شیر هیدرولیک

شیر هیدرولیک ابزاری مکانیکی هستند که برای تنظیم جریان سیال در یک مدار یا سیستم هیدرولیک استفاده می شوند. از آنها می توان برای بستن کامل یک خط، هدایت مجدد سیال تحت فشار یا کنترل سطح جریان به یک منطقه خاص استفاده کرد. این شیرها که در طیف وسیعی از سبک ها طراحی شده اند، می توانند به صورت دستی یا خودکار، با فعال سازی فیزیکی، مکانیکی، پنوماتیکی، هیدرولیکی یا الکتریکی کنترل شوند. شیر هیدرولیک باید توانایی تحمل مقادیر زیادی از فشار سیال را داشته باشد، زیرا ماهیت بسیاری از سیستم های هیدرولیک مستلزم فشارهای بالای 3000 psi یا بیشتر است. به همین دلیل، آنها اغلب از فولاد، آهن یا سایر فلزات ساخته می شوند که دارای استحکام کافی برای مقاومت در برابر عملکرد مداوم در شرایط تحت فشار هستند.

در این مقاله اطلاعاتی در مورد شیر هیدرولیک، از جمله انواع مختلف، ساختار آنها و مشخصات مربوطه ارائه می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع دیگر شیرها، به راهنمای مرتبط ما در مورد درک شیرآلات مراجعه کنید.

انواع شیر هیدرولیک

شیرهیدرولیک در انواع مختلفی در دسترس هستند، از جمله بسیاری از آنها که در انواع دیگر شیرها مشترک هستند، مانند توپی، پروانه ای، بای پس، چک، سوزنی، دیورتر، تنظیم کننده، پایلوت، متناسب و جهت دار. از یک دیدگاه گسترده، این شیرهای هیدرولیک را می توان به عنوان سه نوع اصلی مشخص کرد که عبارتند از:

شیرهای کنترل فشار هیدرولیک
شیرهای کنترل جریان هیدرولیک
شیرهای کنترل جهت هیدرولیک

شیرهای کنترل فشار هیدرولیک

دریچه‌های کنترل فشار هیدرولیک برای تنظیم فشار سیالی که از سیستم‌های هیدرولیک عبور می‌کند برای حفظ آن فشار در سطوح دلخواه که توسط اپراتور سیستم تعیین می‌شود، استفاده می‌شوند. سیستم‌های سیال معمولاً برای کار در محدوده‌ای از فشارها طراحی می‌شوند. این نوع شیرها برای جلوگیری از افزایش فشار که ممکن است منجر به نشتی سیال هیدرولیک یا ترکیدگی لوله ها و شیلنگ ها شود، نقش کلیدی ایفا می کنند. آنها همچنین برای حفظ فشار تنظیم شده در بخشی از مدار هیدرولیک استفاده می شوند.

انواع مختلف شیرهای کنترل فشار مورد استفاده در سیستم های هیدرولیک شامل شیرهای تخلیه، شیرهای کاهنده، شیرهای ترتیبی، شیرهای تعادل و شیرهای تخلیه می باشد.

شیرهای کنترل جریان هیدرولیک

شیرهای کنترل جریان هیدرولیک برای تنظیم سرعت جریان سیال هیدرولیک در یک سیستم هیدرولیک استفاده می شود. این دریچه ها دارای یک پورت هستند که می توان آن را به گونه ای تنظیم کرد که منطقه جریان ممکن است تغییر کند تا تغییری در سرعت جریان از طریق شیر ایجاد شود. نمونه ای از نحوه استفاده از این نوع شیر هیدرولیک در مدارهای کنترل دستگاه هایی مانند سیلندرها، موتورها یا محرک ها است. سرعت حرکت این دستگاه ها تابع مستقیم دبی است. کاهش دبی باعث کاهش سرعت عملکرد آنها می شود و بالعکس.

