شیر برقی

شیر برقی 2/2

شیر برقی – آشنایی کلی

شیر برقی یا سلونوئید ولو (Solenoid valve) یک شیر قابل کنترل توسط نیروی الکتریسیته یا برق می باشد. این نوع شیرها که با عنوان شیر برقی نامیده می شوند از یک سیم پیچ الکتریکی که با عنوان بوبین شناخته می شود و یک هسته فرومغناطیسی که پیستون شیر نامیده می شود و در مرکز آن قرار دارد تشکیل میگردد . در حالت نرمال و بدون اتصال برق به بوبین ، پیستون یک دهانه کوچک ( که مسیر عبور سیال یا گاز میباشد ) را مسدود کرده است ( در نوع نرمال بسته ) . با اتصال برق به بوبین یک میدان مغناطیسی در سیم پیچ ایجاد میگردد یا به عبارت ساده تر بوبین یا سیم پیچ تبدیل به آهنربا یا مگنت میگردد و درنتیجه این میدان مغناطیسی ایجاد شده باعث جذب پیستون ( هسته فرومغناطیسی ) میگردد .

این عملکرد ، اساسی ترین بخش در انواع شیر های برقی میباشد .

برخی از نکات مهم در انتخاب و استفاده از شیر برقی :

  • دقت شود مایعات یا گازهای عبوری از سلونوئید ولو تمیز و بدون ذرات معلق و آلودگی باشند
  • شیرهای با عملکرد غیر مستقیم ، جهت عملکرد به وجود اختلاف فشار بین ورودی و خروجی شیر نیاز دارند و در صورت برابر بودن فشار ورودی و خروجی این نوع شیرها در عملکرد صحیح با مشکل مواجه میشوند.
  • از سلونوئید ولوها جهت بستن یا باز بسته نمودن ، کنترل فلو یا حجم عبوری و ترکیب دو یا چند ورودی از نوع مایع یا گاز با درصد و نسبت یکسان یا متفاوت و با عملکرد سریع میتوان استفاده نمود.
  • به طور کلی سلونوئید ولوها در زمان استفاده و عملکرد بدلیل عبور جریان الکتریکی از سیم پیچ ( و بعبارتی تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی ) مقداری گرما تولید میکنند که میبایست برای مصارف خاص استفاده از شیر برقی به آن توجه گردد.

لطفا جهت مشاهده محصولات و قیمت ها در زمینه شیر برقی بر روی تصاویر کلیک کنید

شیر برقی پنوماتیکی
شیر برقی پنوماتیک
شیر برقی 2/2 برنجی ، استیل ، تایمردار و …

آشنایی با نحوه عملکرد شیر برقی

تقریبا تمامی شیر برقی ها از اجزاء اصلی زیر تشکیل شده است:

  1. بوبین
  2. هسته
  3. حلقه لرزش گیر ( بوبین های نوع AC )
  4. فنر
  5. پیستون
  6. واشر آببند
  7. بدنه شیر

شکل زیر اجزا یک سلونوئید ولو را نشان می دهد.

ساختمان سلونوئید ولو

یک شیر برقی دارای یک بدنه ( 7) یک بوبین یا سیم پیچ (1) که در اطراف است و یک هسته از جنس فرومغناطیس (آهن ) در مرکز یک استوانه با عنوان سیلندر (2) به نام پیستون (5) تشکیل شده است. در حالت نرمال و زمانی که برق به بوبین متصل نشده است، می تواند به صورت نرمال باز (NO) یا به صورت نرمال بسته (NC) باشد. در حالت بدون اتصال برق به بوبین ، مسیر عبوری در یک شیر نرمال اپن باز است و در یک شیر نرمال بسته، بسته است.

