Hydraulic control valves (၃)

pressure-compensated flow control valve, quick drop valve တို႔ဟာ flow control valve ေတြၿဖစ္ႀကပါတယ္။ flow valve ေတြဟာ hydraulic circuit အတြင္းမွာ load အေၿပာင္းအလဲ ရိွေနေပမယ္႔ hydraulic circuit အတြင္းမွ hydraulic fluid ကို၊ constant flow rate ၿဖင္႔တသမတ္တည္း စီးဆင္းေနေစရန္၊ ေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။

Quick drop valve - bulldozer မွ blade ေတြရဲ႕ hydraulic cylinder ေအာက္ေၿခမွာ quick drop valves ေတြကို တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။ quick drop valve ေတြဟာ၊ flow control valve အမၽိဳးအစားၿဖစ္ၿပီး၊ blade ကိုု ေအာက္သို႔အလၽွင္္အၿမန္ lower quickly အေနအထားၿဖင္႔ ခၽနိဳင္ေစဖို႔အၿပင္၊ cylinder ေအာက္ေၿခမွ hydraulic pressure ကိုလည္း relief အေနနဲ႔ ေလၽွာ႔ခၽေပးပါတယ္။

Fig. Quick drop valve

Fig. Blade raised up position

blade ကိုု အေပါါသို႔ ၿမွင္႔တင္လိုက္တဲ႔အခါ၊ hydraulic fluid ဟာ under pressure flow ၿဖင္႔ orifice မွတဆင္႔ valve ရဲ႕ sleeve အတြင္းသို႔ ဝင္ေရာက္လာၿပီး၊ 'မ' တင္ထားတဲ႔ blade ရဲ႕ cylinder ထိပ္သို႔ စီးဆင္းသြားပါတယ္။ fluid အခၽိဳ႕ကေတာ႔ orifice ကိုၿဖတ္သန္းစီးဆင္းမွဳမရိွပဲ၊ plunger ေနာက္မွ cavity လို႔ေခါါတဲ႔ ေနရာလြတ္ fluid filled space အတြင္းသို႔၊ စီးဆင္း ဝင္ေရာက္ပါတယ္။ cavity အတြင္းရိွ fluid pressure ဟာ spring ကိုထပ္ဖိထားတဲ႔အတြက္၊ valve ဟာ plunger ကို sleeve အတြင္း 'အထိုင္' ကၽေနေစရန္ တြန္းထားနိဳင္ပါတယ္။ sleeve အတြင္းမွာ plunger အထိုင္ကၽေနတဲ႔အတြက္၊ valve ဟာ close အေနအထားၿဖင္႔၊ ပိတ္ေနပါတယ္။ valve ပိတ္ေနတဲ႔အတြက္၊ hydraulic cylinder ေအာက္ေၿခမွ fluid ဟာ port မွတဆင္႔ ဝင္ေရာက္လာၿပီး၊ quick drop valve နဲ႔႔ဆက္ထားမယ္႔ control valve အတြင္းကိုသာ၊ ၿပန္လည္စီးဆင္းသြားမွာၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Blade quickly lowering position

blade ကို ေအာက္သို႔ freely lower အေနအထားၿဖင္႔ အလၽွွင္အၿမန္ နိွမ္္႔ခၽလိုက္တဲ႔အခါ၊ hydraulic cylinder ရဲ႕ထိပ္မွ fluid ဟာလည္း၊ forcefully return အေနအထားၿဖင္႔ control valve မွတဆင္႔ quick drop valve အတြင္းသို႔၊ စီးဆင္း ဝင္ေရာက္လာပါတယ္။ fluid flow ေႀကာင္႔ quick drop valve ရဲ႕ orifice မွာ differential pressure ၿဖစ္ေပါါလာသလို၊ differential pressure ေႀကာင္႔ valve နဲ႔ plunger ဟာ return spring force ကိုဆန္႔႔ကၽင္ကာ၊ ေရြွ႕လၽွားသြားပါတယ္။ fluid ဟာ quick drop valve အတြင္းမွ open passage ကို၊ ၿဖတ္္သန္း၊ စီီးဆင္းသြားတဲ႔အတြက္၊ flow ၿမင္႔တက္လာၿပီး၊ hydraulic cylinder ရဲ႕ ေအာက္ေၿခ bottom မွာ vacuum ၿဖစ္ေပါါမွဳကိုလည္း၊ တားဆီးးေပးပါတယ္။

