شیر برقی چیست؟

شیر برقی یا "سولنوئید ولو" (Solenoid Valve) یک نوع شیر کنترلی است که توسط جریان الکتریکی باز و بسته می‌شود. این نوع شیرها معمولاً در سیستم‌های مختلف از جمله سیستم‌های آب، گاز، هوا و روغن استفاده می‌شوند.

عملکرد شیر برقی به این صورت است که وقتی جریان الکتریکی از طریق سیم‌پیچ (سولنوئید) عبور می‌کند، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که باعث می‌شود بخشی از شیر (معمولاً یک پیستون یا پلانگر) حرکت کرده و شیر باز یا بسته شود. با قطع جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی از بین می‌رود و شیر به حالت اولیه خود باز می‌گردد.

شیرهای برقی به دلیل دقت، سرعت و قابلیت کنترل از راه دور، در بسیاری از صنایع و کاربردها مانند سیستم‌های گرمایش، تهویه مطبوع، خطوط تولید صنعتی، سیستم‌های آبیاری، و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شوند.

لیست قیمت و خرید انواع شیر برقی

نحوه عملکرد شیر برقی

شیر برقی (سولنوئید ولو) با استفاده از انرژی الکتریکی عمل می‌کند و عملکرد آن به شرح زیر است:

1. ساختار شیر برقی:

• سولنوئید (سیم‌پیچ): یک سیم‌پیچ الکتریکی است که وقتی جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند.
• پیستون (پلانگر): یک قطعه فلزی متحرک که در داخل سیم‌پیچ قرار دارد و توسط میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سولنوئید حرکت می‌کند.
• بدنه شیر: شامل مسیرهای ورودی و خروجی سیال است که جریان سیال را کنترل می‌کند.

2. مراحل عملکرد شیر برقی:

1. زمانی که جریان الکتریکی وجود ندارد:
   • در حالت عادی، پیستون به وسیله یک فنر در موقعیتی قرار دارد که باعث می‌شود شیر بسته بماند یا باز بماند (بسته به نوع شیر).
   • به عنوان مثال، در یک شیر برقی نرمالی بسته (Normally Closed)، وقتی جریان الکتریکی قطع است، پیستون در موقعیتی قرار دارد که مانع از جریان سیال می‌شود.
2. زمانی که جریان الکتریکی اعمال می‌شود:
   • با اعمال جریان الکتریکی به سیم‌پیچ، میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ ایجاد می‌شود.
   • این میدان مغناطیسی پیستون فلزی را به سمت بالا (یا پایین) می‌کشد و باعث تغییر وضعیت شیر می‌شود.
   • در یک شیر نرمالی بسته، پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند و مسیر جریان سیال باز می‌شود.
3. بازگشت به حالت اولیه:
   • وقتی جریان الکتریکی قطع می‌شود، میدان مغناطیسی از بین می‌رود.
   • فنر، پیستون را به موقعیت اصلی‌اش بازمی‌گرداند و شیر به حالت اولیه خود (باز یا بسته) بازمی‌گردد.

اجزاء شیر برقی

این اجزاء به شرح زیر هستند:

1. سولنوئید (Solenoid):

• سیم‌پیچ (Coil): یک سیم مسی است که به دور یک هسته فلزی پیچیده شده است. با اعمال جریان الکتریکی به سیم‌پیچ، یک میدان مغناطیسی تولید می‌شود.
• هسته (Core): هسته فلزی در مرکز سیم‌پیچ قرار دارد و در هنگام ایجاد میدان مغناطیسی به حرکت در می‌آید.

2. پلانگر (Plunger):

• پلانجر (پیستون): یک قطعه فلزی است که درون سیم‌پیچ حرکت می‌کند. این قطعه معمولاً با ایجاد میدان مغناطیسی به سمت بالا یا پایین کشیده می‌شود و باز و بسته شدن شیر را کنترل می‌کند.
• فنر برگشتی (Return Spring): فنری که به پلانگر متصل است و در غیاب جریان الکتریکی، آن را به موقعیت اولیه‌اش برمی‌گرداند.

3. بدنه شیر (Valve Body):

• بدنه (Body): بخش اصلی شیر است که شامل ورودی‌ها و خروجی‌های سیال می‌شود. این بخش معمولاً از مواد مقاوم مانند برنج، استیل یا پلاستیک ساخته می‌شود.
• سیت (Seat): محلی است که پلانجر بر روی آن قرار می‌گیرد و مسیر جریان سیال را مسدود می‌کند یا آن را باز می‌گذارد.
• دیسک یا دیافراگم (Disc or Diaphragm): در برخی از شیرهای برقی، یک دیسک یا دیافراگم به پلانگر متصل است که با حرکت پلانجر، مسیر جریان سیال را کنترل می‌کند.

