مکانیزم عمل شیر برقی چگونه است؟

شیربرقی قطع‌کن گاز با ولتاژ تغذیه 220 ولت AC یا 12 ولت DC، پس از دریافت ولتاژ فرمان، مسیر ورودی گاز را مسدود می‌کند و در انتظار دستور جدید برای باز یا بسته کردن مسیر گاز باقی می‌ماند.

این نوع شیربرقی در اندازه‌های مختلف وجود دارد و بر اساس اندازه و حجم مسیر ورودی گاز، نصب می‌شود.

شیرهای برقی در مقایسه با شیرهای دستی و مکانیکی، نیاز به توان محدودی برای عملکرد دارند که باید به بهترین شیوه و با بالاترین کارایی ممکن استفاده شود.

عنصر عملگر در شیرهای برقی می‌تواند یک سولنوئید یا یک موتور برقی باشد. موتور برقی در سیستم‌های صنعتی که از نظر هیدرولیک یا پنوماتیک سیال با فشار کم نیاز است، استفاده می‌شود. این موتورها معمولاً با چرخ دنده یا جعبه دنده کاهنده همراه هستند تا بتوانند شیرهای برقی را باز و بسته کنند و به دو طرف عمل کنند.

ظرفیت شیر برقی

ظرفیت یا عملکرد یک شیر برقی با واحد KV اندازه گیری می‌شود. KV به معنای میزان جریان آب است که شیر برقی می‌تواند به آن اجازه عبور دهد، و این در فشار 1 بار از آبا با افت فشار 1 بار است.

شیربرقی(سلونوئیدولو)وبررسی ساختمان شیرآلات:

شیر، یک وسیله ساخته شده از فلزات، پلاستیک یا آلیاژهای مختلف است که برای کنترل جریان یا راه‌اندازی مایعات و گازها به کار می‌رود. این وسیله به منظور استفاده یا انتقال مایعات به محیط‌های مختلف در زندگی روزمره استفاده می‌شود، مانند در ساختمان‌ها، صنعت، کشاورزی و غیره.

شیرها به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. برخی از این دسته‌بندی‌ها شامل شیر آب، شیر گاز، شیرهای صنعتی، شیرهای اتوماتیک و حتی شیرهایی که در مقابل زلزله حساس عمل می‌کنند می‌باشند.

هر یک از این دسته‌ها ممکن است شامل زیرگروه‌هایی با ویژگی‌ها و عملکردهای خاص مانند شیرهای پنوماتیک، شیرهای برقی و شیرهای مکانیکی باشند.

از نظر تاریخی، شیر به عنوان آببندی که در گذشته به آن دریچه آببند یا آببند نیز گفته می‌شد، شناخته می‌شود. این ابزار برای باز کردن، بستن یا تنظیم نیمه باز جریان آب استفاده می‌شد.

انواع شیر بنا به کاربرد به دسته های زیر تقسیم می شوند:

شیر الات در خانگی و حمام‌ها، شیرهای آب که به آنها به انگلیسی faucet گفته می‌شود، استفاده می‌شوند. در صنعت و به خصوص در ایران، از شیرهای صنعتی که به آنها ولو (industrial valve) نیز معروف استفاده می‌شود.

این شیرها برای قطع و وصل کردن جریان مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرند. نمونه‌هایی از این شیرها شامل شیرهای توپی، پروانه‌ای، دروازه‌ای، و مخروطی هستند که برای باز و بسته کردن جریان مایعات استفاده می‌شوند.

همچنین شیرهایی مانند شیرهای کره‌ای، یکطرفه و سوزنی برای تنظیم و کنترل جریان مایعات به کار می‌روند.

علاوه بر شیرهایی که قبلاً گفته شد، می‌توان به شیرهای دیافراگمی – صفحه‌ای نیز اشاره کرد. این شیرها نیز برای کنترل جریان مایعات استفاده می‌شوند. لازم به ذکر است که برخی از شیرهایی مانند شیرهای توپی و پروانه‌ای همچنین برای هر دو کاربرد، یعنی باز و بسته کردن جریان و تنظیم و کنترل آن، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ساختمان شیرها :

اغلب ساختمان شیرها دارای اجزایی هستند که بین همه آنها مشترک است :

شیرها دارای قسمت‌های مختلفی هستند که هر کدام وظایف خاص خود را دارند:

1. بدنه (Body): بخش اصلی و بیرونی شیر که ظاهر و ساختار فیزیکی آن را تشکیل می‌دهد.

