அத்தியாயம் 9: பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வுகள்

ஒரிபிஸ் (துளை)

ஒரிபிஸ் என்பது திரவப் பாய்வு பாதையில் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய துளையாகும். ஒரிபிஸ் வழியாக நிகழும் பாய்வு பல காரணிகளால் பாதிக்கப்படுகிறது; அவற்றுள் முக்கியமான மூன்று:

1. ஓரிசு அளவு
2. ஒரிபிஸின் இரு பக்கங்களிலும் உள்ள அழுத்த வேறுபாடு
3. திரவத்தின் வெப்பநிலை

ஒரிபிஸின் அளவின் பாய்வு மீது ஏற்படும் விளைவு

ஒரிபிஸின் அளவு அதன் வழியாக நிகழும் பாய்வைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. ஒரு பொதுவான அன்றாட உதாரணம் — தோட்டத்தில் பயன்படுத்தும் குழாயின் முனை (நாசல்); அந்த முனையின் துளை சிறியதாக இருந்தால், தண்ணீர் மெல்லிய புகை அல்லது தெளிப்பாக வெளியேறும். அந்த துளை பெரியதாக இருந்தால், அது ஒரு வலுவான ஜெட் ஓட்டமாக மாறும். இந்த இரு சூழ்நிலைகளிலும், குழாயின் முனையின் ஒரிபிஸ் தண்ணீரின் பாய்வு திசையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது — ஒரிபிஸ் வழியாக நிகழும் பாய்வு அதன் துளையின் அளவைப் பொறுத்தே தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

படம் 9-1: சுற்றுச்சூழலில் பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வு. இந்த வால்வு சிலிண்டருக்கு செல்லும் பாய்வை கட்டுப்படுத்துகிறது. அதிகப்படியான பம்ப் பாய்வு விடுவிப்பு வால்வின் வழியாகச் செல்கிறது. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பாய்வு துளையில் சாத்திய ஆற்றலாக (வேகமாக) மாறுகிறது.

நிலையான துளை

நிலையான துளையின் திறப்பு அளவை சரிசெய்ய முடியாது. ஹைட்ராலிக் தொழில்நுட்பத்தில் மிகவும் பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகள் குழாய் பிளக் அல்லது செக் வால்வில் துளையிடப்பட்ட துளை, அல்லது தொழிற்சாலையில் முன்னிறுவப்பட்ட பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வு ஆகியவையாகும்.

மாறும் துளை

பெரும்பாலான நேரங்களில், நிலையான துளையை விட மாறும் துளை தேவைப்படுகிறது, ஏனெனில் அது மிகவும் தகவமைவு கொண்டது. கேட் வால்வுகள், பால் வால்வுகள் மற்றும் நீடில் வால்வுகள் ஆகியவை மாறும் துளைகளின் எடுத்துக்காட்டுகளாகும்.

வாய்வேல்வு

கேட் வால்வு நேரடி பாய்வு வழியைக் கொண்டுள்ளது. பாய்வு பாதையில் கேட்டைத் திறக்க அல்லது மூட கைப்பிடியை சுழற்றுவதன் மூலம் துளையின் அளவு மாற்றப்படுகிறது. கேட் வால்வுகள் பாய்வு கட்டுப்பாட்டுக்காக வடிவமைக்கப்படவில்லை எனினும், சில ரௌட் பாய்வு அளவீட்டு அமைப்புகளில் அவை பாய்வு கட்டுப்பாட்டு சாதனங்களாகப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

கோல் வேல்வு

பால் வால்வின் பாய்வு கடந்திடங்கள் நேராக இல்லை — அவை 90° திருப்பத்தை உருவாக்குகின்றன. துளை என்பது இருப்பிடம் (சீட்) மற்றும் திருப்பும் கடந்திடத்தில் உள்ள கோண வடிவிலான பிளக் அல்லது பந்து பிளக் ஆகும். பந்து பிளக்கின் நிலையை மாற்றுவதன் மூலம் துளை திறப்பின் அளவு சரிசெய்யப்படுகிறது.