وقتی با وصل شدن برق به بوبین شیر برقی جریان الکتریکی از سیم پیچ بوبین عبور می کند ، میدان مغناطیسی در سیم پیچ انرژی ایجاد می کند. که این میدان مغناطیسی باعث ایجاد یک جاذبه مغناطیسی با هسته (پیستون ) شده و آن را حرکت می دهد و این نیروی مغناطیسی بر نیروی فنر (4) غلبه می کند. اگر شیر به طور معمول بسته باشد ، پیستون را جذب می نماید و در نتیجه مسیر عبور باز می گردد و شیر برقی به سیال یا گاز اجازه عبور می دهد .و اگر شیر نرمالی اپن (NO ) باشد ،میدان مغناطیسی پیستون را دفع میکند و به سمت پایین حرکت می دهد به طوری که واشر آببندی (6) روزنه عبور را مسدود کرده و عبور جریان سیال یا گاز از طریق شیر متوقف می شود .

علت استفاده از حلقه اتصال کوتاه در بوبین های ac

سیم پیچ ها بدلیل عبور جریان الکتریکی متناوب یا همان AC معمولا لرزش ایجاد میگردد به همین دلیل از حلقه ( 3 ) جهت کاهش و رفع این لرزش ها استفاده میگردد.

این حلقه در بوبین های نوع DC وجود ندارد.

چند نکته قابل توجه

شیرهای برقی در صنایع و مصارف مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند و به همین دلیل تنوع نسبتا زیادیدرکارکرد و ساختمان آنها وجود دارد و انتخاب محصول مناسب میتواند وابسته به محل و کاربردها ، فشارهای بالا و پایین و یا دبی و حجم عبوری و نوع و دمای سیال یا گاز باشد . همین تنوع مصارف و محل های استفاده موجب گردیده مصرف کنندگان با مطالعه و بررسی ویژگی های انواع سلونوئید ولو ها امکان انتخاب بهینه کالای مورد نیاز خود را داشته باشند در ادامه این مقاله با سه نوع از این موارد که مربوط به نوع عملکرد سلونوئید ولو میباشد و با عنوان های عملکرد مستقیم ،عملکرد غیر مستقیم و عملکرد نیمه مستقیم آشنا

شویم .

انواع شیر برقی از لحاظ نوع عملکرد و مدار اتصال

  • شیر برقی 2/2
  • نوع 3/2
  • پادار

همانطور که در قسمت قبل بیان گردید از شیرهای برقی برای بستن ، باز کردن مسیر عبور یا کنترل دبی (حجم عبوری ) و همچنین ترکیب یا مخلوط کردن جریان گاز یا مایع در لوله استفاده می گردد . هدف خاص و محل مورد استفاده یک شیر برقی با عملکرد مدار آن نیز بیان می شود. در زیر مروری بر انواع شیرهای برقی نوع 2-2 و 3-2 بیان گردیده شده است .در ابتدا به بیان نماد و نحوه عملکرد آنها در مدارات کنترل مایعات و گازها میپردازیم .

شیر برقی 2/2 و 3/2

شیر برقی های 2 راه یا 2-2

در نوع 2-2 تعداد 2 پورت در شیر وجود دارد ، یک پورت ورودی و یک پورت خروجی که معمولا توسط نماد ( معمولا با فلش ) درج شده بر روی شیر مشخص گردیده شده است.سلونوئید ولو های 2-2 معمولا جهت بسته و یا باز کردن مسیر عبور استفاده میگردند.

شیر برقی های 3 راه یا 2-3

در شیر های سه راه 3 پورت برای اتصال وجود دارد و به طور معمول 2 وضعیت . این شیر ها بسته به نوع آنها معمولا در هر حالت 2 مسیر را به هم ارتباط میدهند و یک مسیر را مسدود میکنند . البته در برخی از انواع نیز ترکیبی غیر از اتصال 2 پورت به هم دارند . از این نوع شیر برقی نیز معمولا جهت باز یا بسته کردن مسیر و همچنین توزیع و یا انتخاب و همچنین ترکیب مواد استفاده میگردد.شکل زیر یک نوع شیر برقی 3/2 و نوع 2/2 را نشان میدهد.

