- نقد و بررسی
- مشخصات فنی
- نظرات کاربران
- پرسش و پاسخ
فهرست مطالب
فلو کنترل مچی هیدرولیک (شیر کنترل دبی)
سیستم های هیدرولیکی برای به حرکت درآمدن بازوهای مکانیکی در تعریف جریان سیالات پرفشار برای یک سیستم بسته کار می کنند. در هر سیستم هیدرولیکی ایجاد یک خط سیال با مقدار دبی ثابت و تعریف شده اهمیت بالایی دارد. به نوعی فقط با تعریف یک مقدار دبی یعنی در تغذیه و یا خروجی سیال از جک هیدرولیک است که می توانیم جریان حرکت زمان بندی شده و دقیق بازوهای مکانیکی را طراحی کنیم. برای این منظور انواع فلو کنترل هیدرولیک مانند فلو کنترل مچی هیدرولیک طراحی شده اند.
فلو کنترل مچی هیدرولیک تعریف ساده ای دارد. یک قطعه بین راهی که در میانه جریان سیال تغذیه سیستم نصب می شود و با تغییر مقدار فلو می تواند قابلیت حرکت بازوهای مکانیکی را تنظیم نماید. این مدل های ساده را گاهاً با نام فلو کنترل خطی می شناسند. اصول طراحی این قطعه مبتنی بر مقدار دبی حاکم شده در سیال است. شیر کنترل دبی به شکلی طراحی شده است که قابلیت ایجاد تغییرات مقدار دبی بدون به هم ریختن جریان عبوری سیال را داشته باشد. به این ترتیب بدون آنکه در جریان سیال عبوری، ایجاد شرایطی آشفته کرده باشیم، می توانیم مقدار دبی عبوری از داخل لوله سیستم هیدرولیک را تغییر بدهیم.
اصل ماجرا به جهت کنترل حرکت در فواصل زمانی تعریف شده برای انواع بازوهای مکانیکی هیدرولیک است. هر بازوی مکانیکی در آخرین بخش سیستم های هیدرولیکی تحت تاثیر قدرت جک هیدرولیک قرار دارد. این بازوها باید بتوانند مقدار حرکتی دقیق با پروسه زمان معین را طی کنند. قاعدتاً مقدار دبی سیال باعث حرکت سریع و یا کندتر جک هیدرولیک خواهد شد. اما در طراحی سیستم هیچ بازخورد فنی از مقدار دبی سیال نداریم. در عین حال از آنجایی‌که هر جک هیدرولیک عملکرد و نوع حرکت مخصوص به خود را دارد، لذا نمی توانیم از یک مقدار دبی ثابت و تنظیم شده برای کل سیستم استفاده کنیم. در طراحی سیستم باید برای هر بخش یک خط دبی اختصاصی داشته باشیم. فلو کنترل مچی هیدرولیک برای ایجاد این خط دبی تخصصی در هر بخش سیستم کارایی دارد.
سیال با عبور از داخل شیر کنترل فلو به مقدار حجم عبوری ثابت می رسد. این مقدار حجم عبوری ثابت و پیش بینی شده قابلیت عملکرد تحت زمانبندی تعریف شده سیستم را دارد. اصولاً محل نصب فلو کنترل مچی هیدرولیک و یا هر فلو کنترل خطی دیگر جایی در مسیر بازگشت سیال به داخل مخزن هیدرولیک سیستم است. در مسیر بازگشت سیال چالش فشار وجود ندارد. در این بخش سیستم، دغدغه تعریف یک جریان با مقدار فشار خاصی را نداریم. از این رو به راحتی می توانیم با جابجایی مقدار دبی، حرکت تخلیه سیال را تحت کنترل داشته باشیم. کنترل تخلیه سیال باعث کنترل مقدار حرکت و یا سرعت حرکت جک هیدرولیکی خواهد شد.
فلو کنترل مچی هیدرولیک طراحی شده است تا با قابلیت تنظیم مقدار دبی، فعالیت جاری جک های هیدرولیک را تحت کنترل داشته باشد. فلو کنترل مچی هیدرولیک از مدل های ایتالیایی، ترکیه ای و چینی محصول کمپانی های رکستور چین و یا ترک هیدرولیک در سایزهای گوناگون برای بازار داخلی عرضه شده است. قاعدتاً با شناخت فنی و جزئیات طراحی این مدل از شیر کنترل دبی می توانیم شرایط طراحی سیستم هیدرولیک را دقیق تر انجام بدهیم.
بررسی طراحی فلو کنترل مچی هیدرولیک (شیر کنترل دبی)
فلو کنترل مچی هیدرولیک یک شیر ساده با قابلیت نصب شدن بین راهی است. این قطعه که به شکل یک لوله برجسته طراحی شده است، برای قطع و یا وصل کردن جریان سیال استفاده نمی شود؛ بلکه طراحی شده است تا با تنظیم آن بتوانیم مقدار دبی عبور سیال در سیستم های هیدرولیک را تحت کنترل داشته باشیم.