நீட்டிப்பு வால்வு

சூளை வால்வின் மூலம் பாய்வும் 90° திருப்பத்தை ஏற்படுத்துகிறது, பின்னர் ஒரு துளையின் வழியாகச் செல்கிறது. இந்த துளை என்பது முனை சாய்வுடைய வால்வு கம்பியின் முனை மற்றும் வால்வு இருப்பிடத்திற்கு இடையேயான இடைவெளியாகும். கோண முகப்பின் நிலையை வால்வு இருப்பிடத்திற்கு ஒப்பிட்டு சரிசெய்வதன் மூலம் துளையின் அளவு மாற்றப்படுகிறது. வால்வு கம்பியில் உள்ள சரிசெய்வு திரையின் பிட்ச் மிக மெல்லியதாகவும், முனை சாய்வுடையதாகவும் இருப்பதால், இந்த துளை அளவு மெல்லிய முறையில் மாறுகிறது. ஹைட்ராலிக் அமைப்புகளில், சூளை வால்வு மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மாறும் துளை ஆகும்.

படம் 9-2: மாறும் துளை வகைகள். சூளை வால்வு (கீழே) ஹைட்ராலிக்ஸில் மிகவும் பொதுவானது — அதன் சாய்வுடைய முனை மற்றும் மெல்லிய திரைகள் மிக துல்லியமான, மெல்லிய பாய்வு சரிசெய்வை அனுமதிக்கின்றன.

சூளை வால்வின் சர்க்யூட்டில் பயன்பாடு

எடுத்துக்காட்டு சுற்று ஒரு 5 gpm (18.95 Lpm) நேர்மறை-இடப்பெயர்வு பம்ப், ஒரு விடுபடு வால்வு, ஒரு திசை வால்வு, ஒரு மாறும் துளை (நீடில் வால்வு), மற்றும் 3 in² (19.35 cm²) பிஸ்டன் பரப்புடைய ஒரு ஹைட்ராலிக் சிலிண்டரைப் பயன்படுத்துகிறது. விடுபடு வால்வு 500 psi (34.48 bar) இல் அமைக்கப்பட்டிருந்து, பம்ப் 5 gpm ஐ வழங்குமானால்:

நீடில் வால்வு ஓட்டத்தை 2 gpm (7.58 lpm) ஆக மட்டுப்படுத்தும்போது, ராட் வேகம் = 2 × 19.25 ÷ 3 = 13 அடி/நிமிடம் (3.96 மீ/நிமிடம்). மீதமுள்ள 3 gpm (11.37 lpm) ஐ டேங்கிற்கு வழிமாற்றுவதன் மூலம் விடுபடு வால்வு அமைப்பின் அழுத்தத்தை 500 psi (34.48 bar) ஆக வரையறுக்கிறது.

நீடில் வால்வு துளையைத் திறத்தல்

நீடில் வால்வை வெளியே திருப்புவது துளையை அதிகரிக்கிறது — அதிக ஓட்டம் சிலிண்டருக்குச் செல்கிறது, விடுபடு வால்வு அழுத்த வரம்பு வரை. ராட் வேகம் அதிகரிக்கிறது.

நீடில் வால்வு துளையை மூடுதல்

நீடில் வால்வை உள்நோக்கி திருப்புவது துளையைக் குறைக்கிறது. சிலிண்டருக்குள் குறைந்த ஓட்டம் நுழைகிறது, எனவே ராட் வேகம் குறைகிறது.

ஓட்டத்தின் மீது அழுத்த வேறுபாட்டின் விளைவு

ஒரு துளை வழியாக ஓடும் பாய்வு, அதன் அழுத்த வேறுபாட்டால் பாதிக்கப்படுகிறது. ஏனெனில், ஒரு ஹைட்ராலிக் அமைப்பில் அழுத்தம் என்பது சாத்தியமான ஆற்றல் ஆகும்; எனவே, துளையின் இரு பக்கங்களிலும் உள்ள அழுத்த வேறுபாடு அதிகமாக இருந்தால், அதன் வழியாக ஓடும் பாய்வும் அதிகமாக இருக்கும்.

