شیر برقی چیست؟
شیر برقی (electric valve) از نظر کلی، کاملا شبیه همان شیر های معمولی کنترل جریان مایع یا گاز است که همه با آنها سرو کار داشته ایم. تنها تفاوت این نوع شیر ها این است که به کمک جریان برق می‌توانند جریان را قطع و وصل کنند. همچنین می‌توان از آنها به‌عنوان شیرهای هوشمند و نیمه‌هوشمند استفاده کرد. در این مقاله از سری مقالات آموزشی گروه صنعتی سپیانی می‌خواهیم درباره این نوع از شیر ها که کاربرد بسیار زیادی در صنایع کوچک و بزرگ دارد صحبت کنیم.
حتما بخوانید: آشنایی با انواع شیرآلات صنعتی
همانطور که در مقدمه اشاره کردیم، شیر برقی جریان مایعات یا گازها را با جریان برق کنترل می کند. از این شیر برای کنترل جریان آب یا هوا به عنوان کلید استفاده می شود. با فعال شدن جریان برق این شیر ها باز می‌شوند اگر جریان الکتریکی غیرفعال باشد، عملکرد شیر متوقف می‌شود. این شیر ها الکترومکانیکی هستند. یعنی دو بخش دارند که یکی از آنها الکتریکی است و بخش دیگر مکانیکی.
از این نوع شیر برای کنترل جریان انواع گازها و مایعات استفاده می شود. شیر های برقی کاربرد های زیادی دارند و معمولاً در سیستم های سرمایشی و گرمایشی و همچنین سیستم های تهویه و نیز هرگونه جریان مایع و گاز در صنایع مختلف، استفاده می شوند.
حتما بخوانید : تفاوت شیرهای برقی و پنوماتیک
عملکرد شیر برقی
عملکرد آنها برای روشن و خاموش کردن جریان بسیار ساده است. این شیر ها را می توان به عنوان رله های الکترو پنوماتیک در نظر گرفت. خروجی پنوماتیک بر اساس ورود یک الکتریکی کار می‌کند. شیر های برقی رابط بین سیستم کنترل الکترونیکی و نیروی پنوماتیکی هستند. جریان الکتریکی برای کنترل شیر برقی استفاده می شود. به نوع معمولی این نوع شیر ها دستگاه دو حالته می گویند زیرا یا تا آخر روشن هستند یا خاموش. این شیر ها هم می توانند در ولتاژ AC کار کنند و هم با ولتاژ DC.
حتما بخوانید :
بخش های شیر برقی
شیر برقی از بدنه شیر، هسته مغناطیسی که به ساقه و دیسک متصل است و سیم پیچ برقی تشکیل شده است. برای باز و بست کردن شیر از فنر استفاده می شود.
بدنه شیر برقی یا موتور برقی:
یک سیم پیچ الکتریکی است و دارای یک پیستون یا هسته در مرکز آن و هسته هم محور با شیر برقی است.
هسته:
هسته به عنوان یک پیستون نامیده می شود که یک جزء مغناطیسی است که هنگامی که شیر برقی به جریان الکتریکی متصل می‌شود، حرکت می کند تا راه جریان مایع یا گاز را باز کند.
بدنه سوپاپ:
بدنه سوپاپ طوری انتخاب شده است که باید با سیال (مایع یا گاز) سازگار باشد. برای همین بیشتر از برنج، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم ساخته شده است.
فنر:
به منظور آزاد سازی و بستن جریان سیال در شیر، از فنر سوپاپ استفاده می شود.
کاپوت:
یک مهره رزوه دار یا فلنج مربعی که مجموعه اپراتور مغناطیسی را به بدنه شیر محکم می کند.
مهر و موم:
معمولاً روی MP نصب می شود و برای بستن دهانه شیر استفاده می شود.
کاربرد شیر برقی چیست؟
در صورتی که نیاز به کنترل اتوماتیک جریان سیال داشته باشیم یا به هر دلیلی شیر های دستی برایمان مناسب نباشند، از این شیر ها استفاده می شود. شیر های برقی به طور گسترده در بسیاری از صنایع شیمیایی، غذایی، کشاورزی و… استفاده می شوند. از آنها در بسیاری از مدارهای هیدرولیک به عنوان شیرهای کنترل مستقیم برقی استفاده می شوند. و برای تغییر جهت جریان در یک سیستم هیدرولیک استفاده می شوند. یکی از موارد استفاده شیر های الکتریکی بیشتر برای مواردی است که روشن و خاموش کردن آنها به سرعت پاسخ دهی بسیار بالایی نیاز دارد، شیر های برقی می توانند در 8-12 میلی ثانیه باز یا بسته شوند.
