شیر آلات (شیرهای فرمان)

انواع شیر های پنوماتیک

یکی از مهم ترین قسمت های تشکیل دهنده سیستم های پنوماتیک، شیر ها هستند که در صنایع مختلف، از انواع شیر پنوماتیک استفاده می شود. انواع این شیر ها با توجه به نوع کاربرد و محل استفاده تولید شده اند.

شیر پنوماتیک چیست؟

یکی از انواع سیستم هایی که در صنایع مختلف از ابزار های برقی گرفته تا ماشین های پیچیده صنعتی استفاده می شوند، سیستم های پنوماتیک می باشند. در سیستم های پنوماتیک ماده انتقال دهنده انرژی، هوای فشرده می باشد.

به همین دلیل همان طور که در سیستم های هیدرولیک، روغن هیدرولیک کنترل می شود، در سیستم های پنوماتیک نیز هوا بایستی کنترل و هدایت شود.

شیر پنوماتیک (Pneumatic Valve) قطعه ای است که وظیفه آن قطع و وصل و کنترل فشار، دبی، جهت، مقدار و… هوای عبوری در سیستم، می باشد.

در طراحی سیستم پنوماتیک باید بر اساس فشار مورد نیاز سیستم، جهت جریان گاز، دبی جریان و… مناسب ترین گزینه از انواع شیر پنوماتیک را انتخاب کرد.
اگر شیر انتخابی، برای سیستم پنوماتیک مورد نظر مناسب نباشد، باعث علمکرد نادرست سیستم می شود.

اهمیت انواع شیر پنوماتیک در یک سیستم پنوماتیک

انتخاب و نصب انواع شیر پنوماتیک باید طبق اصول مهندسی و با محاسبات دقیق انجام گیرد. اگر حتی یکی از شیر ها، جریان هوا را به درستی هدایت نکند یا نشتی داشته باشد، فشار روی مهم ترین قطعه سیستم، بالا می رود و می تواند باعث آسیب جدی شود.

به عنوان مثال فرض کنید در صورتی که آب مصرفی منزلتان توسط یک پمپ تامین شود. اگر شیر های موجود در خط انتقال درست کار نکنند و اجازه عبور آب از خط لوله را ندهند، فشار روی پمپ زیاد می شود و در نتیجه پمپ سوخته یا آسیب جدی می بیند. این مسئله درباره انواع شیر پنوماتیک در یک سیستم پنوماتیک نیز صدق می کند.

نحوه عملکرد شیر های پنوماتیک

شیر های پنوماتیک وظیفه کنترل و تنظیم جریان هوا یا هر گاز دیگر مورد استفاده در سیستم پنوماتیک را دارا می باشند و می توانند جهت عبور جریان گاز را به سمت لوله ها، تیوب ها یا اجزاء دیگر سیستم مشخص و هدایت کنند.

این موضوع قابلیت اتوماتیک شدن سیستم را تا حدودی برای ما ایجاد می کند، اما این شیر ها برای عمل کردن و کنترل هوا احتیاج به یک نیروی محرکه دارند.

در انواع شیر پنوماتیک این نیروی محرکه می تواند به صورت دستی، مکانیکی، الکتریکی و یا پنوماتیکی باشد. هنگامی که نیروی محرکه عمل کند، شیر نیز عمل کرده و مسیر گاز را باز یا بسته و کنترل می کند. باز و بسته شدن به موقع شیر های پنوماتیک موضوع بسیار مهمی می باشد که حتما بایستی رعایت شود.

به صورت کلی هر شیر پنوماتیک به یک دسته یا فلکه (Stem) متصل می باشد و به وسیله اعمال نیرو به دسته، شیر باز یا بسته می شود.

تمام سیستم های پنوماتیکی به تعدادی سنسور نیز متصل می باشند. سنسورها وظیفه کنترل دبی و فشار هوا را دارند و اگر فشار هوا به میزان کافی نباشد، سنسور سیگنالی به شیر پنوماتیک فرستاده و شیر باز یا بسته می شود.

شیر های پنوماتیک با روش های متفاوتی تقسیم بندی می شوند که در ادامه به توضیح آن می پردازیم.

