telegram1

insta telegram aparat fb fb fb

asiaborj-lift-company

تماس با واحد فروش

phone    

021-53806

موبایل : 09123245359

message email-address  
location

تهران، کیلومتر ده جاده قدیم کرج، اتوبان آزادگان، احمدآباد مستوفی، بلوار شهید ابوالقاسم، خیابان صنوبر دوم جنوبی، میدان فلسطین، انتهای خیابان سیزده آبان غربی، پلاک22

صندوق پستی : 133-33165

   
 

map

شیرهای هیدرولیکی بالابر


شیرهای هیدرولیکی بالابر ارتباط بین سیال، پیغامهای کنترل و عملگرهای هیدرولیکی را برقرار می کنند. از این شیرها برای کنترل دبی، جهت جریان و فشار سیال بالابر استفاده می شود. فرمانهای کنترل در این شیرها می توانند مکانیکی، دستی، هیدرولیکی و پنوماتیکی باشند. عملکرد شیرهای کنترل می تواند دیجیتال ( که در آن شیر از یک حبه حالت دیگری تغییر وضعیت می دهد) و یا آنالوگ (قیاسی) باشد (که در آن حرکت اجزای کنترل کننده شیر به قدرت و یا مقدار پیغام فرستاده شده بستگی دارد.) شیرهای کنترل مسیر دو حالتی یا سه حالتی اهرمی بالابر نمونه ای از شیرهای کنترل دیجیتالی اند، در حالی که شیر اطمینان نمونه ای از شیرهای کنترل قیاسی است. به طور کلی عملکرد یک شیر بالابر در یکی از سه محدوده زیر قرار می گیرد:

1-     شیر اطمینان که برای تنظیم فشار ماکزیمم بخشی از یک مدار یا تمام مدار استفاده می شود.

2-     شیر میله ای چهارراهه که برای تغییر جهت چرخش یک موتور هیدرولیکی استفاده می شود.

3-     شیر کنترل دبی که قادر است سرعت حرکت یک عملگر را با تغییر دبی سیال تغیییر دهد.

در عمل گاهی ، دو یا چند شیر با هم درون یک پوسته واحد، ترکیب شده و یک شیر مرکب را پدید می آورند که بیش از یک کارکرد دارد. به عنوان مثال با ترکیب یک شیر کنترل دبی و یک شیر یکطرفه شیر مرکب جدیدی پدید می آید. این شیر مرکب در یک جهت سرعت سیال را کنترل می کند و در جهت عکس به سیال اجازه عبور نامحدود می دهد.

تغییر پارامتر خاصی از مدار می تواند پارامترهای دیگر را تحت تاثیر قرار دهد. مثلاً تنظیم شیر سوزنی به منظور محدود کردن جریان در مدار، سبب تغییر اختلاف فشار بر روی اریفیس کنترل خواهد شد.به عنوان مثال دیگر، اگر تنظیم فشار شیر اطمینان به فشار عملگر بسیار نزدیک باشد سرعت عملگر تحت تاثیر قرار می گیرد، بدین معنی که قسمتی از جریان به جای تغذیه عملگر، از شیر اطمینان عبور خواهد کرد.

شیرهای کنترل فشار

شیر کنترل فشار قادر است تا فشار ماکزیمم را محدود کند ( شیر اطمینان ) یا فشار پس زنی را تنظیم نماید (شیر تعادلی) و یا در هنگام رسیدن فشار به یک فشار معین پیامی را ارسال کند (شیر تقدم گزین). مشخصه اساسی اکثر شیرهای کنترل فشار مقاومت فنر در برابر نیروهای هیدرولیکی است. در این هنگام که نیروی ناشی از فشار خط فرمان از نیروی فنر بیشتر شود، میله داخل شیر به طرف فنر حرکت می کند. حرکت میله تا جایی ادامه می یابد که فشار خط فرمان دقیقاً با نیروی فنر معادل شود. با تغییر فشار در خط فرمان موقعیت میله شیر برای حفظ تعادل نیرویی تغییر می کند. میله شیر می تواند از نوع ( در حالت عادی بسته) یا در حالت عادی باز باشد.

شیرهای اطمینان

وظیفه شیر اطمینان بالابر، تنظیم فشار ماکزیمم  در سیستم هیدرولیکی بالابر است. اگر چه طرحهای متفاوتی در این زمینه وجود دارند این شیرها با نمادهای عمومی نمایش داده می شوند. هنگامی که شیر کنترل فشار بسته است، راهگاههای ورودی و خروجی توسط میله شیر بسته شده اند. برای برقراری انطباق بسیار دقیق بین میله و پوسته شیر به آب بندی هیدرولیکی مناسب نیاز است. کارایی آب بند با افزایش فشار کاری، کاهش می یابد. در بسیاری از شیرهای اطمینان عمل کننده مستقیم ، هم از یک صفحه بشقابی و هم از ساچمه برای آب بندی نشیمنگاه لاستیکی شیر استفاده می شود. این نوع آب بندی تماسی در فشار بالا نیز کارایی خوبی دارد. هنگامی که فشار راهگاه به اندازه ای افزایش پیدا کند که بر نیروی فنر غلبه یابد، صفحه بشقابی از محل نشیمنگاهش بلند می شود و به سیال اجازه عبور و جریان به سوی تانک را می دهد تا فشار سیستم متعادل شود. شیرهای اطمینان چه از نوع بشقابی و چه از نوع گلوله ای، نسبت به تغییرات فشار عکس العمل بسیار سریعی نشان می دهند( در عرض 25 میلی ثانیه) ولی در طی این پاسخ مشخصات فشار، ثابت نمی ماند. ساچمه یا صفحه بشقابی نشیمنگاه شیر را هدف ضرباتی قرار می دهد که این امر سبب پدیده (زوزه کشیدن شیر) می شود و آسیبهای وارد بر نشیمنگاه شیر و نشتی ناشی از آن را به دنبال دارد. این گونه شیرها برای کاربردهای همراه با وقفه و غیر دائم بهترین انتخاب اند. انتخاب دیگر (شیر اطمینان بشقابی مهار شده) است که همان مزایای شیر بشقابی یک جهته را داراست ولی برای کاربردهای پیوسته مناسبتر است. شیر اطمینان با پیستون مهار شده سر و صدای کمتری در حین کار دارد، ولی معمولاً از این شیر برای کاربردهایی با فشار کم (تا bar100) تحت شرایط جریان ثابت استفاده می شود. عکس العمل این گونه شیرها نیز بسیار سریع است. با این حال سرعت عکس العمل آنها از شیرهای اطمینان بشقابی مستقیم، کندتر است. مانند شیرهای اطمینان عمل کننده مستقیم، این شیرها نیز از چیرگی فشار بالاتری برخوردارند. چیرگی فشار اختلاف بین فشار باز شدن و افت فشار در شیر به هنگامی است که حداکثر دبی در همان تنظیم از شیر عبور کند.

