آموزش هیدرولیک

آموزش هیدرولیک چیست و چه کاربردی دارد؟

آموزش هیدرولیک چیست در تعریف پدیده هیدرولیک پنوماتیک اینگونه
بیان می شود که در حقیقت آموزش هیدرولیک یک راه حل اساسی برای ایجاد و انتقال قدرت و انرژی از طریق سیال است.

هیدرولیک اساسا بر پایه قانون های اصلی فیزیک استوارند و به همین سبب کاملا تحت کنترل و قابل محاسبه می باشند.

آموزش هیدرولیک HYDRAULIC هیدرولیک به اینگلیسی و PNEUMATIC پنوماتیک به اینگلیسی.

آموزش هیدرولیک یکی از راه های ایجاد و انتقال قدرت و انرژی،بهره برداری از سیالات است،

آموزش هیدرولیک که خود مسبب ایجاد شاخه های متعددی نظیر مکانیک سیالات، ترمودینامیک،هیدرونیوماتیک،الکترو پنوماتیک،هیدرولیک،پنوماتیک و … در آموزش هیدرولیک است .

آموزش هیدرولیک سیستم های هیدرولیک پایه و البته پنوماتیک اساسا بر پایه ی قانون های اصلی فیزیک استوارند.

ما دقیقا و تلویحا سعی داریم پاسخ سوال

مفاهیم پایه هیدرولیک چیست؟

را ارایه نماییم.(کمی صبورانه مطالعه فرمایید در ادامه تمامی قوانین و فرمول ها را خواهید یافت)

آموزش هیدرولیک چیست؟ را می توان به گونه ای دیگر اینگونه پاسخ داد که

انجام کار توسط نیروی مایع تحت فشار یا متحرک و علم محاسبه ی آن

که از آغاز زندگی بشر روی زمین وجود داشته .

از آن برای انجام کارهایی نظیر انتقال تنه درختان با بهره گیری از نیروی آب ، حرکت آسیاب ها با استفاده از آب ، جابجایی روی سطح رودخانه ها و دریاها که آن هم با استفاده از نیروی آب بوده، سودمند می شویم.

همگی می توانند آموزش هیدرولیک نامیده شوند .ویژگی ، تقریباً تراکم ناپذیری مایعات ، عاملی شده که از مایعات برای تبدیل و انتقال کار استفاده شود.

دقیق تر یعنی

هیدرولیک علم ایجاد حرکت و انجام کارها از مایعات تحت فشار است.

واژه ی هیدرولیک ریشه ای یونانی دارد به معنای جریان حرکت های مایعات که در ابتدا فقط منظور از کلمه هیدرولیک آب بوده است.

البته چیز دیگری به غیر از آب کشف نشده بود!!!

سه مورد را در خصوص آموزش هیدرولیک آبی باید بدانیم

آب خاصیت زنگ زدگی ایجاد می نماید ،

قدرت روانکاری آب در مقابل روغن کم است

و

خاصیت تراکم پذیری آب از روغن کم تر است.

بعدها با پیشرفت علم کشف نفت ، تولید روغن ها ، توانایی ایجاد سطوح صیقلی (پرداخت کاری شده )و تولید ایزومر ها که بتوان از آن ها به عنوان واشر و آب بند بهره برد.

عنوان آموزش هیدرولیک مفهوم گسترده تر ی پیدا کرد و از فقط حرکت دادن چرخ های آبی فراتر رفت و به یک مفهوم مهندسی و یک فن تبدیل شد.

آموزش هیدرولیک فنی است که در آن انتقال و تبدیل نیرو به وسیله ی مایعات صورت می گیرد.

در همین چند دهه ی اخیر علاوه بر آب ، سیستم های هیدرولیکی ازانواع روغن هیدرولیک ، باد و گاز به عنوان سیال بهره می برند .

با این حساب دو گونه آموزش هیدرولیک معرفی کردیم

هیدرولیک_آبی

هیدرولیک_روغنی

شما فکر می کنید کدام یک بهتر هستند ؟

به تعریف برخی دانشمندان دیگر از منظر محاسباتی در حقیقت ما با یک انرژی به معنای واقعی کلمه روبرو هستیم.

انرژی هیدرولیک چیست؟

آموزش هیدرولیک همان انرژی است که یک سیال FLUID ایجاد می نماید.

سیالی مثل آب ، یا روغن هیدرولیک یا کسی چه می داند باد.

ما را قادر می سازد با استفاده از انرژی پتانسیل و جنبشی موجود ، کنترل و محاسبه ی آن به اهداف خود برسیم .

مزیت های این انرژی هیدرولیک تنها پاک ، تجدید پذیرنده ، بدون مواد زاید و کاملا قابل محاسبه بودن نیست.

البته ما از منظر سیال آب و باد بررسی نمودیم نه روغن هیدرولیک !!!

صد البته که اگر از روغن ها و سیال های با استاندارد بالا بهره گیری شود همواره جملات ما صحیح خواهد بود .(در مورد روغن هیدرولیک حتما یکسری اطلاعات مکمل تقدیم می نماییم )

سیستم_هیدرولیک چیست؟

سیستم_هیدرولیکی مفهوم یک مدار متشکل از سیال مایع ، عملگر ها، کنترلگر ها و مولد های نیرو است.

مشروط بر اینکه حتما بتوان با استفاده از قوانین سیالات ، نیرو ایجاد ، منتقل و کار انجام گیرد .

مجموعه ی پیشرفت های بشر در عصر فضا و کامپیوتر را ببینید و پیچیدگی سیستم های_هیدرولیک را ،ولی گول ظاهر را نخورید،

مبانی حاکم بر همه ی دستگاه های هیدرولیکی و اجزا تشکیل دهنده سیستم هیدرولیک همواره ثابت ، ساده و قابل تشریح هستند .

مضاف بر اینکه می توان گفت، اساسا مایع تحت فشار تمامی وظایف را عهده دار است.

در دسته بندی های گوناگون انواع مختلفی از سیستم های هیدرولیکی وجود دارند

نقطه مشترک همه ی آنها این است که سیالی با قابلیت فشرده سازی برای انجام کارها وجود دارد .

دو گروه

سیستم هیدرولیک باز

و

سیستم هیدرولیک بسته

بسیار مطرح هستند .

برای مثال چرخش توربین های آبی توسط نیروی آب در یک سیستم باز هیدرولیک اتفاق می افتد چرا که آب مجددا برای چرخش توربین بکار گرفته نمی شود

حالا جک هیدرولیکی بالابر اتوموبیل را تصور کنید

حتما آنها را در تعمیرگاه ها ، تعویض روغنی ها و … دیده اید.

روغن هیدرولیک در یک مخزن قرار دارد .

این نمونه ی بارز یک سیستم بسته ی هیدرولیک است.

ممنون که همراه هستید

ساخت برج ها و حرکت آسانسور ، حرکت پل ها متحرک فلزی، حرکت بیل مکانیکی ، لودر ، جرثقیل ، حرکت هواپیما ها ، موشک ها همگی توسط سیستم هیدرولیک مدار بسته ممکن می شود .

یکی از دسته بندی های مهم دیگر آموزش هیدرولیک هنگام تعریف کاربرد معنی پیدا می کند

در این تقسیم بندی دو گروه

هیدرودینامیک هیدرولیک پویا

و

هیدرواستاتیک هیدرولیک ثابت

وجود دارند که نتیجه ی هر دو ایجاد انرژی مکانیکی است.

ولی با این تفاوت که در هیدرودینامیک انرژی جنبشی سیال به انرژی مکانیکی تبدیل می شود .

در مقابل هیدرواستاتیک ، انرژی پتانسیل سیال هیدرولیک را که از محبوس و تحت فشار قرار دادن سیال حاصل گشته به انرژی مکانیکی تبدیل می کند .

کاربرد هیدرولیک در صنعت

بدون اغراق تمامی صنایع به نحوی با هیدرولیک مرتبط هستند .

کافی است که به پرس ضایعات و زباله ، کارخانه های عظیم ریخته گری ، نساجی ، کاغذ و کارتن سازی ، کارخانه های تولید مواد غذایی ، کارخانه های اتوموبیل ، هواپیما و موشک سازی ، رآکتورهاو توربین های تولید انژی هسته ای نظر بیفکنید.

تا اینجا گفتیم که

هیدرولیک در حقیقت فناوری تولید، کنترل و انتقال نیرو توسط سیال تحت فشار است.
پس با این تعریف قطعا انتظار می رود که یک سیستم هیدرولیک حداقل شامل چهار رکن

قسمت تبدیل انرژی مکانیکی به نیروی سیال تحت فشار که عمدتا توسط پمپ ها انجام می شود.

واحدهای انتقال سیال که همان لوله ها و شلنگ ها هستند.

بخش کنترل هیدرولیک شامل کنترل فشار هیدرولیک، کنترل جهت هیدرولیک و کنترل سرعت جریان سیال که بر عهده ی شیرها است .

گروه انجام کار یا همان عملگرها ی هیدرولیکی

باشد .

کاربرد آموزش هیدرولیک در صنعت هوا فضا

با توجه به اهمیت محاسبات و دقت انجام کار حتما هیدرولیک گزینه ی مناسبی برای این صنعت می باشد .

کاربرد هیدرولیک در صنعت نفت

صنعت نفت به عنوان یکی از صنایع مادر به علاوه ی صنعت پتروشیمی

از بزرگترین صنایع بهره گیرنده از هیدرولیک صنعتی و هیدرولیک موبایل هستند

کاربرد هیدرولیک در راهسازی و کشاورزی

چه کسی است که نداند لودر ها ، جرثقیل ها ، تراکتورها همگی سیستمی هیدرولیکی دارند.

کاربرد هیدرولیک در صنایع غذایی

ماشین آلات کارخانه های تولید کنسرو و پرکن نوشابه ها همگی هیدرولیکی اند .

کاربرد آموزش هیدرولیک در صنایع بسته بندی و دریایی

ماشین آلات ساخت و تولید کارتن و کاغذ ، و ماشین آلات مربوط به صید ماهی و خد ادوات کشتی ها اغلب هیدرولیکی هستند .

مزایای آموزش هیدرولیک

هیچ آموزش هیدرولیک به زبان ساده بدون برشمردن مزایای موجود کامل نیست .

واضح است که سامانه های هیدرولیکی برای انتقال انرژی مفید هستند

و این سامانه در مقایسه با سایر روش های انتقال انرژی مکانیکی و الکتریکی از سطح بالاتری برخوردار است .

پس تا کنون آموختیم در سیستم های هیدرولیکی با وارد کردن نیروی کم ، می توانیم به نیروی بیشتر و دقیق تری دسترسی داشته باشیم .

از طرف دیگر حتما این نیروی بزرگ خروجی در مقابل نیروی کم ورودی کاملا قابل کنترل است.

خود استفاده از شیلنگ های انعطاف پذیر سبب می شود سیستم منعطف تر باشد و تقریبا هر گونه محدودیت مکانی را از بین می برد .

در آخر ولی نه کم اهمیت تر از همه ، سیستم های هیدرولیک اصطکاک کمی دارند ، هزینه های پایین تری به نسیبت سایر سیستم ها دارند .

راندمان کاری بالاتری را ارایه می دهند ،

به طور قطعی در بین سه نیروی الکتریکی و مکانیکی و هیدرولیکی گزینه ی سوم (هیدرولیکی )قوی تر است .

بدانید که:

طراحی سیستم های هیدرولیک ، ساخت ، نگهداری و تعمیرات هیدرولیک آسان است .

سیستم های هیدرولیکی منعطف تر هستند.

سامانه های هیدرولیکی راندمان کاری و راندمان مکانیکی بالاتری نسبت به سایر سامانه ها دارند .

قابلیت ارتقا و افزایش نیرو در مدارهای هیدرولیکی به ساده ترین روش ها هست .

دقت کنترل در یک مدار هیدرولیکی عالی است و کاملا از هر حیث قابل محاسبه

ناگفته نماند قطعه های متحرک کم در یک سیستم هیدرولیک نسبت به

سایر سیستم ها سبب می شود در هر نقطه به حرکت ها ی خطی یا دورانی با قدرت بالا رسید و کنترل ایده آل را داشت .

در سیستم های هیدرولیکی از جریان سیال پرفشار موجود در لوله ها و شیلنگ ها برای انتقال قدرت بهره می گیریم،در صورتی که چرخ دندن ، اهرم و … در بقیه ی سیستم ها وجود دارد .

