سولنوئید ولو ها ، شیرهایی با کنترل الکتریکی هستند که از یک اکچوویتور یا محرک به شکل آهنربای الکتریکی برای تغییر حالت شیر ​​از بسته به باز استفاده می کنند. روند کار به این صورت است که یک سیم پیچ در اکچوویتور یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و باعث کشیده شدن یا فشار دادن پیستون که عبور سیال از داخل را کنترل می کند، می شود. سلونوئید ولو ها انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کنند تا مکانیسم داخل شیر به حرکت در بیاید و ابزاری را فراهم کند که طراحان لوله کشی صنعتی بتوانند عملکرد شیرها را به صورت خودکار کنترل کنند. این قابلیت شیر سلونوئیدی ، نیاز به پرسنل یا اپراتور را برای بستن یا باز کردن دستی شیرآلات کاهش می دهد. استفاده از كنترل خودكار شیر (اوتوماسیون) در طراحي بسياري از ماشين هايي كه نياز به عمليات سوئيچ سريع دارند ، فراتر از توانایی های اپراتور انسانی یا کنترل دستی است.

در این مقاله ، مروری بر اطلاعات مربوط به شیرهای سلونوئیدی ، از جمله عملکرد اساسی آنها ، انواع موجود در بازار و مشخصات فنی آنها ارائه می شود. مطالب بیشتر در مورد انتخاب شیرها و انواع شیرآلات صنعتی ، شیرهای پروانه ای ، مانند شیرهای توپی و شیرهای دروازه ای ، شیر کروی ، شیر سماوری و … را در مقالات اختصاصی تهیه شده در این مورد مطالعه فرمایید.

کلیات سلونوئید ولو

شیر سلونوئیدی در مواردی که نیاز به کنترل از راه دور یا کنترل خودکار (اتوماسیون) جریان سیال از طریق یک سیستم وجود دارد، مورد استفاده قرار می گیرد. منظور از سیال نیز هر مایع یا گازی می باشد که از طریق خط لوله منتقل می شود. به عنوان مثال این سیال می تواند هوا ، آب ، بخار ، مبرد ، روغن و گاز طبیعی باشد. در بیشتر موارد ، سلونوئید ولو به عنوان شیر قطع و وصل جریان (روشن / خاموش) عمل می کند. اما برخی اوقات نیز برای اندازه گیری یا تنظیم دقیق جریان مانند شیر سوزنی (Needle valve) به کار گرفته می شود.

شیرهای سلونوئیدی از چندین قسمت یا جزء استاندارد ساخته شده اند که برخی از آنها با اجزا سایر شیرها شباهت دارند. بدنه ولو، اصلی ترین قسمت شیر است. این قسمت، شامل یک درگاه ورودی است که مایع یا گاز را از سیستمی که شیر در آن نصب شده دریافت می کند. بدنه شیر سلونوئیدی از متریالهای مختلف و متنوعی ساخته می شود. که انتخاب آن بر اساس هماهنگی و سازگاری آن متریال با سیالی که از شیر عبور می کند و با توجه به ویژگی های آن مانند خورندگی صورت می پذیرد. گزینه های خاص مواد مورد استفاده برای بدنه سلونوئید ولو ها شامل برنز ، فولاد ضد زنگ و پلاستیک می باشد.

به عنوان بخشی از بدنه شیر سلونوئیدی ، یک یا چند درگاه (Port) خروجی نیز وجود دارد – تعداد آنها به تنظیمات خاص و کاربرد شیر بستگی خواهد داشت-. این نوع ولو امکان هدایت سیال به یک یا چند مورد از این درگاه های خروجی را دارد. بدنه ولو همچنین قسمتهای الکتریکی (سلونوئید) و مکانیسم کنترلی را نیز درخود جای داده است. سلونوئید ، سیم پیچی است که با عبور جریان الکتریکی از خود ، میدان مغناطیسی ایجاد می کند. این جریان از طریق مجموعه ای از سیم های کنترل الکتریکی یا یک اتصال الکتریکی که برق را به شیر از طریق مدار کنترل و منبع تغذیه تغذیه می کند ، به سلونوئید وارد می شود. بسیاری از مدل های شیرهای سلونوئیدی نیز دارای مکانیزم فنری هستند که به پیستون شیر فشار می آورند. این فنر به عنوان یک بازگرداننده مکانیکی عمل می کند که بسته به نوع طراحی شیر ، شیر را در حالت باز یا بسته نگه می دارد. در هنگام بسته شدن شیر ، پیستون حرکت می کند تا جلوی عبور جریان از اریفیس را مسدود نماید. اریفیس، روزنه یا شکافی است که درگاه ورودی را به درگاه خروجی شیر متصل می کند. علاوه بر این قطعات ، درزگیر آببندی و سیت های (Seat) در بدنه شیر از نشت سیال در بین درگاه های ورودی و خروجی هنگام قرار گرفتن شیر در حالت بسته جلوگیری می کند.