تقسیم بندی شیر های پنوماتیک از لحاظ نیروی محرکه وارد شده

  1. شیر پنوماتیک برقی
  2. شیر پنوماتیک الکترومغناطیسی
  3. شیر پنوماتیک با عملگر پنوماتیک
  4. شیر پنوماتیک با عملگر مکانیکی

1.  شیر های پنوماتیک برقی یا سلونوئیدی (Electric Pneumatic Valves)

شیر هایی که دارای تحریک الکتریکی می باشند، اصطلاحا شیر برقی پنوماتیکی نام دارند. با اعمال جریان الکتریکی در این شیر ها، بوبین آن ها فعال می شود و به شیر نیرو وارد کرده و آن را تحریک می کند، سپس شیر پنوماتیک تغییر وضعیت داده و گاز یا هوا را کنترل می کند.

2.  شیر های پنوماتیک الکترومغناطیسی (Electromagnetic Pneumatic Valves)

اهرم یا دسته شیر به یک سیم پیچ (Coil) متصل می باشد. این سیم پیچ به وسیله یک جریان الکتریکی خارجی تحریک می شود و سنسور سیگنال باز یا بسته شدن را به شیر می فرستد، سپس جریان الکتریکی به سیم پیچ القاء شده و سیم پیچ با ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی باعث حرکت دسته شیر می شود.

3.  شیر های پنوماتیک با عملگر پنوماتیک (Pneumatically Operated Valves)

دسته یا اهرم این مدل از شیر ها به وسیله جریان هوای فشرده داخل سیستم کنترل می شود. هنگامی که سنسور، سیگنال عبور یا قطع جریان را بفرستد، هوای فشرده شده بر اهرم شیر نیرو اعمال می کند و شیر باز یا بسته می شود.

4.  شیر های پنوماتیک با عملگر مکانیکی (Mechanical Pneumatic Valves)

این دسته از شیر های پنوماتیک تفاوت زیادی با شیرآلات رایج خانگی ندارند. در این دسته از شیر های پنوماتیک یک اهرم یا سوئیچ به شیر متصل می شود و وظیفه باز یا بسته کردن شیر به طور معمول بر عهده یک اپراتور می باشد. در صورتی که در مدل های قبل اپراتور در عملکرد شیر نقشی نداشت.

این شیر ها با توجه به کارکرد ساده ای که دارند معمولا فقط برای قطع یا وصل کردن جریان هوا مورد استفاده قرار می گیرند و مقدار چرخش دیسک داخلی آن ها 90 درجه می باشد.

تقسیم بندی شیر های پنوماتیک از لحاظ عملکرد

شیر های پنوماتیک دارای انواع مختلفی از نظر عملکرد، اندازه، کاربرد، اصول طراحی و… می باشند. انواع شیر پنوماتیک طبق عملکردشان عبارتند از:

  1. شیر کنترل جهت دار (Directional Control Valve)
  2. شیر کنترل فشار (Pressure Control Valve)
  3. شیر یکسو کننده (Non-Return Valve)
  4. شیر کنترل جریان (Flow Control Valve)

1. شیر کنترل جهت دار

وظیفه شیر های کنترل جهت دار، کنترل جهت حرکت گاز در یک مدار پنوماتیک است و می توانند باعث توقف یا ادامه حرکت گاز یعنی قطع و وصل شدن جریان نیز شوند.

در واقع این شیر ها مسیر حرکت گاز یا هوا را کنترل و تنظیم می کنند و بر اساس تعداد ورودی و خروجی سیال به چند صورت وجود دارند. بهتر است در ابتدا با نحوه نام گذاری شیر های جهت دار آشنا شویم.

نحوه نام گذاری شیر های پنوماتیک جهت دار

روشی نام گذاری شیر های جهت دار بر اساس تعداد پورت ها و حالت هایی می باشد که شیر می تواند در آن موقعیت ها قرار گیرد. در این حالت شیر را با دو عدد که بین آن ها یک اسلش “/” می باشد نشان می دهند.