انواع سلونوئید ولو از لحاظ نوع

  • نرمال باز ( NO )
  • نرمال بسته ( NC )
شیر نرمالی کلوز

شیر برقی نرمالی کلوز ( NC )

در سلونوئید ولو های نرمالی کلوز در حالتی که برق به بوبین شیر برقی متصل نشده است ،

مسیر پورت ورودی به پورت خروجی توسط پیستون شیر برقی مسدود میباشد و مواد امکان عبور از شیر را ندارند. وقتی که برق شیر برقی نرمالی کلوز متصل می شود و جریان الکتریکی در بوبین شیر برقی برقرار میگردد باعث ایجاد میدان میشود و بعبارتی موجب ایجاد یک مگنت میگردد. این نیروی مغناطیسی هسته آهنی که پیستون نامیده میشود را به داخل بوبین جذب میکند و پیستون با غلبه بر نیروی فنر مسیر عبور را باز می نماید.

شکل روبرو عملکرد شیر برقی نرمالی کلوز را در حالت بدون برق و برقدار را نشان میدهد

شیر برقی نرمالی اپن

شیر برقی نرمالی اپن ( NO )

یک سلونوئید ولو نرمال باز یا همان نرمالی اپن ،

در زمانی که برق به بوبین متصل نشده شیر باز بوده و سیال و یا گاز میتواند از داخل مسیر عبوری شیر گذر کند . در این شیر پس از اتصال برق به بوبین یک نیروی مغناطیسی ایجاد میگردد که بر خلاف نوع قبلی ، این بار بوبین هسته یا پیستون را از داخل خود دفع می کند و پیستون بواسطه نیروی ایجاد شده فنر را فشرده می کند و باعث بسته شدن مسیر عبور میگردد. مصرف این شیر ها به نسبت نوع قبلی کمتر است و معمولا در مواردی استفاده میگردد که در بیشتر زمان ها نیاز به باز بودن مسیر عبور می باشد و این نوع شیر در این خصوص به نسبت نوع نرمال کلوز مناسب تر میباشد و باعث اتلاف کمتر انرژی به واسطه کمتر برق دار بودن بوبین میگردد.

در شکل روبرو تصویر گرافیکی این نوع شیر قرار داده شده است

شیر برقی پایدار یا قفل شونده

در کنار 2 نوع شناخته شده و پر مصرف سلونوئید ولو های نرمال بسته و نرمال باز، شیر برقی دیگری نیز وجود دارد که جزو این دو دسته نمی باشد .در این نوع شیر برقی که بدون فنر برگشت میباشد در صورت قطع برق بوبین شیر ، شیر برقی در هر حالتی که بوده باقی می ماند . این نوع شیر ها مصارف نسبتا کمتری نسبت به دو نوع قبلی دارند

اصول کار شیر برقی ها و انواع ساختار

شیر برقی ها را از لحاظ نحوه عملکرد به سه دسته کلی میتوان تقسیم بندی کرد :

  • مستقیم ( سوزنی )
  • غیر مستقیم یا خلبانی ( دیافراگمی )
  • عملکرد نیمه مستقیم ( ترکیبی)
عملکرد مستقیم یا سوزنی

عملکرد مستقیم ( سوزنی )

از لحاظ عملکردی شاید ساده ترین نوع سلونوئید ولو با عملکرد مستقیم باشد.این نوع شیر ها در بازار با عنوان شیر های سوزنی شناخته می شوند . در شکل روبرو تصویر ساده ای جهت واضح تر نشان دادن این نوع عملکرد قرار داده شده است .در یک شیر نرمال بسته ، در حالتی که بوبین برقدار نشده است دریچه عبور سیال توسط نیروی فنر و سوزن یا واشر نوک پیستون مسدود گردیده میباشد. وقتی برق بوبین وصل می گردد و جریان الکتریکی در سیم پیچ جاری میشود ، میدان مغناطیسی ایجاد شده پیستون را به درون هسته جذب می کند و با بالا رفتن و حرکت پستون مسیر عبور جریان از داخل شیر باز میگردد.

