شیر (ولو) پروپرشنال هیدرولیک چیست؟

شیر پروپرشنال یا پروپرشنال ولو هیدرولیک شیرهای پرقدرتی هستند که برای تنظیم پارامترهای فشار، سرعت، دبی و جریان سیستم استفاده می شوند. این شیر بیشتر اوقات زمانی داخل سیستم استفاده می شود که نوسانات شدید جریان و فشار وجود داشته باشد و امکان کنترل هر لحظه آن توسط نیروی انسانی وجود نداشته باشد. بنابراین این شیر می تواند با برنامه ای دقیق تمامی خروجی های مورد انتظار را برای سیستم هیدرولیکی ایجاد کند.

دلیل نام گذاری این شیرها به عنوان شیر پروپرشنال یا تناسبی از این جهت است که در این گونه شیرها، تغییر جریان سیال خروجی با توجه به جریان الکتریکی ورودی خطی نیست. شیر پروپرشنال هیدرولیک مانند سایر انواع شیرهای هیدرولیک موظف به کنترل سیال هیدرولیک طبق شرایط طراحی شده است؛ البته لازم به ذکر است که شیر پروپرشنال هیدرولیک کنترل بسیار دقیقی از دبی یا فشار را دارند. شیر پروپرشنال هیدرولیک از لحاظ نحوه تحریک مشابه شیر های برقی است چراکه هر شیر پروپرشنال هیدرولیک هم مانند شیر برقی دارای مدار الکترونیکی است، البته با این تفاوت که شیر پروپرشنال هیدرولیک نمونه پیشرفته تری از شیر برقی است و به عنوان مثال قادر است مغزی شیر را در حالتی بین باز و بسته نگه داشته و کنترل بسیار دقیقی از دبی و فشار خروجی داشته باشد. سیستم و تکنولوژی به کار رفته در شیر پروپرشنال هیدرولیک بسیار پیشرفته است و همین عامل باعث شده تا این شیر ها نسبت به سایر شیر ها قیمت بالاتری داشته باشند اما سرعت و دقت بسیار بالا از مزیت این شیر ها می باشد.

انواع شیر پروپرشنال هیدرولیک

انواع شیر پروپرشنال عبارتست از:

• شیر پروپرشنال کنترل جهت
• شیر پروپرشنال کنترل فشار
• شیر پروپرشنال کنترل جریان

طرز کار شیر پروپرشنال هیدرولیک

در شیر پروپرشنال هیدرولیک کنترل جهت، متناسب با تغییر ولتاژ ورودی شیر علاوه بر کنترل جهت سیال، کنترل سرعت هم انجام می شود و به این ترتیب حرکت عملگرها تحت کنترل قرار می گیرد و شروع و پایان حرکت جک به آرامی رخ می دهد. در شیر پروپشنال کنترل فشار تنظیم فشار با دقتی بسیار بالاتر از شیر های هیدرولیک معمولی انجام می شود. در زمینه شیر پروپرشنال هیدرولیک کنترل جریان نیز می توان این نکته را بیان کرد که کنترل دبی خروجی با دقتی بسیار بالا انجام می شود.

نماد شماتیک شیر پروپرشنال هیدرولیک

اجزاء اصلی تشکیل دهنده شیر پروپرشنال هیدرولیک

1. اسپول و فنر
2. سلنوئید یا بوبین
3. کارت کنترلر

اسپول و فنر

اسپول و فنر از اجزای اصلی شیر پروپرشنال هستند، حرکت اسپول به وسیله فنر کنترل می شود و این فنر نیز مستقیماً از بوبین و کارت کنترل دستور می گیرد. با حرکت باز و بسته شدن فنر دریچه های شیر حرفه ای یا پروپرشنال باز یا بسته شده و ورود و خروج جریان و همچنین فشار مورد نیاز را کنترل می کند.

اسپول شیر پروپرشنال هیدرولیک قطعه ای مشابه با شکل زیر است. همانطور که مشخص است این قطعه فلزی و استوانه ای شکل می باشد. اسپول می تواند به صورت خطی داخل شیر حرکت کند.

