سیستم های هیدرولیک از شیرهای کنترل فشار برای کارایی و ایمنی استفاده می کنند. یک شیر تخلیه و الف شیر تسکین ممکن است شبیه به نظر برسد، اما نقش آنها متفاوت است. یک شیر تخلیه به طور خودکار جریان پمپ را در فازهای بیکار یا کم تقاضا به مخزن منحرف می کند و به طور قابل توجهی در مصرف انرژی صرفه جویی می کند و تولید گرما را کاهش می دهد. در مقابل، یک شیر تسکین در حالت عادی بسته می ماند و فقط برای کاهش فشار اضافی باز می شود و سیستم را از فشار بیش از حد محافظت می کند. هر دو دریچه های هیدرولیک حیاتی در صنایعی مانند معدن، کشاورزی، و تولید در کشورهای کمربند و جاده (به عنوان مثال ازبکستان، قزاقستان، شیلی) هستند.
شیرهای تخلیه هیدرولیک چگونه کار می کنند
شیر تخلیه یک شیر کنترل فشار است که برای بهبود کارایی سیستم هیدرولیک طراحی شده است. هنگامی که فشار سیستم به مقدار از پیش تعیین شده رسید، شیر به طور کامل باز می شود و جریان پمپ را با فشار کم به مخزن می فرستد. در عمل، زمانی که نیروی هیدرولیک از نیروی فنر بیشتر شود، یک قرقره فنری یا مکانیزمی که توسط خلبان کار میکند، جابهجا میشود. همانطور که یکی از راهنماها توضیح می دهد، یک شیر تخلیه 'جریان پمپ را با فشار کم به مخزن بازمی گرداند' و به سیستم اجازه می دهد فشار را بدون هدایت پمپ در بار بالا نگه دارد.
این عمل تخلیه به این معنی است که پمپ به جای حفظ فشار غیر ضروری، تقریباً بدون بار کار می کند. نتیجه تولید گرما و سایش بسیار کمتر است: انرژی صرفه جویی می شود و عمر قطعه افزایش می یابد. به عنوان مثال، در یک ماشین ابزار CNC صنعتی، هنگامی که یک گیره تنظیم می شود و تقاضای جریان کاهش می یابد، دریچه تخلیه باز می شود تا پمپ به جای فشار مداوم سیال در فشار بالا، بیکار می شود. شیرهای تخلیه اغلب شامل یک شیر چک (یک طرفه) برای ایزوله کردن مدار فشار بالا و حفظ فشار محرک در هنگام تخلیه هستند.
شیرهای کمکی هیدرولیک چگونه کار می کنند
شیر تسکین در درجه اول یک وسیله ایمنی است که حداکثر فشار را در مدار محدود می کند. به طور معمول تحت فشار کار بسته باقی می ماند و یک فنر یک پاپ یا قرقره را روی صندلی خود نگه می دارد. اگر فشار بالاتر از تنظیم ریلیف باشد، نیروی هیدرولیک بر فنر غلبه می کند و دریچه باز می شود و مایع اضافی را به مخزن می ریزد. هنگامی که فشار به زیر نقطه تنظیم می رسد، فنر پاپپت را مجدداً قرار می دهد و دریچه را می بندد.
این اصل ساده - 'وقتی فشار سیستم از نیروی فنر فراتر می رود، فشار هیدرولیک پاپپت را از روی صندلی خود می راند' - همانطور که یکی از منابع اشاره می کند - محافظت در برابر فشار بیش از حد را تضمین می کند. شیرهای کمکی میتوانند مستقیماً عمل کنند (فنار در مقابل قرقره) یا برای جریانهای بزرگ به صورت پایلوت کار کنند، اما همه این عملکرد ایمنی اصلی را به اشتراک میگذارند. برخلاف شیر تخلیه، یک شیر تسکین فشار را به طور مداوم تنظیم میکند : باز آن را طوری تعدیل میکند که فقط جریان اضافی مورد نیاز برای حفظ فشار تنظیمشده را از بین ببرد، نه اینکه خروجی کامل پمپ را تخلیه کند.
