Მიმართულების მართვის სარქველი შედგება სარქვლის კორპუსისგან, რომელსაც აქვს შიდა გასასვლელები და მოძრავი ნაწილი, რომელსაც კოჭა ეწოდება. კოჭას შეუძლია შიდა გასასვლელების შეერთება ან დაბლოკვა. სტანდარტული სამრეწველო ჰიდრავლიკური სარქველების უმეტესობისთვის კოჭა ცილინდრულია - ამ ტიპს ეწოდება კოჭის ტიპის მიმართულების სარქველი, ან უბრალოდ კოჭის სარქველი. კოჭის სარქველები სამრეწველო ჰიდრავლიკაში მიმართულების სარქვლის ყველაზე ფართოდ გამოყენებადი ტიპია. ეს თავი განმარტავს მათ ტიპებს, კონსტრუქციას, მუშაობის პრინციპებს და მართვის მეთოდებს.

Ოთხმხრივი მიმართულების სარქველი

Პირველი ტიპის მიმართულების მქონე სარქველი, რომელიც უნდა განვიხილოთ, არის ის, რომელსაც აქვს ოთხი შიდა გასასვლელი: წნევის გასასვლელი, დაბრუნების (ავზის) გასასვლელი და ორი სამუშაო გასასვლელი. ეს არის ოთხმხრივი მიმართულების მქონე სარქველი — რომელსაც სახელი მისი სარქვლის კორპუსში არსებული ოთხი განსხვავებული გასასვლელის მიხედვით დაერქვა. ოთხმხრივი მიმართულების მქონე სარქველი აკონტროლებს ჰიდრავლიკურ ცილინდრებს ან ჰიდრავლიკურ ძრავებს საპირისპირო მიმართულებით.

Ოთხმხრივი სარქვლის ფუნქცია წრედში

Ყველა მიმართულებითი სარქველი შედგება სარქვლის კორპუსისა და შიდა მოძრავი კოჭისგან. კოჭას აქვს მინიმუმ ორი პოზიცია - ორი ბოლო პოზიცია. ეს ორი პოზიცია მიმართულების სარქვლის გრაფიკულ სიმბოლოში ნაჩვენებია ორი ცალკეული უჯრით. თითოეულ უჯრაში ისრები გამოიყენება იმის საჩვენებლად, თუ როგორ არის დაკავშირებული სარქვლის კორპუსის შიდა გასასვლელები, როდესაც კოჭა ამ პოზიციაზეა. მიმართულების სარქვლის გრაფიკული სიმბოლოთი ჩვენებისას, ორივე ყუთი ერთმანეთთან უნდა იყოს დაკავშირებული. წრედში მოთავსებისას, წრედში ზუსტად ერთი ყუთი უნდა იყოს შეერთებული. ამით, როდესაც აქტივატორი ერთი მიმართულებით მოძრაობს, მიმართულებითი სარქვლის შიდა ნაკადის გზა ნათლად ჩანს. როდესაც სიმბოლოს მეორე უჯრაში უნდა იყოს ნაჩვენები აქტივატორი საპირისპირო მიმართულებით, უბრალოდ შეუფერხებლად ჩასვით მეორე ყუთი წრედში.

Მიმართულებით განლაგებულ სარქველს, რომელსაც მხოლოდ ორი კოჭის პოზიცია აქვს, ორპოზიციური სარქველი ეწოდება.

Სურათი 10-1 ოთხმხრივი მიმართულების სარქველი. ორყდიანი სიმბოლო წარმოადგენს კოჭის ორ პოზიციას. წრედში ერთდროულად მხოლოდ ერთი ყუთი ერთდება; კოჭის გადაწევა ცვლის აქტიურ ყუთს, რაც ცილინდრის ბრუნვის შებრუნებას იწვევს.

Ოთხმხრივი სარქვლის წრედის ფუნქცია

Როდესაც კოჭა ერთ ბოლოში იმყოფება, წნევის გასასვლელი უკავშირდება სამუშაო გასასვლელს A, ხოლო დაბრუნების გასასვლელი - სამუშაო გასასვლელს B. როდესაც კოჭა გადადის მეორე ბოლოში, წნევის გასასვლელი უკავშირდება სამუშაო გასასვლელს B, ხოლო დაბრუნების გასასვლელი - სამუშაო გასასვლელს A. კოჭას ბოლო პოზიციის შეცვლა ცვლის ზეთის ნაკადის მიმართულებას ჰიდრავლიკურ ცილინდრში, რაც იწვევს ღეროს გაჭიმვას ან უკან დახევას.

Სამმხრივი მიმართულების სარქველი

Სამმხრივ მიმართულ სარქველს სამი შიდა გასასვლელი აქვს: წნევის გასასვლელი, დაბრუნების გასასვლელი და ერთი სამუშაო გასასვლელი. მისი ფუნქციაა: როდესაც კოჭა ერთ ბოლოში იმყოფება, ის ახდენს სამუშაო პორტის წნევის აწევას; როდესაც მეორე ბოლოში იმყოფება, ის ამცირებს სამუშაო პორტის წნევას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სამმხრივი სარქველი ცვლის ერთი სამუშაო პორტის წნევის აწევას და წნევის აწევას.

