شیرهای کنترل مسیر پایلوت‌دار برقی یا Solenoid Controlled Pilot Operated DCV

شیرهای کنترل مسیر برای کنترل مسیر جریان سیال هیدرولیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مدلهای ساده این شیرها، دبی خروجی محدود می‌باشد اما شیرهای کنترل مسیر پایلوت‌دار برقی یا Solenoid Controlled Pilot Operated DCV، به طور غیر قابل باوری قابلیت عبور جریان‌هائی بیش از 100 گالن در دقیقه ( بیش از 400 لیتر بر دقیقه) را دارند. این شیرها با عناوینی نظیر شیرهای دو طبقه (Two Stage Valves) و یا Master-Slave Valves نیز شناخته می‌شوند.

این شیرها هم در کارخانجات صنعتی و هم در سیستمهای هیدرولیک موبایل، نظیر ماشین‌آلات راهسازی کاربرد دارند.

برای درک بهتر نماد شماتیک این شیرها، لازم است کمی با اصول کاری و ظاهر آنها آشنا شد اما قبل از آن، باید عناوینی که کاربرهای مختلف  برای نامیدن این نوع شیرها استفاده میکنند را مرور نمود.

بیشتر این شیرها دارای دو و یا سه قسمت می‌باشند که بر روی یکدیگر نصب شده و یک مجموعه را تشکیل می‌دهند. اجزاء اصلی تشکیل دهنده این شیرها عبارتند از:

-شیر اصلی (Main Valve Section)

-پایلوت با کنترل سلونوئید (Solenoid Controlled Pilot Section)

-چوک پایلوت (Pilot Choke Section) که استفاده از آن اختیاری و بسته به نوع کاربرد شیر خواهد بود.

حال به بررسی این قسمتها پرداخته می‌شود.

شیر اصلی

شیر اصلی، که بزرگترین ابعاد را در مجموعه دارد، بخشی است که سیال با فشار و دبی بالا را به سمت عملگر هدایت می‌کند. به این قسمت از مجموعه شیر، Slave نیز گفته می‌شود. این بخش از قسمتهای زیر تشکیل شده است:

– منیفولد قسمت اصلی

– بلوک منیفولد

– اسپول

– درپوش و فنر

اجزاء شیر اصلی و نماد شماتیک شیر اصلی به همراه منیفولد، در تصاویر زیر آمده است.

 

نماد شماتیک شیر اصلی به همراه منیفولد
نماد شماتیک شیر اصلی به همراه منیفولد

 

متداول‌ترین چیدمان نوع اسپول و پورت در این نوع شیر، 4 پورت، سه وضعیتی با موضع وسط بسته و شناور است که نمای برش خورده آنها در تصاویر زیر نمایش داده شده است.

 

شیر اصلی با موضع وسط بسته

 

شیر اصلی با موضع وسط شناور

 

پایلوت با کنترل سلونوئید

 

قسمت پایلوت مجموعه شیر، سیگنال کوچکی را دریافت نموده (در این مورد سیگنال الکتریکی) و آن را به سیگنال فشار پایلوت تبدیل می‌کند. سپس سیگنال پایلوت هیدرولیکی از مجراهای تعبیه شده در داخل بدنه شیر اصلی، به طرفین اسپول شیر اصلی وارد شده و باعث به حرکت درآمدن آن میشود.

از آنجا که نیروی بسیار زیادی برای به حرکت درآوردن اسپول شیر اصلی مورد نیاز است، لذا برای تحریک مستقیم آن توسط سیگنال الکتریکی و سلونوئید، به سلونوئیدهای بسیار قوی و به تبع آن به جریان الکتریکی بسیار زیادی نیاز خواهد بود که  این کار مقرون به صرفه نیست.

در تصاویر زیر قسمت پایلوت و نمای شماتیک پایلوت نمایش داده شده‌اند

 

پایلوت با کنترل سلونوئید

 

نماد شماتیک شیر اصلی به همراه قسمت پایلوت

 

چوک

 

این قسمت، که استفاده از آن اجباری نبوده و تنها با توجه به نوع نیاز کاربرد دارد، از شیرهای کنترل جریان سوزنی که با یک عدد شیر یکطرفه فنردار موازی شده‌اند، در هر سمت تشکیل شده است. وظیفه قسمت چوک پایلوت، استارت آرام (Soft-Start) و توقف آرام (Soft Stop) عملگرهائی نظیر جک و هیدروموتور می‌باشد. با کنترل حرکت عملگر، خرابی و فرسودگی‌های دستگاه کاهش خواهد یافت.

حرکت آرام اسپول شیر اصلی، نباید با حرکت شیرهای پروپورشنال کنترل مسیر، که در آنها قابلیت تغییر میزان دبی نیز وجود دارد، اشتباه شود. در واقع اسپول این نوع شیرها تنها در موقعیتهای تعریف شده توقف می‌کند و قابلیت توقف در هر نقطه‌ای از مسیر (نظیر شیرهای پروپورشنال) وجود ندارد.

در تصاویر زیر قسمت چوک به همراه نماد شماتیک آن در مجموعه کل شیر نمایش داده شده است.

