شیر برقی

شیر برقی یکی از دستگاه‌هایی که امروزه به طور گسترده در صنعت و در بخش تاسیسات مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیر برقی یک شیر کنترل شده الکترومکانیکی می‌باشد.
شیربرقی یا سلونوئید ولو از جمله شیرآلات صنعتی الکترومکانیکی است که به منظور قطع و وصل جریان سیال مایع و یا گاز کاربرد دارد. این شیر که غالبا از جنس فلز ساخته میشود از دو بخش اصلی بدنه یا شیر اصلی و بوبین یا سلونوئید شکل می گیرد. عبور جریان الکتریسیته از سیم پیچ داخل که همان بوبین شیر سلونوئید است منجر به تولید یک میدان مغناطیسی شده و در نتیجه این فرایند هسته آهنی داخل ساختار شیر حرکت کرده و موجب باز و بسته شدن مسیر جریان می شود.

در نحوه کار شیربرقی مهم ترین نکته عملکرد دائم بوبین حین فعالیت است؛ یعنی شیر برای باز یا بسته شدن به جریان دائم برق نیاز دارد و در حقیقت این مورد وجه تمایز سلونوئید ولوها با انواع شیر موتوری محسوب می شود. شیر برقی یا سلونوئید ولوها درانواع مختلف چند راهه بودن، نوع برق مصرفی AC/DC، چند وضعیتی یا ON/OFF … تولید شده و عملکرد متفاوتی با هم دارند. سلونوئیدولوها براساس وضعیت باز یا بسته بودن مسیر جریان در شرایط عادی به دو دسته اصلی نرمال اوپن و نرمال کلوز تقسیم می شوند.
شیر برقی شامل یک کویل الکتریکی به همراه هسته فرومغناطیس است که در داخل آن قرار داشته و قابلیت جابجایی دارد و در واقع این مجموعه به عنوان یک سلنوئید یا سیم پیچ عمل می کند.

هسته این سیم پیچ، پیستون نامیده می شود. در حالت عدم تحریک (rest position) ، این پیستون یک حفره کوچک را می‌بندد.با اعمال جریان الکتریکی به سلنوئید، این جریان باعث ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود که این میدان به پیستون داخل سلنوئید نیرو وارد کرده و آن را جابجا می‌کند. به این ترتیب با حرکت هسته، مجرا باز یا بسته می‌شود.

در واقع شیر برقی هیدرولیک شیری است که با اعمال نیرویی الکتریکی عمل می نماید و میزان جریان سیال را در یک سیستم هیدرولیک قطع و وصل یا تنظیم می کند.

شیر برقی هیدرولیک شامل یک شیر است که به یک مکانیزم برقی (Solenoid) که توانائی قطع و وصل جریان سیال و یا کنترل آن را دارد، متصل می باشد.

این تغییر بر مبنای دستوری است که از سیستم کنترل دریافت می شود انجام می پذیرد.
در شیر های دو راهه سیال در قسمت خروجی قطع و یا وصل می باشد . (شیر بسته کامل و یا باز کامل می باشد).

در شیر های برقی سه راهه سیال ورودی به یکی از دو مسیر خروجی هدایت می گردد. سولونوئید ها دارای مزایایی همچون سرعت در انجام کار، قابلیت اعتماد بالا، قطع و وصل سریع و مطمعن ، زمان سرویس دهی طولانی ، طراحی یکپارچه ، و جریان برق مصرفی کم هستند.

یک سولونوئید ولو از دو قسمت اصلی بدنه (ولو ( شیر اصلی)) و سولونوئید( بوبین) تشکیل شد است .

