شیر پنوماتیک چیست؟
شیرهای پنوماتیک واحد کنترل سیستم های پنوماتیکی هستند. این شیرها وسایلی هستند که وظیفه کنترل سرعت، دبی و فشار هوای عبوری از سیستم های پنوماتیک را دارند. انتقال نیرو در سیستم های پنوماتیکی به کمک هوای فشرده صورت می گیرد، بنابراین شناخت عملکرد و عملکرد اجزای کنترلی بسیار مهم و یکی از اساسی ترین وظایف طراح است. اگر شیر پنوماتیکی اشتباه انتخاب شود، مدار طبق برنامه عمل نمی کند و در نهایت هدفی که از طراحی سیستم انتظار داشتیم محقق نمی شود. به طور کلی شیرهای پنوماتیکی قابلیت کنترل مسیر هوا را با اعمال نیرو دارند و می توانند آن را متصل و جدا کنند. در شیرهای دستی این کنترل با اعمال نیرو با دست و در شیرهای برقی جریان الکتریکی مورد نیاز برای کنترل و تحریک شیر است. جریان الکتریکی مغناطیس سیم پیچ را ایجاد می کند و در نتیجه منجر به ایجاد نیروی لازم برای تغییر وضعیت دریچه پنوماتیک می شود.
انواع شیرهای پنوماتیکی
روش های مختلفی برای طبقه بندی شیرها وجود دارد که در زیر به دو نوع طبقه بندی که جزء روش های مرسوم هستند اشاره می کنیم. شیرها از نظر نوع عملکرد به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:
شیر کنترل جهت پنوماتیک
شیر کنترل فشار پنوماتیک
شیر کنترل جریان پنوماتیک
شیر پنوماتیک حرفه ای
شیر پنوماتیک مدولار
علاوه بر دسته بندی های ذکر شده، خوب است در دسته بندی کلی این نکته را نیز به خاطر بسپاریم، شیرهای پنوماتیکی دو نوع هستند و تفاوت در این است که در نوع اول آنچه کنترل می شود هوا یا گاز بی اثر و لزوماً سیستم این شیرها است. از هوا کنترل نمی شوند. در نوع دوم این شیرها، سیال کنترل شده چیزی غیر از هوا است. به عنوان مثال، آب، روغن یا هر سیال دیگری خواهد بود و این بار سیستم کنترل سیال پنوماتیک است. البته شیرهای دسته دوم را عموماً شیرهای محرک پنوماتیک می نامند. باید تاکید کرد که آنچه در اینجا توضیح داده می شود از دسته اول است و سیال آنها اساساً پنوماتیک است. البته انواع شیرهای پنوماتیک با توجه به پارامترهای اصلی شیر به روش های دیگری طبقه بندی می شوند که نمونه هایی از آن عبارتند از:
تعداد پورت های ورودی و خروجی شیر
نحوه باز و بسته کردن سوپاپ یا موقعیت های سوپاپ
تعداد مسیرهای جریان
شیر کنترل جهت پنوماتیک
شیرهای کنترل جهت پنوماتیک با باز یا بسته کردن مسیر خروجی را کنترل می کنند و در نهایت جهت شفت یا میله جک را می توان به این وسیله کنترل کرد. به طور کلی این شیرها به دو دسته شیرهای قطع کننده و یکسو کننده جریان تقسیم می شوند. عناصر و اجزای شیر شامل سه دسته زیر هستند:
عناصر ورودی که عناصر سیگنالینگ نیز نامیده می شوند.
عناصر پردازنده
عناصر کنترل
همانطور که از نام این شیر پیداست; برای قطع و وصل جریان به شیرهای قطع کننده نیاز است و شیرهای یکسو کننده اجازه عبور جریان را در یک جهت می دهند و اجازه عبور در جهت دیگر را نمی دهند.
شیر کنترل فشار پنوماتیک
یک شیر کنترل فشار پنوماتیک برای تنظیم فشار مخزن استفاده می شود. در واقع با کمک این شیرها می توان فشار را در سیستم ثابت نگه داشت. همانطور که در شکل زیر می بینیم؛ این شیرها به کمک فنر و با تنظیم آن فنر در فشار معین کار می کنند. هنگامی که فشار عملیاتی از حد تعیین شده برای فنر فراتر رود. باعث ریزش فنر می شود و در نتیجه بقیه سیال تخلیه می شود. این فشار سیستم را کنترل می کند.
شیرهای کنترل فشار پنوماتیک
دریچه های کنترل فشار اساسا با حفظ فشار ثابت بدون توجه به هر نوع نوسان ایجاد شده در سیستم، فشار ثابتی ایجاد می کنند.
شیرهای کنترل جریان پنوماتیک
شیرهای کنترل جریان هوا با ایجاد شیاری در جهتی خاص در سیستم، جریان هوا را محدود یا افزایش می دهند و در نتیجه جریان کنترل می شود. این گروه سوپاپ بسته به پروژه قابل نصب بر روی سیلندر یا در قسمت های مختلف سیستم می باشد.