அன்றாட உதாரணம் — காற்று மெத்தை

கடற்கரையில் அல்லது கேம்பிங் இடத்தில் ஒரு நாள் செலவழித்த பின், நீங்கள் புகைப்படத்தில் நிரப்பப்பட்ட காற்று மெத்தையின் பிளக் அகற்றி, காற்றை சுதந்திரமாக வெளியேற விடுகிறீர்கள். உள்/வெளி அழுத்த வேறுபாடு சிறியதாக இருப்பதால், மெத்தை மெதுவாக சுருங்குகிறது. மெத்தையை வலுவாக அழுத்தினால் — உள் அழுத்தம் வளிமண்டல அழுத்தத்தை விட அதிகரிக்கிறது, வேறுபாடு அதிகரிக்கிறது, மேலும் காற்று வேகமாக வெளியேறுகிறது.

பல் பேஸ்ட் குழாயை மெதுவாக அழுத்தவும் — சிறிது அளவு பல் பேஸ்ட் வெளியே வரும். வலுவாக அழுத்தவும் — அதிக அளவு பல் பேஸ்ட் வெளியேற்றப்படும் மற்றும் தரையில் விழலாம். பல் பேஸ்ட் குழாயை காலால் மிதித்தால், உள் அழுத்தத்திலிருந்து வளிமண்டல அழுத்தத்திற்கு இடையேயான வேறுபாடு, கையால் அழுத்தும்போது உள்ளதை விட அதிகமாக இருக்கும்; எனவே, அதிக அளவு பல் பேஸ்ட் வேகமாக வெளியேறும்.

சுற்றுச்சூழலில் ஊசி வால்வு பாய்வின் மீது அழுத்த வேறுபாட்டின் தாக்கம்

காட்டப்பட்டுள்ள சுற்றில், ஊசல் வால்வ் 5 ஜி.பி.எம் (18.95 லி/நிமி) பம்ப் ஓட்டத்தை 3 ஜி.பி.எம் (11.37 லி/நிமி) ஆகக் கட்டுப்படுத்துகிறது. விடுவிப்பு வால்வின் அமைப்பு 500 பை.எஸ்.ஐ. (34.48 பார்). சுமை எதிர்ப்பு 200 பை.எஸ்.ஐ. (14 பார்). ஊசல் வால்வின் உள்ளீட்டு அழுத்தம் விடுவிப்பு வால்வின் அமைப்புக்கு சமம்: 500 பை.எஸ்.ஐ. (34.48 பார்). இந்த 500 பை.எஸ்.ஐ. (34.48 பார்) இல், 200 பை.எஸ்.ஐ. (14 பார்) சுமை எதிர்ப்பை преодолевает; மீதமுள்ள 300 பை.எஸ்.ஐ. (21 பார்) அழுத்த வேறுபாடு 3 ஜி.பி.எம் (11.3 லி/நிமி) ஐ ஊசல் வால்வின் வழியாகச் செலுத்துகிறது, இதனால் ராட் வேகம் 19.25 அடி/நிமி (5.87 மீ/நிமி) ஆகிறது. மீதமுள்ள 2 ஜி.பி.எம் (7.58 லி/நிமி) விடுவிப்பு வால்வின் வழியாகத் தண்டாக செல்கிறது.

விடுவிப்பு வால்வின் அமைப்பை உயர்த்துதல்

சுமை அழுத்தத்தையும் ஊசல் வால்வின் அமைப்பையும் மாறாமல் வைத்து, விடுவிப்பு வால்வை 600 பை.எஸ்.ஐ. (41.38 பார்) ஆக உயர்த்தும்போது: ஊசல் வால்வின் உள்ளீட்டு அழுத்தம் 600 பை.எஸ்.ஐ. (41.38 பார்) ஆகிறது. இதில், 200 பை.எஸ்.ஐ. (14 பார்) சுமையை преодолевает; 400 பை.எஸ்.ஐ. (28 பார்) அழுத்த வேறுபாடு இப்போது 4 ஜி.பி.எம் (15 லி/நிமி) ஐ ஊசல் வால்வின் வழியாகச் செலுத்துகிறது. ராட் வேகம் 26 அடி/நிமி (7.92 மீ/நிமி) ஆக உயர்கிறது.

