شیر کنترل جهت پنوماتیک

شیر کنترل جهت پنوماتیک

شیرهای پنوماتیک یکی از قطعاتی هستند که وظیفه کنترل فشار، سرعت و مقدار هوا را در حین حرکت در سیستم‌های پنوماتیکی بر عهده دارند. سیستم‌های پنوماتیکی که برای انتقال نیرو به نیروی هوای فشرده بستگی دارند، برای کنترل جریان‌های صنعتی، از ابزارهای برقی با عملکرد پنوماتیک گرفته تا موتورهای دیزلی، استفاده می شوند. در این مقاله قصد داریم به بررسی انواع رایج شیرهای پنوماتیکی که در صنعت استفاده می‌شوند و اطلاعاتی در مورد تنظیمات و مشخصات کلیدی آن ها بپردازیم.

شیر کنترل جهت پنوماتیک چیست؟

به طور کلی شیرهای پنوماتیک دارای دو زمینه کاربردی مجزا هستند . در کاربرد اصلی اولی، شیر پنوماتیک وسیله ای است که برای کنترل یا تعدیل جریان هوا در یک سیستم پنوماتیک استفاده می شود. شیر‌های کنترل جهت پنوماتیک این کار را با کنترل هوا یا گاز در منبع و تنظیم عبور آن به لوله‌ها در سیستم پنوماتیک خودکار انجام می‌دهند. عامل اصلی فعال سازی که باعث باز یا بسته شدن شیر پنوماتیک می شود ممکن است به صورت دستی، الکتریکی از طریق یک موتور برقی یا محرک موتوری، یا به صورت پنوماتیکی انجام شود. در واقع هوا یا گاز تحت فشاری که توسط شیر کنترل می شود و از طریق پورت های شیر در سیستم پنوماتیک جریان می یابد.

در کاربرد دوم، هوا به عنوان مکانیزم کنترلی روی دریچه استفاده می شود، اما چیزی که از طریق دریچه های آن جریان می یابد آب، روغن یا مایعات دیگر است. در این کاربرد، دریچه هوای پنوماتیک برای کنترل جریان در یک شیر عمل می کند، اما ماده ای که کنترل می شود هوا نیست. هوا به عنوان رسانه کنترل عمل می کند و از طریق یک محرک پنوماتیک برای باز کردن، بسته شدن یا تعدیل جریان در صورت نیاز عبور می کند.

شیرهای پنوماتیکی که شیرهای کنترل جهتی نیز نامیده می شوند، ممکن است با استفاده از چندین رویکرد مختلف طبقه بندی شوند که عبارتند از:

تعداد پورت های ورودی و خروجی،  تعداد مسیرهای جریان ، مکانیزمی که برای باز کردن یا بستن پورت ها استفاده می شود و موقعیتی که دریچه در حالت غیر فعال قرار دارد.

شیرهای کنترل جهت پنوماتیک، که جهت جریان هوا را کنترل می کنند یا جریان را مهار می کنند، دسته بزرگی از شیرهای پنوماتیکی هستند که انواع مختلفی از شیرها را شامل می شوند. این دستگاه‌ها را می‌توان به روش‌های مختلفی در یک سیستم هیدرولیک استفاده کرد، مانند اتصال یا قطع منبع اصلی هوای فشرده از سیستم یا پیشبرد سیلندرهای هوایی که به عنوان بخشی از ماشین یا فرآیندی که سیستم پنوماتیکی برای آن حرکت می‌کنند. بر این اساس انواع شیرهای پنوماتیک کنترل جهت به صورت زیر می باشد؛

- شیرهای پنوماتیک کنترل جهت دو طرفه

- شیرهای پنوماتیک کنترل جهت سه طرفه

- شیرهای پنوماتیک کنترل جهت چهار طرفه

- دریچه های پنوماتیک افست فنری

شیر کنترل جهت دو طرفه

 هوا را در دو جهت عبور می دهد و این کار از طریق دو دریچه باز یا بسته انجام می شود. اگر دریچه های سوپاپ بسته باشند، هوا نمی تواند از شیر عبور کند. اگر پورت ها باز باشند، ممکن است هوا از درگاه اول از طریق دریچه و از طریق درگاه دوم یا در جهت مخالف حرکت کند.