فروش انواع شیر برقی آب, شیر برقی پنوماتیک, شیر برقی گاز, شیر برقی پلاستیکی, شیر برقی هیدرولیک, شیر برقی تایمر دار, شیر برقی مشعل گازی, شیر برقی 2 اینچ, شیر برقی  ارزان

اجزاء شیر برقی

شیر های برقی از دو قسمت سلونوئید و بدنه ( شیر ) تشکیل می شوند .قسمت سلونوئید خود شامل سیم پیچ ، میله آهنی ، فنر ، شیر کنترلی و کابل کنترلی می باشد.

شیر اصلی هم از ورودی ، خروجی ، قطعه مسدود کننده جریان و دیافراگم و فنر تشکیل می شود.در موقع فعال بودن سلونوئید همواره جریان بسیار ضعیفی از سیال از مجرا و شیر کنترلی عبور می کند .

شیرهای برقی از آب بندهای لاستیکی یا فلزی برای آب بندی جاهای مختلف استفاده می شود .در شیرهای که از دیافراگم استفاده می شود یک فنر برای باز نگه داشتن دیافراگم در مواقع غیر فعال بودن شیر استفاده می شود .

یک طرح ساده از شیر سلونوئید در حالت غیر فعال و مسیر بسته فرض کنیم و سیال مورد استفاده آب باشد .

آب از ورودی شیر به داخل جریان می یابد و از سوراخ های که در دیافراگم وجود دارد قسمت بالا و پایین آن را پر می کند و یک فشار ثابت ایجاد می کند و دیافراگم از جای خود حرکت نمی کند و شیر بسته باقی می ماند.ولی هنگامی که جریان در سلونوئید برقرار می شود نیروی مغناطیسی سلونوئیدرا به سمت بالا کشیده و شیر کنترلی باز می شود. با باز شدن این قسمت از شیر تعادل فشار از بین می رود و دیافراگم را به بالا فشار می دهد و شیر باز می شود.

همواره جریان بسیار کمی از قسمت کنترلی شیر عبور می کند که این تعادل را مرتبا بر هم می زند و شیر باز باقی می ماند .وقتی که سلونوئید دوباره غیر فعال می شود قسمت کنترلی بسته می شود دوباره قسمت بالا و پایین دیافراگم دوباره به تعادل فشار می رسد و شیر را می بندد ( شکل زیر) .

کاربرد این شیرها در سیستم های پر قدرت بادی و هیدرولیکی سیستم های آبپاش صنعتی و اتوماتیک ، ماشین های خانگی مانند ظرف شویی و لباس شویی ، صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی ، سیستم های تبرید و تهویه مطبوع و …

مدار عملکردی شیر برقی یا سلونوئید ولو

سلنوئید ولو جهت باز، بسته و کنترل کردن شدت جریان مایع یا گاز عبوری از درون لوله استفاده می‌شود. نحوه عملکرد این ولوها از طریق مدار آن‌ها کاملا قابل درک است.

یک شیر 2/2، دارای دو دریچه (ورودی و خروجی) و دو وضعیت می باشد.

این ولو ها می‌توانند از نوع Normally open و یا Normally close باشند.

در نوع Normally open، هنگامی که جریانی در سیم پیچ ها جاری نمی‌باشد (de-energized state)، ولو باز بوده و سیال می‌تواند از دریچه عبور کند؛

اما در نوع Normally close ، هنگامی که جریانی از سیم پیچ‌ها عبور نمی‌کند، ولو بسته بوده و مانع از عبور سیال از دریچه می‌شود.

یک شیر 2/3 دارای 3 مجرا و 2 موقعیت بوده و می­تواند دو مدار را قطع و وصل کند.

در شکل زیر نحوه عملکرد مدار این شیر را مشاهده می­کنید. پیکان­های موجود در شکل­ها بیانگر جهت جریان میان مجرا­ها می­باشد.

