انواع شیرهای پنوماتیکی: مشخصات و اصول کار

انواع شیرهای پنوماتیکی برای توزیع، کنترل و هدایت جریان در این سازه از شیرها استفاده می شود. آنها با قفل کردن و تنظیم اجزا دارای عملکرد هدایت و دوز هستند. بنابراین، دریچه های پنوماتیک به عنوان واسطه بین منبع ( کمپرسور ) و محرک ها (مانند محرک پنوماتیک، سیلندر پنوماتیک) در پنوماتیک عمل می کنند.

در یک سیستم پنوماتیک، شیر پنوماتیک وسیله ای است که جریان هوا (یا گاز دیگر) را تعدیل یا کنترل می کند. در یک سیستم پنوماتیک خودکار، آنها با کنترل هوا یا گاز در منبع و تنظیم عبور آن در لوله‌ها، لوله‌ها یا دستگاه‌ها عمل می‌کنند. برای ساخت شیر ​​پنوماتیک که محصول مهمی است از ابزارهای صنعتی استفاده می شود. شیرهای پنوماتیک از تامین کنندگان و شرکت های مختلف و همچنین تولید کنندگان و توزیع کنندگان مختلف در دسترس هستند و شیرهای پنوماتیک زیادی برای فروش در پارس سنسور وجود دارد.

معانی شیرهای پنوماتیکی

اصطلاح “شیر پنوماتیک” معمولاً دارای دو زمینه استفاده جداگانه است که نیاز به توضیح دارد. در زمینه اول، شیر پنوماتیک مکانیزمی است که برای تعدیل یا کنترل جریان هوا (یا گاز دیگر) در یک سیستم پنوماتیک استفاده می شود. آنها با کنترل هوا یا گاز در منبع، تنظیم عبور آن به لوله‌ها، لوله‌ها یا دستگاه‌ها در یک سیستم پنوماتیک اتوماتیک کار می‌کنند.

عنصر محرکی که باعث باز یا بسته شدن شیر پنوماتیک می شود ممکن است به هر یک از چندین روش از جمله الکتریکی از طریق یک موتور برقی یا محرک موتوری، دستی، مکانیکی یا پنوماتیکی انجام شود. تئوری کلیدی که در این مثال باید به آن توجه کرد این است که هوا یا گاز تحت فشار است که مدیریت می شود و از درگاه های شیر در سیستم پنوماتیک عبور می کند.

در زمینه دیگر، هوا به عنوان ابزار کنترل دریچه استفاده می شود، اما سیالی که از درگاه های دریچه عبور می کند چیزی غیر از هوا، شاید آب، روغن یا مایعات دیگر است. در این زمینه، شیر پنوماتیک برای ارائه کنترل جریان در یک شیر عمل می کند، اما سیال موجود در خطوط هوا نیست. هوا به عنوان سیال کنترل عمل می کند، جریانی در یک محرک پنوماتیکی برای باز کردن، بستن یا تعدیل جریان. در نتیجه به این شیرها دریچه هایی با تحریک پنوماتیک گفته می شود.

به طور خلاصه، در زمینه اول، هوا در حال کنترل است اما ممکن است مکانیسم کنترل دریچه را انجام دهد یا نداشته باشد. در زمینه دوم، سیال غیر از هوا کنترل می شود و مکانیسم کنترل هوا است. تمایز بین این دو زمینه غالب به درک بیشتر دریچه های پنوماتیک و کاربرد آنها کمک می کند. انواع شیرهای پنوماتیک اغلب نمایانگر زمینه اول هستند.

تعیین و پیکربندی شیرهای پنوماتیکی

در طبقه بندی گسترده شیرهای پنوماتیکی مانند دو طرفه، سه طرفه و چهار طرفه، پیکربندی های مختلف شیر پارامترهای نامگذاری شده در پورت ها، موقعیت سوئیچینگ و حالت غیر فعال را منعکس می کند. معمولاً هنگام تعریف این پیکربندی‌ها از یک سیستم شماره‌گذاری استاندارد استفاده می‌شود، از جمله دو عدد که با یک اسلش (/) از هم جدا شده‌اند. عدد اول شماره پورت در شیر است، در حالی که عدد دوم تعداد موقعیت های سوئیچینگ را نشان می دهد. به عنوان مثال، شیر پنوماتیک ۲/۲ طرفه دستگاهی است که دارای دو پورت و موقعیت سوئیچینگ است. یک شیر ۳/۲ طرفه یکی با سه پورت و دو موقعیت سوئیچینگ است.

