شیرهای برقی
شیر برقی یا شیر الکتریکی یکی از انواع شیرهای صنعتی است که امروزه در صنایع متفاوت برای مدیریت جریان سیال های متفاوت از آنها استفاده می شود. در ساختمان شیرهای برقی از نیروی مغناطیسی برای قطع و وصل جریان استفاده می شود. در داخل این شیرها یک سلونوئید یا هسته مرکزی به همراه سیم پیچ وجود دارد. عبور برق از درون سیم پیچ ایجاد نیروی الکترومغناطیسی می کند و می تواند حرکت سلونوئید را کنترل کند. این قطعه به خاطر دقت بالا و کنترل از راه دور بودنشان امروزه در صنایع متفاوتی کاربرد دارند.
نیروی مغناطیسی باعث حرکت خطی هسته میشود. بنابراین شیر برقی انرژی الکتریکال را به حرکت خطی تبدیل میکند. شیر برقی وسیله ای الکترومگنتیک است که برای کنترل گاز یا سیال استفاده میشود. کنترل شیر برقی با استفاده از جریان الکتریکی در کویل شیر برقی کنترل میشود. زمانی که جریان الکتریسیته از کویل عبور میکند میدان مغناطیسی به وجود می آید و باعث حرکت هسته آهنی میشود، به این وسیله مسیر جریان باز و بسته میشود. این شیر برقی ها با توجه به طریقه عملکرد با فرمان از راه دور کنترل میشوند. چنان چه مقصدی در فاصله زیادی از شیر برقی قرار داشته باشد میتواند با فرستادن فرمان الکتریکی میزان باز و بسته کردن آن را که از ۰ تا ۱۰۰ درصد می باشد کنترل کند.این نوع شیر برقی ها در ماشین های خودکار و صنعتی اهمیت بسیاری دارد.به طور کلی این این شیر برقی ها در انواع مختلف برای کاربردهای مختلف تولید شده است.
برخلاف شیرهای ﺩﺳﺘﯽ ﻭ ﻣﮑﺎﻧﻴﮑﯽ در شیرهای برقی توان محدودی ﺑﺮﺍی ﻋﻤﻞ ﮐﺮﺩ ﺷﻴﺮ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﻭ ﺩﺭ ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻻﺯﻡ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺍﻳﻦ ﺗﻮﺍﻥ ﻣﺤﺪﻭﺩ ﺑﻪ ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ ﺷﻴﻮﻩ ﻭ ﺑﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﺑﺎﺯﺩﻩ ﻣﻤﮑﻦ ﺑﻪ ﮐﺎﺭ ﺭﻭﺩ. ﻋﻨﺼﺮ ﻋﻤﻠﮕﺮ ﺩﺭ ﺷﻴﺮﻫﺎی ﺑﺮﻗﯽ ﻣﯽ ﺗﻮﺍﻧﺪ ﺳﻮﻟﻨﻮﺋﻴﺪ ﻳﺎ ﻣﻮﺗﻮﺭ ﺑﺮﻗﯽ ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺩﺭ ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎی ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻫﻴﺪﺭﻭﻟﻴﮏ ﻳﺎ ﭘﻨﻮ ﻣﺎﺗﻴﮏ ﻣﻮﺗﻮﺭ ﺑﺮﻗﯽ ﺑﻪ ﻧﺪﺭﺕ ﮐﺎﺭﺑﺮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﻭﻟﯽ ﺯﻣﺎﻧﯽ ﮐﻪ ﮔﺬﺭ ﮔﺎﻩ ﺑﺰﺭﮔﯽ ﺑﺮﺍی ﻋﺒﻮﺭ ﺳﻴﺎﻝ ﮐﻢ ﻓﺸﺎﺭ ﻣﻮﺭﺩ ﻧﻴﺎﺯ ﺑﺎﺷﺪ ﺍﺯ ﻣﻮﺗﻮﺭ ﺑﺮﻗﯽ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﯽ ﺷﻮﺩ. ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺍﻳﻦ ﻣﻮﺗﻮﺭ ﻫﺎ ﻫﻤﺮﺍﻩ ﺑﺎ ﭼﺮﺥ ﺩﻧﺪﻩ ﻳﺎ ﺟﻌﺒﻪ ﺩﻧﺪﻩ ﮐﺎﻫﻨﺪﻩ ﺑﺮﺍی ﺑﺎﺯ ﻭ ﺑﺴﺘﻪ ﮐﺮﺩﻥ ﺷﻴﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﮐﺎﺭ ﻣﯽ ﺭﻭﺩ ﻭ ﺩﻭ ﺟﻬﺘﯽ ﻋﻤﻞ ﻣﻴﮑﻨﺪ.
قطعات داخلی شیرهای برقی
شیرهای برقی ساختمان مهندسی ساده ای دارند. در داخل این شیرها می توانید بخش های زیر را مشاهده کنید:
• بدنه شیر که معمولاً از فولاد ضد زنگ ساخته می شود.