Სამმხრივი სარქვლის წრედის ფუნქცია

Სამმხრივი სარქველი აკონტროლებს ერთმოქმედებიან აქტივატორებს, როგორიცაა ზამბარიანი დაბრუნებითი დგუშის ცილინდრები. ასეთ შემთხვევებში, სამმხრივი სარქველი ერთ პოზიციაზე აწვდის წნევის ზეთს ცილინდრის ღეროსგან თავისუფალ ბოლოში; მეორე პოზიციაზე გადართვისას, აქტივატორში ნაკადი იბლოკება და აქტივატორის გასასვლელი უკავშირდება სარქვლის კორპუსის შიგნით არსებულ დაბრუნების გასასვლელს, ამიტომ ცილინდრის ღერო შეიძლება დაიწიოს გრავიტაციის ან ზამბარის ძალის გამოყენებით.

Როდესაც სამმხრივი სარქველი სამუშაო გასასვლელის დაბრუნების გასასვლელთან დამაკავშირებელ პოზიციაშია, ვერტიკალურად დამონტაჟებული დგუშისებრი ცილინდრი შეიძლება გრავიტაციის ზემოქმედებით დაიწიოს, ხოლო ზამბარისებრი დამაბრუნებელი ცილინდრის ღერო ზამბარის ძალის ზემოქმედებით დაიწიოს.

Სამრეწველო ჰიდრავლიკურ მოწყობილობებში სამმხრივი სარქველები იშვიათად გვხვდება. თუ სამმხრივი ფუნქციაა საჭირო, როგორც წესი, ისინი ჩანაცვლდება ოთხმხრივი სარქველით ერთი სამუშაო პორტით, რომელიც დაბლოკილია.

Სურათი 10-3 სამმხრივი მიმართულების სარქველი აკონტროლებს ერთმოქმედებიან (ზამბარიანი დაბრუნებით) ცილინდრებს. ერთი პოზიცია ახდენს წნევის რეგულირებას; მეორე კი აკავშირებს ცილინდრს ავზთან და საშუალებას აძლევს ზამბარას, ღერო უკან დაწიოს.

Ორმხრივი მიმართულების სარქველი

Ორმხრივ მიმართულ სარქველს მხოლოდ ორი გასასვლელი აქვს — ეს ორი გასასვლელი შეიძლება შეერთდეს ან გაითიშოს კოჭის მეშვეობით. როდესაც კოჭა ერთ ბოლოშია, სარქველში გამავალი ნაკადის გასასვლელი ღიაა; როდესაც მეორე ბოლოშია, გასასვლელი დაკეტილია.

Ორმხრივი სარქვლის წრედის ფუნქცია

Ორმხრივი მიმართულების სარქველი წრედში ჩართვა/გამორთვის ჩამრთველის ფუნქციას ასრულებს. ეს ფუნქცია ბევრ სისტემაში გამოიყენება უსაფრთხოების ბლოკირებისთვის ან სისტემაში სხვადასხვა კომპონენტის იზოლირებისა და შესაერთებლად.

Მიმართულებითი სარქვლის რეიტინგები და სპეციფიკაციები

Სამრეწველო ჰიდრავლიკაში გამოყენებული მიმართულების მართვის სარქველები რამდენიმე ძირითადი ზომისაა: 1/4", 3/8", 1/2", 3/4" და 1-1/4" (6.35 მმ, 9.5 მმ, 12.7 მმ, 19.05 მმ და 31.75 მმ). სამრეწველო გამოყენებაში ისინი ჩვეულებრივ შეფასებულია საშუალო ნაკადის სიმძლავრით და არა პორტის ზომით. მაგალითად, ნომინალური სიმძლავრეებია: 3–10 გპმ (11.37–37.9 ლპმ), 10–20 გპმ (37.9–45.48 ლპმ), 40 გპმ (75.8 ლპმ), 80 გპმ (303.2 ლპმ) და 160 გპმ (379 ლპმ). ნომინალური ნაკადის დროს, წნევის ვარდნა P-დან A-მდე ან B-დან T-მდე დაახლოებით 40 psi (2.76 ბარია).

Მიმართულებითი სარქვლის კოჭა

Ოთხმხრივი მიმართულების მქონე სარქვლის კოჭა, რომელიც ჩვენ ვნახეთ, არის ლილვი სამი დიდი დიამეტრის ცილინდრული სექციით, რომლებსაც ნაკრებს უწოდებენ. სამ ნაკრებს შორის თანაბარი დაშორება მას სამნაკრებსად განსაზღვრავს. სამრეწველო ჰიდრავლიკური მიმართულების მქონე სარქველების უმეტესობა ორნაკებასა და ოთხნაკებასა და კოჭას წარმოადგენს. უფრო დაბალი სიმძლავრის ნაკადის სარქველები, როგორც წესი, ორნაკებასა და კოჭას იყენებენ; ოთხნაკებასა და კოჭას უფრო ხშირად იყენებენ უფრო დიდი სიმძლავრის სარქველებში.

Სურათი 10-5 მიმართულების მქონე სარქვლის კოჭები. ორმიწიანი კოჭები ხშირია პატარა სარქველებში; ოთხმიწიანი კოჭები კი დიდებში. მილების რაოდენობა და პოზიცია განსაზღვრავს, თუ რომელი გასასვლელებია შეერთებული ან დაბლოკილი თითოეულ კოჭის პოზიციაში.

