آدرس : تهران خیابان لاله زار شمالی کوچه گلپرور پلاک 12 واحد 4

وبلاگ یوتاب صنعت

| سیم وکابل | هیدرولیک | پنوماتیک | اتوماسیون
شیرهای کنترل جریان

شیرهای کنترل جریان

شیرهای کنترل جریان

از شیرهای کنترل جریان به منظور تنظیم میزان روغن ارسالی به بخشهای مختلف سیستم هیدرولیک استفاده می شود. در این فصل با انواع متداول شیرهای کنترل جریان و کاربردهای آنها و همچنین محل استقرار این شیرها در مدار هیدرولیک آشنا خواهید شد. استقرار صحیح شیر در محل مناسب، عملکرد بهینه سیستم را بدنبال دارد.

مکانیزم کاهش کنترل جریان خروجی

الف) مدار مشتمل بر پمپ جابجایی ثابت

در سیستمهائی که مانند مدار شکل زیر از پمپ جابجایی ثابت استفاده شده باشد، در اثر تنگ کردن مجرای شیر کنترل جریان، مقاومت در مقابل عبور سیال افزایش یافته و در نتیجه فشار در سمت چپ شیر کنترل جریان افزایش می یابد. چنانچه فشار مذکور بتواند بر سطح فشار تنظیم شده در شیر اطمینان غلبه کند، بخشی از جریان از طریق شیر اطمینان تخلیه خواهد گردید. کاهش جریان خروجی از شیر کنترل جریان، کاهش سرعت عملگر را بدنبال خواهد داشت.

ب) مدار مشتمل بر پمپ جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار

در سیستمهائی مانند مدار شکل زیر که از پمپ جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار استفاده شده است، بکار افتادن سیستم جبران کننده فشار موجب کاهش جریان خروجی می گردد (بدون آنکه جریان اضافی از شیر اطمینان عبور کند. به عنوان مثال چنانچه سیستم جبران کننده در فشار psi ۱۵۰۰ تنظیم شده باشد با تنگ کردن مجرای شیر کنترل جریان و افزایش فشار تا   ۱۵۰۰psi مکانیزم جبران کننده شروع به عمل نموده و از مقدار جریان خروجی پمپ می کاهد.

شیرهای کنترل جریان
الف) مدار مشتمل بر پمپ جابجایی ثابت ب) مدار مشتمل بر پمپ جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار

انواع شیرهای کنترل جریان:

شیرهای کنترل جریان در انواع ثابت (غیر قابل تنظیم)، قابل تنظیم، خفه کننده و جبران کننده قابل تنظیم فشار در دسترس می باشند.

در نماهای سمبلیک، برش خورده و واقعی یک شیر کنترل جریان با قابلیت تنظیم (بدون سیستم جبران کننده فشار) میزان جریان عبوری و افت فشار در گلوگاه به یکدیگر وابسته بوده و در صورت افزایش میزان جریان عبوری، افت فشار با مربع افزایش جریان، افزایش می یابد. شیرهای فاقد سیستم جبران کننده فشار در مواردی که فشار سیستم نسبتا ثابت بوده و  تنظیم دقیق بسرعت مورد نیاز نباشد مورد استفاده قرار می گیرند. در اکثر موارد یک شیر یکطرفه در ساختمان شیر کنترل جریان تعبیه شده و عبور آزاد جریان را در جهت عکس ممکن می سازد  ساده ترین نوع این شیرها، محدود کننده های جریان هستند که بصورت یک گلوگاه ساده و یا یک صفحه سوراخ دار می باشند و یا با ایجاد سوراخ در ساچمه شیر یکطرفه ساخته می شوند

شیرهای کنترل جریان با سیستم جبران کننده فشار:

از آنجایی که میزان جریان عبوری از شیر کنترل جریان (فاقد جبران کننده فشار) متناسب با جذر افت فشار در عرض گلوگاه تغییر می کند، هر گونه تغییر در فشار ورودی یا خروجی موجب تغییر در میزان جریان عبوری از شیر می گردد، ولی شیرهای کنترل جریان با سیستم جبران کننده فشار، بصورت اتوماتیک نسبت به تغییرات فشار تنظیم شده و همواره افت فشار را ثابت نگاه می دارند و در نتیجه میزان جریان عبوری از آنها ثابت خواهد ماند.

