شیر برقی پنوماتیک

شیر برقی پنوماتیک نوعی شیر کنترلی است که با استفاده از سیگنال الکتریکی، جریان هوای فشرده را در سیستم‌های پنوماتیک کنترل می‌کند. این شیر از ترکیب یک سلونوئید الکتریکی و بدنه مکانیکی تشکیل شده که قابلیت باز و بسته کردن سریع مسیر جریان هوا را فراهم می‌آورد. زمانی که ولتاژ مناسب به بوبین سلونوئید اعمال می‌شود، میدان مغناطیسی تولید شده باعث حرکت پلانجر داخلی شده و در نتیجه وضعیت شیر تغییر می‌کند.

اصل کار این شیرها بر اساس تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است. هنگامی که جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور می‌کند، میدان مغناطیسی ایجاد شده پلانجر فلزی را به سمت مرکز بوبین می‌کشد. این حرکت باعث باز یا بسته شدن مجرای عبور هوای فشرده می‌شود. پس از قطع برق، فنر بازگشتی پلانجر را به موقعیت اولیه برمی‌گرداند و شیر به حالت پیش‌فرض خود بازمی‌گردد.

اجزای شیر برقی پنوماتیک

با درک اجزای تشکیل‌دهنده شیر برقی پنوماتیک می‌توانید انتخاب بهینه‌تر و نگهداری صحیح‌تری از این تجهیزات داشته باشید.

بوبین الکترومغناطیسی

بوبین یا سیم پیچ قلب الکتریکی شیر محسوب می‌شود که مسئول تبدیل سیگنال الکتریکی به نیروی مکانیکی است. این قطعه از سیم مسی با قطر و تعداد دور مشخص تشکیل شده که حول هسته فرومغناطیسی پیچیده شده است.

کیفیت عایق‌بندی سیم پیچ و مقاومت آن در برابر دما و رطوبت، عمر مفید شیر را تعیین می‌کند. بوبین‌های با کیفیت از مواد عایق کلاس H استفاده می‌کنند که قابلیت کار در دماهای بالا تا 180 درجه سانتیگراد را دارند.

پلانجر و هسته متحرک

پلانجر قطعه متحرک داخل شیر است که تحت تأثیر میدان مغناطیسی سیم پیچ حرکت می‌کند. این قطعه معمولاً از آلیاژ آهن نرم ساخته شده که خاصیت مغناطیسی مناسبی دارد.

طراحی پلانجر باید به گونه‌ای باشد که اصطکاک کمی با بدنه شیر داشته باشد تا سرعت پاسخ بالا حفظ شود. پوشش‌های ضد خوردگی مانند نیکل یا کروم معمولاً برای افزایش مقاومت پلانجر استفاده می‌شود.

بدنه و ساختار اصلی

بدنه شیر که حاوی مجاری ورودی، خروجی و تخلیه است، معمولاً از برنج، فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم ساخته می‌شود. انتخاب جنس بدنه بستگی به شرایط کاری مانند فشار، دما و نوع سیال دارد. بدنه‌های برنجی برای کاربردهای عمومی مناسب هستند، اما برای محیط‌های خورنده یا دارای رطوبت بالا، فولاد ضد زنگ ترجیح داده می‌شود.

فنر بازگشتی و سیستم قفل

فنر بازگشتی وظیفه برگرداندن پلانجر به موقعیت اولیه پس از قطع برق را دارد. کیفیت و مقاومت این فنر در برابر خستگی، پایداری عملکرد شیر را تضمین می‌کند. فنرهای با کیفیت از فولاد ضد زنگ با عملیات حرارتی مناسب ساخته می‌شوند که قابلیت تحمل میلیون‌ها چرخه کاری را دارند.

اوریفیس و مجاری کنترل

اوریفیس (Orifice) مجرای اصلی عبور سیال در شیر است که قطر آن میزان جریان عبوری را تعیین می‌کند. طراحی هندسی اوریفیس باید به گونه‌ای باشد که حداقل افت فشار و حداکثر ضریب جریان را فراهم کند. اوریفیس‌های پلیمری یا فلزی بسته به کاربری انتخاب می‌شوند.

