از آغاز زندگی بشر وسایل و ابزار گوناگونی به دست انسان‌ها اختراع شده است که هر کدام از آنها در صنایع مختلف، عملکرد مخصوص خود را دارند. یکی از این وسایل شیر برقی هیدرولیک است. این وسیله مهم و کاربردی یکی از انواع شیرآلات صنعتی می‌باشد. در این مطلب سعی داریم شما را با شیرهای برقی، ساختار و عملکرد آن آشنا کنیم. تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.
شیر برقی چیست؟
شیرهای برقی که نام دیگر آنها سلونوئید ولو است، وسیله‌ای هستند که در صنعت بیشترین کاربرد را دارند. این ابزار به وسیله برق، عبور و عدم عبور انواع مختلف سوخت را کنترل می‌کند. این ابزار عملکردی شبیه به کنتاکتور دارد، که به برق برای عملکرد خود نیاز دارد. عمل قطع و وصل به وسیله اتصال برق به بوبین انجام می‌شود.
سلونوئید یا همان بوبین، قطعه اصلی شیرهای برقی است که در مرکز آن قرار گرفته است. سوزنی شیر، از داخل آن رد می‌شود. سیم‌پیچ شیر نیز دور تا دور بوبین قرار دارد. با اتصال جریان در سیم‌پیچ، بوبین به عنوان مغزی این آهنربای الکتریکی عمل می‌کند، در این حالت حرکت به صورت خطی در می‌آید و سوزنی شیر به حرکت می‌افتد.
انواع شیر برقی
شیرهای برقی با‌توجه به هندسه دارای انواع مختلفی هستند که عبارتند از:
شیرهای برقی جریان مستقیم
کارکرد شیرهای برقی جریان مستقیم بسیار ساده است. در این نوع شیر، کویل مغناطیسی، در جهت مستقیم شیر را باز خواهد کرد. باز و بسته شدن شیر، با تحریک یا اتصال برق به بوبین صورت می‌پذیرد.
شیرهای برقی جریان مستقیم، بسته یا باز هستند. اگر بسته باشند باز می‌شوند و اگر باز باشند بسته می‌شوند. در این مدل به نیروی زیادی برای باز شدن نیاز است. البته در جریان‌های ضعیف هم باز می‌ماند و برای ادامه عملکرد نیازی به انرژی الکتریکی زیادی ندارد.
شیرهای برقی غیر مستقیم
شیرهای برقی غیر مستقیم یا همان پایلوت، توسط فشار وارد شده به شیر باز و بسته می‌شوند. از این مدل شیرهای برقی در مصارف سنگین که شدت جریان سیالات بیشتر است، استفاده می‌شود. این شیرها هر‌چند که به انرژی الکتریکی کمتری برای عملکرد خود نیاز دارد، اما برای باز نگه‌داشته شدن به نیروی بیشتری احتیاج دارد. سرعت عمل شیرهای برقی غیر مستقیم از مدل مستقیم کند‌تر می‌باشد.
شیرهای برقی دو راه
در این مدل از شیرهای برقی که دارای دو دهانه می‌باشند، برای عبور یا قطع عبور جریان سیالات از هر دو طرف شیر استفاده می‌شود. این مدل‌ها قادر خواهند بود در دو حالت باز و بسته کار کنند. در شیرهای برقی دو راه زمانی که شیر در حالت باز باشد، در همان حالت باقی می‌ماند، تا وقتی که جریانی به شیر اضافه شود که موجب بسته شدن آن گردد.
شیرهای برقی دو راه در حالت بسته تا وقتی‌که نیروی الکتریکی موجب باز شدن آن شود، در همان حالت بسته خواهد ماند. استفاده از شیرهای برقی دو راه در حالت بسته نسبت به حالت باز آن رایج‌تر می‌باشد.
شیرهای برقی سه راه
این مدل دارای سه دهانه می‌باشد. در تجهیزاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که جریان کامل و متناوب برق برای عمل کردن شیر لازم باشد.
شیرهای برقی چهار راهه
این مدل از شیرهای برقی قادر خواهند بود چهارعدد یا بیشتر پورت داشته باشد. شیرهای برقی چهار راهه در حالت‌های نرمال باز، نرمال بسته و یا ترکیبی از این حالت‌ها وجود دارند. از شیرهای برقی چهار راهه به همراه اکچیتور استفاده می‌شود.