روی اسپول تراش هایی وجود دارد که به کمک آنها شیر پروپرشنال هیدرولیک قادر خواهد بود اجازه عبور یا عدم عبور سیال هیدرولیک را بدهد. واضح است که محل تراش خورده امکان عبور سیال را خواهد داد.

سلنوئید یا بوبین

عضو مهم دیگر در شیر پروپرشنال سلنوئید یا بوبین است. بوبین شیرهای پروپرشنال هیدرولیک با بوبین های معمولی شیرهای دیگر کاملاً متفاوت عمل می کند و انتقال دستور در این بوبین های به صورت خطی انجام نمی شود و مطابق با نیاز سیستم بوبین قطع و وصل می گردد. با عبور جریان الکتریکی از سیم پیچ موجود در سلنوئید، میدان مغناطیسی در آن ایجاد می شود که این میدان منجر به حرکت خطی مغزی شیر شده و به این ترتیب سلنوئید می تواند مسیر عبور سیال را باز کند یا ببندد. در شکل زیر نمونه ای از سلنوئید یک شیر پروپشنال را مشاهده می کنیم.

لازم به ذکر است که سلنوئید مورد استفاده در شیر تناسبی از نوع خاصی است و متناسب با شدت جریان الکتریکی عبوری از این سلنوئید نیرویی در شیر پروپشنال ایجاد می شود. جریان های الکتریکی مختلف ایجاد شده در سلنوئید قادر است اسپول شیر را در موقعیت های مختلف قرار دهد؛ به این ترتیب که افزایش جریان الکتریکی باعث بیشتر شدن نیروی ایجاد شده در سلنوئید می شود و به این ترتیب فنر بیشتر جمع خواهد شد و اسپول در موقعیت مدنظر قرار می گیرد.

ساختمان اجزای تشکیل دهنده شیر پروپرشنال یا شیر تناسبی

مبدل های LVDT یک عضو تاثیر گذار در عملکرد شیر پروپرشنال هیدرولیک است. به بیان ساده این مبدل ها موقعیت سنج هستند و به کمک آنها می توان موقعیت دقیق اسپول را کنترل کرد و به این ترتیب مسیر خروجی روغن با بیشترین دقت مدیریت می شود.

کارت کنترلر شیر پروپرشنال

بسیاری از شیرهای پروپرشنال برای گرفتن اطلاعات و دادن خروجی های مورد انتظار نیاز به کارت های پروپرشنال دارند. این کارت ها مستقیماً دستورات را به بوبین منتقل کرده و با سیگنال هایی که در بوبین به وجود می آورد باعث حرکت اسپول شده و دریچه های مورد نیاز را در زمان های درست، باز و بسته می کند. انواع کارت های کنترلر پروپرشنال قابل ارائه در هایپر صنعت فامکو عبارت است از:

• سوکت پروپرشنال برای حلقه باز
• آمپلی فایر برای حلقه باز
• کارت شیر تک بوبین
• کارت شیر دو بوبین
• نگهدارنده کارت
• کارت پروپرشنال

کاربرد شیر پروپرشنال هیدرولیک

با توجه به اینکه شیر هیدرولیک پروپرشنال یا پروپرشنال ولو هیدرولیکی از دقت بسیار بالایی برخوردار است، کاربرد چشم گیری در صنایع مختلف دارد. از جمله کاربردهای پروپرشنال ولو هیدرولیکی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پرس های هیدرولیک
• خطوط نورد فلزات
• گیوتین رخم
• خطوط ماشین کاری
• صنایع نظامی مانند کنترل باله موشک، کنترل باله هواپیماهای جنگنده، کنترل لوله توپ و تانک کشتی و غیره

مزایای شیر پروپرشنال هیدرولیک

استفاده از این شیرها مزیت های بسیار زیادی برای سیستم هیدرولیک دارد. به طوری که کارهایی که به نظر امکان انجام آن ها وجود ندارد توسط این شیر قابل انجام می شود. از جمله مزایای استفاده از این شیر می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کم کردن حجم سیستم هیدرولیک
• کنترل دقیق پارامترهای اصلی سیستم هیدرولیک
• ایجاد بازده بالا
• قطع سیستم در صورت بروز مشکل
• بالا بردن ایمنی سیستم