आधुनिक हाइड्रोलिक प्रणालियों में, सर्किट के माध्यम से तरल पदार्थ कितनी तेजी से चलता है इसे नियंत्रित करना यह निर्धारित करता है कि आपकी मशीनरी कितनी तेजी से काम करती है। जब आप किसी हाइड्रोलिक सिलेंडर को धीरे-धीरे या तेजी से फैलता हुआ देखते हैं, तो गति में अंतर एक महत्वपूर्ण घटक से आता है: प्रवाह नियंत्रण वाल्व। उपलब्ध विभिन्न हाइड्रोलिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व प्रकारों को समझने से इंजीनियरों को अपने विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सही समाधान चुनने में मदद मिलती है, चाहे वह एक मोबाइल उत्खनन हो जिसे अलग-अलग भार के तहत लगातार बाल्टी गति की आवश्यकता होती है या एक सटीक विनिर्माण प्रणाली जिसमें सिंक्रनाइज़ मल्टी-सिलेंडर आंदोलन की आवश्यकता होती है।
सभी हाइड्रोलिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व प्रकारों के पीछे मूल सिद्धांत एक सरल भौतिकी समीकरण से शुरू होता है। किसी छिद्र के माध्यम से प्रवाह दर संबंध का अनुसरण करती है:
जहां प्रवाह (क्यू) छिद्र क्षेत्र (ए) और उस पर दबाव अंतर पर निर्भर करता है। यह वर्ग-मूल संबंध एक चुनौती पैदा करता है: जब लोड दबाव बदलता है, तो प्रवाह भी बदलता है, भले ही आपने वाल्व सेटिंग को नहीं छुआ हो। विभिन्न वाल्व प्रकार इस समस्या को अलग-अलग तरीकों से हल करते हैं, यही कारण है कि सिस्टम डिजाइन के लिए उनके ऑपरेटिंग सिद्धांतों को समझना मायने रखता है।
बुनियादी गैर-क्षतिपूर्ति प्रवाह नियंत्रण वाल्व
सबसे सरल हाइड्रोलिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व प्रकार प्रवाह पथ में प्रतिबंध बनाकर काम करते हैं। ये वाल्व प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए छिद्र क्षेत्र को बदलते हैं, लेकिन वे दबाव भिन्नता की भरपाई नहीं करते हैं। हालांकि यह उन्हें उन्नत डिज़ाइनों की तुलना में कम सटीक बनाता है, उनकी सादगी और कम लागत उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है जहां लोड दबाव अपेक्षाकृत स्थिर रहता है या गति परिशुद्धता महत्वपूर्ण नहीं है।
सुई वाल्व और उनका परिशुद्धता लाभ
सुई वाल्व में एक पतला, सुई के आकार का तत्व होता है जो शंक्वाकार सीट में चलता है। समायोजन स्टेम पर महीन धागा छिद्र के उद्घाटन में बेहद छोटे बदलाव की अनुमति देता है। जब आप समायोजन घुंडी को एक बार पूरा घुमाते हैं, तो सुई केवल 0.5 मिमी ही घूम सकती है, जिससे आपको बहुत छोटी प्रवाह दरों पर सटीक नियंत्रण मिलता है। यह सुई वाल्वों को पायलट सर्किट, गेज डंपिंग अनुप्रयोगों और उपकरण लाइनों में विशेष रूप से मूल्यवान बनाता है जहां प्रवाह दर 0.1 लीटर प्रति मिनट जितनी कम हो सकती है।