شیر اطمینان بشقابی پیستونی دیفرانسیلی بالابر برای فشارهای کمتر از bar350 مناسب است.فشار بر روی سطوح دیفرانسیلی بین صفحه بشقابی و نشیمنگاه اعمال می شود. هنگامی که شیر عمل می کند سطح جریان بزرگی برای جابه جایی نسبتاً کوچک صفحه بشقابی باز می شود. این پدیده در چیرگی فشارهای پایین رخ می دهد، ولی فشار تنظیم مجدد شیر می تواند به طور قابل ملاحظه ای ازفشار باز کردن ملاحظه ای از فشار باز کردن شیر کمتر باشد.

شیر اطمینان عمل کننده تحت فرمان بالابر یک شیر دو مرحله ای است، که تنظیم فشار خوبی را برای محدوده وسیعی از دبی های جریان ارائه می دهد. ساختمان این شیر شامل یک میله اصلی است که توسط یک شیر اطمینان مستقیم تو کار و کوچک کنترل می شود. فشار در مسیر خط فرمان شیر اطمینان توسط یک سوراخ ریزیا یک افشانک بر روی میله یا درون پوسته اندازه گیری می شود. هنگامی که شیر کنترل بسته است میله اصلی در تعادل هیدرولیکی است. از طرف دیگر این میله توسط یک فنر ضعیف بر روی نشیمنگاهش نگه داشته شده است. هر افزایش فشاری که برای باز کردن شیر کنترل کافی باشد، میله اصلی را (به خاطر افت فشار در طول افشانک) از حال تعادل خارج می کند. در این زمان میله اصلی فنر را بالاتر برده و اجازه عبور جریان اصلی را از راهگاه فشار به سمت تانک می دهد. مقدار اندکی از دبی نیز که از قسمت کنترل عبور می کند به سمت تانک باز می گردد( یعنی به صورت داخلی تخلیه می شود). قسمت کنترل می تواند دارای راهگاه تخلیه خارجی هم باشد تا از اثر پس زنی فشار مسیر منتهی به تانک، جلوگیری کند. یک خط فرمان جدا یا دریچه v شکل که با مغزی مسدود شده است را می توان در حالت عادی به مجموعه متصل کرد تا شیر بتواند با فرمان از دور عمل کند. این راهگاه در سمت کنترلی میله اصلی قرار دارد و اتصال به تانک سبب می شود که این میله تحت فشار بسیار جزیی دچار عدم تعادل شود. تخلیه به این روش دارد راه مفیدی برای باراندازی از روی مدار یا پمپ است. روش دیگر آن است که شیر اصلی از طریق اتصال شیر اطمینان دیگری به راهگاه v شکل، از راه دور کنترل شود. این روش فشار مدار را از کمترین مقدار تا حد نهایی مشخص شده توسط بخش فرمان شیر اصلی، تنظیم می کند. هر دوی در آنها یک شیر کنترل مسیر سه حالتی سولنوئیدی، شیر اطمینان را قادر می سازد تا با یک پیغام الکتریکی از راه دور که سه فشار تنظیم شده مختلف را ارائه می دهد، عمل کند. با توجه به اینکه یکی از این فشارها به طور اسمی برابر صفر است خروجی شیر اطمینان به تانک راه پیدا می کند. با تحریک سولنوئیدی b کنترل فشار از راه دور میسر است. همچنین با قطع تحریک دو سولنوئید a و b خروجی شیر به تانک راه پیدا می کند. شیر کنترل مسیر را می توان با یک شیر اطمینان و یا یک شیر جدا کننده متصل به دهانه خروجی کامل کرد.

شیرهای اطمینان دو تایی

برای تخلیه فشار در دوسمت یک عملگر به شیرهای اطمینان دوتایی نیاز است. هر دوی این شیرها به حالت یک بلوک چند لایه ای ( ساندویچی) در بدنه شیر قرار گیرند. فشار خطوط کار (B,A) را می توان مستقیماً به تانک T (تخلیه راهگاهی) یا به سمت خط کار جهت مخالف (تخلیه ضربدری) هدایت کرد. کاربرد دیگر شیرهای اطمینان دوتایی در انتقال هیدرواستاتیکی فشار است، که معمولا به صورت تخلیه ضربدری است.

انتخاب شیر اطمینان و تنظیم فشار

انتخاب نوع مناسب شیر اطمینان و انتخاب فشار مناسبی که شیر تحت آن باز می شود ، دقت قابل توجهی را می طلبد اکثر شیرهای عمل کننده مستقیم دارای مشخصات چیرگی فشار بالایی اند. این امر استفاده از آنها را برای سیستمهایی که دامنه تغییرات دبی گسترده دارند، نامناسب می سازد. در طراحی مدار، فشار تنظیم مجدد(فشاری که در آن یک شیر باز، بسته می شود) نیز باید مدنظر باشد. این فشار با توجه به نیروهای ناشی از جریان و طرح و ساختار شیر می تواند تا 50% فشار باز شدن شیر کاهش یابد. در برخی طراحیها زمان پاسخ مهمترین معیار طراحی است.

