شيرهاي كنترل جهت

 

-1 نوع، دما و چگالي سيال هيدروليكي
-2 فشاري كاري
-3 حداكثر دبي عبوري
-4 سطح فيلتراسيون سيال
-5 سطح مقطع مسيرهاي عبور جريان
-6 حالت وسط شير
-7 ساختمان داخلي شير و اتصال با صفحات زيرين
-8 نوع قرقره شير
-9 نيروهاي جرياني متقارن شير
-10 حداكثر اختلاف فشار در حداكثر دبي عبوري
-11 مواد آببندها
-12 نشتي در شير
-13 نوع فرماندهي شير
• مكانيكي
• پيلوتي
• برقي
• تركيبي
– در اكثر مواقع استانداردهاي صنعتي در انتخاب شيرهاي مورد استفاده در تجهيزات نظامي مناسب هستند.
عملگر برقي ممكن است از نوع جريانAC و يا DC باشد.

 

 

شير کنترل جهت , شيرهاي كنترل جهت ,شیر کنترل جهت هیدرولیک,شیر کنترل جهت هیدرولیکی,شیر کنترل جهت پنوماتیک,شیر کنترل جهت پنوماتیکی,شیر کنترل جهت برقی

 

 

 

شیرهای کنترل جهت

 

مکانیزم داخلی شیرهای کنترل جهت در انواع سوپاپی و قرقره ای طبقه بندی می شوند. استفاده از شیرهای کنترل جهت با مکانیزم لغزشی از عمومیت بیشتری در هیدرولیک برخوردار است، اما با پیشرفتهای زیادی که در طراحی و ساخت شیرهای سوپاپی بوجود آمده، میزان استفاده از آنها نیز افزایش یافته است.

 

عوامل تحریک شیرهای کنترل جهت

 

نوع مکانیزم تغییر وضعیت شیرهای کنترل جهت با توجه به تعداد، مدت زمان و تناوب عملکرد آن انتخاب می شود و اثر مهمی بر کیفیت عملکرد سیستم خواهد داشت. اغلب شیرهای کنترل جهت که برای نصب روی تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند دارای عملکرد دیجیتال بوده و از حالت کاملا باز به حالت کاملا بسته تبدیل می شوند.

انواع مکانیزمهای تحریک شیرهای کنترل در شکل زیر نشان داده شده است.

 

شیرهای کنترل جهت

 

 

انواع شیرهای کنترل جهت شیر یکطرفه

 

شیرهای یکطرفه

 

اجزاء ساده ولی مهم یک سیستم هیدرولیک می باشند. به بیان ساده از این شیرها بمنظور ثابت نگاه داشتن جهت جریان سیال استفاده می شود. از آنجائیکه نشتی در شیرهای یکطرفه صفر است (بدلیل قابلیت آب بندی مناسب با توجه به ساختمان داخلی)، می توان از آنها بمنظور قفل کردن جریان خروجی از سیلندر استفاده نمود. تقسیم بندی انواع شیرهای یکطرفه (باز و بسته) در نمودار زیر نشان داده شده است.

 

شیرهای کنترل جهت

شیر یکطرفه ساده

 

شیر یکطرفه ساده ترین نوع شیرهای کنترل جهت است که حرکت آزاد سیال را در یک جهت میسر ساخته و از حرکت آن در جهت مقابل جلوگیری می کند. معمولا از یک فنر سبک جهت بسته نگه داشتن مجرا توسط سوپاپ استفاده می شود. در جهت حرکت آزاد، نیروی فشار سیال براحتی بر نیروی فنر (حدود  5psi) غلبه می کند. در حالیکه در جهت مخالف، با افزایش فشار، نیروی فشارنده سوپاپ به نشیمنگاه افزایش یافته و مسیر همچنان بسته باقی می ماند.

 

برخی از کاربردهای شیر یکطرفه ساده عبارتند از:

 

تامین مسیر برگشت جریان بموازات شیرهای کنترل فشار

حفاظت از فیلتر و جلوگیری از کاویتاسیون

جداسازی بخشهای مختلف مدار

 

شیر یکطرفه با تحریک خط فرمان

 

از آنجائی که معمولا بخش کوچکی از جریان از طریق قرقره شیرهای کنترل جهت نشت می کند، در مواردی که نیاز به توقف سیلندر زیر بار وجود دارد، می توان از نوع خاصی از شیرهای یکطرفه استفاده نمود. این نوع شیر یکطرفه شیر یکطرفه با خط فرمان نام دارد.