शंक्वाकार ज्यामिति अधिकांश समायोजन सीमा में लगभग रैखिक प्रवाह विशेषताएँ भी प्रदान करती है। हालाँकि, सुई वाल्व की सीमाएँ हैं। छोटे छिद्र के आकार का मतलब है कि यदि तरल पदार्थ की सफाई आईएसओ 4406 18/16/13 के स्तर से नीचे चली जाती है तो उनके अवरुद्ध होने का खतरा होता है। इसके अतिरिक्त, क्योंकि उनमें दबाव क्षतिपूर्ति की कमी होती है, 50 बार लोड दबाव पर 2 लीटर प्रति मिनट देने वाला सुई वाल्व सेट 2.8 लीटर प्रति मिनट दे सकता है यदि लोड 20 बार तक गिर जाता है। यह 40% गति भिन्नता उन्हें परिवर्तनीय भार वाले सिस्टम में प्राथमिक गति नियंत्रण के रूप में अनुपयुक्त बनाती है।
हाइड्रोलिक सेवा में ग्लोब वाल्व
ग्लोब वाल्व में एक आंतरिक प्रवाह पथ होता है जो द्रव को दो बार दिशा बदलने के लिए मजबूर करता है, जिससे वाल्व बॉडी के माध्यम से एक Z-आकार का प्रवाह पैटर्न बनता है। डिस्क के आकार का या प्लग के आकार का क्लोजर तत्व प्रवाह धारा के लंबवत बैठता है। यह डिज़ाइन स्ट्रेट-थ्रू वाल्व की तुलना में उच्च दबाव ड्रॉप बनाता है, लेकिन अच्छी थ्रॉटलिंग विशेषताएँ प्रदान करता है।
हाइड्रोलिक अनुप्रयोगों में, ग्लोब वाल्व आमतौर पर सुई वाल्व की तुलना में बड़ी प्रवाह दर को संभालते हैं - आमतौर पर 5 से 100 लीटर प्रति मिनट तक। समायोजन सुई वाल्वों की तुलना में कम सटीक है, लेकिन अधिक मजबूत निर्माण कण संदूषण को बेहतर ढंग से संभालता है। सीट और डिस्क को कम क्षरण क्षति होती है क्योंकि ज्यामिति बलों को अधिक समान रूप से वितरित करती है। हालाँकि, सभी गैर-क्षतिपूर्ति वाले थ्रॉटल वाल्वों की तरह, ग्लोब वाल्व भी समान लोड-संवेदनशीलता समस्या से ग्रस्त हैं। 10-टन भार को धकेलने वाला सिलेंडर, समान वाल्व सेटिंग्स के साथ भी, 5 टन भार को धकेलने की तुलना में धीमी गति से चलेगा।
थ्रॉटलिंग के लिए वी-नॉच बॉल वाल्व
मानक बॉल वाल्व मुख्य रूप से ऑन-ऑफ आइसोलेशन डिवाइस के रूप में काम करते हैं, लेकिन वी-नॉच बॉल वाल्व विशेष रूप से प्रवाह नियंत्रण के लिए एक विकास का प्रतिनिधित्व करता है। गोलाकार पोर्ट के बजाय, गेंद में वी-आकार का कटआउट होता है। जैसे ही गेंद घूमती है, वी-नॉच उत्तरोत्तर प्रवाह क्षेत्र को बढ़ाता है, जिससे समान-प्रतिशत प्रवाह विशेषता मिलती है। इसका मतलब यह है कि रोटेशन की प्रत्येक डिग्री एक निश्चित वृद्धि के बजाय वर्तमान प्रवाह के आनुपातिक प्रवाह परिवर्तन उत्पन्न करती है।
वी-नॉच डिज़ाइन उचित थ्रॉटलिंग क्षमता के साथ बड़ी प्रवाह क्षमता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। 2 इंच की वी-बॉल पूरी तरह खुलने पर प्रति मिनट 200+ लीटर पानी संभाल सकती है और साथ ही अधिकतम 20% तक नियंत्रणीय कटौती भी प्रदान कर सकती है। कठोर धातु-से-धातु या धातु-से-इलास्टोमेर सीलिंग तंग शटऑफ़ प्रदान करती है। हालाँकि, ये वाल्व दबाव संवेदनशीलता सीमा को साझा करते हैं - प्रवाह दबाव अंतर के वर्गमूल के साथ बदलता रहता है, जिससे वे परिवर्तनीय लोडिंग के तहत सटीक गति नियंत्रण के लिए अनुपयुक्त हो जाते हैं।
दबाव-क्षतिपूर्ति प्रवाह नियंत्रण वाल्व