معمولاً شیرهای دو مرحله ای در محدوده وسیعی از دبی ها، تنظیم فشار خوبی را همراه با چیرگی فشار کم و تولرانس کوچک بین فشار باز شدن و فشار تنظیم مجدد، به دست می دهند. شیرهای عمل کننده مستقیم عکس العمل سریعی دارند. انواع بشقابی در برابر آلودگی سیال بهترین رفتار را دارند. همچنین این دسته شیرهای نشتی کمتری نسبت به شیرهای میله ای دارند، که همین امر آنها را برای کار در فشارهای بالا مناسب می سازد.

در یک محاسبه سر انگشتی تنظیم فشار شیر اطمینان حدود 10 تا 20 درصد فشار ماکزیمم مدار در نظر گرفته می شود( محاسبه دقیق به نوع شیر، محل استقرار شیر نسبت به عملگرها و افت فشارهای سیستم بستگی دارد). زمانی که بیش از یک شیر فشار در مسیر موجود است مثلاً زمانی که شیرهای فشار در محل اتصال پمپهای جبران کننده فشار به کار می روند تنظیم فشارها نباید نزدیک به هم صورت گیرد. چون ممکن است که بر روی یکدیگر تأثیر گذار شوند. معمولاً از شیرهای اطمینان ثانویه با تخلیه راهگاهی یا ضربدری، تحت فشار بالاتر از فشار شیر اطمینان اصلی، استفاده می شود.

شیرهای اطمینان بار انداز

از یک شیر اطمینان به دو طریق می توان باربرداری کرد: با کاهش ناگهانی فشار (تخلیه سیال) و یا توسط فشار خط فرمان.

کاهش ناگهانی فشار (تخلیه سیال)

در شیر اطمینان دو مرحله ای می توان با ارتباط دادن دهانه خروجی v به تانک، باربرداری کرد. تخلیه سیال سبب می شود تا میله اصلی دچار بی تعادلی شده و در فشاری بسیار پایین تر جریان پمپ را از p به T بفرستد. جریان اصلی ممکن است بسیار بزرگ باشد ولی جریان عبوری از دهانه خروجی بسیار کوچک خواهد بود.

فشار خط فرمان

هنگامی که شیر تحت تأثیر فشار خط فرمان از راه دور قرار گیرد مانند یک باراندازعمل کننده مستقیم عمل می کند. تا زمانی که فشار ناشی از خط فرمان از نیروی تنظیم شده توسط فنر کنترل بیشتر است، شیر اطمینان کاملاً باز خواهد بود و اجازه خواهد داد که جریان اصلی تحت فشار به سمت تانک هدایت شود.

تفاوت بین باراندازی روش تخلیه سیال و روش فشار خط فرمان

باز شدن راهگاه V  شکل سبب کاهش فشار و باز شدن مسیر توسط میله اصلی می شود که این امر مستقل از تنظیم فنر کنترل است ولی پیغام فشار در X از طرف منبع دوردست به رغم تنظیم فنر، دستور باز شدن را به شیر صادر می کند.

در شیر بارانداز دو مرحله ای، فشار خط فرمان از یک منبع دوردست سبب جا به جا شدن پیستون صفحه بشقابی بخش کنترل شیر اطمینان می شود. در این حالت میله اصلی دچار بی تعادلی می شود و مسیر را باز می کند تا جریان پمپ اصلی را از P به سمت T تحت فشار بسیار پایینی هدایت کند. اگر چه فشار زیاد اعمالی بر روی پیستون خط فرمان سبب می شود تا شیر باراندازی کند، هل داده شدن صفحه بشقابی کنترل از روی نشیمنگاهش نیز سبب خواهد شد تا با حرکت میله اصلی سیال تخلیه شود. در حالت عادی این شیر به فشار در راهگاه P پاسخ داده و مانند یک شیر اطمینان عادی عمل می کند. کاربرد معمول این شیرها در مدار پمپهای دوتایی است (که معمولاً   high-low یا hi-lo گفته می شود). در مدار hi-lo (در پرسها) هر دو پمپ وظیفه تأمین جریان سیال برای به حرکت درآوردن ابزارها و دستگاهها را به عهده دارند و تنها پمپ کوچکتر عمل پرس را انجام می دهد. در این نوع مدارها انرژی قابل توجهی صرفه جویی می شود و از یک شیر یکطرفه برای جدا کردن دو قسمت فشار بالا و فشار پایین مدار استفاده می شود. در برخی موارد این شیر یکطرفه به بخشی از یک شیر بارانداز تبدیل می شود.

به راحتی می توان دید زمانی که شیر عمل کننده مستقیم تنها با فشار در مسیر خط فرمان باز شود شیر دو مرحله ای یک شیر اطمینان عادی عمل می کند و به فشار داخلی عکس العمل نشان می دهد. با این حال، از آنجا که سطح پیستون فرمان کمی بیش از سطح صفحه بشقابی شیر کنترل است، فشار خارجی خط فرمان که برای باز شدن شیر لازم است از فشار تنظیمی مستقیم مربوط به فنر شیر اطمینان کمتر است.

از نمونه خاصی از شیرهای بارانداز عمل کننده مستقیم ( نمایش داده نشده) در سیستمهای دو پمپی استفاده می شود. این شیر زمانی از روی پمپ ثانویه باربرداری می کند که فشار مدار پمپ اصلی به فشار از پیش تعیین شده و تنظیم ناپذیر (مثلاً bar30) برسد( در این حالت فشار مدار کمتر از فشار تنظیم شیر اطمینان است)

شیرهای تعادلی

از این گونه شیرها ، که در اصل نوعی شیر اطمینان اند، در کاربردهای خاصی برای تنظیم فشار پس زنی سیستم استفاده می شود. این شیرها غالباً برای در تعادل نگه داشتن بار به کار می روند. در این مدار فشار پس زنی برای جلوگیری از حرکت ناگهانی بار هنگامی که پیستون در حال بیرون آمدن است، ایجاد می شود. فشار تنظیم شده معمول 3/1 برابر فشار ناشی از بار است.