Ქვეფირფიტაზე დამონტაჟებული ოთხმხრივი სარქველი

Ზემოთ აღწერილ ოთხმხრივ მიმართულ სარქველს ოთხი პორტი აქვს. როგორც წესი, წნევის და დაბრუნების პორტები სარქვლის კორპუსის ერთ მხარესაა, ხოლო ორი სამუშაო პორტი მოპირდაპირე მხარეს. ეს პორტების განლაგება ძალიან ახლოსაა მიმართული სარქვლის გრაფიკულ სიმბოლოსთან. ინსტალაციის გამარტივების მიზნით, სამრეწველო ჰიდრავლიკური მიმართულების სარქველების უმეტესობა იყენებს ქვედა ფირფიტაზე დამონტაჟებულ დიზაინს: სარქვლის კორპუსი ჭანჭიკებით არის დამაგრებული ქვედა ფირფიტაზე, რომელიც უკავშირდება სისტემის ხაზებს. ქვედა ფირფიტაზე დამონტაჟებული სარქვლის პორტები სარქვლის კორპუსის ქვედა ზედაპირზეა.

Მიმართულებითი სარქვლის ოპერატორები

Ჩვენ ვნახეთ, რომ მიმართულების მქონე სარქვლის კოჭა შეიძლება განთავსდეს ერთ ან მეორე ბოლოში. კოჭის გადაადგილება შესაძლებელია მექანიკური, ელექტრო, ჰიდრავლიკური, პნევმატური ან ხელით.

Ხელოვნური მűშენება

Კუნთოვანი ძალით მოძრავ მიმართულების მქონე სარქველს ხელით მართვადი სარქველი ეწოდება. არსებობს ხელით მართვის მრავალი ტიპის მოწყობილობა, მათ შორის ბერკეტები, ღილაკები და ფეხის პედლები. ყველაზე გავრცელებული მექანიკური მოქმედების მექანიზმი არის ამწე ქინძისთავი, რომლის ზედა ნაწილშიც დამონტაჟებულია ლილვაკი — როდესაც ამძრავზე არსებული ამწე ქვემოთ მოძრაობს და ლილვაკს ეჯახება, კოჭა სხვა პოზიციაზე გადადის. ხელით მუშაობისას, მიმართულების სარქვლის მოქმედების თანმიმდევრობა და კონტროლი უნდა განისაზღვროს ოპერატორის განზრახვით. თუ მიმართულების სარქველი უნდა გადაადგილდეს ამძრავის კონკრეტულ პოზიციაზე, შესაძლებელია მექანიკურად მართვადი მიმართულების სარქველის გამოყენება.

Პილოტური კონტროლი

Მიმართულებითი სარქვლის კოჭების გადაადგილება ასევე შესაძლებელია პნევმატური ან ჰიდრავლიკური პილოტური წნევის გამოყენებით. ოთხმხრივი კოჭების შემთხვევაში, პილოტური წნევა მოქმედებს კოჭის ორივე ბოლო პოზიციაზე. ორმხრივი კოჭების შემთხვევაში, პილოტური წნევა მოქმედებს ერთ პილოტურ დგუშზე.

Სოლენოიდის (ელექტრომაგნიტური) კონტროლი

Მიმართულების სარქვლის მართვის ყველაზე გავრცელებული გზაა სოლენოიდი (ელექტრომაგნიტი). სოლენოიდი არის ელექტრომექანიკური მოწყობილობა, რომელიც ელექტრო ენერგიას გარდაქმნის წრფივ მექანიკურ ძალად და მოძრაობად. ჰიდრავლიკურ სისტემაში შესაბამისი აქტივატორი არის ჰიდრავლიკური ცილინდრი.

Მშრალი ტიპის სოლენოიდი

Ორი ტიპის სოლენოიდიდან, მშრალი ტიპი უფრო ადრეული დიზაინია. ის მუშაობს ელექტრომაგნიტური პრინციპების საფუძველზე და შედგება „T“-ს ფორმის რკინის ბირთვის, ხვეულისა და „C“-ს ფორმის ჩარჩოსგან. რკინის ბირთვის ფორმისა და ხვეულის გარშემო არსებული ჩარჩოს გამო, ამ ტიპს ზოგჯერ „CT“ ელექტრომაგნიტს უწოდებენ. რკინა კარგი მაგნიტური გამტარია, ხოლო ჰაერს ცუდი მაგნიტური გამტარობა აქვს. მშრალი ტიპის სოლენოიდის მუშაობის პრინციპი ასეთია: მაგნიტური ველი რკინის ბირთვს ხვეულისკენ უბიძგებს, რაც ამცირებს ხვეულის ცენტრში ჰაერის უფსკრულით გამოწვეულ დიდ მაგნიტურ წინააღმდეგობას. რკინის ბირთვის შიგნით გადაადგილებისას ჰაერის უფსკრული თანდათან მცირდება, ელექტრომაგნიტური ბიძგის ძალა იზრდება და ელექტრომაგნიტური ძალა, როდესაც რკინის ბირთვი ხვეულის შიგნითაა, უფრო მეტია, ვიდრე როდესაც ის გარეთაა.

Სველი ტიპის სოლენოიდი

Სველი ტიპის სოლენოიდი სამრეწველო ჰიდრავლიკის სფეროში შედარებით ახალი დიზაინია. ჰაერის უფსკრულიან დიზაინებთან შედარებით, სველი სოლენოიდის უპირატესობაა უკეთესი სითბოს გაფრქვევა და მშრალი ტიპის სოლენოიდებში გაჟონვის გამომწვევი ბიძგიანი ღეროსებრი დალუქვის აღმოფხვრა, რაც აუმჯობესებს საიმედოობას.