پورت‌ها و اتصالات

شیرهای برقی پنوماتیک دارای پورت‌های مختلفی هستند که شامل ورودی هوای فشرده، خروجی به مصرف‌کننده و تخلیه اضافی می‌شود. طراحی و ابعاد این پورت‌ها باید با نیازهای سیستم همخوانی داشته باشد. نوع اتصال نیز مهم است و می‌تواند رزوه‌ای، فشاری یا فلنجی باشد.

آب‌بندها و سیستم آب‌بندی

آب‌بندها نقش حیاتی در جلوگیری از نشت داخلی و خارجی سیال دارند. این قطعات معمولاً از لاستیک NBR، EPDM یا پلی‌اورتان ساخته می‌شوند.

طرز کار شیر برقی پنوماتیک

عملکرد شیر برقی پنوماتیک بر اساس اصول الکترومغناطیس و مکانیک سیالات قرار دارد.

مرحله اول با اعمال ولتاژ مناسب به بوبین سلونوئید آغاز می‌شود. جریان الکتریکی که از سیم پیچ عبور می‌کند، میدان مغناطیسی قدرتمندی را حول هسته فرومغناطیسی ایجاد می‌کند.

این میدان مغناطیسی پلانجر فلزی را که در وضعیت استراحت قرار دارد، با نیروی کششی زیادی به سمت مرکز بوبین می‌کشد. سرعت این حرکت بستگی به قدرت میدان مغناطیسی، جرم پلانجر و مقاومت فنر بازگشتی دارد.

در مرحله دوم، حرکت پلانجر موجب تغییر موقعیت عنصر کنترل‌کننده جریان می‌شود. در شیرهای تحریک مستقیم، خود پلانجر به عنوان سوپاپ عمل کرده و مستقیماً اوریفیس اصلی را باز یا بسته می‌کند.

در شیرهای پایلوت‌دار، پلانجر یک شیر کمکی کوچک را کنترل می‌کند که به نوبه خود باعث تغییر فشار و عملکرد شیر اصلی می‌شود.

فرآیند سوم هنگام قطع برق رخ می‌دهد. با حذف سیگنال الکتریکی، میدان مغناطیسی ناپدید شده و نیروی کششی بر پلانجر از بین می‌رود.

در این لحظه، فنر بازگشتی که در طول مرحله اول تحت فشار قرار گرفته است، پلانجر را به موقعیت اولیه برمی‌گرداند. سرعت این بازگشت بستگی به قدرت فنر و طراحی مکانیکی شیر دارد.

نوع طراحی شیر تعیین می‌کند که آیا در وضعیت بی‌برقی، شیر باز است یا بسته. شیرهای نرمال‌کلوز در حالت استراحت بسته هستند و برای باز شدن نیاز به اعمال برق دارند، در حالی که شیرهای نرمال‌اوپن بالعکس عمل می‌کنند.

زمان پاسخ شیرهای برقی پنوماتیک یکی از مهم‌ترین پارامترهای عملکردی محسوب می‌شود. شیرهای با کیفیت و تحریک مستقیم معمولاً زمان پاسخ 20 تا 30 میلی‌ثانیه دارند.

تفاوت شیر برقی پنوماتیک با شیر برقی هیدرولیک

تفاوت اصلی این دو شیر در نوع سیال کاری نهفته است. شیرهای پنوماتیک برای کنترل هوای فشرده طراحی شده‌اند، در حالی که شیرهای هیدرولیک با روغن‌های هیدرولیک کار می‌کنند.

از نظر فشار کاری، شیرهای پنوماتیک معمولاً در محدوده 2 تا 12 بار برای کاربردهای عمومی و 50 تا 250 بار برای کاربردهای فشار بالا طراحی می‌شوند. در مقابل، شیرهای هیدرولیک قابلیت کار در فشارهای 250 تا 350 بار را دارند که برای کاربردهای سنگین صنعتی مناسب است.