شیر یک طرفه مدار به جریان آزاد سیال اجازه عبور در جهت عکس را می دهد( بدین معنا که این شیر برای شیر تعادلی در هنگام افزایش بار، کنار گذر تأمین کرده است). هنگام استفاده از شیر اطمینان در این مدار باید بسیار مراقب بوده زیرا در برخی از مراحل کار، مسیر منتهی به تانک تحت اثر حداکثر فشار مدار قرار می گیرد که این امر برای بسیاری از شیرهای اطمینان مجاز نیست. شیر تعادلی نشان داده شده همراه با شیر یکطرفه است. اتصال تخلیه جداگانه از محفظه فنر چندان ضروری نیست                                                     زیرا قسمت فشار شیر در هنگام تحت فشار بودن مسیر T، از کار خارج است(جریان از شیر یکطرفه عبور می کند).

شیر مرکزی

یکی از عیوب عمده شیرهای تعادلی کاهش نیروی تأمین شده توسط سیستم است. مدار پرس برای خنثی کردن وزن تجهیزات متصل به پرس در هنگامی که آنها بسته و تحت فشارند، از شیر استفاده شده است. در زمان شکل دهی، قسمتی از نیروی ایجاد شده توسط مدار پرس برای غلبه بر فشار پس زنی مربوط به تنظیم شیر تعادلی از بین می رود.

عیب شیرهای تعادلی را می توان با استفاده از عملکرد تحت فرمان از راه دور، برطرف کرد. شیرتعادلی تحت فرمان از راه دور، که به صورت شماتیک نمایش داده شده، شیر مرکزی یا شیر ترمز نیز نامیده می شود. فشار نسبتاً پایین در قسمت فرمان شیر، شیررا باز خواهد کرد و فشار پس زنی را از سطح موثر پیستون دور نگه خواهد داشت. هنگامی که پیستون ( پرس) سعی در جابه جایی ناگهانی (جلوزنی بار) دارد، فشار خط فرمان از بین رفته و بخش تعادلی شیر وارد مدار می شود. در طول عملیات شکل دهی پرس، شیر تحت فرمان از راه دور باز بوده و فشار پس زنی را دور نگه می دارد و تمام فشارهای اعمالی بر کل سطح مقطع سیلندر برای عملیات شکل دهی به کار گرفته می شوند.

شیرهای تقدم گزین (تربیتی)

شیرهای تقدم گزین اختلاف فشار سیستم را حس کرده و هنگامی که این اختلاف فشار به فشار از پیش تنظیم شده برسد، یک پیغام هیدرولیکی را ارسال می کنند. این شیرها چه از نوع (در حالت عادی باز) و چه از نوع (در حالت عادی بسته) هنگامی که سیستم به فشار تنظیم شده برسد تغییر حالت می دهند. این نوع شیرها برای تضمین تقدم یک فشار هیدرولیکی در یک سیستم پیش از عملکرد سیستم دیگر، به کار می روند.

ویژگی مهم شیرهای تقدم گزین اتصال جداگانه تخلیه در محفظه فنر است. این مسئله به خاطر آن است که برخلاف شیر اطمینان مرسوم، در طول یک دوره عادی کار، امکان ایجاد فشار بسیار بالایی در راهگاه خروجی وجود دارد. بنابراین اگر این شیر از داخل تخلیه شود هر گونه فشاری در راهگاه خروجی به محفظه فنر منتقل شده و باعث ایجاد مشکلاتی می شود. از شیر تقدم گزین به عنوان شیر اطمینان در هر مداری که دارای فشار پس زنی بیش از اندازه در خط برگشت است، استفاده می شود. تخلیه مستقل خط فرمان، شیرهای تقدم گزین را نسبت به فشار پس زنی پایین دست جریان بی تفاوت می سازد.

شیرهای فشار شکن

این شیرها برای محدود کردن فشار بخشی از مدار به مقداری که کمتر از مقدار مورد نیاز در سایرقسمتهای مدار است، استفاده می شوند. شیر فشار شکن یک شیر در حالت عادی باز است که هنگام بسته شدن مسیر جریان را مسدود می کند، تا فشار تنظیم شده در خط، ثابت بماند. شیرهای فشار شکن عمل کننده مستقیم برای دبی های کمتر از حدود min/l 45 و فشارهای کمتر از bar210 مناسب اند. این گونه شیرها را می توان به شیر یکطرفه جریان معکوس مجهز کرد.

شیرهای فشارشکن به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

الف) بدون تخلیه: این شیرها هیچ گونه افزایش فشاری ناشی از نیروهای خارجی را در پایین دست جریان شیر محدود نمی کنند.

ب) نوع همراه با تخلیه: در این، فشار در پایین دست جریان شیر محدود می شود حتی اگر این فشار توسط یک نیروی خارجی افزایش پیدا کرده باشد.

شیر در ابتدا توسط فنر باز نگه داشته شده است. فشار در راهگاه خروجی حس شده و نیروی ناشی از آن به میله بارگذاری شده توسط فنر اعمال می شود. همچنان که فشار در مدار ثانویه افزایش پیدا می کند، شیر با غلبه بر نیروی فنر بسته می شود. تخلیه جریان عبوری از سوراخ موجود در میله به سمت محفظه فنر از بسته شدن کامل شیر جلوگیری می کند، این عمل باعث دفع فشاری می شود که در پایین دست جریان مدار در حال افزایش است. از شیرهای فشارشکن عمل کننده تحت فرمان (دو مرحله ای) برای دبی های بالاتر استفاده می شود. استفاده از این نوع شیرها معمولاً تنظیم بهتری از فشار و دبی را به همراه دارد.

