Caibidil 9: Valvacha Rialaithe Sreabháin

An Orlach

Is é orlach ná oscailt bheag i gcosán sruth leathanaigh. Tá an sruth tríd an orlach faoi thionchar roinnt fhachtóirí, agus is iad na trí phríomhfhoirce a leanas:

1. Méid an phór
2. Difríocht bhrú ar an orlach
3. Teocht an leathanaigh

Éifeacht mhéid an orlaigh ar an sruth

Rialaíonn méid an orlaigh an sruth tríd. Is sampla laethúil coitianta é ceannbholg an tseolchóir — má tá an oscailt beag, tagann an t-uisce amach mar chlochán finiúil nó mar shprae. Má tá an oscailt níos mó, bíonn sé mar shruth géar. Sa dá chás, cuireann ceannbholg an tseolchóir teorainn ar treo sruth an uisce — meastar an sruth tríd an orlach de réir méid na hoscailte.

Figiúr 9-1: Valv chumraíochta srutha i chiorcuit. Cuireann an valv teorainn ar an sruth don rúndhrom. Imíonn an t-uisce breise ón bpump thar an bhvalv slánaithe. Tugann an sruth atá faoi bhrú teoranta fuinneamh poitéansta (luas) ag an orlach.

Orlach sábháilte

Tá méid oscailt shocraithe ann nach féidir a athrú. Is iad na samplaí is coitianta sa teicneolaíocht uisceach na bpollanna drillithe i phlugáin pipe nó i mbailís chomhtháite, nó an bhálb rialaithe srutha le socruithe fabhrice.

Oscailt athraitheach

I bhformhór na dtorthaí, tá oscailt athraitheach de dhíth in ionad oscailt shocraithe, mar gheall ar a bheith níos comhfhreastalaí. Is samplaí de oscailtí athraitheacha bailís geata, bailís chrua, agus bailís gutha.

Comhla Geata

Tá pasáiste srutha díreach trí bhailís geata. Athraítear méid an oscailt trí rothlú an láimhseáin chun an geata a oscailt nó a dhúnadh sa phasáiste srutha. Cé go ndéantar bailís geata níos mó le haghaidh dúnadh ná le haghaidh rialú srutha, is féidir i gcuid de chórais tomhasa srutha go dtuigthe go ginearálta iad a úsáid mar ghléasanna teoranta srutha.

Válann liathróid

Níl pasáistí srutha bailís cruach díreach — déanann siad tuairisc 90°. Is é an suíomh agus an pluga córnach nó an pluga cruach ar an pasáiste atuairiscithe an oscailt. Athraítear méid oscailt an oscailt trí athrú suíomh an phluigé cruach.

Gheata Phointe

Tá an sruth trí bhailí ghutha freisin ag déanamh tonn 90°, ansin ag dul trí bhollán. Consainne an bholán seo an beart idir an ród bhailí le deireadh coinnleach agus an suíomh bhailí. Athraítear méid an bholáin trí shuíomh an aghaidh coinnleach a athrú i gcoibhneas le suíomh an bhailí. Mar gheall ar na caillteáin réidh ar an ród bhailí agus ar an deireadh coinnleach, athraítear méid an bholáin go mall. I gcórais hidráilice, is é an bailí ghutha an t-ábhar is minic úsáidtear mar bholán athraitheach.

Figiúr 9-2: Cineálacha bholán athraitheach. Is é an bailí ghutha (an íochtair) an t-ábhar is coitianta i gcórais hidráilice — tá an deireadh coinnleach agus na caillteáin réidh ann chun sreabháin an-precise agus mall a rialú.

Úsáid an bhailí ghutha i gcearcas

Úsáideann an samplach cearcas pumpa dearbhaithe a thugann amach 5 gpm (18.95 Lpm), bailí sláinte, bailí treo, bholán athraitheach (bailí ghutha), agus cilindir hidráilice le hachar pionta 3 in² (19.35 cm²). Má shuiteáiltear an bailí sláinte ag 500 psi (34.48 bar) agus má thugann an pumpa amach 5 gpm:

Leis an mbolgtán igiúil ag cur bac ar an sruth chun 2 gpm (7.58 lpm) amháin, is é luas an róda = 2 × 19.25 ÷ 3 = 13 tríocha nó maraí san óiméad (3.96 m/san óiméad). Teorannann an bhóltán slánaigh an bhrú chórais ag 500 psi (34.48 bar) trí na 3 gpm fágtha (11.37 lpm) a threorú go dtí an tanc.

