شیر هیدرولیک

اشتراک :

فروش شیر هیدرولیک

شیر هیدرولیک، از کلیدی ترین و تاثیرگذارترین بخش سیستم های هیدرولیکی هستند؛ در اصل شیر هیدرولیک به عنوان واحد کنترل و فرمان سیستم های هیدرولیکی می باشند. اطلاع از وظایف و نحوه ی عملکرد اجزاء کنترلی بسیار مهم بوده و از وظایف مهم طراح است. شیر هیدرولیک را طبق قواعد متفاوتی می توان دسته بندی کرد که عبارتند از: نوع عملکرد، نوع تحریک و غیره.

ویدیو معرفی شیر هیدرولیک و نحوه انتخاب

انواع شیر هیدرولیک از نظر عملکرد

  1. شیرهای کنترل جهت: مسیر حرکت سیال را تغییر می دهند.
  2. شیرهای کنترل فشار: اصطلاحا به آنها رلیف ولو نیز می گویند و کنترل فشار سیستم را بر عهده دارند.
  3. شیرهای کنترل جریان یا دبی متغیر: وظیفه ی کنترل دبی سیستم را دارند.
  4. شیرهای هیدرولیک پروپرشنال
  5. شیرهای هیدرولیک سرو
  6. شیرهای هیدرولیک مدولار (Modular)

انواع شیر هیدرولیک از نظر نوع تحریک
  1. تحریک دستی
  2. تحریک سلونوئیدی
  3. تحریک مکانیکی یا بادامکی
  4. تحریک هوایی

شیر هیدرولیک برقی از پر کاربردترین دسته ی شیر هیدرولیک است و این شیرها به وسیله نیروی الکتریکی کار می کنند. مقدار جریان سیستم هیدرولیک به کمک شیر برقی قطع، وصل یا تنظیم می شود. شیرهای برقی خود به دو دسته شیر هیدرولیکی تک بوبین و شیر هیدرولکی دو بوبین تقسیم بندی می شوند و فرمان الکتریکی توسط سوکت به بوبین انتقال می یابد. داخل شیرهای برقی هیدولیک قطعه ای به نام اسپول وجود دارد که در طرفین آن دو واشر و دو فنر وجود دارد؛ به کمک تحریک الکتریکی رخ داده، اسپول تغییر حالت داده و این تغییر حالت می تواند منجر به جریان یا قطع جریان شود.

شیر برقی هیدرولیک دارای مدل های گوناگونی است؛ انواع مدل های شیر برقی در صنایعی چون سیمان، فولاد، خودروسازی و صنایع سنگین کاربرد دارند.

شیرهای هیدرولیک کنترل جهت

اولین دسته از شیر هیدرولیک، شیر کنترل جهت هیدرولیک است. این شیرها به منظور مدیریت بر جهت عبور سیال مورد استفاده قرار می گیرند و تعیین کننده مسیر عبور جریان سیال در مدار هستند. برای مثال می توانند جهت حرکت یک سیلندر یا موتور هیدرولیکی را تعیین کنند. این شیرها با توجه به وظایف خود به انواع یکطرفه، دوراهه، چند راهه و غیره تقسیم بندی می شوند. نام گذاری شیرهای کنترل جهت طبق تعداد موقعیت و دهانه های شیر انجام می شود و این نام گذاری به این ترتیب است که ابتدا تعداد دهانه ها و سپس تعداد موقعیت ها بیان می شود.

در زیر نحوه ی حرکت شیرهای کنترل جهت اسپولی با اسپول لغزنده را مشاهده می کنیم.

در شکل زیر نحوه ی حرکت شیر هیدرولیک کنترل جهت با تحریک برقی را مشاهده می کنیم. بوبین این شیرها با ایجاد میدان مغناطیسی، اسپول شیر را به حرکت در می آورد.