در درون این گزینه ها، موضوع حالت غیرفعال نیز وجود دارد. یک شیر ۲/۲ طرفه را می توان در حالت بسته و معمولی باز تهیه کرد. در حالت عادی بسته به این معنی است که دریچه زمانی که فعال نشده باشد بسته می شود و جریان هوا را از بین پورت ها عبور نمی دهد. برای باز کردن دریچه، نیاز به فعال سازی است.

در یک شیر معمولاً باز، برعکس است. بدون فعال سازی، شیر اجازه جریان هوا را می دهد و برای بسته شدن دریچه نیاز به فعال سازی دارد.

در شیرهای سه طرفه، یک پورت به طور مرتب باز است. در چنین مواردی، حالت استراحت بسته معمولاً دریچه جریان هوا را مسدود می کند، بنابراین هوا جریان نمی یابد مگر اینکه دستگاه روشن باشد. به عنوان مثال، یک شیر سه حالته پنج پورت دارای پورت ۱ به عنوان ورودی فشار، پورت های ۳ و ۵ به عنوان درگاه های کاری و درگاه های ۲ و ۴ به عنوان درگاه های اگزوز است.

چیدمان برای شیرهای پنوماتیکی که به طور مرتب مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از ۵/۳، ۵/۲، ۴/۲، ۳/۲ و ۲/۲٫

ما دریچه های پنوماتیک افست فنری یا مهار شده داریم. در شیرهای افست فنری، هنگامی که تحریک از بین می رود، شیر به حالت یا شرایط شروع باز می گردد. در شیرهای بسته شده، سوپاپ در آخرین موقعیت فعال می ماند تا زمانی که دوباره توسط اپراتور تعویض شود.

مشخصات شیر ​​پنوماتیک

ما مشخصاتی برای شیرهای پنوماتیک داریم که در ادامه به بررسی برخی از موارد ضروری آن می پردازیم. این پارامترها برای راهنمایی کلی هستند و باید بدانید که هر سازنده و تامین کننده شیر ممکن است شیرهای خود را جداگانه توضیح دهد. علاوه بر این، مشخصات دقیق بر اساس پارامترهای متعددی مانند پورت مورد نظر، طراحی منیفولد و مکانیسم تحریک برای شیر است.

• فشار عملیاتی یا محدوده فشار: مقدار فشار یا محدوده فشارهایی که سوپاپ برای تحمل آن رتبه بندی شده است (بر حسب psi، bars یا Pa)
• محیط کار: انواع سیالی که شیر می تواند با خیال راحت کنترل کند. در اکثر دستگاه ها هوای فشرده است.
• ظرفیت جریان یا ضریب جریان: اندازه‌گیری ظرفیت شیر ​​برای عبور یا جریان هوا از طریق آن، با ضریب جریان (Cv) که ثابت تناسب بین سرعت جریان و فشار دیفرانسیل را بیان می‌کند.
• زمان پاسخ – دوره زمانی مورد نیاز برای تغییر حالت یا موقعیت سوپاپ هنگام فعال کردن.
• نرخ چرخه – بالاترین تعداد چرخه های شیر که در آن شیر می تواند در واحد زمان کار کند.
• ولتاژ نامی سیم پیچ: در شیرهای تحریک الکتریکی، نسبت حداکثر ولتاژی که سیم پیچ محرک می تواند ارائه کند و ممکن است با ولت DC و AC اندازه گیری شود.
• اندازه پورت: پارامترهای ابعادی فیزیکی اندازه پورت روی تجهیزات و سبک نخ را مشخص می‌کنند.

انواع شیرهای پنوماتیکی

شیرهای پنوماتیکی که به آنها شیرهای کنترل جهتی نیز می گویند، ممکن است با استفاده از چندین روش مختلف مرتب شوند که عبارتند از:

• با تعداد راه های جریان یا موقعیت های سوئیچینگ که امکان پذیر است
• با تعداد پورت های ورودی و خروجی که دارند
• با مکانیزمی که برای باز کردن یا بستن پورت ها اعمال می شود
• با توجه به وضعیت شیر ​​در حالت غیر فعال

شیرهای کنترل جهت عملکردی، آنهایی که جهت جریان هوا را کنترل می کنند یا به طور کلی جریان را مهار می کنند، دسته بزرگی از شیرهای پنوماتیکی هستند که انواع مختلفی را در خود جای داده اند. این دستگاه‌ها را می‌توان به روش‌های مختلفی در یک سیستم هیدرولیک استفاده کرد، مانند اتصال یا قطع منبع اصلی هوای فشرده از سیستم یا برای پیشبرد یا جمع کردن سیلندرهای هوایی که به عنوان بخشی از ماشین یا فرآیندی که سیستم پنوماتیکی برای آن حرکت می‌کنند ایجاد شده.