به خاطر تأثیر مسدود شدن جریان (پدیده خفگی) عملکرد شیرهای فشارشکن همیشه همراه با تولید انرژی گرمایی است. در هنگام بررسی کاربرد این شیرها ، میزان انرژی گرمایی تولیدی حتماً باید در محاسبات لحاظ شود . زمانی که دو فشار جداگانه به طور پیوسته در یک مدار مورد نیازند استفاده از یک سیستم دو پمپی نسبت به یک سیستم همراه با شیرهای فشارشکن راه حل بهتری است. این امر به دبی جریان و فشار مورد نیاز بستگی دارد.

شیرهای کنترل دبی

این شیرها برای تنظیم دبی سیال عبوری از عملگرها و در نتیجه کنترل سرعت به کار می روند. در ساده ترین حالت این امر با تغییر دادن سطح یک اریفیس محقق می شود. مشخصات اریفیس نقش اصلی را در طراحی ابزار آلات کنترل هیدرولیکی بازی می کند. جریان عبوری از اریفیس کنترل معمولاً مغشوش فرض می شود با توجه به این امر دبی سیال را می توان چنین محاسبه کرد q دبی جریان ، x سطح اریفیس، sp افت فشار ناشی از از اریفیس و k ثابتی است که مقادیر مختلفی را نظیر مشخصات اریفیس، ویسکوزیته سیال و عدد رینولدز شامل می شود. اساس کار اریفیس کاهش ناگهانی سطح مقطع سیال است که این کاهش می تواند ثابت باشد، ولی معمولاً متغیر است. در حالت ایدئال طول اریفیس صفر و لبه های آن تیز فرض می شود. همچنین فرض می شود که اریفیس نسبت به تغییرات دمای سیال ( یعنی ویسکوزیته) حساس نیست.

دبی جریان عبوری از اریفیس متناسب با مجذور افت فشار تغییر کرده و نسبت به تغییرات ویسکوزیته حساس است. اگر افت فشار و دمای سیال به طور منطقی ثابت تغییرات جزیی فشار قابل قبول باشند از این نوع اریفیس می توان برای کنترل دبی جریان استفاده کرد.

وقتی که کنترل دقیق سرعت تحت تغییرات وضعیت بار مورد نیاز باشد، لازم است که افت فشار در طول اریفیس ثابت نگه داشته شود. رابطه بین جریان و موقعیت ابزار تنظیم کننده می تواند خطی، لگاریتی یا مطابق با یک منحنی خاص باشد. استفاده از یک شیر یکطرفه همراه با شیر کنترل دبی باعث ایجاد جریان تنظیم شده ای در یک جهت و جریان آزاد در جهت عکس می شود.

سه نوع خاص از شیرهای کنترل دبی عبارتند از:

1-     شیرهای شتاب گیر

2-     شیرهای جبران دما یا ویسکوزیته

3-     شیرهای جبران فشار

شیرهای شتاب گیر

این گونه شیرها ، شیرهای خفگی اند که در آنها گلوگاه توسط یک غلتک و یا اهرم کنترل می شود. این شیرها می توانند در حالت عادی باز یا در حالت عادی بسته باشند تا جریان و به تبع آن شتاب دهندگی و شتاب گیری قابل کنترل باشند. به این نوع شیرها ، شیر یکطرفه و شیر خفگی ثانویه را هم می توان اضافه کرد که اولی برای جریان آزاد معکوس و دومی برای تأمین حداقل جریان هنگام بسته بودن گلوگاه اصلی به کار می رود.

در مدار از یک شیر شتاب گیر برای آهسته کردن حرکت پیستون در انتهای کورس استفاده شده است. در شروع کورس، سرعت به خوبی توسط محدود کننده A که دبی جریان خروجی از سیلندر را کنترل می کند و محدود کننده C  که جریان بسیار اندکی از آن عبور می کند، کنترل می شود. زمانی که بادامک به غلتک کنترل نیرو وارد کند میله اصلی شیر B به آهستگی مسیر جریان اصلی را می بندد.

کنترل سرعت قسمت نهایی کورس پیستون بر عهده محدود کننده C است. در هنگام بازگشت پیستون، جریان از کنار شیر شتاب گیر و از طریق شیر یکطرفه D به راحتی عبور خواهد کرد.

شیرهای شتاب گیر برای کاربردهای با دبی زیاد بهترین انتخاب اند و معمولاً برای دبی های کمتر از l.min 15 توصیه نمی شود.

شیرهای کترل دبی جبران کننده ویسکوزیته یا جبران دما

ویسکوزیته روغن هیدرولیکی به دمای آ بستگی دارد، از این رو برخی از تولید کنندگان شیر به جبران دما و برخی دیگر به جبران ویسکوزیته روغن توجه می کنند. ساده ترین کار برای برطرف کردن تأثیر ویسکوزیته استفاده از اریفیس با لبه تیز است که در آن میزان جریان عبوری مستقل از ویسکوزیته سیال است.

در بعضی از طرحهای شیرهای خفگی جبران دما یا ویسکوزیته ، سوراخ اریفیس که پدیده خفگی در آنجا اتفاق می افتد، شامل دو صفحه کنار هم است که یکی کاملاض ثابت و دیگری قابل جا به جا کردن است.

هنگام حرکت صفحه متحرک نسبت به صفحه ثابت شکاف V شکل مقطع جریان، پوشیده می شود. طراحی گلوگاه به طراحی یک اریفیس با گوشه های تیز منجر می شود تا دبی جریان از ویسکوزیته و دما (به خصوص در دبی های بالاتر) مستقل باشد. در این حالت مشکلاتی در دبی های پایین(l/min 5/0>) نیز اتفاق می افتد زیرا در چنین حالتی شیر با ویسکوزیته پایین روغن بهتر کار می کند. جریان عبوری از این شیرها به بار بستگی دارد ولی این خاصیت را می توان با اضافه کردن یک میله جبران کننده اصلاح کرد. از شیر یکطرفه غالبا برای تسهیل عبور جریان معکوس استفاده می شود.