عدد سمت راست تعداد موقعیت هایی که شیر قابلیت سوییچ شدن به آن ها را دارد وعدد سمت چپ اسلش تعداد پورت های شیر را نشان می دهد.

برای مثال یک شیر 2/4 (چهار به دو) خوانده می شود، چهار پورت دارد و در دو موقعیت قابلیت سوییچ شدن دارد.

انواع شیر کنترل جهت دار

  • شیر کنترل جهت دار پنوماتیک دو طرفه (Two-Way directional control valve)

این شیر ها دارای دو پورت یا ورودی می باشند و اگر هر دوی آن ها باز باشند، هوا در دو جهت وارد و خارج می شود و اگر پورت ها بسته باشند هیچ هوایی در داخل شیر وجود نخواهد داشت.

شیر کنترل جهت دار پنوماتیک دو طرفه معمولاً برای باز یا بسته کردن جریان استفاده می شود، چراکه تنها دارای یک مسیر ورود و خروج می باشند.

این شیر ها نمونه ای پرکاربرد از شیر کنترل جهت پنوماتیک می باشد. از کاربرد های آن قطع مسیر روغن یا هوا، هواگیری روغن در شیر های اطمینان و راه اندازی فرمان یا شیر های دیگر می باشد. به طور معمول بدنه این شیر ها از جنس آهن، آلومینیوم و یا برنز می باشد تا کاملا آب بند باشند. درغیر این صورت سیال پرفشار به بیرون نشت خواهد کرد.

یک شیر کنترل جهت دو طرفه می تواند دو حالت داشته باشد: در حالت عادی باز که در اصطلاح به آن نرمالی اپن (NO) و در حالت عادی بسته که به آن نرمالی کلوز (NC) می گویند. مشخصات فنی هر یک از این شیر ها به صورت زیر می باشد.

1. در حالت عادی باز

در حالت عادی که شیر در وضعیت تحریک نیست، مسیر ورودی به مسیر خروجی راه دارد و هنگامی که شیر تحریک شود، ارتباط بین آنها قطع خواهد شد. نحوه عملکرد این شیر ها، به صورتی می باشد که هوا از ورودی وارد و تا زمانی که سلونوئید تحریک نشده است، هوا در حالت خود باقی می ماند که در اصطلاح به آن حالت استراحت (Rest State) می گویند. هنگامی که بوبین فعال می شود که این فعال شدن می تواند به صورت برقی یا دستی باشد، جریان هوا متوقف شده و با توجه به نوع جک طراحی شده هوا از آن خارج می شود و به حالت اولیه خود باز می گردد. نماد شیر پنوماتیک شیر کنترل جهت 2/2 در حالت عادی باز به صورت زیر می باشد.

2. در حالت عادی بسته

در شیر کنترل جهت دو طرفه در حالت عادی بسته، به صورت عادی ورودی و خروجی به هم راه ندارند و جریان سیال برقرار نمی باشد و در صورت تحریک شیر این جریان برقرار خواهد شد. نماد شیر پنوماتیک شیر کنترل جهت 2/2 در حالت عادی بسته به صورت زیر می باشد.

  • شیر کنترل جهت دار پنوماتیک سه طرفه (Three-Way directional control valve)

در یک شیر سه طرفه، سه پورت وجود دارد. پورت فشاری که در اصل پورت ورودی سیال به شیر کنترل جهت می باشد و آن را پورت P می نامند. پورت دیگر برای خروج سیال که به پورت A معروف است و پورت دیگر که مربوط به تخلیه سیال می باشد و آن را با نماد E نشان می دهند. در یک وضعیت از کارکرد شیر، پورت ورودی به پورت سیلندر متصل می شود و پورت تخلیه بسته خواهد ماند. در وضعیت دیگری از کارکرد شیر پورت ورودی بسته و پورت سیلندر مستقیم به پورت تخلیه متصل می شود.

نمای شماتیک شیر کنترل جهت دار پنوماتیک 3/2 در حالت عادی باز یعنی در حالت rest هوا در جک جریان دارد به صورت زیر می باشد.