تفاوت های کلیدی در عملکرد و طراحی
هدف: هدف اصلی یک شیر تخلیه، صرفه جویی در مصرف انرژی و بهره وری سیستم است. در مواقعی که به فشار کامل نیاز نیست پمپ را کاملا دور می زند و مصرف انرژی را کاهش می دهد. هدف اصلی شیر تسکین ایمنی فشار است . تنها با کاهش فشار بالای آستانه تنظیم شده، پایداری سیستم را حفظ می کند و از قطعات در برابر فشار بیش از حد محافظت می کند.
جهت جریان و بار پمپ: هنگامی که یک شیر تخلیه باز می شود، تمام جریان پمپ با فشار کم به مخزن هدایت می شود. پمپ به حالت تقریباً بدون بار می رود و عملگرها فشار را از طریق انباشته یا بار نگه می دارند. در مقابل، یک شیر تسکین معمولاً تمام جریان را به مدار کار منتقل می کند و تنها زمانی که فشار بیش از حد بالا باشد، جریان اضافی را به مخزن می ریزد. بنابراین، پمپ در سیستم های شیر تخلیه بار می ماند، در حالی که دریچه های تخلیه اجازه تخلیه واقعی پمپ را می دهند.
الگوی عملکرد: شیرهای تخلیه دارای رفتار سوئیچینگ هستند : پس از رسیدن به فشار تنظیم شده کاملاً باز می شوند و تا زمانی که فشار به زیر سطح تنظیم مجدد کاهش یابد باز می مانند. این عمل روشن/خاموش به معنای عدم وجود موقعیت های میانی است. دریچه های کمکی رفتاری دارند تنظیم کننده : با افزایش فشار به تدریج بیشتر باز می شوند و به طور مداوم متعادل می شوند تا فشار را در محدوده نگه دارند.
شرایط مناسب: شیرهای تخلیه معمولاً در مدارهایی با عملکرد متناوب یا آماده به کار استفاده می شوند. به عنوان مثال، در تنظیمات دو پمپ یا مدارهای انباشته، زمانی که یک پمپ می تواند تخلیه شود در حالی که پمپ دیگر فشار را حفظ می کند. شیرهای تسکین برای کنترل فشار عادی و مداوم تحت همه شرایط کاری استفاده می شود. آنها افزایش فشار را در طول عملیات ثابت جبران می کنند.
عناصر ساختاری: شیرهای تخلیه معمولاً شامل یک قرقره است که توسط پایلوت کار می کند و ممکن است یک سوپاپ یک طرفه را برای جداسازی مدارها در حین تخلیه یکپارچه کند. شیرهای کمکی معمولاً از یک فنر ساده و پاپت یا قرقره بدون قرقره پیلوت اضافی استفاده می کنند. (در واقع، یک شیر تخلیه که توسط پایلوت کار میکند «اگر قرقره تخلیه اضافی نباشد، مانند هر شیر خلبانی عمل میکند.) برخی از شیرهای تسکین پیشرفته کنترل الکترونیکی را اضافه میکنند: به عنوان مثال، سری BSG Blince یک شیر تسکین الکترومغناطیسی است (یک دریچه سولنویید با یک مکانیزم جریان بیش از حد دریچه ترکیب میشود.» شیر برقی برای کنترل فشار از راه دور.
نمونههای مشخصات سازنده: برای زمینه، شیرهای تخلیه سری BUCG Blince واحدهای چدنی هستند که تا 210 بار و 250 لیتر در دقیقه دارند و در ماشینهای سنگین مانند لیفتراک و ماشینابزار استفاده میشوند. در مقایسه، شیرهای تسکین سری BSG/BST Blince نیز چدنی هستند که تا 315 بار درجه بندی می شوند و به عنوان شیرهای برقی با کنترل خلبان برای کنترل امداد از راه دور طراحی شده اند.