روش دیگر جبران دما که از سوی برخی تولیدکنندگان مورد توجه قرار می گیرد، استفاده از مکانیزمای تنظیمی در قسمتی از اریفیس است که از مواد با ضریب انبساط گرمایی بسیار بالا ساخته شده است. در هنگام افزایش دمای سیال، میله دوکی شکل داخل مکانیزم افزایش طول پیدا کرده و میزان باز بودن اریفیس را کاهش می دهد.

شیر کنترل دبی جبران فشار

در این نوع شیرها میله جبران فشار، که در داخل شیر کنترل دبی تعبیه شده است، افت فشار را مستقل از تغییرات در فشار ورودی و فشار ناشی از بار نگاه می دارد. یک شیر کنترل دبی جبران فشار را به صورت شماتیک همراه با نماد هیدرولیکی مربوطه نمایش می دهد. در این شیر دبی جریان توسط اریفیس اندازه گیر (1) تنظیم می شود. (این اریفیس جبران ویسکوزیته نیز هست) در حالت بیکاری مدار، میله جبران کننده (2) با فنر جبران کننده (3) کاملا باز نگه داشته می شود. به محض آنکه جریانها برقرار می شوند، افت فشار در طول شیر ایجاد می شود. بدین صورت که فشار در بالای دست جریان اریفیس اندازه گیری سعی در بستن شیر دارد ولی این امر با مقاومت فنری که توسط فشار پایین دست جریان اریفیس تقویت شده روبرو می شود. میله جبران کننده خود را در حالت تعادل با افت فشار ناشی از اریفیس جبران کننده (4) ( که مقطع آن با میله نیمه بسته شکل داده شده) قرار می دهد. هرگونه افزایش فشار راهگاه تغذیه سعی در بستن میله دارد که این امر با افزایش افت فشار در طول اریفیس جبران کننده خنثی می شود. اگر فشار ناشی از بار افزایش پیدا کند، اریفیس جبران کننده باز شده و دوباره افت فشار را در طول اریفیس اندازگیر بر روی مقدار تنظیم شده ثابت نگه می دارد. این افت فشار معمولاض بین 3 تا 6 bar و وابسته به ابعاد اریفیس اندازه گیر است. کل افت فشار به اختلاف فشار بین خط تغذیه و بار بستگی دارد اما افت فشاری بین 5 تا bar12 در طول یک شیر برای آنکه به خوبی کار کند، قابل قبول است، اریفیس میرا کننده(5) جبران کننده پایدار کرده از نوسانات شدید فشار جلوگیری می کند. ابزارآلات محدودکننده کورس(ضد جهش) به میله جبران کننده متصل می شوند تا از نوسانات شدید جریان در اثر پدیده موج ضربه ای که در هنگام راه اندازی مدار رخ می دهد، جلوگیری کنند.

هنگامی که جریانی از اریفیس اندازه گیر عبور نمی کند، میله جبران فشار به طور کامل باز می شود. به محض آنکه سیال شروع به جریان می کند افت فشار در طول شیر سبب پرش میله جبران کننده می شود. محدود کننده کورس پیستون وسیله ای است که حرکت میله جبران کننده را محدود می کند. هر زمان که تنظیم شیر کنترل دبی تغییر کند این ابزار باید تنظیم شود تا میله جبران کننده در نزدیکترین فاصله از موقعیت نهایی مطلوبش قرار گیرد. البته در انی حالت تغییرات شدید فشار به خوبی قابل تصحیح نیستند.

از شیرهای کنترل دبی جبران کننده فشار هنگامی باید استفاده کرد که به کنترل دقیق سرعت در فشار متغیر خط تغذیه یا در فشار ناشی از بار نیاز باشد. حداقل دبی پایدار تنظیم شده خروجی از یک شیر کنترل دبی با کیفیت مطلوب در حدود l/min 1/0 است. خوب فیلتر شدن سیال در شیرهای کنترل دبی امری اساسی است ( فیلترهای با دقت بالاتر از mm10) از طول عمر شیر و موثر بودن کنترل را افزایش می دهد. هر چه میزان دبی ای که باید کنترل شود کمتر باشد، کیفیت فیلتر کردن نیز باید بهتر شود.

انواع مختلف مکانیزمهای تنظیم شیر در دسترس اند: دستگیره دستی، دستگیره دستی قفل شو، کنترل با موتور DC، اهرمی.

شایان ذکر است هرجا که از یک شیر کنتلر دبی در سیستم استفاده شود همیشه مقداری افت فشار و به تبع آن تولید گرما خواهیم داشت.

کنترل سرعت پیستون

در یک مدار ساده سیلندر، سه موقعیت برای استقرار شیر کنترل دبی نسبت به سیلندر وجود دارد: ورودی سیلندر، خروجی سیلندر و خط تخلیه.

کنترل در ورودی

در این حالت، پمپ باید دبی ای بیشتر از آنچه برای جلو راندن پیستون تحت سرعت انتخاب شده مورد نیاز است، تحویل دهد و روغن اضافی براساس تنظیم شیر اطمینان به تانک تخلیه می شود. در این حالت فشار مدار بیش از میزان مورد نیاز برای غلبه بر بار است که این امر به خاطر استفاده از سیر کنترل دبی است. همانگونه که قبلاً تاکید شد، افت فشار در شیر کنترل دبی در حدود bar10 است.

هنگام شروع به کار مدار به دلیل باز بودن میله جبران کننده فشار، پدیده موج ضربه ای به دلیل تغییر ناگهانی فشار پیش از کنترل دبی جریان بروز می کند.