2. دیسک (Disk): قسمتی از شیرهای توپی و مخروطی که مانند یک توپ یا استوانه مخروطی است و برای کنترل جریان مایعات استفاده می‌شود.

3. نشیمنگاه (Seat): محل نشستن دیسک یا واسطه‌ای بین بدنه و دیسک. این قسمت معمولاً از مواد نرمی ساخته می‌شود تا آب بندی مناسب را انجام دهد.

4. دسته (Stem): قسمتی که به دیسک وصل می‌شود و برای باز و بسته کردن شیر استفاده می‌شود.

5. فلکه (Hand wheel): قسمتی که به دسته متصل است و استفاده از دسته را آسان‌تر می‌کند. فلکه معمولاً بر روی شیرهای بزرگتر و دسته بر روی شیرهای کوچکتر قرار می‌گیرد.

6. شیر یکطرفه (Check Valve): نوعی شیر که فقط به جریان در یک جهت اجازه می‌دهد و اجزای دسته و فلکه را ندارد.

این اجزا مشخصه‌های مهمی از شیرهای مختلف را تشکیل می‌دهند که هر یک وظایف خاصی در کنترل و مدیریت جریان مایعات را بر عهده دارند.

جنس ومواد شیرآلات

در ساخت شیرها، نوع مصالحی که استفاده می‌شود، بستگی به کاربرد آن دارد. در کارهای ساختمانی، معمولاً از شیرهای ساخته شده از چدن، برنز، برنج و گاهی اوقات از استیل (فولاد ضد زنگ) استفاده می‌شود. اما در صنایع مختلف مانند نیروگاه‌ها، کارخانه‌های پتروشیمی، پالایشگاه‌ها، کشتی‌سازی، و صنایع دارویی و غذایی، نوع مصالح استفاده شده در شیرها بسته به نوع مایع یا محیطی که شیر در آن قرار دارد، متفاوت است.

بدنه و سایر اجزای شیرها ممکن است از فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، فولاد ضد زنگ و گاهی اوقات از پلاستیک ساخته شوند. شیرها به دو صورت دستی یا خودکار عمل می‌کنند. برخی از نمونه‌های شیرها شامل:

– شیرهای گیت (Gate Valves): برای باز و بسته کردن جریان مایعات با استفاده از یک صفحه افقی به نام سد.

– شیرهای کره‌ای (Ball Valves): که با چرخش یک توپ داخلی جریان مایع را کنترل می‌کنند.

– شیرهای پروانه‌ای (Butterfly Valves): که با چرخش یک پروانه دیسکی، جریان را کنترل می‌کنند.

– شیرهای دیافراگمی (Diaphragm Valves): که با حرکت یک دیافراگم انعطاف‌پذیر، جریان را کنترل می‌کنند.

این انواع شیرها بر اساس نیاز و شرایط مختلفی که در محیط‌های مختلف و در برابر مایعات مختلف قرار می‌گیرند، انتخاب می‌شوند تا عملکرد بهینه‌ای داشته باشند.

شیربرقی یا سلونوئید ولو

سلونوئید ولو یک نوع شیر الکترومکانیکی است که برای قطع و وصل کردن جریان مایعات و گازها به کار می‌رود. این نوع ولو با استفاده از انرژی الکتریکی، انرژی را به صورت مکانیکی تبدیل می‌کند تا بازوبست شیر را به حرکت درآورد.

با اعمال برق به بوبین سلونوئید، ولو عمل قطع یا وصل کردن جریان مایع را انجام می‌دهد.

این ولوهای برقی می‌توانند برای انواع مختلف مایعات مانند گاز، آب و شیرهای خوراکی و غیره استفاده شوند. به عنوان مثال، شیرهای برقی گازی که در متن اشاره شده، جزو این دسته از ولوها هستند که برای کنترل جریان گازها به کار می‌روند.