نحوه ساخت شیر الکتریکی
اگرچه ساخت شیر برقی یا الکتریکی کاری نیست که بتوانید بدون دانش فنی ویژه و تجربه کافی و تجهیزات تخصصی آن را بسازید اما توضیح مختصری درباره روش ساخت آنها می‌تواند کمک کند، نحوه کار آن را کامل درک کنید. برای جداسازی لایه های سیم از همدیگر، از یک لایه عایق استفاده می شود و در سیم پیچ از لاک عایق استفاده می شود تا تحت تأثیر مایعات حلال و اسیدی یا رطوبت قرار نگیرد.
برای ساخت قاب شیر الکتریکی از ورق های چند لایه استفاده می شود و با عبور جریان الکتریکی از آن، در آن خاصیت مغناطیسی پیدا می‌شود. پیستون برقی یک دستگاه استاتور نیست بلکه در پشت مکانیزم حرکت دهنده شیر برقی قرار دارد که پیستون از لایه های فولادی تشکیل شده است. در نهایت و در آخرین و بیرونی‌ترین لایه هم پوششی وجود دارد که می تواند روی بخش برقی یا کل شیر باشد هم شمایل آن را زیباتر کند و هم مقاومتش را افزایش دهد.
حتما بخوانید: شیر دروازه ای (Gate Valve) چیست؟
شیر برقی چگونه کار می کند؟
وقتی جریان الکتریکی از سیم پیچ برقی عبور می کند و میدان مغناطیسی ایجاد می کند، این میدان مغناطیسی باعث می‌شود پیستون به مرکز سیم پیچ نزدیک شود و باعث باز شدن روزنه می شود. به این صورت است که شیرهای برقی انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند و از این انرژی مکانیکی برای باز یا بسته کردن شیر استفاده می کنند.
برای کنترل فعال شدن و غیرفعال شدن این شیر، از قطعات فلزی یا لاستیکی استفاده می شود. همچنین می تواند یک رابط الکتریکی برای کنترل آسان داشته باشد. همچنین در شیر الکتریکی، یک فنر برای نگه داشتن شیر در حالت باز یا بسته در حالی که شیر در وضعیت بسته است استفاده می شود.
انواع شیر برقی
شیر الکتریکی به تناسب کارکردی که از آن انتظار داریم، در انواع مختلف ساخته می‌شود. در این بخش از این مقاله آموزشی در وبسایت گروه صنعتی سپیانی انواع مختلف این قطعه را معرفی می‌کنیم.
شیر برقی پایلوت
در این نوع از شیرها، از کنترل پایلوت استفاده می‌شود. بنابراین می‌توان مقدار باز شدن یا بسته شدن شیر را کنترل کرد و فقط دو حالت باز و بسته ندارد. مثلاً با این کار، می‌توان شیر برقی را به حداقل رساند و به این دلیل مصرف برق کاهش می‌یابد.
در شیر برقی که به صورت پایلوت کار می کند، سیگنال الکتریکی به شیر برقی اعمال می شود، این باعث می شود شیر پایلوت شیر اصلی را فعال کند. شیرهای پایلوت می توانند از نوع پیستونی یا دیافراگمی باشند و برای بسته نگه داشتن شیر نیاز به فشار دیفرانسیل دارد. این شیرها سرعت پاسخگویی سریعی دارند و ساخت آن ها نسبت به انواع دیگر هزینه چندان بیشتری ندارد.
شیر الکتریکی مستقیم
در یک شیر برقی با اثر مستقیم، یک پیستون شیر را باز و بسته می کند. این شیر ها دبی کم و افت فشار دیفرانسیل بالایی دارند. شیر برقی از نوع مستقیم پاسخ سریع تری نسبت به نوع پایلوت دارد.
شیر های الکتریکی دو طرفه
این نوع شیرهای برقی دارای یک اتصال لوله ورودی و یک خروجی می باشند. این شیر به صورت پیشفرض بسته است و هنگامی که انرژی الکتریکی وارد سلونوئید می‌شود باز می شوند. البته می‌توان آن را طوری طراحی کرد که دریچه آن همیشه باز باشد و بلعکس با ورود جریان الکتریکی، بسته شود. به خاطر همین عملکرد کاربرد این نوع شیر در برخی صنایع زیاد است.
مطلب مرتبط : سلونوئید چیست؟ انواع آن
شیر الکتریکی سه طرفه
این نوع شیر برقی دارای سه اتصال لوله و دو دهانه می باشد که در صورت باز بودن یکی، دهانه دیگر بسته می شود. به شیر الکتریکی سه طرفه (Three Way Diverter Valve) شیر برقی پکیج هم گفته می‌شود.
عملکرد این شیر به این صورت است که یک ورودی دارد و دو خروجی.