در بسیاری از ماشینهای ابزار پدیده موج ضربه ای ابتدایی سبب فرو رفتن قطعه کار در ابزار خواهد شد. در این شرایط باید از شیرهای کنترل دبی که دارای ابزار( ضد جهش) است استفاده کرد. طرح جایگزین مداری است که جریان همیشه از شیر کنترل دبی گذر کند. این امر میله جبران کننده را همیشه فعال نگه داشته و از تغییرات ناگهانی فشار و بروز پدیده موج ضربه ای جلوگیری می کند.

سیال داخل سیلندر باید پیش از حرکت پیستون تحت فشار قرار گیرد، این کار به جریانی از سیال تحت فشار نیاز دارد. نیرو یا فشاری که برای راه اندازی حرکت سیلندر مورد نیاز است معمولاً از فشار لازم برای حین کار آن بیشتر است ( به خاطر اصطکاک ایستایی و اینرسی بار). لحظه ای که بار شروع به حرکت می کند مقاومت در برابر حرکت و فشار اعمالی بر پیستون به دلیل انبساط سیال کاهش یافته سبب شتاب ناگهانی می شود. البته در این میان مقداری ناپایداری که ناشی از عملکرد اولیه جبران کننده فشار است در شیر کنترل دبی رخ می دهد.

ممکن است بار تمایل به تغییر جهت داشته باشد. این تغییر جهت ممکن است ناشی از تمایل بار به سقوط باشد. در این حالت کنترل سرعت توسط سیستم کنترل دبی در ورودی ممکن نیست برای حل این مشکل باید فشار پس زنی مناسبی، توسط یک شیر تعادلی یا شیر مرکزی، در خط منتهی به تانک اعمال کرد، که البته این امر به معنای افزایش فشار سیستم است.

کنترل در ورودی، کنترل بسیار دقیقی را تأمین می کند که این امر به دلیل مهار بار با حرکت عملگر است. در این نوع مدار، اگر از پمپ جا به جایی ثابتی در محدوده وسیعی از سرعتهای پیستون استفاده شود، در صد بزرگی از جریان سیال از شیر اطمینان عبور می کند که نتیجه آن ایجاد یک سیستم به اصطلاح (گرم ) است.

کنترل در خروجی

در این حالت شیر کنترل دبی در مسیر خروجی قرار گرفته و دبی سیال تخلیه شده کنترل می شود. مشابه با حالت ( کنترل در ورودی ) باید روغن بیشتری را نسبت به آنچه که سیلندر نیاز دارد تأمین کند. فشار مدار باید بر مقاومت بار سیلندر و افت فشار در شیر کنترل دبی غلبه کند. به رغم اینکه شیر کنترل دبی در سمت سطح موثر پیستون قرار دارد فشاری کمتر از حالت قبل در انتهای سطح مقطع کامل پیستون( به خاطر اختلاف بین مساحتها) مورد نیاز است تا بر افت فشار ناشی از شیر کنترل دبی غلبه کند. این کار باعث افزایش کارایی شیر کنترل در هنگام باز شدن سیلندر می شود.

در ابتدای امر میله جبران کننده کاملاً باز است و تا پیش از حرکت پیستون به جلو، دبی کامل پمپ به داخل سیلندر جریان دارد. پس از حرکت، میله جبران کننده وارد عمل شده و دبی را به مقدار مطلوب محدود می کند. پیش از تنظیم شدن میله جبران کننده مانند حالت کنترل در ورودی پدیده موج ضربه ای رخ می دهد.

وقتی از سیستم کنترل در خروجی استفاده می شود فشار در قسمت سطوح موثر بر پیستون باید مد نظر قرار گیرد، به عنوان مثال اگر نسبت سطح پیستون به میله پیستون برابر 2:1 و فشار سیستم bar150 باشد، بدون در نظر گرفتن هر گونه بار خارجی بر روی پیستون، فشار در سطح موثر پیستون برابر bar300 خواهد بود. در صورت پدید آمدن چنین شرایطی اتصال یک شیر اطمینان جداگانه در سمت سطح موثر سیلندر سبب جلوگیری از افزایش فشار به مقدار بیش از حد مجاز خواهد شد.

اگر شیر اطمینان ثانویه سیال را از خود دور کند، کنترل سرعت وجود نخواهد داشت. با استفاده از سیستم کنترل دبی در خروجی مقدار سیال خروجی از سیلندر در هنگام باز شدن سیلندر کنترل می شود. در این حالت میزان سیال خروجی از انتهای سمت سطح موثر پیستون کمتر از میزان ورودی به انتهای سمت سطح مقطع کامل پیستون است. طبعاً در شرایط باز شدن سیلندر( کنترل دبی در خروجی) به حساسیت ( کنترل دبی ورودی) نیست. این قضیه در هنگام بسته شدن سیلندر بر عکس خواهد بود. به طور کلی با کنترل دبی در خروجی حتی با بارهای معکوس شونده امکان ایجاد کنترل دقیق سرعت وجود دارد. هنگام استفاده از پمپهای دبی ثابت و شیر کنترل دبی در ورودی، برای ایجاد سرعتهای متفاوت سیلندر، گرمای زیادی به دلیل تخلیه سیال تحت فشار تولید می شود.

تخلیه مداوم

در این حالت شیر کنترل دبی برای کنار گذر کردن مستقیم قسمتی از دبی پمپ طراحی شده است. تنها هنگامی فشار سیستم به نقطه تنظیم شده شیر اطمینان می رسد که پیستون به حالت تعادل برسد.در این حالت دبی اضافه روغن که از طریق شیر کنترل دبی تخلیه می شود، تحت فشار ناشی از بار سیلندر قرار دارد. این پدیده، سیستمی با دمای کمتر و بازده بیشتر ایجاد می کند دقت این روش به دبی پمپ، که با فشار تغییر می کند بستگی دارد. تخلیه مداوم جایی به کار می رود که فشار به طور منطقی ثابت مانده یا کنترل دقیق سرعت چندان مهم نباشد. (این همان جریان نامطلوبی است که به دقت کنترل می شود). کنترل سرعت به روش تخلیه مداوم زمانی بهترین روش ممکن است که قسمت اعظم دبی پمپ توسط سیلندر مصرف شده و درصد بسیار کوچکی از آن، کنار گذر شود.