از نظر نوع تحریک، دریچه ها در انواع زیر ارائه می شوند:
تحریک دستی
تحریک مکانیکی یا بادامک
تحریک پنوماتیک یا هوا
برانگیختگی شیر برقی
روش های تحریک دریچه ها
دو نوع محرک الکتریکی (سلونوئید) و محرک دستی دو نوع پرکاربرد هستند
شیرهای پنوماتیک واحد کنترل سیستم های پنوماتیکی هستند. این شیرها وسایلی هستند که وظیفه کنترل سرعت، دبی و فشار هوای عبوری از سیستم های پنوماتیک را دارند. انتقال نیرو در سیستم های پنوماتیکی به کمک هوای فشرده صورت می گیرد، بنابراین شناخت عملکرد و عملکرد اجزای کنترلی بسیار مهم و یکی از اساسی ترین وظایف طراح است. اگر شیر پنوماتیکی اشتباه انتخاب شود، مدار طبق برنامه عمل نمی کند و در نهایت هدفی که از طراحی سیستم انتظار داشتیم محقق نمی شود. به طور کلی شیرهای پنوماتیکی قابلیت کنترل مسیر هوا را با اعمال نیرو دارند و می توانند آن را متصل و جدا کنند. در شیرهای دستی این کنترل با اعمال نیرو با دست و در شیرهای برقی جریان الکتریکی مورد نیاز برای کنترل و تحریک شیر است. جریان الکتریکی مغناطیس سیم پیچ را ایجاد می کند و در نتیجه منجر به ایجاد نیروی لازم برای تغییر وضعیت دریچه پنوماتیک می شود.
انواع شیرهای پنوماتیکی
روش های مختلفی برای طبقه بندی شیرها وجود دارد که در زیر به دو نوع طبقه بندی که جزء روش های مرسوم هستند اشاره می کنیم. شیرها از نظر نوع عملکرد به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:
شیر کنترل جهت پنوماتیک
شیر کنترل فشار پنوماتیک
شیر کنترل جریان پنوماتیک
شیر پنوماتیک حرفه ای
شیر پنوماتیک مدولار
علاوه بر دسته بندی های ذکر شده، خوب است در دسته بندی کلی این نکته را نیز به خاطر بسپاریم، شیرهای پنوماتیکی دو نوع هستند و تفاوت در این است که در نوع اول آنچه کنترل می شود هوا یا گاز بی اثر و لزوماً سیستم این شیرها است. از هوا کنترل نمی شوند. در نوع دوم این شیرها، سیال کنترل شده چیزی غیر از هوا است. به عنوان مثال، آب، روغن یا هر سیال دیگری خواهد بود و این بار سیستم کنترل سیال پنوماتیک است. البته شیرهای دسته دوم را عموماً شیرهای محرک پنوماتیک می نامند. باید تاکید کرد که آنچه در اینجا توضیح داده می شود از دسته اول است و سیال آنها اساساً پنوماتیک است. البته انواع شیرهای پنوماتیک با توجه به پارامترهای اصلی شیر به روش های دیگری طبقه بندی می شوند که نمونه هایی از آن عبارتند از:
تعداد پورت های ورودی و خروجی شیر
نحوه باز و بسته کردن سوپاپ یا موقعیت های سوپاپ
تعداد مسیرهای جریان
شیر کنترل جهت پنوماتیک
شیرهای کنترل جهت پنوماتیک با باز یا بسته کردن مسیر خروجی را کنترل می کنند و در نهایت جهت شفت یا میله جک را می توان به این وسیله کنترل کرد. به طور کلی این شیرها به دو دسته شیرهای قطع کننده و یکسو کننده جریان تقسیم می شوند. عناصر و اجزای شیر شامل سه دسته زیر هستند:
عناصر ورودی که عناصر سیگنالینگ نیز نامیده می شوند.
عناصر پردازنده
عناصر کنترل
همانطور که از نام این شیر پیداست; برای قطع و وصل جریان به شیرهای قطع کننده نیاز است و شیرهای یکسو کننده اجازه عبور جریان را در یک جهت می دهند و اجازه عبور در جهت دیگر را نمی دهند.
شیر کنترل فشار پنوماتیک
یک شیر کنترل فشار پنوماتیک برای تنظیم فشار مخزن استفاده می شود. در واقع با کمک این شیرها می توان فشار را در سیستم ثابت نگه داشت. همانطور که در شکل زیر می بینیم؛ این شیرها به کمک فنر و با تنظیم آن فنر در فشار معین کار می کنند. هنگامی که فشار عملیاتی از حد تعیین شده برای فنر فراتر رود. باعث ریزش فنر می شود و در نتیجه بقیه سیال تخلیه می شود. این فشار سیستم را کنترل می کند.
شیرهای کنترل فشار پنوماتیک
دریچه های کنترل فشار اساسا با حفظ فشار ثابت بدون توجه به هر نوع نوسان ایجاد شده در سیستم، فشار ثابتی ایجاد می کنند.
شیرهای کنترل جریان پنوماتیک
شیرهای کنترل جریان هوا با ایجاد شیاری در جهتی خاص در سیستم، جریان هوا را محدود یا افزایش می دهند و در نتیجه جریان کنترل می شود. این گروه سوپاپ بسته به پروژه قابل نصب بر روی سیلندر یا در قسمت های مختلف سیستم می باشد.
از نظر نوع تحریک، دریچه ها در انواع زیر ارائه می شوند:
تحریک دستی
تحریک مکانیکی یا بادامک
تحریک پنوماتیک یا هوا
برانگیختگی شیر برقی
روش های تحریک دریچه ها
دو نوع محرک الکتریکی (سلونوئید) و محرک دستی دو نوع پرکاربرد هستند