در محل تولید نوشابه، امکان انجام کارهای دقیق و سریع از طریق نیروی انسانی ممکن نمی‌باشد. برای بهبود کارایی و دقت در پر کردن بطری‌ها، یکی از راه‌حل‌های موثر استفاده از شیر برقی یا سلونوئید می‌باشد. این روش این امکان را فراهم می‌کند که با استفاده از سنسورها، بطری‌ها به‌صورت دقیق و با سرعت بیشتری پُر شوند.
سلونوئید ولو یک دستگاه الکترومکانیکی است که در مکانیزم پر کردن بطری‌ها به‌کار می‌رود. زمانی که بطری زیر نازل قرار می‌گیرد و سنسور شناسایی می‌کند، سیگنال به سلونوئید ولو ارسال می‌شود. این دستگاه سپس باز می‌شود و به مدت ۳۰ ثانیه به صورت خودکار برای پر کردن بطری فعال می‌شود. پس از گذشت این مدت، سلونوئید ولو به‌طور خودکار بسته می‌شود و فرآیند پر کردن بطری تکرار می‌شود تا تمامی بطری‌ها به‌طور دقیق و بهینه پُر شوند.
در این مقاله، به تفصیل به کاربرد، ساختار، و عملکرد سلونوئید ولو پرداخته خواهد شد. این راهنما به توضیحات جامعی از نحوه‌ی استفاده از این تکنولوژی در بهبود فرآیند تولید نوشابه و افزایش کارایی می‌پردازد.
شیر برقی چیست؟
شیر برقی، به طور کلی، با شیرهای معمولی کنترل جریان مایع یا گاز شباهت دارد که در زندگی روزمره با آنها سر و کار داریم. اما ویژگی برجسته این نوع شیرها این است که با استفاده از جریان برق، می‌توانند جریان مایع یا گاز را به صورت قطع و وصل کنند. همچنین، این شیرها می‌توانند به عنوان شیرهای هوشمند و نیمه‌هوشمند نیز به کار روند. در این مقاله، اعضای گروه صنعتی سپیانی قصد دارند در مورد این نوع شیرها که در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند، توضیحاتی ارائه دهند.
همانطور که در مقدمه ذکر شد، عملکرد اصلی شیر برقی شاکو مدل 01 در کنترل جریان مایعات یا گازها با استفاده از جریان برق است. این نوع شیر به عنوان یک کلید برای کنترل جریان آب یا هوا به کار می‌رود. با فعال شدن جریان برق، این شیرها باز می‌شوند و در صورت عدم فعالیت جریان الکتریکی، عملکرد شیر به حالت استراحت می‌رود. این شیرها به صورت الکترومکانیکی عمل می‌کنند، به این معنا که دو بخش الکتریکی و مکانیکی دارند.
استفاده از شیر برقی پنوماتیک نیز برای کنترل جریان گوناگونی از گازها و مایعات رایج است. این شیرها در سیستم‌های سرمایش و گرمایش، سیستم‌های تهویه، و همچنین در تمامی صنایع به منظور کنترل جریان مایعات و گازها به کار می‌روند.
اجزای شیر برقی
شیرهای برقی از اجزای زیر تشکیل شده‌اند:
1. سیم پیچ سلونوئید (بوبین):
این قسمت بخش الکتریکی یا برقی شیر است و با اعمال جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند.
2. پیستون یا پلانگر:
بخش مکانیکی شیر برقی که در اثر میدان مغناطیسی حرکت می‌کند. پیستون به ساقه آن متصل است و با حرکت، دریچه شیر را باز و بسته می‌کند.
3. بدنه شیر (Valve Body):
یک محفظه برای جایگذاری اجزای تشکیل‌دهنده شیر است و به صورتی طراحی شده است که به تیوب یا لوله‌ای که مایع یا گاز از آن عبور می‌کند، متصل شود.
4. نشیمنگاه شیر (Valve Seat):
بخشی از بدنه شیر که محل قرارگیری ساقه شیر است و برای کنترل جریان مایع یا گاز مورد نظر استفاده می‌شود.