کنترل دبی تقدم گزین

این شیر مشابه شیر کنترل دبی کنار گذر است، با این تفاوت که ساختار شیر به گونه ای تغییر کرده است تا هرگونه دبی اضافی بتواند برای تغذیه مدار ثانویه مصرف شود. دبی تقدم گزین با یک شیر سوزنی (1)تنظیم میشود. این جریان توسط میله(2) جبران فشار می شود. این میله به کمک نیروی یک فنر ضعیف (3) در مقابل سوزن قرار می گیرد. پس از آنکه جریان تنظیم شده مورد نیاز تأمین شد تعادل جریان ورودی به مدار ثانویه، توسط میله کنار گذر(4) برقرار می شود. این میله ها به طور خودکار، تنظیمات را به گونه ای تطبیق می دهند که نیاز جریان در مدار اولیه دقیقاً و بدون توجه به تغییرات فشار در مدار یا در خط رفت ، تأمین شود. از جریان کنار گذر شده در هر فشاری که کمتر از ماکزیمم فشار کاری شیر باشدمی توان استفاده کرد.

نمونه ای از کاربردهای شیر کنترل دبی تقدم گزین در سیستمهایی است که از یک پمپ برای سرویس دهی به دو یا چند مدار استفاده می کنند با این شرط که دبی مورد نیاز یکی از مدارها پیش از آنکه سیال به سایر مدارها برسد به طور کامل تامین شود. مدار اولیه می تواند یک موتور پمپ سرمایش، یک سیستم ترمز، یک مدار هدایت یا شکلهایی از مدار اطمینان باشد.

شبکه های پل مانند

شیر کنترل دبی با جبران کننده، وسیله ای یک جهته است، به این معنی که این شیر سیال را تنها در یک جهت قبول می کند. بنابراین اگر جریان عکس شود کار شیر دچار اختلال می شود یکی از روشهای کنترل جریان در هر دو جهت یک خط، استفاده از دو شیر کنترل دبی همراه با دو شیر یکطرفه است.

اگر دبی مورد نیاز در هر جهت با هم متفاوت باشد شرایط ایدئال است ولی اگر دبی مورد نیاز در هر دو جهت یکسان باشد مشکلات قابل توجهی در متعادل کردن تنظیمات شیرهای کنترل دبی بروز خواهد کرد. طرح ساده جایگزین، استفاده از شبکه پل مانند و یک شیر کنترل دبی استدر این شکل مسیر عبور جریان از سیرهای یکطرفه نمایش داده است. مسیر سیال عبوری از شیر کنترل دبی تنها در یک جهت بوده و از جهت جریان خط اصلی مستقل است. دبی سیال ( که در همه جهات جریان یکسان است) به راحتی تنظیم پذیر است. از این روش می توان برای ( کنترل دبی در ورودی) و (کنترل دبی در خروجی) استفاده کرد. با اصلاح شبکه پل مانند می توان عملکرد آن را به یک شیر قفل کن تبدیل کرد. این کار با به کار بردن یک پیغام فرمان در نقطه C  از طریق شیر یکطرفه، کامل می شود. فشاری کمی بیش از فشار A و B، شیرهای یکطرفه Vaو Vb را در شبکه پل مانند، بسته و از هر گونه جریانی از A وBجلوگیری می کند. در زمانی که سیال به جریان خود از طریق شیر کنترل جریان، ادامه می دهد میله جبران فشار فعال باقی مانده و احتمال وقوع پدیده موج ضربه ای را در هنگام راه اندازی مجدد عملگر کاهش می دهد. (یادآوری می شود که جریان ناشی از منبع صدور پیغام قفل، باید بیش از جریانی باشد که شیر کنترل دبی به آن اجازه عبور می دهد.) هنگامی که هیچکدام از سولنوئیدها تحریک نشده باشد پیستون در موقعیت خودش قفل می ماند. تحریک سولنوئید A سبب بسته شدن پیستون با ( کنترل دبی در خروجی) (به دلیل افت ناگهانی فشار از حالت قفل) می شود. سولنوئید Bکورس باز شدن پیستون را ممکن می سازد که کنترل جریان در این حالت از نوع ( کنترل دبی در ورودی) است. سرعت در هر دو جهت یکسان بوده و همین امر سبب جلوگیری از جلوزنی بار در هنگام باز شدن پیستون می شود. اگر سولنوئیدهای AوB با هم تحریک شوندکورس باز شدن انجام می شود. در زمان سکون پیستون تحت فشار بوده و در تعامل با میله فعال جبران کننده قرار دارد. این امر باعث ایجاد بهترین رفتار در آغاز کورس بسته شدن به کمک کنترل دبی در خروجی می شود.

سیستم چند سرعته با استفاده از شیرهای کنترل دبی

امکان انتخاب دامنه های متفاوتی از سرعت برای یک عملگر بسیار مطلوب است. یکی از روشهای دست یابی به این هدف استفاده از چندین شیر کنترل دبی و انتخاب یکی از آنها در زمان نیاز است. دبی ورودی به موتور l/min1 است. اگر سولنوئید تحریک شود، شیر کنترل دبی دوم وارد مدار شده و دبی جریان l/min 2 می شود. با این روش انتخاب سرعت برای موتور ممکن می شود. اگر یک شیر سه حالتی به کار گرفته شود، بسته به موقعیت شیر کنترل مسیر، انتخاب سه دبی مختلف و طبعاً سه سرعت مختلف ممکن خواهد شد. دبی در حالت مرکزی شیر l/min 3 و در حالت تحریک سولنوئیدچپ یا راستl/min 1 یا l/min 2 خواهد بود.

Off Canvas Menu