شیر کنترل جریان هیدرولیک

مشخصات فنی شیر کنترل جریان هیدرولیک

شیر های کنترل جریان در مسیر فشار مدار با تنظیم مقدار باز شدن مجرای عبور روغن موجب تولید مقاومت در مسیر جریان روغن می گردد. البته تا هنگامی که مقاومت به وجود نیاید، شیر کنترل جریان همانند لوله در مدار انجام وظیفه می نماید. ولی هنگامی که مقدار باز شدن در مجرای آن شروع شود به تدریج افزایش مقاومت و در نتیجه فشار ورودی نیز سیر صعودی گرفته و زمانی که این افزایش فشار به فشار تنظیمی شیر اطمینان (Reliefe valve) برسد، قسمتی از جریان از طریق شیر رلیف ولو به مخزن ارسال می شود. هر چه مقدار باز بودن مجرا کمتر شود، مقاومت بیشتر، دبی کمتری از شیر کنترل جریان عبور نموده و فشار مدار نیز بیشتر می شود. بدیهی است که مقدار روغن بیشتری به مخزن روغن تخلیه می گردد.

از فلوکنترل ها به منظور تنظیم حجم ارسالی به نقاط مختلف سیستم هیدرولیک استفاده می شود. به عبارت دیگر جهت کاهش سرعت خطی سیلندرها و سرعت دورانی هیدروموتورها استفاده می شوند. از طرف دیگر از آنجایی که هر دو این سرعت ها تابع اندازه جریان هستند، در نتیجه برای کاهش سرعت می باید اندازه جریان را کم کرد.

کاهش مقطع عبور سیال در شیر کنترل جریان، باعث افزایش فشار در محدوده ورودی شیر می گردد. این افزایش فشار سبب بازشدن شیر محدود کننده فشار شده و در نتیجه اندازه جریان تقسیم می شود. این تقسیم جریان بدین معنی است که بخشی از اندازه جریان تولید شده توسط پمپ هیدرولیک (دبی ثابت)، تحت فشار برقرار شده بر اثر مقاومت شیر فلوکنترل، از طریق شیر محدود کننده فشار به مخزن رانده می شود. در نتیجه این امر اتلاف قابل قابل ملاحظه ی انرژی را به وجود می آورد، لذا برای حفظ انرژی تولید شده، از پمپ های با اندازه جریان قابل تنظیم استفاده می شود.

در مدارهایی که مجهز به پمپ های جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار، با از کار افتادن سیستم جبران کننده فشار، بدون اینکه جریان اضافی از رلیف ولو تخلیه شود، موجب کاهش جریان خروجی می گردد.

برای درک مفهوم نقش فلوکنترل در یک مدار هیدرولیک پیشنهاد می گردد مدار زیر را در Fluidsim رسم و اجرا کنید.

انواع فلو کنترل

• شیر های کنترل جریان وابسته به فشار و وابسته به فشار روغن که هرگاه تغییرات سرعت در مدار اهمیت نداشته باشد مورد استفاده قرا می گیرد.

• شیر های کنترل جریان وابسته به فشار و مستقل از ویسکوزیته روغن که هرگاه اهمیت مدار در سرعت یکنواخت باشد مورد استفاده قرا می گیرد.

توضیح: به موارد 1 و 2 شیر های گلویی جریان یا Throttle Valve می گویند.

توضیح: به موارد 3 و 4 رگلاتور جریان Flow Regulator یا Pressure Compensated می گویند.

شیر گلویی قابل تنظیم

شیر گلویی قابل تنظیم، عمل یک مقاومت هیدرولیکی را انجام می دهد. به وسیله این شیر سرعت پیستون و شدت جریان حجمی را می توان تحت تاثیر قرار داد. برتری این شیر با نوع ثابت در این است که روغن فشرده شده ای که از طریق گلوگاه خارج می گردد، توسط پیچ قابل تنظیم می باشد. به عبارت دیگر با افزایش سطح گلوگاه، جریان بیشتری عبور کرده و یا کم شدن سطح گلوگاه جریان کمتری عبور می نماید. این نوع شیر همانند نوع ثابت آن شدت جریان حجمی موجود در این قسمت از مدار کمتر از مقدار تولیدی پمپ خواهد بود.

مقدار جریان حجمی که از شیر گلویی قابل تنظیم در ارتباط با شیر شیر محدود کننده فشار عبور می کند، بستگی به بزرگی گلوگاه شیر و نیز غلظت و اختلاف فشار در شیر گلویی دارد.

در نتیجه می توان گفت که مقدار جریانی که از شیر گلویی قابل تنظیم عبور می کند بستگی شدید به فشار و ویسکوزیته دارد.

• وابستگی به فشار بدین معنی است که اختلاف فشاری که در اثر مقطع گلوگاه پیش می آید، باعث تغییر شدت جریان حجمی تنظیم شده در شیر می گردد.
• وابستگی به ویسکوزیته (غلظت) بدین معنی است که در اثر حرارت، غلظت مایع فشرده تغییر پیدا نموده و در نتیجه شدت جریان حجمی آن نیز تغییر می نماید.

به این نوع فلوکنترل ها به اصطلاح فلوکنترل دو طرف می گویند.

کاربرد شیر گلویی قابل تنظیم

از آنجایی که دقت ثابت بودن شدت جریان حجمی در این شیر بستگی به اختلاف فشار و غلظت دارد. در نتیجه از این نوع شیر در سیستم های هیدرولیکی زمانی استفاده می گردد که دقت شدت جریان حجمی چندان مورد نظر نباشد.

One-Way Flow Control Valve

رگلاتور جریان (Two-Way Flow Control Valve)

در شیر های کنترل جریان تغییر مقدار بار روی سیلندر موجب اختلاف فشار دو سمت اریفیس که این امر موجب تغییر دبی عبوری و سرعت سیال خروجی از شیر می گردد. به منظور رفع این مشکل از شیر های جبران کننده فشار یا همان رگلاتور جریان استفاده می گردد. این شیر می تواند سرعت ثابت را در بارهای متغیر تامین می کند. به عبارت دیگر برای اینکه دبی عبوری از شیر ثابت بماند باید اختلاف فشار دو طرف اریفیس ثابت باشد.

نحوه نصب فلوکنترل ها

فلوکنترل ها هم مانند سایر شیر های هیدرولیکی به سه صورت زیر در مدار موجود بوده و قابل نصب می باشند:

• فلوکنترل سر راهی