Სველი ტიპის სოლენოიდის კონსტრუქცია

Სველი ტიპის სოლენოიდი შედგება ხვეულის, მართკუთხა ჩარჩოს, ბიძგის ღეროს, არმატურის (რკინის ბირთვი) და გამტარი მილისგან. ხვეული მოთავსებულია მართკუთხა ჩარჩოში; ორივე დალუქულია პლასტმასით. ამ კონსტრუქციას აქვს გამტარი ხვრელი, რომელიც გადის ხვრელის ცენტრში და ჩარჩოს ორივე მხარეს - ეს ხვრელი მოთავსებულია გამტარ მილზე. გამტარი მილი შეიცავს არმატურას. გამტარი მილი დაჭერილია მიმართულებითი სარქვლის კორპუსზე; გამტარი მილის შიდა ღრუ უკავშირდება მიმართულებითი სარქვლის დაბრუნების გასასვლელს, ამიტომ არმატურა ჩაეფლო სისტემის ზეთში - სწორედ ამიტომ ეწოდება მას „სველი არმატურა“.

Როგორ მუშაობს სველი ტიპის სოლენოიდი

Როდესაც დენი გადის ხვეულში, ხვეული წარმოქმნის მაგნიტურ ველს, რომელიც ძლიერდება ხვეულის გარშემო მართკუთხა რკინის მაგნიტური ბილიკით და ხვეულის ცენტრში არმატურით. როდესაც დენი მიეწოდება სველ არმატურის ხვეულს, მოძრავი არმატურა ნაწილობრივ ხვეულის გარეთაა. დენის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველი არმატურას შიგნით იზიდავს, ურტყამს სარქვლის კოჭასთან მექანიკურად დაკავშირებულ ბიძგს, რითაც ცვლის მიმართულების სარქველს. კოჭის გადაადგილებისას, არმატურა სრულად შედის ხვეულში, რაც ხვეულის მაგნიტურ ველს მთლიანად რკინის მაგნიტურ ბილიკზე კონცენტრირებს.

Რკინა კარგი მაგნიტური გამტარია, მაშინ როცა არმატურისა და ბიძგის ღეროს გარშემო არსებულ ზეთს ძალიან ცუდი მაგნიტური გამტარობა აქვს. სველი ტიპის სოლენოიდის მუშაობის პრინციპი ასეთია: მაგნიტური ველი არმატურას შიგნით იზიდავს, რათა შეამციროს ხვეულის ცენტრში არსებული დიდი ჰაერის უფსკრული. არმატურის შიგნით გადაადგილებისას, უფსკრული თანდათან მცირდება, ელექტრომაგნიტური ბიძგის ძალა იზრდება და როდესაც არმატურა მთლიანად ხვეულის შიგნითაა, ელექტრომაგნიტური ძალა გარეთ არსებულ ძალაზე მეტია.

Სურათი 10-9 სველი ტიპის სოლენოიდი. არმატურა ჩაძირულია ჰიდრავლიკურ ზეთში (აქედან გამომდინარე, „სველი“), რაც გამორიცხავს ბიძგისებრი ღეროს დინამიურ დალუქვას. უკეთესი სითბოს გაფრქვევა და საიმედოობა მშრალ ტიპთან შედარებით.

Კონდიციონერის ზუზუნი

Ამერიკის შეერთებულ შტატებში, სამრეწველო მართვის სიმძლავრე, როგორც წესი, ცვლადი დენის დენის წყაროა. აშშ-ში ცვლადი დენის დენი ნულიდან დადებით პიკამდე მოძრაობს, ნულიდან უარყოფით პიკამდე და წამში 60 ციკლით (60 ჰც) ისევ ნულამდე ბრუნდება. როდესაც დენი დადებით ან უარყოფით პიკზეა, მაგნიტური ველი და ელექტრომაგნიტური ძალა მაქსიმალურია. როდესაც დენი ნულამდე მცირდება, მაგნიტური ველი და ძალაც მცირდება, რაც იწვევს ზამბარით მიბმული სოლენოიდის დატვირთვას (ჩვეულებრივ, ზამბარით მიბმული სარქვლის კოჭა) რკინის ბირთვის ან არმატურის გარეთ გამოწევას. როდესაც ველი და ძალა კვლავ იზრდება, ისინი რკინის ბირთვს ან არმატურას უკან უკან იწევენ. ეს მოძრაობა იწვევს სოლენოიდის ზუზუნს, ზუზუნს ან ვიბრაციის ხმას - ცვლადი დენის ზუზუნს.

Მოკლე ჩართვის რგოლი (დაჩრდილვის ხვეული)

Ცვლადი დენის ზუზუნის შესამცირებლად და სოლენოიდის ბიძგის ძალის გასაზრდელად, კომპენსაციისთვის გამოიყენება მოკლე ჩართვის რგოლი (დაჩრდილვის ხვეული). მშრალი ტიპის სოლენოიდებში, მოკლე ჩართვის რგოლი არის სპილენძის რგოლი, რომელიც მიმაგრებულია C-ფორმის ჩარჩოზე. სველი ტიპის სოლენოიდებში, ეს არის სპილენძის რგოლი გამტარი მილის ბიძგის ბოლოში. როდესაც სოლენოიდი მუშაობს, რგოლი იწვევს დენს, რომელიც ჩამორჩება მიწოდებულ სამუშაო დენს. ამ გზით, როდესაც ხვეულის მთავარი მაგნიტური ველი მინიმუმზეა, მოკლე ჩართვის რგოლის მაგნიტური ველი საკმარისია რკინის ბირთვის ან არმატურის შესანარჩუნებლად, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ცვლადი დენის ზუზუნს.