کاربرد در معدن، کشاورزی و تولید
هر دو نوع شیر در صنایع ابتکاری جاده و کمربند رایج هستند:
معدن و ساخت و ساز (شیلی، قزاقستان و غیره): تجهیزات سنگین مانند بیل مکانیکی، لودر و ماشینهای حفاری تونل از شیرهای کمکی برای جلوگیری از خرابیهای فاجعهبار اضافه فشار استفاده میکنند. در پرس های معدن یا جرثقیل ها، شیرهای کمکی به عنوان ابزار ایمنی حیاتی عمل می کنند. در همین حال، دریچه های تخلیه در مدارهای هیدرولیک چند پمپی ماشین آلات معدن برای جابجایی موثر بین پمپ های جریان بالا و فشار بالا استفاده می شود.
ماشین آلات کشاورزی (ازبکستان، آسیای مرکزی): تراکتورها، دروگرها و سیستم های آبیاری از شیرهای تخلیه سود می برند که باعث کاهش بار موتور در دوره های بیکاری می شود. به عنوان مثال، هنگامی که کاتر دروگر بالا می رود، دریچه تخلیه باز می شود تا جریان پمپ موتور را دور بزند و مصرف سوخت را کاهش دهد. شیرهای تسکین در بالابرهای کشاورزی و سمپاش ها از خطوط هیدرولیک در برابر افزایش فشار در حین کار محافظت می کنند.
تولید صنعتی (مرکز تولید کمربند و جاده): ماشینهای CNC، پرسها و تجهیزات جابجایی مواد اغلب به صورت متناوب کار میکنند. دریچههای تخلیه به پمپها اجازه میدهند زمانی که قطعات کار بسته میشوند یا بالابرهای نوار نقاله ثابت هستند، کارآیی نداشته باشند و راندمان سیستم هیدرولیک را بهبود میبخشد . شیرهای کمکی در ماشینهای قالبگیری تزریقی و پرسها برای محدود کردن فشار و محافظت از قالبها و سیلندرها ضروری هستند.
واحدهای برق هیدرولیک و جابجایی مواد: در هر منطقه، واحدهای برق هیدرولیک که سیال را به سیستمهای مختلف تامین میکنند، برای ایمنی کلی از شیرهای کمکی استفاده میکنند. استاکرها و لیفتراک های انبار (که در تدارکات در سراسر آمریکای لاتین و آسیا رایج است) از شیرهای تخلیه برای نگه داشتن شاخک ها در ارتفاع بدون بارگیری پمپ استفاده می کنند، در حالی که از شیرهای کمکی برای محافظت از مدار استفاده می کنند.
صرف نظر از کشور (ازبکستان، شیلی، قزاقستان یا هر جای دیگر در امتداد BRI)، انتخاب شیر مناسب به نیاز بستگی دارد: شیرهای تخلیه برای صرفه جویی در مصرف انرژی و بهره وری، شیرهای تخلیه برای ایمنی فشار.
خلاصه
هر دو شیر تخلیه و تخلیه شیرهای هیدرولیک ضروری هستند، اما اهداف متفاوتی را دنبال می کنند. شیرهای تخلیه کارایی سیستم را با منحرف کردن جریان به مخزن در شرایط بیکاری بهبود می بخشد. شیرهای کمکی با محدود کردن حداکثر فشار از سیستم محافظت می کنند. استفاده از شیر تخلیه به جای شیر تخلیه ناکارآمد است - پمپ را تحت فشار بالا نگه می دارد و انرژی را هدر می دهد. در طرح های هیدرولیک مدرن، برخی از شیرهای کامپوزیت حتی هر دو عملکرد را ارائه می دهند، به طور کامل برای تخلیه در حالت بیکار باز می شوند و سپس فشار را در فازهای فعال تنظیم می کنند. درک این تفاوت ها به مهندسان و متخصصان تدارکات در پروژه های کمربند و جاده کمک می کند تا مناسب را شیر هیدرولیک برای کاربردهای معدنی، کشاورزی و صنعتی انتخاب کنند.