سلونوئید ولوها بیشتر با در نظر گرفتن حالت پیش فرض آنها یعنی حالت شیر در زمانی که منبع تغذیه ای به آن متصل نیست (یعنی شیر انرژی ندارد) دسته بندی می شوند. به حالت پیش فرض (Default) حالت استراحت (Rest) نیز گفته می شود. دو حالت پیش فرض ممکن ، به طور نرمال باز (NO) و به طور نرمال بسته (NC) نامیده می شوند. برای شیرهای سلونوئیدی که به طور نرمال باز نامیده می شوند ، در صورت عدم استفاده از نیروی الکتریکی بر روی شیر ، پیستون یا دیافراگم جمع می شود – این حالت به این معنی است که شیر می تواند سیال را ازخود عبور دهد. برای شیرهای باز، وارد کردن جریان برق به سلونوئید ولو باعث بسته شدن شیر می شود و جریان سیال را مسدود می کند.

برای شیرهای برقی که به طور نرمال بسته هستند ، وضعیت برعکس حالت قبل می باشد. شیر بدون وارد شدن فشار به دستگاه ، حرکت سیال را مسدود می کند و با استفاده از نیرو که به شیر برقی انرژی می دهد ، شیر باز می شود و اجازه می دهد تا سیال جریان یابد. تصمیم گیری در مورد نیاز به شیر برقی نرمال باز (Normally Open) یا نرمال بسته (Normally Closed) به کاربرد شیر بستگی دارد. در عین حال ، طراحان باید تأثیری را که در صورت بازگشت شیر به حالت پیش فرض ، با از دست دادن برق در روند کار ایجاد می شود ، در نظر بگیرند. برای بسیاری از کاربردها ، شیرهای بسته (NC) به طور معمول انتخاب مورد نظر بوده و مورد توجه قرار می گیرند. زیرا در صورت عدم وجود برق ، به طور بالقوه جریان سیال را قطع می کنند. با این حال ، در همه شرایط این رویکرد مورد توجه قرار نمی گیرد. بنابراین برای انتخاب بهترین شرایط ممکن برای هر حالت پیش فرض سلونوئید ولو در صورت از دست دادن برق ، باید درک کاملی از سیستم پایپینگ داشته باشیم.

شیرهای سلونوئیدی از اصول الکترومغناطیس برای کارکرد خود استفاده می کنند. درون این نوع شیر یک پیستون متحرک وجود دارد که از یک ماده فرو مغناطیسی ساخته شده است. (مواد فرو مغناطیسی موادی هستند که در حضور یک میدان مغناطیسی از خود عکس العمل نشان می دهند). هنگامی که سلونوئید با عبور جریان الکتریکی از آن انرژی می گیرد ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. سپس پیستون تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار گرفته و در نتیجه به سمت سیم پیچ کشیده شده و یا از آن رانده می شود. هنگامی که پیستون حرکت می کند ، حرکت منجر به باز یا بسته شدن شیر می شود. دقیقاً مانند حالتی که اپراتور یک اهرم (Lever) یا چرخ دستی (Handwheel) روی شیر را باز یا بسته نماید.

انواع شیر سلونوئیدی یا سلونوئید ولو

سلونوئید ولو ها را می توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته بندی کرد. یکی از مرسوم ترین روش های دسته بندی این شیر ها بر اساس ابزاری است که این شیر توسط آن کار می کند. با استفاده از این روش سه نوع متداول شیر سلونوئیدی به شرح زیر خواهیم داشت:

• نوع مستقیم (یا با عملکرد مستقیم)
• نوع غیر مستقیم (یا با عملکرد مستقیم)
• نوع نیمه مستقیم

سلونوئید ولو مستقیم (یا با عملکرد مستقیم)

یکی از ساده ترین و متداول ترین انواع شیر سلونوئیدی، مدل مستقیم یا با عملکرد مستقیم می باشد. با استفاده از شیرهای سلونوئیدی مستقیم ، حرکت پیستون در داخل شیر، اریفیس (روزنه) را به طور مستقیم بسته یا باز می کند. بنابراین با عملکرد مستقیم ، سیال از شیر عبور می کند و یا مسدود می شود. این شیرها ، منحصراً برای کنترل جریان سیال به قدرت سلونوئید متکی هستند. در نتیجه برای عملکرد شیرها داشتن حداقل فشار عملیاتی ضروری نیست. این ولو های مستقیم ، می توانند مایعات را تحت فشار از صفر بار تا حداکثر فشار سیستم کنترل کنند.