Ედდის დინებები

Პულსირებად ცვლადი დენის მაგნიტურ ველს შეუძლია სოლენოიდში მცირე მოხეტიალე დენების წარმოქმნა — ესენია მორევიანი დენები, რომლებიც რკინის მაგნიტურ გზაზე მცირე წრედებში მიედინება, მოიხმარს ენერგიას და გამოიმუშავებს სითბოს, რითაც ამცირებს სოლენოიდის გამომავალი ბიძგის ძალას. მორევიანი დენების ეფექტების მინიმიზაციისთვის, მშრალი ტიპის სოლენოიდის C-ჩარჩოსა და რკინის ბირთვის დასამზადებლად გამოიყენება თხელი ლითონის ლამინატები. ლითონის ლამინატები ერთმანეთისგან იზოლირებულია ოქსიდის ფენებით. მაგნიტური ველი ადვილად გადის ლამინაციების ნორმალურ მაგნიტურ გზაზე, მაგრამ იზოლაციის ფენების გამო, მორევიანი დენები ვერ მიედინება ლამინაციებს შორის. რადგან C-ჩარჩო დამზადებულია იზოლირებული ლამინაციების ერთად დაწყობით, მას ჩვეულებრივ „C-ჩარჩოს დასტას“ უწოდებენ. სველი ტიპის სოლენოიდებისთვის მორევიანი დენების მინიმიზაცია იყენებს იზოლირებულ რკინის ლამინაციებს მართკუთხა ჩარჩოსთვის, მაგრამ არმატურისთვის ეს არ გამოიყენება, რადგან სველი ტიპის სოლენოიდები უფრო მძლავრია, ვიდრე მშრალი ტიპის. გამძლეობის თვალსაზრისით, არმატურის დამზადება ლამინაციებისგან შეუძლებელია — სველი ტიპის სოლენოიდებში არმატურა მყარი ნაწილია.

Სოლენოიდის შემომავალი დენი

Სოლენოიდის კოჭებში ცვლადი დენის ელექტროენერგია წარმოქმნის ელექტრომაგნიტურ ძალას, რომელიც ცვლის მიმართულების სარქვლის კოჭას, მაგრამ ასევე წარმოქმნის სითბოს, რაც საბოლოოდ წვავს სოლენოიდის კოჭას. რაც უფრო მეტი დენი მიედინება სოლენოიდის კოჭაში, მით უფრო მეტია სოლენოიდის კოჭას გაუმართაობისკენ მიდრეკილება. თუ სოლენოიდი არ მოძრაობს ჰაერის ნაპრალის შესავსებად, კოჭა ძალიან მაღალ დენს გაატარებს, რაც გამოიწვევს გადახურებას. ჰიდრავლიკური სისტემებისგან განსხვავებით, სადაც ნაკადი შედარებით მუდმივია, ნორმალურ ელექტრო სისტემებში დენი დაკავშირებულია წინააღმდეგობასთან - უფრო მაღალი წინააღმდეგობა ნიშნავს უფრო დაბალ დენს, ნაკლებ სითბოს. რადგან სითბო მნიშვნელოვნად მოქმედებს სოლენოიდის მომსახურების ვადაზე, მიზანია რაც შეიძლება ნაკლები დენის გამოყენება და ამავდროულად საკმარისი გადართვის ძალის წარმოქმნა. ეს მიიღწევა კოჭების საკმარისი ცვლადი დენის წინაღობის (რეაქტიული წინაღობის) მქონე დიზაინით.

Წინაღობას ორი კომპონენტი აქვს: გამტარი მასალის სუფთა წინააღმდეგობა ელექტრონების ნაკადის მიმართ — სპილენძს ნაკლები წინააღმდეგობა აქვს, ვიდრე ალუმინს — და იმპედანსის ეფექტი, რომელსაც წარმოქმნის ელექტრომაგნიტური ველი ხვეულის გრაგნილებთან ახლოს. ეს მაგნიტური ველი ხელს უშლის ან ზღუდავს ხვეულში შემავალ დენს. რაც უფრო ძლიერია ველი, მით ნაკლები დენი მიედინება სოლენოიდის ხვეულის გრაგნილებში.

Როდესაც სოლენოიდი პირველად ენერგიით ირთვება, მოძრავი რკინის ბირთვი ან არმატურა ნაწილობრივ ხვეულის გარეთაა, რაც ხვეულის ცენტრში დიდ ჰაერის ნაპრალს ქმნის. ამ პოზიციაზე მაგნიტური ველი არც თუ ისე ძლიერია; დენისადმი წინააღმდეგობა ძირითადად გამტარის სუფთა წინაღობიდან მოდის, რაც ხვეულის გრაგნილებში დიდ შემომჭერ დენს წარმოქმნის. როდესაც რკინის ბირთვი ან არმატურა შიგნით მოძრაობს, ჰაერის ნაპრალი თანდათან იხურება, დენი მცირდება. როდესაც რკინის ბირთვი ან არმატურა სრულად არის დამაგრებული, წინაღობა მაქსიმალურია, ხოლო ცვლადი დენის ძალა მინიმალური.

Სოლენოიდის პირველად ჩართვისას პიკური შემომავალი დენი რამდენჯერმე აღემატება სრულად დამაგრების დროს არსებულ შეკავების დენს. თუ მექანიკური ჩარევა ხელს უშლის რკინის ბირთვის ან არმატურის სრულ დამაგრებას, ხვეულში ძალიან დიდი დენი შედის, რაც უზარმაზარ სითბოს წარმოქმნის. არასაკეტო მშრალი ტიპის სოლენოიდებში ეს დნება ხვეულის ბოლოში არსებულ პლასტმასის კომპონენტებს; დახურული მშრალი ან სველი ტიპის სოლენოიდებში კი იწვევს პლასტმასის დალუქვის ბუშტუკების წარმოქმნას. ორივე ტიპში მავთულის იზოლაცია მყისიერად იწვის და ერთ ან ორ წუთში ხვეული მოკლე ჩართვის პროცესშია — ეს ხდება მაშინ, როდესაც გაჭედილი კოჭა ხელს უშლის სოლენოიდის გადაადგილებას.

