Solenoid Valve، سلونوئید ولو یا همان شیر برقی، یک شیر کنترلی با عملگر الکترومکانیکی که به منظور انسداد، راهاندازی، اندازهگیری، توزیع یا ترکیب جریان سیال کاربرد دارد.
سرعت عمل بالا، قابلیت اطمینان خوب، طول عمر زیاد، سازگاری با انواع مواد، مصرف انرژی پایین و ابعاد کوچک ازقابلیت های شیر سلونوئیدی میباشد.
در کنترل جریان سیال سیلندرها، موتورهای هیدرولیکی، شیرآلات صنعتی بزرگ و سیستم های آبیاری مکانیزه سلونوئید ولوها کاربرد دارند.
شیر برقی با توجه به نوع و محل کاربرد در انواع مختلف تولید می شود که به تبع نیاز، اجزای متغیر و ثابت متفاوتی دارد.
اجزای یک سلونوئید ولو ساده به شکل مقابل است.
شیرهای سلنوئیدی در نوع عملکرد، نوع ورودی-خروجی و پنوماتیک یا هیدرولیک بودن به شکل زیر دستهبندی می شوند:
انواع شیر برقی براساس نوع عملکرد
با ورود جریان الکتریکی به سیم پیچ، میدان مغناطیسی ایجاد می شود؛ که باعث جذب پیستون به سمت بالا و غلبه بر نیروی فنر، و در نتیجه باز شدن شیر می شود.
شیرهای برقی مستقیم دو نوع نرمال بسته و نرمال باز دارند. شیرهای نرمال باز عملکرد برعکس شیر نرمال بسته دارند که در بالا توضیح داده شد.
غیرمستقیم (Indirect Acting) (Servo or pilot operated)
برای باز و بستهشدن شیر در ولوهای برقی غیرمستقیم، از اختلاف فشار(دیفرانسیل) بر روی پورت های ورودی و خروجی استفاده می شود. حداقل فشار دیفرانسیل لازم برای کارکردن این شیرها حدودا 0.5 بار است.
سرعت شیرهای پایلوتی کم تر از شیرهای برقی با عملکرد مستقیم است و در دونوع پایلوت داخلی و پایلوت خارجی طراحی می شوند.
نیمه مستقیم Assisted lift valve
تا حدودی مشابه شیرهای برقی با عملکرد غیر مستقیم هستند؛ اصلی ترین تفاوت شیر نیمه مستقیم با شیر غیر مستقیم این است که در شیر نیمهمستقیم دیافراگم با اتصال به پیستون این امکان را فراهم می کند، زمانی که بوبین در فشار پایین تحریک می شود، دیافراگم از قسمت مربوطه به صورت مستقیم جدا و در فشارهای بالاتر به کمک فشار درونی شیر جابجا می شود؛ این بدین معناست که دیافراگم هم توسط دیفرانسیل و هم توسط پیستون جابجا می شود.
شیرهای برقی براساس نوع ورودی-خروجی
دارای یک پورت ورودی و یک پورت خروجی است، با افزایش فشار در سطح پورت ورودی نسبت به پورت خروجی، جریان سیال راه اندازی و با افزایش فشار در سطح پورت خروجی جریان سیال قطع می شود.
فشار روی سطح پورت توسط ساختارعملگری شیر برقی ایجاد می شود. این نوع شیرها در دو نوع نرمال باز و نرمال بسته طرحی می شوند.
دارای سه پورت ورودی-خروجی و دو آب بند هستند، یکی از این آب بندها همیشه باز و یکی همیشه در حالت عادی(غیرفعال) است.
با تغییر و اعمال سیگنال الکتریکی، حالت بین آب بند و پورت ها تغییر می کند.
شیربرقی سه راهه در سه نوع، ساختارباز، ساختاربسته و ساختارجهانی طراحی می شود که تفاوت آن ها در موقعیت عادی آب بند(درگاه فشار باز و بسته کننده پورت) می باشد.
دارای چهار پورت ورودی_خروجی که با محرک دو اثره کار می کنند. نیمی از اتصالات فشار روی پورت های ورودی را کنترل و نیمی دیگر فشار روی پورت های خروجی را کنترل می کند.
انواع شیر سلنوئیدی هیدرولیکی
وظیفه سلونوئید ولوهای هیدرولیکی کنترل فشار، حفاظت از سیستم در یرایر تغییرات ناگهانی فشار است. این شیرها انواع مختلفی دارند که میتوان از مهم ترین های آن به موارد زیر اشاره کرد:
شیربرقی هیدرولیکی اطمینان ساده، سلونوئید ولو هیدرولیکی اطمینان ترکیبی، شیر برقی هیدرولیکی کاهنده فشار، شیر برقی هیدرولیکی بی بار کننده، شیر برقی هیدرولیکی متعادل کننده، سلونوئید ولو هیدرولیکی ترتیبی، سلونوئید ولو هیدرولیکی سوئیچ فشاری.