در شماره 1 زیر ، مقطعی (برشی) از شیر سلونوئیدی که از نوع با عملکرد مستقیم که به طور نرمال بسته است ، نشان داده شده است.

سلونوئید ولو غیر مستقیم (یا با عملکرد غیر مستقیم)

نوع دوم ، به عنوان شیر سلونوئیدی غیر مستقیم شناخته می شود. عملکرد این نوع ولو با استفاده از دیفرانسیل فشار سیال برای باز کردن و بستن شیر می باشد. به دلیل این نوع طراحی شیر های سلونوئیدی غیر مستقیم، سیال عبوری (کنترل شونده) بایستی فشار حداقلی بیش از صفر داشته باشد. در سلونوئید ولو های غیر مستقیم ، پورت های ورودی و خروجی به وسیله یک غشا (ممبران) یا دیافراگم از یکدیگر جدا می شوند. حضور این دیافراگم باعث می شود که بدنه شیر به دو قسمت فضای بالایی و پایینی تقسیم شود. در غشا میانی یک سوراخ کوچک وجود دارد که اجازه می دهد، سیال موجود در فضای پایینی، فضای بالا را پر نماید و فشار سیال در دو محفظه متعادل گردد. هنگامی که شیر در حالت بسته قرار دارد، فشار از سیالی که در محفظه بالایی وجود دارد و همچنین نیروی اعمال شده توسط یک فنر که به دیافراگم فشار وارد می کند، شیر را در موقعیت بسته نگه می دارد و غشا را بر روی سیت شیر آب بند می نماید و پورت های ورودی و خروجی نیز مسدود خواهند شد.

همانطور که گفته شد یک کانال کوچک، محفظه بالایی شیر را به یک پورت کم فشار متصل می کند. این پورت باز و بسته شدن کانال را کنترل می کند و توسط قدرت اعمال شده به سلونوئید کنترل می شود. در حالت بسته ، پورت کم فشار، توسط سلونوئید که سیال را در محفظه بالایی حفظ می کند، بسته باقی می ماند. هنگامی که باز شدن ولو مد نظر باشد، جریان برق به سلونوئید اعمال می شود. برق دار شدن سلونوئید، باعث باز شدن پورت کنترلی می شود و این پدیده باعث افت فشار در محفظه بالایی خواهد شد. فشار دیفرانسیلی محفظه بالایی در برابر محفظه پایینی ، فنر را فشرده کرده و باعث بالا رفتن غشا از برابر اریفیس می شود. این مدل ولو، امکان کنترل جریان های پر فشار را با استفاده از یک سلونوئید کوچک و یک پورت کم فشار فراهم می آورد. سلونوئید ولو های غیر مستقیم در مواردی که کنترل جریان با نرخ بالا مد نظر باشد، با این شرط که فشار دیفرانسیلی کافی در سیستم موجود باشد، قابل استفاده خواهند بود.

در شکل 2، در زیر، یک برش مقطعی از یک ولو سلونوئیدی غیر مستقیم که به طور نرمال بسته می باشد ارائه شده است.

سلونوئید ولو نیمه مستقیم (یا با عملکرد نیمه مستقیم)

سومین نوع از شیرهای سلونوئیدی، مدل نیمه مستقیم می باشد. این مدل را می توان دارای ترکیبی از ویژگی های نوع با عملکرد مستقیم و غیر مستقیم که در دو قسمت قبل مورد بحث قرار گرفت دانست. شیرهای به اصطلاح نیمه مستقیم، دارای این مزیت هستند که در شرایط فشار صفر بار و همچنین جریان های با نرخ بالا به خوبی کار می کنند. طراحی این مدل شیرمشابه با شیر های غیر مستقیم می بشد. به نحوی است که شامل یک محفظه بالایی و یک محفظه پایینی بوده و توسط یک غشای انعطاف پذیر جدا می شود. این غشا یا دیافراگم مانند شیر های غیر مستقیم دارای یک روزنه کوچک می باشد که امکان پر شدن محفظه بالایی با سیال و متعادل شدن فشار را فراهم می کند. تفاوت کلیدی شیرهای نیمه مستقیم با شیر های غیر مستقیم، این است که پیستون سولونوئید در شیرهای نیمه مستقیم به طور مستقیم به دیافراگم متصل می شود و موقعیت آن را کنترل می کند. در حالیکه در شیر های غیر مستقیم یک هدایتگر برای کنترل سیال در محفظه بالایی مورد استفاده قرار می گیرد.