معایب هیدرولیک

آورده های یک سیستم هرگاه زیاد و چشم گیر شود نمی توان سخن از عیوب به میدان آورد .

ولی در مورد هیدرولیک صنعتی و مشخصا بخشی که در آن روغن هیدرولیک به عنوان سیال وجود دارد.

برکسی پوشیده نیست که آلودگی های زیست محیطی در صورت نشت و پس از پایان دوره مصرف روغن جالشی بسیار بسیار جدی برای اندیشمندان این حوزه از علم است.

در مورد جابجایی نیرو با استفاده از اتصالاتی نظیر شلنگ و یا لوله دو مبحث بحث بر انگیز مطرح است

اولا در هیدرولیک فشار بالا تعریف دارد که حتما می تواند مخاطره آمیز باشد و این خطرات جانی و غیرقابل جبران هستند .

دوما در صورت نیاز به فشار بالا خود اتصالات می توانند عامل اصلی افت فشار در سیستم هیدرولیک باشند .

چالش بعدی قیمت تجهیزات هیدرولیکی و ادوات سیستم های هیدرولیکی است که بسیار بالاست.

مفهوم فشار در آموزش هیدرولیک

تمامی منابع آموزش هیدرولیک اشاره شده که این واژه PRESSURE

فشار نتیجه ی حاصل از تقسیم نیرو بر سطح است

نیرو بر نیوتن و سطح بر حسب متر مربع = یک پاسکال

البته باید بدانیم که برای محاسبه ی فشار در مایعات فرمول اثبات شده

در این فرمول ρ چگالی ماده بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب

g شتاب گرانشی زمین و h میزان ارتفاع از سطح است.

جالب است بدانید نیرویی که یک جسم یک کیلوگرمی بر یک سانتی متر مربع وارد می کند دقیقا معادل یک بار است.

یک پاسکال ده به توان منفی پنج بار است.

ما قصد داریم در اینجا تاکید کنیم که اصل پاسکال بسیار در این قسمت مهم است.

همان اصل که عنوان می نماید :

در یک محیط بسته حاوی مایع ، چنانچه به هر قسمت محیط فشاری وارد شود .

فشار در تمام نقاط مایع به صورت یکسان پخش می شود.

یعنی فشار تمامی نقاط مایع یکسان است .

بدون اینکه فشار یا نیروی نقاط دیگر مایع کاسته شود .

رابطه فشار هیدرولیک و دما

موکدا رابطه مستقیم فشار با دما را گوش زد می کنیم.

یعنی با بالا رفتن فشار دما نیز افزایش می یابد و برعکس ،

قوانین انرژی جنبشی مولکولی مواد این مطلب را اثبات می کند.

برای تعیین سطح فشار مطلوب یک سیستم هیدرولیک باید بدانیم که

اولا بار گذاری قطعات هیدرولیکی سبب ایجاد فشار در یک مدار هیدرولیک خواهد شد .

ثانیا در موقع طراحی توجه کنیم که افزایش فشار یعنی ،

بالا رفتن دمای روغن هیدرولیک، امکان نشتی بیشتر در مدار، بالا رفتن اصطکاک، بالا رفتن نسبت استهلاک و فرسایش مدار ،

ایجاد نویزها و کاهش خواص دینامیکی مطلوب سیستم و به موجب آن

کوتاه تر شدن زمان عمر مفید مدار و صد البته افزایش هزینه ها و تعداد سرویس های مراقبت و نگهداری سیستم هیدرولیک

بالا بردن فشار یعنی ادوات هیدرولیکی کوچکتر و دریافت نیروی بیشتر

المان های کوچک یعنی قطر لوله ها و شلنگ ها کمتر خواهد بود ،

سیستم جمع و جور تر می شود (ادوات هیدرولیکی که در فشار بالا قابل استفاده هستند گران قیمت تر هستند )

اشکالات عمومی سیستم هیدرولیک

مدار هیدرولیک ممکن است دچار نقص شود .
این مشکلات می تواند به اشکال مختلفی ظاهر شود.

افت فشار یا کمبود دبی
صداهای ناهنجار و غیر طبیعی مثل زوزه پمپ و ارتعاشات
افزایش دمای بیش از حد
عملکرد غلط عمل کننده ها
استهلاک سریع قطعات

و یا سایر موارد از این دست ، که منتج به بررسی و عیب یابی می شوند .

آموزش عیب یابی سیستم های هیدرولیک

چک لیست پروسه ی منطقی یافتن ایرادهای سیستم هیدرولیک:

بررسی کاتالوگ ، دستورالعمل تعمیر و نگهداری
مطالعه پیشینه ی تعمیر و نگهداری
بازدید اولیه
بررسی و تهیه لیست از مشکلات
محاسبات اولیه
تعیین علل کلی و اختصاصی ایجاد مشکل
انجام آزمایشات

آموزش هیدرولیک و قوانین و روابط ریاضی حاکم بر آن

۱- قانون پاسکال :

مبنی بر این که فشار وارد بر یک نقطه از سیال در تمامی جهات یکسان است و به بیان ساده تر فشار وارد بر یک سیال در درون آن در تمام جهات منتشر می شود .

(توجه داشته باشید که دو پیستون قطر متفاوت دارند ولی فشار وارد بر هر دو سطح ثابت است .)

                              F2=F1.(A2/A1)

                                 F2/F1 = A2/A1  

از طرفی می دانیم طبق قانون بقا جرم

  M=dm/dt=PVA=PQ

در این فرمول ها M تغییرات جرم ، V تغییرات حجم ، P چگالی ، V سرعت سیال و بالاخره A سطح مقطع عبوری جریان می باشد .

برای توضیحات کاملتر در مورد اصل پاسکال عرضه می داریم که

معمولا برای استفاده از خمیر دندان لوله پر خمیر دندان را فشار می دهیم تا خمیر دندان از دهانه لوله خارج شود .

 و یا هر گاه پیستون پر از مایع را بفشاریم مایع از دهانه سرنگ با فشار خارج می شود به تجربه دریافته ایم

که هر چه فشار وارد بر پیستون بیشتر باشد به همان نسبت فشار مایع خروجی از سرنگ بیشتر خواهد بود. 

برای درک بهتر تصور کنید ظرف استوانه ای پر از مایع به چگالی p  را که با پیستونی محدود شده و روی پیستون گلوله های سربی قرار دارد. 

فشار های جو ، وزن پیستون و گلوله های سربی را در نقطه p1 در نظر داشته باشید ،

می دانیم که فشار در عمق دلخواه h  از این ظرف دقیقا به اندازه pgh بیشتر از نقطه p1 است .

p2 =p1+pgh

خوب طبیعی است اگر تعداد گلوله های روی پیستون را تغییر دهیم مقدار p1 نیز تغییر می کند.

 با توجه به تراکم ناپذیری مایع و ثابت ماندن مقدار pgh حتما مقدار p2 به اندازه ی  p1  تغییر می کند

و این دقیقا به این معنی است که تغییرات فشار در این دو نقطه یکسان است و هرگز به ارتفاع بستگی ندارد . 

برای اولین بار بلیز پاسکال دانشمند فرانسوی این موضوع را بررسی کرد.

 همین دلیل است که به افتخار او نام این اصل فیزیکی اصل پاسکال است. 

در واقع به صورت کاملا علمی هر تغییری در فشار وارد بر هر شاره ی تراکم ناپذیر و محبوس ،

بدون هیچ کم و کاستی به تمامی بخش های شاره و به دیواره ی ظرف منتقل می شود.  

کاربردی ترین مثالی که می توان برای اصل پاسکال و ارائه یک سری مطالب علمی دیگر بیان کرد بالابر های هیدرولیکی هستند ،

اصولا طراحی بالابرهای هیدرولیکی اصولا بر پایه اصل پاسکال استوار است.

از این دستگاه برای بالا بردن اجسام سنگین استفاده می شود . 

حالت عادی و بدون حضور بار فشار در پیستون کوچک p1 و فشار در پیستون بزرگ p2 می باشد .

به محض قرار گرفتن بار روی پیستون بزرگ قطعا فشار وارد بر این پیستون افزایش می یابد که میزان افزایش آن دقیقا F2/A2 می باشد .

توجه کنید که در این حالت مقدار F2 با وزن بار برابر است .

اگر مایع در تعادل باشد طبق اصل پاسکال در پیستون کوچک هم به همان اندازه افزایش فشار خواهیم داشت برای در تعادل بودن پیستون کوچک باید نیروی وارد بر آن به اندازه ی F1 افزایش یابد به نحوی که فشار در هر دو پیستون برابر باشد . 

به خاطر داشته باشید که از این مکانیسم برای دستگاه های خرد کن و پرس هم استفاده می شود . 

خوب همان طور که اشاره شد برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار، تراکم پذیر یا  کسی چه می داند در بعضی موارد تراکم ناپذیر احتیاج داریم .

ولی تا اینجا تقریبا راجع به نیمی از فرمول های مهم آموزش هیدرولیک چیست؟ مقدماتی بحث کرده ایم !!!

در هیدرولیک صنعتی این پمپ های هیدرولیکی ( در مورد پمپ و مشخصا پمپ هیدرولیک در مقاله ای مجزا به قدر دانش ،مفصل مطالبی ارایه نموده ایم!!! )هستند که می توانند نیروی مکانیکی را تبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمایند. 

مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است که این وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها با افتخار به عهده می گیرند .

بعد از کنترل فشار و تعیین جهت جریان توسط ولوها ،سیال تحت فشار به سمت عملگرها یعنی سیلندرها یا موتور های هیدرولیکی هدایت میشوند

تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز به صورت خطی یا دورانی تبدیل شود.

 به خاطر داشته باشید که اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و پنوماتیکی بر قانون پاسکال استوار است . 

یعنی فشار در سرتاسر سیال در حال سکون یکسان است البته مستقل از وزن سیال ،

در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکسان است و در آخر فشار سیال در تماس با سطوح به صورت عمودی وارد می شود.

۲- قانون اول ترمودینامیک :

این قانون که به عنوان قانون بقای کار و انرژی هم مطرح می شود .

  AU=Q+W

اگر به سیستمی گرما داده شود ،انرژی درونی سیستم تغییر می کند.

حاصل آن کار انجام شده توسط سیستم و یا کار مورد نیاز سیستم برای تغییر انرژی درونی خواهد بود .

فرمول بالا را مورد بررسی قرار دهید

U مقداری است ثابت ، Q گرمای جذب شده توسط سیستم در طی یک فرایند

و W کار انجام شده توسط سیستم در برابر نیروی خارجی خواهد بود.

۳- قانون برنولی :

یا برداشت ریاضی از قانون بقا انرژی در سیالات به این شرح است

که در شاره ای که در جریان دارد افزایش سرعت جریان با کاهش فشار همزمان است به شرطی که ارتفاع سیال ثابت باشد .

                                  V.V/2+gh+P/P =b

در این فرمول V سرعت شاره ، g شتاب گرانش زمین، h ارتفاع از نقطه دلخواه در جهت گرانش زمین ،

P فشار در شاره ، P چگالی شاره و b عرری ثابت معروف به ثابت برنولی می باشد .

نکته قابل توجه اینکه در مورد این رابطه می توانیم هد را  تعریف کنیم که بیانگر بقا ارتفاع یا هد سیال است و از تقسیم معادله بر شتاب گرانشی بدست می آید

     P/(Rg)+V.V/2g+Z=CONSTANT

P فشار ، R دانسیته ، g گرانش زمین ، V سرعت حرکت سیال ، Z ارتفاع سیال از سطح مبنا می باشد

و اصطلاحا به قسمت P/Rg هد فشار و قسمت V2 /2g  هد سرعت و Z هد ارتفاع اطلاق می شود .

اصلا برنولی پایه گذار علم هیدرودینامیک در دنیا است .

کتابی با همین مضمون هم نوشته که می توان گفت که کتاب HYDRODYNAMICA در حقیقت هیدرودینامیک جاودان است .

یا Paul Du Bois-Reymond اشاره کرده که این اثر”ثروت عظیم ایده‌” است.