जब हाइड्रोलिक सिस्टम लोड परिवर्तन की परवाह किए बिना लगातार एक्चुएटर गति की मांग करते हैं, तो दबाव-क्षतिपूर्ति प्रवाह नियंत्रण वाल्व आवश्यक हो जाते हैं। ये वाल्व सरल थ्रॉटलिंग में निहित मूलभूत समस्या को हल करते हैं: वे स्वचालित रूप से एक माध्यमिक प्रतिबंध तत्व को समायोजित करके मीटरिंग छिद्र पर निरंतर दबाव ड्रॉप बनाए रखते हैं। यह नवप्रवर्तन एक स्वाभाविक दबाव-संवेदनशील उपकरण को एक वास्तविक प्रवाह नियंत्रक में बदल देता है।
दबाव क्षतिपूर्ति की कुंजी मुख्य थ्रॉटलिंग छिद्र के साथ श्रृंखला में स्प्रिंग-लोडेड कम्पेसाटर स्पूल जोड़ने में निहित है। यह कम्पेसाटर मीटरिंग सेक्शन के अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम दोनों पर दबाव को महसूस करता है। जब लोड दबाव बढ़ता है, तो कम्पेसाटर स्वचालित रूप से थोड़ा खुल जाता है, जिससे मुख्य छिद्र पर दबाव ड्रॉप को स्थिर रखने के लिए अपना स्वयं का प्रतिबंध कम हो जाता है। इसके विपरीत, जब लोड दबाव गिरता है, तो प्रवाह वृद्धि को रोकने के लिए कम्पेसाटर आंशिक रूप से बंद हो जाता है।
दोतरफा दबाव मुआवजा वाल्व
दो-तरफा दबाव-क्षतिपूर्ति प्रवाह नियंत्रण वाल्व एक्चुएटर सर्किट के साथ श्रृंखला में जुड़ते हैं। वाल्व में मुख्य समायोज्य छिद्र और कम्पेसाटर तत्व की व्यवस्था होती है ताकि सभी नियंत्रित प्रवाह दोनों प्रतिबंधों से होकर गुजरें। कम्पेसाटर स्प्रिंग आमतौर पर मुख्य छिद्र पर 5 से 10 बार का एक निश्चित अंतर दबाव निर्धारित करता है।
यह लोड परिवर्तनों पर कैसे प्रतिक्रिया करता है
कल्पना कीजिए कि आपने वाल्व को एक सिलेंडर में प्रति मिनट 10 लीटर पहुंचाने के लिए सेट किया है। प्रारंभ में, सिस्टम दबाव 100 बार और लोड दबाव 80 बार है। कम्पेसाटर स्वयं को समायोजित करता है इसलिए कम्पेसाटर और मुख्य छिद्र के बीच दबाव बिल्कुल 90 बार (80 + 10 बार स्प्रिंग सेटिंग) होता है।
अब लोड बढ़ता है, जिससे सिलेंडर का दबाव 90 बार तक बढ़ जाता है। मुआवजे के बिना, प्रवाह कम हो जाएगा। लेकिन कम्पेसाटर तुरंत डाउनस्ट्रीम दबाव में वृद्धि को महसूस करता है और व्यापक रूप से खुलता है। यह कम्पेसाटर के स्वयं के दबाव ड्रॉप को कम करता है, यह सुनिश्चित करता है कि मुख्य छिद्र अभी भी इसके पार ठीक 10 बार देखता है। प्रवाह 10 लीटर प्रति मिनट पर रहता है।
दो-तरफ़ा क्षतिपूर्ति वाल्वों की सीमा ऊर्जा दक्षता में दिखाई देती है। जब पंप वाल्व से अधिक प्रवाह देता है, तो अतिरिक्त को सिस्टम रिलीफ वाल्व के माध्यम से टैंक में वापस जाना चाहिए। यह अतिरिक्त प्रवाह पूरे सिस्टम दबाव पर राहत वाल्व को पार करता है, हाइड्रोलिक पावर को सीधे गर्मी में परिवर्तित करता है।
तीन-तरफा दबाव मुआवजा वाल्व