در حالت بسته، مساحت سطح محفظه بالایی بیش از محفظه پایین تر شده و به دیافراگم امکان آب بندی سیت (Seat) شیر و مسدود کردن جریان بین پورت ورودی و خروجی را می دهد. برای باز کردن شیر، کویل یا سلونوئید برقدار شده و در نتیجه پیستون به سمت مرکز کویل کشیده می شود. به دلیل ارتباط مستقیم دیافراگم با پیستون، حرکت پیستون، دیافراگم را از روی سیت (Seat) بلند می کند. در همین حال، حرکت پیستون، مسیر بین محفظه بالایی و پورت خروجی را نیز باز می کند. باز شدن این مسیر، اثر مضاعفی در کاهش فشار محفظه بالایی خواهد داشت. کاهش فشار بیشتر محفظه بالایی، باعث ایجاد اختلاف فشار بیشتر با محفظه پایین و بالا رفتن دیافراگم و باز شدن ولو خواهد شد. در نتیجه سیال از پورت ورودی به پورت خروجی جریان خواهد یافت. برای بستن شیر، جریان برق سلونید قطع می شود و این عمل باعث می شود که پیستون پایین برود و دیافراگم را به کمک فنر به سمت پایین فشار دهد. همانطور که پیستون پایین می رود، پورت اتصال محفظه بالا به خروجی بسته می شود، که این امر باعث باعث افزایش فشار محفظه بالا می شود. این افزایش به نشستن دیافراگم روی سیت (Seat) کمک می کند. و شیر را آببندی می کند.

یک برش مقطعی از یک شیر سلونوئیدی نیمه مستقیم نرمال بسته شده (NC) در شکل 3 زیر نشان داده شده است.

پیکر بندی سلونوئید ولو

پیکربندی های مختلف شیرهای سلونوئیدی با استفاده از یک سیستم شماره گذاری متشکل از دو مقدار نشان داده می شود- برای مثال: 2/2 ، 3/2 یا 4/2. در این سیستم نمایش دو عددی ، اولین مقدار نشانگر تعداد پورت های ولو است و عدد دوم تعداد حالت های ولو یا حالت های سوئیچینگ موجود را مشخص می کند. با این روش ، یک شیر 2/2 ، شامل 2 پورت و 2 حالت است و یک شیر برقی 4/3 یک شیر حاوی 4 پورت و 3 حالت را مشخص می کند. شایان ذکر می باشد که این نوع سیستم شماره گذاری در انواع مختلفی از شیرهای کنترل خطی مشترک می باشد، به همین علت به خطر سپردن آن آسان می باشد.

این سیستم شماره گذاری عددی، با مجموعه ای از نمادها یا دیاگرام های گرافیکی نیز همسان سازی شده است. این علایم، جزئیات مربوط به تعداد حالت ها و همچنین وضعیت ولو را در موقعیت نرمال (حالت غیر فعال شده) و در موقعیت کار (حالت تحریک شده) نشان می دهد. در نماد پیکربندی شیر ، تعداد مربع های نشان داده شده، نشان دهنده تعداد حالت های شیر است. طبق تعریف ، مربع ظاهر شده در سمت راست نمودار ، وضعیت نرمال (غیر فعال) شیر ​​را نشان می دهد و مربع سمت چپ نمودار ، شیر را در حالت فعال یا کار خود نشان می دهد. همچنین در علایم، نمادهایی مانند فلش نشان داده شده است که برای تعیین جهت جریان سیال و سایر اتصالات خارجی ایجاد شده به شیر استفاده می شود. این علایم همچنین حاوی نمایشی نمادین از روش اعمال نیرو به شیر نیز هستند. طبق قرارداد ، مکانیزم پایلوت در سمت چپ و مکانیسم بازگشت در سمت راست نشان داده می شود.

به عنوان مثال ، شکل 4 زیر یک نمایش گرافیکی از یک شیر برقی دارای 2 پورت ، 2 حالتی است که به طور نرمال بسته می باشد که یک پایلوت کنترل سلونوئیدی و یک فنر بازگرداننده دارد:

هنگامی که پیکربندی سلونوئید ولو ها پیچیده تر می شود ، به دلیل نیاز به افزودن جزئیات اضافی مانند شماره پورت ، پیچیدگی علایم نیز افزایش می یابد. در شکل 5 در زیر، مجموعه ای از مثالها برای مشاهده چگونگی نمایش گرافیکی پیکربندی های مختلف برای یک شیر سلونوئیدی 3 پورت با 2 حالت ارائه شده است. یک شیر از این نوع ممکن است در عملکرد یک سیلندر هیدرولیکی یا به عنوان کنترل سیال برای جابجایی بین دو مدار کاربرد داشته باشد :

در شکل 5 – نمونه های مختلف علایم برای یک شیر برقی سه پورت با دو حالت ارائه شدن است.

