திரவத்தின் மூலம் ஆற்றலை கடத்தும்போது, திசையை தீர்மானிக்க வேண்டும், மேலும் தொடர்ச்சியான முழுமையான கட்டுப்பாட்டை பராமரிக்க வேண்டும். முழுமையான கட்டுப்பாடு இல்லாவிட்டால், ஆற்றல் பயனற்றதாக இருக்கும் அல்லது, மோசமாக, இயந்திரம் சேதமடையும். ஹைட்ராலிக் தொழில்நுட்பத்தின் முக்கிய நன்மைகளில் ஒன்று, ஹைட்ராலிக் கட்டுப்பாட்டு வால்வுகளைப் பயன்படுத்தி ஆற்றலை ஒப்பீட்டளவில் எளிதில் கட்டுப்படுத்தும் திறன் ஆகும்.

ஹைட்ராலிக் கட்டுப்பாட்டு வால்வுகள்

ஹைட்ராலிக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு என்பது உள்ளே கால்வாய்களைக் கொண்ட வால்வு உடலைக் கொண்ட ஒரு இயந்திர பாகமாகும், இது திரவப் பாய்வை இணைக்கவோ அல்லது தடுக்கவோ முடியும், மேலும் உள்ளே இயங்கும் பாகங்களையும் கொண்டிருக்கும். வெளிப்புற உறையின் கால்வாய்கள் எண்ணெயை போக்குவரவு செய்ய பயன்படுகின்றன. உள்ளே இயங்கும் பாகங்களின் செயல்பாடு அமைப்பின் அதிகபட்ச அழுத்தத்தையும், பாய்வின் திசையையும், பாய்வின் வேகத்தையும் கட்டுப்படுத்துகிறது.

அமைப்பு அழுத்தக் கட்டுப்பாடு

இயற்கை ஆற்றல் ஒரு இயற்கை உருளையில் பயன்படுத்தப்படலாம். வெற்றிகரமான வேலை முடிந்தவுடன், உருளை முழுமையாக நீட்டப்பட்ட பின்னர் வேலை முடிக்கப்படுகிறது. நேர்மறை-இடப்பெயர்ச்சி பம்ப் தனது முதன்மை இயக்கியிலிருந்து மேலும் ஆற்றலை உறிஞ்சத் தொடங்கும். இது எண்ணெயில் அதிக அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது. (குறிப்பு: அமைப்பில் குறைந்தபட்ச எதிர்ப்புதான் பயன்படுத்தப்படும் இயற்கை அழுத்தத்தை தீர்மானிக்கிறது.) உருளை மேலும் நீட்டப்படும்போது, அமைப்பின் இயற்பியல் வலிமையே குறைந்தபட்ச எதிர்ப்பாக மாறுகிறது.

இந்த எதிர்ப்பை வெல்ல பம்ப் மேலும் அழுத்தத்தைச் சேர்க்கும். மக்கள் அமைப்பின் அழுத்தத்தை பாதுகாப்பான வரம்பிற்குள் வைத்திருப்பதற்காக அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வுகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு

அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வின் உள் இயங்கும் பாகங்கள் அழுத்தத்தின் அடிப்படையில் செயல்படுகின்றன. அமைப்பின் அழுத்தம் குறிப்பிட்ட அமைக்கப்பட்ட மதிப்பை அடையும்போது, உள் இயங்கும் பாகங்கள் வால்வு உடலில் உள்ள ஒரு கடந்துசெல்லும் பாதையை இணைக்கின்றன அல்லது தடுக்கின்றன, இதனால் எண்ணெய் அந்தப் பாதையில் ஓடுகிறது அல்லது அந்தப் பாதையில் ஓடாமல் தடுக்கப்படுகிறது.

அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு கட்டுமானம்

அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வ் என்பது முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை கடந்துசெல்லும் பாதைகளையும், உள் இயக்கப்படும் பாகங்களையும் (ஸ்பூல்) கொண்ட வால்வ் உடலைக் கொண்டது.

அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வ் எவ்வாறு செயல்படுகிறது

அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வின் உள் இயக்கப்படும் பாகம் பொதுவாக ஸ்பூல் வகை சாதனமாகும். ஸ்பூல் ஒரு முனை நிலையில் இருக்கும்போது, உள் பாதை இணைக்கப்படுகிறது மற்றும் ஓட்டம் அதன் வழியாகச் செல்ல முடிகிறது. மறு முனை நிலையில் இருக்கும்போது, உள் பாதை தடுக்கப்படுகிறது மற்றும் வால்வின் வழியாக ஓட்டம் நிறுத்தப்படுகிறது.

அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வில், ஸ்பூல் ஒரு முனை நிலைக்கு சுருள் விசையால் தள்ளப்படுகிறது. இந்த இயல்பான மூடிய நிலையில், உள் பாதை தடுக்கப்படுகிறது மற்றும் வால்வின் வழியாக ஓட்ட பாதை மூடப்படுகிறது. இந்த வகை வால்வை 'இயல்பான மூடிய அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வ்' என்று அழைக்கின்றனர்.

அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு ஸ்பூலின் அடிப்பகுதியில் உள்ள அழுத்தத்தை உணர்கிறது. இந்த அடிப்பகுதி வழித்தடம் முதன்மை துளையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அமைப்பின் அழுத்தம் சுருள் விசையை விட அதிகமாக உயரும்போது, ஸ்பூல் உள் வழித்தடத்தை இணைக்க நகர்கிறது, இதனால் வால்வின் வழியாக பாய்வு ஏற்படுகிறது.

(ஸ்பூல் நகர்வைக் கட்டுப்படுத்த பயன்படுத்தப்படும் இயற்பியல் அழுத்தம் 'பைலட் அழுத்தம்' எனப்படுகிறது. ஒரு வால்வைக் கட்டுப்படுத்த பைலட் அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவது 'பைலட் கட்டுப்பாடு' எனப்படுகிறது, மேலும் இது அனைத்து வகையான இயற்பியல் வால்வுகளையும் கட்டுப்படுத்துவதற்கான மிகவும் பொதுவான முறையாகும்.)

இந்த வகையான அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வின் முதன்மை துளை அமைப்பின் அழுத்தப் பகுதியுடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், பம்ப் மூலம் வழங்கப்படும் அழுத்தம் மிகையாக இருந்தால், பம்பிலிருந்து வரும் பாய்வு இந்த வால்வின் வழியாக எண்ணெய் தொட்டிக்கு வழிமாற்றப்படலாம் — இந்த வகையான பொதுவாக மூடிய அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு 'விடுபடு வால்வு' (relief valve) எனப்படுகிறது.

படம் 7-2: பொதுவாக மூடிய அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு (விடுபடு வால்வு இயக்கம்). சுருள், அமைப்பின் அழுத்தம் சுருள் அமைப்பு மதிப்பை மீறும் வரை ஸ்பூலை மூடிய நிலையில் வைத்திருக்கிறது; பின்னர் ஸ்பூல் நகர்ந்து தொட்டிக்கு ஒரு பாதையைத் திறக்கிறது.

படம் 7-3 அழுத்தக் கட்டுப்பாடு (விடுபடு வால்வு) உள்ள ஒரு எளிய இயற்பியல் சுற்று. சிலிண்டர் ஸ்ட்ரோக்கின் முடிவிற்கு வந்துவிட்டால், விடுபடு வால்வு திறக்கப்பட்டு, பம்ப் ஓட்டத்தை டேங்கிற்குத் திருப்பி அனுப்புகிறது, இதனால் அதிகபட்ச அமைப்பு அழுத்தம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

செயலிகளின் திசை கட்டுப்பாடு

ஹைட்ராலிக் சிலிண்டர் முழுமையாக நீட்டப்பட்ட பின்னர், மீண்டும் வேலை செய்ய அதை சுருக்க வேண்டும். இந்த காரணத்திற்காக, இரண்டு திசைகளிலும் நகர வேண்டிய சிலிண்டர்கள் பொதுவாக இரண்டு துளைகள் கொண்ட ஹைட்ராலிக் சிலிண்டர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன — இரட்டை-செயல்படும் சிலிண்டர்கள். ஓட்டத்தின் திசையை ஒரே நேரத்தில் மாற்ற வேண்டும்.