Oscailt an oráiste bolgtáin igiúil

Déanann an bolgtán igiúil a thabhairt amach an oráiste níos mó — téann níos mó sruth isteach sa chilindir, go dtí teorainn an bhrú bhóltáin slánaigh. Méadaíonn luas an róda.

Dúnadh an oráiste bolgtáin igiúil

Laghdaíonn an bolgtán igiúil a thabhairt isteach an oráiste. Téann níos lú sruth isteach sa chilindir, mar sin laghdaíonn luas an róda.

Éifeacht an difrínsa bhrú ar an sruth

Tá an sruth tríd an oráiste faoi thionchar an difrínsa bhrú. Mar is fuinneamh potanstaí é an brú i gcóras hidrálach, is mó an sruth tríd an oráiste agus is mó an difrínsa bhrú idir an dá thaobh den oráiste.

Sampla laethúil — matraisc aeir

Tar éis lae ag an trá nó ag an áit champa, bhaintí an pluga as leaba aer a bhfuil sé lánaithe agus ligtear don aer imeacht go saor. Mar gheall ar an difríocht bheag idir an brú istigh/amuigh, titeann an leaba go mall. Brúigh an leaba go daingean — éiríonn an brú istigh i gcomparáid leis an mbrú atmaisféarach, méadaíonn an difríocht, agus imeann an t-aer amach níos tapúla.

Brúigh an tuabhrach fiacla go bog — tagann beagán as. Brúigh go daingean — dtagann níos mó fiacla amach agus d’fhéadfadh sé titim ar an urlár. Má bhrúitear an tuabhrach fiacla faoi chois, is mó an difríocht idir an brú istigh agus an brú atmaisféarach ná nuair a bhrúitear é leis an láimh, mar sin dtagann níos mó fiacla amach níos tapúla.

Éifeacht an difríochta bhrú ar shroicheadh vailb i gciorcuit

Sa chiorcad a thaispeántar, mheánaíonn an gualainn ghutha 5 gpm (18.95 Lpm) sruth an phuimpe go 3 gpm (11.37 Lpm). Suidheacht an bhalla slándála: 500 psi (34.48 bar). An t-áitríochta ar an bhurndán: 200 psi (14 bar). Tá an bhrú ag an ionchur ar an gualainn ghutha cothrom le suidheacht an bhalla slándála: 500 psi (34.48 bar). As na 500 psi (34.48 bar) seo, déanann 200 psi (14 bar) an t-áitríochta ar an bhurndán a dhéanamh; tá an difríocht bhrú fágtha, 300 psi (21 bar), ag stiúradh 3 gpm (11.3 lpm) trí an gualainn ghutha, ag cruthú luas an róid: 19.25 ft/min (5.87 m/min). Téann na 2 gpm fágtha (7.58 lpm) trí an bhalla slándála go dtí an tanc.

Ag ardú suidheachta an bhalla slándála

Ag coimeád an bhrú ar an bhurndán agus suidheachta na gualainne ghutha gan athrú, ag ardú an bhalla slándála go 600 psi (41.38 bar): bíonn an bhrú ag an ionchur ar an gualainn ghutha anois 600 psi (41.38 bar). As seo, déanann 200 psi (14 bar) an t-áitríochta ar an bhurndán a dhéanamh; anois tá difríocht bhrú 400 psi (28 bar) ag stiúradh 4 gpm (15 lpm) trí an gualainn ghutha. Tá luas an róid ag ardú go 26 ft/min (7.92 m/min).

Tá an bhrú ar an bhurndán ag ardú

Athshocraigh an slándálaí bhuaicthe ar ais go 500 psi (34.48 bar) leis an mbunbhuisceán gan athrú. Tá méid an lucht ag éirí: tá an bhrú lucht ag éirí go 400 psi (28 bar). Tá an bhrú ionchuir ar an mbunbhuisceán fós ag 500 psi (34.48 bar), ach anois tá difreansú de 100 psi (6.9 bar) amháin ag stiúradh srutha tríd an mbunbhuisceán — 1 gpm (3.79 lpm) amháin. Tá luas an róda ag titim go 6 troigh/sa n-umha (30 mm/s). Téann an 4 gpm (15 lpm) atá fágtha thar an slándálaí bhuaicthe.

Taispeánann sé seo go dtugann aon athrú ar bhrú ar aon taobh den ollphointe athrú ar an sruth tríd an mbunbhuisceán. Chun sruth a mheastar go cruinn tríd an mbunbhuisceán, caithfear na hathruithe bhrú seo a chur in áirithe nó a choimeád.