مشخصات فنی و مشخصه های شیرهای سلونوئیدی

شیرهای سلونوئیدی با استفاده از چند پارامتر و مشخصه فنی مشخص می شود که مربوط به پیکربندی شیر و ویژگی های عملکردی آن می باشد. در ادامه خلاصه ای از مشخصات متداول مربوط به این نوع از شیر آورده شده است. خواننده باید توجه داشته باشد که این پارامترها بین تولیدکنندگان و تامین کنندگان مختلف شیر تا اندازه ای متفاوت خواهد بود. داده های ارائه شده در زیر باید به عنوان یک شاخص کلی از مواردی باشد که باید در هنگام جستجوی سلونوئید ولو از یک منبع تأمین شود.

• مکانیزم اکچوویتور ولو – این مورد، نشان دهنده وسیله ای است که حالت شیر ​را تغییر می دهد ( آن را باز یا بسته می کند) یا شیر توسط آن کنترل می شود، مانند شیر سلونوئیدی با عملکرد مستقیم.
• پیکربندی شیر – این مورد، تعداد پورت ها ، تعداد حالت ها یا موقعیت های سوئیچینگ و حالت استراحت تعریف شده برای شیر را منعکس می کند ، به عنوان مثال 3/2 به طور نرمال بسته می شود (NC).
• مواد یا متریال بدنه – این مورد، مواد سازنده بدنه شیر را مشخص می کند. که برای مثال ممکن است آلومینیوم ، برنج ، برنز ، فولاد ضد زنگ یا پلاستیک فشرده باشد.
• نوع سیال – ماهیت سیال خاص (مایع یا گاز) را مشخص می کند که ولو قادر به کنترل آن است بدون اینکه اثرات مخربی را تجربه کند. نمونه هایی از انواع سیالات عبوری از این نوع ولو شامل آمونیاک ، مایع برودتی ، هوا ، مازوت ، گاز پروپان مایع (LPG) ، گاز طبیعی ، اکسیژن ، بخار یا آب است.
• اندازه پورت – اندازه ابعاد ورودی و خروجی ولو را منعکس می کند ، که در هر واحد امپریال مانند اینچ یا واحد متریک مانند میلی متر نشان داده می شود.
• نوع پورت – سبک پورت مورد نظر برای شیر را مشخص می کند ، که ممکن است دارای رشته (NPT) ، اتصال خاردار یا اتصالات فلنج باشد .
• ولتاژ عملیاتی – میزان و نوع سیگنال کنترل الکتریکی را نشان می دهد که برای برق رسانی به شیر برقی شیر استفاده می شود. شیرهای برقی با طیف گسترده ای از ولتاژهای کارکرد AC و DC موجود هستند که ممکن است برای برآورده سازی شرایط مختلف کاربرد مورد استفاده قرار گیرند.
• فرکانس کارکرد سلونوئید ولو- برای ولتاژهای متناوب ، فرکانس که معمولاً با واحد هرتز نشان داده می شود (به عنوان مثال 60 هرتز).
• ضریب جریان – ضریب جریان یا Cv شیر، توانایی شیر را برای عبور جریان مایعات یا گازها از طریق آن اندازه گیری می کند. تعریف استاندارد ضریب جریان این است که این مقدار آب (در گالن ) را نشان می دهد که از طریق شیر با دمای 60 درجه فارنهایت در یک بازه زمانی زمانی که افت فشار 1 psi در شیر وجود دارد، عبور می کند ( فشار دیفرانسیل ورودی-ورودی). مقادیر بزرگتر ضریب جریان میزان بیشتری از جریان را منعکس می کند.
• حداکثر فشار نامی – حداکثر مقدار فشاری است که می توان شیر را کنترل کرد و می توان آن را تحت کنترل مدار سلونوئید روشن کرد.
• حداقل فشار عملیاتی شیر سلونوئیدی – نشان دهنده کمترین فشاری است که باید در سیستم وجود داشته باشد تا شیر به طور موثر کار کند. در حالی که بسیاری از شیر های مستقیم می توانند با فشار 0 بار عمل کنند ، برخی از شیرهای غیر مستقیم ممکن است نیازمند حداقل فشار لازم برای عمل کردن داشته باشند تا برای کمک به فعال سازی شیر استفاده شود.
• کاربرد – مورد استفاده در نظر گرفته شده برای شیر را نشان می دهد ، به عنوان مثال مواد شیمیایی ، خوراکی و آشامیدنی ، پزشکی ، نفت و گاز یا هواپیما و هوا فضا. داشتن یک تعریف در مورد صنعت مورد نظر یا مورد استفاده می تواند در هنگام انتخاب یک شیر مفید باشد زیرا این مورد ممکن است کمک کند تا نیازها یا مشخصات اضافی مورد نیاز این شرایط عملیاتی بهتر مشخص شوند.

