شیر برقی
شیر برقی با نیروی الکترومغناطیسی باز و بسته می‌شود، بنابراین به آن شیر الکترومغناطیسی نیز می‌گویند. اگر در ابتدا، شیر در شرایط بسته باشد، پس از اعمال نیروی الکترومغناطیسی، پیستون را بلند کرده و دریچه باز می‌شود. شیر اتوماتیک است و انواع مختلفی از شیر برقی بر اساس کاربرد در بازار موجود است.
شیر برقی چیست؟
یک اختراع بسیار ساده از فیزیک است. (سیم تابیده شده دور یک استوانه فلزی تو خالی) هنگامی که جریان از سیم عبور می‌کند سیستم به عنوان یک آهنربا عمل می‌کند. این میدان مغناطیسی برای انجام بسیاری از کارها استفاده خواهد شد. هر چه جریان بیشتر عبور کند اثر مغناطیسی بیشتر خواهد بود. این تکنیک امروزه تقریباً در همه لوازم الکترونیکی استفاده می‌شود.
قطعات شیر برقی
- بدنه سوپاپ (The valve body): قسمتی از شیر است که به لوله‌ای که سیال از آن جاری می‌شود متصل است. این مرز فشار اولیه است که شامل کل مجموعه شیر برقی و داخل آن است.
- دریچه ورودی (The inlet port): شیر، نقطه ورود سیال به شیر است.
- درگاه (The outlet port): نقطه خروجی سیال است که توسط شیر اتوماتیک اجازه جریان یافتن را می‌دهد. از طریق درگاه خروجی از شیر خارج می‌شود و از طریق لوله کشی به فرآیند بعدی می‌رود.
- سیم پیچ (The Coil winding): سیم نازک بلندی است که در اطراف هسته مغناطیسی پیچیده شده است.
- پیستون (The plunger): قسمتی است که جریان سیال را متوقف یا شروع می‌کند. هنگامی که شیر برقی روشن می‌شود، پیستون بر اساس طراحی به سمت بالا یا پایین حرکت می‌کند و به سیال اجازه جریان می‌دهد. از مواد فرومغناطیسی تشکیل شده و معمولاً استوانه‌ای است.
- سیم پیچ برقی (The solenoid coil): بخشی از شیر است که به پیستون انرژی می‌دهد و آن را بلند می‌کند. این یک استوانه توخالی از سیم پیچ نازک تشکیل شده است.
- فنر پیستون (The spring): هنگامی که جریان در شیر برقی جریان ندارد، فنر پیستون را در موقعیت خود نگه می‌دارد. هنگامی که جریان در سیم جریان دارد، پیستون بر خلاف عمل فنر عمل کرده و دریچه را باز می‌کند. بنابراین، پس از آن زمانی که می‌خواهیم دریچه را ببندیم، باید پیستون را به موقعیت صحیح خود برگردانیم، در آن زمان فنر این کار را برای ما انجام می‌دهد.
- روزنه (The orifice): سوراخی است که سیال از طریق آن از درگاه ورودی به درگاه خروجی جریان می‌یابد. در شرایط بسته، پیستون با مسدود کردن روزنه، جریان را متوقف می‌کند.
کارکرد شیر برقی
از آنجایی که این یک شیر اتوماتیک است، ابتدا باید بفهمیم که چه زمانی باید شیر را باز و بسته کنیم. هنگامی که سنسور احساس می‌کند که در سمت خروجی به مایع نیاز داریم، جریان در شیر برقی جریان می‌یابد و به همین دلیل پیستون در برابر فنر عمل می‌کند و از روزنه بلند می‌شود. این به مایع اجازه می‌دهد تا جریان یابد. پس از اینکه حسگر حس کرد که به مقدار کافی مایع گرفته شده است، جریان را متوقف می کند و به همین دلیل پیستون دوباره روزنه را مسدود کرده و دریچه را می‌بندد.
در صورتی که به جریان سیال بیشتری نیاز داشته باشیم، سنسور پیام را به سیستم قدرت ارسال می‌کند و جریان بیشتری را عبور می‌دهد. به دلیل افزایش جریان، میدان مغناطیسی افزایش می‌یابد و پیستون بیشتر از بالابر قبلی بلند می‌شود که باعث می‌شود سیال بیشتری از دهانه عبور کند. بنابراین بر اساس نیاز سنسور جریان عبور می‌کند و بر اساس آن پیستون بلند می‌شود.
انواع شیر برقی
شیر برقی مستقیم:
ساده ترین نوع شیر برقی است که برای باز و بسته کردن شیر نیازی به نیروی خارجی نیست. نسبت به انواع دیگر بسیار سریع عمل می‌کند. معمولاً دو نوع است یکی NC (معمولاً بسته) و دیگری NO (معمولاً باز). در NO پیستون دریچه در شرایط باز است و در حالت نبودن جریان دهانه شیر باز است و در حالت شروع جریان دهانه توسط پیستون را مسدود می‌کند و جریان سیال را متوقف می‌کند. فرآیند دقیقا برعکس در شیر NC اتفاق می‌افتد.
کاربردهای شیر برقی
- در سیستم تبرید (سرد سازی)
- صنایعی که از هوای فشرده استفاده نمی‌شود
- سیستم خلاء
- سیستم های خودرو
- و غیره.
مزایای
- باز شدن سریع
- مصرف برق کم
- سازگار با AC و DC هر دو
- قابل نصب به صورت عمودی و افقی
معایب
- به ولتاژ بسیار حساس است
- میدان مغناطیسی بر باز و بسته شدن شیر تأثیر می‌گذارد
- نیاز به تعویض کویل بعد از مدتی
Reference:Chemical Engineering World – youtube