 

شیر یکطرفه با خط فرمان، نوع دیگری از خانواده شیرهای یکطرفه است . با این تفاوت که در صورت بالا رفتن فشار در خط فرمان، مسیری که در حالت عادی مسدود است نیز باز شده و به سیال اجازه عبور داده می شود.

 

در مکانیزم داخلی این شیر، توسط یک فنر سبک سوپاپ در محل خود بسته نگاه داشته می شود و هنگامی که لازم است سیال در جهت مخالف جریان یابد، بایستی از طریق مجرای ورودی خط فرمان، به پیستونی که به انتهای سوپاپ متصل است، فشار کافی اعمال گردد.

 

برای جلوگیری از افزایش فشار در پشت پیستون، مجرای جداگانه ای جهت تخلیه روغن تعبیه شده است. خط چین نشان داده شده در علامت سمبلیک این شیر، نشان دهنده خط فرمان می باشد. از شیرهای یکطرفه با خط فرمان معمولا بمنظور قفل کردن سیلندرهای هیدرولیکی در موقعیت مورد نظر استفاده می شود.

 

شیرهای پر کن

 

از این شیرها به منظور تامین روغن مورد نیاز سیلندرهای بزرگ طی مرحله حرکت سریع استفاده می شود. نحوه عملکرد بگونه ای است که با تامین فشار خط فرمان از طرف مدار، شیر یکطرفه مسیر ورود ثقلی روغن از مخزن فوقانی به سیلندر را باز می کند.

 

شیرهای دوراهه (باز و بسته 2/ 2)

 

شیرهای دوراهه بعنوان شیرهای باز و بسته و با امکان عبور دوطرفه سیال در مدار مورد استفاده قرار می گیرند. از انواع این شیرها، نوع دروازه ای برای کاربردهای کم فشار) و انواع کروی و ساچمه ای برای فشارهای بالا) را می توان نام برد.

 

نوع دروازه ای فقط در حالات کاملا باز یا بسته مورد استفاده قرار می گیرد، بگونه ای که در پاره ای موارد با نصب یک حسگر روی شیر، از شروع به کار مدار قبل از باز شدن کامل مسیر جلوگیری می شود. شیرهای دروازه ای و ساچمه ای از نقطه نظر تنظیم جریان دقت زیادی نداشته و اغلب بمنظور اتصال یا جداسازی قسمتهای مختلف مدار از یکدیگر بکار گرفته می شوند.

 

شیرهای دوراهه با مکانیزمهای داخلی قرقره ای یا سوپاپی عرضه می شوند.

 

انواع شیرهای دوراهه

شیرهای چند راهه

 

شیرهای چند راهه نوع دیگری از شیرهای کنترل جهت هستند که با تغییر وضعیت مکانیزم داخلی آنها، سیال ورودی به هریک از دهانه های خروجی مورد نظر هدایت می شود. در اغلب شیرهای کنترل جهت چند راهه از مکانیزم داخلی نوع قرقره ای (لغزشی) جهت تنظیم مسیر جریان استفاده می شود.

 

قرقره ها بصورت دو یا سه وضعیتی طراحی می شوند بگونه ای که در هر وضعیت یک مدل کنترل جریان بین دهانه های ورودی و خروجی حاکم می گردد. در علامت سمبلیک این شیرها هر وضعیت بوسیله یک مربع نشان داده شده و مسیر و جهت جریان با علامت پیکان مشخص می شود.

 

شیرهای چهار راهه:

 

از شیرهای چهار راهه اغلب جهت کنترل حرکت سیلندرهای دو کاره استفاده می شود. باید توجه نمود که قرقره لغزشی، یک عضو استوانه ای با سطوح ماشینکاری شده است که با انطباق ظریف در سوراخ تعبیه شده در بدنه شیر حرکت کرده و مجاری را باز و بسته می نماید. لقى شعاعی در این انطباق معمولا کمتر از .mm

۰ / ۰۲ است. شیارهای تعبیه شده در قرقره لغزشی، ارتباط بین مجاری ورودی و خروجی را در مواضع خاص برقرار می نمایند.