شیرهای هیدرولیک کنترل فشار

نوع دیگری از شیر هیدرولیک، شیر کنترل فشار هیدرولیک است. این گروه از شیر هیدرولیک، سیستم را در برابر تغییرات ناگهانی فشار حفاظت میکند؛ تغییرات ناگهانی به وجود آمده در اثر عوامل متعددی مانند کاهش میزان دبی یا افزایش ناخواسته آن، به دلیل باز و بسته شدن شیر به وجود می آید. تغییرات ناگهانی به وجود آمده در سیستم میتواند تغییرات آنی حتی تا 4 برابر فشار نرمال را در سیستم ایجاد کند؛ از آنجایی که افزایش فشار بیشتر از حد معین می تواند آسیب های جدی به شیر هیدرولیک بزند؛ لزوم استفاد از شیر کنترل فشار توجیه می شود. در یک سیستم هیدرولیک توان خروجی وابسته به فشار و جریان سیال است، بنابراین برای دست یابی به اهداف مورد نظر هنگام طراحی مدار، باید موارد زیر معین گردند:

  • فشار سیستم
  • پارامترهای هندسی و اندازه های مربوط به شیرها
  • مقدار دبی سیستم

در شکل زیر یک شیر کنترل فشار هیدرولیکی را مشاهده می کنیم.

شماتیک شیرهای کنترل فشار

ماکزیمم نیروی قابل اعمال توسط سیلندر هیدرولیکی در شیر هیدرولیک کنترل فشار تابعی از حداکثر فشار سیستم و سطوح مقاطع پیستون و طول شافت می باشد؛ به همین دلیل کنترل دقیق سطح فشار سیستم، منجر به کنترل دقیق نیروهای تولید شده توسط عملگرها می شود و در نتیجه سیستم را در مقابل ایجاد تنش های غیر مجاز محافظت می کند.

کاربرد شیرهای هیدرولیک کنترل فشار
  1. شیر اطمینان ساده: این شیرها موظف به مراقبت نمودن از خطوط لوله و سایر تجهیزات هیدرولیکی در مقابل افزایش فشار هستند.
  2. شیر اطمینان ترکیبی: درست مانند شیر اطمینان ساده بوده با این تفاوت که دسترسی به سطح فشار دقیق را ممکن می سازد.
  3. شیر کاهنده فشار: فشار کاهش یافته ای را در خروجی سیستم بدون توجه به فشار ورودی تامین می کنند.
  4. شیر بی بار کننده: جریان خارج شده از پمپ های جابه جایی مثبت را در حالتی که سیستم هیدرولیک تحت بار نیست، در فشار صفر به مخزن تخلیه می کند و به این ترتیب از مصرف توان و تلفات حرارتی ناشی از تخلیه سیال از طریق شیر اطمینان در فشار بالا کاسته می شود.
  5. شیر متعادل کننده: در برابر عبور جریان در یک جهت خاص مقاومت ایجاد می کند و در جهت دیگر اجازه ی عبور را می دهد.
  6. شیر ترتیبی: همانطور که از نام این شیر مشخص است؛ جریان را در در مسیرهای مختلف و با ترتیب خاص هدایت می کند.
  7. سوئیچ فشاری: این شیرها به کاهش یا افزایش فشار سیال حساس هستند.

شیرهای هیدرولیک کنترل جریان یا دبی متغیر

دسته ای دیگر از شیر هیدرولیک، شیر کنترل جریان هیدرولیک است. از شیرهای کنترل جریان جهت تنظیم سرعت سیلندرها و موتورهای هیدرولیکی به وسیله ی تغییر میزان دبی ورودی یا خروجی آنها استفاده می شود. ابزار اصلی برای این کنترل تغییر سطح عبور جریان در گلوگاه است که در شکل زیر این تغییر گلوگاه برای کنترل جریان نشان داده شده است.

مقایسه شیرهای کنترل جریان یا دبی متغیر

لازم به ذکر است که درصورت عملکرد همزمان شیرهای کنترل جریان و کنترل فشار است که می توان بر اندازه ی دبی تاثیر گذاشت. یک شیر کنترل جریان قادر است با تنظیم دبی سیال، سرعت حرکت عملگرها را تحت کنترل قرار دهد.

دو روش اصلی برای تقسیم بندی شیر هیدرولیک کنترل جریان وجود دارد:

  • بدون سیستم جبران کننده فشار

کاربرد این شیرها مربوط به حالتی است که فشار سیستم تقریبا ثابت بوده و تنظیم دقیق سرعت مد نظرمان نیست. ساده ترین نوع این شیرها محدود کننده های جریان هستند که با داشتن یک گلوگاه ساده شیر یک طرفه ساخته می شود.

  • همراه با سیستم جبران کننده فشار

این شیرها به صورت اتوماتیک نسبت به تغییرات فشار تنظیم شده و همواره افت فشار را ثابت نگه می دارد؛ به این ترتیب میزان جریان عبوری از آنها ثابت خواهد ماند.
در شکل زیر مقدار تغییر افت فشار و جریان در دو حالت سیستم های با جبران کننده فشار و بدون جبران کننده فشار را برای شیر هیدرولیک کنترل جریان ترسیم کرده ایم. همانطور که با توجه به شکل نیز واضح است که در حالت جبران کننده فشار جریان خروجی ثابت می ماند.