در حال حاضر سری محصولات از کمپانی های رکستور چین و ترک هیدرولیک به همراه محصولات ایتالیایی در سطح بازار حضور دارند. این شیرها با طراحی در سایزهای ¼، ، ½ و ¾ و همچنین ۱ اینچی می باشند. انتخاب سایز شیر کنترل فلو کاملاً وابسته به مقدار حجم سیستم و تعریف دبی مورد نیاز برای یک عملکرد خاص تحت زمانبندی خاص می باشد.
فلو کنترل خطی با قابلیت نصب لوله ای به شکل مچی طراحی شده است. این فلو کنترل خطی به راحتی در میانه سیستم های هیدرولیکی سوار می شود و می تواند مقدار دبی سیال را در محدوده گسترده ای جابجا کند. یک تیپ ساده از فلو کنترل های هیدرولیک است که به آسانی در میانه خطوط کنترل جک هیدرولیک ها نصب می شود.
فلو کنترل مچی هیدرولیک دارای بدنه فلزی ضد زنگ است. اتصالات محکم و مقاوم دارد. در صورت نصب اصولی هرگز باعث نشت سیال نمی شوند. در عین حال فلو کنترل مچی هیدرولیک به شکلی طراحی شده است تا کمترین تأثیری در مقدار فشار خطوط انتقال سیال داشته باشد. با این وجود، کم کردن دبی قطعا باعث کاهش میزان فشار سیستم می شود. به این ترتیب طراحی مناسب مانع از ایجاد افت فشار سنگین و تولید جریان آشفته خواهد شد. لذا تحت اثری کم در شرایط جاری سیستم می تواند مقدار دبی مورد نیاز برای فعال سازی هر جک هیدرولیک با هر ابعادی را فراهم نماید.
نکات کلیدی در انتخاب فلو کنترل مچی هیدرولیک
انواع فلو کنترل خطی از برندهای گوناگون طراحی شده اند که هر کدام از آنها قابلیت های متفاوتی در کنترل دبی عبور سیالات دارند. برای تنظیم درست سیستم های هیدرولیکی و در عین حال اجرای دقیق عملیات های زمانبندی شده مکانیکی باید از شیر کنترل دبی ها در ظرفیت های مناسب استفاده کنیم. برای این منظور لازم است تا نکات زیر را مد نظر داشته باشید.
1- میزان حداقل و حداکثر دبی مجاز سیستم برای تکمیل عملکرد یک جک هیدرولیکی چه مقدار است؟ اطلاع از مقدار دبی مجاز باعث می شود تا به راحتی بتوانید مدل فلو کنترل مچی هیدرولیک را تهیه کنید. در نظر داشته باشید که تنها تفاوت انواع فلو کنترل مچی هیدرولیک ها در سایزهای آنها است. سایزهای بزرگتر قابلیت بیشتری در کنترل دبی سیالات با حجم عبور زیادتری دارند. اما در نهایت این شرایط سیستم و مقدار دبی مورد نیاز جک هیدرولیک است که نوع فلو کنترل خطی و مقدار ظرفیت تا سایز مدخل های آن را مشخص می کند.
2- ماهیت و شرایط فیزیکی سیال در انتخاب نوع تا ظرفیت فلو کنترل مچی هیدرولیک تاثیرگذار است. در طراحی سیستم های هیدرولیک انواع سیالات روغنی با شرایط ویسکوزیته متفاوت حضور دارند که مقدار گرانروی هر کدام متفاوت است. اما توجه به نوع سیال یکی از اصلی ترین ایده ها برای انتخاب یک فلو کنترل مچی هیدرولیک مناسب است.
3- میزان افت فشار مجاز در سیستم نیز برای انتخاب مدل فلو کنترل مچی هیدرولیک اهمیت دارد. طبیعتاً محدودیت در دبی عبوری سیال باعث افت فشار در داخل سیستم می شود. افت فشار یک معیار متفاوت از ترانس مقدار دبی مجاز سیستم است. هر سیستمی با در نظر گرفتن یک تلرانس از افت فشار کار می کند. قاعدتاً افت فشار ناشی از تغییرات دبی بیش از تلرانس مذکور در عملکرد صحیح سیستم اختلال ایجاد می کند. لذا باید نوع فلو کنترل مچی هیدرولیک را با توجه به مقدار تلرانس مجاز در افت فشار سیستم هیدرولیکی تعیین نماییم.