சுமை அழுத்தம் உயர்கிறது

சூட்டு வால்வை 500 psi (34.48 பார்) ஆக மீண்டும் சீரமைத்து, ஊசி வால்வை மாற்றாமல் வைக்கவும். சுமை அதிகரிப்பு: சுமை அழுத்தம் 400 psi (28 பார்) ஆக உயர்கிறது. ஊசி வால்வின் உள்ளே வரும் அழுத்தம் 500 psi (34.48 பார்) ஆகவே உள்ளது, ஆனால் இப்போது ஊசி வால்வின் வழியாக ஓட்டத்தை இயக்குவதற்கு வெறும் 100 psi (6.9 பார்) அழுத்த வேறுபாடு மட்டுமே உள்ளது — இது 1 gpm (3.79 lpm) மட்டுமே. ராட் வேகம் 6 ft/min (30 mm/s) ஆக குறைகிறது. மீதமுள்ள 4 gpm (15 lpm) சூட்டு வால்வின் வழியாக வெளியேறுகிறது.

இது, ஊசி வால்வின் வழியாக ஓட்டம் அதன் துளையின் இருபுறமும் ஏற்படும் எந்தவொரு அழுத்த மாற்றத்துடனும் மாறும் என்பதை விளக்குகிறது. ஊசி வால்வின் வழியாக ஓட்டத்தை துல்லியமாக அளவிட, இந்த அழுத்த மாற்றங்களை ரத்து செய்ய வேண்டும் அல்லது ஈடுசெய்ய வேண்டும்.

வேக கட்டுப்பாட்டு வால்வு (அழுத்த-ஈடுசெய்யப்பட்ட ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு)

மேலே உள்ள எடுத்துக்காட்டுகளிலிருந்து, ஓரிபிஸ் (orifice) இன் இருபுறமும் ஏற்படும் அழுத்த மாற்றங்கள் ஊசி வால்வு (needle valve) பாய்வை பாதிக்கின்றன, இதனால் செயலியின் (actuator) வேகம் மாறுகிறது. ஓரிபிஸ் வழியாக பாய்வை துல்லியமாக அளவிட, அழுத்த மாறுபாடுகளை ஈடுசெய்ய வேண்டும். ஊசி வால்வு என்பது அழுத்த ஈடுசெய்யப்படாத பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வு ஆகும் — அழுத்த வித்தியாசம் மாறாமல் இருக்கும்போதும், ஊசி நன்றாக மையப்படுத்தப்பட்டிருக்கும்போதும் இது ஒரு நல்ல பாய்வு அளவிடும் கருவியாகும். மேலும் துல்லியமான பாய்வு கட்டுப்பாட்டிற்கு, அழுத்த ஈடுசெய்யப்பட்ட பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வு (வேக கட்டுப்பாட்டு வால்வு) பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். இது ஓரிபிஸின் முன்புறம் மற்றும் பின்புறம் ஏற்படும் அழுத்த மாற்றங்களை ஈடுசெய்யும் பாய்வு கட்டுப்பாட்டு கருவியாகும்.

வேக கட்டுப்பாட்டு வால்வுகள் (அழுத்த ஈடுசெய்யப்பட்ட பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வுகள்) உள்ளே பாயும் வகை (meter-in type) மற்றும் பைபாஸ் வகை (bypass type) என இரு வகையாக பிரிக்கப்படுகின்றன.

உள்ளே பாயும் வகை வேக கட்டுப்பாட்டு வால்வின் கட்டமைப்பு

உள்ளே பாயும் வகை அழுத்த ஈடுசெய்யப்பட்ட பாய்வு கட்டுப்பாட்டு வால்வு என்பது உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு துளைகளுடன் கூடிய வால்வு உடல், ஊசி வால்வு, ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல் (compensating spool) மற்றும் விரிவாக்க சுருள் (bias spring) ஆகியவற்றைக் கொண்டது.