رسالت ما طبق قرار دار اولیه اطلاعات تکمیل است پس ،

بدانید و آگاه باشید علاوه بر کتاب فوق خانواده ی برنولی ها در زمینه ی ریاضیات و مشخصا آموزش هیدرولیک تالیفات دیگری هم دارند که یکی از بهترین ها کتاب Hydrodynamics and Hydraulics است

۴- قانون بویل ماریوت :

این قانون نشان می دهد در دمای ثابت ، حاصل ضرب فشار و حجم یک گاز (گاز آرمانی) همواره ثابت است .

if T = CET            P1(V1)=P2(V2)

۵- قانون شارل :

یا قانون حجم ها این قانون می گوید که برای یک گاز کامل یا آرمانی در فشار ثابت ، حجم با دمای مطلق گاز (در کلوین) نسبت مستقیم دارد .

V1/T1=V2/T2

۶- قانون گیلوساک :

یا قانون فشار ها به بررسی فشار وارد بر دیواره های ظرف در بر دارنده ی یک گاز کامل (آرمانی) می پردازد که این شرایط با دمای مطلق آن گاز متناسب است .  

if V= CET             P1/(T1)=P2/(T2)

۷- قانون چارلز :

بدین صورت مطرح می شود که اگر فشار گاز ثابت باشد با افزایش دما حجم گاز افزایش خواهد یافت .

if P = CET           V1/T1=V2/T2

البته باید مفهوم توان را در سه جنبه بررسی کرد

توان الکتریکی با فرمول      P=V. I

( I بر حسب آمپر ،  V بر حسب ولتاز می باشد )

توان سیال با فرمول      P = P.Q

( P فشار سیستم و Q دبی سیستم می باشد )

توان مکانیکی   با فرمول    P=F.V1  OR P=T.W

(T گشتاور و W سرعت زاویه ای )

خوش آمدید به دنیای آموزش هیدرولیک صنعتی ما 

هیدرولیک می تواند هر جا که نیروی تحت کنترل مورد نیاز است استفاده شود،بنابراین به بیرون بروید و به دنیای هیدرولیک بپیوندید.

 در دنیای امروز برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه ،

کاملا تحت کنترل ،قابل  محاسبه و با دقت زیاد مد نظر می باشد.

 در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در دو شاخه ی هیدرولیک و پنیوماتیک در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. 

تمام فعالیت های توسعه در حیطه ی هیدرولیک و پنوماتیک بر نیازهای بشری تمرکز می کنند

و بنابراین اغلب به اجزای سازنده و سیستم های متفاوتی منجر می شوند. 

با بهینه سازی،سیستم های هیدرولیکی و پنوماتیکی جمع و جور و اقتصادی را ارائه کند

که به طور همزمان سطح عملکرد برنامه را افزایش می دهد.

ایجاد سیستم هایی با انعطاف پذیری بسیار زیاد و مدرن در ترکیب با کنترل های الکترونیکی آسان برای استفاده بهینه ماه عسل تفکرات انسان در دهه های اخیر بوده است. 

هیدرولیک،شناخت ویژگی های جریان سیال برای انتقال سیگنال،نیرو و انرژی است. 

این بدان معنی است که همیشه با فشار روغن هیدرولیک می توانیم کارهای بزرگی انجام دهیم (البته اگر جانب احتیاط را حفظ کنیم).

نه فقط از دیدگاه کاملا فیزیکی، بلکه با توجه به ایده های جدید و سازگار با خواسته های بشری.

ایده های دقیقا متمرکز بر نیازهای انسان .

تحت تاثیر هیدرولیک، یک مایع که به طور معمول راکد و بی مصرف است، به عامل ایجاد نیروی فوق العاده قدرتمند و ثابت تبدیل می شود.

مهندسان این قدرت را نه تنها برای به کارگیری قطعات استثنایی با دوام مهم میدانند، بلکه برای اطمینان از وجود بلند مدت و پایدار آن ، مهم میدانند.

بنابراین به سراغ دنیای هیدرولیک بروید از ورودی آموزش هیدرولیک ماشین .

شرکت ها برای قرن ها بدون شیوه های پایدار موفق نبوده اند.

علم و صنعت هیدرولیک رویکردی پایدار از بسیاری جنبه ها را طلب می نماید،

محیط زیست، بهره وری و حتی حفظ کارکنان. به هر حال لازم است همواره در حال برنامه ریزی برای مدتی طولانی باشیم ، بنابراین تصمیمات را باید از منظر بلندمدت بررسی نماییم.

البته نه تنها به طور مداوم طراحی و تولید محصولات را انجام می دهیم،

بلکه باید شیوه های روزانه ما تا حد امکان مسئولیت انسانی ما در زمینه تعهد به ایمنی را پوشش دهی نماید.

به خاطر داشته باشیم ایمنی بی نظیر، نتیجه ی یک تلاش تیمی است و تعهد به ایمنی بسیار فراتر از امکانات تولید است. 

در تولیدات قطعات هیدرولیک نه تنها ایمنی کارکنان مجموعه را باید مورد توجه قرار داد، بلکه ایمنی کاربران محصولات نیز باید تضمین گردد.

محصولات باید به طور کامل در آزمایشگاه های پیشرفته آزمایش شوند تا قابلیت اطمینان و عملکرد آنها تضمین شود.این همه باید و تحکم لازم است!!!

خوب دوستان عزیزبه سبب این که ما مدعی هستیم این مقاله آموزش هیدرولیک صنعتی مرجع کامل مهندسی می باشد باید ذکر کنیم که

در مواردی که نیروهای نسبتا پایین و در مقابل سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد می توان از پنیوماتیک بهره گرفت ،

برخلاف سیستم های هیدرولیک  که قدرتهای بالا و سرعت های کنترل شده ی دقیق ایجاد می کند.

بسیار راغب هستیم عنوان نماییم که طراحی ساده، قابلیت افزایش نیرو، سادگی ، دقت کنترل،انعطاف پذیری و راندمان بالا

از جمله مزیت های بارز سیستم هیدرولیک با سیستم پنیوماتیک نسبت به سیستم های مکانیکی یا الکتریکی می باشد.

البته مستحضر باشید سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک قطعات محرک کمتری دارند

و با استفاده از این مدارها به راحتی می توانید در هر نقطه به حرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یابید ،

زیرا انتقال قدرت توسط جریان سیال پر فشار در خطوط انتقال انجام می گیرد

ولی در سیستم های مکانیکی برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و… استفاده می شود.

در سیستم های هیدرولیک یا پنوماتیک علاوه بر اینکه می توانید با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یابید می توانید نیرو های بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی کنترل نمایید.

انعطاف پذیری این سیستم ها مرهون بهره گیری از شیلنگ های انعطاف پذیر است

که در آنها از محدودیت های مکانی برای نصب خبری نیست.

به خاطر اصطکاک کم و هزینه پایین از راندمان بالایی برخوردارند

همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچ های فشاری و حرارتی می توان سیستمی مقاوم ، مطمئن و ایمن داشت.

بسیار خوب وه علاوه بر موارد یاد شده برای تکمیل آموزش گاهی اوقات عزیزان علاقمند به دریافت آموزش‌های حضوری و بررسی در آزمایشگاه‌های فنی هستند.

 قطعا امروز بهترین مرجع آموزش دوره جامع هیدرولیک و پنوماتیک بعد از وزارت علوم از طریق دانشگاه  سازمان فنی و حرفه‌ای است.

دوره‌ آموزش هیدرولیک عمومی و پنوماتیک بسیار عالی با مدارک معتبر جهانی ارائه می‌کنند و کاملاً رایگان ، قابل دسترسی برای تمامی علاقمندان در تمامی کشور .

پدید هیدرولیک پنوماتیک با توجه به وظیفه ذاتی آموزشی که دارد،هم از طریق رسانه‌های ارتباط جمعی که حتماً با آن آشنا هستید اطلاعات مربوط به دوره‌ها را در اختیار شما قرار خواهد داد

آدرس وب سایت پرتال جامع سازمان فنی و حرفه‌ای کشور برای اطلاع از دوره‌های آموزشی پرتال www.portaltvto.com می‌باشد. کافیست به قسمت ثبت نام در دوره‌های آموزشی مراجعه کنید .

پس ازتحصیلات آکادمی برای کارآموزی روی ما حساب کنید.

  وجود نرم افزارهای فراوانی به جهت آموزش و یا تست سیستم‌های هیدرولیکی انکار ناپذیر است .

میتوانیم برای آموزش هیدرولیک با نرم‌افزار automation studio شروع کنیم .

آموزش اجزای سیستم های هیدرولیکی

یک سیستم ممکن است از اجزاء متعددی تشکیل شده باشد.

پمپ های هیدرولیکی

Hydraulic Pump تلمبه ای که جریان سیال را در سیستم هیدرولیکی به حرکت می اندازد.

ولوهای هیدرولیکی

شیر هایی برای کنترل فشار هیدرولیکی Hydraulic Pressure Control Valve، کنترل سرعت جریان هیدرولیک Hydraulic Flow Control Valve و کنترل جهت حرکت سیال هیدرولیک Hydraulic Directional Valve

انباره های هیدرولیکی یا آکومولاتورهای هیدرولیکی

accumolator کار جبران سازی فشار هیدرولیکی یا ضربه گیری مدار هیدرولیک را انجام می دهند

آکومولاتورها گاهی در مدار هیدرولیک فشار سازی هم می کنند .

فیلتراسیون

سیستمی برای جلوگیری از ورود آلودگی و جداسازی آلودگی ها از سیستم
روغن های هیدرولیک و مخازن روغن هیدرولیکی

آب بندهای هیدرولیکی

یا سیل ها شامل اورینگ ، رینگ ، پکینگ و…
اتصالات هیدرولیکی و شیلنگ ها

موتورهای هیدرولیک

سیلندرهای هیدرولیکی و هیدروموتورها

محرک های هیدرولیکی HYDRAULIC ACTUATOR

این واحد بسیار مهم است،

چون نتیجه ی اعمال تمامی اجزا را می توان در یک واحد عملگر مشاهده کرد ،

ایجاد حرکت دلخواه با نیروی ایجاد شده به صورت فیزیکی و دینامیکی هدف از ایجاد یک مدار هیدرولیک است که نمود آن را در عملگر ها می بینیم.

انرژی واحد عملگر از سه منبع به وجود می آید:

نیروهای الکتریکی

نیروی هیدرولیکی

نیروی پنیوماتیک

با این دسته بندی عملگرها پنج گروه می شوند :

عملگرهای الکترومکانیکی

عملگر های الکتریکی مانند موتورهای AC و موتورهای پله ای

عملگرهای پیزوالکتریک

میکروموتورها

عملگرهای هیدرولیک وپنیوماتیک

در دوره آموزش مبانی هیدرولیک قطعات اصلی به گروه های اصلی

۱- موتور ها و پمپ ها به عنوان واحد تامین کننده قدرت سیستم

۲- شیرها ( کنترل جهت ، کنترل فشار ، کنترل جریان ، بی بار کننده ها  ، کاهنده ها و … )

۳- عملگرها

۴ اتصالات که ارتباط اجزا فوق را ممکن می سازند

تقسیم می شوند .

و نکته جالب این که در پنوماتیک هم همین دسته بندی اجزا با تفاوت های بسیار کوچک وجود دارد .

مثلا در پنیوماتیک کمپرسور واحد تامین قدرت سیستم می باشد .

نکته پر اهمیت دیگر اینکه در ادوات پنوماتیک برخلاف هیدرولیک قطعات نیاز به روانکاری و آبگیری دارند

امروزه این تمهیدات اندیشیده شده ،به یمن طراحی بی نقص مکانیسم داخلی قطعات که بسته است

روانکاری در هنگام تولید و ساخت قطعه صورت می پذیرد و این خاصیت و مواد روان کننده در همواره وجود دارد و در تمام طول عمر قطعه سبب عدم نیاز به هرگونه روانکاری مجدد و اضافی میگردد . )

که هنوز هم در بعضی موارد با اضافه کردن قطعات این کار امکان می پذیرد (قطعات اضافی فیلتر+رگلاتور+روغن زن+رطوبت گیر= واحد مراقبت)    

جک هیدرولیک و محاسبه جک هیدرولیک

به جهت تکمیل اطلاعات در این قسمت لازم است که به نحوه ی محاسبات برای متداول ترین عملگر هیدرولیک و پنیوماتیک یعنی سیلندرها بپردازیم.

این دلیل عمده ای دارد و آن این است که مهم ترین قسمت مشاهده نتایج کار ما در عملگر ها اتفاق می افتد و از حیث پر کاربردی و سادگی ابتدا به محاسبات سیلندر های هیدرولیک می پردازیم.

بعدا ختما راجع به هیدروموتورها و عملگرهای دورانی و نحوه ی محاسبات مربوط به آنها خواهیم پرداخت .

