شیر پنوماتیک یکی از اجزای خط لوله است که مسئول کنترل فشار، دبی و میزان هوایی است که در سیستم پنوماتیک حرکت می‌کند. سیستم‌های پنوماتیک که برای انتقال قدرت به نیروی هوای فشرده وابسته هستند را می‌توان در صنایع مختلف، از ابزارهای پنوماتیک گرفته تا موتورهای دیزلی استفاده کرد. بر اساس اجزای موجود در کاربری‌های مختلف و نوع سیستم پنوماتیک استفاده شده، می‌توان نوع شیر پنوماتیک را انتخاب کرد.
این مقاله به بررسی انواع متداول شیر پنوماتیک که در صنایع مختلف استفاده میشود پرداخته و ویژگی‌های آن‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص شیرآلات صنعتی به مقالات وبلاگ پترو ایلیا مراجعه نمایید.
شیر پنوماتیک به طور کلی دو کاربرد مجزا دارد که نیازمند توضیح است. کاربرد اول آن برای کنترل یا تنظیم جریان هوا (یا هر گاز راکد دیگر) در سیستم پنوماتیک میباشد. این کار با کنترل هوا یا گاز در منبع و تنظیم جریان آن در سیستم پنوماتیک خودکار اتفاق می‌افتد. عملگر یا اکچویتور این شیر می‌تواند دستی، الکتریکی (سولنوید)، موتوری یا پنوماتیک باشد.
مفهوم کلیدی مورد توجه در اینجا گاز یا هوای فشرده‌ای است که داخل پورت‌های شیر سیستم پنوماتیک جریان پیدا کرده و باید کنترل شود.
در کاربرد دیگر این شیر از هوا به عنوان کنترل مکانیزم در شیر استفاده میشود، اما سیالی که داخل پورت‌های شیر جریان پیدا می‌کند چیزی به غیر از هواست، مثلاً ممکن است آب، نفت یا مایع دیگری باشد. وظیفه شیر پنوماتیک کنترل جریان در داخل شیر است اما سیال کنترل شده هوا نیست.
هوا به عنوان عاملی برای کنترل سیال عمل می‌کند و از داخل اکچویتور پنوماتیک عبور می‌کند تا بتواند جریان را قطع، وصل یا تنظیم نماید. بنابراین گاهی اوقات با نام شیرآلات با اکچویتور پنوماتیک شناخته می‌شوند.
به طور خلاصه در کاربرد اول، هوا کنترل میشود اما ممکن است مکانیزم کنترل شیر را در دست بگیرد یا نگیرد. در کاربرد دوم، سیالی به غیر از هوا کنترل میشود، اما مکانیزم کنترل شیر با هوا انجام میشود. تمایز بین این دو کاربرد می‌تواند به فهم بیشتر شیر پنوماتیک و کاربردهای آن کمک نماید. شیرآلاتی که در عنوان بعدی ذکر می‌شوند همگی با کاربرد نوع اول هستند.
انواع شیر پنوماتیک کدامند؟
شیر پنوماتیک که شیر کنترل جهت‌دار هم نامیده میشود بر اساس چند عامل مختلف طبقه بندی میشود که عبارتند از:
• تعداد پورت‌های ورودی و خروجی که در اختیار دارد
• تعداد مسیرهای جریان یا موقعیت‌های تعویض در دسترس
• مکانیزمی که برای باز و بسته کردن پورت‌ها استفاده میشود
• موقعیت شیر زمانی که در وضعیت غیر فعال قرار دارد
به دنبال کامل‌ترین خدمات هستید؟
ما با به‌روزترین تجهیزات و محصولات در کنار شما هستیم. برای دریافت مشاوره در انتخاب و خرید تجهیزات می‌توانید، همین حالا با ما تماس بگیرید.شیر کنترل جهت دار که جهت جریان هوا را کنترل کرده و یا جریان را به کلی قطع می‌کند، بخش بزرگی از شیرهای پنوماتیک را تشکیل داده و انواع مختلفی دارد. این دستگاه‌ها به اشکال مختلف در سیستم‌های هیدرولیک استفاده می‌شوند.
برای مثال اتصال یا قطع منبع هوای فشرده از سیستم یا جمع کردن سیلندرهای هوا که به عنوان بخشی از ماشین یا فرآیندی که سیستم پنوماتیک به وجود آورده حرکت می‌کنند.