Buisceán Rialaithe Luais (Buisceán Rialaithe Srutha Le Coimeád Bhrú)

Ón bhfíorshamplach thuas, tá aon athrú ar an bpriontáil ar aon dá thaobh den ollphointe ag tiontú sruth na gclaiceanna igiúla, ag athrú luais an gníomhaire. Chun sruth a thomhas go cruinn trí ollphointe, cia mheas a dhéanann an priontáil, ní mór na hathruithe priontáil seo a chompensáil. Is é claiceann srutha nach bhfuil comhbhríth le priontáil é claiceann rialaithe srutha — is é seo gléas maith le haghaidh tomhas srutha chomh fada agus a bhíonn an difríocht phriontáil mar a bheadh agus go mbíonn an igiúl go maith láidir. Chun rialú níos cruinn ar an sruth, ba chóir claiceann rialaithe srutha a chompensáil le priontáil (claiceann rialaithe luais) a úsáid. Is é seo rialaitheoir srutha a chompensáil don athrú priontáil os cionn agus faoi bhun an ollphointe.

Is féidir claiceanna rialaithe luais (claiceanna rialaithe srutha a chompensáil le priontáil) a roinnt i gcláir 'méadair isteach' agus cláir 'timpeallú'.

Tógáil claiceann rialaithe luais 'méadair isteach'

Baineann claiceann rialaithe srutha a chompensáil le priontáil 'méadair isteach' as corp an chlaiceain le portanna ionchuir agus amach, claiceann igiúla, spool chompensála, agus spriong churtha in oiriúint.

Conas a oibríonn an cineál 'méadair isteach'

Chun tuiscint a fháil ar conas a oibríonn an cineál leis an méadar isteach, déanaimid anailís ar a oibriú céim ar chéim. Nuair a bhíonn an spool cothromaithe go hiomlán ar thaobh A, tagann uile an oil bhréige isteach ar oghal an vailbín igle. Faoi mhéad a ghlacann an spool cothromaithe beagán ag bogadh i dtreo thaobh B, bíonn an oil bhréige isteach ag brath. Chun an pasáiste srutha a choinneáil oscailte, tá an spool cothromaithe curtha faoi bhrú sprionga i dtreo thaobh A. Is tríd an pasáiste rialaithe inmheánach a mheastar an brú isteach ar an vailbín igle ag an t-aonchríoch A den spool cothromaithe — nuair a éiríonn an brú thar bhruaith an sprionga, imíonn an spool i dtreo thaobh B.

Más é a chur in oiriúint ar bhollán an ghléas go dtí go n-imeoidh níos lú ná an sruth iomlán den phump trí bhollán an ghléas, méadaíonn an bhrú ionchuir an ghléis go dtí luach an bhalla slándála. Nuair a théann an bhrú ionchuir an ghléis thar fhorce sprionga an spool cothromaithe, imíonn an spool cothromaithe i dtreo B, ag srianta an sruth isteach. Nuair a bheidh an sruth trí bhollán an spool cothromaithe cothrom le heachtrú an phuimpe, stadfaidh an bhrú ionchuir an ghléis ag luach an bhrú sprionga. Mar shampla, le luach sprionga de 100 psi (6.89 bar) agus le balla slándála socraithe ag 500 psi (34.48 bar): is é 500 psi (34.48 bar) an bhrú ionchuir; nuair a imeoidh an t-oil trí bhollán an spool cothromaithe, tiontaítear 400 psi (28 bar) go teocht, ag laghdú an bhrú ionchuir an ghléis go dtí 100 psi (6.89 bar). Ciallaíonn sé seo gur féidir an bhrú ionchuir an ghléis a choinneáil ag 100 psi (6.89 bar) mar gheall ar ghníomhaíocht an spool cothromaithe, gan mhaith le bhrú ionchuir an vailbhe rialaithe srutha.

Figiúr 9-5: Valváil smachtaithe luais le méadar isteach (le comhbhrú comhbhrúite). Coinníonn an spool cothromaitheach an titim brú ar an mbhulbhógail ghutha, cibé athrú atá ar bhrú an ionchuir nó an easchuir — ag soláthar sruth cruinn, leanúnach.