Სურათი 10-10 ცვლადი დენის სოლენოიდის შემოდინება და შეკავების დენი. პირველად ჩართვისას, დიდი ჰაერის უფსკრული იძლევა მაღალი შემოდინების დენისთვის (რამდენჯერმე შეკავების). სრულად დამაგრების შემდეგ, წინაღობა იზრდება და დენი ეცემა. გაჭედილი კოჭა (უფსკრული არასდროს იხურება) ნიშნავს შემოდინების დინებას, რაც გარანტირებულია კოჭის გადაწვით.

Უწყვეტი ძაბვის სოლენოიდები

Უწყვეტი ძაბვის მქონე სოლენოიდს შეუძლია დიდი ხნის განმავლობაში დარჩეს დატენილი გადახურების გარეშე. სოლენოიდის სითბოს გაფრქვევის უნარი საკმარისია კოჭაში მცირე შემაკავებელი დენის შედეგად წარმოქმნილი სითბოს უმეტესი ნაწილის გასაფანტად. სამრეწველო ჰიდრავლიკური მიმართულების მქონე სარქველების უმეტესობა იყენებს უწყვეტი ძაბვის მქონე სოლენოიდებს.

Სოლენოიდის შეზღუდვები

Სოლენოიდით მართულ მიმართულების სარქველებს გარკვეული შეზღუდვები აქვთ. პირველ რიგში, ჩვეულებრივი სოლენოიდების გამოყენება არ შეიძლება სველ ან ასაფეთქებელ გარემოში. მეორეც, როდესაც მიმართულების სარქვლის მომსახურების ვადა განსაკუთრებით ხანგრძლივი უნდა იყოს, როგორც წესი, ელექტრონულად მართულ სოლენოიდებსაც ერიდებიან. სოლენოიდების ყველაზე დიდი ნაკლი, შესაძლოა, ის იყოს, რომ მათ მიერ წარმოქმნილი გადართვის ძალა შეზღუდულია. სინამდვილეში, უფრო დიდი მიმართულების სარქველებისთვის საჭირო გადართვის ძალა საკმაოდ დიდია. უფრო დიდი სარქველებისთვის (1/4" ან 3/8" / 6.35 მმ ან 9.5 მმ), სოლენოიდის მიმართულების სარქველი, როგორც წესი, დამონტაჟებულია ზემოდან და გადართვის დროს, პატარა სარქველიდან ნაკადი შედის დიდი სარქვლის კოჭის შესაბამის მხარეს. ამ ტიპს სოლენოიდით მართულ პილოტურ მიმართულების სარქველს უწოდებენ.

Ელექტრომაგნიტის გაუქმება

Პირდაპირი მოქმედების მიმართულების მქონე სარქვლის სოლენოიდის გაუმართაობის მთავარი მიზეზი სიცხეა, რაც, როგორც წესი, გამოწვეულია სოლენოიდის გაჭედვით, გარემოს მაღალი ტემპერატურით ან დაბალი ძაბვით (რკინის ბირთვის ან არმატურის სრულად დასამაგრებლად არასაკმარისი გადართვის ძალა).

Სოლენოიდის გაჭედვა

Გაჭედილი კოჭა ხელს უშლის რკინის ბირთვის ან არმატურის სრულად დაჭერას, რაც იწვევს სოლენოიდის ხვეულის განუწყვეტლივ ძალიან მაღალი შემომავალი დენის მოხმარებას. სოლენოიდს არ შეუძლია გამომუშავებული უზარმაზარი სითბოს გაფანტვა, რაც საბოლოოდ ხვეულს წვავს. მიუხედავად იმისა, რომ სარქველში ჭარბმა დინებამ შეიძლება გაჭედოს სოლენოიდი, კოჭის მოძრაობაში მექანიკური ჩარევა უფრო გავრცელებული მიზეზია. დამაბინძურებლებმა (როგორიცაა ნალექი, ლითონის ფანტელები, ბირთვის ქვიშა და PTFE ლენტი) შეიძლება გაჭედოს კოჭა, ან კოჭა შეიძლება გაიჭედოს კოჭასა და სარქვლის კორპუსს შორის არსებული ბურუსებით. ზეთის დაჟანგვის ნაწილაკებმა და ზეთის ლაქმა შეიძლება დაგროვდეს კოჭაზე, რაც კოჭასა და სარქვლის კორპუსს შორის არსებულ ნაპრალს გააქრობს - გამხსნელით გაწმენდამ შეიძლება მოაშოროს ზეთის ლაქი. დეფორმირებულმა სამონტაჟო ფირფიტამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს სოლენოიდის გაჭედვა - როდესაც სამონტაჟო ჭანჭიკები დაჭიმულია, სარქვლის კორპუსი შეიძლება ოდნავ მოიხაროს, რაც შეზღუდავს კოჭის მოძრაობას და დაწვავს ხვეულს. სამონტაჟო ფირფიტის სიბრტყის მოთხოვნები, როგორც წესი, 0.0003–0.0005 ინჩის (0.00762–0.0127 მმ) დიაპაზონშია.