तीन-तरफा दबाव-क्षतिपूर्ति वाल्व एक तीसरा पोर्ट जोड़ते हैं जो टैंक में सीधे अतिरिक्त पंप प्रवाह को बायपास करता है। उच्च-दबाव राहत वाल्व पर अतिरिक्त प्रवाह को मजबूर करने के बजाय, तीन-तरफा वाल्व का कम्पेसाटर इसे लोड दबाव से थोड़ा ऊपर पर बाईपास पोर्ट के माध्यम से मोड़ देता है। इससे ऊर्जा की बर्बादी नाटकीय रूप से कम हो जाती है।
थ्री-वे वाल्व में कम्पेसाटर दोहरे कार्य करता है। सबसे पहले, यह दो-तरफा वाल्व की तरह ही मीटरिंग छिद्र में निरंतर अंतर बनाए रखता है। दूसरा, जब पंप प्रवाह निर्धारित प्रवाह दर से अधिक हो जाता है, तो कम्पेसाटर बाईपास पोर्ट के माध्यम से अधिशेष को निर्देशित करता है। मुख्य अंतर वह दबाव है जिस पर यह बाईपास होता है। डायवर्टेड प्रवाह कम्पेसाटर को लोड दबाव और कम्पेसाटर स्प्रिंग सेटिंग (आमतौर पर 10 बार) पर पार करता है, राहत वाल्व दबाव (जो 200 बार हो सकता है) पर नहीं।
मल्टी-एक्चुएटर सिस्टम में प्री-मुआवजा बनाम पोस्ट-मुआवजा
जब कई हाइड्रोलिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व एक ही पंप से जुड़ते हैं, तो मुख्य दिशात्मक वाल्व स्पूल के सापेक्ष दबाव कम्पेसाटर की स्थिति महत्वपूर्ण हो जाती है। यह प्रतीत होता है कि मामूली डिज़ाइन विवरण यह निर्धारित करता है कि क्या सिस्टम सुचारू समन्वित गति बनाए रखता है जब पंप प्रवाह सभी एक्चुएटर्स के लिए अपर्याप्त हो जाता है।
मेंपूर्व-मुआवजा प्रणाली, कम्पेसाटर दिशात्मक नियंत्रण स्पूल के ऊपर की ओर बैठता है। प्रत्येक वाल्व अनुभाग स्वतंत्र रूप से अपने स्वयं के प्रवाह की भरपाई करता है। यह तब पूरी तरह से काम करता है जब पंप की क्षमता कुल मांग से अधिक हो जाती है। हालाँकि, जब आप एक साथ कई कार्य संचालित करते हैं और कुल मांग पंप प्रवाह से अधिक हो जाती है, तो पूर्व-क्षतिपूर्ति वाल्व प्रवाह संतृप्ति प्रदर्शित करते हैं। सबसे कम लोड दबाव वाला एक्चुएटर पूर्ण प्रवाह प्राप्त करता है जबकि उच्च-लोड एक्चुएटर धीमा हो जाता है या पूरी तरह से बंद हो जाता है।
मुआवजा के बाद वाल्व(जिसे लोड सेंसिंग इंडिपेंडेंट मीटरिंग या एलयूडीवी सिस्टम भी कहा जाता है) कम्पेसाटर को दिशात्मक वाल्व के डाउनस्ट्रीम में रखें। जब पंप प्रवाह संतृप्त हो जाता है, तो सभी कम्पेसाटर आनुपातिक रूप से अपना उद्घाटन कम कर देते हैं। इस प्रवाह-साझाकरण व्यवहार का अर्थ है कि सभी एक्चुएटर अपने गति अनुपात को बनाए रखते हुए एक साथ धीमे हो जाते हैं। समन्वित बहु-अक्ष नियंत्रण की आवश्यकता वाली मोबाइल मशीनरी के लिए, पोस्ट-मुआवजा अनिवार्य रूप से अनिवार्य है।
| वाल्व प्रकार | अतिरिक्त प्रवाह प्रबंधन | ऊर्जा दक्षता | विशिष्ट अनुप्रयोग | परिसीमन |
|---|---|---|---|---|
| दोतरफा मुआवजा | राहत वाल्व के माध्यम से लौटता है | निम्न (उच्च ताप उत्पादन) | परिवर्तनीय विस्थापन पंप सिस्टम | स्थिर पंपों के साथ निरंतर संचालन के लिए उपयुक्त नहीं है |
| तीनतरफा मुआवजा | लोड दबाव पर टैंक को बायपास करना | मध्यम (कम गर्मी) | निश्चित पंप सिस्टम, निरंतर ड्यूटी | आमतौर पर केवल मीटर-इन |