شیرهای برقی پنوماتیک
پنوماتیک همان هوای فشرده است که هوای آزاد را توسط یک کمپرسور دریافت و فشرده سازی می‌کند و با استفاده از لوله‌ها آن را برای مصارف مختلف ارسال می‌کند.
این نوع از شیرهای برقی، در صنایع و تجهیزاتی استفاده می‌شوند که با حرکات سیال گاز و یا هوا در تماس هستند. انواع متنوعی از شیرهای برقی پنوماتیک وجود دارد که به چند مورد آن اشاره می‌کنیم: شیر کنترل کننده فشار، شیر یکسو کننده پنوماتیک، شیر پنوماتیک قطع و وصل کننده جریان، شیر پنوماتیک کنترل کننده جریان.
شیرهای برقی کولر گازی
یکی از انواع شیرهای برقی، شیر کولر گازی است. کولر‌های گازی دارای دو سیستم گرمایش و سرمایش هستند که دلیل نیاز آنها به شیرهای برقی، تغییر سیستم از حالت سرمایش به گرمایش است.
نحوه کار شیرهای برقی در کولر گازی این‌گونه است که با تنظیم دستگاه به حالت گرمایش با استفاده از ریموت کنترل دستگاه، برد کولر گازی فرمانی را به بوبین آن ارسال می‌کند که حالت سرمایش را متوقف کرده و به حالت گرمایش تغییر کند.
شیرهای برقی کنیستر
مخزنی با نام کنیستر در باک خودرو وجود دارد که دارای کربن فعال می‌باشد. برای جذب و جمع‌آوری بخار‌های بنزین از این مخزن استفاده می‌شود. پس از این که بخار‌ها در مخزن کنیستر جمع شدند، باید توسط مجرای لوله شکل که بر روی مخزن وجود دارد، به سمت منیفولد هوا هدایت شوند، تا ماشین در فرصت مناسب آنها را بسوزاند. وظیفه شیرهای برقی کنیستر، هدایت بخار‌های بنزین موجود در مخزن به سمت منیفولد هوا می‌باشد.
شیرهای برقی تدریجی
این نوع از شیر، به عنوان کنترل کننده جریان گاز و همچنین تامین کننده ایمنی در تجهیزات گازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از کاربرد‌های شیر تدریجی می‌توان به کنترل و تنظیم مشعل اتمسفریک، کنترل و تنظیم مشعل فن‌دار، مسدود کننده هوا و گاز و … اشاره کرد.
شیرهای برقی نامور
عملکرد این مدل از شیرهای برقی به این نحو است که، موقعی که بوبین توسط کویل، دارای انرژی الکتریکی می‌شود باعث تولید میدان مغناطیسی شده و این میدان باعث حرکت پیستون داخل شیر نامور می‌شود، هوا وارد پیلوت شده و از این راه پیستون را به جلو حرکت می‌دهد.
زمانی‌که پیستون حرکت کند، مسیر ورود و خروج هوا به اکچویتور پنوماتیک فراهم خواهد شد. این شیر می‌تواند به‌طور مستقیم و بدون هیچ اتصال اضافه‌ای به یک اکچویتور پنوماتیک اتصال پیدا کند.
نحوه کار شیر برقی
شیرهای برقی دارای بوبین، سوزن و مجرای عبود می‌باشند. زمانی‌که برق بوبین قطع باشد، سوزن تحت تاثیر وزن خود و فلزی که پشت آن وجود دارد، مجرای عبور را می‌بندد.
زمانی‌که بوبین متصل به برق شود، میدان مغناطیسی تولید می‌کند، که موجب آهن‌ربایی شدن هسته می‌شود و در نتیجه سوزن را بالا می‌کشد و موجب باز شدن این شیر می‌شود. این نکته را باید توجه کنید که آن را به صورت افقی ببندید.
اجزای شیر برقی
شیرهای برقی از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که عبارتند از:
- بخش اساسی و مهم این ابزار، بوبین می‌باشد.
- هسته، کویل و قاب از دیگر اجزای این ابزار کاربردی است.