در سلونوئید ولو نرمال باز نیز شرایط تقریبا یکسان است البته با عملکردی عکس این یکی . از تفاوتهایی که در نوع عملکرد مستقیم و غیر مستقیم وجود دارد و باعث تفاوت این دو نوع شیر میگردد این است که : در شیر برقی های با عملکرد مستقیم بدلیل اینکه از نوک پیستون یا به اصطلاح سوزن جهت بسته و باز نمودن روزنه عبور در داخل شیر استفاده میگردد ، معمولا از این نوع سلونوئید ولو جهت استفاده در دبی یا حجم عبور کم استفاده میگردد.

عملکرد غیر مستقیم یا خلبانی ( دیافراگمی )

این عملکرد که به عنوان عملکرد غیر مستقیم یا خلبانی نام گذاری میشود دریچه عبور سیال داخل شیر مانند نوع قبلی مستقیما توسط پیستون مسدود نمیگردد بلکه در باز یا بسته نمودن مسیر از اختلاف فشار بین ورودی و خروجی شیر نیز کمک گرفته میشود و لذا شیر برقی های با عملکرد غیر مستقیم جهت کارکرد به حداقل اختلاف فشار 0.5 بار در سمت ورودی با خروجی نیاز دارند.

سلونوئید ولو های با عملکرد غیر مستقیم با عنوان دیافراگمی نیز شناخته میشوند . در داخل این شیر ها یک دیافراگم از جنس لاستیک وجود دارد که در وسط آن نیز یک سوارخ ریز میباشد ( در ادامه مطلب توضیح داده میشود ) . در شیر برقی باعملکرد غیر مستقیم نوع نرمال بسته در حالتی که بوبین هنوز برقدار نگردیده ، از یک سو فشار فنر و سوی دیگر فشار ورودی بالای دیافراگم موجب بسته شدن مسیر میگردد . با برقدار شدن بوبین و جذب پیستون به داخل مسیر روزنه باز میگردد و فشار پشت دیافراگم تخلیه میگردد ( سوراخ کوچک روی دیافراگم موجب میگردد تا خلاء ایجاد نشود ). با تخلیه فشار پشت دیافراگم و وجود فشار در ورودی ( حداقل 0.5 بار ) باعث بالا رفتن فنر و عبور سیال میگردد. در سلونوئید ولو نرمال باز هم عملکرد به همین شکل ولی به صورت برعکس انجام میشود.

یک نکته

به دلیل ساختمان شیر برقی با عملکرد غیر مستقیم ، این سلونوئید ولو ها حتما باید در جهت درج شده بر روی شیر که معمولا با علامت فلش مشخص شده است نصب گردند. همچنین این شیرها قابلیت عبور حجم و دبی بیشتری نسبت به نوع سوزنی را دارند.

عملکرد نیمه مستقیم

بعلت گسترش مصارف و نیاز صنایع به شیر های مختلف ، نوع دیگری از شیر برقی از لحاظ عملکرد توسط شرکت های تولید کننده طراحی و تولید شده که از لحاظ عملکردی ترکیبی از دو نوع مستقیم و غیر مستقیم میباشد که با نام عملکرد غیر مستقیم شناخته می شود. شیر برقی با عملکرد نیمه مستقیم خواص شیرهای مستقیم و غیر مستقیم را با هم ترکیب نموده اند به طوری که این شیر ها میتوانند حجم دبی بالا ( توانایی نوع دیافراگمی یا غیر مستقیم ) را بدون نیاز به اختلاف فشار بین ورودی و خروجی عبور دهند.

در این نوع وقتی بوبین شیر برقدار می شود پیستون را به داخل خود جذب میکند و سون همانند نوع عملکرد مستقیم سوراخ ناز باز میگردد و با این عمل دیافراگم بزرگتر که مسیر اصلی عبور را کنترل میکند نیز بالا میرود و سیال با حجم زیاد میتواند عبور نماید.

این نوع سلونوئید ولو ها بدلیل نیاز به انرژی بیشتر جهت حرکت دیافراگم، معمولا ابعاد بوبین به نسبت دو نوع قبلی بزرگتر میباشد ( در سایزهای یکسان).

