شیر پایلوت چیست؟
یک خط فشار بالا می تواند هزاران پوند نیرو را به دیسک سوپاپ فشار دهد، چیزی بیشتر از آن که یک محرک کوچک به تنهایی آن را با خیال راحت کنترل کند. این مشکلی است که یک سوپاپ پایلوت آن را حل می کند. این طرح به جای تکیه بر یک نیروی محرک بزرگ، کار را بین یک شیر پایلوت کوچک و یک شیر اصلی بزرگتر تقسیم میکند و به سیگنال کمنیروی اجازه میدهد مسیر جریان با نیروی بالا را کنترل کند.
شیر پایلوت فشار سیستم را حس می کند و تصمیم می گیرد که شیر اصلی چه زمانی باز یا بسته شود. شیر اصلی کار واقعی عبور سیال را انجام می دهد. این آرایش دو مرحلهای در مدارهای هیدرولیک و سیستمهای کاهش فشار نشان داده میشود، در هر جایی که یک مهندس به کنترل دقیق جریانی نیاز دارد که در غیر این صورت به یک محرک بزرگ و گران قیمت نیاز دارد.
شیرهای پایلوت چگونه کار می کنند
بیشتر شیرهای پایلوت به محفظه ای در بالای دیسک شیر اصلی که اغلب گنبد نامیده می شود، متکی هستند. در شرایط عادی، فشار ورودی از طریق پیلوت به این گنبد هدایت می شود. از آنجایی که سطح بالایی دیسک بزرگتر از سطح نشیمنگاه زیر است، فشار وارد بر گنبد یک نیروی خالص رو به پایین ایجاد می کند که شیر اصلی را محکم بسته نگه می دارد.
همانطور که فشار ورودی به سمت نقطه تنظیم بالا می رود، شیر پایلوت جریان گنبد را می زند و قطع می کند و در عوض گنبد را به فشار کمتری تخلیه می کند. با حذف نیروی رو به پایین، فشار ورودی دیسک اصلی را از روی صندلی خود بلند می کند و دریچه باز می شود. هنگامی که فشار به نقطه تنظیم مجدد خلبان کاهش می یابد، گنبد دوباره پر می شود و شیر اصلی دوباره قرار می گیرد. خلبان به طور موثر سنجش و تعویض را انجام می دهد. دریچه اصلی جریان را انجام می دهد.
پاپ اکشن در مقابل اکشن تعدیل کننده
شیرهایی که با پایلوت کار می کنند به طور کلی در یکی از دو نوع رفتار قرار می گیرند. یک خلبان پاپ اکشن، دیسک اصلی را مستقیماً از بسته به حالت کامل باز میکند، پس از رسیدن به فشار تنظیمشده، آن را باز نگه میدارد تا زمانی که رویداد فشار بیش از حد برطرف شود. این باعث تسکین سریع و کامل میشود، اما اگر فشار بیش از حد کوتاه باشد، میتواند رسانههای فرآیند را هدر دهد.
یک خلبان با اقدام تعدیلکننده رویکرد ملایمتری دارد. به جای اینکه فشار گنبد را در یک مرحله به اتمسفر بیاندازد، به اندازه ای تخلیه می شود که دیسک به نسبت میزانی که فشار از نقطه تنظیم شده بیشتر شده است، بلند شود. سوپاپ فقط در حدود 10% فشار تنظیم شده به بالا آمدن کامل می رسد، که در مقایسه با یک پاپ کامل باعث کاهش اتلاف رسانه و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود.
مزایای کلیدی
طراحی دو مرحلهای به شیرهایی که توسط خلبان کار میکنند، چند نقطه قوت عملی میدهد که جایگزینهای فنری برای مطابقت با آنها تلاش میکنند:
- تنگی صندلی تا 98 درصد فشار تنظیم شده ، بنابراین شیر تا زمانی که نیاز به باز شدن داشته باشد بدون نشتی می ماند
- تحمل بهتر برای فشار برگشتی، زیرا خلبان تغییرات فشار در پایین دست شیر اصلی را جبران می کند.
- ظرفیت تمام سوراخ در بدنه کوچکتر که هزینه های لوله کشی و نصب در سیستم های بزرگ را کاهش می دهد
- طراحی سازگار با لوازم جانبی، امکان فیلترها، خطوط سنجش از راه دور و تنظیمات دوگانه برای تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده بدون خاموش کردن سیستم را فراهم می کند.