blade control lever ကို၊ lower position အနီးသို႔ေရြွ႕လိုက္တဲ႔အခါ၊ quick drop valve ဟာ အလုပ္ မလုပ္ေတာ႔သလို၊ blade ကို' မ' တင္ေပးထားတဲ႔ hydraulic cylinder မွ၊ blade ကို တၿဖည္းၿဖည္း gradually အေနအထားၿဖင္႔ ေအာက္သို႔ ခၽေပးပါတယ္။ hydraulic cylinder ရဲ႕ထိပ္မွာ fluid flow မရိွေတာ႔တဲ႔အတြက္၊ quick drop valve နဲ႔ valve အတြင္းမွ plunger မွာ pressure လည္း မရိွေတာ႔တာ ေတြ႔ရပါတယ္။ အဲဒီေနာက္မွာေတာ႔ cylinder ရဲ႕ ေအာက္ေၿခမွ fluid ဟာ control valve မွတဆင္႔ flow back အေနနဲ႔ၿပန္လည္စီးဆင္းၿပီး၊ pressurized fluid flow အေနနဲ႔ hydraulic cylinder ရဲ႕ထိပ္သို႔ ဝင္ေရာက္သြားပါတယ္။

Directional valve - hydraulic actuator တနည္းအားၿဖင္႔ hydraulic cylinder ေတြ အတြင္းသို႔၊ ေပးပို႔မယ္႔ fluid ရဲ႕ flow ကို ရပ္တန္႔ေစနိဳင္သလို၊ စီးဆင္းေစနိဳင္တဲ႔အၿပင္ flow direction ကိုလည္း ေၿပာင္းလဲေပးနိဳင္တဲ႔အတြက္ flow control valve အၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ directional valve ေတြဟာ sample construction အေနနဲ႔ တည္ေဆာက္ပံု ရိုးရွင္းၿပီး၊ ပင္မ main line မွဝင္လာတဲ႔ fluid အား ဘယ္ဖက္နဲ႔ ညာဖက္ သို႔မဟုတ္ ညာဖက္နဲ႔ ဘယ္ဖက္မွ line ေတြသို႔ valve မွတဆင္႔၊ လိုအပ္သလို ေရြးခၽယ္ စီးဆင္းေစနိဳင္ပါတယ္။ directional valves ေတြကို၊ fluid စီးဆင္းပံု function ေပါါမူတည္ၿပီး၊ 2/ 2 way, 3/ 2 way, 4/ 2 way, 4/ 3 way, 5/ 2 way နဲ႔ 5/ 3 way ဆိုၿပီး၊ သတ္မွတ္ႀကသလို၊ တည္ေဆာက္ပံု type အရ၊ sliding-plate valve, poppet valve နဲ႔ spool valve ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ 

Fig. Spool type directional valve

double acting hydraulic cylinder ေတြနဲ႔ တြဲဖက္အသံုးၿပဳတဲ႔၊ 3/ 2 way directional spool valve ကို၊ ဥပမာအၿဖစ္ေဖာ္ၿပပါဦးမယ္။ pressurized fluid ဟာ hydraulic oil pump မွတဆင္႔ valve ရဲ႕ inlet port သို႔ဝင္ေရာက္လာပါတယ္။ valve ရဲ႕ spool ဟာ အလယ္ဗဟို middle position မွာရိွေနစဥ္၊ outlet port (၂) ခုစလံုးပိတ္ေနၿပီး၊ fluid ဟာ valve အတြင္းမွၿဖတ္သန္းကာ၊ hydraulic tank အတြင္းသို႔ return အေနနဲ႔ ၿပန္လည္ စီးဆင္း ဝင္ေရာက္သြားပါတယ္။