انواع مختلف شیرهای کنترل جریان هیدرولیک شامل شیرهای کنترل جریان ثابت، شیرهای کنترل جریان قابل تنظیم، دریچه‌های کنترل جریان گاز و شیرهای کنترل جریان جبران‌کننده فشار هستند. مکانیسم کنترل جریان در این شیرها بر اساس طراحی مکانیکی شیر، که معمولاً یکی از سبک های آشنای شیرهای رایج در سایر شیرها است، متفاوت خواهد بود، یعنی:

توپی
پروانه
دیافراگم
سوزن
دوشاخه
سرعت جریان را می توان به چندین روش مختلف اندازه گیری کرد که معادل نیستند، بنابراین انتخاب یک شیر کنترل جریان مستلزم درک منظور از نرخ جریان است. سه معیار رایج نرخ جریان عبارتند از:

نرخ جریان حجمی بر حسب واحد حجم در واحد زمان اندازه گیری می شود، مانند in3/sec یا cc/min.
سرعت جریان وزن بر حسب واحد وزن در واحد زمان اندازه گیری می شود، مانند پوند در ثانیه.
سرعت جریان جرمی بر حسب جرم در واحد زمان اندازه گیری می شود، مانند راب در ثانیه یا کیلوگرم در دقیقه.

برخی از شیرهای کنترل جریان هیدرولیک رایج عبارتند از:

دریچه های جریان متغیر جبران شده با فشار
دریچه های جریان متغیر جبران شده با فشار و دما
دریچه های اولویت
دریچه های کاهش سرعت
شیرهای کنترل جریان متناسب با فشار جبران شده
شیرهای منطقی کنترل جریان متناسب

شیرهای کنترل جهت هیدرولیک

شیرهای کنترل جهت هیدرولیک برای هدایت سیال هیدرولیک در مدار یا سیستم به دستگاه های مختلف در صورت نیاز استفاده می شود. برای کنترل سیلندر هیدرولیک، به عنوان مثال، آنها بین موقعیت های گسسته مانند امتداد، جمع شدن، یا موقعیت خنثی جابجا می شوند. آنها همچنین می توانند به حالت های میانی تبدیل شوند که در آن می توان از آنها برای کنترل سرعت، جهت یا شتاب یک محرک استفاده کرد.

یک شکل ساده از شیر کنترل جهت هیدرولیک گسسته یک شیر دوتایی است که جریان سیال را مسدود یا عبور می دهد. دریچه‌های بازرسی نمونه‌ای هستند و زمانی که مایع تلاش می‌کند در جهت مخالف جریان از آنچه که مورد نظر است عبور کند، از یک پیستون، توپ یا پاپت برای آب‌بندی روی صندلی استفاده می‌کنند.

دریچه های کنترل جهت هیدرولیک پیچیده تر ممکن است چندین پورت داشته باشند زیرا به دلیل ماهیت آنها سیال را بین این پورت های مختلف سوپاپ برای تغذیه دستگاه های هیدرولیک جابجا می کنند. در نتیجه، آنها با یک سیستم شماره گذاری استاندارد مشخص می شوند که از دو مقدار عددی مانند 2/2 یا 4/3 تشکیل شده است. عدد اول در این سیستم تعداد پورت های سیالی که دریچه موجود است را مشخص می کند و عدد دوم تعداد حالت ها یا موقعیت های سوپاپ را نشان می دهد که شیر می تواند به آن دست یابد. (توجه، تعداد پورت ها گاهی اوقات به عنوان تعداد راه ها نیز شناخته می شود.) بنابراین با این قرارداد، 2/2 نشان دهنده یک شیر دو پورت است که دارای دو موقعیت است و 4/3 نشان دهنده یک چهار پورت است. شیری که سه موقعیت دارد. در مثال دوم یک شیر 4/3 که ممکن است برای کنترل یک سیلندر هیدرولیک استفاده شود، این سه موقعیت نشان دهنده زیر است:

خنثی: همه دریچه های شیر مسدود هستند و هیچ جریان سیال مجاز نیست
امتداد دهید: سوپاپ سیال را از پمپ هیدرولیک به انتهای درپوش سیلندر هدایت می کند و باعث امتداد سیلندر می شود.
عقب کشیدن: سوپاپ سیال را از پمپ هیدرولیک به انتهای میله سیلندر هدایت می کند و باعث جمع شدن سیلندر می شود.
بسیاری از شیرهای کنترل جهت هیدرولیک از قرقره هایی استفاده می کنند که بسته به موقعیت قرقره در بدنه سوپاپ، بین گذرگاه ها حرکت می کنند و به سیال اجازه می دهند از درگاه های باز جریان یابد. سوپاپ ها ممکن است از قرقره های منفرد یا چندگانه برای انجام کنترل پورت مورد نظر استفاده کنند. سایر عناصر کنترل جریان در این شیرها ممکن است پیستون یا پاپت باشد.