I gciorcal an bhulbhógail ghutha níos luaithe, is leath an scéal amháin an difríocht bhrú thar oghal an bhulbhógail ghutha — caithfear an bhrú faoi leith an bhulbhógail ghutha a chothromú freisin. Ar fhocal eile, caithfear difríocht bhrú leanúnach a chaomhnú. Chun é seo a bhaint amach, cuirtear an bhrú faoi leith an bhulbhógail ghutha trí thráchtas smachta go dtí an folán sprionga cothromaitheach ar thaobh A an spool cothromaitheach. Anois tá dhá fhorza ag gníomhú ar thaobh A an spool cothromaitheach: fórsa an tsprionga agus bhrú na hoileáine faoi leith.

Más é fórsa an ghearráin = 100 psi (6.89 bar), beidh an difríocht bhrú an bhailteáin igiúil teoraithe ag an bhrú síos i dtreo níos airde ná 100 psi (6.89 bar). Chomh fada agus a bheidh an bailteán slándála socraithe go leor arda, beidh an difríocht bhrú ar oscailt an bhailteáin igiúil i gcónaí cothrom le luach bhrú an ghearráin. Leis an ghníomh seo, tá an difríocht bhrú a chuireann sruth isteach trí bhailteán igiúil mar thairseach — gan a bheith faoi thionchar athruithe ar bhrú an t-uisce isteach nó an t-uisce amach.

Bailteán smachtaithe luais isteach i chiorcuit

Sa chiorcuit, socraítear an méadar-ionchur le haghaidh rialú luais ag 3 gpm (11.37 Lpm). Tá an bhainteoir slánaithe ag 500 psi (34.48 bar), agus tá an bhrú luchtaithe ag 200 psi (13.79 bar). Tá an spriong spool cothromaithe = 100 psi (6.89 bar). Déanann an pump iarracht gach 5 gpm (18.95 lpm) a threorú trí bhainneal na gcluaise, ag déanamh an bhrú ionchuir bhainneal na gcluaise ardú. Ag 300 psi (21 bar), aistíonn an spool cothromaithe agus tanaíonn sé an sruth, ag déanamh an bhrú ionchuir rialaithe srutha ardú go dtí an suíomh bhrú an bhainteora slánaithe, 500 psi (34.48 bar). De na 500 psi (34.48 bar) seo, úsáidtear 200 psi (13.79 bar) chun an lucht a threisiú; úsáidtear 100 psi (6.89 bar) chun an sruth a threorú trí bhainneal na gcluaise; agus tiontúitear na 200 psi fágtha de na 500 psi (13.79 bar) seo go teas nuair a théann an sruth trí bhainneal an spool cothromaithe. Is é an sruth anseo 3 gpm (11.37 Lpm) agus is é luas an róda 19 ft/min (97.83 mm/s).

Ag ardú an bhrú luchtaithe agus an suímh bhrú an bhainteora slánaithe

Más éard atá i gceist le brú an luchtála ná 400 psi (27.58 bar) nó má athshocraítear an slánaitheoir ag 600 psi (41.38 bar), tá 100 psi (6.89 bar) fós ag tarraingt srutha trí bhálbh an ghoinne. Chomh fada agus a bheidh an slánaitheoir socraithe go leor airde chun an spool cothromaitheach a sheoladh, beidh sruth aschuir chuig an róndán leanúnach ag 3 gpm (11.37 Lpm).

Tógáil bhálbh smeacha típe an-treoluais

Tá an bhálbh smeacha típe an-treoluais comhdhéanta as corp bhálbh le portanna ionchuir, aschuir, agus tuairiscithe, bálbh ghoinne, spool cothromaitheach, agus spriong thacaíochta.

Conas a oibríonn an cineál smeacha tuairiscithe

Oscailtear agus dúntar pasáiste tuairiscithe don tanc oiléir ag an spool cothromaitheach sa bhálbh seo. Tá an spool cothromaitheach spriong-thacaíochta ar dúnadh (sa phost i nguais). Má tá luach neart an tspriong ag 100 psi (6.89 bar), cuirfear teorainn ar bhrú ionchuir an bhálbh ghoinne ag 100 psi (6.89 bar). Nuair a sheoltar an sruth go hiomlán chuig tanc na hoiléire sa staid tosaigh. I rith oibriú gnáth, tá an spool cothromaitheach spriong-thacaíochta ar an post dúnta.

