شیرهای برقی الکترومغناطیسی (که به عنوان شیرهای برقی نیز شناخته می شوند) دریچه هایی هستند که توسط جریان الکتریکی کنترل می شوند. آنها از دو بخش اصلی تشکیل شده اند - بدنه شیر و شیر برقی (کویل). شیر برقی از یک سیم مسی زخمی تشکیل شده است که یک هسته را با یک پیستون بسته متحرک احاطه کرده است. وظیفه سیم پیچ ایجاد میدان مغناطیسی با عبور جریان الکتریکی است که پیستون را حرکت داده و دریچه را باز یا بسته می کند. بنابراین شیرهای برقی از جریان الکتریکی برای تبدیل به حرکت خطی استفاده می کنند.
شیرهای برقی برای اهداف زیادی استفاده می شوند. برای محیط های مایع و گاز مناسب هستند - برای بسته شدن، باز کردن، دوز کردن، توزیع یا اختلاط در سیستم های توزیع. کاربردهای کلاسیک شامل سیستم های گرمایشی، آبیاری، ماشین ظرفشویی و ماشین لباسشویی، سیستم های تبرید و تهویه مطبوع، پزشکی، دندانپزشکی، نظافت صنعتی و مخازن آب است.
شیرهای برقی در ساختارهای معمولی دو طرفه یا حتی پیچیده تر سه طرفه و چند طرفه هستند که برای سوئیچینگ و اختلاط جریان استفاده می شوند. اغلب بدنه شیرها از برنج، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم یا حتی پلاستیک ساخته می شوند. قبل از خرید همیشه بررسی کنید که مواد برای استفاده مورد نظر مناسب است و با محیط سازگار است.
شیر شامل بدنه سوپاپ و سیم پیچی است که روی آن نصب شده است. ورودی و خروجی با اتصالاتی تعبیه شده است تا بتوان آن را به خط لوله متصل کرد. در داخل بدنه دریچه می‌توانیم یک حلقه، فنر، پیستون و آب‌بند یا دیافراگم پیدا کنیم.
1) سیم پیچ 2) آرمیچر 3) حلقه محافظ 4) فنر 5) پیستون 6) آب بندی 7) بدنه شیر
1) سیم پیچ 2) آرمیچر 3) حلقه محافظ 4) فنر 5) پیستون 6) آب بندی 7) بدنه شیر 8) دهانه بدنه 9) دیافراگم
دو دسته اصلی شیر برقی NO و NC هستند - معمولاً باز و معمولاً بسته. هنگامی که جریان الکتریکی به سیم پیچ اعمال می شود، میدان مغناطیسی ایجاد می شود که قدرت آن به جریان، تعداد سیم پیچ های سیم و مواد هسته متحرک بستگی دارد که به آن پیستون نیز می گویند. میدان مغناطیسی این پیستون را حرکت می دهد و بنابراین دریچه را می بندد یا باز می کند. بدون برق، شیر می تواند بسته یا باز باشد.
با یک دریچه به طور معمول بسته ، هنگام تغذیه، پیستون به دلیل میدان مغناطیسی به سمت بالا کشیده می شود. بنابراین دریچه باز می شود تا محیط جریان یابد. نیروی میدان مغناطیسی پیستون را در مقابل فنر بالا می برد و به نوبه خود آن را به سمت پایین هل می دهد. هنگامی که برق قطع می شود، میدان مغناطیسی ناپدید می شود و فنر پیستون آن را به موقعیت اولیه خود فشرده می کند. بنابراین دریچه بسته می شود. این یک نوع پرکاربرد به دلایل ایمنی در حوادث قطع برق است.
یک شیر معمولاً باز اجازه می دهد تا محیط بدون برق جریان یابد. پیستون همیشه بیرون کشیده می شود و محیط می تواند از طریق دریچه جریان یابد. با این حال، هنگام تغذیه، میدان مغناطیسی پیستون را به سمت پایین فشار می دهد و دریچه را می بندد. این نوع عمدتاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شود که در آن باز بودن شیر برای مدت طولانی‌تر به صرفه‌تر است.