Fig. Spool in middle position

valve ရဲ႕ outlet port (၂) ခုစလံုးပိတ္ေနတဲ႔အတြက္၊ fluid ဟာ hydraulic actuator တနည္းအားၿဖင္႔ hydraulic cylinder အတြင္းသို႔ စီးဆင္းဝင္နိဳင္ၿခင္း မရိွတဲ႔ အေၿခအေနကို၊ directional valve ရဲ႕ 'hold' position အၿဖစ္သတ္မွတ္ပါတယ္။ pressurized fluid flow ဟာ directional valve မွတဆင္႔ hydraulic cylinder ကိုေရြွ႕လၽွားေစမယ္႔expanding side ဖက္သို႔၊ စီးဝင္မွသာ cylinder movement ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။

Fig. Spool moved to right position

spool ဟာ ညာဖက္သို႔ေရြွ႕လၽွားတဲ႔အတြက္ pressurized fluid flow ဟာ directional valve မွတဆင္႔ hydraulic cylinder နဲ႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ right-side port မွတဆင္႔ expanding side ဖက္သို႔၊ စီးဝင္သြားၿပီး၊ cylinder အတြင္းမွ piston ကိုေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ hydraulic cylinder ရဲ႕ contracting side နဲ႔ဆက္သြယ္ထားတဲ႔t left-side port ကေတာ႔ ပိတ္ၿမဲပိတ္ေနပါတယ္။ left-side port ပိတ္ေနတဲ႔ အတြက္၊ cylinder ရဲ႕ contracting side မွ fluid ဟာ၊ hydraulic tank အတြင္းသို႔ return အေနနဲ႔ ၿပန္လည္ စီးဆင္း ဝင္ေရာက္သြားပါတယ္။

Fig. Spool moved to left position

spool ဘယ္ဖက္သို႔ ေရြွ႕လၽွားတဲ႔အခါ၊ pressurized fluid flow ဟာ directional valve မွတဆင္႔ hydraulic cylinder နဲ႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ left-side port မွတဆင္႔ contraction side ဖက္သို႔၊ စီးဝင္သြားၿပီး၊ cylinder အတြင္းမွ piston ကို မူလေနရာမွ ဆန္႔ကၽင္ဖက္လားရာၿဖင္႔ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ hydraulic cylinder ရဲ႕ expanding side နဲ႔ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ right-side port လည္းပိတ္သြားၿပီး၊ မူလရိွေနတဲ႔ expanding side မွ pressurized fluid ဟာ hydraulic tank အတြင္းသို႔ return အေနနဲ႔ ၿပန္လည္ စီးဆင္း ဝင္ေရာက္သြားပါတယ္။

directional valve ေတြဟာ၊ stop or block fluid flow, allow fluid flow and change direction of fluid flow ဆိုၿပီး၊ အထက္မွာေဖာ္ၿပခဲ႔သလို fluid ရဲ႕ flow ကိုရပ္တန္႔ေစနိဳင္ၿပီီး၊၊ စီးဆင္းေစနိဳင္တဲ႔ အၿပင္လိုအပ္သလို flow direction ကိုလည္း ေၿပာင္းလဲေပးနိဳင္ပါတယ္။ directional valves ေတြအေႀကာင္းေၿပာမယ္ဆိုလၽွင္ check valve ေတြက စၿပီး၊ ေၿပာႀကပါတယ္။ check valve ဟာ fluid flow ကို ဦးတည္ရာ direction တဖက္တည္းသို႔ စီးဆင္းေစၿပီး၊ ဆန္႔ကၽင္ဖက္ opposite direction ၿဖင္႔စီးဝင္လာမယ္႔ flow ကိုပါ block အေနနဲ႔ တားဆီးေပးတဲ႔ အတြက္၊ directional valve အၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။

Check valve - hydraulic system အတြင္းမွာ ဆန္႔ကၽင္ဖက္ opposite direction ၿဖင္႔စီးဝင္လာမယ္႔ fluid ရဲ႕ flow ကိုတားဆီးရန္အတြက္၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ check valves ေတြြကို poppet-type check valve နဲ႔ pilot-operated check valve ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားသတ္မွတ္ႀကပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ pilot-operated check valve ေတြဟာ external source တခုခုကို အသံုးၿပဳၿပီး၊ မူလစီးဆင္းေနတဲ႔ fluid ရဲ႕ free flow ကိုရပ္တန္႔ကာ၊ ေၿပာင္းၿပန္ reverse flow ၿဖင္႔လည္း စီးဆင္းေစနိဳင္ပါတယ္။

Fig. Cross-sectional views and symbols for two types of check valves

(Vertical type and Right-angle type)  

အထက္မွာေဖာ္ၿပထားတဲ႔ poppet type check valves ေတြဟာ၊ အသံုးမၽားတဲ႔ check valve ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ မူလက poppet အစား ball ကိုတတ္ဆင္အသံုးၿပဳခဲ႔ပါတယ္။ ball ကိုတတ္ဆင္ အသံုးၿပဳတဲ႔အတြက္၊ ball check valve လို႔လည္းေခါါႀကပါတယ္။ ball check valve ေတြဟာ၊ valve operate လုပ္တိုင္း အႀကိမ္ေပါင္း မၽားစြာ ball လွဳပ္ရွားခဲ႔ရရာမွတဆင္႔ ball ထိုင္မယ္႔ contact seat မွာ ပြန္းစားတဲ႔ wear groove လိုင္းေတြၿဖစ္ေပါါလာနိဳင္ၿပီး၊ valve မလံုေတာ႔တဲ႔ အေၿခအေန leakage condition ၿဖစ္ေပါါလာတတ္ပါတယ္။ ေနာက္ပိုင္းမွာေတာ႔ ball အစား guided poppet ေတြကိုအစားထိုး၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳခဲ႔ေပမယ္႔၊ သေက္တ symbol အေနနဲ႔ကေတာ႔ ball ပံုသ႑န္ေလးၿဖင္႔သာ၊ ေဖာ္ၿပ သတ္မွတ္ေနဆဲၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Poppet type in-line/ vertical check valve with spring  

check valve အတြင္းသို႔ ဝင္ေရာက္လာတဲ႔ fluid ဟာ spring ကိုတြန္းၿပီး၊ 'မ' တင္လိုက္တဲ႔အတြက္၊ spring နဲ႔အတူ poppet လည္း မူလေနရာမွေရြွ႕လၽွားသြားပါတယ္။ valve body seat ရဲ႕အေပါါပိုင္းမွာ angled seat face ပံုသ႑န္တည္ေဆာက္ထားၿပီး၊ အေပါက္ holes ေတြေဖာက္ထားတဲ႔အတြက္၊ spring ရဲ႕တြန္းအားေႀကာင္႔ poppet ေနရာေရြွ႕သြားစဥ္ flow ဟာ valve အတြင္းမွ ၿဖတ္သန္းသြားနိဳင္ပါတယ္။ poppet type check valves ေတြဟာ ပၽက္စီးခၽိဳ႕ယြင္းၿခင္းၿဖစ္ေပါါမွဳနည္းပါးတဲ႔ almost trouble-free devices ေတြၿဖစ္ပါတယ္။ right-angle type, screw-in cartridge type နဲ႔ sub-plate mounted type ဆိုၿပီး၊ တတ္ဆင္ပံုအေနအထားအရ poppet type check valves ေတြကို ခြဲၿခားသတ္မွတ္ႀကပါတယ္။