همچنین، هر شیر برقی ممکن است شامل اجزای دیگری نیز باشد که شامل موارد زیر می‌شوند:
- هسته ثابت (Fixed Core)
- فنر هسته (Core Spring)
- لوله قرارگیری هسته (Core Tube)
- هسته (Core)
- دیافراگم (Diaphragm)
- کلاهک یا سرپوش (Bonnet)
- اریفیس (Bleed Orifice)
- آب بند (Seal)
- دیسک (Disk)
این اجزا به‌صورت ترکیبی با یکدیگر عملکرد شیر برقی را تشکیل می‌دهند.
بدنه شیر برقی یا موتور برقی:
یک سیم پیچ الکتریکی دارای یک هسته یا پیستون در وسط خود است که با محور شیر برقی هم‌محور است.
هسته:
این هسته به عنوان پیستون نیز شناخته می‌شود، که یک قسمت مغناطیسی است. هنگامی که شیر برقی به جریان الکتریکی وصل می‌شود، این هسته حرکت می‌کند تا راه جریان سیال یا گاز را باز کند.
بدنه سوپاپ:
بدنه سوپاپ به گونه‌ای انتخاب شده است که با سیال (مایع یا گاز) سازگار باشد. اغلب از موادی مانند برنج، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم ساخته شده است.
فنر:
برای کنترل جریان سیال در داخل شیر، از یک فنر سوپاپ استفاده می‌شود.
کاپوت:
این یک مهره یا فلنج مربع است که اپراتور مغناطیسی را به بدنه شیر متصل و محکم می‌کند.
مهر و موم:
عمدتاً بر روی MP نصب می‌شود و برای بستن دهانه شیر استفاده می‌شود.
کاربرد شیر برقی چیست؟
در این بخش، می‌خواهیم درباره کاربرد و عملکرد شیر برقی در صنعت صحبت کنیم. شیر برقی، یک دستگاه الکتریکی است که اساساً برای تنظیم جریان هوا یا مایع در سیستم‌های قدرت پنوماتیک و هیدرولیک استفاده می‌شود. این شیر، به شکل یک قرقره شبیه به یک پیستون فلزی آهنی متصل می‌شود. پیستون ممکن است در مرکز یک فنر یا افست فنر قرار گیرد و در داخل یک لوله هسته‌ای از فلز غیرآهنی حرکت کند. این لوله هسته‌ای با یک سیم پیچ الکتریکی احاطه شده است که به پیستون وصل شده است.
عملکرد اصلی شیر برقی مک 03 از طریق جابجایی پیستون در داخل لوله هسته‌ای توسط سیم پیچ الکتریکی انجام می‌شود. وقتی که جریان الکتریکی از طریق سیم پیچ عبور می‌کند، ایجاد شده برخورد میدان مغناطیسی باعث جابجایی پیستون می‌شود. این جابجایی پیستون باعث تنظیم جریان هوا یا مایع در سیستم می‌شود، به‌طوری که می‌توان جریان را افزایش یا کاهش داد و به صورت دقیق کنترل کرد.
برای آشنایی با دیگر تجهیزات کاربردی در صنعت، می‌توانید به مقاله “آشنایی با تجهیزات برق صنعتی” مراجعه کنید. همچنین، در صورت علاقه به مباحث برنامه‌نویسی LOGO و PLC زبان LDR، می‌توانید به آنها نیز مراجعه کنید.
شیرهای برقی چگونه کار می کنند؟
یک شیر برقی با سیم‌پیچ، قابلیت حمل جریان الکتریکی در محدوده‌های 12-48 ولت جریان مستقیم (DC) و 110-220 ولت جریان متناوب (AC) را داراست. در زمان اعمال نیروی الکتریکی، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که در فرآیند حرکت شیر، پیستون را به سمت فشار یا کشش می‌برد. شیر برقی فستو 03 به دو دسته ساده، دو طرفه و دو حالته تقسیم می‌شوند که با تامین انرژی، تنها به صورت باز یا بسته عمل می‌کنند تا جریان را کنترل کنند. همچنین، شیرهای دو حالته سه طرفه پاپت نیز وجود دارند که برای انتقال سیال از یک کانال به کانال دیگر و همچنین برای استفاده در عملیات پنوماتیک و هیدرولیک مناسب می‌باشند.
انواع شیر برقی
شیر برقی پایلوت
در این نوع از شیرها، از سیستم کنترل پایلوت بهره می‌گیرند که قابلیت کنترل دقیق باز و بسته شدن شیر را فراهم می‌کند، بدین ترتیب که فقط دو حالت باز و بسته را به نمایش می‌گذارند. این روش امکان کاهش مصرف برق را با به حداقل رساندن عملکرد شیر برقی فراهم می‌کند.