உள்ளே பாயும் வகை எவ்வாறு செயல்படுகிறது

மீட்டர்-இன் வகை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள, அதன் இயக்கத்தை படிப்படியாக பகுப்பாய்வு செய்கிறோம். ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூல் முழுமையாக பக்கம் A-க்கு நகர்த்தப்படும்போது, வரும் அழுத்த எண்ணெய் அனைத்தும் ஊசல் வால்வு துளைக்கு வந்து சேரும். ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூல் சிறிது பக்கம் B-க்கு நகர்ந்தாலும், வரும் அழுத்த எண்ணெய் தடுக்கப்படும். பாய்வு வழியைத் திறந்து வைக்க, ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூல் சுருண்ட ஸ்பிரிங்கால் பக்கம் A-க்கு தள்ளப்படுகிறது. ஊசல் வால்வு உள்ளே வரும் அழுத்தம், உள் கட்டுப்பாட்டு வழியின் மூலம் ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூலின் A-முனைக்கு உணரப்படுகிறது — அழுத்தம் ஸ்பிரிங் விசையை விட அதிகரிக்கும்போது, ஸ்பூல் பக்கம் B-க்கு நகரும்.

சூச்சு வால்வு துளை இயக்கப்பட்டு, முழு பம்ப் ஓட்டத்தில் குறைவான அளவு அதன் வழியாகச் செல்லுமாறு சரிசெய்யப்பட்டால், சூச்சு வால்வு உள்ளீட்டு அழுத்தம் விடுபடும் வால்வு அமைப்பு அழுத்தத்திற்கு உயரும். சூச்சு வால்வு உள்ளீட்டு அழுத்தம் ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல் சுருண்ட விசையை விட அதிகமாக உயரும்போது, ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல் B நோக்கி நகர்ந்து, உள்ளீட்டு ஓட்டத்தை கட்டுப்படுத்தும். ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல் துளை வழியாகச் செல்லும் ஓட்டம் பம்பின் வெளியீட்டு ஓட்டத்திற்கு சமமாக இருக்கும்போது, சூச்சு வால்வு உள்ளீட்டு அழுத்தம் சுருண்ட விசை அழுத்த மதிப்பில் நிலையாக இருக்கும். உதாரணமாக, 100 psi (6.89 பார்) சுருண்ட விசை மதிப்பு மற்றும் 500 psi (34.48 பார்) அழுத்தத்தில் விடுபடும் வால்வு அமைக்கப்பட்டிருந்தால்: உள்ளீட்டு அழுத்தம் 500 psi (34.48 பார்) ஆக இருக்கும்; எண்ணெய் ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல் துளை வழியாகச் செல்லும்போது, 400 psi (28 பார்) வெப்பமாக மாறி, சூச்சு வால்வு உள்ளீட்டு அழுத்தம் 100 psi (6.89 பார்) ஆகக் குறையும். இதன் பொருள், ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வின் உள்ளீட்டு அழுத்தம் எவ்வளவு இருந்தாலும், ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல் செயல்பாட்டின் காரணமாக, சூச்சு வால்வு உள்ளீட்டு அழுத்தம் 100 psi (6.89 பார்) இல் பராமரிக்கப்படும்.

படம் 9-5 மீட்டர்-இன் வேகக் கட்டுப்பாட்டு வால்வ் (அழுத்த-சமன் செய்யப்பட்டது). சமன் செய்யும் ஸ்பூல் ஊசல் வால்வின் மீது அழுத்த வீழ்ச்சியை உள்ளீடு அல்லது வெளியீடு அழுத்த மாற்றங்களைப் பொறுத்து மாறாமல் நிலையாக வைத்திருக்கிறது — துல்லியமான, மாறாத ஓட்டத்தை வழங்குகிறது.

முந்தைய ஊசல் வால்வு சுற்றுச்செய்லிற்கு, ஊசல் வால்வு துளையின் வழியே உள்ள அழுத்த வேறுபாடு மட்டுமே பாதி கதை — ஊசல் வால்வின் கீழ்த்திசையில் உள்ள அழுத்தத்தையும் சமன் செய்ய வேண்டும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், மாறாத அழுத்த வேறுபாடு பராமரிக்கப்பட வேண்டும். இதை அடைய ஊசல் வால்வின் கீழ்த்திசை அழுத்தம் கட்டுப்பாட்டு கடத்தியின் மூலம் சமன் செய்யும் ஸ்பூல் பியாஸ் ஸ்பிரிங் குழியிற்கு வழங்கப்படுகிறது. இப்போது இரண்டு விசைகள் சமன் செய்யும் ஸ்பூல் A பக்கத்தில் செயல்படுகின்றன: ஸ்பிரிங் விசை மற்றும் கீழ்த்திசை எண்ணெய் அழுத்தம்.