| पूर्व-मुआवजा | वाल्व डिज़ाइन के अनुसार भिन्न होता है | मध्यम | एकल एक्चुएटर या अनुक्रमिक संचालन | प्रवाह संतृप्ति असमान एक्चुएटर प्रतिक्रिया का कारण बनती है |
| पोस्ट-मुआवजा (एलयूडीवी) | वाल्व डिज़ाइन के अनुसार भिन्न होता है | मध्यम से उच्च | मोबाइल उपकरण, मल्टी-एक्चुएटर समन्वय | उच्च लागत और जटिलता |
फ्लो डिवाइडर और कंबाइनर वाल्व
जब एक हाइड्रोलिक सिस्टम को बिल्कुल समान गति से चलने के लिए दो या दो से अधिक एक्चुएटर्स की आवश्यकता होती है, तो सरल समानांतर कनेक्शन काम नहीं करते हैं। द्रव स्वाभाविक रूप से कम से कम प्रतिरोध के मार्ग का अनुसरण करता है, जिसका अर्थ है कि सबसे कम भार वाला एक्चुएटर सभी प्रवाह प्राप्त करता है जबकि अन्य रुक जाते हैं। फ्लो डिवाइडर वाल्व व्यक्तिगत लोड दबावों की परवाह किए बिना प्रवाह को निश्चित अनुपात में विभाजित करने के लिए यांत्रिक या हाइड्रॉलिक रूप से मजबूर करके इस समस्या को हल करते हैं।
स्पूल-प्रकार फ्लो डिवाइडर
स्पूल-प्रकार के प्रवाह डिवाइडर आउटलेट के बीच प्रवाह को संतुलित करने के लिए दबाव संवेदन और परिवर्तनीय थ्रॉटलिंग का उपयोग करते हैं। वाल्व बॉडी के अंदर, प्रत्येक आउटलेट में एक निश्चित छिद्र होता है जिससे सभी प्रवाह को गुजरना होगा। इन निश्चित छिद्रों के बाद, प्रत्येक शाखा में दबाव संतुलित स्पूल के विपरीत सिरों पर कार्य करता है। यदि एक शाखा को अधिक प्रवाह मिलना शुरू हो जाता है, तो उसके निश्चित छिद्र पर दबाव बढ़ जाता है, जिससे असंतुलन पैदा होता है जो स्पूल को स्थानांतरित कर देता है। यह गतिविधि उच्च-प्रवाह पक्ष को प्रतिबंधित करती है जबकि निम्न-प्रवाह पक्ष को तब तक खोलती है जब तक कि प्रवाह समान न हो जाए।
गुणवत्ता वाले स्पूल-प्रकार के वाल्वों की विभाजन सटीकता कुल प्रवाह के 2.5 से 5 प्रतिशत तक प्लस या माइनस तक पहुंच जाती है। यह परिशुद्धता स्पूल डिवाइडर को सिंक्रोनाइज्ड लिफ्टिंग प्लेटफॉर्म, डुअल-सिलेंडर प्रेस और पोजिशनिंग सिस्टम के लिए उपयुक्त बनाती है, जहां सिलेंडर को एक दूसरे के मिलीमीटर के भीतर अंतिम स्थिति पर पहुंचना चाहिए। हालाँकि, स्पूल-प्रकार के डिवाइडरों की कमजोरी संदूषण के प्रति उनकी संवेदनशीलता है। मंजूरी में रहने वाले कण स्पूल को चिपकने का कारण बनते हैं, जिससे सिंक्रनाइज़ेशन सटीकता नष्ट हो जाती है।
गियर-प्रकार फ्लो डिवाइडर
गियर-प्रकार प्रवाह डिवाइडर सकारात्मक विस्थापन सिद्धांतों का उपयोग करके मौलिक रूप से अलग दृष्टिकोण अपनाते हैं। वाल्व में दो या दो से अधिक गियर सेक्शन (गियर मोटर्स के समान) होते हैं जो एक सामान्य शाफ्ट पर लगे होते हैं। आने वाला प्रवाह एक सामान्य इनलेट में प्रवेश करता है और सभी गियर सेटों को चलाता है। क्योंकि शाफ्ट यांत्रिक रूप से सभी खंडों को जोड़ता है, उन्हें समान गति से घूमना चाहिए। प्रत्येक गियर अनुभाग अपनी विस्थापन सेटिंग के आनुपातिक मात्रा को विस्थापित करता है, जिससे गियर अनुपात के सटीक अनुपात में प्रवाह विभाजन होता है।