 

قسمت چوک

 

نماد شماتیک چوک در مجموعه شیر اصلی، به همراه پایلوت و منیفولد

 

حال به بررسی نماد شماتیک این نوع شیر پرداخته می‌شود. برای این شیر، طراحان از 3 نوع نماد شماتیک استفاده می‌کنند که عبارتند از:

– نماد شماتیک کامل

– نماد شماتیک محدود

– نماد شماتیک ساده شده

نماد شماتیک کامل، نمادی است که شامل تمامی جزئیات مجموعه شیر و المانهای آن می‌باشد و کاربر می‌تواند با استفاده از آن، تمامی جزئیات داخلی المانها و نحوه ارتباط آنها با یکدیگر را بررسی کند. این نماد در تصویر بالا نمایش داده شده است.

در نماد شماتیک محدود (شکل زیر) دو قسمت پایلوت با کنترل سلونوئید و نیز قسمت شیر اصلی نمایش داده شده‌اند اما قسمت چوک پایلوت و همینطور راه‌اندازهای مکانیکی قسمت پایلوت حذف شده‌اند.

چنانچه با این نوع شیرها و نمادهای آنها آشنا باشید، این نماد برای شما مشکل‌ساز نخواهد بود. تنها ایراد این نوع نماد، به خصوص برای افراد مبتدی، این است که حرکت آرام اسپول غیر قابل توجیه خواهد بود. ضمنا از روی این نماد نمیتوان مشخص نمود که مجموعه شیر سه قسمتی است که یک قسمت آن در ساده‌سازی حذف شده و یا اینکه مجموعه شیر دو قسمتی بوده است.

استفاده از این نماد بسیار متداول است.

 

نماد شماتیک محدود

 

در نماد شماتیک ساده‌شده، همانگونه که در تصویر زیر مشخص است، بسیاری از جزئیات حذف شده‌اند. استفاده از این نماد در نقشه‌ مدارات سیستم‌های پیچیده، بسیار مفید خواهد بود، زیرا به ساده‌تر شدن نقشه کمک می‌کند.

همچنین اگر کاربری به این نماد شماتیک در حالی نگاه کند، که عملکرد واقعی شیر را نیز دیده باشد، باز هم مشکل خاصی بوجود نخواهد آمد.

اما چنانچه کاربری در حال رفع ایراد از سیستمی باشد که بر روی نقشه هیدرولیک آن از این نماد استفاده شده باشد، به طور قطع اطلاعات کاربردی زیادی را از دست خواهد داد.

 

نماد شماتیک ساده شده

 

 لازم به ذکر است که  آرایشهای متفاوتی در ساختار مجموعه‌ شیرهای کنترل، به خصوص برای شیر اصلی، و بسته به نوع کار وجود دارد.  حتی ممکن است نظیر شکل زیر، مجموعه شیر کنترل مسیری را مشاهده نمائید که قسمت پایلوت آن تنها یک عدد سلونوئید داشته باشد در حالیکه بدنه شیر اصلی، نشانگر سه وضعیتی بودن اسپول داخل آن است. این نیز کاملا متعارف است. در این حالت مشخص می‌گردد که تنها از دو موقعیت اسپول، مثلا برای به حرکت درآوردن هیدروموتوری که تنها قادر به دوران در یک جهت است، استفاده شده است.

 

مجموعه شیر کنترل با پایلوت یکطرفه

 

همچنین لازم به ذکر است که خطوط پایلوت شیر اصلی می‌توانند داخلی (Internal) و یا خارجی (External) باشند. خطوط پایلوت داخلی، فشار مورد نیاز خود را از پورت “P” قسمت شیر اصلی دریافت می‌کنند و بنابراین، نیاز به لوله‌کشی اضافه نیست.

تنها ایراد پایلوت داخلی در این است که فشار پایلوت دقیقا معادل فشاری است که از طریق پورت پمپ، به اسپول وارد می‌شود و به صورت مستقل قابل تنظیم نیست.

بنابراین شیرهایی با پایلوت داخلی تنها برای کاربردهائی مناسب خواهند بود که در آن فشار سیستم به اندازه‌ای زیاد نشود، که به دلیل حرکت‌های سریع و نیرومند اسپول، به اسپول و بدنه شیر خسارت وارد سازد.

در شکل زیر، مجموعه شیر کنترل با پایلوت داخلی نمایش داده شده است.

 

مجموعه شیر کنترل با پایلوت داخلی

 

از سوی دیگر، فشار مورد نیاز پایلوت، میتواند بصورت کاملا مستقل از مجموعه شیر و از محل دیگری تامین گردد که در این حالت پایلوت خارجی نامیده خواهد شد. دلیل استفاده از شیرهایی با پایلوت خارجی این است که می‌توان فشار آن را مستقل از فشار سیستم، تنظیم نمود.

فشار، در بسیاری از سیستم‌ها که عملگر موجود آن (جک یا هیدروموتور) تحت بار و نیروی مقاوم زیادی قرار دارند، بسیار افزایش می‌یابد. حال چنانچه از همین فشار برای فعال‌سازی پایلوت آن استفاده شود (به دو سمت اسپول وارد شود)، باعث خرابی اسپول و بدنه شیر خواهد شد.

در شکل زیر، مجموعه شیر کنترل با پایلوت خارجی نمایش داده شده است.

در صورت تمایل میتوانید فیلم آموزشی شیرهای کنترل مسیر پایلوت‌دار برقی یا Solenoid Controlled Pilot Operated DCV  را از اینجا مشاهده و دانلود نمایید.

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *