نکات مهم انتخاب و خرید شیر برقی یا سلونوئیدی

راهنمای خرید شیر برقی

قبل از انتخاب شیر برقی یا سلونوئید ولو، باید اطلاعات کافی در مورد فرآیند و فاکتورهای تاثیر گذار بر عملکرد این شیرها جمع آوری کنید. در ادامه مقاله راهنمای خرید شیر برقی و فاکتورهای تاثیر گذار بر عملکرد آنها را بررسی می کنیم. ساختار شیر برقی به گونه ای طراحی شده که به خاک و ذرات معلق بسیار حساس است و تنها در فرآیندهایی که سیال آنها هوا یا مایعات فاقد ذرات جامد معلق است، قابل نصب می باشد.

در انتخاب شیر برقی باید اطمینان حاصل کنید که متریال بدنه و آب بند با دما و محیط فرآیند سازگار باشد. همچنین سلونوئید ولوها به سرعت باز و بسته می شوند (بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ میلی ثانیه)، بنابراین استفاده نامناسب از آنها می تواند باعث تغییرات فشار (water hammer) در سیستم شود.

پارامترهای مهم در خرید سلونوئید ولو

در خرید شیر برقی یا سلونوئید ولو باید فاکتورهای کلیدی زیر را در نظر بگیرید:

• روش عملکرد
• مدار
• قطر لوله و نوع رزوه
• اندازه خروجی (Orifice)
• جریان سیال
• فشار
• درجه حرارت
• مدت زمان پاسخگویی
• ولتاژ
• درجه حفاظت IP

ولتاژ و سیم پیچ

سیم پیچ شیر برقی، برای تبدیل انرژی الکتریکی به حرکتی به کار می رود. کویل از سیم مسی که دور یک لوله (هسته) پیچیده می شود، تشکیل می شود. لوله به کار رفته در هسته از مواد فرومغناطیس ساخته شده است. با عبور جریان الکتریکی از سیم پیچ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. میدان مغناطیسی ایجاد شده، پیستون را حرکت می دهد. و نهایتا شیر را باز یا بسته می کند.

کویل سلونوئید ولو در دو نوع ولتاژ (DC) و ولتاژ (AC) ساخته شده است. که با توجه به ساختار کلی سیستم می توان یکی از این دو مدل ولتاژ را انتخاب کرد.

مدت پاسخ گویی

زمان پاسخگویی در سلونوئید ولو به صورت زمان بین فعال شدن شیر تا زمانی که فشار نسبت به فشار تست ۱۰ درصد کاهش یا ۹۰ درصد افزایش یابد، تعریف می شود. مدت زمان پاسخ گویی به ساختار شیر، سیم پیچ، فشار اتمسفر و ویسکوزیته محیط‌ وابسته‌ است. معمولا زمان پاسخ گویی شیرهای DC کمی کندتر از شیرهای AC است.

شیرهای مستقیم معمولا عملکرد سریع تری نسبت به شیرهای غیرمستقیم دارند. معمولا شیرهای مستقیم بین ۵ تا ۵۰ میلی ثانیه عمل می کنند و و در حالت غیر مستقیم شیر تا ۱۵۰۰ میلی ثانیه نیز ممکن است تاخیر داشته باشد. بنابراین در حالتی که ممکن است حرکت سریع سلونوئید ولو باعث تغییر در فشار سیستم شود بهتر است شیر غیرمستقیم نصب شود.

فشار

فشار کاری سیستم یکی از مهمترین فاکتورها در انتخاب سلونوئید ولو است. اگر فشار از حداکثر فشار قابل تحمل شیر برقی بالاتر باشد، ممکن است شیر آسیب ببیند، بنابراین در خرید شیر حتما ماکسیمم و مینیمم فشار را در نظر بگیرید.

محدوده دما

برای انتخاب شیر برقی مناسب باید حداکثر و حداقل دمای سیستم را بدانید. در دمای کمتر از ۰ درجه سانتی گراد خطر انجماد در شیر برقی وجود دارد بنابراین در این محدوده دمایی بهتر است از این شیرها استفاده نکنید. متریال به کار‌ رفته‌ در ساخت شیر تعیین کننده محدوده دمای کاری است.

سیال و متریال

شیرهای سلونوئیدی برای نصب در فرآیندهای با سیال مایع و گاز استفاده می شوند. از سیال های متداول می توان روغن، روان کننده، سوخت، آب، هوا و بخار را نام برد. بنابراین هنگام انتخاب شیر سلونوئیدی باید متریال با سیال سازگار باشد. ساخت شیر برقی از متریال برنجی متداول تر است. متریال برنجی با سیال های بسیاری سازگار است و قیمت مقرون به صرفه ای نیز دارد. متریال آب بند در شیرهای برقی معمولا FKM یا EPDM است، هر کدام از این آب بندها ویژگی های خاص خودشان را داشته و برای فرآیندهای متفاوتی مناسب هستند.