نمودار شیر هیدرولک

نمادهای ترسیمی شیر هیدرولیک

درک روابط میان اجزای یک سیستم صنعتی با کمک نمادهای ترسیمی ساده تر و سریع تر انجام می شود. در ادامه تعدادی از نمادهای تعریف شده در استاندارد ANSI که مربوط به شیر هیدرولیک است را آورده ایم.

شیر هیدرولیک یک طرفه: فقط سیال را در یک جهت عبور می دهد.

نماد شیر هیدرولیک یک طرفه

شیر هیدرولیک کنترل جریان: شیرآب منزل، یک نمونه از شیرهای کنترل جریان است.

نماد شیر هیدرولیک کنترل جریان

نماد اصلی نشان دهنده شیر: همواره مربع به عنوان نماد نشان دهنده شیر مورد استفاده قرار می دهند.

نماد نشان دهنده شیر

شیر قطع و وصل با عملکرد دستی یا پایی (پدال) عمل می کند.

نماد شیر قطع و وصل

نحوه انتخاب شیر هیدرولیک

انتخاب صحیح شیر هیدرولیک از میان مجموعه محصولات موجود در بازار یکی از مهارت های بسیار کارآمد است؛ چراکه این انتخاب می تواند علاوه بر تاثیر مستقیم روی کارایی سیستم هیدرولیک، از لحاظ اقتصادی نیز با صرفه باشد. برای انتخاب مناسب یک شیر هیدرولیک توجه به مجموعه ای از نکات ضروری است تا شیر مطابق برنامه ی طراحی شده رفتار کند. تعدادی از این نکات عبارتند از:

  • کاربرد شیر هیدرولیک در سیستم

همانطور که ذکر شد شیرها می توانند کنترل فشار، کنترل جریان و کنترل جهت سیال عبوری در سیستم را انجام دهند؛ برای انتخاب قطعا باید به کاربرد شیر در سیستم توجه کرد.

  • ماهیت فیزیکی سیال عبوری از شیر هیدرولیک

نقش سیال در سیستم های هیدرولیکی در این است که انرژی تولید شده را به عملگرها (سیلندرها و هیدروموتورها) برساند. هر سیال هیدرولیک دارای مشخصه و ویژگی های خاص مربوط به خودش است؛ خواص متفاوت سیال های هیدرولیک به منظور کاربری های متفاوت آن ها است. با توجه به خواص سیال هیدرولیک با پایه نفتی، این دسته از سیال ها کاربرد بیشتری در سیستم هیدرولیک دارند.

سیال عبوری از شیرها می تواند مواردی مانند آب، نفت، گاز، پودر، انواع مواد شیمیایی و غیره باشد. لازم به ذکر است که سیال عبوری از شیرهای موجود در این بخش تنها روغن معدنی است و در صورت استفاده از سیال دیگری می تواند به شیر آسیب بزند و یا اگر آسیب جدی نزده باشد، شیر کارایی مناسب و کافی را نخواهند داشت.

  • اندازه شیر هیدرولیک

عامل مهم دیگر برای انتخاب شیر هیدرولیک موضوع سایز آنهاست. اندازه ی شیرها برای عملکرد صحیح سیستم بسیار حائز اهمیت است؛ برای مثال اگر سایز شیر را کوچک انتخاب کنیم و فشار سیستم بالا باشد، شیر قادر به عبور کامل سیال نخواهد بود، برعکس اگر سایز شیر را بزرگتر انتخاب کنیم آنگاه علاوه بر هزینه ی اضافی تحمیل شده افت فشار چشمگیری مشاهده خواهیم کرد.

  • فرمان شیر هیدرولیک در حالت نرمال

باید به این نکته توجه کرد که شیر هیدرولیک قبل از تحریک ممکن است در دوحالت نرمال باز و نرمال بسته موجود باشد، حین انتخاب آنها توجه به اینکه طراحی سیستم طبق چه حالتی از شیر بوده است حائز اهمیت است.

در نهایت مجموعه ای از این نکات و اطلاعات دقیق تر تحت عنوان کدفنی برای شیر هیدرولیک تعریف می شود که نحوه سفارش دهی با این کد بسیار راحت تر می شود.