Míniúitear an t-ionspórt bhratach na gcluasach trí threidhlís rialála istigh go barr an spool cothromaithe. Nuair a éiríonn an brú thuas an fórsa sprionga, feidhmíonn an spool cothromaithe mar bhailíocht shaoir — ag oscailt an treidhlís timpeallach, ag teorainn an t-ionspórt bhratach na gcluasach ag 100 psi (6.89 bar). Ní heagarraíonn an brú ionchur sábháilte ar an gcluasach sruth leanúnach — má athraíonn an brú síos-sráid, athraíonn an difríocht bhrú ar oghal an chluasach, agus mar sin a athraíonn an sruth.

Chun anseo a choigeartú, cuirtear an brú síos-sráid ar an gcluasach trí threidhlís rialála isteach sa bhalla sprionga cothromaithe. Anois tá dhá fhorce bias ag an spool cothromaithe A-leathair: fórsa an tsprionga agus brú an oil síos-sráid. Má tá an sprionga = 100 psi (6.89 bar), teorainnfar an brú ionchur ar an gcluasach ag 100 psi (6.89 bar) thuas an bhrú síos-sráid. Fós agus a bheidh an bhailíocht shaoir socraithe go leor airde, is é an difríocht bhrú ar oghal an chluasach 100 psi (6.89 bar) — leanúnach.

Bailíocht shpeastialta cathair i gciorcad

Bainneachán - valfáil rialaithe luais chun 3 gpm (11.37 Lpm). Tá an t-éigeandráin ag 500 psi (34.48 bar), an lucht ag 200 psi (13.79 bar), an spriong = 100 psi (6.89 bar). Déanann an pomp a ndíriú ar gach 5 gpm (18.95 Lpm) trí bhainneachán igiúil. Oscailtear an bealach bainneacháin trí spool cothromaithe, ag teorú brú an ionchuir ar an mbainneachán igiúil ag 300 psi (20.68 bar). De na 300 psi seo: tugann 200 psi (13.79 bar) faoi bhuanadh an lucht, agus tugann 100 psi (6.89 bar) faoi bhuanadh 3 gpm (11.37 Lpm) trí bhainneachán igiúil. Baineann na 2 gpm fágtha (7.58 Lpm) amach trí oscailt an spool cothromaithe ar ais go dtí an tanc.

Figiúr 9-8: Ciorcal rialaithe luais bainneacháin. Bainneacháin an spool cothromaithe an sruth breise ón pomp go dtí an tanc go díreach seachas é a sheoladh thar an valfáil éigeandráin. Tá sé níos éifeachtaí i dtreo an airgid ná an cineál 'méadar isteach' toisc go n-imeoidh an sruth breise trí an brú iomlán an chórais.

Ag ardú an bhrú luchtaithe agus an suímh bhrú an bhainteora slánaithe

Má éiríonn an bhrú luchtála go dtí 400 psi (27.58 bar) nó má athshocraítear an bhrú slánaithe go dtí 600 psi (41.38 bar), tá 100 psi (6.89 bar) fós ag brú an srutha tríd an mbolc ghutha. Faoi láthair an bhrú slánaithe a bheith socraithe go leor airde chun an spool coimeasach a oscailt, is iomlán leanúnach 3 gpm (11.37 Lpm) an t-aschur don rúndhromchán.

Éifeacht na Teochta ar Shroichimh an Bholc

Mar a luaitear ag tosach an chapaill seo, is iad na trí phríomhfhachtóir a thagann i gceist le sruth tríd an bport é seo: méid an bhoirte, an difríocht bhrú, agus te temperatur an ola. Nuair a athraíonn te temperatur an ola, athraíonn a ghiomáilte — nuair a athraíonn ghiomáilte an ola, athraíonn sruth tríd an bport freisin. I gcás bportanna socraithe nó mbailíochtaí gcluaise, níor mhaith an t-athrú ar an sruth a bhaineann le te temperatur mar gheall ar an méid mór a bhíonn ann don méid bportanna agus an difríocht bhrú i gcomparáid le hathruithe sa ghiomáilte. Áfach, i gcás iarratais a éilíonn rialú an-sprecise ar an sruth, caithfear machnamh a dhéanamh ar na hathruithe te temperatur. Is cuí go leor na bailíochtaí rialaithe luais tíopa ‘meter-in’ agus bailíochtaí rialaithe luais tíopa an-imeallach do ghnáth-iarratais hidrálacha i ndiagaileacht.

Do iarratais a éilíonn rialú an-ghinearálta ar an sruth — gan smaoineamh ar athruithe te temperatur — is féidir bailíocht rialaithe srutha le comhbhrú te temperatur a úsáid. Tugann an cineál seo freisin comhbhrú ar na hathruithe te temperatur.

Príomhfhormúilí — Capaill 9