गियर डिवाइडर आईएसओ 4406 20/18/15 तक संदूषण स्तर को सहन करते हुए, दक्षता और कठोरता में उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं। वे कन्वेयर ड्राइव में कई हाइड्रोलिक मोटरों को सिंक्रनाइज़ करने जैसे निरंतर-ड्यूटी अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं। हालाँकि, उनमें एक खतरनाक विशेषता होती है जिसे दबाव तीव्रता कहा जाता है। यदि एक आउटलेट अवरुद्ध हो जाता है, तो अवरुद्ध अनुभाग एक पंप के रूप में कार्य करता है, जिससे अत्यधिक उच्च दबाव उत्पन्न होता है।गियर डिवाइडर के प्रत्येक आउटलेट में एक दबाव राहत वाल्व होना चाहिए।
| विशेषता | स्पूल-प्रकार विभाजक | गियर-प्रकार विभाजक |
|---|---|---|
| परिचालन सिद्धांत | परिवर्तनीय थ्रॉटलिंग के साथ दबाव संवेदन | यांत्रिक युग्मन के साथ सकारात्मक विस्थापन |
| विभाजन सटीकता | ±2.5% से ±5% | ±5% से ±10% |
| संदूषण सहनशीलता | आईएसओ 4406 17/15/12 या बेहतर | आईएसओ 4406 20/18/15 स्वीकार्य |
| क्षमता | 75-85% (गर्मी उत्पादन) | 92-98% (न्यूनतम ऊर्जा हानि) |
| गंभीर सुरक्षा आवश्यकता | सामान्य सिस्टम सुरक्षा से परे कोई नहीं | तीव्रता को रोकने के लिए अनिवार्य आउटलेट रिलीफ वाल्व |
उच्च प्रवाह अनुप्रयोगों के लिए कार्ट्रिज और लॉजिक वाल्व
जैसे-जैसे हाइड्रोलिक सिस्टम की शक्ति बढ़ती है, पारंपरिक स्पूल वाल्व भौतिक रूप से बहुत बड़े हो जाते हैं। कार्ट्रिज-शैली प्रवाह नियंत्रण वाल्व वाल्व फ़ंक्शन को ड्रिल किए गए मैनिफोल्ड ब्लॉक में डाले गए एक छोटे तर्क तत्व में अलग करके इसे हल करते हैं। यह दृष्टिकोण एक कॉम्पैक्ट पैकेज में बहुत अधिक प्रवाह क्षमता को सक्षम करते हुए नाटकीय रूप से आकार और वजन को कम करता है।
दोतरफा कार्ट्रिज तर्क तत्व
बुनियादी दो-तरफ़ा कार्ट्रिज वाल्व में एक थ्रेडेड या स्लिप-इन हाउसिंग में बैठा एक पॉपपेट तत्व होता है। स्पूल वाल्वों के विपरीत, जो नियंत्रण के लिए ओवरलैपिंग भूमि का उपयोग करते हैं, कार्ट्रिज वाल्व सीट-प्रकार के क्लोजर का उपयोग करते हैं। प्रवाह नियंत्रण यह सीमित करके होता है कि पॉपपेट अपनी सीट से कितनी दूर तक उठा है। एक पायलट वाल्व शीर्ष कक्ष में दबाव को नियंत्रित करता है। इस पायलट दबाव को संशोधित करके, आप पॉपपेट पर बल संतुलन को नियंत्रित करते हैं, जो उद्घाटन आकार निर्धारित करता है।
फायदे महत्वपूर्ण हैं. सबसे पहले, प्रवाह क्षमता नाटकीय रूप से बढ़ती है। दूसरा, शून्य-रिसाव सीट डिज़ाइन स्पूल वाल्व में निहित आंतरिक रिसाव को समाप्त करता है। तीसरा, एक एकल कार्ट्रिज बॉडी शीर्ष पर स्थापित पायलट कवर असेंबली को बदलकर एक दिशात्मक वाल्व, दबाव वाल्व या प्रवाह वाल्व बन जाती है।
आनुपातिक और सर्वो प्रवाह नियंत्रण
