جاذب شوکهای هیدرولیکی

جاذب شوکهای هیدرولیکی

یکی از کاربردهای مهم صنعتی انباره ها حذف یا کاهش ضربات پر فشار یا شوک های هیدرولیکی می باشد. نوسانات شدید فشار یا ضربه قوچ در اثر توقف یا کاهش سرعت ناگهانی. سیال هیدرولیکی که با سرعت بالا در لوله ها در حال جریان است ایجاد می شود. این شوک هیدرولیکی یک موج متراکم را در محل سوپاپ هایی که به سرعت بسته می شوند بوجود می آورد. این موج در طول لوله حرکت می کند تا تمام انرژی آن توسط اصطکاک تلف شود. ضربات پر فشار و نوسانات باعث ارتعاش شدید در نزدیکی سوپاپ قطع کن تعبیه شده است می تواند به عنوان ضربه گیر مدار هیدرولیکی عمل کند و نوسانات شدید فشار را در مدار کاهش دهد.

7-6 مبدلهای حرارتی

گرما در سیستم هیدرولیکی به این دلیل ساده بوجود می آید که هیچ قطعه ای نمی تواند با بازده ای 100%کار کند. منابع مهم تولید عبارتند از پمپ ها، سو پاپهای کنترل فشار و سوپا پ های کنترل جریان. این منابع می توانند دمای سیال هیدرولیکی را نسبت به دمای کارکرد معمول سیال بالاتر ببرند. در طول زمانی که سیال از یک منطقه پر فشار به یک منطقه کم فشار منتقل می شود گرما به طور پیوسته تولید می شود بدون این که کار مکانیکی انجام دهد. دمای بیش از حد، اکسیداسیون سیال هیدرولیکی را تسریع می کند و همچنین ویسکوزیته (لزجت) آن را کاهش می دهد که نتیجه آن فرسایش در پوش ها و آب بند ها می باشد. همچنین فرسایش، خوردگی و پارگی قطعات هیدرولیکی مانند سوپاپ ها، پمپ ها و عملگرها را تسریع می کند به همین دلیل است که کنترل دما در سیستم های هیدرولیکی امری حیاتی است.

دمای پایدار سیال به سرعت تولید گرما و سرعت دفع گرما بستگی دارد. اگر دمای کارکرد سیال بیش از حد بالا باشد، بدین معنی است که اتلاف گرمای سیستم کافی نیست. با فرض اینکه سیستم بازدهی خوبی دارد راه حل این است که سرعت دفع گرما را افزایش دهیم. این کار با استفاده از خنک کننده ها که عموماً به عنوان مبدلهای حرارتی شناخته می شوند. صورت می پذیرد. در برخی موارد برای آنکه سیال به ویسکوزیته مورد نیاز برسد لازم است که آن را حرارت داد و گرم نمود. بطور مثال اگر نیاز باشد ادوات هیدرولیکی سیار در شرایط محیطی زیر صفر درجه کار کنند سیال باید گرم شود در چنین مواردی، مبدلهای حرارتی به عنوان گرم کننده استفاده می شوند.

پارامترهایی که در تعیین اندازه مبدلهای حرارتی در نظر گرفته می شوند عبارتند از:

  • تغییر دمایی لازم برای سیال هیدرولیکی
  • جریان سیال هیدرولیکی در سیستم
  • زمان لازم برای سرمایش سیال
  • دونوع اصلی مبدلهای حرارتی در سیستمهای هیدرولیک وجود دارند:
  • مبدلهای حرارتی خنک شونده با هوا (هوا-خنک)
  • مبدلهای حرارتی خنک شونده با آب (آب – خنک)

7-6-1 مبدلهای حرارتی هوا- خنک

شکل (7-24) یک مبدل حرارتی هوا- خنک را نشان می دهد. سیال هیدرولیکی که باید خنک شود از طریق چندین لوله موازی عبور می کند، مادامیکه سیال در لوله ها جریان داردهوا برروی  آنها دمیده می شودکه این کار باعث دفع گرما از روی تیو پها خواهد شد. یک فن که با موتور الکتریکی راه اندازی می شود جریان هوای مورد نیاز را برای عمل خنک سازی تامین می کند. مبدل حرارتی نشان داده شده از لوله هایی استفاده می کند که شامل قطعات ویژه ای است که توربولاتور نامیده می شوند و نقش آن مخلوط کردن روغن های گرم و سرد برای انتقال بهتر گرما می باشد.