موتور برقی آن که می‌تواند با ولتاژهای مختلفی کار کند تنظیم می‌کند که چه زمانی کدام خروجی فعال باشد و مایع یا گاز از آن خروجی هدایت شود. موتور متصل به شیر سه طرفه همچنین می‌تواند میزان ورودی سیال را هم کنترل کند و در زمان نیاز آن را قطع و وصل نماید. یکی از کاربردهای این نوع شیر برقی در پکیج های خانگی است.
شیرهای الکتریکی چهار طرفه
این شیرها بیشتر برای کارکرد سیلندرهای دو کاره مثل کولرگازی ها استفاده می شوند. این شیرها دارای چهار یا پنج اتصال لوله هستند. در ابزارهایی مثل کولر گازی که در فصلی از سال انتظار عملکرد سرمایشی از آن داریم و در فصول دیگر انتظار گرمایش، این نوع شیر برقی استفاده می‌شود تا این عملکرد را تنظیم نماید. توضیح نوع عملکرد آن طولانی خواهد شد اما به طور خلاصه، تنظیم مقدار ورودی و خروجی از لوله‌ها و اتصال و قطع هرکدام، از وظایف این نوع شیر است.
نحوه انتخاب شیر برقی
قبل از انتخاب شیر برقی باید به نکاتی مثل نکات زیر توجه شود تا قطعه انتخاب شده به درستی به کار برده شود.
- نوع شیر باید به تناسب نیاز ما انتخاب شود.
- ولتاژ برق در محل استفاده با شیر تطابق داشته باشد.
- موادی که برای ساخت و ساز استفاده می شود مانند برنج، پلاستیک و… بررسی شود تا با نیاز ما تناسب داشته باشد.
- سیم پیچ و نوع اتصال چطور است.
- نوع محفظه برقی از چه مدلی است.
- حداکثر و حداقل اختلاف فشاری که می‌تواند تحمل کند چه مقدار است.
- میزان انتقال سیال در آن چقدر است.
- و…
مزایای شیر برقی چیست؟
- شیرهای برقی قابلیت اطمینان بالایی دارند.
- کنترل اتوماتیک جریان سیال با این شیرها ممکن است حتی از راه دور!
- شیرهای برقی عمر مفید خوبی دارند.
- این شیرها از نظر طراحی قدرتمند هستند و به زودی آسیب نمی‌بینند.
معایب شیر برقی چیست؟
- در مقایسه با موتور الکتریکی دوام آن بسیار کم است.
- هزینه آن در مقایسه با شیرهای دستی بالاست.
کاربرد های شیر الکتریکی چیست؟
- شیر برقی در بسیاری از صنایع شیمیایی، کارهای ساختمانی و تاسیسات تهویه مطبوع مثل پکیج و کولرگازی استفاده می شود.
- شیرهای برقی در انواع خاصی از تجهیزات خانگی مانند ماشین لباسشویی، یخچال و دستگاه‌های تامین آب استفاده می شود.
- ماشین آلات فرآوری مواد غذایی در خط تولید محصولات غذایی از این شیرها استفاده می‌کنند.
- تجهیزات دندانپزشکی یکی دیگر از کاربردهای این نوع شیر است.
- جالب است بدانید بعضی از دستگاه های قهوه ساز خانگی هم از این نوع شیرها استفاده می‌کند.
- دیگ بخار در کارخانه ها هم از این شیرها برای انتقال آب یا قطع و وصل کردن جریان گاز از شیر برقی استفاده می کنند.
- شیر برقی برای آبیاری قطره ای در صنعت کشاورزی هم رواج دارد.
- اسپرینکلرها و سیستم های اطفاء حریق
- کمپرسور و پمپ خلاء
- کاربردهای مکش
- کنترل دمای واحدهای مجزا در چندین سیستم
- و…
جمع بندی
در این مقاله با شیر برقی آشنا شدیم و متوجه شدیم که انواع آن کدام است. همچنین توضیح دادیم که عملکرد شیر الکتریکی چگونه است. و چطور با قطع و وصل شدن جریان الکتریکی عمل می‌کند و جریان سیال (گاز و مایع) را قطع و وصل می‌کند. یکی از کاربرد های جذاب شیر های برقی این است که می‌توان آنها را از راه دور کنترل کرد.
اگر شما هم به فکر خرید این محصول هستید یا برای راه اندازی خط تولید یا خرید و نصب تجهیزات صنعتی نیاز به مشاوره و راهنمایی دارید. به‌راحتی می‌توانید با مشاوران مهندس در گروه صنعتی سپیانی تماس بگیرید و از آنها راهنمایی بخواهید. برای این کار کافی است از قسمت کناری، روی آیکون مشاوره با واتس اپ کلیک کنید یا فرم درخواست مشاوره در امور صنعتی را پر کنید تا همکاران ما با شما تماس بگیرند.