شیرهای برقی نیز در نحوه کار با یکدیگر متفاوت هستند. آنها می توانند مستقیماً کار کنند، جایی که سیم پیچ مستقیماً یک روزنه را باز می کند، یا به طور غیر مستقیم کار می کنند، یعنی با اختلاف فشار بین ورودی و خروجی کنترل می شوند. یک فلش روی بدنه آنها باید در جهت جریان در سیستم های لوله کشی باشد.
شیرهایی که به طور مستقیم کار می کنند بر اساس یک اصل بسیار ساده کار می کنند. برای این مثال، یک شیر به طور معمول بسته خواهیم داشت. هنگامی که برق شیر برقی قطع می شود، فنر آن به پیستون فشار می آورد، که سپس دهانه شیر را می بندد و روی مهر و موم قرار می گیرد. پس از روشن شدن برق، سیم پیچ پیستون را به سمت بالا می کشد و شیر برقی را باز می کند. با یک دریچه به طور معمول باز، دقیقا برعکس است.
این شیر برقی ها بیشتر برای جریان های کوچک که فشار زیادی وجود ندارد استفاده می شود. آنها نیازی به فشار یا اختلاف فشار برای کار ندارند، بنابراین می توان از آنها حتی در فشار خط صفر استفاده کرد.
شیرهایی که به طور غیرمستقیم کار می کنند، که گاهی اوقات به صورت پایلوت نیز نامیده می شوند، بر اساس اصل اختلاف فشار بین ورودی و خروجی کار می کنند. در این حالت، دهانه شیر توسط دیافراگم بسته می شود که دهانه ورودی و خروجی را از هم جدا می کند. یک سوراخ در دیافراگم وجود دارد که از طریق آن محیط می تواند از ورودی به محفظه بالا جریان یابد. این فشار وارد بر دیافراگم را متعادل می کند و بسته باقی می ماند. دوباره، اجازه دهید یک دریچه معمولی بسته را به عنوان مثال در نظر بگیریم. هنگامی که شیر برق ندارد، دیافراگم توسط فنر به پایین رانده می شود و فشار در محفظه بالای دیافراگم افزایش می یابد. بنابراین دیافراگم دریچه را می بندد و رسانه نمی تواند جریان یابد. محفظه بالای دیافراگم توسط یک کانال کوچک (روزنه خلبان) که توسط یک پیستون بسته می شود به دهانه خروجی متصل می شود. هنگامی که سیم پیچ برق می گیرد، پیستون را بالا می برد، اجازه می دهد رسانه ها از طریق دهانه خلبان به خروجی جریان پیدا کنند. از آنجایی که از دهانه کوچکتر بزرگتر است، فشار بالای دیافراگم کاهش می یابد، در حالی که فشار در دهانه ورودی یکسان است و اکنون حتی بیشتر است. بنابراین دیافراگم را بلند می کند و به رسانه اجازه می دهد تا به خروجی جریان یابد. فشار دیفرانسیل از 0.3 بار تا 1 بار متغیر است. با یک شیر به طور معمول باز، اصل کار دقیقا برعکس است.
این شیرها برای دبی بزرگتر مناسب هستند.
شیرهای دو طرفه یکی از اساسی ترین شیرهای برقی هستند. یک فلش مشخص روی بدن آنها وجود دارد که در جهت جریان است. برای اینکه شیر به درستی کار کند باید این جهت رعایت شود. از شیرهای دو طرفه برای باز یا بستن جریان استفاده می شود. با این حال، گاهی اوقات به برنامه های پیچیده تری مانند مخلوط کردن نیاز است. برای این کار از شیرهای سه و چند طرفه استفاده می شود.
شیرهای سه طرفه در مجموع دارای سه پورت برای اتصال هستند. آنها می توانند بین دو مدار سوئیچ کنند یا دو مدار را با هم مخلوط کنند. برخی از شیرها هر دوی این عملکردها را انجام می دهند، هر کدام که در یک زمان معین مورد نیاز باشد. شیر برقی همیشه فقط به دو پورت در یک زمان متصل است که رسانه در یک لحظه معین از طریق آنها جریان می یابد.
سیم پیچ برقی کنترل می کند که کدام اتصال خروجی برای جریان استفاده می شود. بدون انرژی، محیط از طریق خروجی بالایی جریان می یابد. اگر سیم پیچ برق داشته باشد، پیستون به سمت بالا کشیده می شود و مسیر خروجی بالایی بسته می شود، اما مسیر خروجی پایین باز می شود. رسانه به خروجی دوم هدایت می شود.