نحوه عملکرد شیر برقی

فرض کنید سیال مورد استفاده برای شیرهای برقی آب است و شیر در وضعیت مسیر بسته یا سکون قرار دارد. در چنین حالتی جریان آب به داخل شیر وارد شده و از طریق سوراخ های موجود در دیافراگم فشار ثابت درون سلونوئید ولو را به وجود آورد. فشار ثابت با اشباع سازی نواحی بالا و پایین دیافراگم برای شیرهای برقی فراهم خواهد شد. در چنین حالتی دیگر از جا به جایی دیافراگم جلوگیری شده و در نتیجه شیر به حالت بسته باقی می ماند. زمانی که جریان الکتریکی بویین را تحت تاثیر قرار دهد، مغناطیس ایجاد شده باعث حرکت بویین به سمت بالا شده و در نتیجه زمینه برای باز شدن شیر کنترلی فراهم می گردد.
زمانی که شیر کنترلی باز شد، دیگر خبری از تعادل فشار در شیر نیست. با عدم تعادل فشار، دیافراگم به سمت بالا جا به جا شده و شیر باز خواهد شد. این موضوع عملکرد شیرهای برقی را به خوبی نشان می دهد. از قسمت کنترلی شیرهای برقی جریان بسیار کمی گذر می کند. در هر صورت تعادل فشار برهم خورده و شیر به حالت باز باقی می ماند.
هنگامی که بویین درون آن مجدداً به شکل غیر فعال در می آید، شیر کنترلی بسته شده و در نتیجه فشار در دیافراگم به تعادل می رسد. در نهایت نیز با برقراری تعادل در قسمت فوقانی و تحتانی دیافراگم، شرایط بسته شدن سلونوئید ولو مهیا می گردد.
سلونوئید ولوها دارای انواعی از عملکردها می باشند :

• عملکرد مستقیم: این نوع از سلنوئید ولو­ها ساده ­ترین نحوه عملکرد را دارند. یک فنر کوچک پیستون را به سمت پایین نگه می­دارد تا شیر بسته شود. پیستون از مواد فرومغناطیسی ساخته می­شود. یک سیم ­پیچ الکتریکی در اطراف پیستون قرار می­گیرد. هنگامی که سیم­پیچ با جریان الکتریکی تحریک شود، یک میدان مغناطیسی شکل گرفته که پیستون را به سمت بالا حرکت می­دهد که این کار باعث باز شدن دریچه و جاری شدن سیال می­شود. این ولو، یک ولو Normally Close نامیده می­شود. ولو normally open نیز عملکرد عکس چیزی که بیان شد را دارد؛ به این صورت که هنگامی که سیم­پیچ با جریان الکتریکی تحریک نشده است، دریچه باز می­باشد. با جاری­ شدن جریان الکتریکی در سیم­پیچ، پیستون به سمت پایین حرکت کرده و دریچه بسته می­شود. فشار عملکرد و میزان جریان عبوری مستقیما با قطر دریچه و نیروی مغناطیسی سلنوئید ولو متناسب است. این روش عمکرد برای مقدار جریان­های پایین استفاده می­شود. سلنوئید ولو­های با عملکرد مستقیم این توانایی را دارند تا در فشار­های صفر تا ماکزیمم فشار مجاز عمل کنند. در شکل زیر نحوه عملکرد یک شیر 2/2 با عملکرد مستقیم نمایش داده شده است.
• عملکرد غیر مستقیم: در سلنوئید ولوهای با عملکرد غیر مستقیم(servo operated) یا ( pilot operated) از اختلاف فشار سیال بین مجراهای ولو برای باز و بسته شدن استفاده می‌شود. معمولا این نوع از ولوها نیازمند یک اختلاف فشار حداقلی 0.5 bar می‌باشند. ورودی و خروجی توسط یک واسط لاستیکی از یکدیگر جدا شده است که دیافراگم نامیده می‌شود. این واسط لاستیکی دارای یک حفره می‌باشد که سیال از طریق آن می‌تواند به بخش بالایی جریان پیدا کند. میزان فشار و همچنین فنری که در بالای دیافراگم قرار دارد، بسته ماندن ولو را تضمین می‌کند. چمبر بالای دیافراگم از طریق یک مسیر کوچک به مجرای فشار پایین متصل می‌باشد. این اتصال در حالت بسته توسط ولو قطع می‌شود. قطر این حفره پایلوت از قطر حفره دیافراگم بزرگتر است. هنگامی که سلنوئید تحریک می‌شود، حفره پایلوت باز شده که باعث می‌شود فشار بالای دیافراگم افت کند. به علت اختلاف فشار دو طرف دیافراگم، دیافراگم بالا رفته و سیال می‌تواند از ورودی به خروجی جریان پیدا کند. سلنوئید ولوهای غیر مستقیم می‌توانند تنها برای یک جهت جریان استفاده شوند. این نوع از سلنوئید ولو در کاربردهای با اختلاف فشار کافی و شدت جریان بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ برای مثال در سیستم‌های آبیاری و کارواش.
• عملکرد نیمه مستقیم: سلنوئید ولوهای با عملکرد نیمه مستقیم، مشخصه‌های دو نوع قبلی را با هم دارا می‌باشد. این ولوها می‌توانند در فشار صفر کار کرده و در عین حال شدت جریان زیادی را کنترل کنند. این نوع از ولو از یک نظر تا حدودی مشابه ولو غیرمستقیم بوده و دارای یک دیافراگم و یک حفره کوچک در دو طرف می‌باشد. تفاوت آن در این است که پیستون آن مستقیما به دیافراگم متصل می‌باشد. هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند، مستقیما دیافراگم را حرکت داده تا ولو را باز کند. به طور همزمان، حفره دیگری توسط پیستون باز شده که قطر بزرگتری نسبت به حفره اول در دیافراگم دارد. این باعث افت فشار در چمبر بالای دیافراگم خواهد شد. در نتیجه دیافراگم نه تنها توسط پیستون، بلکه توسط اختلاف فشار نیز به بالا حرکت خواهد کرد. این ترکیب باعث می‌شود تا ولو بتواند در فشار صفر کار کند و در عین حال بتواند جریان بالایی را کنترل کند. اغلب، سلنوئید ولوهای نیمه مستقیم نسبت به غیر مستقیم دارای کویل‌های قوی‌تری می‌باشند. این نوع از ولوها با نام assisted-lift valve نیز شناخته می‌شوند.

کاربرد سلونوئید ولو

از شیرهای برقی برای سیستم های قدرتمند هیدرولیکی و پنوماتیک استفاده می شود. ماشین های لباسشویی و ظرفشویی، صنایع پتروشیمی، سیستم تهویه مطبوع، سیستم های آبپاش اتومات و صنعتی، صنعت نفت و گاز، سیستم های خنک کننده و … از شیر برقی بهره مند می شوند.
شیرهای برقی برای کنترل میزان جریان و اعمال قطع و وصل کردن مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال شیرهای برقی 2/2 نشان می دهد که این شیر دارای 2 وضعیت و 2 پورت ورودی و خروجی می باشد. شیرهای برقی می توانند در نمونه نرمال بسته با نرمال باز باشند. در نمونه شیرهای برقی نرمال باز، زمانی که جریانی در پیستون برقرار نمی باشد، شیر باز بوده و در نتیجه جریان مایع یا گاز امکان عبور از دریچه را دارد.
در شیر برقی نرمال بسته نیز زمانی که جریان الکتریکی پیستون ها را تحت تاثیر قرار نمی دهد، این شیرها به حالت بسته بوده و در نتیجه از عبور جریان جلوگیری می شود.
در مثال دیگری شیر 3/2 معرفی می شود. این شیر با 2 موقعیت برای قطع و وصل کردن جریان و 3 مجرا شناخته می گردد.
شیر برقی با عملکردهای مختلفی معرفی می شود. عملکردهای شیر برقی می تواند به شکل نیمه مستقیم، مستقیم یا غیرمستقیم باشد.
متداول ترین عملکرد برای شیرهای برقی، عملکرد مستقیم است. در این شیرها از یک فنر کوچک برای پایین نگه داشتن پیستون استفاده می شود. در شیرهای برقی با عملکرد غیر مستقیم نیز از اختلاف فشار جریان برای قطع و وصل کردن استفاده می شود. شیرهای برقی نیمه مستقیم نیز با ویژگی های شیرهای غیرمستقیم و مستقیم معرفی می شوند.