در شیر برقی فستو که با استفاده از سیستم پایلوت عمل می‌کند، یک سیگنال الکتریکی به شیر برقی ارسال می‌شود که باعث فعال شدن شیر پایلوت شیر اصلی می‌شود. این شیرها ممکن است از نوع پیستونی یا دیافراگمی باشند و برای نگه‌داشتن شیر در حالت بسته، به فشار دیفرانسیلی نیاز دارند. آنها با سرعت پاسخ فوق‌العاده‌ای عمل می‌کنند و همچنین هزینه ساخت نسبت به انواع دیگر به میزان چشمگیری افزایش نمی‌یابد.
شیر الکتریکی مستقیم
در یک شیر برقی کاموزی با اثر مستقیم، یک پیستون وظیفه باز و بسته کردن شیر را برعهده دارد. این نوع شیرها دارای دبی کم و افت فشار دیفرانسیل بالایی هستند. شیر برقی با اثر مستقیم به دلیل ویژگی پاسخ سریع‌تری نسبت به شیرهای با سیستم پایلوتی مشهور است.
شیر های الکتریکی دو طرفه
این نوع شیرهای برقی دارای یک ورودی لوله و یک خروجی هستند و به طور پیشفرض در وضعیت بسته قرار دارند. با ورود انرژی الکتریکی به سلونوئید، این شیرها باز می‌شوند. البته، می‌توان آنها را به گونه‌ای طراحی کرد که دریچه آنها همیشه باز باشد و یا در حالت برعکس، با ورود جریان الکتریکی، بسته شوند. به دلیل این ویژگی، این نوع شیرها در صنایع مختلف به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شیر الکتریکی سه طرفه
شیر الکتریکی سه طرفه، همچنین به نام “شیر برقی پکیج” نیز شناخته می‌شود، از نوعی شیر برقی است که دارای سه اتصال لوله و دو دهانه است. در حالت باز بودن یکی از دهانه‌ها، دهانه دیگر بسته می‌شود، این ویژگی آن را از سایر شیرهای الکتریکی متمایز می‌کند. عملکرد اصلی این شیر به این صورت است که یک ورودی دارد و دو خروجی را به خود اختصاص می‌دهد.
موتور برقی متصل به این شیر برقی شاکو ، با قابلیت کار با ولتاژهای مختلف، تنظیم می‌شود تا مشخص کند کدام یک از خروجی‌ها در زمان مشخص فعال باشد و مایع یا گاز به سمت آن خروجی هدایت شود. این موتور همچنین قابلیت کنترل میزان ورودی سیال را دارا بوده و در زمان نیاز، قطع و وصل آن را انجام می‌دهد. کاربردهای این نوع شیر برقی در پکیج‌های خانگی بسیار گسترده است.
شیرهای الکتریکی چهار طرفه
شیرهای مورد استفاده برای سیستم‌های سرمایش و گرمایش دو کاره، به عنوان مثال در کولرهای گازی، دارای چهار یا پنج اتصال لوله هستند. در ابزارهایی مانند کولر گازی که در طول سال نیاز به عملکرد سرمایش و گرمایش دارند، از شیر برقی مک برای تنظیم این عملکردها استفاده می‌شود. این نوع شیرها، با کنترل و تنظیم مقادیر ورودی و خروجی از لوله‌ها و اتصالات، به وظیفه‌های تعیینی در تنظیم عملکرد سیستم می‌پردازند. بدون ورود به جزئیات فنی، این شیرها به وسیله اتصالات الکتریکی قادر به کنترل و تعیین میزان جریان و حرارت مورد نیاز برای سرمایش یا گرمایش در طول مختلف فصول سال هستند.
نحوه انتخاب شیر برقی
قبل از انتخاب یک شیر برقی، به نکات زیر باید توجه کرد تا قطعه انتخاب شده به درستی عمل کند:
- تناسب نوع شیر با نیاز: نوع شیر باید با نیاز ما تطابق داشته باشد.
- تطابق ولتاژ برق: ولتاژ برق در محل استفاده باید با شیر سازگار باشد.