سایر مدلهای سلونوئید ولو

در قسمتهای قبلی این مقاله انواع ساده تر و معمول شیرهای سلونوئیدی و روش کار آنها ، ارائه گردید. شایان ذکر می باشد که انواع دیگری نیز از این نوع ولو در بازار موجود می باشد که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم.

شیرهای سلونوئیدی لچ دار (Latching Solenoid Valves)

این شیر ها از یک سیستم قفل شونده استفاده می کند که شیر را قادر به حفظ موقعیت معین (باز یا بسته) حتی در شرایط بی برقی می نماید. برای انجام چنین کاری، یک آهنربای دائمی به مجموعه ولو اضافه می شود که پیستون را پس از قرار گیری در محل اصلی در موقعیت خود ثابت می نماید. این آهنربا به شیر اجازه می دهد تا حالت خود را بدون نیاز به جریان مداوم در سیم پیچ برای تولید یک میدان مغناطیسی و نگه داشتن پیستون حفظ نماید. سلونوئید ولو لچ دار این مزیت را دارد که در مقایسه با سایر مدلها ، مصرف برق را کاهش می دهد.

برای باز کردن حالت قفل، با استفاده از یک پالس جریان معکوس ، یک شار مغناطیسی کافی برای از بین بردن اثر آهنربای دائمی ایجاد می شود و بنابراین پیستون به موقعیت حالت بقیه برمی گردد.

در مصارفی که نیازمند محدود کردن مصرف برق کلی تجهیزات یا سیستم وجود دارد ، برای مثال در شرایطی که از باتری استفاده می شود، این نوع از شیر بسیار مناسب می باشد. با این حال ، استفاده از آنها نیاز به توجه به سایر شرایط محیطی و مکانیکی که ممکن است ولو در معرض آن باشد ، وجود دارد ، زیرا شیرهای قفل شونده به شرایط کار پایدار نیاز دارند. به عنوان مثال ، استفاده از این نوع شیر در تجهیزاتی که در معرض لرزش مکانیکی یا شوک زیادی قرار می گیرند، بایستی با احتیاط صورت پذیرد. زیرا این تنش ها باعث می شود که پیستون از آهنربای دائمی که در آن قرار دارد آزاد شود و باعث شود ولو از حالت قفل شده به حالت بدون لچ برگردد یا در هنگام تأمین پالس جریان اولیه باعث از کار افتادن شیر شود.

سلونوئید روتاری ولو ( شیر دوار سلونوئیدی )

شیرهای دوار سلونوئیدی می توانند انرژی الکتریکی وارد شده به سیم پیچ را به حرکت چرخشی و نه حرکت خطی که قبلاً با حرکت پیستون به شیر برقی توضیح داده شد ، تبدیل کنند. چندین مکانیزم وجود دارد که می تواند برای انجام این تبدیل استفاده شود .

سیم پیچ یا کویل های دوار به عنوان وسیله ای برای تحریک شیرهای برقی ایده آل هستند زیرا بسیاری از شیرها برای باز و بسته شدن به حرکت چرخشی ساقه یا استم شیر نیاز دارند. این شیرها را می توان به صورت باینری (روشن / خاموش) نیز مورد استفاده قرار داد.

جمع بندی

در این مقاله مطالب اجمالی و مروری در مورد شیر های سلونوئیدی ، از جمله معرفی ، نحوه عملکرد ، انواع مختلف آنها ، پیکربندی ها و مشخصات و ویژگی های آنها ارائه شده است. برای کسب اطلاعات در مورد انواع دیگر شیر ها ، قیمت و مشخصات فنی ، با کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان تماس حاصل فرمایید.