با توجه به این موضوع می‌توانیم انواع شیرهای پنوماتیک اولیه را مشخص کنیم:
• شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار دو طرفه
• شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار سه طرفه
• شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار چهار طرفه
• شیر پنوماتیک فنری افست
شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار دو طرفه
این شیر هوا را در دو جهت و از طریق دو پورت (که می‌توانند باز یا بسته باشند) عبور می‌دهد. اگر پورت شیر بسته باشد هیچ هوایی نمی‌تواند در داخل شیر جریان یابد. اگر پورت‌ها باز باشند، هوا می‌تواند از پورت اول یا دوم وارد شیر شده و یا در جهت مخالف حرکت کند.
شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار سه طرفه
این شیر دارای سه پورت است که هر کدام هدف متفاوتی دارند. اولین پورت برای اتصال شیر به اکچویتور یا دستگاهی دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. پورت دوم به جریان هوا متصل میشود و از پورت سوم به عنوان اگزوز خروجی استفاده میشود.
زمانیکه پورت اول و دوم باز بوده و پورت سوم بسته است، هوا از داخل شیر به سمت دستگاه حرکت می‌کند.
زمانیکه پورت اول و سوم باز هستند و پورت دوم بسته است، اکچویتور می‌تواند هوا را تخلیه نماید. شیرهای سه طرفه اغلب به اکچویتورهای سیلندرها متصل بوده و یا به صورت جفت استفاده شده و به سیلندرهای دو کاره متصل می‌شوند.
شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار چهار طرفه
این شیر دارای ۴ پورت مجزاست که دو تا از آن‌ها به اکچویتورها متصل شده، یکی از آن‌ها به جریان هوای تحت فشار متصل میشود و پورت دیگر به عنوان اگزوز خروجی عمل می‌کند. این شیر از متداول‌ترین انواع شیر است که در سیستم‌های پنوماتیک یافت میشود زیرا این چهار پورت مجزا به شیر اجازه می‌دهند تا جهت حرکت موتور یا سیلندر را معکوس کنند.
می‌توان یک پورت دیگر به این شیر اضافه کرده و آن را پنج پورتی کرد. شیر پنج پورتی اغلب برای تامین فشار دو برابر استفاده میشود، یعنی شیر می‌تواند یکی از دو نوع فشار را اِعمال کرده و بسته به نوع کاربری از این دو فشار به صورت متناوب استفاده نماید. همچنین شیر می‌تواند به طور متناوب از پورت دیگر به عنوان پورت خروجی ثانویه استفاده کند.
شیر پنوماتیک فنری افست
طبقه‌بندی این نوع شیر پنوماتیک به نحوه تغییر جهت جریان هوا بستگی دارد. برای مثال در شیر جهت دار دو طرفه، شیر یا باز است (جریان هوا برقرار است) یا بسته است (از جریان هوا جلوگیری شده). برای قرار دادن شیر در موقعیت باز یا بسته، اکچویتور قرقره شیر را در موقعیت مورد نظر قرار می‌دهد.
برای آزاد کردن قرقره شیر و باز گرداندن آن به موقعیت قبلی خود، یک فنر قرقره را آزاد می‌کند. به شیر جهت دار دو طرفه‌ای که چنین عملکردی دارد، شیر اسپرینگ افست (شیر پنوماتیک فنری افست) می‌گویند.
تنظیمات شیر پنوماتیک
در طبقه‌بندی گسترده شیرهای پنوماتیک مانند دو طرفه، سه طرفه و چهار طرفه، ترکیبات متفاوتی از تنظیمات شیر وجود دارد که نشان دهنده پارامترهای مشخص شده از قبل است، یعنی پورت‌ها، سوئیچینگ پوزیشن‌ها و وضعیت‌های غیر فعال. زمانیکه می‌خواهید این تنظیمات را تعریف کنید، از یک سیستم شماره گذاری استاندارد دو رقمی استفاده میشود که با اسلش (/) از هم جدا می‌شوند.
اولین عدد تعداد پورت‌های داخل شیر است و دومین عدد نشان دهنده تعداد سوئیچینگ پوزیشن‌ها است.
برای مثال شیر پنوماتیک ۲/۲ شیری است که دارای دو سوئیچینگ پوزیشن و دو پورت میباشد. شیر پنوماتیک ۲/۳ دارای دو سوئیچینگ پوزیشن و ۳ پورت میباشد. در میان این گزینه‌ها ممکن است در مورد وضعیت غیر فعال شیر نیز سوال پیش بیاید. یک شیر ۲/۲ می‌تواند در حالت معمول در موقعیت بسته باشد، یعنی زمانیکه غیر فعال است شیر بسته است و اجازه نمی‌دهد تا جریان هوا بین پورت‌ها برقرار شود.