 

نحوه عملکرد یک شیر قرقره ای در مدار شامل موتور، پمپ، مخزن، سیلندر، لوله ها و اتصالات را نشان می دهد. در نمای (الف) شیر کنترل جهت چهار راهه، سیال ارسالی از پمپ را به سمت چپ سیلندر سمت تمام قطر) فرستاده و موجب حرکت پیستون بطرف راست (موضع رفت میشود و سیال خروجی از سمت راست پیستون، از طریق شیر به مخزن باز می گردد.

 

در نمای (ب) شیر چهار راهه در موضع عکس قرار گرفته و با ارسال سیال از طرف پمپ به سمت راست پیستون موجب حرکت آن به سمت چپ (موضع برگشت) می شود. سیال خروجی از سمت چپ پیستون از طریق شیر به مخزن باز می گردد. باید توجه نمود که در هر حالت، شیر اطمینان حداکثر فشار سیستم را کنترل می نماید.

 

عملکرد شیر قرقره ای

عملکرد برگشت فنری:

 

شیرهای چهار راهه با انواع روشهای تحریک در دسترس می باشند و از آنها معمولا هنگامی استفاده میشود که بخواهیم عملگر هیدرولیکی در مواضع میانی کورس حرکتی خود توقف نماید. باید توجه نمود که تفاوت در نوع مکانیزم تحریک الزاما موجب تفاوت در ساختمان داخلی شیر نخواهد شد.

 

در بسیاری از شیرهای کنترل جهت، در یک سمت قرقره از فنر بعنوان عامل برگرداننده به وضعیت اولیه استفاده می شود. در شیرهای دو وضعیتی فنردار، در حالت عادی، فنر قرقره را در وضعیت تحریک نشده نگاه می دارد و همچنین به هنگام قطع تحریک، فنر مجددا شیر را به وضعیت عادی باز خواهد گرداند. به این نوع عملکرد “بر

 

شیر کنترل چهارراهه سه وضعیتی4/3

شیر کنترل چهارراهه سه وضعیتی 4/3

گشت فنری” گفته می شود.

 

موضع وسط فنری :

 

در شیرهای سه وضعیتی فنردار، از دو فنر جهت نگاه داشتن قرقره در موضع وسط

 

استفاده می شود و در صورت قطع نیروهای تحریک، قرقره مجددا توسط فنر در

 

موضع وسط قرار می گیرد. به این نوع شیر، شیر با “موضع وسط فنری” می گویند.

 

در برخی موارد از ضامنهای قفل کن جهت نگهداشتن شیر در یک وضعیت استفاده

 

می شود و در بسیاری از موارد اهرمهای دستی یا مکانیکی بعنوان مکانیزم تغییر

 

وضعیت مورد استفاده قرار می گیرند.

 

شیرهای عمل کننده :

 

در شیرهای عمل کننده با تحریک خط فرمان از فشار روغن هیدرولیک با هوای فشرده جهت تغییر وضعیت قرقره شیر استفاده می شود. مهمترین مزیت این نوع تحریک، امکان دست یابی به نیروی تحریک بالا بدون ایجاد ضربه یا سایش می باشد. جرقه نزدن و عدم تولید حرارت نیز مزیت مهم دیگری است که موجب می گردد از این نوع تحریک برای شیرهای مستقر در محیطهای قابل اشتعال و یا دارای خطر انفجار استفاده شود.

روش متداول دیگر در تحریک شیرهای قرقره ای، استفاده از سولونوئید الکتریکی است. در این روش، در اثر تحریک سیم پیچ الکتریکی، حوزه مغناطیسی ایجاد شده، دسته قرقره شیر را بداخل خود کشیده و موجب تغییر موضع آن می گردد.

 

محفظه استقرار سولونوئید از طریق مجرای خروجی به مخزن متصل است و این امر موجب خنک شدن سولونوئید بوسیله سیال خروجی می گردد و همچنین بدون آنکه از سرعت عملکرد یا پاسخ بکاهد،

شیر کنترل جهت چهار راه سه وضعیتی عمل ضربه گیری در پشت قرقره را نیز  تحریک سولونوئیدی ، موضع وسط فنری انجام می دهد. اصطلاحا به این شیر، شیر چهار راه سه وضعیتی با تحریک سولونوئیدی و موضع وسط فنری گویند

اینگونه شیرها در انواع سه راهه و چهار راهه با دو و سه وضعیت کاری طراحی می شوند. شیرهای برقی (سولونوئیدی) بدلیل سهولت دسترسی به سیگنال تحریک الکتریکی، در ماشین آلات و تجهیزات صنعتی مورد استفاده در کارخانجات، کاربرد فراوانی دارند.