Მშრალი ტიპის სოლენოიდების შემთხვევაში, როდესაც სოლენოიდის რკინის ბირთვი ხვეულში ექაჩება, რკინის ბირთვსა და C-ფორმის ჩარჩოს შორის ცვეთა ხდება. ამ ტიპის სოლენოიდის დაშლისას რეკომენდებულია რკინის ბირთვის ხელახლა დამონტაჟება თავდაპირველ პოზიციაზე. წინააღმდეგ შემთხვევაში, გაცვეთილი ნაწილი სათანადოდ ვერ გასწორდება, რკინის ბირთვი სრულად ვერ დაჯდება და სოლენოიდი ზუზუნის ხმას გამოსცემს, რაც თითქმის გაუმართაობაზე მიუთითებს.

Ზოგჯერ ორმაგი სოლენოიდის მიმართულების მქონე სარქველში ორივე სოლენოიდი შეიძლება ერთდროულად იყოს დატენილი — ეს ნიშნავს, რომ ერთი რკინის ბირთვი ან არმატურა სრულად იჭედება, მეორე კი გაჭედილია. შედეგად, ერთი სოლენოიდის ხვეული იწვის. ორივე სოლენოიდის ერთდროული დატენვა, როგორც წესი, გამოწვეულია ელექტრო მართვის მოწყობილობის გაუმართაობით ან გაყვანილობის შეცდომით.

Მაღალი გარემოს ტემპერატურა

Როდესაც დენი იზიდავს სოლენოიდის რკინის ბირთვს ან არმატურას, წარმოქმნილი სითბო უნდა გაიფანტოს ხვეულიდან. თუ გარემოს ტემპერატურა ძალიან მაღალია, სითბოს გაფრქვევა ძნელია და ხვეული შეიძლება დაიწვას. ეს შეიძლება მოხდეს, თუ ვენტილაცია ცუდია ან აღჭურვილობა მუშაობს სითბოს წყაროებთან ახლოს.

Დაბალი ვოლტაჟი

110 ვოლტიანი, 60 ჰც სიხშირის სოლენოიდის შემთხვევაში, როდესაც ხაზის ძაბვა დაახლოებით 100 ვოლტამდე ეცემა, წარმოქმნილი ელექტრომაგნიტური ძალა არასაკმარისია რკინის ბირთვის ან არმატურის სრულად დასამაგრებლად საპროექტო დროის პერიოდში. გახანგრძლივებული შემომავალი დენის დროის გამო, სოლენოიდი მუშაობს უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, რაც საბოლოოდ იწვევს გაუმართაობას. ზოგჯერ ხვეულის გადაწვის ადრეული ნიშნებია ზუზუნი ან ვიბრაციული ხმაური. დაბალი ძაბვის პრობლემები ხშირად წარმოიქმნება ელექტროენერგიის მომხმარებლების მრავალ გარემოში. თუ დაბალი ძაბვაა ეჭვი, ენერგოკომპანიას შეუძლია დაამონტაჟოს 24-საათიანი ჩამწერი მრიცხველი ფაქტობრივი პირობების შესამოწმებლად.

Სამპოზიციური მიმართულების სარქველი

Წინა მაგალითებში განხილული იყო ორპოზიციური მიმართულების სარქველი (ორი ბოლო პოზიციით). ზოგიერთ შემთხვევაში გამოიყენება სამპოზიციური მიმართულების სარქველი. მესამე ცენტრალური პოზიცია არის ნეიტრალური ან გარდამავალი პოზიცია. სამპოზიციური მიმართულების სარქვლის გრაფიკულ სიმბოლოს აქვს სამი უჯრა - ცენტრალური უჯრა წარმოადგენს ცენტრალურ პოზიციას და შიდა კავშირებს, როდესაც კოჭა ცენტრშია.

Ზამბარიანი ცენტრირებული სამპოზიციური სარქველი

Სამპოზიციური მიმართულების მქონე სარქვლის ყველაზე გავრცელებული ტიპი ზამბარიანი ცენტრირებული ტიპისაა. ამ სარქველს ორივე ბოლოზე ზამბარები აქვს, რათა კოჭა ცენტრალურ პოზიციაზე დააფიქსიროს, როდესაც არცერთი სოლენოიდი არ არის დატენილი.

Სურათი 10-12 სამპოზიციური ზამბარიანი ცენტრირებული მიმართულების სარქველი. ზამბარები კოჭას ცენტრში აკავებენ, როდესაც ორივე სოლენოიდი გამორთულია ენერგიით. ცენტრალური პოზიცია განსაზღვრავს, თუ რა მოხდება ცილინდრის დატვირთვასთან, როდესაც მანქანა გაჩერებულია.

Ცენტრის პირობები

Არსებობს ცენტრის პოზიციის ოთხი საერთო კონფიგურაცია. ცენტრის მდგომარეობის არჩევანი განსაზღვრავს წრედის ქცევას, როდესაც მიმართულების სარქველი ცენტრშია (არც ერთი სოლენოიდი არ არის ჩართული):

Სურათი 10-13 ოთხი ცენტრალური პოზიციის კონფიგურაცია. არჩევანი დამოკიდებულია წრედის მოთხოვნებზე: უნდა შეინარჩუნოს თუ არა ცილინდრმა პოზიცია, თავისუფლად იმოძრაოს თუ ტუმბო უნდა განიტვირთოს სარქვლის ცენტრირებისას.