با در نظر گرفتن این موضوع، ما می‌توانیم انواع اولیه شیرهای پنوماتیکی را به صورت کلی تشریح کنیم:

• شیرهای پنوماتیکی کنترل جهت دو طرفه
• شیرهای پنوماتیک کنترل جهت سه طرفه
• شیرهای پنوماتیک کنترل جهت چهار طرفه
• شیرهای پنوماتیک افست فنری

شیرهای کنترل جهت در هر مدار پنوماتیکی حیاتی هستند و جریان هوا را برای کنترل سرعت یا توالی عملیات هدایت یا مسدود می کنند. یکی از روش‌های طبقه‌بندی شیرهای کنترل جهت، توسط مسیرهای جریان در شرایط عملیاتی مختلف است. عوامل مهم تعداد موقعیت های احتمالی شیر و تعداد پورت ها و مسیرهای جریان است. در اینجا برخی از تنظیمات اولیه وجود دارد.

شیرهای دو طرفه، دو حالته

شامل دو پورت متصل به یک گذرگاه است که می تواند برای کنترل جریان از طریق شیر باز یا مسدود شود. معمولاً یک شیر برقی فعال شده با برق، قرقره یا پاپ سوپاپ را به جریان مستقیم تغییر می دهد. این شیر یک عملکرد روشن و خاموش آسان را ارائه می دهد که بسیاری از سیستم ها از آن برای قفل کردن، جداسازی و اتصال بخش های مختلف سیستم استفاده می کنند.

شیرهای سه طرفه دو حالته

 شامل سه پورت است که از طریق معابر درون بدنه شیر متصل می شوند. سوپاپ ها یک درگاه خروجی را تحت فشار قرار می دهند و از آن خارج می کنند تا یک سیلندر تک اثره را کنترل کنند یا یک سوپاپ دیگر را راه اندازی کنند.

سوپاپ های سه طرفه هوای تحت فشار را به سمت انتهای درپوش سیلندر هدایت می کنند. جابجایی قرقره به موقعیت شدید دیگر جریان و فشار را به محرک مسدود می کند. محرک به گذرگاه اگزوز متصل است. بنابراین نیروی فنر یا گرانش باید میله را به موقعیت اصلی خود بازگرداند.

دریچه های سه طرفه نیز ممکن است به صورت جفت برای کارکردن یک سیلندر دو طرفه استفاده شوند، بنابراین جایگزین یک شیر چهار طرفه می شوند. استفاده از شیرهای سه طرفه جفتی را به جای چهار طرفه در مواقعی که سرعت سیلندر بالا ضروری است در نظر بگیرید. اتصال نزدیک سوپاپ‌های سه طرفه به درگاه‌های سیلندر، فشار برگشتی سیلندر و افت فشار در خطوط را کاهش می‌دهد و سرعت سیلندر بالاتری را ممکن می‌سازد. دریچه ها همچنین برای صرفه جویی در هوای فشرده در کاربردهای سیکلی بالا یا زمانی که موقعیت های میانی مورد نیاز است استفاده می شود.

شیرهای چهار طرفه دو حالته

 دارای چهار یا پنج پورت با دو یا سه موقعیت. یک شیر دو حالته دارای دو مسیر جریان مجزا در هر موقعیت برای فعال کردن و معکوس کردن سیلندرها، محرک‌های دوار یا موتورهای دوطرفه است. قرقره جریان را از درگاه فشار هدایت می کند در حالی که پورت محرک دیگر در همان زمان به اتمسفر تخلیه می شود.

در نسخه پنج پورت دو حالته، شیر چهار طرفه دارای پنج پورت مجزا است که پیکربندی‌های مختلف سوپاپ مانند دو درگاه اگزوز یا فشار متفاوت را ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، در مورد دوم، شیر ممکن است فشار بالایی را برای فعال کردن سیلندر و ایجاد نیروی گیره بالا تامین کند، اما فشار کمتری (از یک رگولاتور) برای آزاد کردن گیره ارائه دهد. استفاده از فشار کمتر باعث صرفه جویی در انرژی می شود.