مشاهده مقاله آشنایی با PLC های سری S7-200 زیمنس

شیر برقی 3 راه با عملکرد مستقیم ( شیر 3/2)

در این بخش به تشریح مختصری از سلونوئید ولو های 3 راه (3/2 ) با عملکرد مستقیم میپردازیمیک شیر برقی 3 راه همانطور که از نامش پیداست دارای 3 پورت میباشد و با توجه به نیاز و محل مصرف ( به طور مثال ترکیب مواد یا مایعات ) میتوان از نوع با 2 ورودی و یک خروجی و یا یک ورودی و دو خروجی. یک نوع دیگری از این شیر های 3 راه که پورتهای آنها همزمان قابلیت کار کردن در دو جهت ورودی و خروجی را دارند نیز وجود دارد که با عنوان شیر های 3/2 یونیورسال شناخته می شوند.

نکته قابل توجه در این شیر ها این میباشد که در هر زمان تنها 2 پورت به هم متصل هستند و یک پورت مسدود میباشد

معیارهای مهم در انتخاب

در این بخش به توضیح نکات مهم که می بایست قبل از خرید سلونوئید ولو مورد نیاز به آنها توجه نمایید می پردازیم.

  • جنس بدنه
  • جنس واشر داخل مجموعه
  • ولتاژ بوبین
  • معمول باز یا بسته (نرمال باز یا نرمال بسته)
  • تحمل فشار
  • نوع ساختمان ( سوزنی ، دیافراگمی و ترکیبی )
  • تحمل دمایی
  • سرعت عکس العمل
  • استاندارد و تائیدیه ها
  • درجه حفاظت IP

نوع شیر برقی:

با توجه به محل و کاربرد مورد نیاز میتوانید شیر 2 راه ( 2/2 ) یا 3 راه ( 3/2 ) را انتخاب نمایید

جنس بدنه :

  • برنج و آلیاژ برنج
  • استیل
  • پلاستیک ( PVC و پلی آمید)

تقریبا یکی از اصلی ترین موارد مهم در انتخاب جنس بدنه شیر میباشد .در انتخاب جنس بدنه شیر میبایست حتما به این موارد توجه گردد:

  • نوع مایع یا گاز عبوری و یا مواد شیمیایی
  • درجه حرارت کارکرد شیر برقی
  • درجه سیال و محیط

جنس بدنه استیل در برابر مواد شیمیایی و دما و فشار بالا مقاومت خوبی دارد و انتخاب خوبی برای این شرایط میباشد.از جنس بدنه برنج و آلیاژ برنج برای دماهای معمولی و فشارهای متوسط به پایین و مایعات با خاصیت خنثی ( غیر اسیدی و قلیایی ) پیشنهاد میگردد.شیر های با جنس پلاستیک ، پی وی سی و پلی آمید برای مصارف که نیاز به استفاده از قطعات مقرون به صرفه و ارزان است بیشتر استفاده میگردد. البته از انواع پلاستیکی برای کنترل عبور مواد بسیار خورنده و شیمایی که امکان استفاده از استیل وجود ندارد نیز استفاده میگردد.

جنس واشر آببندی داخلی :

جنس اورینگ های داخلی شیر نیز میباست بر اساس مایع و یا گاز عبوری مورد توجه قرار گیرد ، واشر آببندی شیر ها معمولا یکی از مواد NBR ، EPDM ، FKM (Viton) و PTFE (تفلون) میباشند . به طور مثال برای شیر برقی مورد استفاده جهت عبور گازوئیل میبایست جنس واشر ها از وایتون ( viton) استفاده گردد.

ولتاژ بوبین :

شیر های برقی در انواع AC و DC و با ولتاژهای220VAC , 110VAC , 24VDC ,12VDC قابل انتخاب میباشد که باید به ولتاژ محل مورد استفاده توجه و بر این اساس سلونوئید ولو مورد نیاز را تهیه نمود.

معمول باز / معمول بسته :

برای انتخاب شیر برقی مناسب میبایست به شرایط کارکرد شیر توجه کرد بدینصورت که در صورتی که شیر در بیشتر زمانها در حالت باز می باشد باید از شیر نرمال باز استفاده نمود و برای نوع نرمال بسته عکس این . این کار موجب میگردد شیر کمتر کار کند و علاوه بر جلوگیری از اتلاف انرژی از تولید گرما و کاهش طول عمر شیر جلوگیری گردد.