مشخصات فنی فلو کنترل مُچی هیدرولیک (شیر کنترل دبی)
مشخصات فنی فلو کنترل مچی هیدرولیک در سایزهای گوناگون متفاوت است. این فلو کنترل خطی ها در سایزهای 1/4، 3/8، 1/2، 3/4 و 1 اینچی طراحی می شوند. تمامی برندهای موجود در سطح بازار از محصولات رکستور چین و ترک هیدرولیک این سایزهای استانداردسازی شده را رعایت می کنند.
¨ فلو کنترل مچی هیدرولیک سایز 1/4 کوچکترین سایز تعریف شده است که با قابلیت تحمل فشار ۳۵۰ بار طراحی شده است. این مدل می تواند مقدار ۱۵ لیتر سیال تحت فشار را در هر دقیقه عبور بدهد. یک شیر کنترل دبی برای پیاده سازی سیستم های کوچک اتوماسیون صنعتی است.
¨ فلو کنترل مچی هیدرولیک سایز 3/8 گونه متوسط با قابلیت دبی کم است که مناسب نصب شدن در سیستم های نه چندان حجیم برای راه اندازی بازوهای مکانیکی سبک وزن می باشد. این فلو کنترل می تواند تا مقدار ۳۵۰ بار فشار سیال را تحمل کند و در عین حال قابلیت عبور ۳۰ لیتر سیال به ازای هر دقیقه را دارد.
¨ فلو کنترل مچی هیدرولیک سایز 1/2 از نمونه های پرکاربرد است که در اکثر سیستم های متداول اتوماسیون صنعتی کاربرد دارد. این نمونه نیز با قابلیت تحمل ۳۵۰ بار فشار حداکثری سیال کار می کند و می تواند مقدار جریان سیال تا ۴۵ لیتر بر دقیقه را از خود عبور بدهد.
¨ فلو کنترل مچی هیدرولیک سایز 3/4 یکی از مدل های حجیم با قابلیت نصب شدن بر مسیر کنترل سیستم های قدرتمند و پرفشار است. این مدل تحت طراحی بدنه با قابلیت تحمل حداکثر ۳۰۰ بار فشار سیال کار می کند. در عین حال می تواند مقدار قابل توجه 85لیتر سیال هیدرولیک پرفشار را از داخل خود عبور بدهد.
¨ فلو کنترل مچی هیدرولیک ۱ اینچی بزرگترین مدل استاندارد طراحی شده از این محصول است که با حضور مدخل های تقریباً بزرگ ۱ اینچی می تواند مقدار ۱۵۰ لیتر سیال هیدرولیک با فشار زیاد را ازداخل خود عبور بدهد و در عین حال قابلیت تحمل فشار کاری حداکثر ۲۵۰ بار را دارد.
هر کدام از این شیرها با هدف کنترل دبی طراحی شده اند. لذا ماهیت اصلی آنها در تنظیم دبی برای درصدی از ظرفیت حداکثری خودشان است. هر کدام از این فلو کنترل مچی ها حداکثر می توانند دبی تا مقدار ظرفیت تعریف شده خود را تنظیم کنند. لذا وقتی با دبی در شرایط متغیر بالاتری از مقدار ظرفیت شیر کنترل دبی مواجه هستیم و یا اینکه احتمال تنظیم دبی بالا وجود دارد، باید سایز فلو کنترل مچی هیدرولیک را متناسب با مقدار دبی تعریف شده و اندکی بالاتر از آن در نظر بگیریم. وقتی ظرفیت دبی فلو کنترل مچی هیدرولیک بالاتر از مقدار حاکم شده در سیستم باشد، به سادگی می توانیم خط کنترل دبی سیال در سیستم هیدرولیک را پیاده سازی کنیم.
وظایف فلو کنترل مچی هیدرولیک در داخل سیستم های اتوماسیون شده
شیر فلو کنترل مچی هیدرولیک یک قطعه تقریباً ساده با حجم اندک است که طی یک ساز و کار مکانیکی ساده قابلیت محدود کردن سطح مقطع جریان عبور سیال را دارد. به این ترتیب با محدود کردن مقدار جریان سیال می تواند حجم دبی عبوری را تنظیم کند. تنظیم دبی یک ایده کلیدی در طراحی این قطعه است. اما این تنظیم دبی برای چه منظور انجام می شود؟ وقتی از اهمیت مقدار دبی تنظیم شده و ثابت در داخل سیستم اطلاع داشته باشید، بهتر می توانیم از قابلیت های کاربردی تا توانمندی های فنی فلو کنترل مچی هیدرولیک صحبت کنیم. وظایف فلو کنترل مچی هیدرولیک را می توان در ۳گروه دسته بندی نمود.
