معرفی انواع شیر کنترل جهت هیدرولیک

شیر کنترل جهت هیدرولیک به دستگاهی مکانیکی یا برقی اطلاق می گردد که بطور کلی وظیفه کنترل و هدایت روغن (سیال) داخل مدارهای بسته را بر عهده دارد. شیرهای کنترل دارای انواع مختلفی هستند که هر کدام کارکرد مشخصی بر عهده دارند. این نوع شیرها از نظر کارکرد عمدتاً به شیرهای کنترل فشار، جهت و جریان تقسیم می شوند اما بعضاً ممکن است شیرهای کنترل مدولار، پروپرشنال و سروو را هم به این تقسیم بندی اضافه نمایند.

بطور کلی باید اذعان داشت که شیر هیدرولیک بطور مشخص و مستقیم، کارائی، عملکرد و دقت یک سیستم هیدرولیکی را تعیین می نماید. این شیر به دلیل نقشی که بر عهده دارد، تحت عنوان “شیر فرمان” نیز نامیده شده و کلیدی ترین بخش یک سیستم هیدرولیک را تشکیل می دهد. در این مقاله سعی داریم تا توضیحاتی در رابطه با شیر کنترل جهت هیدرولیک و انواع آن تقدیم نمائیم.

پیشنهاد مطالعه: آشنایی با کاربرد و خرید پمپ رکسروت کلیک کنید.

شیر کنترل جهت هیدرولیک

شیرهای کنترل جهت در سیستمهای هیدرولیکی وظیفه هدایت روغن به مسیرهای مورد نظر را بر عهده دارند. این شیرها بین مخزن روغن و سیلندرها نصب می شوند. شیرهای کنترلِ جهت دقیقاً نقش یک هاب را بازی می کنند. در ساختار این شیرها یک پورت ورودی و تعدادی پورت خروجی تعبیه شده است.

روغنی که در مخزن قرار دارد، با استفاده از یک پمپ از مسیر پورت ورودی وارد مدار شیر کنترل می شود. سپس کاربر بصورت دستی یا ماشین بصورت هوشمند اقدام به هدایت روغن به هر یک از کانالهای دلخواه یا همان پورتهای خروجی می نماید. نهایتاً یک پورت خروجی دیگر نیز پیش بینی شده تا روغن موجود در کانالها را مجدداً به مخزن بازگرداند.

این سیکل بصورت یک فرایند چرخشی بسته، تا زمانیکه کاربر مشخص نماید، تکرار می شود. البته در برخی تجهیزات، سیکل مورد اشاره تکراری نبوده و در صورت نیاز مورد استفاده قرار می گیرد. مثلاً خلبان یک هواپیما بمنظور تنظیم ارتفاع، باله های هواپیما را با استفاده از همین شیرهای کنترل و با توجه به شرایط پروازی بالا و پائین می نماید و سیکل تکراری ندارد. اما در یک خط تولید، شیر کنترل معمولاً یک چرخه تکراری را محصولات بطور مداوم انجام می دهد.

انواع شیر کنترل جهت هیدرولیک

از ابعاد مختلف می توان شیرهای کنترلِ جهت را تقسیم بندی کرد.

الف) از نظر منبع نیرو

منظور از منبع نیرو در حقیقت انرژی لازم برای بکار افتادن سیستم است. از این نظر، شیرهای کنترل جهت هیدرولیکی را می توان به 2 گونه زیر تقسیم بندی کرد:

1. شیر کنترل جهت هیدرولیک دستی

در شیرهای دستی کنترلِ جهت هیدرولیک، عملکرد دقیقاً بمانند شیرهای برقی است با این تفاوت که بجای انرژی برق، از نیروی انسانی (کاربر) برای تغییر جهت ورود و خروج روغن استفاده می شود. در این نوع شیرها، دسته یا دسته هایی به شکل اهرم (یا سیستمهای دیگری چون پدال یا دکمه یا … ) که بعضاً تعداد آنها حتی بیش از 10 دسته یا اهرم یا … نیز می باشند، روی شیر تعبیه شده اند که هر کدام نقش باز و بسته کردن یکی از کانالهای را بر عهده دارد.

در سیستمهایی که شیر هیدرولیک آنها دستی است، این کاربر است که باید با دقت کافی و در زمانهای مورد نیاز نسبت به باز کردن مسیر روغن در یک کانال یا بستن آن، تصمیم گیری و اقدام نماید. این نوع شیرها در صورتیکه دارای یک اهرم باشند، به شکل یک تکه ساخته می شوند. در مواردی که تعداد کانالها بیشتر باشد و اهرمهای بیشتری مورد نیاز گردد، شیر هیدرولیک دستی به شکل مدولار یا چند تکه (بلوکی) ساخته می شود.