منابع :

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/about-solenoid-valves

https://blog.kimray.com/what-is-valve-flow-coefficient-cv/

https://www.asco.com/en-us/Pages/solenoid-valves.aspx#/#flt=e30%3D

http://www.solenoid-valve-info.com/solenoid-valve-definition.html

https://theengineeringmindset.com/how-solenoid-valves-work/

https://tameson.com/solenoid-valve-types.html

https://www.burkert.co.uk/en/Company-Career/What-s-New/Press/Media/Technical-Reports/Technical-Reports-additional-topics/What-is-a-solenoid-valve-and-how-does-it-work

https://www.omega.com/en-us/resources/valves-technical-principles

شیر کروی یا گلوب ولو عمدتاً برای تنظیم یا توقف جریان سیالات در حال عبور از لوله ها استفاده می شود. این نوع ولو از تا حدودی از لحاظ عملکردی با شیرتوپی و شیر دروازه ای تفاوت دارد. به این دلیل که این شیر به طور خاص برای تنظیم جریان سیال طراحی شده است. و محدود به قطع و وصل جریان نمی باشد. نامگذاری شیرهای کره ای از آن جهت می باشد که در مدل های قدیمی بدنه آنها شبیه به کره بوده است.

مغزی داخلی این شیرها که جلوی جریان را می گیرد، معمولا کروی نیست ( مانند شیر توپی) بلکه به طور معمول صاف، نیمه کروی یا مخروطی شکل است. همچنین گلوب ولو یا شیر کروی، هنگام باز شدن، بیشتر از شیرهای توپی جریان سیال را محدود می کند. در نتیجه افت فشار بیشتری از طریق آنها رخ می دهد. شیرهای بشقابی در سه پیکربندی اصلی بدنه در بازار موجود هستند. که برخی از مدل ها برای کاهش افت فشار از طریق شیر طراحی شده اند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد شیرآلات دیگر ، لطفاً به مقاله راهنمای خرید شیرآلات مراجعه کنید.

طراحی گلوب ولو یا شیر کروی

گلوب ولو از سه قسمت اصلی بدنه، نشیمن (Seat) و مجموعه دیسک و محور و پکینگ و درپوش محافظ تشکیل شده است. در عمل، چرخش محور رزوه شده از طریق چرخ دستی ( Handwheel ) یا محرک شیر، دیسک را از روی سیت بلند می کند. عبور سیال از داخل شیر، در یک مسیر Z شکل صورت می پذیرد. این مسیر بر خلاف شیر کشویی است که در آن سیال عمود بر کشو عبور می کند. این پیکربندی گاهی اوقات به عنوان ولو با الگوی بدنه Z یا T توصیف می شود. در این مدل ورودی ها و خروجی ها عموماً در راستای یکدیگر قرار گرفته اند.

سایر پیکر بندی ها شامل مدل های زاویه دار و Y می باشد. در گلوب ولو زاویه دار، خروجی ولو 90 درجه با ورودی زاویه دارد و سیال در امتداد یک مسیر L شکل جریان می یابد. در پیکربندی الگوی Wye یا بدنه Y، محور یا ساقه شیر با زاویه 45 درجه وارد بدنه ولو می شود. در حالی که ورودی و خروجی مانند الگوی سه راهی در یک خط باقی می مانند. پیکربندی زاویه ای افت جریان کمتری نسبت به الگوی سه راهی دارد. همچنین شیر با شکل T متداولتر از انواع دیگر است.

دیسک آب بندی معمولاً به صورت مخروطی ساخته می شود تا از برقراری تماس مناسب با سیت اطمینان حاصل شود. اما در برخی از مدلها نیز از دیسک های صاف استفاده می شود. هنگامی که ولو کمی باز می شود، سیال به طور مساوی در اطراف دیسک جریان می یابد و روی سیت و دیسک حرکت می کند. بنابراین، شیر با کاهش جریان نیز به طور موثر کار می کند. به طور معمول، جهت جریان به سمت محور شیر است اما در سرویس های با درجه حرارت بالا (بخار) جریان معمولاً معکوس می شود تا با خنک شدن و انقباض بدنه ولو، دیسک محکم بسته شود. همچنین ممکن است فشار جریان جهت راحت تر بسته شدن یا باز شدن ولو مورد استفاده قرار گیرد.

دیسک آب بندی و یا پلاگ، معمولاً از طریق یک محفظه (Cage) به سمت نشیمنگاه (سیت) هدایت می شود تا از برقراری تماس مناسب به ویژه در فشارهای بالاتر اطمینان حاصل شود. در برخی از مدل ها از سیت های پشتی استفاده می شود تا فشار را بر روی پکینگ هنگام باز شدن کامل شیر کاهش دهد.

