مقالات

شیر اطمینان

شیرهای اطمینان (فشارشکن)

پرکاربردترین انواع شیرهای کنترل فشار، که بطور معمول در هر سیستم هیدرولیک یافت می شوند، شیرهای اطمینان هستند. شیرهای اطمینان معمولا در نزدیکی خروجی پمپها نصب می گردند. از این نوع شیرها بمنظور محافظت از پمپ و اجزاء سیستم در مقابل افزایش فشار استفاده می شود. شیرهای اطمینان ظرفیت تحمل بار مقاوم (نیرو-گشتاور) توسط سیلندرها و موتورهای هیدرولیکی را نیز محدود می نمایند. شیرهای اطمینان را می توان به دو دسته ساده و دارای خط فرمان تقسیم نمود.

۱- شیر اطمینان ساده

شیر اطمینان ساده یک شیر کنترل فشار نرمال بسته است که از آن بمنظور کنترل حداکثر فشار سیستم استفاده می شود. باید توجه داشت که با پیچ تنظیم می توان بوسیله تغییر نیروی فشردگی فنر، فشاری را که در آن شیر شروع به باز شدن می کند (فشار شکست) تنظیم نمود.

لازم به ذکر است که برای تخلیه کل جریان پمپ به مخزن، باید ساچمه یا سوپاپ، تاحد مناسبی از جای خود حرکت کرده و مسیر را باز نماید. بنابر این کل جریان پمپ در فشاری بالاتر از حد تنظیمی در شیر اطمینان (فشار شکست) به مخزن تخلیه گشته و معرف حداکثر سطح فشار حاکم در مدار می باشد.

از ترکیب سوپاپ و فنر در ساختمان شیر اطمینان ساده معمولا برای استفاده در مدارهایی که دبی عبوری کم است استفاده می شود. شیرهای اطمینان ساده در کمتر از فشار شکست نشتی ندارند و پاسخ زمانی آنها نسبتا سریع است (حدود ۲۵ میلی ثانیه).

لذا اینگونه شیرها برای تخلیه سیال هنگام بروز افزایش فشار (ناشی از ضربات) ایده آل هستند. از این نوع شیرها جهت اطمینان از سالم ماندن قطعات هنگام بروز فشارهای ناگهانی در مدار و یا به منظور تخلیه فشار اضافی ناشی از انبساط حرارتی در سیلندرهای قفل کن استفاده می شود. در صورتیکه شیر اطمینان ساده جهت عملکرد متناوب مورد استفاده قرار گیرد، امکان صدمه دیدن نشیمنگاه سوپاپ و ایجاد موجهای برگشتی ضربه ای در سیستم هیدرولیک وجود خواهد داشت.

هنگامی که فشار سیال موجب جدا شدن سوپاپ از نشیمنگاه گردد، جریان سیال در مجاورت مجرای باز شده به مخزن شتاب می گیرد و موجب اعمال فشار بیشتر، از طرف سیال بر سوپاپ خواهد شد که این حالت سبب عبور جریان بیش از حد سیال به مخزن می گردد و افت فشار بیشتری را در پی خواهد داشت. این افت فشار موجب می گردد تا سوپاپ مجددا به موقعیت خود باز گردد.

تکرار سریع سیکل مذکور یک جریان ضربانی در پائین دست در سیستم هیدرولیک بوجود خواهد آورد. بنابراین از این نوع شیرهای اطمینان برای جریانهای مداوم با نوسانات کم استفاده می شود. برخی از انواع شیر اطمینان دارای نوعی ضربه گیر هستند تا از حرکت نوسانی سریع سوپاپ جلوگیری نمایند.

۲- شیر اطمینان مجهز به خط فرمان

در بسیاری از موارد لازم است شیر اطمینان بدون اینکه فشار اضافه زیادی را در سیستم بوجود آورد، حجم جریان بالایی را از خود عبور دهد. در چنین شرایطی می توان از شیر اطمینان مجهز به خط فرمان استفاده نمود.

معمولا این نوع شیرها تا قبل از رسیدن فشار سیستم به ۹۰% فشار در زمان عبور کل جریان باز نمی شوند. بنابراین بازده مدار بخاطر عبور قسمتی از جریان از شیر اطمینان (که پائین تر از حداکثر فشار تنظیمی است) کاهش نخواهد یافت. در شیر اطمینان مجهز به خط فرمان اختلاف بین فشار شکست تا فشار نظیر عبور کل جریان کمتر از شیر اطمینان ساده است.

بعلاوه، شیرهای اطمینان مجهز به خط فرمان هنگام باز و بسته کردن مسیر تخلیه به مخزن، از پاسخ زمانی کوتاهتری برخوردارند. شیرهای اطمینان مجهز به خط فرمان جهت استفاده در مواردی که فشار و دبی سیال زیاد است بسیار مناسب می باشند. این شیرها همچنین بدلیل آرامی عملکرد، فشار سیستم را در زمان تخلیه سیال ثابت نگاه می دارند.

در واقع شیر اطمینان با خط فرمان بصورت یک واحد با عملکرد دو مرحله ای است. واحد فرمان در قسمت بالائی بدنه و متشکل از یک سوپاپ محدود کننده فشار است که به وسیله نیروی قابل تنظیم فنر در نشیمنگاه خود مستقر شده است. و در قسمت پائین بدنه این شیرها دهانه های اتصال و سوپاپ اصلی قرار دارند.

شیرهای اطمینان مجهز به خط فرمان به دلیل عملکرد سریع، قابلیت میرا نمودن ضربات هیدرولیکی و در نتیجه جلوگیری از افزایش فشار در خطوط طولانی، کاربرد وسیعی دارند. این ویژگی های شیر اطمینان مجهز به خط فرمان به ویژه در شرایطی کاربرد دارد که به سطوح فشار بالا و دقیق نیاز باشد.

در مواردیکه مدار هیدرولیک دارای چند شیر اطمینان بوده و پمپ به سیستم جبران کننده فشار مجهز است، فشارهای تنظیمی نباید به یکدیگر نزدیک باشند. چراکه امکان تداخل کاری بین آنها بوجود می آید. معمولا فشار تنظیمی شیر اطمینان اصلی که در نزدیکی پمپ نصب می گردد، ۱۰% بالاتر از فشار کاری عادی سیستم در نظر گرفته می شود.

در بسیاری از موارد می توان از طریق یک شیر کنترل جهت، مجرای فرمان را مستقیما به مخزن تخلیه کرد. به این وسیله می توان شیر اطمینان با خط فرمان را به یک شیر بی بار کننده تبدیل نمود. در این حالت، امکان تخلیه جریان ورودی به مخزن در فشار پایین فراهم می گردد.

نوشته های مرتبط