 اصول عملکرد شیرهای کنترل جریان مجهز به سیستم جبران کننده فشار:

در این شکل قسمت (الف)، ظرفیت پمپ gpm ۵ در نظر گرفته می شود، بگونه ای که  3gpm  آن از گلوگاه عبور نموده و در صورت صفر بودن میزان بار) ۲gpm دیگر از طریق شیر کنار گذر به مخزن باز می گردد. چنانچه مساحت سوپاپ شیر کنار گذر .in ۱ و نیروی لازم جهت فشردگی فنر و باز شدن شیر کنار گذر ۵۰ lb باشد، فشارسنج A مقدار ۵۰psi  را نشان می دهد.

در این حالت فشار در فشارسنج B بدلیل نبود بار مقاوم صفر است و لذا psi ۵۰ افت فشار در گلوگاه بوجود می آید. حال چنانچه مقدار بار افزایش یافته و باعث بالا رفتن فشار در نقطه B باندازه ۱۰۰ psi گردد، این فشار از طریق خط فرمان به شیر کنار گذر نیز اعمال شده و فشار در نقطه A به psi ۱۵۰ می رسد. در این حالت باز هم اختلاف فشار بین نقاط A و B در دو طرف گلوگاه) ۵۰ psi بوده و لذا میزان جریان عبوری از گلوگاه ثابت می ماند.

شیرهای کنترل جریان با سیستم جبران کننده فشار
الف) اصول عملکرد شیر کنترل جریان با جبران کننده فشار ب) نمودار جریان بر حسب افت فشار برای دو نمونه شیر کنترل جریان

 

شیرهای کنترل جریان با سیستم جبران کننده فقط در یک جهت قادر به عملکرد مطلوب می باشند. یک روش برای کنترل دو جهته جریان در یک خط، استفاده از دو شیر کنترل جریان به همراه دو شیر یکطرفه شکل زیر  (الف) می باشد. این سیستم در مواقعی که جریانهای متفاوت در دو جهت نیاز باشد ایده آل است. اما چنانچه به جریانهای مساوی نیاز داشته باشیم مشکلاتی در تنظیم شیرهای کنترل جریان بوجود خواهد آمد. در این موارد با استفاده از یک شیر کنترل جریان در مدار پل می توان در دو جهت جریانهای مساوی برقرار نمود.

شیر های کنترل جریان
الف کنترل دو جهته ی جریان ب) شیر کنترل جریان در مدار پل مانند

شیرهای کنترل جریان با سیستم جبران کننده دما و لزجت:

تغییرات دمای روغن، میزان جریان عبوری از یک گلوگاه ثابت در مسیرهای کنترل جریان را تغییر می دهد. با کاهش لزجت، جریان عبوری از گلوگاه افزایش می یابد و لذا در برخی از شیرهای کنترل جریان به منظور کاهش تغییرات جریان در اثر تغییرات دما یا لزجت از گلوگاههای قابل تنظیم با لبه های تیز استفاده می شود. روش دیگر، استفاده از صفحات فلزی غیر هم جنس است که در اثر متفاوت بودن مقادیر انبساط هنگام افزایش دما، میزان جریان عبوری را کنترل می کنند.

شیر با سیستم تقسیم جریان ترجیحی:

کاربرد عمومی این شیرها معمولا در سیستمهائی است که از یک پمپ جهت تغذیه دو یا چند مدار استفاده شده و تغذیه مدار ثانویه هنگامی شروع می شود که تغذیه مدار اول تمام شده باشد. مدار اولیه می تواند متشکل از یک سیستم ترمز یا فرمان و یا مدارهای ایمنی دیگر باشد. بعنوان مثال، جریان پمپ باید بین سیستم مدار فرمان و بالابر بیل یک تراکتور تقسیم گردد ولی ابتدا باید از کنترل کامل مدار فرمان اطمینان حاصل گشته و سپس روغن به مدار محرک بیل ارسال شود.