کاربرد: شیرهای دستی به دلیل قیمت پائین، سهولت و هزینه کمتر تعمیرات، دبی بالا، عمر طولانی و مزایایی دیگر، معمولاً استقبال و کاربرد فراوانی در صنایع مختلف پیداکرده اند. عمده ترین بخشهایی از صنایع که از شیرهای دستی کنترلِ جهت هیدرولیک استفاده می کنند عبارتند از: کشتی ها، انواع لودر و جرثقیل و بالابر، تراکتور و ماشین آلات کشاورزی، ماشین آلات تزریق و بادی در پلاستیک سازی و غیره.

جهت خرید و سفارش ساخت یونیت هیدرولیک (پاورپک هیدرولیک )کلیک نمایید.

2. شیر کنترل جهت هیدرولیک برقی

در سیستم های هیدرولیک از شیرهای برقی برای کنترل جریان، فشار و جهت حرکت روغن هیدرولیک استفاده می شود. این شیرها رایج ترین نوع شیرها هستند که توسط یک سیگنال الکتریکی، معمولاً از یک سیستم کنترل یا یک سوئیچ، برای باز کردن یا بستن مسیر جریان، فعال می شوند.

در این شیرها از یک سیم پیچ استفاده شده که در هنگام جریان برق، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. میدان مغناظیسی باعث حرکت پاپت یا قرقره و باز یا بسته شدن مسیر جریان روغن می شود.

شیرهای برقی می توانند به طور مستقیم توسط کاربر و یا به صورت خودکار عمل نمایند. از مزایای این نوع شیرها می توان به سرعت زیاد، امکان کنترل از راه دور، و امکان سازگاری با طیف وسیعی از اندازه ها، پیکربندی ها و درجه بندی فشار اشاره کرد. نقطه ضعف این شیرها نیازمندی به برق و نقص فنی زیاد است.

ب) از نظر تعداد پورت و حالت

شیرهای کنترلِ جهت در سیستمهای هیدرولیک از نظر تعداد پورت و تعداد حالاتی که اسپول به خود می گیرد، به انواع زیر تقسیم می شوند.

• شیرهای 2/2 (2 پورت و 2 حالت):

  این نوع شیرها را اصطلاحاً شیرهای قطع و وصل نیز می نامند. در این شیرها یک جریان ورودی و یک جریان خروجی وجود دارد. مسیر جریان روغن از پورت ورودی داخل شیر شده و در صورت باز بودن مسیر کانال، از پورت خروجی بسمت مدار هیدرولیک (سیلندرها و …) جریان می یابد.مسیر جریان روغن در این شیرها همیشه یکطرفه است. شیرهای 2/2 در سیستمهایی بکار می روند که نیازی به بازگشت روغن به مخزن وجود نداشته باشد. بعنوان مثال، برای باز یا بسته کردن مسیر اصلی جریان روغن، راه اندازه اندازی هیدروموتور یکطرفه، بکار انداختن یا قطع جریان برای شیرهای کنترل فشار و دبی (جریان) و …

• شیرهای 2/3 (3 پورت و 2 حالت):

  در این شیرها 1 پورت ورودی، 1 پورت خروجی، و 1 پورت هم برای مسیر منتهی به مخزن داریم. حالت اسپول در این نوع شیرها هم مانند مورد قبلی دارای 2 حالت باز یا بسته است و حالت دیگری ندارد. در سیستم شیرهای 2/3 امکان برگشت روغن به مخزن نیز وجود دارد و لذا جریان، دوطرفه است.

• شیرهای 2/4 (4 پورت و 2 حالت):

  در نوع دیگری از شیرها ما 4 پورت داریم؛ پورت A و B تحت عنوان پورت خروجی یا کار، پورت T جهت مخزن و پورت P جهت فشار. این نوع از شیرها هم امکان برگشت روغن به مخزن را دارا بوده و لذا دو طرفه می باشند.

• شیرهای 3/4 (4 پورت و 3 حالت):

  در برخی سیستمهای هیدرولیکی نیاز است که برای کاهش فشار از روی سیلندرها و هیدروموتورها، به غیر از حالتهای باز و بسته، حالتهای دیگری نیز پیش بینی شوند. در این شیرها نیز همانند شیر قبلی دارای 4 پورت هستیم اما تعداد حالات بطور کلی 3 مورد هستند؛

(1) حالت مرکزی (وسط):

در این حالت، تمام پورت ها مسدود هستند و جریان روغن هیدرولیک وجود ندارد. این موقعیت معمولاً برای متوقف کردن جریان یا نگه داشتن محرک در یک موقعیت ثابت استفاده می شود.