1- از شیرهای فلو کنترل مچی هیدرولیک می توانیم برای کنترل دبی از یک بخش مدار هیدرولیک تا یک بخش دیگر استفاده کنیم. با این رویکرد می توانیم برای هر بخش سیستم یک جریان تعریف شده با مقدار دبی معین داشته باشیم. در سیستم های بزرگ که دارای تعداد زیاد اجزای مکانیکی و جک های هیدرولیکی هستند، تقسیم بندی سیستم براساس سطح دبی کارکرد تجهیزات امری الزامی است. برای این منظور می توان از انواع شیر فلو کنترل خطی و یا موارد مشابه استفاده کرد.
2- از فلو کنترل مچی هیدرولیک می توانیم برای کنترل سرعت در حرکت جک های هیدرولیک برای عملکرد نهایی بازوهای مکانیکی استفاده کنیم. هر جک هیدرولیکی تحت تاثیر عبور دبی در مدخل های ورودی و یا خروجی خود به سمت عقب و یا جلو حرکت می کند. هر اندازه مقدار دبی سیال تحت فشار بالاتری باشد، مقدار سرعت جابجایی جک هیدرولیک نیز افزایش پیدا می کند. با این رویکرد خیلی ساده می توانیم با تعریف یک فلو کنترل مچی در مسیر تغذیه و یا خروج سیال از جک های هیدرولیکی مقدار سرعت جابجایی مکانیکی آنها را تغییر بدهیم. البته توصیه می شود که شیر فلو کنترل مچی در مسیر خروجی جک قرار داده شود تا تاثیر کاهش فشار سیال بر اثر عبور از داخل این شیر برای عملکرد نهایی سیستم احساس نشود. از شیر فلو کنترل مچی می توانیم برای تنظیم سرعت هیدرو موتورها نیز استفاده کنیم.
3- از شیر فلو کنترل مچی هیدرولیک می توانیم برای توزیع هدفمند سیال تحت فشار در بخش های مختلف سیستم استفاده کنیم. در طراحی هر سیستم هیدرولیکی یکموتور پمپ مرکزی برای تولید جریان پرفشار وجود دارد. قاعدتاً فشار سیال تولید شده موتور پمپ باید در تمام بخش های سیستم توزیع بشود. اگر از فلو کنترل ها استفاده نکنیم، مقدار سیال در بخش هایی از سیستم بسیار بیشتر از بخش های انتهایی سیستم می شود. در این شرایط نمی توانیم عملکرد پایداری در سیستم داشته باشیم. اما با استفاده از فلو کنترل ها مانند فلو کنترل مچی هیدرولیک می توانیم مقدار جریان وارد شده در هر بخش از سیستم را تحت مدیریت داشته باشیم تا مطمئن باشیم که سیال تحت پمپاژ با نسبت تعریف شده توسط ما به همه بخش های سیستم رسیده است.
سخن پایانی در تحلیل فنی فلو کنترل مچی هیدرولیک
هدف از طراحی عموم فلو کنترل ها ایجاد مقاومت در مقابل جریان سیال هیدرولیکی است. مقاومتی که به شکل یک مجرای محدود شده نمایان می شود. با استفاده از این مقاومت می توانیم مقدار دبی سیال عبور داده شده از هر خط سیستم را تحت کنترل داشته باشیم. تا زمانی که هیچ تنظیم دبی صورت نگرفته باشد، فلو کنترل مچی هیدرولیک به مانند یک لوله بدون هیچ مقاومتی ظاهر می شود. در این حالت سیال به سادگی از داخل کل سیستم در حال عبور کردن است.
در تعریف فلو کنترل ها باید مقدار فشار بحرانی را ارزیابی کرده باشیم. با مسدود شدن مسیر جریان سیال مقدار فشار سیال افزایش پیدا می کند. این افزایش فشار با کم شدن دبی سیال همراه است. هر اندازه دبی را کاهش بدهید، فشار خط زیادتر خواهد شد. تا زمانی که در مرز فشار بحرانی سیستم قرار می گیرد. طبیعتاً هرگز نمی توانید فشار قبل از فلو کنترل مچی هیدرولیک را از مقدار فشار بحرانی سیستم بالاتر ببرید. بنابراین لازم است تا از شیرهای کنترل فشار مناسب در تشخیص سطح فشار بحرانی بر روی خط، قبل از فلو کنترل ها نصب شده باشد تا در صورت افزایش مقدار فشار در مرزهای بحرانی، سیستم را از حالت خطرناک خارج کنیم.
فلو کنترل مچی هیدرولیک ها کاربرد گسترده در تنظیم سرعت هیدرو موتورها و جک های هیدرولیکی دارند. محصولات طراحی شده از برند رکستور چین و یا ترک هیدرولیک و همچنین کمپانی ایتالیایی از نمونه های مطرح و استاندارد بازار هستند که با تعریف سایزهای 1/4، 3/8، 1/2، 3/4 و 1 اینچی عرضه می شوند. شما می توانید با توجه به ظرفیت دبی سیستم هر کدام از این شیرها که حجم تبادل مناسب سیال را دارند، انتخاب کنید.