عزیران HYDRAULIC CYLINDER جک هیدرولیک به اینگلیسی و PNEUMATIC CYNINDER جک پنوماتیک به اینگلیسی می باشد.

برای محاسبه مقدار نیرویی که در عمل سیلندر پنوماتیک میتواند اعمال کند،این نکته حیاتی است که بدانیم نیرویی که سیلندر می تواند اعمال کند تابعی است از قطر پیستون،فشار هوا و در نهایت مقاومت های اصطکاکی،ولی به صورت قراردادی برآورد نیروی پیستون در حالت استاتیک (ایستا، متعادل) صورت می پذیرد و به همین سبب این محاسته تا ده درصد می تواند خطا داشته باشد

F =A.P-FK

(F نیروی سیلندر ، A سطح پیستون ، P فشار هوا ، FK اصطکاک)

F=D2.3.14/4.P-f

(F نیروی جلو رفتن رو سیلندر یک طرفه ، D قطرپیستون، P فشارکاری، f نیروی فنر)

F=D.D.3.14/4.P

(F نیروی جلو رفتن در سیلندر دو طرفه ، D قطر پیستون ، P فشار کاری)

F= (D.D-d.D).3.14/4.P

(F نیرو سیلندر در برگشت به عقب ، D قطر پیستون ، d قطر دسته پیستون )

در مورد محاسبات مقدار مصرف هوای سیلندر باید به این نکته اشاره کنیم که در صورت معین کردن فشار هوا ، قطر پیستون و طول کورس می توانیم مقدار مصرف هوا را بدست آوریم

Q = RC.A.S

کورس*سطح پیستون * نسبت تراکم = هوای مصرف شده

البته نسبت تناسب از رابطه ی

RC=1.013+P(bar)/1.013

بدست می آید و به معنای دقیق تر برای سیلندرهای یک طرفه

Q=A.S.N.(PT+P/PT)

و مقدار هوای مصرف شده برای سیلندرهای دو طرفه

Q=(A1+A).S.N.(PT+P/PT)

می باشد که در دو رابطه ی فوق Q مقدار هوای مصرف شده ، A.A 1

سطح مقطع طرفین سیلندر، Pفشار کاری ، PT فشار جو معادل 1.013bar  ، تعداد کورس در هر دقیقه n و s  کورس می باشد )

در اینجا خالی از لطف نیست یک فرمول کاربردی دیگر را هم بررسی کنیم تا به واسطه ی آن بتوانیم دبی جریان را در سیلندر های پنوماتیک محاسبه کنیم

Qn=Q/T.60.10-.0.001

( Qn دبی جریان ،Q هوای مصرفی در یک کورس ، T زمان جابجایی پیستون می باشد .)

در مورد انتخاب شیر های پنیوماتیک یک کمیت مهم تعریف می شود که ضریب جریان نام دارد .

ضریب جریان کمیتی است برای نشان دادن ارتباط افت فشار و نرخ جریان عبوری از شیر (در مورد شیرآلات پنیوماتیکی به دلیل عدم تراکم پذیری هوا محاسبات پیچیده ای دارد )

CV=Q/X. T/ AP.P out

در فرمول ارائه شده CV ضریب جریان ،AP افت فشار در شیر ، P out فشار خروجی به صورت مطلق ،   Q نرخ جریان عبوری از شیر،T دمای هوا، Q ثابت 68.7 برای واحد متریک و 22.48 برای واحد های اینچی می باشند .

البته باید به خاطر داشت که هر چه شیر بزرگتر باشد ضریب جریا ن بیشتر ولی مقاومت در برابر جریان کمتر و در نتیجه  افت فشار هم کمتر است

افت فشار با مربع شدت جریان متناسب است .

محاسبات مربوط به شیرهای هیدرولیک

در مکانیک سیالات و هیدرولیک قطعه ای که انرژی را کنترل کند شیر نام دارد .

قادر است فشار یا دبی  را کنترل و تنظیم نماید(نکته جالب اینجاست که هر گاه از متخصصان در مورد نام قطعه ای که در رابطه با آن اطلاعی ندارند بپرسید در جواب حتما خواهید شنید که این قطعه یک شیر است !!!)

شیر آلات در حوزه ی آموزش هیدرولیک به طور کلی در چهار قسمت طبقه بندی می شوند

شیرهیدرولیک کنترل جهت

شیرهای هیدرولیکی کنترل فشار

شیرآلات هیدرولیکی کنترل جریان

شیر هیدرولیک یک طرفه

 دقت کنید در طراحی خطوط مدار یکی از مهمترین موارد، توجه به میزان افت فشار سیستم  در هنگام عبور سیال از  خطوط مدار است . 

واضح است که چون این افت فشار رابطه مستقیمی با درصد باز بودن شیر ، نوع سیال و شرایط آن،ساختمان داخلی شیر ، سایز شیر، متریال

تشکیل دهنده شیر و حتی سطح صیقلی  داخلی خطوط دارد ما به تشریح کمیت ضریب جریان شیر می پردازیم.

ضریب جریان شیر یا همان ضریب شیر CV نام دارد

که طبق تعریف یک CV عبارت است از یک گالن آمریکایی از آب ۶۰ درجه فارنهایت که در هنگام عبور از شیر یک پی اس آی  افت فشار داشته باشد.

 با مشخص بودن ضریب جریان می توان محاسبات مربوط به افت فشار و تعیین سایز را انجام داد تا همواره در مدار دبی پایداری را داشته باشیم .

 البته در برخی موارد به جای CV از ضریب دیگری بنام KV استفاده می شود

که در حقیقت نسبت جریان حجمی عبوری از یک شیر بر حسب متر مکعب در ساعت ،در دمای بین ۵ الی ۴۰ درجه سانتیگراد و فشار۱ bar است .

رابطه KV  با ضریب CV  به این صورت است که معمولا مقدار CV  توسط سازنده شیر ارائه می شود .

مقدار CV تابعی از درصد باز شدن شیر است و  برای تعیین مقدار CV می توان از آزمایش نیز استفاده نمود ؛

بدین ترتیب که سیالی را با دبی خاصی از شیر عبور میدهند و میزان افت فشار آن را می سنجند . 

از آبیاری باغ و باغچه به صورت اتوماتیک بگیرید تا دستگاه های plc . 

شیر برقی ها برحسب نوع کاربرد اسامی گوناگونی دارند .

شیرآلات خانگی Faucet و شیرآلات صنعتی  valve نامیده می شوند،

  به خاطر داشته باشید Industrial Valve هم یک واژه ی کلی است

ولی اصولا منظور از شیر برقی در واقع قطعه ای است که در حیطه ی باز و بست یا قطع و وصل جریان سیال به کار گماری می شود.

ولو های حوزه کنترل جهت مثل

شیرهای توپی Ball Valve ، شیرهای پروانه‌ ای Butterfly Valve ، شیرهای دروازه‌ ای Gate Valve ،شیر مخروطی Plug Valve

یا شیر برقی های مناسب برای تنظیم و کنترل جریان

مثل شیرهای کره‌ای Globe Valve ،شیر یکطرفه Check Valve ،شیر سوزنی Needle Valve .

شیرهای دیافراگمی Diaphragm Valve

بر حسب نوع کاربرد، جنس شیر ها مختلف است

مثلا در کارهای ساختمانی شیرهای چدنی ، برنزی ، برنجی و گاهی استیل استفاده می‌شود و در کارهای صنعتی شیرآلات عموما از فولاد کربنی ، فولاد آلیاژی و یا فولاد ضد زنگ هستند . 

طبیعی است که به واسطه گوناگونی و تنوع سیستمها ، سیالات و محیط هایی که ولوها باید در آنها عمل کنند ، خودشان هم متنوع هستند.

بعضی توانایی کنترل جریان را به صورت دریچه ای دارند، بعضی قادر به جلوگیری از عبور جریان و گروهی دیگر ایده آل  در سیستم های خورنده یا فشار بالا .

دانش و درک این اختلاف و چگونگی اثرگذاری این قابلیت ها بر عملکرد ولو و به تبع عملکرد موفقیت آمیز یک تجهیز امری حیاتی و ضروری است.

اگر بر اساس  نوع مغزی شیر ها را دسته بندی کنیم خواهیم داشت ،

شیر توپی   BALL VALVE  ، شیر سماوری  PLUG VALVE ، شیر سوزنی NEEDLE VALVE  ، شیر دروازه ای  GATE VALVE ، شیر پروانه ای  BUTTERFLY VALVE  ، شیر دیافراگمی  DIAPHRAGM VALVE  ، شیر بشقابی  GLOBE VALVE   و نهایتا  چک ولو  CHECK VALVE 

خوب برای سوق مطالب به سمت کاربرد بهتر در این قسمت از آموزش هیدرولیک صنعتی چیست یک سری نکات قابل توجه در هنگام انتخاب شیر برقی را متذکر می شویم 

اولین نکته توجه به ولتاژ ورودی مد نظر ماست باید بدانیم که ولتاژ مد نظر به چه صورتی می باشد

دومین نکته توجه بسیار بسیار زیاد به میزان عملکردی است که از شیر برقی انتظار داریم مشخصا منظور ما میزان سیکلهای کاری مورد انتظار و حداکثر زمان فعالیت شیر برقی می باشد .

سومین نکته توجه به اندازه و سایز می باشد،

چهارمین نکته توجه به فشار کاری مدار و به تبع فشار کاری شیر برقی می باشد.

پنجمین نکته توجه به نوع سیال و محیط می باشد که مثلا مواد قابل انفجار و یا هوا هر کدام برخورد مناسب خود را می طلبند.

به منظور توضیحات دقیق تر با شیر آلات کنترل جهت جریان آغاز می کنیم 

چهار مکانیسم اصلی برای کنترل جهت جریان در طراحی ولوها وجود دارد

اول حرکت یک دیسک یا توپی به سمت داخل یا خلاف دریچه سبب کنترل جهت جریان می شود دقیقا مکانیسم داخلی  Globe Valve  و Needle Valve 

دوم برشی از یک صفحه تخت،استوانه ای یا کروی در سرتاسر یک دریچه سبب کنترل جهت می شود یعنی دقیقا سیستم داخلی Gate Valve و Plug Valve 

 سوم گردش یک دیسک بیضوی حول یک شفت در سراسر قطر یک دریچه سبب کنترل جهت جریان می گردد، مکانیسم Butterfly Valve  و Ball Valve  

و در نهایت چهارم حرکت یک جسم قابل انعطاف به داخل مسیر جریان سبب کنترل جهت جریان می شود و این تعریفی از  شماتیک Diaphragm Valve است.

 در صورت عملکرد با نیروی الکتریک به شیر برقی های هیدرولیک سلونوئید ولو  اطلاق می شود .

 سلونوئید ولو در حقیقت یک شیر الکترومکانیکی است برای  قطع و وصل و از این طریق هدایت و کنترل مسیر سیال . 

این سلونوئید است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی جهت چرخش ، باز یا بستن یک ولو به صورت مکانیکی تبدیل می کند.

یعنی در سلونویید ولو ها به واسطه جریان برق وارد شده به بوبین آن ،عمل قطع و یا وصل جریان سیال را انجام می دهد.

 شیر های دو راهه  امکان حضور سیال در قسمت خروجی را صادر می نمایند یا مانع میشوند

و در شیرهای سه راهه سیال ورودی به یکی از دو مسیر خروجی هدایت می شود.

قطعه سلونوئید در مکانیسم شیرآلات سبب وجود مزیت هایی چون سرعت در انجام کار، قابلیت اعتماد و طول عمر بالا، ،طراحی یکپارچه و مصرف انرژی پایین می شود.

دو قسمت اصلی تشکیل دهنده ی ولو هیدرولیکی بدنه و سولونویید بوبین هستند .

که خود سلونوئید شامل سیم پیچ ، میله آهنی، فنر وکانال کنترلی می باشد . 

قطعه ای برای عبور سیالات مثل مایعات و هوا که باز و بسته شدن آن به وسیله برق انجام شود.

عموما شیر برقی یا سولنویید ولو نام دارد.

عملکرد شیر برقی تقریبا مشابه کنتاکتور می باشد به خاطر داشته باشید از بوبین برای برقراری جریان برق استفاده می شود

قسمتی از شیر برقی که مکانیزم اصلی  باز و بسته کردن شیر را بر عهده می گیرد سلونویید نام دارد.