برای باز شدن شیر به عمل کردن اکچویتور نیاز است. در شیری که در حالت معمول باز است ، درست عکس این حالت برقرار است، یعنی بدون عمل کردن اکچویتور، شیر اجازه می‌دهد تا جریان هوا برقرار شده و با عمل کردن اکچویتور شیر بسته میشود.
در شیر سه طرفه یکی از پورت‌ها همیشه باز است. در چنین مواردی زمانیکه شیر در حالت عدم فعالیت و بسته قرار دارد، پورت جریان هوا مسدود میشود، بنابراین تا زمانیکه شیر شروع به کار نکرده، هوا جریان نمی‌یابد. به عنوان مثال در یک شیر سه وضعیتی پنج پورتی ممکن است پورت ۱ برای فشار ورودی، پورت ۲ و ۴ و پورت ۳ و ۵ به عنوان پورت‌های اگزوز (خروجی) باشند.
تنظیماتی که معمولاً برای شیرهای پنوماتیک استفاده میشود عبارتند از: ۳/۵، ۲/۵، ۲/۴، ۲/۳ و ۲/۲.
شیرآلات پنوماتیک می‌توانند spring offset یا detented باشند. در شیر اسپرینگ افست همانطور که در بالا ذکر شد، زمانیکه اکچویتور برداشته شود، شیر به نقطه شروع یا وضعیت اولیه خود باز می‌گردد. در شیر detented، شیر در آخرین وضعیت فعال باقی می‌ماند تا اینکه دوباره توسط اپراتور سوئیچ شود.
مشخصات شیر پنوماتیک
در اینجا به طور خلاصه برخی از مشخصات اصلی این شیر را ذکر می‌کنیم. این پارامترها کلی هستند، به همین دلیل باید حتماً به مشخصاتی که تولید کننده در خصوص شیر مورد نظر شما منتشر کرده توجه کنید. بعلاوه مشخصات دقیق آن به عواملی مانند طرح منیفولد، پورت‌ها و مکانیزم اکچویتور بستگی دارد.
• فشار عملیاتی یا دامنه فشار : مقدار فشار یا دامنه فشار (برای مثال در Bars، Psi یا Pa) که شیر برای مدیریت آن درجه‌بندی شده است.
• نوع سیال : نوع سیالی که شیر می‌تواند در ایمنی کامل کنترل نماید. که در اکثر موارد، هوای فشرده خواهد بود.
• ظرفیت یا ضریب جریان : اندازهگیری ظرفیت شیر برای حرکت دادن جریان هوا با ضریب جریان (CV) که نشان دهنده تناسب پایدار بین دبی جریان و فشار تفاضلی است.
• نرخ چرخه شیر : حداکثر تعداد چرخه شیر در هر واحد از زمان
• زمان پاسخ : مدت زمان لازم برای سوئیچ کردن بین وضعیت‌ها یا موقعیت‌ها پس از فعال شدن اکچویتور.
• سایز پورت : پارامترهای ابعاد فیزیکی که بیانگر سایز پورت و استایل رزوه می‌باشند.
• ولتاژ مجاز کویل : در شیرآلاتی که دارای اکچویتور الکتریکی هستند، حداکثر ولتاژی که می‌تواند توسط کویل اکچویتور فعال شود، اندازهگیری میشود و می‌توان آن را بر اساس ولت‌های AC/DC درجه‌بندی کرد.
شیر پنوماتیک یا شیر کنترل جهت دار یکی از اجزای خط لوله است که مسئول کنترل فشار، دبی و میزان هوایی است که در سیستم پنوماتیک حرکت می‌کند.
شیر پنوماتیک به طور کلی دو کاربرد مجزا دارد، کاربرد اول آن برای کنترل یا تنظیم جریان هوا (یا هر گاز راکد دیگر) در سیستم پنوماتیک میباشد. در کاربرد دیگر این شیر از هوا به عنوان کنترل مکانیزم در شیر استفاده میشود، اما سیالی که داخل پورت‌های شیر جریان پیدا می‌کند چیزی به غیر از هواست.
۱- شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار دو طرفه ۲- شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار سه طرفه ۳- شیر پنوماتیک کنترلی جهت دار چهار طرفه ۴- شیر پنوماتیک فنری افست
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!