جزء سوپاپ که این عناصر کنترل جریان را به حرکت در می آورد به عنوان اپراتور شیر یا محرک شناخته می شود. این دستگاه ها توالی و زمان بندی مناسب تغییرات موقعیت سوپاپ را که برای کنترل مدار یا سیستم های هیدرولیک مورد نیاز است، فراهم می کنند. گزینه های مربوط به نوع مکانیزم محرک عبارتند از: تحریک مکانیکی، محرک پایلوت، یا تحریک الکتریکی/الکترونیکی.

فعال سازی مکانیکی

فعال سازی مکانیکی می تواند شامل کنترل های دستی سوپاپ مانند اهرم ها، دکمه های فشاری یا پدال ها باشد، اما بیشتر به دستگاه های مکانیکی خودکار مانند بادامک ها، غلطک ها، اهرم ها، فنرها و موارد مشابه اشاره دارد.

محرک پیلوت به استفاده از سیال تحت فشار برای کمک به حرکت عناصر کنترل جریان شیر اشاره دارد. این سبک اپراتور همچنین در محیط های انفجاری که ممکن است استفاده از وسایل الکتریکی/الکترونیکی به دلیل خطر احتمالی جرقه باعث انفجار توصیه نشود، مفید است.

تحریک الکتریکی/الکترونیکی شامل استفاده از شیر برقی است که سیگنال های الکتریکی را به شکل جریانی که به سیم پیچ برقی وارد می شود به حرکت مکانیکی یک پیستون تبدیل می کند که می تواند جابجایی خطی یا چرخشی ایجاد کند. سلونوئیدهای الکتریکی از نظر مقدار نیرویی که می تواند ایجاد شود محدود است و بنابراین تعویض مدارهای هیدرولیک فشار بالا با عمل مستقیم امکان پذیر نیست. ترکیب استفاده از شیر برقی با فعال سازی پیلوت به شیر برقی اجازه می دهد مدارهای پایلوت فشار پایین تر را سوئیچ کند که سپس می تواند برای کنترل پورت های فشار بالاتر استفاده شود. اطلاعات بیشتر در مورد این مفهوم در راهنمای مرتبط ما در مورد شیرهای برقی موجود است.

مشخصات شیر هیدرولیک

شیرهای هیدرولیک با استفاده از پارامترهای متعددی که به اندازه، ظرفیت جریان، اتصالات و مکانیسم تحریک آنها مربوط می شود، مشخص می شوند. مشخصات معمولی برای این شیرها در زیر مشخص شده است، اما می‌دانید که ممکن است تغییراتی در این پارامترها در بین تولیدکنندگان و تامین‌کنندگان مختلف شیر وجود داشته باشد، بنابراین ممکن است تفاوت‌هایی در نمایندگی از تامین‌کننده‌ای به تامین‌کننده دیگر وجود داشته باشد. داده های ارائه شده در زیر باید به عنوان یک شاخص کلی از آنچه باید در هنگام تعیین یک شیر هیدرولیک در نظر گرفته شود، عمل کند.

نوع شیر به نوع خاصی از شیر هیدرولیک مورد نیاز اشاره دارد که ممکن است منعکس کننده سبک فیزیکی (توپ، چک، سوزن، و غیره) باشد یا ممکن است به کنترل مورد نظر (کنترل جریان، کنترل فشار، یا کنترل جهت) اشاره داشته باشد.
مکانیسم فعال سازی سوپاپ نشان دهنده وسایلی است که با آن موقعیت سوپاپ تغییر می کند یا نحوه عملکرد شیر مانند پیلوت، شیر برقی یا مکانیکی.
پیکربندی سوپاپ تعداد پورت‌ها، تعداد وضعیت‌ها یا موقعیت‌های سوئیچینگ، و حالت استراحت تعریف‌شده برای شیر را نشان می‌دهد، به عنوان مثال. 3/2 به طور معمول بسته (NC).
مواد بدنه موادی را که بدنه شیر از آن تولید می شود، مشخص می کند.