 سلونوئید از سه قسمت سیم پیچ ، قاب و سنبه سلونوئید متشکل است .

غالبا این قاب ها از لایه های ورق فولاد ساخته می شود

موقع وصل شدن برق به سیم پیچ، قاب آهنربا می شود و باعث جذب سنبه و حرکت آن می شود

پس در حقیقت سنبه سلونوئید قسمت متحرک درونی سلونوئید محسوب می شود. 

شیر برقی ها نمونه های مختلفی دارند، شیرهای برقی ها عموما به صورت دو راهه، سه راهه، و چهار راهه ارائه می شوند.

شاید جالب باشد عملکرد یک شیر برقی های سه راهه

درست مثل کنتاکت رله با یک ورودی یا دو ورودی مشترک و دو خروجی

که یکی در حالت عادی باز و دیگری در حالت عادی بسته است می باشد .

سولونوئید ولوها را ،نیز می توان از منظرهای مختلف گروه بندی کرد مانند چند راهه بودن،نوع برق مصرفی DC یا AC و وضعیت آن در حالت OFF و ON .

در بعضی دایرکشنال ولوها، سولونوئید مستقیم به شیر فرمان می دهد و در بعضی دیگر سلونوئید ها خود به عنوان یکی ولو کمکی و کنترلی برای راه اندازی یک شیر بزرگ تر استفاده می شود. 

در حقیقت یک سلونویید ولو ترکیب شده با یک ولو بزرگتر است.

ولی به صورت  واحد و یکپارچه ارائه می شوند. 

کاربرد این سری سلونوئید ولو ها برای کنترل یک شیر صنعتی بزرگتر،کنترل سیلندرها در سیستم های پرقدرت بادی و هیدرولیک،

سیستم های آبپاش صنعتی و اتوماتیک،صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی،سیستم های تبرید ، تهویه مطبوع و … می باشد.

فراموش نکنید نماد شیرهای کنترل جهت مربع های کنار هم است(اصلا نگران نباشید به زودی مقاله ای مفصل در این مورد تقدیم می نماییم تا تمامی نمادها را بشناسید )

که تعداد آنها تعداد وضعیت هایی است که شیر هیدرولیک میتواند داشته باشد

و پیکانهای داخل مربع که مشخص کننده جهت جریان ما بین دهانه ها می باشند . 

همانطور که اشاره شد یکی از وضعیت ها حالت نرمال یا تحریک نشده شیر می باشد ،

در نامگذاری ابتدا تعداد دهانه شیر و سپس تعداد وضعیت ها اعلام می شود.

دوستان علاقمند جهت مزید استحضار اعلام می شود که شیرهای کنترل جهت دارای محرک های گوناگونی نیز

( نظیر تحریک با کلید فشاری و برگشت با فنر ، تحریک با اهرم دستی بدون برگشت خودکار ، تحریک با اهرم خارکی،تحریک با پدال ، تحریک با فشردن فنر و تحریک با غلطک )می باشند

برای آشنایی بیشتر می توانید استاندارد DIN ISO 1219 را ملاحظه فرمایید.

شیر اطمینان SAFETY VALVE 

از تجهیزات ویژه ای که یک واحد را در مقابل افزایش ناگهانی فشار ایمن می سازد شیرهای اطمینان هستند.

شیرهای اطمینان به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشار ناگهانی داخل موتورخانه ها ،کارخانه ها بطور کلی انواع سایت های صنعتی هستند.

و برای انواع سیالات از قبیل گاز، بخار، آب یا هوای فشرده قطعات محدود کننده فشار، معمولا تضمین کننده ی فشار قابل تحمل برای دستگاه وهمچنین حافظ ایمنی افراد می باشند.

 به خاطر داشته باشید اصطلاح فشار کارکرد ایمن safe operating limits for pressure ویا SOL/P بسیار معروف است.

نحوه ی عملکرد شیرهای اطمینان ارتباط مستقیم با نحوه طراحی سفتی ولو دارد اغلب پس از شروع باز شدن شیر اطمینان در اثر ازدیاد فشار ،

تحت تاثیر خاصیت POP Action این عمل به سرعت تشدید می شود تا زمانی که شیر کاملا باز شود . 

شیرهای اطمینان به واسطه ی آزاد کردن مقداری از سیال به مخزن عملیات ایمن سازی را انجام می دهند.

شیرهای کنترل فشار در محل ایجاد حداکثر فشار کاری نصب می گردند و در فرایندهایی که ممکن است در اثر ازدیاد فشار به محصول و یا تجهیزات خسارتی وارد شود از بروز این خسارات جلوگیری می کنند.

در حوزه ی شیرهای اطمینان اصطلاحاتی هستند که به آنها اشاره می کنیم

Over Pressure

 به فشاری اطلاق می شود که در آن شیر اطمینان در وضعیت کاملا باز قرار می گیرد و حداکثر ظرفیت تخلیه خود را ارائه می دهد.

بدیهی است که این فشار بالاتر از فشار نقطه تنظیم Set Pressure می باشد

و مقدار آن با توجه به کاربرد ها و استانداردهای مختلف،متفاوت می باشد.

طبق استاندارد BS 5500  این مقدار اختلاف فشار را در مورد سیستم های بخار و گاز برابر حداکثر ده درصد فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر می گیرند.

Blowdown

در حقیقت مقدار اختلاف فشار پایین تر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است

شیر اطمینان به دلیل بسته شدن کامل و محکم پس از باز شدن ،سپس برگشت سیستم به فشار عادی وجود دارد .

علاوه بر Blowdown این پارامتر به Reseat Differential معروف است.

میزان Blowdown نیز طبق استاندارد BS 5500 حداکثر حدود ده درصد است.

دو مقدار  Overpressure و Blowdown با توجه به نوع سیستم وانتخاب طراح قابل تغییر است.

Set point

تنظیم مناسب نقطه عملکرد شیر اطمینان،به دو دلیل مهم میباشد.

اولا ایمنی تجهیزات و قطعات مذکور و ثانیا حصول اطمینان از عملکرد شیر اطمینان با حداقل صدا و بدون ایجاد هرگونه صدمه به شیر اطمینان.

این نقطه نباید بیشتر از sol/p یا محدوده فشار کارکرد ایمن تجهیزات باشد.

از طرف دیگر باید به خاطر داشت که تنظیم فشار آزادسازی شیر اطمینان روی فشار کمتر از sol/p هیچگونه مزیتی به همراه نخواهد داشت

و تنها سبب افزایش احتمالی  دفعات باز شدن شیر اطمینان و  در نتیجه فرسایش خواهد شد .

نرخ تغییرات احتمالی فشار سیستم  پارامتر دیگری است

که باید در تنظیم شیر اطمینان لحاظ شود.

تا از باز شدن بی مورد شیر جلوگیری بعمل آید.

عدم توجه موجب می شود شیر اطمینان در بسیاری از موارد بسته کار کند

به این پدیده simmering گفته می شود.

 این حالت در نتیجه نزدیک بودن بیش از اندازه فشار سیستم به نقطه تنظیم روی میدهد

و علاوه بر ایجاد سروصدا و مسائل جانبی ،باعث ایجاد صدمه به قسمت های داخلی شیر و در نتیجه نشتی دائمی آن خواهد شد.

Shut-off margin

هنگامی فشار کاری سیستم و نقطه تنظیم شیر اطمینان به هم نزدیک باشند،

پس باید یک فشار اطمینان دیگر نیز به عنوان گارانتی و اطمینان از بسته ماندن کامل شیر تعبیه شود.

که معمولا حدود یک دهم bar می باشد فراموش نکنید که تغییرات فشار احتمالی سیستم را در نظر بگیرید.

شیرهای اطمینان یک سری پر کاربرد با عنوان شیرهای فشار شکن دارند ،

این قطعات در حقیقت حداکثر فشار را در یک سیستم محدود میکنند به این صورت که

هنگامی که میزان فشار در یک سیستم به حد خاصی برسد،جریان سیال از طریق این شیر به مخزن هیدرولیک تخلیه میشود 

۱- شیرهای کنترل فشار بلوکی 

۲- شیرهای کنترل فشار خطی 

۳- شیرهای کنترل فشار کارتریجی 

۴- شیرهای کنترل فشار مدولار یا زیر شیری 

گاهی لازم است که یک فشار بالا و یا متغیر را به فشاری ثابت و مشخص تبدیل کرد،

این دقیقا همان زمانی است که در یک مدار از یک شیر فشار شکن هیدرولیک استفاده می نمایند ،

هدف از به کارگیری شیرهای کنترل فشار در حقیقت کنترل و تنظیم حداکثر فشار قسمتی از مدار یا کل مدار هیدرولیک است.

 Safety Valve And Relief Valve  

Safety valve متناسب با نوع کارکرد تنوعی فراوان درصنعت دارد که در استانداردهای مختلفی تعریف می شود. 

برای مثال استاندارد I VIII  برای انواع بویلر و مخازن تحت فشار را جهت نمونه مثال می زنیم.

بر پایه استاندارد ASME/ANSI PTC 25.3 این تجهیزات طبقه بندی زیر را دارند:

LOW LIFT SAFETY VALVES

FULL LIFT SAFETY VALVES

FULL BORE SAFETY VALVES

BALANCES SAFETY VALVES

PILOT OPERATED PRESSURE RELIEF VALVES

CONVENTIONAL SAFETY VALVES

LIFT SAFETY VALVES

HIGH LIFT SAFETY VALVES

PROPORTIONAL SAFETY VALVES

DIAPHRAGM SAFETY VALVES

BELLOWS SAFETY ALVES

CONTROLLED SAFETY VALVES

ASSISTED SAFETY VALVES

BALANCED PISTON SAFETY VALVES

واژه های شیر اطمینان safety valve  و شیر اطمینان فشار شکن safety relief valve یک معنی دارند.

و منظور دقیقا تجهیزاتی مرتبط با آزاد سازی فشار اضافی سیال در واحد می باشد.

خوب بدیهی است در این حیطه محدوده وسیعی از ولوها برای عملکرد در شرایط بحرانی مورد استفاده قرار می گیرند.

صد البته که به صورت علمی و در بیشتر استانداردها تعاریف  خاص ، منحصر به فرد و ویژه ای برای دو واژه ی شیر اطمینان safety valve و شیر اطمینان فشار شکن safety relief valve وجود دارد

و حتما این تفاوت در عملکرد هم وجود دارد .

 البته استانداردهای آمریکا و اروپا تفاوت هایی بین اصطلاحات تجهیزات کاربردی از لحاظ معنی قایل است .

برای مثال در شیرهای اطمینان فشار شکن safety valve به محض اینکه فشار عملکردی به فشار تنظیمی set point برسد

سریعا این شیر عمل می کند و تا هنگامی که فشار عملکردی به پائین تر از فشار تنظیمی نرسد این شیر باز خواهد ماند.

 ولی در شیرهای اطمینان فشار شکن safety relief valve اگر فشار ورودی سیال تا نقطه فشار تنظیمی بالا رود

به منظور بالانس فشار بالا این ولو به تدریج باز خواهد شد

Relief Valve معمولا بصورت مداوم در حالت Over Pressure عمل می کنند تا فشار سیستم را در حد نرمال تنظیم کنند.

عمل کردن این ولوها هرگز به صورت pop-action یا عمل کردن ضربه ای نیست.

پس میتوان نتیجه گرفت برای سیال های غیر متراکم شیر فشار شکن relief valve گزینه ای ایده آل و برای سیالات تراکم پذیر

عموما شیر اطمینان safety valve ایده آل خواهد بود.

 بسیار بسیار بسیار مهم است همواره قبل از نصب یک safety valve در مدار از تمیز بودن داخل خطوط مدار اطمینان حاصل نمود

تا از ورود ذرات به داخل سفتی ولو و صدمه دیدن آن جلوگیری شود.

این قطعات در حقیقت حداکثر فشار را در یک سیستم محدود می کنند

به این صورت که هنگامی که میزان فشار در یک سیستم به حد خاصی برسد،

جریان سیال از طریق این شیر به مخزن هیدرولیک تخلیه میشود،

مشخصا در طراحی مدار هیدرولیک استفاده از پرشر ریلیف ولو ها علاوه بر ایمنی بالایی که به همراه خود خواهد داشت

از هدر رفت انرژی سیال و تحمیل هزینه های اضافی جلوگیری می نمایند.

