در یک مدار ساده سیلندر بالابر، سه موقعیت برای استقرار شیر کنترل دبی نسبت به سیلندر وجود دارد: ورودی سیلندر، خروجی سیلندر و خط تخلیه.

کنترل در ورودی

در این حالت، پمپ بالابر باید دبی ای بیشتر از آنچه برای جلو راندن پیستون تحت سرعت انتخاب شده مورد نیاز است، تحویل دهد و روغن اضافی براساس تنظیم شیر اطمینان به تانک تخلیه می شود. در این حالت فشار مدار بیش از میزان مورد نیاز برای غلبه بر بار است که این امر به خاطر استفاده از سیر کنترل دبی است. همانگونه که قبلاً تاکید شد، افت فشار بالابر در شیر کنترل دبی در حدود bar10 است.

هنگام شروع به کار مدار به دلیل باز بودن میله جبران کننده فشار، پدیده موج ضربه ای به دلیل تغییر ناگهانی فشار پیش از کنترل دبی جریان بروز می کند.

در بسیاری از ماشینهای ابزار پدیده موج ضربه ای ابتدایی سبب فرو رفتن قطعه کار در ابزار خواهد شد. در این شرایط باید از شیرهای کنترل دبی بالابر که دارای ابزار( ضد جهش) است استفاده کرد. طرح جایگزین مداری است که جریان همیشه از شیر کنترل دبی گذر کند. این امر میله جبران کننده را همیشه فعال نگه داشته و از تغییرات ناگهانی فشار و بروز پدیده موج ضربه ای جلوگیری می کند.

سیال داخل سیلندر بالابر باید پیش از حرکت پیستون تحت فشار قرار گیرد، این کار به جریانی از سیال تحت فشار نیاز دارد. نیرو یا فشاری که برای راه اندازی حرکت سیلندر مورد نیاز است معمولاً از فشار لازم برای حین کار آن بیشتر است ( به خاطر اصطکاک ایستایی و اینرسی بار). لحظه ای که بار شروع به حرکت می کند مقاومت در برابر حرکت بالابر و فشار اعمالی بر پیستون به دلیل انبساط سیال کاهش یافته سبب شتاب ناگهانی می شود. البته در این میان مقداری ناپایداری که ناشی از عملکرد اولیه جبران کننده فشار است در شیر کنترل دبی رخ می دهد.

ممکن است بار بالابر تمایل به تغییر جهت داشته باشد. این تغییر جهت ممکن است ناشی از تمایل بار به سقوط باشد. در این حالت کنترل سرعت توسط سیستم کنترل دبی در ورودی ممکن نیست برای حل این مشکل باید فشار پس زنی مناسبی، توسط یک شیر تعادلی یا شیر مرکزی، در خط منتهی به تانک اعمال کرد، که البته این امر به معنای افزایش فشار سیستم است.

کنترل در ورودی، کنترل بسیار دقیقی را تأمین می کند که این امر به دلیل مهار بار با حرکت عملگر است. در این نوع مدار، اگر از پمپ جا به جایی ثابتی در محدوده وسیعی از سرعتهای پیستون استفاده شود، در صد بزرگی از جریان سیال از شیر اطمینان عبور می کند که نتیجه آن ایجاد یک سیستم به اصطلاح (گرم ) است.

کنترل در خروجی

در این حالت شیر کنترل دبی بالابر در مسیر خروجی قرار گرفته و دبی سیال تخلیه شده کنترل می شود. مشابه با حالت ( کنترل در ورودی ) باید روغن بیشتری را نسبت به آنچه که سیلندر نیاز دارد تأمین کند. فشار مدار باید بر مقاومت بار سیلندر و افت فشار در شیر کنترل دبی بالابر غلبه کند. به رغم اینکه شیر کنترل دبی در سمت سطح موثر پیستون قرار دارد فشاری کمتر از حالت قبل در انتهای سطح مقطع کامل پیستون( به خاطر اختلاف بین مساحتها) مورد نیاز است تا بر افت فشار ناشی از شیر کنترل دبی غلبه کند. این کار باعث افزایش کارایی شیر کنترل در هنگام باز شدن سیلندر می شود.

در ابتدای امر میله جبران کننده بالابر کاملاً باز است و تا پیش از حرکت پیستون به جلو، دبی کامل پمپ به داخل سیلندر جریان دارد. پس از حرکت، میله جبران کننده وارد عمل شده و دبی را به مقدار مطلوب محدود می کند. پیش از تنظیم شدن میله جبران کننده مانند حالت کنترل در ورودی پدیده موج ضربه ای رخ می دهد.

وقتی از سیستم کنترل در خروجی بالابر استفاده می شود فشار در قسمت سطوح موثر بر پیستون باید مد نظر قرار گیرد، به عنوان مثال اگر نسبت سطح پیستون به میله پیستون برابر 2:1 و فشار سیستم bar150 باشد، بدون در نظر گرفتن هر گونه بار خارجی بر روی پیستون، فشار در سطح موثر پیستون برابر bar300 خواهد بود. در صورت پدید آمدن چنین شرایطی اتصال یک شیر اطمینان جداگانه در سمت سطح موثر سیلندر سبب جلوگیری از افزایش فشار به مقدار بیش از حد مجاز خواهد شد.

اگر شیر اطمینان ثانویه بالابر سیال را از خود دور کند، کنترل سرعت وجود نخواهد داشت. با استفاده از سیستم کنترل دبی در خروجی مقدار سیال خروجی از سیلندر در هنگام باز شدن سیلندر کنترل می شود. در این حالت میزان سیال خروجی از انتهای سمت سطح موثر پیستون کمتر از میزان ورودی به انتهای سمت سطح مقطع کامل پیستون است. طبعاً در شرایط باز شدن سیلندر( کنترل دبی در خروجی) به حساسیت ( کنترل دبی ورودی) نیست. این قضیه در هنگام بسته شدن سیلندر بر عکس خواهد بود. به طور کلی با کنترل دبی در خروجی حتی با بارهای معکوس شونده امکان ایجاد کنترل دقیق سرعت وجود دارد. هنگام استفاده از پمپهای دبی ثابت و شیر کنترل دبی در ورودی، برای ایجاد سرعتهای متفاوت سیلندر، گرمای زیادی به دلیل تخلیه سیال تحت فشار تولید می شود.

تخلیه مداوم



در این حالت شیر کنترل دبی بالابر برای کنار گذر کردن مستقیم قسمتی از دبی پمپ طراحی شده است. تنها هنگامی فشار سیستم به نقطه تنظیم شده شیر اطمینان می رسد که پیستون به حالت تعادل برسد.در این حالت دبی اضافه روغن که از طریق شیر کنترل دبی تخلیه می شود، تحت فشار ناشی از بار سیلندر قرار دارد. این پدیده، سیستمی با دمای کمتر و بازده بیشتر ایجاد می کند دقت این روش به دبی پمپ، که با فشار تغییر می کند بستگی دارد. تخلیه مداوم جایی به کار می رود که فشار به طور منطقی ثابت مانده یا کنترل دقیق سرعت چندان مهم نباشد. (این همان جریان نامطلوبی است که به دقت کنترل می شود). کنترل سرعت به روش تخلیه مداوم زمانی بهترین روش ممکن است که قسمت اعظم دبی پمپ توسط سیلندر مصرف شده و درصد بسیار کوچکی از آن، کنار گذر شود.

لینک منبع:بالابر آسیابرج
http://asiabalabar.com/