Ask An Engineer

Mi a feladata egy hidraulikus átömlőszelepnek?

A folyadékok áramlásának és nyomásának szabályozására szolgáló létfontosságú mechanizmusok…

By Sarah Jensen

Az utolsó dolog, amit egy országjáró út – vagy a szomszédos piacra vezető út – közepén szeretne, az egy fékfolyadék szivárgás. Szerencsére járműve fel van szerelve egy hidraulikus áthidaló szeleppel, amely átirányítja a fékfolyadékot, ha az első fékekben csökken a nyomás, és lehetővé teszi, hogy biztonságosan megálljon.

“Az első fékek végzik a fékezés nagy részét, így ha a fékrendszerben keletkező szivárgás nyomásvesztést okoz, akkor a teljes fékerő is elveszhet” – mondja Amos Winter, a Singapore University of Technology and Design-MIT International Design Center posztdoktori kutatási munkatársa, aki idén nyáron csatlakozik a Gépészmérnöki Tanszékhez. “Az első és a hátsó fékeket összekötő rendszerben lévő hidraulikus áthidalószelep nyomásvesztés esetén a fékfolyadékot a hátsó fékek felé tereli, így még mindig meg tudja állítani az autót.”

A megkerülő szelepet egy rugós mechanizmus indítja be, amely kinyílik, ha a folyadéknyomás túl magas vagy túl alacsony lesz, mondja Winter. Amíg a nyomás a rugó be- és kimeneti oldalán is azonos, a kapcsoló zárva marad. Ha azonban a nyomás túlságosan megnő az egyik oldalon, a rugó összenyomódik, és a kapcsoló kinyílik.

Az elv ugyanaz, mint a búvárpalack szabályozójának működése – mondja Winter. “Amikor beszívod a levegőt, hogy lélegezz, csökkented a nyomást a szájrészben” – magyarázza. “Ez egy membránra hat, amely kinyit egy szelepet, hogy a levegő a palackból a tüdőbe áramolhasson. Amikor kifújja, bezárja a szelepet, és a levegő kiáramlik a vízbe.”

A túlterelőszelepek minden olyan rendszerben fontosak, amelyen keresztül vizet vagy olajat szivattyúznak, hogy fenntartsák az egyenletes nyomást és működőképes maradjon a rendszer. Különösen az építőipari berendezések támaszkodnak a megkerülő szelepekre a felgyülemlett nyomás enyhítése érdekében. “Ha egy vödörrakodót üzemeltetünk” – magyarázza Winter – “kinyitunk egy szelepet, amely olajat pumpál a karba, amely megemeli a betondarabot. Ha végeztünk, elzárjuk a szelepet, de a szivattyú még mindig működik, és megpróbál folyadékot pumpálni egy zárt szelepre”. Mivel nincs hová áramolnia, az olaj túl nagy nyomást tudna létrehozni, ami a motor leállásához – vagy robbanáshoz – vezethet. Mielőtt azonban ez megtörténne, a megkerülő szelep kinyílik, hogy levegőt engedjen a nyomásból, és az olajat visszavezesse a szivattyú tartályába.

A mérnöki területeken, például a gép- és repülőgéptervezésben, valamint a folyadékdinamikában alkalmazzák a bypass-szelep technológiát, csakúgy, mint a Winter kutatási koncentrációiban, a zord környezetben használható mobilitási segédeszközökben és a tenger alatti ásási technológiákban. “A megkerülő szelepek alapvetően a nyomás levezetésére szolgálnak” – mondja. “A hidraulikus rendszerek 2000 font per négyzetcentiméteres nyomáson működnek, és nem akarjuk, hogy valami ilyesmi felrobbanjon.”

Köszönjük a 30 éves Matt Millernek az angliai Derbyből a kérdést.

Közzétéve: Március 27, 2012