 دوستان عزیز آموزش هیدرولیک صنعتی مستحضرند که در هنگام انتخاب لزوما به فشار کاری ایده آل قطعه توجه می نماییم

و از خاطر نمی بریم که این قطعه کنترل فشار باید چه مشخصه ای داشته باشد البته در این مورد مفصل تر بحث خواهیم کرد .

بر اساس مکانیسم داخلی شیر های محدود کننده فشار در دو سری کشویی و نشستی ارائه می شوند

که در آنها عامل جلوگیری از عبور جریان یا یک فنر یا یک اسپول میباشد

ولی به طور کلی از منظری دیگر اصل عملکرد شیر های محدود کننده فشار فنری به این صورت است

که هرگاه نیروی فشار ورودی به قطعه فشار شکن از نیروی فنر بیشتر شود

محفظه ی عبور جریان سمت مخزن به میزان افزایش فشار باز می شود.

تابخشی از دبی یا جریان به سمت مخزن سرازیر میشود.

شیر های فشار شکن هیدرولیک

در دو سری عمده

۱- شیر فشارشکن هیدرولیکی باعملکرد مستقیم

۲- شیر فشارشکن هیدرولیک پایلوت دار

تقسیم بندی میشوند

ولی خود این دو گروه از منظر نوع نصب می توانند بلوکی،خطی یا کارتریجی را شامل شوند.

 ساده ترین نوع شیرهای اطمینان،شیرهای فشار شکن با عملکرد مستقیم میباشند.

تمامی شیرهای فشار شکن هیدرولیک،یک دهانه ی فشار دارند

که به مسیر خروجی پمپ متصل می شود ویک دهانه تخلیه دارند که به مسیر برگشت سیال به مخزن اتصال می یابد .

یک ساچمه  یا یک مغزی مخروطی جلوی دهانه ورودی فشار قرار دارد ونیروی یک فنر از پشت ،آن را بر روی دهانه میفشارد.

 فشار سیال درون سیستم ورودی به دهانه شیر فشار شکن نیرویی را به ساچمه وارد کرده و مادامی که این نیرو کمتر از نیروی فنر باشد،

و به تبع سیال تحت فشار به قسمت های دیگر سیستم جاری می شود.

هنگام افزایش فشار سیال به حدی که نیروی وارد بر ساچمه غالب بر نیروی فنر باشد ساچمه از مقابل دهانه کنار می رود .

وسیال اجازه راهیابی به طرف مخزن را خواهد داشت.

 آموزش هیدرولیک صنعتی تمنا دارد دقت کنید میزان فشار مورد نیاز برای عملکرد شیر اطمینان را می توان با میزان فشردگی فنر تنظیم کرد

به سادگی پیچاندن پیچ تنظیم پشت فنر فشار شکن های سری دستی !

این نوع شیر اطمینان را شیر فشار شکن مستقیم Direct Acting

مینامند از این جهت که ساچمه مستقیما جلوی دهانه ورودی فشار را می بندد.

خوب خالی از لطف نیست که با نماد گرافیکی یک شیر اطمینان آشنا شوید !!!

شیر اطمینان در حالت عادی بسته است

یعنی فلش داخل مربع،هم راستا با دهانه ورودی و خروجی نیست.

در یک طرف مربع،خط چین به منزله مسیری که سعی به باز کردن شیر دارد

در قسمت روبرو یک فنر شیر را بسته نگه می دارد.

فلش روی فنر نشان دهنده قابلیت تنظیم نیروی فنر می باشد.

علاوه بر شیر فشار شکن هیدرولیکی مستقیم

اغلب مدارهای هیدرولیکی صنعتی

از شیر اطمینان پیلوت دار Pilot –Operated Relief Valve

استفاده میکنند.

این سری از ترکیب متشکل از یک شیر اطمینان پیلوت کوچک و یک شیر اطمینان اصلی می باشد.

با اعمال فشار سیستم ابتدا شیر پیلوت باز می شود و به تبع عملکرد شیر اطمینان اصلی حاصل می گردد.

همانند شیر اطمینان مستقیم ،شیر اطمینان پیلوت دار نیز یک دهانه ورودی فشار که به مسیر خروجی پمپ وصل می شود

ویک دهانه تخلیه که به مخزن متصل می گردد دارد.

مکانیسم قسمت پیلوت معمولا شامل مغزی مخروطی می باشد.

یک پیستون متصل به یک میله راهنمادر قسمت اصلی قرار دارد.

در پیستون یک سوراخ کوچک به نام گذرگاه  orifice هست که اجازه می دهد فشار و نیرو به هر دو طرف پیستون  به صورت برابر وارد شود.

نیروی فنر اصلی در حالت عادی فشارشکن را بسته نگاه می دارد .

مانع عبور جریان می شود.

فشار از طریق مسیر پیلوت به مغزی پیلوت نیز وارد می شود در صورت افزایش به حد نصاب مغزی پیلوت از جلوی دهانه پیلوت کنار می رود

اندکی از جریان سیال از طریق مسیر پیلوت به مخزن تخلیه می شود

به محض عبور جریان از این مسیر به دلیل باریک بودن یک افت فشار در پشت پیستون ایجاد می شود

این افت فشار لحظه ای در یک طرف پیستون سبب حرکت به بالا حرکت پیستون و باز شدن دهانه ی خروجی اصلی شیر فشارشکن و جریان سیال به مخزن هیدرولیک می شود . 

شیر فشارشکن پیلوت دار نسبت به شیر فشارشکن هیدرولیک مستقیم ظرفیت عبوری جریان و تحمل فشار بیشتری دارد،

محدوده ی تنظیم فشار شیرهای پیلوت دار وسیع است و شیر فشارشکن هیدرولیک پیلوت دار قابلیت کنترل از راه دور را دارا می باشند.

جهت طراحی مدارهای کامپکت و جمع و جور یک سری از ولوها با خصوصیات و شماتیک یکسان تولید می شوند

که توانایی نصب به صورت آپارتمانی روی هم را دارا هستند،

برای درک بهتر در این قسمت از آموزش هیدرولیک ماشین تصور کنید

دایرکشنال ولو ، ریلیف ولو،فلو کنترل ولو،سکوئنس ولو ،آنلودینگ ولو و … را با اتصالات روی هم چیده و در کمترین فضای ممکن جای دهی نمایید.

این سری را اصطلاحا مدولار یا زیر شیری مینامند .

همانگونه که از نام هر کدام بر می آید شیرهای فشار شکن بلوکی لزوما باید بر روی یک منیفولد نصب گردند

و این نحوه نصب روی بلوک به مزیت جمع و جور بودن مدار می افزاید البته به شرط و شروطی !!! 

ظرفیت لیتراژ بالا و قدرت منحصر به فرد این سری سبب جذب مهندسان به این گروه از شیرهای فشار شکن می باشد

البته که در سری شیر فشار شکن هیدرولیکی پیلوتدار ظرفیت های بالا با دقت ایده آل ساپورت می شوند . 

در مورد سری خطی خوب مشخص است که شیر فشار شکن هیدرولیکی سر راهی یا خطی یا IN LINE فوق العاده سریع به مدار اضافه می شود

به خاطر داشته باشید ایمنی اینگونه نصب از پایین ترین سطح برخوردار است البته بسیار بستگی به نوع مدار و اتصالات  دارد.

 در مورد گروه سوم شیرهای فشار شکن کارتریجی باید بدانیم سری ایده آل در مورد ولو های هیدرولیکی همین سری کارتریج ولو ها می باشند.

دقت منحصر به فرد،ایمنی فوق العاده،ظرفیت عالی و فشار کاری ایده آل را می توانیم یکجا در دسترس داشته باشیم .

تا این قسمت از آموزش هیدرولیک صنعتی بسیار راغبیم عنوان نماییم که کاهش فشار یا به تعبیر صحیح تر کنترل فشار به وسیله ی شیرها فشار شکن هیدرولیکی

از طریق نصب این قطعات به دو روش سری و موازی در مدار امکان میپذیرد .

هرگاه در یک مدار لازم بود در قسمت های مختلف فشارهای مختلفی داشته باشیم

غالبا از طریق نصب موازی بهره می گیریم

هرگاه در یک سیستم یا در قسمتی از یک سیستم فشار بالای با نوسان زیاد داشته باشیم ،

فشاری بالاتر از دویست bar و بخواهیم این فشار را مثلا به پنجاه بار تبدیل کنیم دو راه را پیش رو داریم

راه اول بهره گیری از قطعات دقیق با فشارهای کاری بالا می باشد

دوم استفاده از دو فشار شکن ، که اولی فشار را به دویست بار کاهش دهد

و دومی فشار را به پنجاه برساند در این صورت فشار شکن ها به صورت موازی در مدار نصب خواهند شد . 

در مطالب فوق آموزش هیدرولیک باید در مورد سایز فشار شکن ها و فشار های کاری آنها هم مطالبی را اضافه نماییم

تا بتوانیم ادعا کنیم که تقریبا کامل به طور اجمالی و عمومی مبحث را ارائه نموده ایم .

عزیزان علاقمند مستحضر باشند که اغلب سایز قطعات هیدرولیکی بر حسب اینچ طبقه بندی می شوند،ظرفیت ها ، ابعاد و اندازه بر این مبنا مشخص می شود .

 در مورد فشارهای کاری هم از فشارهای منفی آغاز می شوند و هر کمپانی تا سقف خاصی را ساپورت می نماید .

البته بعضی از کمپانی ها فشارهای منفی و بسیار پایین را هم پشتیبانی می کنند.

هر زمان لازم است در مورد فشار شکن هیدرولیک مطلبی را بیان نموده یا مکتوب نماییم فراموش نمی کنیم که

در میان چندین سری فشارشکن با مشخصات فنی و شماتیک یکسان واژه ی شیر فشار شکن هیدرولیکی ایده آل به ریلیف ولو هیدرولیکی اطلاق می شود

که ضمن این که عملکردی مطلوب در فشاری بالاتر از ماکزیمم فشار کاری ارائه می نماید

در فشارهای پایین تر از مینیمم فشار کاری هم بسیار بسیار دقیق باشد.  

شیرهای بی بار کننده آنلودینگ ولو  Unloading Valves 

شیرهای بی بار کننده آنلودینگ ولو  Unloading Valves 

ساختمان و مکانیسم داخلی آنلودینگ ولو های هیدرولیک شباهت زیادی به شیرهای اطمینان دارند،

در هر دو وقتی فشار به حد خاصی برسد،جریان سیال را به مخزن تخلیه خواهند کرد.

با این تفاوت که  شیر آنلودینگ ولو ، فشار مسیر پیلوت خود را می تواند از هر جایی در مدار دریافت کند،

در حالی که در شیرهای اطمینان،این فشار حتما باید از دهانه ورودی تامین گردد

در مواقعی که به جریان سیال ایجاد شده توسط پمپ نیازی نیست،

جریان ارسالی از پمپ با فشار ناچیز را به مخزن تخلیه می نماید.

درنتیجه از اتلاف انرژی به سبب حرارت ناشی از تخلیه سیال فشار بالا از طریق شیر فشارشکن جلوگیری می شود.

به خاطر داشته باشید شماتیک ظاهری شیر انلودینگ ولو دقیقا همانند شیر فشار شکن هیدرولیک میباشد.

شیرهای کاهنده فشار ردیوسینگ ولو Pressure Reducing Valves 

گاهی لازم است که سطح فشار سیال در قسمتی از مدار کاهش یابد،

از علاقمندان عزیز تقاضا می شود برای درک بهتر  نماد شیر کاهنده فشار را با نماد شیر اطمینان مقایسه کنند.

مکانیسم داخلی شیرهای ردیوسینگ ولو در حالت عادی باز است.

درست برخلاف شیر های اطمینان  که در حالت عادی بسته هستند .

دقت کنید شیر کاهنده فشار ،از مسیر دهانه خروجی خود فرمان میگیرند،برعکس شیرهای فشار شکن که از مسیر دهانه ورودی خود فرمان می گیرد

تفاوت پر اهمیت بعدی وجود یک مسیر تخلیه ی فرعی در شیر های کاهنده فشار میباشد که در شیر اطمینان هیدرولیک چنین مسیری وجود ندارد.

خوب بدیهی است که این مسیر به مخزن هیدرولیک اتصال دارد .