بسته به مدل ولو، عنصر آب بند گلوب ولو ها ممکن است به سرعت با چند چرخش محور باز شوند تا سریعاً مسیر جریان سیال باز شود (یا برای متوقف کردن آن بسته شود). همچنین ممکن است در برخی مدل ها با چرخش های زیاد محور، مسیر عبور جریان به تدریج باز شود تا جریان تنظیم شده تری از ولو عبور نماید. اگرچه گاهی اوقات از یک پلاگ (مغزی) به عنوان عنصر آب بندی استفاده می شود، اما نباید این موارد را با پلاگ ولو هایی که با یک چهارم دور باز و بسته می شوند ( یا شیرهای توپی) اشتباه گرفت.

کاربرد ها

از شیرهای کروی ( گلوب ولو ) در پلنت های تصفیه فاضلاب صنعتی ، نیروگاه ها و کارخانجات فرآوری برای قطع و وصل و تنظیم جریان استفاده می شود. همچنین شیرهای بشقابی در خطوط بخار، تاورهای خنک کننده، سیستم های روغن کاری و … که کنترل میزان سیال عبوری اهمیت دارد مورد استفاده قرار می گیرند.

متریال بدنه شیرهای کره ای معمولاً در کاربردهای کم فشار از چدن، برنج، برنز و در کاربردهای پر فشار از کربن استیل فورج شده یا فولاد ضد زنگ انتخاب می شود. انتخاب متریال برای بدنه به طور کلی شامل تمام اجزای تحت فشار است. در حالی که برای سایر اجزا بدنه شامل سیت ها، دیسک و محور متریال به صورت جداگانه انتخاب می شود.

شیرهای با سایز بزرگتر با استفاده از کلاس کاری فشار استاندارد ASME شناسایی می شوند و با فلنج های پیچ و مهره ای یا جوشی سفارش داده می شوند. انتخاب شیر کروی به دلیل ایجاد افت فشار قابل توجه در مسیر جریان، نسبت به سایر ولوها نیازمند دقت بیشتری می باشد.

استفاده از ساقه یا استم بالا رونده در اکثر مدل های گلوب ولو مرسوم می باشد. هرچند که برخی از مدل های با محور ثابت نیز در بازار یافت می شوند. معمولاً در شیرهای کروی از درپوش های پیچ و مهره ای برای بازرسی فضای داخلی شیر استفاده می شود. در این شیرها ساقه و دیسک به راحتی قابل تعویص می باشد.

گلوب ولو ها به طور معمول با استفاده از اکچویتور پیستونی پنوماتیک یا اکچویتوردیافراگمی که مستقیماً روی محور حرکت می کنند دیسک ولو را به موقعیت خود حرکت می دهند. پیستون / دیافراگم می تواند جهت باز یا بسته شدن دریچه در اثر از دست دادن فشار هوا، با استفاده از فنر به موقعیت خود باز گردد. در برخی از مدل های شیر کروی نیز از محرک های چرخشی برقی استفاده می شود.

به عنوان مثال، در بعضی از آیین نامه های ساختمانی، نصب شیرهای قطع وصل در بالادست تجهیزات خاص الزام شده است. برای چنین مواردی، استفاده از شیر توپی یا شیر کشویی قبول است در حالی که استفاده از شیر کره ای مجاز نیست.

نکات کاربردی در مورد شیر کروی یا گلوب ولو:

گلوب ولو یا شیر کروی در درجه اول برای کنترل جریان مورد استفاده قرار می گیرد. به همین دلیل نیز گزینه بسیار خوبی برای اتوماسیون می باشد. بسیاری از تولید کنندگان شیر آلات صنعتی ، مجموعه ولو و اکچویتور را به صورت یکپارچه تولید می کنند. در بعضی موارد، شیر با یک محور مستقیم مجهز می شود که از طریق یک پیستون یا دیافراگم فعال می شود. در این صورت از محور یا استم های سنتی استفاده نخواهد شد. این شیرآلات معمولاً آپشن هایی نیز برای استفاده دستی از شیر دارا می باشند. همچنین از آنجا که انتخاب اکچویتورمناسب برای یک ولو در بازار کار چندان ساده ای نیست، استفاده از این ولوهای یکپارچه می تواند در روند پایپینگ سهولت بیشتری ایجاد نماید.

جمع بندی:

این مقاله مروری بر گلوب ولو ها یا شیرهای پروانه ای ، شامل نکات طراحی، کاربردها و ملاحظات انتخاب آنها را ارائه می دهد. برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مرتبط ، با مشاورین و کارشناسان پادمیرا صنعت دایان تماس حاصل فرمایید.

منابع:

https://www.kitz.co.jp/english2/pdf/E-208-02.pdf

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/all-about-globe-valves/?_ga=2.170097696.1853457978.1614586864-1562872844.1614586860

https://tameson.com/ball-valve-introduction.html