Პროპორციული მიმართულების სარქველები

Სტანდარტული მიმართულების სარქველები გადაერთვება დისკრეტულ პოზიციებს შორის (ღია/დახურული). პროპორციული მიმართულების სარქველები საშუალებას იძლევა, კოჭა განთავსდეს ნებისმიერ ადგილას სრულად გახსნილსა და სრულად დახურულს შორის, ელექტრული შემავალი სიგნალისა და კოჭის პოზიციისა და ნაკადის გლუვი თანაფარდობით. ეს საშუალებას იძლევა ერთი სარქველით უწყვეტად ცვალებადი იყოს როგორც მიმართულების, ასევე ნაკადის სიჩქარის კონტროლი.

Პილოტური მართვის მიმართულებითი სარქველები

Დიდი ნაკადის აპლიკაციებისთვის, სადაც სოლენოიდის ძალა არასაკმარისია მთავარი კოჭის პირდაპირ გადასაადგილებლად, გამოიყენება პილოტური დიზაინი. პატარა სოლენოიდით მოქმედი პილოტური სარქველი პილოტურ წნევას მიმართავს უფრო დიდი მთავარი კოჭის გადასაადგილებლად. ეს ორსაფეხურიანი დიზაინი მცირე სოლენოიდებს საშუალებას აძლევს აკონტროლონ ძალიან დიდი ნაკადის სიჩქარეები - პილოტური სარქველი ასრულებს გადართვას, ხოლო პილოტური წნევა ასრულებს მთავარი კოჭის გადაადგილებას.

Სურათი 10-14 პილოტით მართული მიმართულების სარქველი. პატარა სოლენოიდით მართული პილოტი სარქველი (ზედა) პილოტით ზეწოლას მიმართავს დიდი მთავარი კოჭის (ქვედა) გადასაადგილებლად. ეს დიზაინი მცირე სოლენოიდებს საშუალებას აძლევს აკონტროლონ მაღალი ნაკადის მთავარი სარქველები.

Პროპორციული სოლენოიდური მიმართულების სარქველები

Მართვის მოწყობილობაში, უკუქცევითი და შემავალი სიგნალი ერთდროულად შედის. ორს შორის წარმოქმნილი „შეცდომის“ სიგნალი მართვის მოწყობილობას აიძულებს პროპორციულად ჩართოს ერთი სოლენოიდი „A“ ან „B“. სოლენოიდის ენერგიით ჩართვისას, ის სიგნალს ძალად გარდაქმნის. სარქვლის კორპუსში ცენტრირებული პროპორციული სოლენოიდი, საპილოტე სარქვლის გამტარ ზამბარასთან ერთად, ამ საკონტროლო წნევას საპილოტე კოჭის პოზიციაზე გარდაქმნის. პოზიციის სენსორი LVDT პირდაპირ უკავშირდება მთავარ სარქვლის კოჭას, მისი ფუნქციაა საპილოტე კოჭისთვის ავტომატური უკუკავშირის მიწოდება.

Წნევის დიფერენციალური მიმართულების სარქველი (ბრუნვის მომენტის ძრავის კონტროლი)

Წნევის დიფერენციალური მიმართულების სარქველი სამსაფეხურიანი ტიპისაა — პირველი საფეხურით პილოტი სარქველია, ხოლო მეორე საფეხურით - მთავარი სარქველი. პილოტი სარქველი უფრო რთულია და შედგება ბრუნვის მომენტის ძრავისგან, ზამბარებისგან, ჭავლური მილებისგან და რეგულირებადი კოჭისგან პილოტით აღჭურვილი ბოლო თავსახურებით და LVDT-ით. მეორე საფეხური (მთავარი სარქველი) მსგავსია სხვა პილოტით მართული მიმართულების სარქველებისა.

Პირველი ეტაპის საპილოტე სარქვლის კონსტრუქცია

Საპილოტე სარქველი შედგება ბრუნვის მომენტის ძრავისგან, ჭავლური მილისგან, მარცხენა და მარჯვენა ზამბარიანი კოჭისგან და მსგავსი კომპონენტებისგან. ჭავლური მილი საკონტროლო წნევას კოჭის ორივე ბოლოში მიმართავს. საპილოტე სარქველი ტიპის მიხედვით ზამბარაზე ორიენტირებული მიმართულების მქონე სარქველის მსგავსია.

Მეორე საფეხურის მთავარი სარქველი

Მეორე ეტაპი (მთავარი სარქველი) მსგავსია სხვა პროპორციული მიმართულების სარქველების ტიპებისა და აქ არ განმეორდება.

Პილოტური სარქვლის მუშაობა

Ელექტრული მართვის სიგნალის დენი მიედინება ბრუნვის მომენტის ძრავის გრაგნილებში ორ სოლენოიდს შორის. ელექტრული სიგნალების შედარება და განსხვავება განსაზღვრავს ბრუნვის მომენტის ძრავის მაგნიტური ველის მიმართულებას. იმისდა მიხედვით, თუ რომელ სოლენოიდს აქვს უფრო ძლიერი სიგნალი, ჭავლური მილი მიმართულია საპილოტე კოჭის ერთი ბოლოზე წნევის შესამცირებლად. ამავდროულად, მართვის მოწყობილობის გამომავალი სიგნალი ზრდის ნაკადს მიმართულების სარქვლის კოჭის ერთი მხარისკენ პროპორციულ მნიშვნელობამდე, თანდათანობით ზრდის ნაკადს ამ მხარეს პროპორციული მნიშვნელობის მიღწევამდე.

Ძირითადი ცნებები — თავი 10