Fig. Poppet type inline/ vertical check valve without spring

check valves ေတြဟာ flow ကို control လုပ္ေပးသလို၊ pressure ကိုလည္း control လုပ္နိဳင္ပါတယ္။ check valve မွာအသံုးၿပဳထားတဲ႔ spring ရဲ႕တြန္းအားဟာ ပမာဏေသးငယ္တဲ႔ light force ၿဖစ္ၿပီး၊ pressurized flow မရိွေတာ႔တာနဲ႔ poppet သို႔ အလြယ္တကူ return အေနနဲ႔ၿပန္လာနိဳင္ပါတယ္။ spring force ရဲ႕ပမာဏၿမင္႔မားတဲ႔အခါ energy loss နဲ႔ heat တို႔ၿဖစ္ေပါါနိဳင္သလို၊ poppet ေရြွ႕လၽွားေစဖို႔ fluid pressure ပမာဏအနည္းငယ္သာ၊ လိုအပ္တဲ႔အတြက္ light force spring ေတြကို အသံုးၿပဳၿခင္း ၿဖစ္ပါတယ္။ အရြယ္အစား ႀကီးမားတဲ႔ vertical type poppet check valve ေတြမွာေတာ႔၊ poppet ရဲ႕အရြယ္အစားလည္း ႀကီးမားၿပီး၊ poppet ရဲ႕ အေလးခၽိန္ weight ၿဖင္႔၊ seat အေပါါမွာ ' ၿပန္ထိုင္' နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ without spring အၿဖစ္၊ spring ထည္႔သြင္း တတ္ဆင္ထားၿခင္း မရိွတာေတြ႔ရပါတယ္။

သန္မာတဲ႔ strong springs ေတြကို၊ ထည္႔သြင္းတတ္ဆင္ထားတဲ႔ check valves ေတြမွာေတာ႔၊ fluid flow မွာ extra resistance ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔အတြက္၊ low pressure by pass ၿပဳလုပ္ေပးရန္လိုအပ္ၿပီး၊ check valve ဟာ relief valve အၿဖစ္ အလုပ္လုပ္ပါတယ္။ low pressure by pass ထည္႔သြင္းထားတဲ႔ check valves ေတြကို၊ low-pressure filter ေတြနဲ႔ heat exchanger ကဲ႔သို႔ low-pressure circuits ေတြနဲ႔ pilot-operated directional control valves ေတြမွာ၊ minimum pilot pressure ကိုထိန္းထားနိဳင္ေစဖို႔ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

Fig. In-line check valve with orifice drilled through poppet
(Poppet type orifice check valve)

အခၽိဳ႕ check valve ေတြရဲ႕ poppet မွာ အေပါါက္ေဖာက္ကာ၊ orifice အေနနဲ႔ ထည္႔သြင္း တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ fixed-orifice flow-control function ၿဖင္႔ အလုပ္လုပ္ေစတာကို ေတြ႔ရပါတယ္။ orifice ဟာ fluid ကို လားရာ one direction တဖက္တည္းသို႔၊ free flow အေနနဲ႔ စီးဆင္းေစသလို၊ ဆန္႔ကၽင္ဖက္ opposite way မွ flow ကိုလည္း၊ measured flow အၿဖစ္ေစာင္႔ႀကည္႔ေနပါတယ္။ orifice ဟာ အေသတတ္ဆင္ထားတဲ႔ non-adjustable component ၿဖစ္ၿပီး၊ ခၽိန္ညိွစရာမလိုအပ္တဲ႔ tamper proof component လို႔လည္း၊ ေၿပာနိဳင္ပါတယ္။ actuator speed ကို ေၿပာင္းလဲရန္လိုအပ္မွသာ၊ orifice ရဲ႕အရြယ္အစား size ကိုေၿပာင္းလဲႀကပါတယ္။ poppet type orifice check valves ေတြကို flange fitted သို႔မဟုတ္ hard piped အေနနဲ႔ actuator port ၿဖင္႔တိုက္ရိုက္၊ တတ္ဆင္ထားႀကၿပီး၊ system မွာ line broke နဲ႔ valve malfunctioned ေပါါေပါက္တဲ႔အခါ၊ actuator ကိုထိခိုက္မွဳ မၿဖစ္ေစရန္ ကာကြယ္ေပးပါတယ္။

Reference and image credit to : ကိုတင္မင္းထူး၊ "Unit Instruction Manual - Hydraulic Control Valves" - KOMATSU, http://www.indiamart.com/, http://hydraulicspneumatics.com/, http://www.tucsonhydrocontrols.com/, http://www.cranechempharma.com/

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.