با تغییر مقدار دبی ورودی و خروجی، سرعت سیلندر و موتورهیدرولیکی را تنظیم می کند. و با توجه به سیستم جبران کننده فشار در دو نوع همراه جبران کننده فشار، برای سیستم هایی با فشارهای نوسان دار و بدون جبران کننده فشار در سیستم های فشار ثابت، طراحی می شوند.
با ترکیب شیر دیجیتال و شیر سروو میتوان به شیرهای هیدرولیکی پروپرشنال رسید. این شیرها از تکنولوژی پیشرفته تری نسبت به سایر شیرهای برقی برخوردار هستند.
سلونوئید این ولوها با توجه به میزان جریان الکتریکی، جایگاه هسته فرومغناطیسی را تعیین می کند. این بدین معناست که شیربرقی هیدرولیکی متناسب قابلیت تنظیم جریان سیال عبوری را دارد.
کاربرد این شیر در صنایع نظامی، پرس هیدرولیک، نوردفلزات و ماشین کاری می باشد.
شیر برقی پنوماتیک
کنترل جهت Directional control valve
جهت حرکت گاز در سیستم پنوماتیکی را کنترل می کنند و توانایی قطع و وصل جریان را دارند. سلونوئید ولو های پنوماتیکی کنترل جهت براساس پورت ورودی و خروجی سیال به شکل زیر نام گذاری می شوند: شیر کنترل جهت دار دو طرفه، شیر کنترل جهت دار سه طرفه، شیر کنترل جهت دار چهار طرفه، آفست فنری
کنترل جریان Flow control valve
برای کنترل جریان سیال در دو شکل جریان باز و جریان بسته طراحی می شوند. در نوع جریان باز با افزایش ولتاژ در سلونوئید، جریان سیال کم و در نوع جریان بسته با افزایش ولتاژ در سلونوئید، جریان سیال افزایش می یابد.
Pressure control valve کنترل فشار
در سیستم های پنوماتیک برای کنترل فشار از شیرهای پنوماتیک برقی با کاربردهای متنوع استفاده می کنند.
از مهم ترین کاربرد و دستهبندی این شیرها میتوان به شیرپنوماتیکی برقی محدود کننده فشار برای کاهش فشار و سلونوئید ولو پنوماتیکی تنظیم کننده فشار برای ثابت نگهداشتن فشار در برابر نوسانات جریان اشاره کرد.
همچنین از انواع آن میتوان به سلونوئید ولو پنوماتیکی تابع فشار که بر اثر کاهش یا افزایش فشار از سطح مشخص آلارم هشدار می دهند، نیز اشاره کرد.
برای کنترل حرکت سیال در مسیر تعیین شده از این ولوها استفاده می شود. شیر برقی پنوماتیکی یک سو کننده قابلیت جلوگیری از بازگشت جریان با مسدود سازی مسیر را دارد. از انواع سلونوئید ولو پنوماتیکی یک سو کننده میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
چک ولو، شیر شاتل، شیر تخلیه سریع
وظیفه قطع کامل یا وصل کامل جریان را در مواقع لازم و شرایط اضطراری دارد؛ همچنین در برخی سیستم ها این عمل با تغییر جریان سیستم می تواند همراه باشد.
از نظر طراحی پیشرفتهتر از سایر ولوهای پنوماتیک هستند و برای کاربردهای مختلف، مانند، کنترل فشار، سرعت و میزان هوای انتقال یافته مورد استفاده قرار می گیرند.
مزایا و معایب شیرهای برقی
نقاط قوت (مزایا) نقاط ضعف (معایب) نقاط قوت (مزایا)
- زمان پاسخگویی سریع
- مصرف برق کم
- کنترل از راه دور
- تعمیر و نگهداری آسان
- قطعات ارزان
- استفاده در دمای بالا و پایین
- سازگاری با دو ولتاژ AC و DC
نقاط ضعف (معایب)
- حساس به ولتاژ
- عدم تنظیم درست میدان مغناطیسی،بسته نشدن کامل شیر
- امکان نیاز به تعویض سیم پیچ
- سیگنال کنترل باید در حین کار روشن بماند
- سیال دریچه می تواند تحت تاثیر جریان قرار گیرد