- بدنه شیر که از جنس فولاد مقاوم است.
- دریچه‌های ورودی و خروجی شیر، به منظور عبور سیال‌ها
- میله فلزی
- فنر، که از ان به منظور قطع و وصل شدن جریان استفاده می‌گردد.
نحوه انتخاب شیر برقی
نکته‌ای که در انتخاب شیرهای برقی باید به آن دقت کنید این است که بدانید برای تماس با چه نوع سیالی می‌خواهید از آن استفاده کنید. شیرهای برقی برای سیالاتی تولید شده‌اند که فاقد ذرات جامد باشند همچون روغن، آب، محصولات نفتی، هوای فشرده، بخار و یا سیالاتی که انتقال دهنده حرارت هستند.
شیرهای برقی در جنس‌های مختلفی وجود دارند مثلا شیرهای برقی از جنس برنج برای سوخت، هوا، آب و یا گاز‌های خنثی مناسب هستند. شیرهای برقی از جنس استیل که ضد زنگ می‌باشند برای محصولات غذایی مایع، مایعات یا گاز‌های خورنده، مناسب می‌باشند.
شیرهای برقی جنس پلاستیکی برای فرایند‌های غذایی و شیمیایی مناسب می‌باشند. شیرهای برقی اصولا به رطوبت حساس هستند. به همین علت برای انتخاب شیرهای برقی باید شرایط محیطی خود را مورد بررسی قرار دهید. دانستن ولتاژ یا وات مورد نیاز نیز به شما کمک می‌کند تا نوع مناسب شیر برقی را با توجه به نیاز خود انتخاب کنید.
مزایای شیر برقی نسبت به شیر دستی
از مزیت‌های شیرهای برقی نسبت به شیر دستی می‌توان به امکان کنترل آنها از راه دور اشاره کرد. همچنین در شیرهای برقی، کاربر می‌تواند با نیروی کمی آن را راه‌اندازی کند. شیرهای برقی را می‌توان در مکان‌هایی که خطرناک هستند و دارای بخار‌های شیمیایی هستند و همچنین در محیط‌های بسیار داغ و قابل انفجار استفاده کرد.
موارد استفاده شیر برقی
بالا‌ترین میزان مصرف شیرهای برقی در تجهیزات کنترلی سیالات است. از انواع شیرهای برقی برای آغاز یا متوقف کردن جریان سیالات استفاده می‌شود. برای این کار به شیری نیاز است که از راه دور و بدون تماس دست، بتوان جریان سیالات را کنترل کرد و شیر را باز و بسته نمود. از جمله موارد مصرف شیرهای برقی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سیستم تصفیه آب آشامیدنی
- تصفیه آب‌های فاضلاب
- سیستم‌های خنک کننده
- سیستم‌های حفاظتی
- سیستم‌های اطفاء حریق
- کمپرسور‌ها
- سیستم‌های سوخت‌رسان
- تجهیزات حمل و نقل
- تجهیزات آنالیز خون
- سیستم‌های آب‌رسانی
- سیستم‌های بزرگ تهویه ساختمانی
- کروماتوگرافی گاز
معروف‌ترین برند‌های شیر برقی
از معروف‌ترین برند‌های شیرهای برقی می‌توان به ASCO آسکو فرانسه اشاره کرد. این برند، یکی از پر‌مصرف‌ترین و معروف‌ترین محصولات در میان سازندگان سیستم‌های برقی است. یکی دیگر از برند‌های معتبر و با کیفیت، شیرهای برقی فستو می‌باشد که برای مصارف گوناگون طراحی می‌شوند.
برند معروف دیگر از شیرهای برقی، SMC ژاپن می‌باشد. این محصول نیز از بهترین محصولاتی است که در زمینه شیرهای برقی می‌توان تهیه کرد. این برند در کمپانی اس ام سی به تولید می‌رسد. این برند ژاپنی – آمریکایی می‌باشد.
شیرهای برقی جیواکس هم از برند‌های محبوب در بازار می‌باشند که محصول شرکت ترکیه‌ای GEVAX هستند. این شیرها برای مصارف گوناگون همچون صنایع غذایی و دارویی و همچنین صنایع کشاورزی و گلخانه‌ای تولید می‌شوند.