जब हाइड्रोलिक सिस्टम पीएलसी या सीएनसी सिस्टम के साथ एकीकृत होते हैं, तो यांत्रिक समायोजन इलेक्ट्रॉनिक कमांड सिग्नल को रास्ता देता है। आनुपातिक और सर्वो वाल्व विद्युत इनपुट को सटीक प्रवाह आउटपुट में परिवर्तित करते हैं।
आनुपातिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व
आनुपातिक वाल्व मैन्युअल समायोजन पेंच को आनुपातिक सोलनॉइड से प्रतिस्थापित करते हैं। घुंडी घुमाने के बजाय, नियंत्रण प्रणाली एक वर्तमान संकेत भेजती है जो वाल्व स्पूल को स्थिति में लाने के लिए विद्युत चुम्बकीय बल उत्पन्न करती है। आधुनिक वाल्व सुपरइम्पोज़्ड डिथर फ़्रीक्वेंसी के साथ पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) ड्राइव सिग्नल का उपयोग करते हैं। यह उच्च-आवृत्ति कंपन पायलट स्पूल को निरंतर सूक्ष्म-गति में रखता है, स्थैतिक घर्षण को तोड़ता है और हिस्टैरिसीस को 1-2% या उससे कम तक कम करता है।
उच्च-गतिशील अनुप्रयोगों के लिए सर्वो वाल्व
सर्वो वाल्व हाइड्रोलिक नियंत्रण परिशुद्धता के शिखर का प्रतिनिधित्व करते हैं। मुख्य स्पूल पर सीधे अभिनय करने वाले आनुपातिक सोलनॉइड का उपयोग करने के बजाय, सर्वो वाल्व एक टॉर्क मोटर के साथ दो-चरण डिज़ाइन का उपयोग करते हैं। कम गतिशील द्रव्यमान और न्यूनतम यांत्रिक घर्षण सर्वो वाल्व को असाधारण गतिशील प्रतिक्रिया देते हैं। आवृत्ति प्रतिक्रिया आमतौर पर 100 हर्ट्ज से अधिक होती है, जिसका अर्थ है कि एक सर्वो वाल्व प्रति सेकंड 100 बार बदलते हुए कमांड सिग्नल को सटीक रूप से पुन: उत्पन्न कर सकता है।
| पैरामीटर | आनुपातिक वाल्व | सर्वो वाल्व |
|---|---|---|
| एक्चुएटर प्रकार | आनुपातिक सोलनॉइड (प्रत्यक्ष बल) | हाइड्रोलिक प्रवर्धन के साथ टॉर्क मोटर |
| आवृत्ति प्रतिक्रिया | 10-50 हर्ट्ज़ (-3dB पॉइंट) | 100-200+ हर्ट्ज (-3dB पॉइंट) |
| हिस्टैरिसीस | 1-2% (डिथर के साथ); <0.5% (एलवीडीटी के साथ) | <0.3% विशिष्ट |
| संदूषण संवेदनशीलता | मध्यम (आईएसओ 4406 18/16/13 की आवश्यकता है) | एक्सट्रीम (आईएसओ 4406 14/12/09 की आवश्यकता है) |
| लागत (सापेक्ष) | मध्यम | आनुपातिक से 3-5x अधिक |
तापमान प्रभाव और चिपचिपाहट संबंधी विचार
हाइड्रोलिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व प्रकार तापमान परिवर्तन पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं क्योंकि द्रव की चिपचिपाहट तापमान के साथ नाटकीय रूप से भिन्न होती है। खनिज-आधारित हाइड्रोलिक तेल आमतौर पर हर 25 डिग्री सेल्सियस तापमान वृद्धि के लिए चिपचिपाहट को आधा कम करते हुए दिखाते हैं। सरल थ्रॉटलिंग वाल्वों के लिए, इसका मतलब है कि वार्मअप के बाद उपकरण खतरनाक रूप से तेज़ चल सकते हैं।