சுருள் விசை = 100 psi (6.89 பார்) எனில், ஊசி வால்வின் அழுத்த வேறுபாடு கீழ்த்திசை அழுத்தத்தை விட 100 psi (6.89 பார்) அதிகமாக இருக்கும். விடுபடு வால்வு போதுமான உயரத்தில் அமைக்கப்பட்டிருந்தால், ஊசி துளையின் அழுத்த வேறுபாடு எப்போதும் சுருள் அழுத்த மதிப்பிற்கு சமமாக இருக்கும். இவ்வாறு செய்வதன் மூலம், ஊசி வால்வின் வழியாக ஓட்டத்தை உருவாக்கும் அழுத்த வேறுபாடு மாறாததாக இருக்கும் — மேல்திசை அல்லது கீழ்த்திசை அழுத்த மாற்றங்களால் பாதிக்கப்படாது.

சுற்று வழியில் உள்ள வேகக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு

சர்க்யூட்டில், மீட்டர்-இன் வேக கட்டுப்பாட்டு வால்வு 3 ஜி.பி.எம் (11.37 லி/நிமி) என அமைக்கப்பட்டுள்ளது. ரிலீஃப் வால்வு 500 பி.எஸ்.ஐ (34.48 பார்), சுமை அழுத்தம் 200 பி.எஸ்.ஐ (13.79 பார்). காம்பென்சேட்டிங் ஸ்பூல் ஸ்பிரிங் = 100 பி.எஸ்.ஐ (6.89 பார்). பம்ப் 5 ஜி.பி.எம் (18.95 லி/நிமி) அனைத்தையும் நீடில் வால்வின் வழியாக ஓட்ட முயற்சிக்கிறது, இதனால் நீடில் வால்வின் உள்ளே அழுத்தம் உயர்கிறது. 300 பி.எஸ்.ஐ (21 பார்) அழுத்தத்தில், காம்பென்சேட்டிங் ஸ்பூல் நகர்ந்து ஓட்டத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது, இதனால் ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு உள்ளே அழுத்தம் ரிலீஃப் வால்வு அமைப்புக்கு ஏற்றபடி 500 பி.எஸ்.ஐ (34.48 பார்) ஆக உயர்கிறது. இந்த 500 பி.எஸ்.ஐ (34.48 பார்) இல், 200 பி.எஸ்.ஐ (13.79 பார்) சுமையை வெல்ல பயன்படுகிறது; 100 பி.எஸ்.ஐ (6.89 பார்) நீடில் வால்வின் வழியாக ஓட்டத்தை இயக்குகிறது; மீதமுள்ள 200 பி.எஸ்.ஐ (13.79 பார்) காம்பென்சேட்டிங் ஸ்பூல் ஓரிஃபிஸ் வழியாக ஓட்டம் செல்லும்போது வெப்பமாக மாறுகிறது. இங்கு ஓட்டம் 3 ஜி.பி.எம் (11.37 லி/நிமி) மற்றும் ராட் வேகம் = 19 அடி/நிமி (97.83 மிமீ/வினாடி).

சுமை அழுத்தத்தையும் ரிலீஃப் வால்வு அமைப்பையும் உயர்த்துதல்

சுமை அழுத்தம் 400 psi (27.58 பார்) ஆக உயர்ந்தாலும் அல்லது விடுபடும் அழுத்தம் 600 psi (41.38 பார்) ஆக மீண்டும் அமைக்கப்பட்டாலும், ஊசி வால்வின் வழியாக இன்னும் 100 psi (6.89 பார்) இயக்க ஓட்டம் தொடரும். சுமை அழுத்தம் ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூலை இயக்குவதற்கு போதுமான அளவு உயரமாக அமைக்கப்பட்டிருந்தால், சிலிண்டருக்கு வெளியீட்டு ஓட்டம் மாறாத 3 gpm (11.37 Lpm) ஆக இருக்கும்.

தற்காலிக வழிமாற்று வகை வேகக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு கட்டமைப்பு

தற்காலிக வழிமாற்று வகை வேகக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு என்பது உள்ளீடு, வெளியீடு மற்றும் திருப்பியனுப்பு துளைகளுடன் கூடிய வால்வு உடல், ஊசி வால்வு, ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூல் மற்றும் ஒரு விசையூட்டு சுருள் ஆகியவற்றைக் கொண்டது.

