شیر برقی یا سلونوئید ولو چیست؟

شیرآلات برای این به وجود آمده‌اند که در مواقع لازم بتوان از طریق آن‌ها جریان آب، برق یا گاز را قطع و یا وصل نمود. این قطعات در انواع و اشکال مختلف یافت می‌شوند و هر نوع را می‌توان در یک شاخه یا صنعت استفاده کرد. این قطعات یا به صورت مکانیکی عمل می‌کنند و برای قطع و وصل آن نیاز به یک اپراتور می‌باشد و یا به صورت الکتریکی و برقی هستند و فرآیند قطعی و وصلی را به شکل اتوماتیک و با دریافت دستور، انجام می‌دهند. سلونوئید ولو یا شیر برقی یکی از انواع این شیرآلات است که در صنعت تهویه مطبوع کاربردهای مهمی دارد. در ادامه با تهویه آسمان همراه باشید تا به بررسی این قطعه بپردازیم.

سلونوئید ولو چیست؟

سلونوئید ولو یا شیر برقی (solenoid valve) قطعه‌ای است که برای قطع و وصل جریان مایعات و گازها در صنایع به کار می‌رود. شیر برقی به صورت الکترومکانیکی عمل می‌نماید به این شکل که از طریق جریان برق، سیگنالی را دریافت کرده و سپس اقدام به یک حرکت مکانیکی برای باز یا بست ولو (شیر) می‌نماید. وقتی ولو بسته می‌شود، جریان قطع شده و وقتی ولو باز می‌شود، جریان دوباره برقرار می‌گردد. سازنده سلونوئید ولو، یک فیزیکدان فرانسوی به نام آندره ماری آمفر (André-Marie Ampère) است که این قطعه را در سال 1820 اختراع کرد. همچنین از او به عنوان بنیانگذار علم الکترومغناطیس کلاسیک نیز نام برده می‌شود.

منظور از سلونوئید در این قطعه، واحدی است که عملکرد الکتریکی را برعهده دارد. سلونوئید دارای 3 قسمت قاب، سیم پیچ و سنبۀ فولادی است. سلونوئید همچنین دارای قاب محافظ بوده که این قطعه را از گردوخاک و آب، طبق استانداردهای IP، محافظت می‌نماید.

همان‌طور که احتمالاً متوجه شدید، شیر برقی به صورت کاملاً اتوماتیک عمل می‌کند و نیازی به اعمال نیروی اپراتوری مثل انسان ندارد، به همین دلیل در دستۀ تجهیزات خودعملگر قرار می‌گیرد. عملکرد شیر برقی شبیه به کنتاکتور هست، هر دوی اینها برای عمل کردن نیاز به برق دارند و با وصل شدن برق به بوبین، عمل قطع و وصل جریان صورت می‌گیرد. بوبین سیم پیچی است که به دور هستۀ سولونوئید ولو پیچیده شده است و با اتصال به جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی تولید می‌کند. این میدان مغناطیسی فرمان باز و بسته شدن به دریچه را صادر می‌نماید و در صورتی که شیر در حالت بسته کامل قرار داشته باشد با ارسال سیگنال به قسمت فرمان شیر، دریچه شیر به صورت کامل باز می‌شود. به عبارت بهتر این دسته از شیرآلات سلونوئیدی با تبدیل انرژی برقی به انرژی مکانیکی عمل می‌کنند.

عملگر یا اکچویتور چیست؟

عملگر یا اکچویتور (Actuator) قطعه‌ای است که در شیر برقی استفاده می‌شود تا عملیات باز و بست شیرها را به صورت اتوماتیک انجام دهد. اکچویتور به شکل یک آهنربای الکتریکی است. زمانی که انرژی می‌گیرد، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که یک پیستون یا آرماتور محوری را در برابر فنر می‌کشد. این عملگر، شیر را به صورت خطی و دورانی باز و بسته می‌کند و دارای سه نوع الکتریکی، هیدرولیکی و نیوماتیکی است. نوع نیوماتیکی پراستفاده‌ترین نوع اکچویتور می‌باشد. برخی عملگرها می‌توانند قابل کنترل باشند و به هر میزان که بخواهیم آن‌ها را باز و بسته کنیم. برای مثال می‌توانیم در صورت نیاز فقط 50 درصد شیر را باز نگه داریم و این موضوع از طریق PLC ها و تعریف برنامۀ مورد نظر در آن‌ها قابل اجرا است.

کاربرد و انواع سلونوئید ولو

شیرهای برقی پرکاربردترین عناصر کنترلی در سیالات هستند. این شیرها در ویژگی‌های جریان الکتریکی که استفاده می‌کنند، قدرت میدان مغناطیسی که تولید می‌کنند، مکانیسمی که برای تنظیم سیال استفاده می‌کنند و نوع و ویژگی‌های سیالی که کنترل می‌کنند، متفاوت هستند. مکانیسم آن‌ها از خطی کار کردن (linear action)، محرک‌های نوع پیستونی (plunger-type actuators) تا محرک‌های آرمیچر محوری (pivoted-armature actuators) و محرک‌های راکر (rocker actuators) متفاوت است.