نمای شماتیک شیر کنترل جهت دار پنوماتیک 3/2 در حالت عادی بسته یعنی در حالت rest هوا به داخل جک پمپ نمی شود به صورت زیر می باشد.

  • شیر کنترل جهت دار پنوماتیک چهار و پنج طرفه

شیر کنترل جهت دار چهار طرفه، دارای چهار پورت و چهار مجرای داخلی شیر می باشد. همانند شیر کنترل جهت دو طرفه یا سه طرفه، تعداد پورت های شیر بیانگر تعداد مسیر هایی است که به کمک شیر کنترل می شوند. در شیر چهار طرفه درست مانند شیر های دو طرفه و سه طرفه یک پورت سیال را دریافت می کند که پورت ورودی نامیده می شود، پورت دیگر برای تخلیه سیال تعبیه شده است و دو پورت وجود دارد که وظیفه انتقال سیال به سیلندر را دارند.

سلونوئید در حالت عادی و یا با فعال شدن به وسیله نیروی الکترومغناطیس دو حالت دارد و همان طور که در شکل زیر نشان داده شده در هر دو حالت انتقال هوا از ورودی پمپ و خروج هوا از اگزوز انجام می گیرد. در این شکل عملکرد شیر 2/5 نشان داده شده است. هوا در ابتدا می تواند داخل سیلندر جریان داشته باشد و حالت رست (Rest) آن به این صورت است. سپس با فعال کردن سلونوئید هوا از سمتی که وارد شده است، خارج شده و از سمت دیگر وارد می شود.

  • شیر آفست فنری (Spring offset valve)

در این نوع شیر ها یک فنر وجود دارد. زمانی که شیر در یک موقعیت قرار می گیرد، برای بازگشت به موقعیت قبلی خود این فنر آزاد شده و شیر به حالت قبلی باز می گردد.

2. شیر پنوماتیک کنترل فشار

وظیفه شیر های پنوماتیک، کنترل و تنظیم فشار هوای فشرده سیستم پنوماتیک می باشد و در سه نوع متفاوت وجود دارند.

  • شیر محدود کننده فشار (pressure limiting valve)

از شیر های محدود کننده فشار، برای کنترل فشار هوا و افزایش امنیت سیستم پنوماتیک، استفاده می شود تا
فشار گاز یا هوا را در ورودی محدود کند و مانع بالا رفتن بیش از حد فشار شود.

  • شیر تنظیم کننده فشار (pressure regulator)

از شیر های تنظیم کننده فشار در مواقعی که لازم باشد فشار گاز یا هوا در یک حدی ثابت بماند، استفاده می شود. این نوع شیر های کنترل فشار می توانند فشار گاز را بدون در نظر گرفتن نوسانات داخلی سیستم پنوماتیک، ثابت نگه دارند.

  • شیر تابع فشار (pressure sequence valve)

از شیر های تابع فشار هنگامی که نیاز است تا از خارج شدن فشار گاز از یک محدوده مورد نظر اطلاع پیدا کنیم، استفاده می شود. این شیر های کنترل فشار با خارج شدن فشار از یک رنج خاص، سیگنالی تولید می کنند که می توان برای به راه انداختن یک سیستم کنترل از آن استفاده کرد.

3. شیر یکسو کننده پنوماتیک

شیر یکسو کننده پنوماتیک حرکت گاز یا هوا را فقط از یک جهت ممکن می کند و در جهت مخالف، جریان هوا را مسدود می کند و به آن اجازه عبور نمی دهد.

به طور ساده تر در مدار های پنوماتیک، شیر های یکسو کننده برگشت جریان هوا در لوله ها را غیر ممکن می کنند.

شیر های یکسو کننده جریان هوا دارای انواع مختلفی می باشند و از انواع آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • شیر یکسو کننده یک طرفه یا چک ولو  (check valve)
  • شیر یکسو کننده شاتل (shuttle valve)
  • شیر یکسو کننده تخلیه سریع  (quick exhaust valve)

4. شیر کنترل جریان

شیر های پنوماتیک کنترل جریان از دیگر انواع شیر پنوماتیک هستند که با محدود کردن مسیر هوا، حجم هوای عبوری را کاهش داده و در نهایت جریان هوا را کنترل و تنظیم می کنند.