- بررسی مواد ساخت: مواد مورد استفاده برای ساخت شیر (مانند برنج، پلاستیک و …) باید با نیازهای ما سازگار باشند.
- بررسی سیم پیچ و نوع اتصال: نوع سیم پیچ و اتصال به دیگر قطعات بررسی شده و با نیازهای ما همخوانی داشته باشد.
- نوع محفظه برقی: نوع محفظه برقی نیز باید با استفاده ما سازگاری داشته باشد.
- تحمل حداکثر و حداقل فشار: حداکثر و حداقل اختلاف فشاری که شیر می‌تواند تحمل کند، باید با نیازهای ما هماهنگ باشد.
- میزان انتقال سیال: عملکرد انتقال سیال در شیر برقی باید با نیازهای ما مطابقت داشته باشد.
- سایر مشخصات: نکات دیگری مانند ابعاد، وزن، دمای کاری و … نیز بررسی شده و با نیازهای ما همخوانی داشته باشند.
مزایای شیر برقی چیست؟
شیرهای برقی با قابلیت اطمینان بالا عرضه می‌شوند. کنترل اتوماتیک جریان سیال از طریق این شیرها حتی از راه دور ممکن است. علاوه بر این، شیرهای برقی با عمر مفید بسیار خوبی ارائه می‌شوند. این شیرها از نظر طراحی بسیار قدرتمند هستند و توانایی مقاومت در برابر آسیب را نیز دارند.
نکات خرید شیر برقی
برای انتخاب شیر برقی مناسب، لازم است به نکات مهمی در نظر داشته باشید تا بهترین گزینه با توجه به نوع سیال، محیط استفاده، فشار کاری و هدف استفاده انتخاب شود. در این فرآیند، جنس بدنه و مجراب شیر برقی باید با محیط و دمای استفاده سازگاری داشته باشد، زیرا شیر برقی به آلودگی حساس است و درجه آببندی IP باید با توجه به شرایط محیط انتخاب گردد. شیرهای برقی مستقیم با اختلاف فشار صفر بار عمل می‌کنند، درحالی‌که انواع شیر برقی غیرمستقیم برای عملکرد بهینه نیازمند حداقل اختلاف فشار 0.5 بار هستند، بنابراین انتخاب باید با فشار ورودی سیستم و شرایط آن هماهنگ شود.
همچنین، سرعت باز و بست سلونوئید ولوها بسیار بالاست (در حدود 10 تا 1000 میلی‌ثانیه) و استفاده نادرست ممکن است باعث ایجاد ضربه چکش شود. در این راستا، پارامترهای مهمی برای انتخاب شیر برقی عبارتند از:
- فشار کاری
- دمای محیط و دمای سیال
- ولتاژ
- عملکرد مدار
- زمان پاسخ
- مقدار Kv (سرعت ثابت موتور)
- قطر لوله
- نوع سیال
- نوع رزوه
- اندازه خروجی (Orifice)
- درجه حفاظت در برابر نفوذ رطوبت و گرد و غبار (IP)
با رعایت این نکات، می‌توانید شیر برقی مناسبی را انتخاب کرده و به بهترین نحوه از آن در سیستم‌های مختلف استفاده کنید.
بهترین برند های شیر برقی
- شیر برقی یونیدی (UNI-D)
- شیر برقی ترک (Tork)
- شیر برقی جیواکس (Gevax)
- شیر برقی پارکر (Parker)
- شیر برقی یونیدو (Uni-DO)
- شیر برقی برهما (BRAHMA)
سخن پایانی
در این نوشتار، ما با شیر برقی آشنا شده و دسته‌بندی انواع مختلف آن را بررسی کرده‌ایم. همچنین توضیح داده‌ایم که چگونه شیر الکتریکی عمل می‌کند و چطور با قطع و وصل شدن جریان الکتریکی، قابلیت کنترل جریان سیال (گاز و مایع) را دارد. یکی از جنبه‌های جالب این شیرها، قابلیت کنترل از راه دور آنهاست.
اگر در فروشگاه پنوماتیک آزادی به دنبال راهنمایی هستید یا نیاز به مشاوره برای راه‌اندازی خطوط تولید یا خرید و نصب تجهیزات صنعتی دارید، با اطمینان ما آماده به ارائه خدمات مشاوره و راهنمایی هستیم.