انواع سلونوئید ولو از نظر عملکرد

سلونوئید ولو صنعتی از نظر عملکرد به سه دسته تقسیم می‌شود:

1. شیر برقی با عملکرد مستقیم: در این نوع شیر برقی و در حالتی که برق وارد سیم‌پیچ شیر نشده باشد، پیستون شیر توسط یک فنر، در سمت پایین قرار گرفته و جریانی اتفاق نمی‌افتد. زمانی که الکتریسیته وارد فنرپیچ شود، تشکیل یک میدان مغناطیسی می‌دهد و به این ترتیب پیستون به سمت بالا حرکت کرده و جریان مبرد باز می‌شود.
2. شیر برقی با عملکرد غیرمستقیم: در این نوع شیر، پورت ورودی و خروجی توسط یک دیافراگم از جنس لاستیک، از یکدیگر جدا می‌شوند. فشار فوقانی سیال باعث بسته شدن دیافراگم شده و جریان قطع می‌شود. در مقابل وقتی جریان الکتریکی ایجاد شود، فنر فشرده شده و مسیر حرکت سیال باز می‌گردد. از آن‌جا که این مدل از اختلاف فشار پورت‌ها برای باز و بسته شدت شیر بهره می‌برد به ۰.۵ بار فشار نیاز دارد.
3. شیر برقی با عملکرد نیمه مستقیم: این نوع از سلنوئید ولو عملکردی شبیه به نوع غیرمستقیم دارد اما با این تفاوت که در نوع نیمه مستقیم دیافراگم هم به‌وسیله پیستون و هم اختلاف فشار باز می‌شود. تفاوت دیگر این دو در این است که شیر نیمه مستقیم می‌تواند با فشار ۰ نیز کار کند.

انواع سلونوئید ولو از نظر تعداد اتصالات

شیر برقی می‌تواند از نظر تعداد مسیرهای ورودی و خروجی، دو طرفه، سه طرفه و یا حتی چهار طرفه نیز باشد.

سلونوئید ولو می‌تواند از طراحی دو پورت برای تنظیم جریان استفاده کند، در این حالت اگر دریچه باز باشد، دو پورت به هم متصل شده و سیال بین پورت‌ها جریان می‌یابد.

شیر برقی همچنین می‌تواند از طراحی سه پورت یا بیشتر برای جابجایی جریان‌ها بین مسیرهای استفاده کند. سلونوئید ولوهای سه راهه دارای سه اتصال لوله و دو دهانه هستند. وقتی یک روزنه باز است دیگری بسته شده و بالعکس.

در تصویر زیر یک شیر برقی سه طرفه را مشاهده می‌نمایید.

شیر برقی چیلر تراکمی

در چیلرهای تراکمی (مانند چیلر دستگاه تزریق پلاستیک) از سلونوئید ولو در خط مایع چیلر استفاده می‌شود. این قطعه در چیلر به کمپرسور متصل شده است و در صورت به وجود آمدن هرگونه قطعی در کمپرسور، جریان را قطع کرده تا مانع از عبور مبرد گردد.

قیمت چیلر ۳۰۰ تن – قیمت چیلر ۱۰۰ تن

سلونوئید ولو هیدرولیکی

سلونوئید ولو هیدرولیک (Hydraulic Solenoid Valve) یک شیر برقی جهتی کنترل شده الکترومغناطیسی است که در یک سیستم هیدرولیک برای باز کردن، بستن یا تغییر جهت جریان مایع استفاده می‌شود. این شیر با یک سلونوئید کار می‌کند که یک سیم پیچ الکتریکی است که در مرکز آن به دور یک هسته فرومغناطیسی پیچیده شده است. این شیر از محفظه‌های مختلفی تشکیل شده است که به آن‌ها پورت نیز می‌گویند. شیر برقی هیدرولیک را می‌توان در پمپ‌هایی مانند پمپ پیستونی محوری با جابجایی متغیر برای کنترل حجم خروجی سیال هیدرولیک استفاده کرد.

سلونوئید ولو پنوماتیک

شیر برقی پنوماتیکی (Pneumatic solenoid valve) برای هدایت یا توقف جریان هوای فشرده در یک سیستم پنوماتیک استفاده می‌شود. در شیر برقی پنوماتیک با استفاده از جریان الکتریکی، سیم پیچ موجود در آن، خاصیت آهنربایی به دست آورده و نیروی لازم برای تغییر مجدد وضعیت شیر برقی، ایجاد می‌شود. سلونوئید ولو پنوماتیک با توجه به نیازهای خاص قابل تنظیم است و می‌توان از آن برای کنترل انواع واسطه‌هایی مانند هوا، برق، گاز، بخار و روغن استفاده کرد.

سلونوئید ولو ضد انفجار

بعضی از انواع شیر برقی‌ها مجهز به قابلیت ضدانفجار هستند که این قابلیت مانع از وارد شدن هرگونه خسارت به سایر اجزای دستگاه شما می‌شود. شیرهای برقی ضد انفجار با سیم پیچ یا محفظه‌ای طراحی و تولید می‌شوند که در صورت به وجود آمدن هرگونه جرقه و یا انفجار داخلی، مانع از نشت بخارات و ذرات قابل احتراق در محیط اطراف می‌شود. پس در اینجا ضد انفجار به این معنی است که اگر انفجاری اتفاق بیفتد، دستگاه توسط یک محفظه ضد انفجار محافظت می‌شود که به مهار انفجار و جلوگیری از گسترش آن کمک می‌کند.

اجزای سلونوئید ولو

شیر برقی یا سلونوئید ولو از دو قسمت مهم بوبین (Coil) و شیر اصلی (بدنه) تشکیل شده است.

قسمت اول یعنی بوبین، خودش از چندین قسمت شامل سیم پیچ، میله آهنی، فنر، شیر­ کنترلی و کانال کنترلی تشکیل می‌شود.

قسمت دوم یعنی شیر اصلی، از ورودی، خروجی، دیافراگم و فنر دیافراگم تشکیل شده است

دیافراگم سلونوئید ولو

نماد سلونوئید ولو یا شیر برقی

معمولاً از نماد زیر برای سلونوئید ولو استفاده می‌شود:

پرسش و پاسخ