مزیتهای استفاده از مبدلهای حرارتی هوا- خنک عبارت است از:

  1. کاهش هزینه های اساسی، زیرا در انها از هوا به جای آب برای خنک کاری استفاده می شود.
  2. کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
  3. امکان بازاریابی حرارت دفع شده

معایب مبدلهای حرارتی هوا- خنک عباتند از:

  1. نسبتاً از نظر اندازه، بزرگتر می باشند.
  2. سر و صدای بیشتری تولید می کنند.
  3. هزینه نصب آنها زیاد است.

7-6-2 مبدل حرارتی آب- خنک

شکل (7-25) تصویر یک نوع رایچ از مبدلهای حرارتی دارای سیستم آب- خنک را نشان می دهد که در سیستم های هیدرولیکی به کار برده می شود.

این مبدلها از نوع مبدلهای حرارتی لوله ای و پوسته ای محسوب می شود. آب خنک به درون مبدل حرارتی پمپاژمی شود و در اطراف مجموعه لوله ها جریان پیدا می کند . سیال هیدرولیکی که قبلاً خنک شده است، در اطراف لوله ها جریان می یابد، هنگام عبور آب از طریق لوله ها، سیال هیدرولیک درون لوله ها، حرارت خور را به آب منتقل می کند و به این ترتیب دمای سیال کاهش می یابد.

مزایای مبدلهای حرارتی دارای سیستم خنک کننده(آب- خنک):

  1. آنها بسیار کم حجم و از نظر هزینه سودمند هستند.
  2. سر و صدا تولید نمی کنند.
  3. در محیطهای آلوده بسیار خوب کار می کنند.

7-7 هدایت کننده های سیال، لوله ها و شیلنگهای هیدرولیکی

انتقال بهینه توان از یک مکان به مکان دیگر، عامل کلیدی در طراحی و اجرای یک سیستم هیدرولیکی است. این عامل به عنوان هادی سیال شناخته می شود. هدایت کننده های سیال آن بخش از سیستم هیدرولیک هستند که برای انتقال سیال به اجزای گوناگون سیستم مورد استفاده قرار می گیرند. این هدایت کننده ها شامل لوله های فولادی، لوله های فلزی و شیلینگهای هیدرولیکی می باشند. در یک سیستم هیدرولیکی واقعی، سیال از طریق یک سبکه توزیع جریان می یابد که در آن از لوله ها و اتصالات استفاده می شود این لوله ها سیال را از مخزن به عملگرها رسانده و دوباره آن را به مخزن باز می گرداند. از آنجایی که توان در تمام این سیستم، توسط این شبکه منتقل می شود، بسیار ضروری است که این شبکه به گونه ای طراحی شود که عملکرد بهینه ای  داشته باشد.

لوله کشی فو لادی              

لوله های فولادی معمولاً نسبت به سایر انتقال دهنده ها از نقطه نظر هزینه و اجرا، ارجحیت دارند. از آنجایی که جوشکاری در این سیستم ها برای جلوگیری از ایجاد نشتی، ضروری می باشد، مونتاژ این سیستم ها بسیار دشوار است. عامل دیگری که باید در نظر گرفت پر هزینه بودن این سیستم هنگام راه اندازی می باشند زیرا نیازمند به یک محیط عاری از آلودگی می باشد. با وجود آنکه لوله های فولادی بر حسب قطر خارجی اسمی شان طبقه بندی می شوند، اما ظرفیت واقعی جریان عبوری از آنها با سطح داخلی شان اندازه گیری می شود.