தற்காலிக வழிமாற்று வகை எவ்வாறு செயல்படுகிறது

இந்த வால்வில் உள்ள ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூல், தண்ணீர் தொட்டிக்கு (டேங்க்) செல்லும் தற்காலிக வழிமாற்று வழியைத் திறக்கவும் மூடவும் செய்கிறது. ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூல் சுருளால் மூடப்படும் நிலைக்கு (கீழ் நிலை) விசையூட்டப்பட்டுள்ளது. சுருளின் விசை மதிப்பு 100 psi (6.89 பார்) ஆக இருந்தால், ஊசி வால்வின் உள்ளீட்டு அழுத்தம் 100 psi (6.89 பார்) ஆக வரையறுக்கப்படும். வால்வின் வழியாக ஓட்டம் முதலில் எல்லாம் எண்ணெய் தொட்டிக்கு (டேங்க்) அனுப்பப்படும். சாதாரண இயக்கத்தின் போது, ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூல் மூடிய நிலையில் சுருளால் விசையூட்டப்படுகிறது.

சூச்சு வால்வின் உள்ளீட்டு அழுத்தம், ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூலின் மேற்புறத்திற்கு ஒரு உள் கட்டுப்பாட்டு குழாய் மூலம் உணரப்படுகிறது. அழுத்தம் ஸ்பிரிங் விசையை விட அதிகரிக்கும்போது, ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூல் ஒரு விடுபடு வால்வு போல செயல்படுகிறது — பைபாஸ் குழாயைத் திறந்து, சூச்சு வால்வின் உள்ளீட்டு அழுத்தத்தை 100 psi (6.89 bar) இல் கட்டுப்படுத்துகிறது. சூச்சு வால்வின் நிலையான உள்ளீட்டு அழுத்தம் மாறாத ஓட்டத்தை உறுதிப்படுத்துவதில்லை — கீழ்த்திசை அழுத்தம் மாறினால், சூச்சு துளையின் அழுத்த வேறுபாடும் மாறி, ஓட்டமும் மாறும்.

இதை ஈடுசெய்ய, கீழ்த்திசை சூச்சு வால்வு அழுத்தம் ஒரு கட்டுப்பாட்டு குழாய் மூலம் ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூலின் ஸ்பிரிங் குழியிற்கு அனுப்பப்படுகிறது. இப்போது, ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூலின் A-பக்கத்திற்கு இரண்டு விசைகள் செயல்படுகின்றன: ஸ்பிரிங் விசை மற்றும் கீழ்த்திசை எண்ணெய் அழுத்தம். ஸ்பிரிங் விசை = 100 psi (6.89 bar) எனில், சூச்சு வால்வின் உள்ளீட்டு அழுத்தம் கீழ்த்திசை அழுத்தத்தை விட 100 psi (6.89 bar) அதிகமாக கட்டுப்படுத்தப்படும். விடுபடு வால்வு போதுமான அளவு உயரமாக அமைக்கப்பட்டிருந்தால், சூச்சு துளையின் அழுத்த வேறுபாடு 100 psi (6.89 bar) ஆகவே இருக்கும் — மாறாததாக.