4. پورت‌ها (Ports):

• ورودی (Inlet Port): محلی که سیال وارد شیر می‌شود.
• خروجی (Outlet Port): محلی که سیال از شیر خارج می‌شود.

5. کانکتور الکتریکی (Electrical Connector):

• کانکتور یا ترمینال (Connector/Terminal): جایی که سیم‌های برق به شیر برقی متصل می‌شوند تا جریان الکتریکی به سیم‌پیچ منتقل شود.

6. پوشش (Enclosure):

• پوشش محافظ (Protective Enclosure): بخشی است که تمام قطعات داخلی شیر برقی را در برابر محیط بیرونی محافظت می‌کند. این پوشش ممکن است دارای مقاومت در برابر آب، گرد و غبار و عوامل دیگر باشد.

7. محفظه سولنوئید (Solenoid Housing):

• محفظه یا کیسینگ (Housing/Casing): بخشی که سیم‌پیچ و هسته را درون خود نگه می‌دارد و از آن‌ها محافظت می‌کند.

این اجزاء با همکاری یکدیگر امکان کنترل دقیق جریان سیال را در سیستم‌های مختلف فراهم می‌کنند.

لیست قیمت و خرید رگلاتور پنوماتیک با کیفیت بالا

انواع شیر برقی

شیرهای برقی (سولنوئید ولوها) بسته به کاربرد، طراحی و عملکردشان به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در زیر به بررسی انواع اصلی شیرهای برقی می‌پردازیم:

1. بر اساس حالت عملکرد:

• نرمالی بسته (Normally Closed - NC):
  • در حالت عادی و بدون اعمال برق، مسیر سیال بسته است. با اعمال جریان الکتریکی، شیر باز می‌شود و اجازه عبور سیال را می‌دهد.
• نرمالی باز (Normally Open - NO):
  • در حالت عادی و بدون اعمال برق، مسیر سیال باز است. با اعمال جریان الکتریکی، شیر بسته می‌شود و مسیر سیال قطع می‌شود.

2. بر اساس تعداد پورت‌ها:

• دو طرفه (Two-Way):
  • این نوع شیر دارای یک ورودی و یک خروجی است و می‌تواند جریان سیال را در یک جهت کنترل کند (باز یا بسته).
• سه طرفه (Three-Way):
  • این شیر دارای سه پورت است و می‌تواند جریان سیال را به دو مسیر مختلف هدایت کند. این نوع شیرها معمولاً برای تغییر جهت جریان یا تخلیه فشار در سیستم‌ها استفاده می‌شوند.
• چهار طرفه (Four-Way):
  • دارای چهار پورت است و معمولاً در سیستم‌های پیچیده‌تر مانند کنترل سیلندرهای دوطرفه در پنوماتیک و هیدرولیک استفاده می‌شود.

3. بر اساس نوع عملکرد (مستقیم و غیر مستقیم):

• عملکرد مستقیم (Direct Acting):
  • در این نوع، جریان سیال مستقیماً توسط حرکت پلانجر (پیستون) کنترل می‌شود. این نوع شیرها به نیروی بیشتری نیاز دارند و برای کنترل جریان‌های با فشار پایین مناسب هستند.
• عملکرد غیر مستقیم (Indirect Acting) یا پایلوت‌دار:
  • در این نوع، از فشار سیال برای کمک به باز و بسته کردن شیر استفاده می‌شود. این شیرها برای کنترل جریان‌های با فشار بالا مناسب هستند و از یک شیر پایلوت کوچک برای کنترل شیر اصلی استفاده می‌کنند.

4. بر اساس نوع سیال:

• شیر برقی گاز:
  • مخصوص کنترل جریان گازها مانند هوا، نیتروژن، و گازهای دیگر.
• شیر برقی آب:
  • مخصوص کنترل جریان آب در سیستم‌های مختلف مانند آبیاری و سیستم‌های گرمایشی.
• شیر برقی بخار:
  • طراحی شده برای کنترل بخار در دما و فشار بالا.
• شیر برقی روغن:
  • مخصوص کنترل جریان روغن در سیستم‌های هیدرولیکی.

5. بر اساس نوع ساختار داخلی:

• شیر برقی دیافراگمی (Diaphragm Valve):
  • دارای دیافراگم است که با حرکت آن جریان سیال کنترل می‌شود. این نوع شیرها معمولاً در سیستم‌های آب و سیالات تمیز استفاده می‌شوند.
• شیر برقی پیستونی (Piston Valve):
  • دارای پیستونی است که با حرکت آن جریان سیال کنترل می‌شود. این نوع شیرها برای فشارهای بالا مناسب هستند.