دقت کنید به سبب وجود فشار در هر دو سمت ورود و خروج ردیوسینگ ولو وجود یک مسیر تخلیه فرعی ضروری است

اما شیر اطمینان هیدرولیک به سبب اتصال مستقیم خروجی به مخزن و امکان تخلیه حفره های داخلی به مخزن این نیاز را ندارد،

این موضوع کلی وجود مسیر تخلیه فرعی در مورد همه ی قطعات و شیرهای هیدرولیکی که یکی از دهانه های آنها به مخزن اتصال ندارند نیز صادق است

در غیر این صورت به احتمال زیاد پس از مدتی اجزای آب بندی آنها آسیب خواهد دید.

شیرهای توالی ، شیر ترتیبی سکونس ولو  Sequence Valves 

گاهی لازم است که دو عملگر به ترتیب حرکت کنند در این صورت میتوانیم از شیر توالی که خود نوعی شیر کنترل فشار است بهره ببریم .

این شیرهای توالی  نیز از نظر ساختمان ، شباهت هایی به شیرهای اطمینان دارند.

لطفا نماد این دوشیر را با هم مقایسه کنید .به تعبیر دیگر سکوئنس ولو برای کنترل ترتیب عملکرد دو شاخه موازی از مدار مورد استفاده قرار می گیرد. 

به عنوان مثال توسط این شیر می توان عملکرد دو سیلندر را به نحوی کنترل نمود که سیلندر دوم پس از طی کورس سیلندر اول وارد عمل گردد،

در حقیقت از شیر های ترتیبی به منظور حصول اطمینان از تامین فشار به اندازه معین در یک قسمت از مدار قبل از شروع بکار قسمت دیگر نیز استفاده می شود.

 در سکونس ولو به جای تخلیه ی جریان خروجی از شیر به مخزن هیدرولیک ،

هنگامی که فشار دهانه ی ورودی به حد تنظیم شده رسید،جریان به قسمت خاص مد نظر هدایت می گردد.

جالب است بدانید شیر یک طرفه در کنار شیر توالی هیدرولیک سبب عبور راحت سیال در جهت عکس از کنار شیر توالی میشود،

این دقیقا یعنی با توجه به اینکه شیر یکطرفه خود قسمتی از شماتیک سکونس ولو میباشد

عبور راحت و آسان سیال  از دهانه خروجی به طرف دهانه ورودی شیر توالی را میسر میسازد.

خوب واضح است که شیر های توالی هیدرولیک هم یک مسیر تخلیه فرعی دارند.

کاربرد شیر توالی را می توان در مدار کنترل یک پرس هیدرولیک دید،بدیهی است که دو عملگر یا دو سیلندر وجود دارد که به صورت موازی قرار دارند،

سیلندر اول ابتدا باید گیره را ببندد سپس سیلندر دوم جلو آمده و قطعه کار را خم میکند،

اگر در این مدار از شیر توالی استفاده نشود ،هر دو سیلندر همزمان عمل خواهند نمود که این اصلا مطلوب نیست .

کاملا ایده آل است که ابتدا باید با سیلندر اول گیره به جلو حرکت کند تا به انتهای کورس حرکتی خود برسد در تمام این مدت ،

قطعه کار محکم در جای خود ثابت باشد.

بنابراین با تغییر حالت شیر کنترل جهت اسپولی  چهار راهه،ابتدا سیلندر گیره عمل می کند و هیچ جریانی به طرف سیلندر خم کن هدایت نمی شود.

وقتی سیلندر گیره به انتهای کورس خود رسید، فشار در سیستم بالا می رود و به تبع شیر توالی تحریک می گردد و سبب حرکت سیلندر خم کن به طرف پایین می شود.

به این نکته توجه نمایید که فشار تنظیمی شیر توالی باید به اندازه کافی بالا باشد

به نحوی که پس از حرکت کامل سیلندر گیره رو به جلو،امکان عملکرد یا به تعبیر دیگر  باز شدن سکونس ولو فراهم گردد و جریان به سیلندر خم کن برسد

از طرف دیگر دقت نمایید،فشار تنظیمی شیر ترتیبی نباید خیلی زیاد باشد زیرا افت فشار در این شیر نوعی اتلاف انرژی است که به صورت گرما ظاهر می شود.

تنظیم بهینه اجزای یک سیستم با سعی و خطا مشخص می گردد. علاوه بر این کاربرد شیر هیدرولیک ترتیبی را در سیلندر های خم کن نیز می توانید مشاهده نمایید که سبب حرکت به سمت  پایین سیلندر خم کن می شوند.

وجود شیر یکطرفه موازی در مکانیسم شیر توالی باعث می شود که در هنگام حرکت سیلندر ها رو به عقب،از شیر توالی جریانی عبور نکند و تقریبا بی اثر باشد.

پس هر دو سیلندر با هم به عقب حرکت می کنند و جریان پمپ بین آنها تقسیم میشود که ممکن است جالب نباشد.

 در چنین مواقعی معمولا ایده آل به این صورت است که پس از پایان خمکاری ابتدا سیلندر خم کن به عقب حرکت کند و بعد از سیلندر گیره باز شود

یعنی در کل زمان عملیات، قطعه کار توسط گیره محکم مهار شده است.

برای مرتفع نمودن این مشکل یک شیر مرحله ای دیگر در مدار اضافه می نمایند.

این سکونس ولو باید در مسیر برگشت سیلندر گیره نصب شود که پس از حرکت کامل سیلندر گیره رو به جلو،سیلندر خم کن شروع به حرکت کند.

در پایان عملیات خمکاری پس از برگشت سیلندر خم کن به عقب ،سیلندر گیره آزاد خواهد شد.

تحریک شیر سکونس ولو از راه دور نیز امکان پذیر است.

در شیرهای توالی کنترل  از راه دور،یک مسیر پیلوت وجود دارد که توسط فشار در یک قسمت از مدار تحریک می شود نه از مسیر ورودی خود شیر!!!

شیرهای خنثی کننده وزن کانتر بالانس ولو  Counterbalance Valve  

گاهی سیلندر هیدرولیک در حالت عمودی نصب میشود و وزنی را به سمت بالا یا پایین حمل می نماید

زمانی که دایرکشنال ولو کنترل جهت تغییر مسیر دهد و حرکت سیلندر در جهت نیروی گرانش زمین باشد

این سری از شیر های کنترل فشار یعنی خنثی کننده های وزن برای جلوگیری از حرکت ناخواسته بار تحت نیروی ثقل به کار می روند .

این وضعیت دقیقا هنگامی روی می دهد که سیلندر عملگر به صورت عمودی نصب شده و وزنه ای را بالا یا پایین می برد.

 هنگامی که شیر کنترل جهت تغییر حالت دهد و سیلندر رو به پایین حرکت کند ،

وزنه متصل به سیلندر باعث افزایش سرعت سیلندر می شود.

 یعنی در حقیقت وزنه ،سیلندر را به پایین می کشد

می تواند به وزنه و یا سیلندر آسیب وارد نماید. 

برطرف نمودن این نقص با قرار دادن یک شیر خنثی کننده وزن امکان پذیر است.

در این موارد هنگامی که شیر کنترل جهت  تغییر حالت دهد ،سیلندر نمی تواند حرکت رو به پایین خود آغاز کند تا زمانی که فشار سیال خروجی از سیلندر به حد خاصی برسد.

توجه کنید که فشار موجود در مقابل سیلندر سبب ثبات پایین آمدن سیلندر می شود،

وجود یک شیر یکطرفه به صورت موازی با شیر کانتر بالانس باعث می شود زمان حرکت سیلندر رو به بالا یک عملکرد عادی را شاهد باشیم و سیال اصلا از سد کانتر بالانس عبور ننماید .

توجه کنید نماد یک شیر خنثی کننده وزن و شیر توالی دقیقا مانند هم میباشد.

در مکانیسم داخلی کانتر بالانس ولو هیدرولیک درست برخلاف شیر توالی که یک مسیر تخلیه فرعی خارجی دارد یک مسیر تخلیه داخلی تعبیه شده است

دلیل این امر ایجاد امکان تخلیه تمامی نشتی ها در داخل خود کانتربالانس میباشد . 

آموزش هیدرولیک کانال های باز

آموزش هیدرولیک مدار بسته

بعضی از کمپانی های تولید تجهیزات و طراحی هیدرولیک صنعتی ، اصولا یک ولو را به عنوان کانتر بالانس و سکونس ولو ارائه می دهند ،

چنانچه لازم بود از ولو به عنوان شیر خنثی کننده وزن در مدار بهره برداری شود پر واضح است که

باید مسیر تخلیه فرعی خروجی آنها بسته شود

اگر قرار باشد به عنوان شیر توالی مورد مصرف قرار گیرد

حتما لازم است مسیر تخلیه فرعی به مخزن سیستم متصل گردد.

شیرهای خنثی کننده وزن نیز می توانند از راه دور کنترل شوند در سری پیلوت دار،فشار تحریک شیر خنثی کننده از مسیر ورود سیال به سیلندر دریافت می گردد این فشار تحریک بستگی مستقیم به میزان وزن دارد.

به خاطر داشته باشید مانند شیر ترتیبی ، فشار تحریک در این شیر نیز باید حتی المقدور پایین انتخاب شود.

زیرا افت فشاری که هست در واقع همان توان مدار است که به صورت گرما هدر می رود .

هنوز هم تعیین میزان افت فشار و تنظیمات مربوط به کانتر بالانس ولو با سعی و خطا تعیین می شوند وهمواره با تغییر میزان نیروی وزن باید مجددا تغییر یابند.

شیرهای ترمز موتور Brake Valves 

علاوه بر کانتر بالانس ولو ها که برای  برای جلوگیری از ایجاد شتابهای تند شونده ی ناخواسته در عملگرهای خطی بهره برداری می شوند

در مورد عملگر های دورانی می توان از شیر های ترمز بهره برد ( از این که این مطلب را به این سادگی در عین زیبایی بیان می نماییم غرق شادی هستیم، این جادوی آموزش هیدرولیک و پنوماتیک است ) 

شما می توانید اغلب شیرهای ترمز را در

سیستم های که از موتور برای بالا و پایین بردن یک وزنه کمک می گیرند

مانند وینچ های هیدرولیکی ملاحظه نمایید.

هنگامی که وزنه توسط موتور پایین برده می شود،نیروی وزن تمایل دارد به جای پایین راندن وزنه موتور را به گردش در می آورد،

در اصطلاح به اینگونه بار های خارجی،بارهای شتاب دهنده Over Running Load اطلاق می شود.

بدیهی است در چنین وضعیتی وزنه هنگام حرکت رو به پایین شتاب گرفته و در صورت عدم کنترل موتور را همانند پمپ به گردش می آورد.

بدیهی است فشار مسیر خروج سیال بالاتر از فشار مسیر ورود سیال خواهد بود و به موتور آسیب جدی وارد خواهد شد . 

مکانیسم عملکرد شیر ترمز به این صورت است که شیر ترمز  در صورت احساس تفاوت فشار بین مسیرهای ورودی و خروجی به موتور و البته کمتر بودن فشار خروجی  از فشار ورودی اجازه می دهد.

سیال خروجی تقریبا بدون محدودیت از موتور خارج شود این یعنی عملکرد طبیعی موتور !!! 

و در مواقعی که فشار در مسیر خروجی پمپ بیشتر از مسیر ورودی به پمپ شود،شیر ترمز  با محدود کردن مسیر سبب میشود

فشار در این مسیر افزایش یابد

حرکت بار رو به پایین تحت کنترل باشد

زمان گردش موتور در جهت عکس

هنگام بالا کشیدن وزنه توسط موتور

جریان سیال از شیر یک طرفه موازی با شیر ترمز عبور خواهد کرد.

ولوهای یک طرفه،سوپاپ های یکسو ساز جریان،چک ولو  CHECK VALVE 

ولوهای یکطرفه هیدرولیک برای جلوگیری از بازگشت سیال در یک سیستم پایپینگ هستند. 

این ولوها توسط جریان سیال در لاین ها عمل می کنند.

فشار سیال عبوری از درون مجرا باعث بازشدن ولو می شود.

هرگونه برگشت سیال باعث بسته شدن ولو خواهد شد.

درست همانند دریچه های لانه کبوتری در بدن ( این هم فقط برای به رخ کشیدن دانش پزشکی تیم فنی و مهندسی پدیده !!!).

در واقع نمونه های مختلفی از چک ولوها می توانند یاریگر صنعتگران باشند ،

۱- چک ولوهای نوسانی

۲- چک ولوهای دیسکی

۳- چک ولوهای با دیسک دوتکه

۴- چک ولو قطع کننده 

۵- چک ولو با دیسک وارونه

از آن جمله هستند .