तेज धार वाले छिद्र डिजाइनइस समस्या का प्रतिकार करें. जब तरल पदार्थ एक तेज प्रवेश द्वार वाले छिद्र से गुजरता है, तो प्रवाह तुरंत अशांत शासन में परिवर्तित हो जाता है। अशांत प्रवाह में, डिस्चार्ज गुणांक अनिवार्य रूप से चिपचिपाहट से स्वतंत्र हो जाता है। यही कारण है कि दबाव-क्षतिपूर्ति प्रवाह नियंत्रण वाल्व सार्वभौमिक रूप से अपने मीटरिंग अनुभागों में तेज धार वाले छिद्रों का उपयोग करते हैं।
विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए चयन मानदंड
विभिन्न हाइड्रोलिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व प्रकारों में से चयन करने के लिए लोड विशेषताओं, सटीक आवश्यकताओं, कर्तव्य चक्र और ऊर्जा दक्षता आवश्यकताओं का विश्लेषण करना आवश्यक है।
लोड प्रकार का आकलन
साधारण थ्रॉटल वाल्व के साथ प्रतिरोधक भार ठीक से काम करता है। ओवररनिंग लोड (जैसे भारी वजन कम करना) के लिए काउंटरबैलेंस वाल्व के साथ संयुक्त दबाव-क्षतिपूर्ति वाल्व की आवश्यकता होती है। अत्यधिक परिवर्तनीय भार वाले अनुप्रयोगों के लिए, दबाव मुआवजा अनिवार्य हो जाता है। केवल दबाव-मुआवज़ा वाले वाल्व ही लगातार लिफ्ट गति प्राप्त कर सकते हैं, चाहे फूस का वजन 200 किलोग्राम या 800 किलोग्राम हो।
ऊर्जा दक्षता संबंधी विचार
अक्षमता की लागत की गणना
वाल्व चयन को बढ़ावा देने के लिए ऊर्जा की लागत बढ़ रही है। प्रतिदिन दो शिफ्ट में चलने वाले 50-हॉर्सपावर के हाइड्रोलिक सिस्टम पर विचार करें। प्रत्येक 10% दक्षता सुधार से बिजली की लागत में सालाना लगभग $3000-4000 की बचत होती है।
- रुक-रुक कर संचालन:सरल दो-तरफा दबाव-क्षतिपूर्ति वाल्व स्वीकार्य रूप से काम करते हैं।
- मध्यम कार्य:गर्मी उत्पादन को कम करने के लिए तीन-तरफा दबाव-क्षतिपूर्ति वाल्व का उपयोग करें।
- निरंतर कर्तव्य:डिमांड लोड-सेंसिंग सिस्टम जहां पंप विस्थापन स्वचालित रूप से सिस्टम की मांग के अनुसार समायोजित हो जाता है।
निष्कर्ष
हाइड्रोलिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व प्रकारों की सीमा विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताओं को संबोधित करने वाले दशकों के इंजीनियरिंग विकास को दर्शाती है। सरल सुई वाल्व और थ्रॉटल वाल्व कम लागत वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जहां लोड स्थिरता मौजूद है। दबाव-क्षतिपूर्ति वाल्व परिवर्तनीय भार के तहत लगातार एक्चुएटर गति प्रदान करते हैं। फ्लो डिवाइडर वाल्व मल्टी-एक्चुएटर सिंक्रोनाइज़ेशन चुनौतियों का समाधान करते हैं।
इन हाइड्रोलिक प्रवाह नियंत्रण वाल्व प्रकारों और उनके संचालन सिद्धांतों को समझने से इंजीनियरों को ऐसे सिस्टम निर्दिष्ट करने की अनुमति मिलती है जो अति-इंजीनियरिंग के बिना प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। सफल हाइड्रोलिक सिस्टम डिज़ाइन वाल्व विशेषताओं को वास्तविक परिचालन स्थितियों से मेल खाता है, लोड भिन्नता, आवश्यक परिशुद्धता, कर्तव्य चक्र, संदूषण वातावरण और केवल खरीद मूल्य के बजाय स्वामित्व की कुल लागत को ध्यान में रखता है।






