سایز شیر

منظور از سایز شیر، قطر نامی دریچه ورودی و خروجی است. اندازه شیر یکی از پارامترهای اصلی و تاثیر گذار در قیمت است. اندازه شیر، ظرفیت جریان سیال ورودی را نیز مشخص می کند. معمولا شیرهای برقی در اندازه های ۱/۴ – ۱/۲ – ۳/۴ – ۱ – ۱ ۱/۴ – ۱ ۱/۲ – ۱ ۳/۴ – ۲ ‌ ساخته‌ و به بازار‌ عرضه‌ می شوند.

دبی سیال

برای خرید شیر برقی یکی از مهم ترین فاکتورهای تاثیر گذار اندازه جریان است. اگر ظرفیت شیر برقی پایین باشد نمی توان از آن برای فرآیندهای کنترلی استفاده کرد. همچنین اگر ظرفیت شیر بیشتر از جریان سیال باشد باعث اتلاف در فرآیند می شود.

درجه حفاظت

درجه حفاظت (IP(Ingress Protection، امکان  نصب یک دستگاه را در محیط های خطرناک، و مقاومت در برابر ورود آب و گرد و غبار و سایر عوامل خارجی مخرب در محیط را نشان می دهد. این کد با توجه به استاندارد IEC 60529 تعیین می شود.

کد IP از دو رقم تشکیل‌ شده‌ است، که رقم اول نشان دهنده درجه حفاظت برای محیط های خطرناک و ورود مواد است و رقم دوم نشان‌ دهنده‌ مقدار حفاظت در برابر رطوبت است.

ممکن است این کد عدد سومی نیز داشته باشد که نشان دهنده مقاومت در برابر اجزا و تجهیزات پرخطر است. درجه حفاظت شیرهای برقی معمولا IP-65 است.

سلونوئید ولو چگونه کار می‌کند؟

شیر برقی از دو جزء اصلی تشکیل شده است: یک شیر برقی و یک بدنه شیر (G). شکل 2 اجزاء را نشان می‌دهد. یک سلونوئید دارای یک سیم پیچ القایی الکترومغناطیسی (A) در اطراف یک هسته آهنی در مرکز به نام پیستون (E) است. در حالت استراحت، می‌تواند به طور معمول باز (NO) یا به طور معمول بسته (NC) باشد.

 هنگامی‌که جریان از طریق شیر برقی عبور می‌کند، سیم پیچ انرژی می‌گیرد و یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. این یک جاذبه مغناطیسی با پیستون ایجاد می‌کند، آن را حرکت می‌دهد و بر نیروی فنر (D) غلبه می‌کند. اگر دریچه به طور معمول بسته باشد، پیستون بلند می‌شود تا مهر و موم (F) دهانه را باز کند و اجازه دهد تا رسانه از طریق شیر جریان یابد.

اگر دریچه به طور معمول باز باشد، پیستون به سمت پایین حرکت می‌کند به طوری که مهر و موم (F) دهانه را مسدود می‌کند و جریان رسانه را از طریق شیر متوقف می‌کند. حلقه سایه (C) از لرزش در کویل های AC جلوگیری می‌کند.

شیرهای برقی در طیف وسیعی از کاربردها با فشارهای بالا یا پایین و دبی کم یا زیاد استفاده می‌شوند. این شیرهای برقی از اصول عملکرد متفاوتی استفاده می‌کنند که برای کاربرد بهینه هستند.

انواع شیرهای برقی

شیر برقی به طور معمول بسته

برای یک شیر برقی به طور معمول بسته، دریچه در صورت قطع برق بسته می شود و رسانه نمی تواند از طریق آن جریان یابد. هنگامی که جریان به سیم پیچ ارسال می شود، یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند که پیستون را به سمت بالا و غلبه بر نیروی فنر را مجبور می کند. این کار مهر و موم را از بین می‌برد و روزنه را باز می‌کند و به رسانه اجازه می‌دهد از شیر عبور کند. شکل زیر اصل عملکرد یک شیر برقی معمولی بسته را در حالت های بدون انرژی و برق نشان می دهد

شیر برقی به طور معمول باز

برای یک شیر برقی معمولی باز، دریچه در صورت قطع برق باز است و رسانه می تواند از طریق آن جریان یابد. هنگامی که جریان به سیم پیچ ارسال می شود، یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند که پیستون را به سمت پایین مجبور می کند و بر نیروی فنر غلبه می کند.

سپس مهر و موم در دهانه قرار می گیرد و آن را می بندد، که از عبور مواد از طریق شیر جلوگیری می کند. شکل 6 اصل عملکرد یک شیر برقی معمولی باز را در حالت های بدون انرژی و برق نشان می‌دهد. یک شیر برقی معمولی باز برای کاربردهایی که نیاز به باز بودن شیر برای مدت زمان طولانی دارند، ایده آل است زیرا در این صورت انرژی کارآمدتر است.

شیر برقی دو پایدار

یک شیر برقی دوپایا یا چفت شونده را می‌توان با یک منبع تغذیه لحظه ای سوئیچ کرد. سپس بدون هیچ قدرتی در آن موقعیت باقی خواهد ماند. بنابراین، به طور معمول باز یا بسته نیست زیرا در موقعیت فعلی باقی می‌ماند که هیچ برقی اعمال نمی‌شود. آنها این کار را با استفاده از آهنرباهای دائمی به جای فنر انجام می دهند.