در این حالت شیر دارای دو ورودی و یک خروجی می باشد. سیم پیچ تعیین می کند که کدام خروجی در یک لحظه معین استفاده شود. رسانه بدون برق از ورودی بالایی به خروجی جریان می یابد. از طرف دیگر وقتی برق می‌گیرد، سیم پیچ پیستون را به سمت بالا می‌کشد و جریان ورودی بالا را متوقف می‌کند و اجازه دسترسی از ورودی پایین را می‌دهد.
این شیر در هر دو جهت کار می کند. یا به صورت توزیع یا اختلاط. با این حال، تنها دو پورت می توانند به طور همزمان کار کنند.
کویل ها با جریان مستقیم یا متناوب تغذیه می شوند. سیم پیچ های DC بیشتر از سیم پیچ های AC هستند. کمتر مستعد جمع آوری کثیفی هستند و نیروی بالابر در حالت اولیه و برآمده ثابت باقی می ماند. با این حال، انرژی مصرف شده و نیروی مغناطیسی سیم پیچ های DC وابسته به دما هستند. کویل های AC وابستگی کمتری دارند، اما بیشتر در معرض آلودگی هایی هستند که می توانند باعث وزوز سیم پیچ شوند. آنها با سرعت سوئیچینگ سریعتر مشخص می شوند. اگر پیستون مسدود شود، ممکن است سیم پیچ بیش از حد گرم شود. در همان ولتاژ، مقاومت سیم پیچ AC کمتر از سیم پیچ DC است.
محدوده ولتاژ سیم پیچ ها گسترده است. برای جریان مستقیم بین 12-48 ولت، برای جریان متناوب بین 110-230 ولت است. شیرهای برقی معمولاً با سیم پیچ فروخته می شوند، اما می توان شیرهای بدون سیم را نیز پیدا کرد. کویل‌ها کاملاً قابل تعویض هستند و در صورت توقف کار کردن، می‌توانید برای هر شیر یک سیم پیچ جایگزین پیدا کنید. تعویض سریع و آسان است.
مواد یک مهر و موم و دیافراگم باید همیشه با رسانه سازگار باشد. نوع متفاوت مهر و موم همیشه برای رسانه های مختلف مناسب تر است.
NBR - یا لاستیک نیتریل منشاء مصنوعی دارد. با مقاومت در برابر سایش بالا مشخص می شود. این یک الاستومر با استحکام کششی بالا است. احتمال تغییر شکل بسیار کم است. برای مایعات مبتنی بر آب و گلیکول، برای روغن ها و برای محیط های گازی مانند هوا مناسب است. دما باید بین -10 و +90/100 درجه سانتیگراد باشد.
EPDM - لاستیک اتیلن پروپیلن. با مقاومت بالا در برابر پیری، ازن، گرما و اشعه UV مشخص می شود. در اینجا احتمال تغییر شکل بسیار کم است. محدوده دما گسترده تر از NBR است، از -30 درجه تا +140 درجه سانتیگراد. EPDM بیشتر برای مایعات مبتنی بر آب و گلیکول و برای کاربردهای بخار استفاده می شود.
ViTON - برای کاربردهایی با محدوده دمایی -15 تا 220 درجه سانتیگراد. این یک ماده فلورو لاستیک با مقاومت در برابر تعداد زیادی از مواد شیمیایی مانند روغن های معدنی، ازن، سوخت ها، حلال های آلی و غیره است. با خواص عایق عالی و مقاومت در برابر خلاء مشخص می شود. خیلی انعطاف پذیر نیست و به راحتی خراشیده می شود.
FKM - یکی دیگر از مواد فلورو لاستیک با خواص مشابه ViTON. محدوده دما از 0 تا 100 درجه سانتیگراد است. در کاربردهای آب و گلیکول، برای روغن‌ها و محیط‌های گازی مانند هوا استفاده می‌شود.
PTFE - یک پلیمر بسیار بادوام با محدوده دمایی -10 تا +150 درجه سانتیگراد. برای کاربردهای بخار استفاده می شود. با مقاومت بسیار بالا در برابر پیری و مواد شیمیایی، استحکام کششی بالا و اصطکاک کم مشخص می شود.
منبع : پرسیکا صنعت