• کنترل یک شیر صنعتی بزرگتر
• کنترل سیلندرها در سیستم های پرقدرت بادی و هیدرولیک
• کنترل سیلندرها و سیال وارد شده به موتور
• سیتم های آبپاش صنعتی و اتوماتیک
• ماشین های خانگی مانند ظرف شویی و لباس شویی جهت کنترل آب ورودی به ماشین
• صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی
• سیستم های تبرید و تهویه مطبوع و …

مزایای سلونوئید ولو

شیر برقی وضعیت کاری را بسیار بهبود می بخشد. از این رو از حضور شیرهای برقی در صنایع مختلف استقبال می شود. سلونوئید ولو سرعت انجام کار را بالا می برد و می تواند کار را با کیفیت بیشتری انجام دهد. با استفاده از این شیر ها می توان جریان ورودی را به سرعت قطع یا وصل کرد. همچنین می توان کنترل و تنظیمات لازم را بر روی جریان ورودی اعمال کرد. فضای ایمن و مطمئنی در کار ایجاد می کند. از این رو می توان با اعتماد بیشتری به کار ادامه داد. نیروی برق مصرف شده برای راه اندازی و کارکرد شیرهای برقی بسیار کم است. سلونوئید ولو از انسجام و یکپارچگی در طراحی برخوردار بوده و قابلیت استفاده در طولانی مدت را دارد.

سلونوئید ولوها مزایای زیادی دارند، از جمله مزایای این ولو می توان موارد زیر را نام برد:

• سرعت بالا
• قابلیت اطمینان بالا
• قطع و وصل سریع
• سرویس دهی طولانی
• طراحی یکپارچه
• جریان برق مصرفی پایین

انواع سلونوئید ولوها

• شیر برقی هیدرولیکی
• شیر برقی پنیوماتیکی
• شیر هیدرولیک کنترلی
• شیر هیدرولیک توزیع کننده پیلوت دار
• شیر هیدرولیک کنترل فشار
• شیر پنوماتیک متعادل کننده پروپوشنال
• شیر ماژولار پنوماتیک
• شیر پنوماتیک دستی

کاربرد ولوهای هیدرولیکی

• صنعت فولاد
• صنایع سیمان
• صنایع سنگین
• صنایع خودرو سازی
• خطوط تولید ماشین آلات هیدرولیک
• کاربرد ولوهای پنوماتیکی
• اتوماسیون صنایع غذایی
• صنایع داروسازی
• صنایع شیمیایی
• صنایع خودرو سازی
• صنایع کاشی وسرامیک
• خطوط تولید
• آبرسانی
• تصفیه آب آشامیدنی
• تصفیه فاضلاب
• تصفیه / تصفیه آب خاکستری و سیاه
• مهندسی مکانیک و سیالات
• خنک کننده ، روانکاری و دوز گرفتن
• خدمات ساختمانی
• سیستم های گرمایشی بزرگ ، کنترل آب و هوا
• مهندسی ایمنی و کنترل کیفیت
• سیستم های حفاظت و اطفاء حریق آب
• کمپرسورها
• تامین سوخت
• امکانات حمل و نقل و مخزن
• کنترل مشعل نفت و گاز
• کروماتوگرافی گازی
• تنظیم مخلوط گاز
• ابزارهای تجزیه و تحلیل خون
• کنترل فرآیندهای تمیز کردن