இரட்டை-செயல்படும் ஹைட்ராலிக் சிலிண்டர்

இரட்டை-செயல்படும் ஹைட்ராலிக் சிலிண்டருக்கு குழாயின் இரு முனைகளிலும் தனித்தனியாக ஒரு துளை இருக்கும், இதனால் எண்ணெய் உள்ளே நுழைவதற்கும் வெளியே வருவதற்கும் வசதி ஏற்படுகிறது, எனவே பிஸ்டன் இரு திசைகளிலும் நகர முடியும் (இரட்டை-செயல்படும்). இரட்டை-செயல்படும் சிலிண்டரின் இரு துளைகளை வேறுபடுத்திக் காட்ட, ஒரு துளையை "A" எனவும், மற்றொன்றை "B" எனவும் குறிக்கிறோம்.

திசை கட்டுப்பாடு வால்வு

திசை கட்டுப்பாட்டு வால்வின் உள் இயங்கும் பாகங்கள் வால்வு உடலின் உள் கடந்துசெல்லும் பாதைகளை இணைக்கவோ அல்லது தடுக்கவோ செய்யும் செயல்பாடு கொண்டவை, இதன் மூலம் எண்ணெய் ஓட்டத்தின் திசையைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.

திசை கட்டுப்பாட்டு வால்வு கட்டமைப்பு

ஒரு பொதுவான திசை கட்டுப்பாட்டு வால்வுக்கு வால்வு உடலில் நான்கு உள் கடந்துசெல்லும் பாதைகளும், இந்தப் பாதைகளை இணைக்கவோ அல்லது தடுக்கவோ முடியும் ஒரு நழுவும் ஸ்பூலும் உள்ளன.

திசை கட்டுப்பாட்டு வால்வு எவ்வாறு செயல்படுகிறது

ஸ்பூல் ஒரு முனை நிலையில் இருக்கும்போது, அழுத்த பாதை பணி பாதை A-ஐ இணைக்கிறது, மேலும் திரும்பும் பாதை பணி பாதை B-ஐ இணைக்கிறது. ஸ்பூல் மற்றொரு முனை நிலைக்கு மாறும்போது, அழுத்த பாதை பணி பாதை A-ஐ இணைக்கிறது, மேலும் திரும்பும் பாதை பணி பாதை B-ஐ இணைக்கிறது. ஸ்பூலின் திசையை மாற்றுவது ஹைட்ராலிக் சிலிண்டருக்குள் எண்ணெய் ஓட்டத்தின் திசையை மாற்றுகிறது.

சிலிண்டர் ராட் தேவையான அளவுக்கு முழுமையாக நீட்டப்பட்டு, மீண்டும் சுருங்கும் போது, வேலை முடிக்கப்படுகிறது. ஸ்பூல் மற்றொரு முனை நிலைக்கு மாறும்போது, எண்ணெய் சிலிண்டரின் மற்றொரு பக்கத்திற்கு ஓடுகிறது — மேலும் சிலிண்டர் ராட் சுருங்குகிறது.

படம் 7-4: இரு-செயல்பாடு கொண்ட சிலிண்டர் சுற்றுவழியில் திசை கட்டுப்பாட்டு வால்வு. ஸ்பூலை நகர்த்துவது எண்ணெய் ஓட்டத்தின் திசையை மாற்றுகிறது, இது சிலிண்டரின் இயக்கத்தின் திசையையும் மாற்றுகிறது.

செயல்படுத்திகளின் வேகக் கட்டுப்பாடு

பல பயன்பாடுகளில், செயல்படுத்தியின் செயல்பாட்டு வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும், மேலும் சில சமயங்களில் மிக துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும். முன்பு விளக்கப்பட்டது போல, செயல்படுத்திகளின் (சிலிண்டர்கள், ஹைட்ராலிக் மோட்டார்கள்) வேகம் எண்ணெய் செலுத்தும் வீதத்துடன் நேரடியாக தொடர்புடையது — செயல்படுத்தியின் வேகம் உள்ளீட்டு ஓட்ட வீதத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

ஏனெனில், பம்பின் இடப்பெயர்ச்சி நிலையானதாக இருக்கலாம், எனவே தேவையான செயல்படுத்தி வேகத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு பம்பின் ஓட்ட வீதத்தைத் தேர்ந்தெடுக்க முடியும். இது ஒரே ஒரு செயல்படுத்தியைக் கொண்ட அமைப்புகளில் மட்டுமே சாத்தியமாகும்.