چهار طرفه، سه حالته

سوپاپ ها در نسخه های پنج پورت نیز موجود هستند. رایج ترین شرایط مرکز برای این شیرها “همه پورت ها مسدود شده” و “مرکز اگزوز” است. دو موقعیت انتهایی شیر چهار درگاهی و چهار طرفه، موقعیت‌های قدرتی شیر هستند که حرکت محرک را کنترل می‌کنند. موقعیت مرکزی برای برآوردن برخی نیازهای سیستم، مانند قفل کردن یک محرک یا شناور کردن آن، طراحی شده است.

شیرهای پنوماتیک افست فنری

این نوع طبقه‌بندی دریچه‌های پنوماتیکی به نحوه تغییر جهت جریان هوا اشاره دارد. به عنوان مثال، در یک شیر جهت دار دو طرفه، شیر یا باز است (جریان هوا فعال است) یا بسته است (از جریان هوا جلوگیری می شود). برای اینکه هر پورت یک موقعیت باز یا بسته به خود بگیرد، یک محرک یک قرقره سوپاپ را در موقعیت خود قرار می دهد. برای آزاد کردن قرقره سوپاپ و بازگرداندن شیر پنوماتیک به موقعیت قبلی خود، یک فنر قرقره را آزاد می کند. شیر جهت دو طرفه که به این صورت عمل می کند، شیر افست فنری نیز نامیده می شود.

انواع شیرهای پنوماتیک بر اساس محرک

شیرهای پنوماتیکی را می توان بر اساس انواع محرک هایی که استفاده می کنند طبقه بندی کرد. آنها می توانند دارای محرک های الکترومغناطیسی، هوا یا مکانیکی باشند.

شیر برقی

شیرهای برقی برای باز و بسته شدن در پاسخ به سیگنال الکتریکی طراحی شده اند. آنها جریان هوا را در سیستم پنوماتیک و مایع را در سیستم هیدرولیک کنترل می کنند. می توانید یک شیر با چیدمان قرقره یا پاپت تهیه کنید.

به طور کلی شیرهای برقی در کارگاه های صنعتی برای ساخت استفاده می شوند. دلیل این است که شیر به درستی کار می کند، به دمای ثابت نیاز دارد. اگر می‌خواهید در یک جو دائماً در حال تغییر کار کند، شیر باید با درجه حرارت شدید برخورد کند تا کوتاه نشود.

نمونه دومی می تواند در خودرو باشد، جایی که از آن برای شروع احتراق استفاده می شود. هنگامی که کلید خود را می چرخانید، یک سیگنال الکتریکی برای باز کردن سوپاپ و روشن شدن موتور ارسال می شود. سوپاپ باید خروج گرمای موتور و سرمای ناشی از شرایط نامساعد آب و هوایی را کنترل کند.

از دیگر کاربردهای شیرهای برقی می توان به سیستم های آبیاری و ماشین ظرفشویی اشاره کرد که به نحوه استفاده از آنها با سیالات اشاره می شود. آنها جریان آب را کنترل می کنند تا به ترتیب امکان آبیاری منظم مزارع یا تمیز کردن فنجان ها و بشقاب های شما را فراهم کنند. مردم برای تطبیق پذیری و دوام این مدل ها ارزش قائل هستند.

دریچه های هوا

دریچه های هوادار از نقطه نظر طراحی شبیه به شیرهای استفاده شده در شیر برقی هستند. با این حال، به جای دریافت سیگنال الکتریکی، به فشار هوا که نیرویی را به پیستون یا دیافراگم وارد می کند، پاسخ می دهند.

دریچه‌های هوادار را در محیط‌هایی خواهید دید که خروجی بالایی دارند اما نمی‌خواهند به برق تکیه کنند و مایلند از راه دور از آنها استفاده کنند. بنابراین از آنها در کارخانه های شیمیایی و تاسیسات تولید کود استفاده می شود. در مورد اولی، مواد شیمیایی اگر در معرض مواد نامناسب قرار گیرند، می توانند باعث احتراق شوند و اپراتورهای خود را به خطر بیندازند. در دومی، مردم از ترکیبات نیتروژن مضر بالقوه دور نگه داشته می شوند.

شیرهای مکانیکی

دریچه های مکانیکی یا دستی از نیروی دستی استفاده می کنند. ممکن است آنها را در عملیاتی مشاهده کنید که در آن برق برای انجام وظایف در دست خطرناک یا غیرعملی است. همانند شیرهای برقی، می توان از آنها برای جریان هوا یا مایع استفاده کرد.