سوالات متداول
س: تفاوت اصلی بین شیر تخلیه و شیر تخلیه چیست؟ A: یک شیر تخلیه برای تخلیه کامل جریان پمپ به مخزن با فشار از پیش تعیین شده برای صرفه جویی در انرژی طراحی شده است، در حالی که یک شیر تخلیه فقط مایع اضافی را از فشار تنظیم شده خود خارج می کند تا از سیستم محافظت کند. به عبارت ساده، شیرهای تخلیه کارایی و مصرف انرژی را مدیریت می کنند، در حالی که شیرهای تخلیه با محدود کردن فشار، ایمنی سیستم را کنترل می کنند.
س: چرا فقط از یک شیر کمکی برای تخلیه پمپ استفاده نمی کنید؟ پاسخ: شیرهای تسکین در طول کار عادی بسته بمانند. استفاده از شیر تسکین دهنده برای منحرف کردن جریان کامل پمپ، پمپ را به طور مداوم تحت فشار بالا نگه می دارد و باعث تولید گرما و اتلاف انرژی می شود. دریچه های تخلیه به طور خاص برای باز شدن مکرر در فازهای بیکار به منظور کاهش مصرف انرژی و سایش قطعات در نظر گرفته شده اند.
س: چگونه یک شیر تخلیه راندمان سیستم هیدرولیک را بهبود می بخشد؟ پاسخ: هر زمان که فشار کامل مورد نیاز نباشد، با جابجایی به حالت بدون بار ، شیر تخلیه به پمپ اجازه میدهد که در حالت بیکار باشد. این کار مصرف سوخت/نیروی الکتریکی را کاهش می دهد و از ایجاد گرمای بیش از حد جلوگیری می کند. به عنوان مثال، در یک پرس هیدرولیک یا دستگاه CNC، شیر در دوره های ایستا باز می شود، بنابراین پمپ فقط فشار را بدون پمپاژ جریان حفظ می کند و در مصرف انرژی صرفه جویی می کند.
س: شیرهای کمکی چگونه از یک سیستم هیدرولیک محافظت می کنند؟ A: یک شیر تسکین در برابر فشار بیش از حد محافظت می کند. مانند یک سوپاپ اطمینان عمل می کند: در حین کارکرد معمولی بسته می ماند، اما اگر فشار از حد تعیین شده بالاتر رود (به دلیل گیر کردن محرک ها یا بار ناگهانی)، فوراً یک گذرگاه به مخزن را باز می کند. این از ترکیدن شیلنگ ها، سوپاپ ها و سیلندرها جلوگیری می کند. پس از کاهش فشار، شیر تسکین دوباره در جای خود قرار می گیرد.
س: آیا یک شیر می تواند هم تخلیه و هم کاهش فشار را فراهم کند؟ ج: بله. برخی از شیرهای تخلیه تخلیه هر دو عملکرد را با هم ترکیب می کنند. در حالت آماده به کار برای تخلیه پمپ به طور کامل باز می شوند و در حالت فعال مانند یک شیر تخلیه برای تنظیم فشار عمل می کنند. چنین شیرهای کامپوزیتی در سیستم هایی با چرخه های توقف-شروع مکرر (مانند قالب های تزریق) مفید هستند.
س: آیا شیرهای تخلیه و شیرهای تخلیه در صنایع یا مناطق خاصی استفاده می شود؟ A: آنها در هر جایی که هیدرولیک یافت می شود استفاده می شود. برای مناطق کمربند و جاده: ازبکستان و سایر کشورهای آسیای مرکزی با بخش های کشاورزی بزرگ از شیرهای تخلیه در تراکتورها و پمپ ها برای کارایی استفاده می کنند. معدن آمریکای لاتین (شیلی، پرو) و سایت های صنعتی به طور گسترده از شیرهای کمکی برای اطمینان از کنترل فشار ایمن بر روی ماشین آلات سنگین استفاده می کنند. در همه موارد، درک تفاوت به انتخاب شیر هیدرولیک مناسب برای کاربردهای معدن، کشاورزی، ساخت و ساز یا تولید کمک می کند.