பொதுவாக ஒரு ஹைட்ராலிக் அமைப்பில், செயல்படுத்திகள் (actuators) ஒன்றுக்கு மேற்பட்டவை இருக்கும். இந்த அமைப்பு ஒவ்வொரு ஹைட்ராலிக் சிலிண்டரையும் தனித்தனியே இயக்க வேண்டுமெனில், மிக வேகமாக இயங்க வேண்டிய மிகப்பெரிய ஹைட்ராலிக் சிலிண்டருக்கு தேவையான பம்ப் ஓட்ட வீதத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு பம்பைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும். இதன் விளைவாக, சிறிய செயல்படுத்திகள் வேகமாக இயங்கும், இது விரும்பத்தகாததாக இருக்கலாம். இவற்றில் அல்லது வேறு எந்த செயல்படுத்திகளிலும் பாயும் ஓட்டத்தைக் குறைக்க, ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

ஓட்ட கட்டுப்பாட்டு வால்வு

ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வைப் பயன்படுத்தும்போது, பம்பிலிருந்து செயல்படுத்திக்கு செல்லும் ஓட்டத்தை எப்போதும் குறைக்க முடியும்.

ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வின் கட்டமைப்பு

ஒரு பொதுவான ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வில் வால்வு உடல் மற்றும் இயங்கும் பாகம் ஆகிய இரண்டு பாகங்கள் இருக்கும். எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், இயங்கும் பாகம் முனையில் கூர்மையான சீராக்கும் ஊசி ஆகும். இந்த ஊசி செயல்பாட்டின் போது உண்மையில் இயங்காது (அது முன்னரே ஒரு நிலையில் சீராக்கப்பட்டுள்ளது), எனவே ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வின் இயங்கும் பாகங்களை 'சரிசெய்யக்கூடிய' என்று அழைப்பதே மிகச் சரியானதாகும், 'இயங்கும்' என்று அழைப்பது தவறானது.

ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு எவ்வாறு செயல்படுகிறது

ஒரு இயற்பியல் திரவ அமைப்பில், பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வ் எப்போதும் அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு (விடுபடு) வால்வுடன் சேர்ந்து செயல்படும். பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வ் ஒரு எதிர்ப்பு ஆகும். இது திரவ பம்பை உயர் அழுத்தத்தை உருவாக்கச் செய்கிறது. இந்த அழுத்தம் பம்பிலிருந்து வரும் பாய்வின் ஒரு பகுதியை விடுபடு வால்வைத் திறக்கச் செய்து, பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வின் வழியாக பாய்வைக் குறைத்து, செயல்படுத்தியின் (அக்ட்யூஏட்டர்) மீது பாய்வை அடையச் செய்கிறது.

படம் 7-5: பாய்வு கட்டுப்பாட்டு சுற்று. ஊசி வால்வ் உருளைக்கு செல்லும் பாய்வை கட்டுப்படுத்துகிறது. பம்பின் மிகைப்பாய்வு விடுபடு வால்வின் வழியாக தண்ணீர் தொட்டிக்குச் செல்கிறது. ஊசி வால்வின் திறப்பு உருளையின் வேகத்தை தீர்மானிக்கிறது.

ஒரு எளிய இயற்பியல் திரவ அமைப்பு

மேலே அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட அனைத்து கூறுகளும் ஒரு எளிய இயற்பியல் திரவ அமைப்பை உருவாக்க முடியும். இந்த அமைப்பில் உள்ள இயற்பியல் திரவ ஆற்றலை கட்டுப்படுத்த முடிவதால், இந்த அமைப்பு பயனுள்ள வேலையைச் செய்ய முடியும்.