تحمل فشار و اختلاف فشار:

نکته قابل توجه دیگر توجه به حداکثر تحمل فشار شیر و همچنین اختلاف فشار بین پورت وردی و خروجی میباشد. در صورتی که این اختلاف فشار بالاتر از تحمل شیر باشد احتمالا شیر آسیب می بیند.

انتخاب نوع شیر از لحاظ عملکرد:

در این خصوص میبایست به دبی و حجم مورد نیاز عبوری از شیر توجه نمایید و بر اساس آن یکی از شیرهای با عملکرد مستقیم یا غیر مستقیم ( دیافراگمی ) یا نیمه مستقیم انتخاب نمایید.

دما:

دقت نمایید که بدنه شیر تحمل حداقل و حداکثر دمای کارکرد را داشته باشد و همجنین دریچه شیر برای ویسکوزیته یا غلظت عبوری مخصوصا در دمای پایین مناسب باشد. ( برای دما های بالا از نوع استیل استفاده گردد )

زمان عکس العمل :

زمان عکس العمل به مدت زمانی که شیر از حالت بسته به حالت باز و یا برعکس تغییر وضعیت می دهد می گویند.این زمان در انواع شیر ها متفاوت است ولی بطور کلی شیر های سوزنی به نسبت شیرهای دیافراگمی و نیمه مستقیم سریعتر عمل می کنند.

تائیدیه ها و استانداردها :

برخی از مصارف مانند صنایع غذایی نیاز است که شیر برقی مورد استفاده گواهی و تائیدیه این کاربرد را داشته باشد که بدین منظور میتوانید استانداردهای مورد نیاز هر صنعت و همچنین گواهینامه های صادر شده برای انواع شیر ها را مطالعه نمایید.

IP یا درجه حفاظت :

اطمینان حاصل کنید که شیر دارای درجه IP مناسب برای محافظت در برابر گرد و غبار ، مایع ، رطوبت را با توجه به محیط کارکرد داشته باشد.

مصارف

امروزه با گسترش صنایع و جایگزینی روش کار تولید و کنترل از دستی و نیروی انسانی به روش های کنترل صنعتی و کامپیوتری موجب گردیده تا مصارف شیر برقی نیز مانند سایر تجهیزات در این خصوص گسترش یابد ،سیسمتهای کنترل دستی و انسانی در زیر به معرفی اجمالی برخی از این مصارف میپردازیم:

  • برخی از مصارف مشترک شیر های برقی خانگی و صنعتی به شرح زیر میباشد:
  • سیستم های برودتی و حرارتی مانند سیستم های تهویه مطبوع
  • سیستم های آبیاری صنعتی گیاهان
  • انواع ماشین های ظرفشویی و لباسشوئی صنعتی و خانگی
  • کنترل عبور و قطع و وصل کردن مایعات و گازها از فواصل دور
  • قابلیت برنامه ریزی و کنترل توسط کامپیوترهای صنعتی
  • قطع و وصل عبور مواد در دما های بالا و شرایط خطرناک از راه دور
  • تجهیزات نظافت صنعتی
  • کنترل از راه دور

مطالب مرتبط : مشاهده نمایندگی ODE

در پایان ضمن تشکر از مطالعه این متن،

لطفا نظرات و پیشنهادات خود را با ما در میان بگذارید

جهت خرید محصولات در زمینه

انواع قطعات و تجهیزات صنایع پنوماتیک و هیدرولیک،

از طریق شماره های مندرج در سایت تماس بگیرید.

مشاهده قیمت و خرید انواع شیر برقی 2/2 برنجی و استیل و شیر پنوماتیک

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سیزده + 1 =

جهت مشاوره و استعلام قیمت لطفا پیام دهید
مکالمه را شروع کنید
سلام! برای چت در WhatsApp پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید
ما معمولاً در چند دقیقه پاسخ می دهیم

Main Menu