تقسیم بندی شیر های پنوماتیک از لحاظ سیگنال

  1. شیر تک سیگناله(Mono-Stable)
  2. شیر دو سیگناله(Bi-Stable)

همان گونه که در قسمت های قبلی اشاره شد، شیر های پنوماتیک طبق یک سیگنال، باز یا بسته می شوند و نوع عملکردشان با توجه به نوع سیگنال می تواند متفاوت باشد.

  1. شیر تک سیگناله

در این مدل از انواع شیر پنوماتیک هنگامی که سیگنال به شیر برسد، دیسک حرکت می کند. به طور مثال تصور کنید سیگنال باز شدن به شیر فرستاده شود، دیسک حرکت کرده و در حالت باز (ON) قرار می گیرد. هنگامی که سیگنال خاموش یا قطع شود، دیسک به صورت اتوماتیک به حالت اولیه خود برگشته و در حالت (OFF) قرار می گیرد.

  1. شیر دو سیگناله(Bi-Stable)

شرایط مثال قبل را در نظر بگیرید، با ارسال سیگنال باز شدن، دیسک حرکت کرده و در حالت باز (ON) قرار می گیرد. اما بعد از قطع سیگنال دیسک به محل اولیه خودش باز نمی گردد. در این صورت دیسک احتیاج به یک سیگنال ثانویه برای بسته شدن (OFF) دارد. این نوع از شیر ها معروف به شیر دو سیگناله، با دو سیگنال رفت و برگشت کار می کنند.

مشخصات شیر پنوماتیک

در این جدول به طور خلاصه مشخصات اصلی شیر پنوماتیک را عنوان می کنیم. این پارامترها کلی می باشند، به همین دلیل بایستی به مشخصاتی که تولید کننده درباره شیر مورد نظر اعلام کرده توجه کنید.

جدول مشخصات کلی شیر پنوماتیک

دامنه فشار عملیاتی میزان فشاری که شیر برای مدیریت آن درجه بندی شده است. ( برحسب Psi، Bars یا Pa)
نوع سیال نوع سیالی که شیر توانایی کنترل آن را دارد که به طور معمول این سیال هوای فشرده می باشد.
ظرفیت شیر یا ضریب جریان ظرفیت شیر برای حرکت جریان هوا که با ضریب جریان مشخص می شود و نشان دهنده تناسبی پایدار میان دبی جریان و فشار تفاضلی می باشد.
نرخ چرخه شیر حد اکثر تعداد چرخه شیر در واحد زمان
زمان پاسخ زمان لازم برای سوئیچ کردن بین وضعیت ها پس از فعال شدن نیروی محرکه
سایز پورت پارامترهای ابعاد فیزیکی بیان گر سایز پورت است.
ولتاژ مجاز در شیر هایی که نیروی محرکه الکتریکی دارند، حداکثر ولتاژی که توانایی فعال شدن دارد اندازه گیری و بر اساس ولت های AC/DC درجه بندی می شود.

شیر پنومانتیک در تهران

در صورتی که قصد خرید شیر پنوماتیک با بهترین قیمت و ضمانت اصالت کالا را دارید با مراجعه به سایت بهسام پنوماتیک، محصول مورد نظر خود را انتخاب و خریداری نمائید. همچنین برای اطلاعات بیشتر ، می توانید با کارشناسان فروش ما در شرکت بهسام تماس بگیرید.

چرا شیر آلات پنوماتیک را از بهسام خریداری کنیم؟

  1. دارای گارانتی بی قید و شرط بلند مدت
  2. دارا بودن نیروی متخصص برای نصب
  3. دارا بودن لوازم جانبی مورد نیاز
  4. قیمت های به صرفه به نسبت کیفیت بالا
  5. پشتیبانی و راهنمایی استفاده از قطعه
  6. راندمان نسبی بالای قطعات به نسبت سایر رقبا
  7. استفاده از قطعات استاندارد و با کیفیت
تماس بگیرید