சுற்று வழியில் பைபாஸ்-வகை வேகக் கட்டுப்பாட்டு வால்வு

தற்காலிக வழிமாற்று வகை வேக கட்டுப்பாட்டு வால்வ் 3 ஜிபிஎம் (11.37 லி/நிமி) ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது. விடுபடும் அழுத்தம் 500 பிஎஸ்ஐ (34.48 பார்), சுமை 200 பிஎஸ்ஐ (13.79 பார்), ஸ்பிரிங் = 100 பிஎஸ்ஐ (6.89 பார்). பம்ப் 5 ஜிபிஎம் (18.95 லி/நிமி) முழுவதையும் நீட்டிக்கப்பட்ட வால்வின் வழியாக ஓட்ட முயற்சிக்கிறது. ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல், நீட்டிக்கப்பட்ட வால்வின் உள்ளே அழுத்தத்தை 300 பிஎஸ்ஐ (20.68 பார்) ஆக வரையறுக்கும் வகையில் தற்காலிக வழிமாற்று வழியைத் திறக்கிறது. இந்த 300 பிஎஸ்ஐயில்: 200 பிஎஸ்ஐ (13.79 பார்) சுமையை வெல்லுகிறது, 100 பிஎஸ்ஐ (6.89 பார்) 3 ஜிபிஎம் (11.37 லி/நிமி) ஐ நீட்டிக்கப்பட்ட வால்வின் வழியாக ஓட்டுகிறது. மீதமுள்ள 2 ஜிபிஎம் (7.58 லி/நிமி) ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல் திறப்பின் வழியாக தாங்கிக்குத் திரும்புகிறது.

படம் 9-8: தற்காலிக வழிமாற்று வகை வேக கட்டுப்பாட்டு சுற்று. ஈடுசெய்யும் ஸ்பூல், அதிகப்படியான பம்ப் பாய்வை விடுபடும் வால்வின் வழியாக அனுப்பாமல், நேரடியாகத் தாங்கிக்கு அனுப்புகிறது. இது மீட்டர்-இன் வகையை விட ஆற்றல் சிக்கனமானது, ஏனெனில் அதிகப்படியான பாய்வு முழு அமைப்பு அழுத்தத்தின் வழியாகச் செல்வதில்லை.

சுமை அழுத்தத்தையும் ரிலீஃப் வால்வு அமைப்பையும் உயர்த்துதல்

சுமை அழுத்தம் 400 psi (27.58 பார்) ஆக உயர்ந்தாலும் அல்லது விடுவிப்பு அழுத்தம் 600 psi (41.38 பார்) ஆக மீண்டும் அமைக்கப்பட்டாலும், ஊசி வால்வின் வழியாக ஓட்டத்தைத் தள்ளும் அழுத்தம் 100 psi (6.89 பார்) இருக்கும். விடுவிப்பு அழுத்தம் ஈடுசெய்கின்ற ஸ்பூலைத் திறக்க போதுமான அளவுக்கு உயர்த்தப்பட்டிருந்தால், சிலிண்டருக்கு வெளியீடு மாறாத 3 gpm (11.37 Lpm) ஆக இருக்கும்.

துளை ஓட்டத்தில் வெப்பநிலையின் தாக்கம்

இந்த அத்தியாயத்தின் தொடக்கத்தில் குறிப்பிடப்பட்டது போல, துளை ஓட்டத்தை பாதிக்கும் மூன்று முக்கிய காரணிகள் துளையின் அளவு, அழுத்த வேறுபாடு மற்றும் எண்ணெயின் வெப்பநிலை ஆகும். எண்ணெயின் வெப்பநிலை மாறும்போது, அதன் பாகுத்தன்மையும் மாறுகிறது — எண்ணெயின் பாகுத்தன்மை மாறும்போது, துளை ஓட்டமும் மாறுகிறது. நிலையான துளைகள் அல்லது ஊசல் வால்வுகளுக்கு, வெப்பநிலை ஏற்படுத்தும் ஓட்ட மாற்றங்கள் பொதுவாக மிக முக்கியமானவை அல்ல, ஏனெனில் துளையின் அளவு மற்றும் அழுத்த வேறுபாடு பாகுத்தன்மையின் விளைவுகளை விட பொதுவாக அதிகமாக இருக்கும். எனினும், மிக துல்லியமான ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு, வெப்பநிலை விளைவுகளை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். மீட்டர்-இன் (meter-in) மற்றும் பைபாஸ்-வகை (bypass-type) வேகக் கட்டுப்பாட்டு வால்வுகள் பொதுவாக தொழில்துறை ஹைட்ராலிக் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றவையாக உள்ளன.

வெப்பநிலை மாற்றங்களைப் பொறுத்து மிக துல்லியமான ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு, வெப்பநிலை-சரிசெய்யப்பட்ட ஓட்டக் கட்டுப்பாட்டு வால்வைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த வகை வால்வும் வெப்பநிலை விளைவுகளை சரிசெய்கிறது.

முக்கிய சூத்திரங்கள் — அத்தியாயம் 9