(2) حالت بسته:

در این حالت، پورت P به پورت T متصل می شود و هر دو پورت کاری (A و B) مسدود می شوند. در این حالت، از جریان روغن هیدرولیک از سمت پمپ به سمت محرک جلوگیری می شود و به محرک اجازه می دهد تا در یک موقعیت ثابت بماند.

(3) حالت باز:

در این حالت، پورت P بسته به جریان جهت مورد نظر، به یکی از پورتهای A یا B متصل می شود و پورت کار دیگر (A یا B) به درگاه T متصل می گردد و به روغن اجازه می دهد تا به مخزن بازگردد. این حالت، روغن هیدرولیک را قادر می سازد تا از پمپ به محرک جریان یابد و باعث حرکت محرک شود.

ارائه تمامی خدمات حرفه ایی تعمیر پمپ هیدرولیک توسط گروه صنعتی هیدلند.

ج) از نظر مکانیزم کنترل داخلی

1. شیر کنترل جهت هیدرولیک پاپتی

شیرهای پاپتی شیرهایی هستند که در آنها از یک پاپت (یک قطعه دیسکی یا مخروطی شکل) استفاده می شود تا مسیرهای جریان را در بدنه شیر، بسته یا باز نماید. پاپت معمولاً توسط فنر یا وسایل مکانیکی دیگر در جای خود نگه داشته شده و مسیر را مسدود می سازد.

اما هرگاه که فشار هیدرولیک بر روی آن وارد شود و از حد معینی فراتر رود، به عقب رانده شده و مسیر را برای عبور روغن باز می نماید. مجدداً وقتی فشار از حد معینی کمتر شد، به سرجای قبلی خود بازگشته و مسیر را مسدود می سازد. شیرهای پاپت از نظر طراحی ساده هستند و به دلیل قابلیت های فشار بالا و زمان پاسخ سریع خود شناخته شده اند.

کاربرد: این قبیل شیرها معمولاً در برنامه هایی که نیاز به سوئیچینگ سریع دارند و در سیستم هایی با نیازهای فشار بالا مانند واحدهای قدرت هیدرولیک، سیستم های کنترل و مدارهای هیدرولیک با کارایی بالا استفاده می شوند.

2. شیر کنترل جهت هیدرولیک قرقره ای یا اسپولی

شیرهای قرقره ای از یک قرقره کشویی یا جزء استوانه ای شکل برای تنظیم جریان روغن هیدرولیک استفاده می کنند. بدنه شیر معمولاً شامل یک یا چند کانال یا پورت ماشینکاری شده است که قرقره می تواند درون آنها بلغزد. با قرار دادن قرقره در داخل این پورت ها، مسیرهای جریان را می توان باز یا بسته کرد تا جهت و میزان سیال هیدرولیک کنترل شود.

در شیرهای هیدرولیک 3/4، قرقره به طور معمول دارای سه موقعیت یا حالت مختلف است: موقعیت مرکزی، موقعیت بسته و موقعیت باز. این موقعیت ها مسیرهای جریان بین پورت ها (P، A، B و T) را برای کنترل حرکت محرک ها تعیین می کنند. شیر های قرقره ای امکان کنترل دقیق جریان سیال را فراهم می کنند و می توانند جریانهای پرفشار را مدیریت کنند.

کاربرد: شیرهای قرقره ای معمولاً در کاربردهای مختلف هیدرولیک مانند ماشین آلات صنعتی، تجهیزات سیار و سیستم های خودرو استفاده می شوند.

جمع بندی:

شیرهای کنترل از جمله کلیدی ترین اجزاء سیستمهای هیدرولیک تلقی می شوند. این شیرها بسته به نیاز عملکردی دارای طیف متنوعی از گونه ها با ظرفیتها و کارکردهای مختلف می باشند.

بدیهی است با عنایت به نقش فرماندهی این شیرها در سیستمهای هیدرولیک، خرید و استفاده از شیرهای غیراستاندارد یقیناً خسارات سنگینی در پی خواهد داشت. بنابراین، با توجه به حساسیت شیرهای کنترل، بهره گیری از نظرات متخصصان امر، امکان استفاده مطلوب و صحیح از این قطعات حساس را میسر خواهد ساخت.