بادامک

شیرهای کاهنده سرعت :

شیرهای کنترل جهت
شیر کاهنده سرعت

شیرهای کاهنده سرعت نوع دیگری از شیرهای کنترل جریان می باشند که با کاهش تدریجی

نرخ جریان عبوری از آنها، شتاب منفی لازم جهت کنترل اینرسی حرکتی بارهای سنگین و یا

سیلندرهای با سرعت بالا تامین می گردد. مطابق شکل ۴-۴۵ با تحریک تدریجی بادامک، میزان

جریان خروجی از شیر محدود می گردد. زاویه بادامک متصل به میله پیستون و پارامترهای طراحی

شیر تعیین کننده زمان و نرخ کاهش سرعت می باشند. معمولا در مدارهای هیدرولیکی همراه با این شیر،

از یک شیر یکطرفه برای تامین برگشت آزاد جریان استفاده می شود. بطور کلی، استفاده از

شیرهای کاهنده سرعت،بیشتردر مواقعی مناسب است که مقدار دبی عبوری قابل توجه باشد.

استفاده از این شیرها برای دبی های کمتر از 15 liters/min  تووصیه نمی گردد.

تقسیم کننده های جریان:

تقسیم کننده های جریان به لحاظ مکانیزم داخلی در دو دسته اصلی زیر طبقه بندی می شوند :

1- با استفاده از شیر

۲- با استفاده از موتور در نوع اول

شیرهای کنترل جریان تناسبی:

در شیرهای کنترل جریان تناسبی از ترکیب هنرمندانه مکانیزم تحریک شیر با سیستمهای مدرن کنترلی استفاده شده است. طراحان سیستمهای هیدرولیک با استفاده از این نوع شیرها ضمن کاستن از پیچیدگی و تعداد اجزاء سیستم، دقت و کارایی آن را افزایش می دهند. یک شیر کنترل جریان تناسبی با کنترل الکترونیکی، مقدار جریان سیال هیدرولیک خروجی را متناسب با مقدار سیگنال جریان ورودی بطور پیوسته تنظیم می کند.

کاربرد شیرهای کنترل جریان تناسبی

از چنین شیری می توان جهت کنترل دقیق سرعت یا شتابگیری و کاهش شتاب حرکت یک سیلندر (یا موتور هیدرولیکی) استفاده نمود. کنترل مذکور می تواند بصورت بسیار دقیق و تحت فرمان یک سیستم الکتریکی از راه دور و یا میکرو کامپیوتر و یا PLC عمل نماید: اغلب شیرهای کنترل جریان تناسبی به منظور به حداقل رساندن تغییرات جریان در اثر بروز تغییر در فشار ورودی یا خروجی به سیستم جبران کننده فشار مجهز می باشند. (جهت اطلاعات بیشتر به بخش شیرهای با کنترل تناسبی و سرو مراجعه شود).

یک شیر کنترل جریان تناسبی با کنترل الکترونیکی از سه جزء اصلی زیر تشکیل یافته است:

١- سولونوئید تناسبی جهت اعمال فرمان

۲- بخش کنترلی جریان که قرقره شیر در آن قسمت قرار دارد.

۳- یک انتقال دهنده دیفرانسیلی خطی متغیر (LVDT با سیستم فیدبک الکترونیکی

سیگنال توسط کامپیوتر یا PLC و یا تجهیزات کنترلی دیگر (مانند رله های منطقی قدیمی و یا پتانسیومترها) به کارت کنترلی شیر فرستاده می شود و سپس توسط سولونوئید به نیرویی متناسب با سیگنال ارسالی تبدیل می گردد تا به قرقره شیر اعمال شود. با اعمال نیرو، قرقره حرکت تدریجی خود را انجام داده تا مقدار دقیقی از جریان سیال (متناسب با سیگنال ارسالی به سمت عملگر فرستاده شود. در صورت بروز تغییر در مقدار جریان سیگنال ورودی، نیروی وارد بر قرقره نیز بصورت متناسب تغییر می نماید که منجر به تغییر تناسبی سرعت حرکت عملگر می گردد.

حرکت قرقره بصورت بسیار دقیق توسط سیستم درایور مشاهده شده و اطلاعات مکانی محل استقرار آن بصورت فیدبک به کارت کنترلی شیر ارسال می گردد. سیگنال مذکور بصورت پیوسته با سیگنال ورودی از سیستم کنترل مقایسه شده و مقدار اختلاف این دو سیگنال بصورت یک سیگنال تحریک جدید محل استقرار قرقره را تصحیح می کند. این عمل ادامه می یابد تا اختلاف به صفر برسد. l

دیدگاه خود را به اشتراک بگذارید

ایمیل شما به دیگران نمایش داده نمیشود.