سیستم‌های پنوماتیک به دلیل قابلیت فشرده‌سازی هوا، سرعت حرکت بالایی دارند اما دقت موقعیت‌یابی محدود است. سیستم‌های هیدرولیک سرعت کمتری دارند اما قابلیت کنترل دقیق موقعیت و اعمال نیروی ثابت را ارائه می‌دهند.

شیرهای پنوماتیک هزینه کمتری دارند و نگهداری آنها ساده‌تر است. شیرهای هیدرولیک اگرچه گران‌تر هستند، اما در کاربردهای سنگین و دقیق، عملکرد بهتری ارائه می‌دهند.

ویژگی	شیر برقی پنوماتیک	شیر برقی هیدرولیک
سیال کاری	هوای فشرده	روغن هیدرولیک
فشار کاری	2-12 بار	تا 350 بار
سرعت	بالا	متوسط
دقت	متوسط	بالا
هزینه	کم	بالا
نگهداری	ساده	پیچیده

انواع شیر برقی پنوماتیک

تنوع انواع شیرهای برقی پنوماتیک امکان انتخاب بهینه برای هر کاربری خاص را فراهم کرده است.

دسته‌بندی بر اساس تعداد پورت و وضعیت

شیر برقی پنوماتیک 2/2

ساده‌ترین نوع شیر محسوب می‌شود که دارای دو پورت و دو وضعیت عملکردی است.

شیر برقی پنوماتیک 3/2

پیچیدگی بیشتری دارد و شامل سه پورت است: ورودی فشار، خروجی به مصرف‌کننده و تخلیه.

شیر برقی پنوماتیک 5/2

این شیر دارای پنج پورت است: ورودی فشار، دو خروجی به دو طرف سیلندر دوطرفه و دو تخلیه جداگانه.

شیر برقی پنوماتیک 5/3

پیشرفته‌ترین نوع شیر برقی در دسته‌بندی پورت و وضعیت محسوب می‌شود که دارای پنج پورت و سه وضعیت عملکردی است.

این شیرها شامل ورودی فشار، دو خروجی به طرفین سیلندر دوطرفه، دو تخلیه جداگانه و یک موقعیت مرکزی اضافی هستند.

دسته‌بندی بر اساس نوع تحریک

شیر برقی پنوماتیک تحریک مستقیم

در آن سلونوئید مستقیماً بر روی سوپاپ اصلی عمل می‌کند. این طراحی برای کاربردهای با قطر کوچک و فشار متوسط مناسب است.

شیر برقی پنوماتیک پایلوت‌دار

از یک سیستم دومرحله‌ای استفاده می‌کند که در آن سلونوئید یک شیر پایلوت کوچک را کنترل کرده و این شیر پایلوت فشار لازم برای عملکرد شیر اصلی را تأمین می‌کند.

دسته‌بندی بر اساس تعداد بوبین

شیر برقی پنوماتیک تک‌بوبین

دارای یک سلونوئید است که با اعمال برق، شیر را به یک سمت هدایت کرده و با قطع برق، فنر بازگشتی آن را به حالت اولیه برمی‌گرداند.

شیر برقی پنوماتیک دوبوبین

مجهز به دو سلونوئید مستقل است که امکان کنترل مستقل هر وضعیت را فراهم می‌کند.

دسته‌بندی بر اساس ولتاژ تغذیه

شیر برقی پنوماتیک 220 ولت

برای کاربردهای صنعتی استاندارد طراحی شده که دسترسی به برق شهری دارند.

شیر برقی پنوماتیک 24 ولت

محبوب‌ترین انتخاب در صنعت اتوماسیون محسوب می‌شود. این ولتاژ استاندارد صنعتی ایمنی بالایی دارد و با اکثر سیستم‌های کنترل PLC سازگار است.

شیر برقی پنوماتیک 12 ولت

برای کاربردهای خاص مانند وسایل نقلیه، تجهیزات قابل حمل یا محیط‌هایی که ولتاژ پایین الزامی است، استفاده می‌شود.

