شیر کنترل جهت (Directional control valve – DCV)

وظیفه‌ی اصلی این شیرها کنترل جهت حرکت سیال در یک سیستم هیدرولیک می‌باشد. این شیرها یکی از اساسی ترین قسمت های ماشین‌ آلات هیدرولیکی و ماشین‌ آلات نیوماتیک را تشکیل می‌دهند.

این شیرها به سیال این اجازه را می‌دهند تا در مسیرهای مختلف از یک یا چند منبع جریان بیابند و ممکن است به صورت دستی، هیدرولیکی، پنوماتیکی یا مکانیکی کار کنند.

انواع شیرهای کنترل جهت

• شیر یک طرفه (check valve):

ساده‌ترین نوع شیرهای کنترل جهت، شیرهای یک طرفه می‌باشند که دارای یک ورودی و یک خروجی هستند و تنها اجازه‌ی حرکت در یک جهت را به سیال می‌دهند.

• شیر با ساچمه‌ی شناور (شیر ماکویی – shuttle valve):

این شیرها دو مسیر ورودی و یک مسیر خروجی دارند.

جریان سیالی که از مسیر خروجی A عبور می‌کند، از آن مسیر ورودی دریافت می‌شود که فشار بیشتری داشته باشد. یعنی اگر فشار در دهانه‌ی P1 بیشتر از دهانه‌ی P2 باشد، ساچمه به طرف چپ رانده شده و جریان سیال از P2 به A هدایت می‌شود.

در یک کاربرد نمونه، این شیرها را می‌توان به دو پمپ مجزا وصل کرد که یکی در مدار و دیگری رزرو شده باشد. در این صورت هنگامی که پمپ اول نتواند فشار کافی را به سیستم برساند، پمپ دوم وارد مدار می‌شود و جریان حاصل از آن به سیستم می‌رسد.

• شیرهای کنترل جهت دو راهه (2way directional control valve):

همانطور که از نام این شیرها پیداست، دو دهانه‌ی اتصال دارند. این شیرها عموما از نوع شیرهای ساده با مغزی استوانه‌ای (Spool type) هستند.

در این شیرها، حرکت یک مغزی استوانه‌ای در بدنه‌ی شیر باعث می‌شود که دهانه‌های شیر به هم راه یافته یا ارتباط آن‌ها از هم قطع شود. وقتی قسمت قطورتر مغزی در برابر یک دهانه قرار گیرد، ارتباط آن را با قسمت‌های دیگر شیر قطع می‌کند.

در شکل بالا شیر در حالت عادی خود قرار دارد و دو دهانه نشان داده شده است که دهانه‌ی P1 خروجی شیر است که به قسمت‌های دیگر سیستم ارتباط می‌یابد و دهانه‌ی P2 به خط فشار سیستم وصل می‌شود که از پمپ خارج می‌گردد. هنگامی که این شیر تحریک شود، مغزی آن جابه‌جا می‌شود و ارتباط P1 با P2 برقرار می‌شود. یعنی سیال اجازه می‌یابد که از قسمت نازک مغزی بگذرد و ازدهانه‌ی P2 به سمت P1 حرکت کند.

• شیر توپی (Ball valve):

در این نوع شیر از یک گوی سوراخ‌دار برای باز کردن و بستن مسیر سیال استفاده می‌شود. گوی درون بدنه‌ی شیر قرار گرفته و به یک اهرم متصل است که با چرخاندن آن، گوی درون بدنه‌ی شیر می‌چرخد. با قرارگیری حفره‌ی گوی در مقابل دهانه‌های شیر، جریان سیال از درون شیر عبور می‌کند و با چرخاندن 90 درجه‌ی اهرم، حفره‌ی آن به صورت عمود بر محور طولی شیر قرار گرفته و مسیر عبور سیال بسته می‌شود.

هرچند که این شیرها، شیر کنترل جهت دوراهه هستند اما آن‌ها را شیرهای قطع و وصل دستی (shut-off valve) می‌نامند.

• شیرهای دریچه‌ای (Gate valve):

نوع دیگری از شیرهای کنترل جهت، شیرهای دریچه‌ای هستند که مانند شیرهای توپی در گروه شیرهای قطع و وصل دستی جای دارند.

این نوع شیر دارای یک دسته است که به یک دریچه در داخل شیر متصل است که با چرخاندن دسته‌ی شیر، یک دریچه به بالا یا پایین حرکت کرده و مسیر عبور جریان سیال باز یا بسته می‌شود. شیرهای دریچه‌ای معمولا در سیستم‌های انتقال سیالات به‌کار می‌روند، نه در سیستم‌های هیدرولیک.

شیرهای کنترل جهت سه راهه (3way directional control valve):

در شیرهای سه راهه، سه دهانه‌ی اتصال وجود دارد؛ دهانه‌ی فشار ورودی (P_S)، دهانه‌ی خروجی شیر به سیستم (P_A) و دهانه‌ی برگشت سیال به مخزن (P_r).

در حالت عادی ارتباط دهانه‌ی فشار (P_S) با دهانه‌ی خروجی (P_A) قطع است، ولی درعوض دهانه‌ی خروجی (P_A) به دهانه‌ی برگشت سیال به مخزن راه دارد. وقتی شیر به صورت دستی تحریک گردد، دهانه‌ی ورودی فشار (P_S) بسته شده و دهانه‌ی خروجی (P_A) شیر به دهانه‌ی برگشت سیال به مخزن (P_r)، راه پیدا می‌کند.

• شیرهای کنترل جهت چهار راهه (4way directional control valve):

این شیرها در سیستم‌های هیدرولیک بیش از انواع دیگر شیرهای کنترل جهت استفاده می‌شوند، زیرا با این شیرها می‌توان سیلندرهای دوطرفه و موتورهای دوجهته را کنترل کرد. از طرفی استفاده از این نوع شیر باعث می‌شود که نیاز به لوله گذاری در مسیر کاهش یابد.

شیرهای کنترل جهت چهار راهه دارای چهار دهانه‌ی اتصال هستند؛ دهانه‌ی ورود سیال تحت فشار، دهانه‌ی برگشت سیال به مخزن هیدرولیک و دهانه‌های خروجی شیر که به قسمت‌های دیگر شیر وصل می‌شود.

این شیرها در دو نوع دوحالته و سه حالته وجود دارند.