راهنمایی صنعت مانند استاندارد اندازه و نصب API برای دستگاه های کاهش فشار به طور خاص شیرهایی را پوشش می دهد که توسط پایلوت کار می کنند، زیرا الزامات لوله کشی و نصب آنها با طراحی معمولی فنری متفاوت است.
محدودیت هایی که باید در نظر بگیرید
هیچ کدام از اینها باعث نمی شود که شیری که با پایلوت کار می کند انتخاب مناسبی برای هر کاری باشد. لوله اتصال بین پیلوت و شیر اصلی باریک است و رسانه های کثیف یا پر از ذرات می توانند به مرور زمان آن را مسدود کنند. در خدمات کثیف شدید، این خطر گرفتگی می تواند از مزایای آب بندی بیشتر باشد.
سرعت پاسخ یکی دیگر از عوامل است. از آنجایی که گنبد به زمان نیاز دارد تا از طریق همان لوله پر شود و یکسان شود، شیری که با پایلوت کار می کند می تواند در طول رمپ های فشار بسیار سریع، مانند راه اندازی سریع کارخانه، عقب بیفتد. در آن شرایط، یک دریچه فنری یا مستقیم عمل اغلب به طور قابل پیش بینی بیشتری پاسخ می دهد.
دریچه های خلبانی در مقابل عملکرد مستقیم
یک شیر مستقیم از مرحله آزمایشی به طور کامل عبور می کند. فشار مستقیماً روی دیسک اصلی در برابر فنر عمل می کند که باعث می شود طراحی ساده تر، ارزان تر و سریعتر واکنش نشان دهد. برای حفاظت جریان کمتر یا مدارهای حساس به بودجه، یک دریچه تسکین مستقیم برای محافظت ساده تر و جریان کمتر اغلب گزینه عملی تر است.
زمانی که فشارها بالا می رود، زمانی که فشار برگشتی غیرقابل پیش بینی است، یا زمانی که هزینه یک صندلی بدون نشتی بیشتر از تعمیر و نگهداری اضافی لوله های خلبان است، طرح هایی که توسط خلبان کار می کنند، پیچیدگی بیشتری به دست می آورند. این تصمیم معمولاً به ظرفیت جریان، تمیزی رسانه، و میزان سختی نیاز سیستم برای آب بندی فشار نزدیک تنظیم شده بستگی دارد.
برنامه های کاربردی معمولی
شیرهای پایلوت در جاهایی که نوسانات فشار زیاد است و زمان خرابی گران است رایج هستند: تولید نفت و گاز بالادست، سکوهای دریایی، پالایش و تولید برق، همگی برای محافظت در برابر فشار بیش از حد به آنها تکیه می کنند. ردپای جمع و جور آنها نسبت به ظرفیت نیز برای تاسیسات دریایی که فضای عرشه محدود است مناسب است.
در هیدرولیک متحرک و صنعتی، همان اصل پایلوت در شیرهای کنترل مدار که سیلندرها و موتورها را تحت بار مدیریت می کنند، نشان داده می شود. هر کاربردی که باشد، شیر به صورت مجزا کار نمی کند. باید اندازه و مطابقت داشته باشد سیستم هیدرولیک وسیع تری که از آن محافظت می کند از جمله خروجی پمپ، اندازه خط و گذراهای فشار مورد انتظار.
انتخاب شیر مناسب برای سیستم شما
با حالت شکستی که از آن محافظت می کنید شروع کنید. اگر نگرانی حفاظت از فشار بیش از حد در یک خط پرظرفیت و پرفشار باشد، یک شیر تخلیه که توسط پایلوت کار میکند معمولاً ارزش لولهکشی و نگهداری اضافی را دارد. اگر سیستم محیط تمیزتر را با فشار متوسط اجرا کند، یک شیر با اثر مستقیم ممکن است همان حفاظت را برای هزینه و پیچیدگی کمتر ارائه دهد.
کنترل جهت یک سوال جدا از کاهش فشار است. بسیاری از مدارهای هیدرولیک نیز به الف نیاز دارند سوپاپ کنترل جهتی که با الکترومغناطیسی کار می کند برای مسیریابی جریان، و برای مدارهایی با تقاضای جریان بالاتر، یک گزینه شیر برقی معکوس با جریان بالاتر ارزش مقایسه قبل از نهایی کردن یک طرح را دارد. برای نگاهی دقیق تر به نحوه تناسب این اجزا با یکدیگر، مرور کنید طیف کاملی از قطعات شیر و پمپ SherTech .