به دلیل اهمیت بالا و پر کاربرد بودن سری چک ولو های دیسکی اضافه میکنیم که

چک ولوهای نوسانی با بدنه مستقیم حتما یک دیسک دارند که در بالای بدنه قلاب شده است.

چک ولوهای نوسانی عموما در خطوط پیوسته که دارای gate valve هستند مورد استفاده قرار می گیرند

چون این ولوها جریان آزاد نسبی را از خود عبور میدهند.

برای خطوطی که سرعت سیال پایینی  دارند ،

بدانید در لاین هایی که دارای جریان ضربانی می باشند

چون دیسک پیوسته باز و بسته می شود،پس سوپاپ زود مستهلک می شود.

نباید از این سری چک ولوها استفاده نمود.

البته اصولا از آنجایی که این چک ولوهای دیسکی دارای چندین قطعه بوده که بوسیله اتصالاتی به یکدیگر مرتبط گردیده اند

پس همین عامل باعث گردیده که در میان سایر چک ولوها دارای کمترین استحکام باشند بطور کلی همانطور که بیان شد

نوع چک ولو های دیسکی گزینه مناسبی برای حالتی که سیال حرکت ضربه ای داشته ویا برگشت سیال سریع باشد نمی باشند.

علاوه بر این در حالتی که دیسک حرکت نسبتا بزرگی داشته باشد

سرعت برگشت بیشتری خواهد داشت و نیروی ضربه ای بزرگی را ناگهانی به سیستم وارد خواهد کرد که هرگز مطلوب نیست.

این نوع چک ولوها را می توان هم در حالت افقی و هم عمودی نصب نمود در حالت عمودی باید جریان سیال از پایین به بالا باشد

از مزیت بارز این سری  میتوان به سادگی تجهیزات و امکان تعمیرات ساده تر اشاره نمود. 

شیر کشویی ، گیت ولو Gate valve

شیر کشویی در حقیقت ولوی با حرکت خطی است که برای شروع یا قطع جریان سیال استفاده می شود،

گیت ولو ها  قابل تنظیم نبوده و قابلیت تنظیم دریچه ای جریان را نیز ندارند.

نام Gate به سبب قرار گرفتن دیسک در جریان سیال به این ولو اختصاص یافته است.

از gate valve گاها با عنوان slide valve نیز یاد می شود.

اصل استفاده از ولوهای کشویی جهت رساندن افت فشار به پایین ترین سطح است.

جهت آموزش هیدرولیک محاسباتی لازم است بدانیم قطر ورودی سیال به داخل ولو دقیقا باید برابر قطر لاین باشد.

شیرهای کشویی در دو نوع ارایه میشوند

سری اول که به نام شیر های کشویی موازی معروف هستند.

یک دیسک تخت دروازه ای که بین دو نشیمنگاه موازی قرار گرفته دارد .

حتما این ولوها دارای یک لبه تیزی در قسمت پایین خود می باشند

مزیت مهم این سری ولوها این که علاوه بر بکار رفتن برای valve seat های نامتقارن،می توانند برای valve seat های زاویه ای نیز بکار روند.

نوع دوم از gate valve ها به نام گیت ولو های گوه ای شکل مشهور می باشند.

داخل این نوع از دو seat مورب ویک gate مورب استفاده می گردد

که امکان بسته شدن در حالت shut off را فراهم می نمایند،

دیسک یک شیر کشویی وقتی که شیر کاملا باز می شود،کاملا از مسیر عبور جریان برداشته می شود تا هرگونه مقاومت در هنگامی که ولو باز است از بین برود

وقتی که ولو کاملا بسته شد توسط یک رینگ آب بند دیسک صفحه اصلی آب بندی می شود.

با قرارگیری دیسک در داخل رینگ آب بندی،مقدار نشتی صفر و یا بسیار نزدیک نزدیک به صفر خواهد بود.

شیر دیافراگمی ، دیافراگم ولو Diaphragm Valve 

یکی دیگر از ولوهای دارای عملکرد خطی سری دیافراگم ولو ها هستند

شیرهای دیافراگمی مسیر را باز و بسته می کنندو میزان جریان را تنظیم می کنند .

در حوزه ی آموزش هیدرولیک چیست باید بدانید علت نامگذاری این ولو بخاطر وجود یک دیسک قابل انعطاف در درون آن می باشد

seat ولو در قسمت بالا آب بندی ایجاد می کند و به قسمت فشار دهنده یا کمپرسور ولو متصل است.

کمپرسور به وسیله stem ولو به بالا و پایین حرکت می کند.

هنگامی که فشار دهنده یا همان کمپرسور به سمت بالا حرکت کند،دیافراگم به بالا کشیده می شود.

اگر کمپرسور به پایین برود آنگاه دیافراگم نیز به پایین رفته و شکل انتهایی ولو را به خود می گیرد.

ولوهای دیافراگمی را در دو گروه تقسیم بندی می نمایند

گروه اول سری دیافراگم ولو با برآمدگی داخل بدنه

Diaphragm Valve weir Type یک برامدگی در داخل بدنه بصورت ریخته گری تعبیه شده .

در هنگام بسته شدن ولو ، دیافراگم بر روی این برآمدگی می نشیند و عبور جریان را محدود می نماید.

سری دوم دیافراگم ولو های بدون برآمدگی داخل بدنه

Diaphragm Valve Straight Through Type در این نوع ولوها،دیافراگم بصورت یک شکل گوه ای در می آید . 

جالب است بدانید از ولوهای دیافراگمی می توان در کنترل نمودن جریان نیز استفاده نمود.

سری Weir گزینه ایده آلی برای  کنترل جریان میباشد و تنها ایراد وارد بر آن ها محدودیت منطقه عبور سیال می باشد.

به جهت مزید استحضار ایفاد میگردد که ولوهای دیافراگمی برای کنترل جریان های کوچک و در مواقعی که سیال دارای خاصیت خورندگی بوده یا سیالات رادیواکتیو می توانند بهترین گزینه های انتخابی باشند.

برای متحدان آموزش هیدرولیک صنعتی روشن تر از خورشید است که عمر مفید دیافراگم ولو بستگی مستقیم به نوع سیال  و همچنین دما و فشار دارد. 

پس در تولید دیافراگم ها از مواد الاستومری استفاده می شود.

زیرا مقاومت بسیار خوبی در دماهای بسیار بالا  از خود نشان می دهند.

مهم است که خواص مکانیکی مواد الاستومری در دماها و فشارهای بالا  بسیار پایین می آید

و بهترین دماها دماهای کمتر از ۱۵۰ درجه ی فارنهایت میباشد!!!

مزیت بارز بعدی مکانیسم دیافراگم این است که امکان استفاده از دیافراگم  برای  ایزوله کردن قسمتهای مختلف ولو در مقابل سیال عبوری وجود دارد.

با توجه به این خاصیت برای سیالات خورنده و همچنین سیالاتی که دارای مواد جامد معلق می باشند مناسب خواهند بود. دقت کنید مجموعه ی درپوش ولو هرگز در معرض تماس با سیال عبوری قرار نمی گیرد .

شیر توپی ، بال ولو BALL VALVE  

دوستان علاقمند به آموزش هیدرولیک کارصنعتی مستحضر باشند که این شیر به همراه شیر دروازه ای از نوع FULL BORE هستند

و این دقیقا یعنی هنگامی که شیر تمام باز است سوراخ توپی شیر،

قطر آن با لوله ای که در آن مسیر است برابر است .

انصافا از این بهتر نمی توانستیم بیان نماییم !!!

به همین دلیل اگر لازم بود از لوله جسمی مانند پیگ PIG عبور دهند غالبا از بال ولوها استفاده می کنند

صد البته که کاربرد مهم دیگر شیر توپی در مدار تخلیه مواد زائد از فیلتر ها می باشد.

تنها عیب شیرهای توپی خوردگی تفلون های در برگیرنده خود توپی در اثر  ذرات جامد و گرد و خاک میباشد که موجب ایجاد نشتی می شود ،

حیطه ی تنظیمات باز و بسته شدن این شیرها ۱/۴ دور است.

شیر سماوری PLUG VALVE 

یکی از قدیمی ترین سری شیرآلات صنعتی می باشند

این سری  FULL BORE نمی باشند و از مزیت های بارز آنها می توان به عمر بالای قطعات در حضور اجسام خارجی  و قابلیت استفاده به صورت نیمه باز اشاره نمود.

 این قابلیت در مواقع اضطراری که نیاز به کنترل جریان گاز عبوری با استفاده از نيمه باز کردن شیرهای شبکه و ایستگاه های گاز باشد به کار می آید. گاهی  THROTTLING  بسیارحیاتی است. 

شیر های سماوری می تواند گریس خور و غیر گریس خور ارایه شوند.

گریس هم نقش آب بند و هم نقش روانکار قطعات لغزنده ولو را دارد.

این شیر اکثرا با یک چهارم  دور گردش پلاگ باز و بسته می شود.

در شیر های سایز بزرگ که اصطکاک زیادی مابین قطعات آنها وجود دارد

از مکانیسم گیربکس برای سهولت باز و بسته شدن استفاده میشود

که به شیرهای هفت ونیم دور نیز مشهورند البته استفاده از گیربکس تنها به این نوع از شیر ها محدود نمی شود!!!

شیر سوزنی  ، نیدل ولو NEEDLE VALVE  

همان گونه که از نام شان پیداست نیدل ولو ها معمولا ولو هایی با ابعاد کوچک هستند و اغلب در مکانهایی مورد استفاده قرار می گیرند که تنظیم جریان سیال با دقت بسیار بالایی مد نظر است.

علت نامگذاری این شیر ها وجود یک پلاگ مخروطی شکل در آنها می باشد غالبا از سایز یک هشتم اینچ به بالا و از جنس های فولاد ضد زنگ،برنز و برنج یافت می شوند.

شیر پروانه ای ، باتر فلای ولو BUTTERFLY VALVE 

نام رویایی این ولو تاثیر خود را بر عملکرد این سری گذاشته.

این شیر با توجه به شکل خاص خود ضمن اینکه به راحتی از دیگر ولو ها متمایز است

ایده آل در مواردی است که  سیال دارای دبی زیاد ولی فشار کم باشد,چون ساختاری بسیار لطیف،حساس و شاید با قضاوتی بی انصافانه ضعیف دارند. 

عامل کنترل دبی در این شیر ها یک دیسک است که به صورت افقی قرار دارد و حول محور خود دوران کرده و بر اساس میزان چرخش آن دبی سیال عبوری نیز تغییر می کند.

لطفا افت فشار کم , باز و بسته شدن آسان،ساختار ساده و نصب راحت را به مزیت های شیر پروانه ای بیفزایید.

شیر بشقابی GLOBE VALVE 

همانگونه که از نام این ولو ها پیداست پلاگی شبیه بشقاب دارند

اغلب GLOBE VALVE را در صنایع نفت و گاز مشاهده می نمایید ولی حتی در لوله کشی منازل نیز از این نوع ولو به وفور استفاده می شود.

در این شیر دیسک بشقابی روی یک اوریفیس قرار میگیرد .

به دلیل مکانیسم طراحی خاص این شیر این اوریفیس عمود بر جریان سیال است که سبب چرخش نود درجه ای جریان شده و سیال مجددا پس از عبور از اوریفیس دچار چرخش نود درجه ای می گردد

که سبب افت فشار و ایجاد توربولانس در جریان خروجی از شیر میشود.

جنس GLOBE VALVE معمولا از فولاد کم کربن دار , چدن چکش خوار و برنز است.

شیر شاتل ، شاتل ولو ، شیر ماکویی،شیر یا  Shuttle Valve 

نوع دیگری از شیرهای کنترل جهت هیدرولیک است که امکان اتصال دو منبع قدرت هیدرولیک را فراهم می نماید.

حتما یکی از منابع اضطراری است و در صورت لزوم به مدار کمک رسانی خواهد کرد اصولا هر زمان نیاز به بهره گیری از بیش از یک سوئیچ بر روی یک ماشین باشد میتوانیم از این سری شیر ها استفاده کنیم تا سطح ایمنی عملکرد مدار افزایش یابد.

به خاطر داشته باشید که متن این آموزش هیدرولیک همیشه در حال به روزرسانی و تکامل است.

شاید فایل تصویری متن آموزش هیدرولیک بالا را نیاز داشته باشید بفرمایید پیشکش حضورتان