سیستم های لوله کشی را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

  1. لوله کشی فلزی
  2. لوله کشی غیر فلزی

انتخاب نوع لوله کشی که باید در سیستم مورد استفاده قرار گیرد، ابتداد به فشارهای کاری و شدت جریان بستگی دارد. علاوه بر آن به شرایط محیطی و نوع سیال نیز بستگی دارد. همچنین دماهای عملکردی و شرایط جوی را نیز باید لحاظ نمود. در ادامه به مطالعه انواع گوناگون لوله ها و اتصالات مورد استفاده در سیستم هیدرولیکی پرداخته می شود.

لوله کشی فلزی

لوله وسیله ای است برای انتقال سیال از نقطه ای به نقطه دیگر بدون هیچگونه حرکت فیزیکی در خودش مورد استفاده قرار می گیرد. لوله های فولادی از آهن یا فولاد ساخته می شوند. به منظور داشتن یک روش استاندارد برای طبقه بندی لوله ها در تمام دنیا، اندازه لوله ها استاندارد شده اند و بر حسب اینچ یا میلی متر تعیین می شوند. عمدتاً اندازه لوله بر اساس قطر داخلی یا خارجی آن داده می شود.

شکل(7-26) مقطع برش خورده ای از یک لوله  و اصطلاحات علمی مربوط به آن را نشان می دهد.

ابعاد اصلی مربوط به لوله ها به صورت زیر تعریف می شوند:

قطر خارجی (outside   diameter)             ضخامت دیواره (wall    thickness)   

قطر داخلی  (lnside  diameter)                 طول             (length)

لوله های تجاری (commerciad pipe- lines)  تا اندازه 12 اینچ (305 میلیمتر) به وسیله قطر داخلی شان مشخص می شوند، در صورتی که اندازه این لوله ها بیشتر از 12 اینچ باشد به وسیله قطر خارجی شان مشخص می شوند. فلزات مختلف خصوصیات متفاوتی دارند که این تنوع انها را برای کارهای مختلفی قابل استفاده می کند. به طور کلی یک آلیاژ فلزی است که دور و یا چند فلز ساخته شده است. زمانی که این فلزات ذوب می شوند، آنها را با هم ترکیب می کنند. یک آلیاژ همچنین می تواند از ترکیب یک فلز یا یک غیر فلز بوجود آید. (فلزات به طور کلی به دو دسته فلزات آهنی ferrovce metahs  و غیر آهننی (non- ferroud) تقسیم می شوند. فلز آهنی، فلزی است که در ترکیب آن آهن به کار رفته است در حالی که در ترکیبات یک فلز آهنی، آهن وجود ندارد.) در ساخت لوله ها معمولاً از فولاد نرم، چدن و یا فولاد استفاده شده است.

تفاوت بین این سه لوله در مقدار کربن هر یک از آنهاست. علاوه بر فلزات عادی آهنی و غیر آهنی که از آنها در لوله ها استفاده می شود فلزات خاص دیگری نیز وجود دارد که در ساخت لوله های خاص استفاده می شود. به طور کلی لوله های آلومینیومی سبک  وزن هستند و در مقابل خودگی مقاومند،هر چند که با افزایش درجه حرارت، استقامت آنها کاهش می یابد(لوله های سربی lead pipes در وسایلی استفاده می شوند که در معرض مایعات خورنده  (highly   corrosive   fluide)  قرار می گیرند) اگر در لوله کشی مواد خاصی بکار گرفته شود این کار مقرون به صرفه نبوده و هزینه زیادی را در بر خواهد داشت. فولاد ضد زنگ ( stainkess  steel) نوع فلز آهنی معمولی است که آلیاژی از فولاد و کروم می باشد.