ஹைட்ராலிக் அமைப்புகள் விமான வடிவமைப்பு, விமானங்கள் மற்றும் இராணுவ உபகரணங்கள் முதல் தொழில்துறை, நடைபயிற்சி இயந்திரங்கள் மற்றும் எஃகு உபகரணங்கள் வரை பல துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவ்வகையான அனைத்து பயன்பாடுகளிலும் ஹைட்ராலிக் அமைப்புகளின் செயல்பாட்டு கோட்பாடுகள் மேலே விளக்கப்பட்டுள்ளவையே ஆகும். பல்வேறு "வகை" ஹைட்ராலிக் அமைப்புகளுக்கு இடையே உள்ள ஒரே வேறுபாடு பயன்படுத்தப்படும் கூறுகளில் தான் அமைகிறது.

அடுத்தடுத்த அத்தியாயங்களில், தொழில்துறை ஹைட்ராலிக் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் பல்வேறு வகையான கூறுகளை விரிவாக விவாதிப்போம். இந்தக் கூறுகளை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதை விளக்குவதற்காக, சில அடிப்படை ஹைட்ராலிக் சுற்றுகளையும் வடிவமைப்போம்.

ஹைட்ராலிக் வரைபடக் குறியீடுகள்

ஹைட்ராலிக் கூறுகள் மற்றும் அடிப்படை அமைப்புகள் பற்றிய முந்தைய விவாதங்களில், அனைத்தும் வரைபட முறையில் — குறுக்கு வெட்டு காட்சிகளைப் பயன்படுத்தி கூறுகளின் உள் செயல்பாடுகளை விளக்கும் வகையில் — விளக்கப்பட்டன. இந்த முறை பிரச்சனைகளை விளக்குவதற்கு உதவியாக இருக்கிறது, ஆனால் தினசரி பணிகளில் இது செயல்படுத்துவதற்கு சாத்தியமற்றது.

மற்ற தொழில்நுட்பத் துறைகளைப் போலவே, ஹைட்ராலிக்ஸ் (இயற்பியல் திரவ அழுத்த முறை) துறையும் கூறுகள் மற்றும் அமைப்புகளைக் குறிக்க வரைபட குறியீடுகளைப் பயன்படுத்துகிறது. முன்னர் விவாதிக்கப்பட்ட பல்வேறு ஹைட்ராலிக் கூறுகள் மற்றும் எளிய அமைப்புகள் அனைத்தையும் ANSI Y32.10 அல்லது ISO 1219 தரநிலை ஹைட்ராலிக் மற்றும் புனேமாட்டிக் (காற்றழுத்த) வரைபட குறியீடுகளைப் பயன்படுத்தி குறிக்க முடியும்.

முன்னர் விவாதிக்கப்பட்ட கூறுகளுடன், ஹைட்ராலிக் அமைப்பை உருவாக்கும் மற்ற கூறுகளில் மின்னோட்டங்கள், ஹைட்ராலிக் வடிகட்டிகள் போன்றவையும் அடங்கும். ஹைட்ராலிக் அமைப்புகள் பொதுவாக மின்னோட்டங்களால் இயக்கப்படுகின்றன. மேலும், தூய்மையான நிலையை ஏற்ற அளவில் பராமரிக்க, எண்ணெயை மாசுபடுத்தலிலிருந்து பாதுகாக்க ஹைட்ராலிக் வடிகட்டிகள் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்.

படம் 7-7: தரநிலை ஹைட்ராலிக் வரைபட குறியீடுகள் (ANSI Y32.10 / ISO 1219). இவை அனைத்து ஹைட்ராலிக் சுற்று வரைபட அடிக்கோடுகளிலும் குறுக்கு வெட்டு வரைபடங்களுக்குப் பதிலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

படம் 7-8: தரநிலை வரைபட குறியீடுகளைக் கொண்டு காட்டப்பட்ட முழுமையான எளிய ஹைட்ராலிக் சுற்று. இதுதான் பொறியியல் பயன்பாட்டில் ஹைட்ராலிக் சுற்றுகள் வரையப்படும் முறை.