6. بر اساس کاربرد خاص:

• شیر برقی ضد انفجار (Explosion-Proof Solenoid Valve):
  • طراحی شده برای استفاده در محیط‌های خطرناک که احتمال وجود گازهای قابل اشتعال وجود دارد.
• شیر برقی بهداشتی (Sanitary Solenoid Valve):
  • مخصوص کاربردهای بهداشتی و صنایع غذایی که نیاز به سطوح صاف و عدم تجمع مواد دارند.

هر یک از این انواع شیر برقی برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند و انتخاب صحیح آن‌ها به نیازهای خاص سیستم و شرایط محیطی بستگی دارد.

خرید واحد مراقبت پنوماتیک و متعلقات آن

کاربرد شیر برقی

شیرهای برقی (سولنوئید ولوها) به دلیل قابلیت کنترل دقیق و سریع، در صنایع و کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از کاربردهای اصلی شیرهای برقی عبارتند از:

1. صنعت خودروسازی:

• سیستم‌های سوخت: در سیستم‌های تزریق سوخت برای کنترل جریان بنزین یا گازوئیل به موتور.
• سیستم‌های تهویه: برای کنترل جریان هوا در سیستم‌های تهویه خودرو.
• سیستم ترمز: در برخی سیستم‌های ترمز ABS برای کنترل فشار روغن ترمز.

2. سیستم‌های آبیاری:

• آبیاری اتوماتیک: کنترل جریان آب در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای و اسپری برای باغ‌ها، زمین‌های کشاورزی، و فضاهای سبز.

3. صنایع نفت و گاز:

• کنترل جریان گاز و نفت: در خطوط لوله برای کنترل جریان مواد مختلف مانند گاز طبیعی، نفت خام و فرآورده‌های نفتی.
• سیستم‌های ایمنی: برای قطع اضطراری جریان گاز یا نفت در صورت بروز حادثه.

4. صنایع غذایی و دارویی:

• فرآیندهای تولید: برای کنترل جریان مایعات و گازهای بهداشتی در خطوط تولید محصولات غذایی و دارویی.
• سیستم‌های CIP: در سیستم‌های تمیزکاری در محل (CIP) برای کنترل جریان مواد شوینده و آب.

5. صنایع شیمیایی:

• کنترل فرآیندهای شیمیایی: برای تنظیم دقیق جریان مواد شیمیایی در فرآیندهای تولید و اختلاط.
• سیستم‌های ایمنی: به عنوان قسمتی از سیستم‌های ایمنی برای کنترل و قطع جریان مواد خطرناک.

6. سیستم‌های تهویه و گرمایش (HVAC):

• کنترل جریان آب: در سیستم‌های گرمایش مرکزی و تهویه مطبوع برای تنظیم جریان آب گرم یا سرد به رادیاتورها و واحدهای تهویه.
• سیستم‌های بخار: کنترل بخار در بویلرها و سیستم‌های گرمایش صنعتی.

7. صنایع هیدرولیک و پنوماتیک:

• کنترل سیلندرها: برای کنترل حرکت سیلندرهای هیدرولیک و پنوماتیک در ماشین‌آلات صنعتی.
• سیستم‌های اتوماسیون: در خطوط تولید خودکار برای کنترل جریان هوا یا روغن در دستگاه‌های مختلف.

8. تجهیزات پزشکی:

• دستگاه‌های دیالیز: کنترل جریان مایعات در دستگاه‌های دیالیز.
• تجهیزات تنفسی: در ونتیلاتورها برای کنترل جریان هوا و اکسیژن.

9. سیستم‌های آتش‌نشانی:

• سیستم‌های اسپرینکلر: در سیستم‌های آتش‌نشانی برای کنترل جریان آب به اسپرینکلرها در مواقع آتش‌سوزی.
• سیستم‌های فوم: برای کنترل جریان فوم خاموش‌کننده در سیستم‌های اطفاء حریق.

10. سیستم‌های آزمایشگاهی:

• کنترل دقیق مایعات: در دستگاه‌های آزمایشگاهی برای کنترل دقیق جریان مایعات و گازها در آزمایش‌ها.
• سیستم‌های جداسازی: در فرآیندهای جداسازی و تحلیل برای کنترل جریان مواد مختلف.

11. سیستم‌های انرژی و نیروگاه‌ها:

• کنترل بخار: در نیروگاه‌های حرارتی برای کنترل جریان بخار به توربین‌ها.
• سیستم‌های تولید برق: در نیروگاه‌های آبی و بادی برای کنترل جریان آب یا هوا.

شیرهای برقی به دلیل کارایی و دقت بالا، در تمامی این کاربردها نقش حیاتی دارند و به بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌ها کمک می‌کنند.