یکی از قطعات مهم به کار رفته در سیستم های هیدرولیکی، شیر هیدرولیکی است که توسط آن سیستم های هیدرولیکی کنترل می‌شوند. با توجه به نیروی زیاد وارد شده به سیالات بدلیل قدرت بالای موتور پمپ، استفاده از شیرهای هیدرولیکی امری حیاتی برای کنترل آن است. شیرهای هیدرولیکی در دو نوع دستی و برقی طراحی و ساخته می‌شوند. طراحی شیر برقی هیدرولیک نسبت به نوع دستی آن، پیچیده تر بوده و کاربرد گسترده تری نیز دارد.
اساس کار شیر برقی هیدرولیک
در شیر برقی هیدرولیک یک هسته فرومغناطیسی قرار دارد که قابلیت حرکت دارد و کار آن مشابه سیم پیچ است. بطورکلی هسته در عملکرد کل شیر موثر است و با وارد شدن جریان برق توسط سلونوئید یا بوبین، میدان مغناطیسی ایجاد شده و در ادامه، هسته به حرکت در می آید.
بر این اساس سلونوئید یا بوبین به عنوان کلیدی ترین بخش شیر برقی هیدرولیک شناخته شده و ورودی‌های شیر را باز و بسته میکند. سلونوئید ساختاری ساده داشته و از سیم پیچ، قاب فولادی و سنبه تشکیل می‌شود. قاب بوبین به این دلیل فولادی ساخته می‌شود تا ورود جریان برق به سیم پیچ، خاصیت آهنربایی پیدا کند و سنبه سلونوئید به سمت قاب جذب شود.
انواع شیر برقی هیدرولیک
شیرهای برقی هیدرولیک از نظر تحریک و عملکرد چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- شیر کنترل جهت
- شیر کنترل فشار
- شیر کنترل جریان
- شیر پروپرشنال
شیر کنترل جهت هیدرولیکی
شیرهای کنترل جهت، یکی از انواع شیرهای برقی هیدرولیک هستند که جهت عبور سیال را کنترل و مسیر عبوری آن را تعیین می‌کنند. این شیرها با توجه به شرایط و کاربردهای آن، شامل انواع گوناگون یک طرفه، دو طرفه و چند طرفه می باشند. نام گذاری این شیرها بر اساس حالت و تعداد پورت ورودی و خروجی انجام می شود که به ترتیب، تعداد دهانه و بعد تعداد حالت در نظر گرفته می‌شوند.
شیرکنترل فشار هیدرولیکی
شیرهای کنترل فشار، یکی دیگر از انواع شیرهای برقی هیدرولیک هستند. این شیرها کار محافظت از سیستم هیدرولیکی در برابر تغییرات ناگهانی فشار را دارند. این تغییرات معمولا بر اثر عواملی همچون باز و بسته شدن شیر یا کاهش یا افزایش میزان دبی ایجاد می‌شود. حتی ممکن است فشار این تغییرات به سیستم در برخی مواقع تا چهار برابر حالت نرمال برسد. در نتیجه استفاده از شیرهای کنترل فشار برای جلوگیری از تغییرات فشار ناگهانی لازم است.
انواع شیر کنترل فشار هیدرولیکی
شیرهای کنترل فشار انواع مختلفی دارند که کاربردهای آن به شرح زیر است.
- شیر اطمینان ساده: در برابر افزایش ناگهانی فشار از خطوط لوله و تجهیزات هیدرولیک محافظت میکند.
- شیر اطمینان ترکیبی: عملکرد آن مشابه شیر اطمینان ساده است با این تفاوت که امکان دسترسی به سطح فشار دارد.
- شیر متعادل کننده: تغییر جهت عبور جریان و مقاومت در برابر آن
- شیر کاهنده فشار: کاهش فشار خروجی سیستم بدون توجه به فشار ورودی
- شیر بی بار کننده: تخلیه جریان خروجی از پمپ همراه با فشار صفر
- سوئیچ فشاری: کنترل کاهش و افزایش فشار در سیالات
- شیر ترتیبی: هدایت جریان با ترتیبی خاص در راه های مختلف
شیرهای کنترل جریان هیدرولیکی
یکی دیگر از انواع شیرهای برقی هیدرولیک، شیر کنترل جریان است. این شیرها از با تغییر میزان دبی ورودی و خروجی، سرعت هیدروموتور و سیلندر را تنظیم می کنند. اگر به صورت همزمان از شیر کنترل فشار و شیر کنترل جریان استفاده شود، میزان دبی قابل تغییر خواهد بود.
انواع شیرهای کنترل جریان
شیرهای کنترل جریان انواع مختلفی دارند که کاربردهای آن به شرح زیر است:
همراه با سیستم جبران کننده فشار: این شیرها میزان جریان عبوری همیشه ثابت است زیرا در اثر تغییر فشار، به شکل اتوماتیک تنظیم می‌شوند و از افت فشار جلوگیری می‌کنند. بدون سیستم جبران کننده فشار: کاربرد این شیرها زمانی است که فشار سیستم ثابت است و نیازی به تغییر سرعت نیست.
شیر پروپرشنال هیدرولیکی
یکی از پیشرفته ترین و پرکاربرد ترین انواع شیرهای برقی هیدرولیک، شیرهای پروپرشنال هستند. این شیرها در اصل ترکیبی از شیرهای دیجیتال و شیرهای سروو می باشند که تغییر جریان سیال خروجی در آن مرتبط به جریان الکتریکی وارد شده به سلونوئید نیست. این شیرها در مقایسه با انواع شیر برقی هیدرولیک که به آن‌ها پرداختیم، پیشرفته تر محسوب شده و از سرعت و دقت بیشتری برخوردار هستند. این شیر در صنایع نظامی، پرس هیدرولیک، نورد فلزات و ماشین کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. سلونوئید موجود در شیرهای پروپرشنال متفاوت است و بر اساس میزان جریان الکتریکی که به آن وارد شود، نیرویی به شیر انتقال پیدا میکند. در نتیجه جریان الکتریکی می تواند به هر میزان جایگاه هسته فرومغناطیسی را مشخص نماید. اگر جریان ورودی به سلونوئید کمتر باشد، نیروی سلونوئید هم کمتر خواهد بود و بالعکس.