معمولاً برای حرکت دادن این دریچه ها با استفاده از دست یا پا، انرژی وارد می کنید. اپراتور باید یک حرکت فشار-کشش را اعمال کند یا به سادگی یک دکمه را با کف دست خود فشار دهد. انواع دیگر شیرهای مکانیکی توسط بازوهای اهرمی یا با قدرت اصطکاک تغذیه می شوند. این روزها، شیرهای مکانیکی باید اندازه بزرگتری داشته باشند تا بتوانند دبی بالاتری داشته باشند.

نمونه ای از دریچه های مکانیکی آنهایی هستند که برای کمک به افراد مبتلا به بیماری قلبی استفاده می شوند. آنها به اطمینان از جریان خون و اکسیژن در بدن انسان کمک می کنند. در حالی که چنین قلب های مصنوعی خطر لخته شدن خون را دارند، با مدل های بادوام، طول عمر فرد را افزایش می دهند.

یکی دیگر از شیرهای دستی است که در ماشین‌های قدیمی‌تری که اتصال الکتریکی ندارند استفاده می‌شود. در نظر بگیرید که چرخ خیاطی قدیمی و چرخ های ریسندگی با فشار دادن پدال توسط کاربر چگونه کار می کنند. انرژی در یک حرکت دایره ای منتقل می شود. آنها از پنوماتیک ابتدایی استفاده می کردند.

شیر پنوماتیک ۳ ۲ چیست؟

یک شیر پنوماتیک که به عنوان شیر کنترل جهت نیز شناخته می شود، جریان هوای فشرده یا سایر گازها را در داخل سیستم با مسدود کردن یا منحرف کردن آن کنترل می کند. این شیرها برای راه اندازی شیرهای دیگر و برای به حرکت درآوردن اجزای دیگر مانند محرک، گریپر، ابزار دستی یا سایر وسایل استفاده می شوند.

به صورت پنوماتیک، دستی، مکانیکی یا الکتریکی از طریق یک شیر برقی، یک شیر ۳/۲ طرفه دارای سه پورت و دو تنظیم است. آنها را می توان برای تنظیم یک سیلندر تک عملکرد، محرک های پنوماتیکی، دمش، آزادسازی فشار، و کاربردهای خلاء و موارد دیگر مورد استفاده قرار داد.

مزایای سیستم های پنوماتیکی

سیستم های پنوماتیک برای استفاده از هوای فشرده برای انتقال و کنترل انرژی در نظر گرفته شده است. سیستم های پنوماتیک را می توان در خطوط تولید، درب های قطار و گیره های مکانیکی مشاهده کرد. بسیاری از شرکت های صنعتی بدون تخصص سیستم های کنترل پنوماتیک نمی توانند به کار خود ادامه دهند. در بسیاری از موارد، پنوماتیک نیروی محرکه ماشین‌های خودکار است. برخی از مزایای استفاده از این دستگاه ها عبارتند از:

• سیستم‌هایی که با هوای فشرده کار می‌کنند، هوا تمام نمی‌شوند، زیرا مقدار نامحدودی در جو ما وجود دارد که می‌توان از آن برای تامین هوای فشرده استفاده کرد. فاصله حمل و نقل هوای فشرده را محدود نمی کند و می تواند به راحتی از طریق لوله ها حمل شود. هوای فشرده هنگام تخلیه مجدد به جو نیازی به بازیافت یا پردازش ندارد.
• ابزار بادوام و قابل اعتماد هستند. اجزای این ماشین ها مانند شیرهای پنوماتیکی در مقایسه با سایر المان های الکتروموتور به راحتی آسیب نمی بینند.
• این دستگاه ها برای کار ایمن هستند. برخلاف سیستم های الکتروموتور، سیستم های پنوماتیک معمولاً ایمن تر از این دو نوع در نظر گرفته می شوند. این عمدتا به این دلیل است که سیستم های پنوماتیکی بدون جرقه یا انفجار هستند که نشان می دهد می توانند در محیط های قابل احتراق کار کنند.
• سیستم های پنوماتیک در مقایسه با یک قطعه الکتروموتور در هنگام بارگذاری بیش از حد گرم نمی شوند و نمی سوزند.

در صورت نیاز به مشاوره خرید و یا انتخاب محصول مناسب می توانید به صورت رایگان با مشاوران پارس سنسور در ارتباط باشید.