• محل ورود و خروج سیال
• سیم پیچ: برای ساخت سیم پیچ ها از سیم های مسی با روکش لاک استفاده می شود. روکش لاکی سیم پیچ به عنوان عایق عمل کرده، همچنین سیم را از رطوبت، خوردگی، سیال و … محافظت می کند.
• قاب اصلی سیم پیچ: این قاب بخش اصلی سلونوئید است و آن را با نام سلونوئید نیز می شناسند. قاب سلونوئید از جنس ورقه های فولادی ساخته شده و در مواقع اتصال جریان برق به صورت یک آهنربا در می آید.
• محل اتصال سیم ها
• سوزنی و فنر: میله سوزنی و فنر در مرکز سلونوئید قرار گرفته، کار قطع و وصل جریان را انجام می دهند.
حفاظت و نگهداری
در شیر های الکتریکی به خاطر عبور جریان الکتریسیته از داخل سیم پیچ، حفاظت امر مهمی به حساب می آید. به خصوص که از سلونوئید ولو در بخش های حساسی از صنعت استفاده می شود. طوری که هرگونه آسیب به شیر برقی می تواند باعث خسارت های جبران ناپذیری در کل خط تولید شود. به این منظور در طراحی آنها نکاتی جهت حفاظت از آن لحاظ می شود.
نخست اینکه در ساخت این شیرها باید از فولاد گالوانیزه استفاده کرد. طوری که در برابر خوردگی بر اثر عبور سیالات و عوامل محیطی مقاوم باشد.
نکتۀ دوم، سیم پیچ شیر است. جنس سیم ها معمولاً از فلز مس انتخاب می شود. مس رسانایی خوبی دارد و به راحتی در دسترس است. امّا عبور سیال های خورنده، مثل انواع روغن های صنعتی یا انواع اسیدها، می تواند برای سیم های روکش دار هم مشکل ایجاد کند. به همین خاطر در بین خطوط لایه لایه شده ی سیم پیچ، از کاغذهای روغنی و عایق بهره برده می شود. به علاوه که جنس روکش سیم ها نیز از لاک بوده و در برابر خوردگی و رطوبت مقاوم است.
سومین نکته به درپوش شیرهای برقی بر می گردد. گاهی از شیر های الکتریکی برای کنترل جریان سیالات قابل اشتعال و انفجار مثل گازوئیل، بنزین و … استفاده می شود. طبیعتاً هرگونه اتصال الکتریکی به این سیالات می تواند خطرآفرین باشد. در این حالت باید از سلونوئید ولو هایی با جنس درپوش ضد انفجار استفاده شود.
انواع شیر های برقی
دسته بندی های متفاوتی برای شیرهای برقی وجود دارد. این شیرها را می توان بر اساس ظرفیت، چند سو بودن جریان یا نوع پاسخ دهی دسته بندی کرد.
در دسته بندی سلونوئید ولوها بر اساس ظرفیت، حداکثر و حداقل فشار کاری در نظر گرفته می شود. حداکثر فشار کاری (MWP)، میزان تحمل شیر در برابر فشار سیال است. این میزان از مشخصه های شیرهای برقی بوده و روی جعبه آن حک شده است.
دسته بندی بر اساس نحوۀ پاسخگویی
مهم ترین شکل دسته بندی انواع شیر های برقی بر اساس نحوۀ پاسخگویی شیر است. در این شیوه، شیرهای الکتریکی را در دو دستۀ کلی قرار می دهند:
• شیر های برقی حرکت مستقیم: در این حالت شیر فقط می تواند باز یا بسته باشد. در واقع، حساسیت شیر به صورت صفر یا صد طراحی شده است.
• سلونوئید ولو سروو (Servo Valve): این دسته از شیرهای برقی مدام تحت فرمان سیستم بوده و با توجه به شدت جریان برق، مسیر جریان سیال را کنترل می کنند. شیرهای برقی سروو را نیز می توان به دو زیر دستۀ دیگر تقسیم کرد.
شیر های برقی NC: شیرهای سروو بر اساس پاسخ دهی سیستم و فیدبکی که دریافت می کند، دست به کنترل جریان سیال می زند. حال این کنترل جریان می تواند به دو صورت انجام شود. حالت اول وقتی است که در صورت قطع جریان برق، جریان سیال نیز کاملاً قطع باشد. شیرهای NC به این صورت کار می کنند. طبیعی است با افزایش جریان برق عبوری، شدت جریان سیال نیز بیشتر خواهد شد.
شیرهای الکتریکیNO: این شیرها درست برخلاف سیستم شیرهای NC عمل می کنند. درواقع، وقتی جریان الکتریکی قطع باشد، شیرهای برقی NO کاملاً باز خواهند بود. سپس با افزایش میزان جریان برق، شیر رفته رفته بسته می شود. کارایی شیرهای NO و NC در کنترل جریان های مختلف است.