مسدود شود ، ایده آل می کند. دریچه های معمولاً باز (NO) اجازه می دهد تا در حالت استراحت خود جریان داشته و در هنگام فعال شدن ، برای برنامه هایی که جریان مداوم یک هنجار است ، مناسب باشد.
روشهای فعال سازی
دریچه های 2 طرفه دستی: با دست از طریق اهرم ، دستگیره یا دکمه ها کار می کنند. اینها معمولاً در برنامه هایی که مداخله انسان برای کنترل سیستم مورد نیاز است استفاده می شود.
دریچه های عمل شده با الکترونوئید: دریچه های کنترل شده برقی که از نیروی الکترومغناطیسی برای عمل کردن عنصر دریچه استفاده می کنند. آنها زمان پاسخ سریع را ارائه می دهند و می توانند به راحتی در سیستم های کنترل خودکار ادغام شوند.
دریچه های خلبانی: این دریچه ها از فشار هیدرولیک برای فعال کردن عنصر اصلی دریچه استفاده می کنند ، و آنها را برای برنامه های فشار قوی مناسب می کند که در آن ممکن است عملکرد مستقیم سولنوئید غیر عملی باشد.
دریچه های پنوماتیک: با استفاده از هوای فشرده شده ، این دریچه ها اغلب در محیط هایی استفاده می شوند که اجزای الکتریکی ممکن است خطرات ایمنی را ایجاد کنند.
برنامه های کاربردی در سیستم های هیدرولیک
دریچه های 2 طرفه عملکردهای مهم بسیاری را در کاربردهای مختلف هیدرولیک ارائه می دهند:
یکی از کاربردهای اصلی دریچه های 2 طرفه انزوا سیستم است. آنها می توانند جریان هیدرولیک را به طور کامل به شاخه های مدار خاص خاموش کنند و کار تعمیر و نگهداری یا روشهای خاموش کردن اضطراری را فعال کنند. در تجهیزات هیدرولیک متحرک مانند بیل مکانیکی یا جرثقیل ، دریچه های 2 طرفه با جداسازی حرکات خطرناک هنگام انجام عملیات ، عملکردهای ایمنی اساسی را ارائه می دهند.
در حالی که دریچه های 2 طرفه در درجه اول دستگاه های روشن/خاموش هستند ، آنها نقش مهمی در استراتژی های کنترل جریان دارند. با دوچرخه سواری سریع بین موقعیت های باز و بسته ، آنها می توانند به طور مؤثر سرعت جریان جریان را در سیستم های کنترل مدولاسیون عرض پالس (PWM) تنظیم کنند. این تکنیک به طور فزاینده ای در سیستم های هیدرولیک مدرن به دنبال بهبود کارایی و کنترل دقیق متداول است.
پشتیبانی از کنترل جهت
در ترکیب با دریچه های دیگر ، دریچه های 2 طرفه به طرح های کنترل جهت دار پیچیده کمک می کنند. آنها می توانند محرک های خاص یا شاخه های مدار را جدا کنند و به سایر دریچه های جهت دار اجازه می دهند تا به طور مؤثرتر و ایمن عمل کنند.
شیرهای تخصصی فشار 2 طرفه از سیستم های هیدرولیک در برابر شرایط فشار بیش از حد محافظت می کنند. این دریچه ها تحت فشارهای عملیاتی عادی بسته می شوند اما به طور خودکار باز می شوند که فشار سیستم بیش از حد ایمن باشد و مایعات اضافی را به سمت مخزن هدایت کند.
سادگی دریچه های 2 طرفه چندین مزیت قابل توجه برای طراحی سیستم هیدرولیک به ارمغان می آورد:
قابلیت اطمینان: با داشتن قطعات متحرک کمتر از دریچه های چند پورت ، دریچه های 2 طرفه معمولاً قابلیت اطمینان و ماندگاری عالی را ارائه می دهند. طراحی ساده آنها احتمال خرابی مکانیکی را کاهش می دهد و نگهداری را ساده می کند.
مقرون به صرفه بودن: طراحی اساسی و سادگی تولید دریچه های 2 طرفه باعث می شود آنها نسبت به انواع دریچه پیچیده تر ، بسیار مقرون به صرفه باشند. این قیمت مناسب باعث می شود آنها برای برنامه هایی که در آن محدودیت های بودجه مهم است جذاب باشد.
پاسخ سریع: بسیاری از دریچه های 2 طرفه ، به ویژه نسخه های با سولنوئید ، زمان سوئیچینگ بسیار سریع را ارائه می دهند. این قابلیت پاسخ سریع در برنامه هایی که نیاز به زمان بندی و کنترل دقیق دارند بسیار مهم است.
خاموش کردن محکم: هنگامی که به درستی طراحی و نگهداری می شود ، دریچه های 2 طرفه قابلیت آب بندی عالی را فراهم می کنند و از نشت داخلی جلوگیری می کنند که می تواند کارایی یا ایمنی سیستم را به خطر بیاندازد.
تطبیق پذیری: با وجود سادگی آنها ، دریچه های 2 طرفه می توانند از طریق روش های مختلف فعال سازی ، مواد و پیکربندی ها با برنامه های بی شماری سازگار شوند.
انتخاب شیر 2 طرفه راست برای یک کاربرد هیدرولیک نیاز به بررسی دقیق چندین عامل دارد:
امتیاز فشار: دریچه باید بتواند حداکثر فشار عملیاتی سیستم را با حاشیه ایمنی کافی اداره کند. کمترین امتیاز می تواند منجر به خرابی دریچه و خطرات ایمنی بالقوه شود.
ظرفیت جریان: ضریب جریان شیر (CV) باید برای رسیدگی به سرعت جریان مورد نیاز بدون افت فشار بیش از حد کافی باشد. دریچه های کم اندازه می توانند تنگناهای سیستم ایجاد کرده و کارایی را کاهش دهند.
زمان پاسخ: برنامه های کاربردی که نیاز به سوئیچینگ سریع دارند ، به شیرهای پاسخ سریع نیاز دارند. روش فعال سازی به طور قابل توجهی بر زمان پاسخ تأثیر می گذارد.
محیط عملیاتی: عواملی مانند دما ، سطح آلودگی و لرزش بر انتخاب دریچه تأثیر می گذارد. محیط های سخت ممکن است به مواد تخصصی یا ویژگی های محافظ نیاز داشته باشند.
ادغام کنترل: روش فعال سازی شیر باید با معماری کنترل سیستم سازگار باشد. سیستم های مدرن اغلب به دریچه هایی با قابلیت بازخورد الکترونیکی نیاز دارند.