 

محدودیت اصلی سولونوئیدها، نیروی تحریک کم آنها است و لذا در مواردیکه به نیروی تحریک زیاد نیاز باشد ( مثلا در شیر های بزرگ)، سولونوئید یک شیر کوچک را راه اندازی می کند تا خط فرمان برقرار شود و شیر اصلی بتواند توسط فشار خط فرمان تحریک گردد.

 

شیر کنترل جهت :

شیر کنترل جهت سولونوئیدی مجهز به خط فرمان می باشد که قسمت فرمان روی بدنه اصلی شیر سوار شده و قرقره این واحد با تحریک سولونوئید مربوطه، خط فشار فرمان را به یکی از دو طرف قرقره اصلی هدایت می کند. از سولونوئیدها غالبا جهت تحریک شیرهای قرقره ای استفاده می گردد. امکان استفاده از سیگنال رادیویی جهت کنترل از راه دور شیر های سولونوئیدی نیز وجود دارد.

 

شیر  های وسط بسته:

 

در نوع  وسط بسته  کلیه مجاری در موضع وسط، بسته بوده و در این حالت از جریان پمپ می توان برای تغذیه دیگر اجزاء مدار استفاده نمود.

 

در نوع شناور  ضمن بسته شدن مجرای اتصال به پمپ، مجاری کاری به یکدیگر و به تخلیه متصل هستند و امکان حرکت آزاد عملگر در وضعیت وسط وجود دارد.

 

در نوع پهلو به پهلو مانند حالت وسط بسته، عملگر قفل می شود با این تفاوت که پمپ از زیر بار خارج شده و جریان ارسالی از پمپ از طریق شیر به مخزن باز می گردد.

 

شیر های وسط باز :

 

در نوع وسط باز”  کلیه مجاری به یکدیگر متصل هستند. در این حالت جریان ارسالی از پمپ در فشار اتمسفر مستقیما به مخزن برگشته و عملگر در وضعیت خلاصی قرار می گیرد.

 

شیر چهار راهه چرخان :

 

شیرهای کنترل جهت از نظر مکانیزم داخلی دارای انواع دیگری نیز می باشند که از این جمله می توان به شیر چهار راهه چرخان اشاره نمود . در این نوع شیرها روتور در بدنه شیر آب بندی شده و انطباق مجاری آن با سوراخهای بدنه وضعیتهای مختلف کاری را ایجاد می کند. شیرهای چرخان معمولا با تحریک دستی یا مکانیکی عرضه می شوند. در این نوع شیر هیچگونه نشتی به خارج وجود ندارد، زیرا دارای اجزائی با حرکت رفت و برگشتی و تحت فشار نمی باشد.

 

لذا شیرهای چهار راهه چرخان در مقایسه با شیرهای قرقره ای هم اندازه، می توانند دبی بیشتری را از خود عبور دهند.

در حالیکه بسیاری از شیرهای کنترل جهت، دو و سه وضعیتی هستند، اغلب شیرهای مورد استفاده در تجهیزات متحرک (مانند جراثقالها و…) دارای ۴ وضعیت هستند تا بتوانند نیازهای خاص آن وسایل را برآورده سازند.

 

شیر ماکویی نوع دیگری از شیرهای کنترل جهت است که امکان اتصال دو منبع قدرت هیدرولیک را فراهم می نماید .در این نوع شیر، یکی از دو منبع، منبع قدرت اضطراری بوده و در صورت خراب شدن پمپ اصلی در مدار قرار می گیرد.

 

نصب شیرها

 

برخی از شیرها برای نصب در مسیر لوله ها و اتصالات طراحی می شوند، ولی این نوع نصب نیازمند لوله کشی و اتصالات خاص می باشد. اغلب طراحان، استفاده از شیرهای قابل نصب روی زیر شیری و یا چند راهه ها را ترجیح می دهند.

 

در سیستمهایی که نصب شیر روی بلوکه های زیر شیری انجام می شود کلیه خطوط و اتصالات در مسیرهای تعبیه شده در بلوک ها قرار دارند و مجاری شیرها با استفاده از آب بند روی مجاری نظیر بلوکه ها آب بندی می شوند. با نصب تعدادی شیر روی یک بلوکه و انباشت شیرها بصورت افقی یا عمودی ضمن صرفه جوئی در تعداد اتصالات، ابعاد سیستم نیز تا حد قابل ملاحظه ای کاهش مییابد.