دسته‌بندی بر اساس حالت پیش‌فرض

شیر برقی پنوماتیک نرمال‌کلوز

در حالت عدم وجود برق بسته است و برای باز شدن نیاز به اعمال ولتاژ دارد.

شیر برقی پنوماتیک نرمال‌اوپن

در حالت طبیعی باز است و با اعمال برق بسته می‌شود.

دسته‌بندی بر اساس ابعاد پورت

ابعاد پورت‌ها بر اساس قطر داخلی اتصالات تعریف می‌شود.

• شیر برقی پنوماتیک 1/8 اینچ: برای کاربردهای ریز و دقیق
• 1/4 اینچ: برای کاربردهای عمومی
• 3/8 اینچ و 1/2 اینچ: برای جریان‌های متوسط
• 1 اینچ: برای کاربردهای سنگین

کاربرد شیر برقی پنوماتیک

این شیرها در صنعت خودروسازی برای کنترل سیستم‌های تولید خط مونتاژ، رباتیک و سیستم‌های جوشکاری اتوماتیک استفاده می‌شوند. کارخانه‌های تولید قطعات خودرو از این تجهیزات برای کنترل دقیق فشار در عملیات پرس و قالب‌گیری بهره می‌برند.

در صنایع بسته‌بندی و غذایی، شیرهای پنوماتیک برای کنترل سیستم‌های پر کردن، برش و مهر و موم ظروف کاربرد دارند.

همچنین در تجهیزات پزشکی مانند دستگاه‌های تنفس مصنوعی، تجهیزات دندانپزشکی و سیستم‌های تشخیص طبی کاربرد گسترده‌ای دارند.

صنایع شیمیایی و پتروشیمی نیز از این شیرها برای کنترل جریان مواد خورنده و خطرناک استفاده می‌کنند، زیرا امکان کنترل از راه دور و عدم نیاز به دسترسی فیزیکی مستقیم را فراهم می‌آورند.

در سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب، کنترل تجهیزات کشاورزی و سیستم‌های آبیاری هوشمند نیز کاربرد قابل توجهی دارند.

بهترین شیرهای برقی پنوماتیک در بازار ایران

فستو، متال ورک، ایرتک و… از جمله بهترین برندهای شیر برقی در بازار ایران هستند که امکان تامین اصل آن وجود دارد.

شیر برقی پنوماتیک فستو

فستو به عنوان یکی از بهترین ارائه‌دهندگان تکنولوژی پنوماتیک جهان، همواره محصولاتی با کیفیت و دوام بالا ارائه می‌دهد. شیرهای این برند دارای طراحی ماژولار هستند که امکان ترکیب‌بندی‌های مختلف در آنها وجود دارد.

شیر برقی پنوماتیک ایرتک

ایرتک نیز به‌واسطه ارائه محصولات با کیفیت بالا، جایگاه خاص خود را در بازار ایران پیدا کرده است. این برند طیف کاملی از شیرهای 3/2 تا 5/3 با ولتاژهای مختلف تولید می‌کند.

شیر برقی پنوماتیک نورگرن

نورگرن با بیش از یک قرن تجربه در صنعت پنوماتیک، محصولاتی با استانداردهای روز دنیا ارائه می‌دهد. طراحی مقاوم و قابلیت کار در شرایط دمایی متنوع از ویژگی‌های بارز محصولات نورگرن است.

سایر برندهای معتبر موجود در بازار ایران شامل SMC، پارکر، بوش رکسروت و ASCO هستند.

قیمت شیر برقی پنوماتیک

برند و کیفیت ساخت اولین عامل تعیین‌کننده قیمت شیر برقی پنوماتیک محسوب می‌شود، به طوری که برندهای معتبر اروپایی معمولاً گران‌تر از برندهای آسیایی هستند.

نوع و پیچیدگی شیر تأثیر مستقیمی بر قیمت دارد. شیرهای ساده 2/2 معمولاً گزینه‌های ارزان‌تری محسوب می‌شوند، در حالی که شیرهای پیچیده 5/3 با قابلیت‌های ویژه می‌توانند گران‌تر باشند. ولتاژ کاری نیز تأثیرگذار است، زیرا شیرهای 220 ولت به دلیل عایق‌بندی بیشتر و اجزای مقاوم‌تر، قیمت بالاتری دارند.