شیرهای پنوماتیک کنترل جهت سه طرفه

شیر پنوماتیک کنترل جهت سه طرفه دارای سه درگاه است که هر کدام کار متفاوتی را انجام می دهند. اولین پورت برای اتصال شیر به یک محرک یا دستگاه دیگر استفاده می شود. پورت دوم به یک جریان هوا متصل است. درگاه یا پورت سوم به عنوان خروجی استفاده می شود. هنگامی که درگاه اول و دوم باز و درگاه سوم بسته می شود، هوا از طریق دریچه به سمت دستگاه حرکت می کند. هنگامی که درگاه اول و سوم باز و درگاه دوم بسته است، محرک می تواند آن را تخلیه کند. شیرهای پنوماتیک کنترل جهت سه طرفه اغلب به محرک ها در سیلندرها وصل می شوند یا به صورت جفت استفاده می شوند .

شیرهای پنوماتیک کنترل جهت چهار طرفه

شیرهای پنوماتیک کنترل جهت چهار طرفه، دارای چهار درگاه مجزا است که دو پورت آن به محرک ها، یکی به جریان هوای تحت فشار و دیگری به عنوان مسیر خروجی متصل می شود. این نوع از شیرهای کنترل جهت پنوماتیک  از رایج ترین انواع شیرها هستند که در سیستم های پنوماتیکی یافت می شوند زیرا چهار مسیر مجزا به شیر اجازه می دهد تا به طور موثر حرکت موتور یا سیلندر اصلی را معکوس کند. همچنین گاهی اوقات یک پورت اضافی به یک شیر چهار طرفه اضافه می شود که آن را به یک شیر چهار طرفه پنج پورت تبدیل می کند. یک شیر چهار طرفه با یک پورت اضافی اغلب برای تامین فشار دوگانه استفاده می‌شود، به این معنی که شیر می‌تواند یکی از دو نوع فشار را اعمال کند و بسته به نیازهای مورد نیاز بین این دو فشار وارد شود. از طرف دیگر، سوپاپ می تواند از پورت دیگر به عنوان اگزوز ثانویه استفاده کند.

شیرهای پنوماتیک افست فنری

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

مشخصات کلی شیرهای کنترل جهت

 یک مشخصات کلی برای شیرهای کنترل جهت پنوماتیکی وجود دارد که برخی از مهمترین آنها در زیر آورده شده است که به هنگام خرید و استفاده از این ابزارها باید به آن ها توجه شود.

• فشار یا محدوده فشار عملیاتی؛ مقدار فشار یا محدوده فشارها (به عنوان مثال بر حسب psi، bars یا Pa) که شیر برای تحمل آن درجه بندی شده است.
• نوع کاربری؛ انواع ماده ای که شیر پنوماتیک می تواند با خیال راحت آن را کنترل کند، که  در بیشتر موارد، این هوای فشرده خواهد بود.
• ظرفیت جریان یا ضریب جریان ؛ اندازه گیری ظرفیت شیر ​​کنترل جهت پنوماتیک برای حرکت یا جریان هوا از طریق آن، ضریب جریان (Cv) نشان دهنده ثابت تناسب بین سرعت جریان و فشار دیفرانسیل است.
• تعداد چرخه ؛حداکثر تعداد چرخه های شیر که می تواند در واحد زمان کار کند.
• زمان پاسخ؛  مدت زمان مورد نیاز برای تغییر حالت یا موقعیت سوپاپ پس از فعال شدن شیر کنترل جهت
• اندازه پورت؛ ابعاد فیزیکی که اندازه پورت روی شیر را تعیین می کنند.
• ولتاژ نامی سیم پیچ ؛ برای پورت هایی که به صورت الکتریکی فعال می شوند، اندازه گیری حداکثر ولتاژی که می تواند توسط سیم پیچ محرک حفظ شود و ممکن است برحسب ولت DC و AC رتبه بندی می شود.