شیر کنترل جهت هیدرولیک یک جزء کلیدی در یک سیستم هیدرولیک است که برای کنترل جهت جریان روغن هیدرولیک استفاده می شود. اصل کار آن بر اساس حرکت هسته سوپاپ در داخل بدنه سوپاپ است تا وضعیت روشن/خاموش مدار روغن را تغییر دهد، در نتیجه معکوس، راه‌اندازی، توقف یا تنظیم سرعت محرک‌ها (مانند سیلندرهای هیدرولیک و موتورهای هیدرولیک) مشخص می‌شود.
مکانیسم اصلی آن را می توان به اجزای کلیدی زیر تقسیم کرد:
1. ترکیب سازه
شیر کنترل جهت هیدرولیک عمدتاً از بدنه شیر، هسته سوپاپ، فنر، آهنربای الکتریکی (یا مکانیزم کنترل دستی) و مهر و موم تشکیل شده است. بدنه سوپاپ دارای چندین مسیر عبور روغن است و هسته سوپاپ با حرکت، اتصال بین این معابر را تغییر می دهد. بسته به روش کنترل می توان آن را به شیرهای کنترل جهت الکترومغناطیسی، شیرهای کنترل جهت دستی و شیرهای کنترل جهت هیدرولیک تقسیم کرد که در میان آنها شیرهای کنترل جهت الکترومغناطیسی بیشترین استفاده را دارند.
2. فرآیند کار
با در نظر گرفتن یک شیر جهت دار الکترومغناطیسی به عنوان مثال، فرآیند کار آن را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد:
حالت اولیه: هنگامی که آهنربا برقی روشن نمی شود، هسته شیر در موقعیت اولیه خود (مثلاً موقعیت خنثی) تحت تأثیر نیروی فنر باقی می ماند. در این زمان، روغن هیدرولیک فقط از طریق یک مدار روغن خاص (مثلاً مدار روغن برگشتی) جریان می یابد و محرک در حالت ساکن یا بدون بار قرار دارد.
عمل معکوس: هنگامی که آهنربا الکترومغناطیسی فعال می شود، نیروی الکترومغناطیسی بر نیروی فنر غلبه می کند و هسته سوپاپ را برای حرکت هل می دهد و حالت اتصال مدار روغن را تغییر می دهد. به عنوان مثال، هسته سوپاپ که به سمت چپ حرکت می کند ممکن است درگاه ورودی را به پورت A محرک متصل کند، در حالی که پورت B به درگاه روغن برگشتی متصل می شود و در نتیجه سیلندر هیدرولیک را به سمت گسترش سوق می دهد. برعکس، سیلندر هیدرولیک را به سمت عقب می راند.
حالت نگه داشتن: هنگامی که آهنربای الکتریکی به طور مداوم فعال می شود، هسته شیر در موقعیت جدید باقی می ماند و محرک به حرکت خود ادامه می دهد. پس از قطع انرژی، هسته سوپاپ تحت تاثیر فنر تنظیم مجدد می شود و محرک متوقف می شود یا در جهت مخالف حرکت می کند.
3. روش های کنترل و طبقه بندی
کنترل الکترومغناطیسی: با روشن و خاموش کردن آهنربا الکترومغناطیسی، به طور مستقیم هسته شیر را به حرکت در می آورد. دارای ویژگی های سرعت پاسخگویی سریع و کنترل دقیق است و برای سناریوهایی با درجه اتوماسیون بالا مناسب است.
کنترل دستی: هسته شیر مستقیماً از طریق یک دسته یا اهرم کار می کند، مناسب برای موقعیت هایی که نیاز به مداخله دستی دارند، مانند اشکال زدایی تجهیزات یا عملیات اضطراری.
کنترل هیدرولیک: هسته شیر توسط فشار روغن هیدرولیک فعال می‌شود، مناسب برای سیستم‌های-فشار، جریان بالا-یا سناریوهایی که نیاز به کنترل از راه دور دارند.
4. پارامترهای عملکرد و استانداردهای صنعت پارامترهای عملکرد شیرهای جهت هیدرولیک به طور مستقیم بر کارایی و قابلیت اطمینان سیستم تأثیر می گذارد. پارامترهای رایج عبارتند از:
قطر اسمی: میزان جریان روغن را تعیین می کند. مشخصات رایج 6 میلی متر، 10 میلی متر، 16 میلی متر و غیره است.
فشار کاری: به طور معمول 0.15 مگاپاسکال تا 35 مگا پاسکال، با توجه به نیاز سیستم انتخاب می شود.
فرکانس سوئیچینگ: شیرهای جهت دار با فرکانس بالا (مثلاً 5 بار در ثانیه) برای سناریوهای{4}عمل سریع مناسب هستند، اما سایش هسته شیر باید در نظر گرفته شود.
عملکرد آب‌بندی: از حلقه‌های O-، واشرهای ترکیبی، و ساختارهای دیگر برای اطمینان از عدم نشتی، مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند ISO 5598 استفاده می‌کند.