سایز و قطر شیر نیز رابطه مستقیمی با قیمت دارد. شیرهای با قطر 1 اینچ یا بیشتر به دلیل نیاز به مواد بیشتر و طراحی پیچیده‌تر، قیمت بالاتری از شیرهای کوچک دارند. جنس بدنه نیز مهم است؛ شیرهای فولاد ضد زنگ 316 گزینه گران‌تری محسوب می‌شوند.

در ضمن گواهینامه‌ها و استانداردهای خاص مانند ATEX، FDA یا IP67 که در برندهای معتبر دیده می‌شوند نیز بر قیمت نهایی تأثیر می‌گذارند.

نکات مهم در خرید شیر برقی پنوماتیک مناسب

اولین نکته‌ای که باید پیش از خرید شیر برقی پنوماتیک مد نظر داشته باشید، تعیین نوع شیر برقی بر اساس کاربری است. برای کنترل سیلندرهای تک‌اثره، شیرهای 3/2 گزینه مناسبی محسوب می‌شوند، در حالی که سیلندرهای دوطرفه نیاز به شیرهای 5/2 دارند. شیرهای 2/2 نیز برای کاربردهای ساده قطع و وصل جریان کافی هستند.

دومین عامل کلیدی، انتخاب ولتاژ شیر برقی است. در محیط‌های صنعتی که سیستم کنترل PLC وجود دارد، شیرهای 24 ولت DC استاندارد محسوب می‌شوند. برای کاربردهای که دسترسی مستقیم به برق شهری دارند، شیرهای 220 ولت AC گزینه مقرون‌به‌صرفه‌ای است. شیرهای 12 ولت نیز برای تجهیزات قابل حمل یا خودرویی مناسب هستند.

تعداد بوبین‌های شیر برقی سومین نکته مهم است. شیرهای تک‌بوبین برای کاربردهای ساده و کم‌هزینه مناسب هستند، اما شیرهای دوبوبین اطمینان‌پذیری بالاتری دارند.

سایز اتصال چهارمین پارامتر محسوب می‌شود. قطر شیر باید با میزان جریان مورد نیاز سیستم تطبیق داشته باشد.

پنجمین عامل، نوع عملکرد شیر است. شیرهای تحریک مستقیم برای کاربردهای با قطر کوچک و فشار متوسط مناسب هستند و شیرهای پایلوت‌دار برای قطرهای بزرگ و فشارهای بالا طراحی شده‌اند.

نصب شیر برقی یا سلونوئید ولو پنوماتیک

در فرآیند نصب شیر برقی پنوماتیک، ابتدا باید اطمینان حاصل شود که سیستم فاقد فشار است و جریان برق قطع شده باشد. موقعیت نصب باید به گونه‌ای انتخاب شود که دسترسی برای تعمیرات آتی وجود داشته باشد.

اتصالات پنوماتیکی باید با گشتاور مناسب و استفاده از نوار تفلون انجام شود تا از نشتی پیشگیری گردد. اتصالات الکتریکی نیز باید مطابق دیاگرام سیم کشی و با رعایت استانداردهای ایمنی انجام گیرد.

خرید شیر برقی پنوماتیک از دامون

تیم دامون سال‌هاست که تأمین‌کننده سبد کاملی از قطعات اصلی و جانبی در سیکل سرمایش صنعتی بوده و در این مدت بیش از سه هزار واحد صنعتی مشتری دامون بوده‌اند.

مزیت دامون برای تهیه شیر برقی شامل: مشاوره تخصصی رایگان، تضمین اصالت کالا و قیمت رقابتی است.

برای خرید شیر برقی و سایر محصولات پنوماتیک، دریافت مشاوره تلفنی تخصصی یا درخواست پیش‌فاکتور، با شماره 02191005782 تماس حاصل فرمایید.