همانطور که در شکل زیر می بینیم ،سلونوئید ولو (شیر برقی ) از دو قسمت سلونوئید  وشیر اصلی (بدنه ) تشکیل شده است

قسمت سلونوئید شامل چند بخش است: سیم پیچی که جریان الکتریکی را دریافت می‌کند، میله آهنی که حرکت می‌کند، فنری که برای کنترل حرکت میله آهنی استفاده می‌شود، شیر کنترلی که جریان سیال را کنترل می‌کند، و کانال کنترلی که مسیر سیال را تنظیم می‌کند.

شیر اصلی شامل ورودی، خروجی و دیافراگم است. وقتی سلونوئید فعال است، جریان کمی از سیال از مجرای کنترلی و شیر کنترل عبور می‌کند. در شیرهای برقی برای گاز یا مایع، یک فنر دیافراگمی نیز استفاده می‌شود که در زمانی که ولو غیرفعال است، دیافراگم را در جای خود نگه می‌دارد.

دیافراگم در یک شیر، یک روزنه کوچک دارد که به سیال ورودی این امکان را می‌دهد که با فشار موجود، به سمت خروجی هدایت شود. عناصری مانند بوبین، میله آهنی، فنر و مسیر کنترلی، هر کدام نقش خاصی در مکانیزم عملکرد دیافراگم دارند تا سیال از ورودی به خروجی شیر را هدایت کنند.

شیرهای خودکار نیز مورد بحث قرار می‌گیرند، به این معنی که برخی از آنها مثل شیرهای حساس به زلزله، عملکرد اتوماتیک دارند. این شیرها ممکن است از نوع مکانیکی باشند که با استفاده از یک سیستم کنترل برقی یا اتوماسیونی، دستورات قطع و وصل را اجرا کنند.

همچنین، ممکن است از نوع سنسورهای جیوه‌ای باشند که در داخل مدار الکترونیکی آنها قرار دارند و حرکت یا وجود زلزله را تشخیص داده و مانند شیرهای حساس به زلزله مکانیکی، جریان گاز یا سایر سیالات را مسدود کنند تا از وقوع حوادث جلوگیری شود.

شیرهای برقی یا سولنوئید ولوها، در صنایع مختلف برای کنترل جریان سیالات مانند گاز و مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها با استفاده از یک بوبین یا سولنوئید، وقتی که به آنها جریان الکتریکی می‌رسد، ولو یا دریچه‌ای که جریان سیال از آن عبور می‌کند را باز یا بسته می‌کنند.

شیرهای برقی در انواع مختلفی مانند دیافراگمی، سوزنی و با توانایی‌ها و ویژگی‌های مختلف مانند تحمل فشارهای متفاوت، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این شیرها برای مایعاتی نظیر بخار، آب، هوا، نفت، گازوئیل، روغن و گاز، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها به عنوان روشی ساده برای کنترل و قطع یا وصل جریان سیال از دور مورد استفاده قرار می‌گیرند.

از کاربردهای این شیرها می‌توان به کنترل جک‌ها در سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک، سیستم‌های آبیاری اتوماتیک، ماشین‌لباسشویی، تجهیزات پزشکی مانند صندلی دندانپزشکی و سیستم‌های تهویه و تبرید اشاره کرد.

محل نصب شیر برقی گاز

پس از قطع کن اصلی گاز در واحد، یک شیر برقی نصب شده است.

این شیر برقی همیشه باز است و در شرایط معمولی، به این معناست که در صورتی که برق قطع نشود و هیچ نشتی گازی رخ ندهد، جریان گاز واحد قطع نمی‌شود.

این شیر برقی تحت فرمان ۱۲ ولت عمل می‌کند، یعنی برای کارکردش به ولتاژ ۱۲ ولت نیاز دارد.

شیر برقی به صورت مکانیکی با دستی برای باز شدن توسط فرد کنترل می‌شود، که این امر برای افزایش ایمنی تعبیه شده است.

شیر برقی گیربکسی

این شیر برقی بسیار آسان برای استفاده است به دلیل مکانیزم ساده‌ای که دارد. این شیر برقی روی دسته شیر قطع‌کن دستی گاز نصب شده است و با استفاده از یک ولتاژ ۱۲ ولت، دسته شیر را به طور خودکار ۴۵ درجه می‌چرخاند.

شیر برقی ونقش آن در تصفیه آب های خانگی

وقتی دستگاه تصفیه آب خاموش است، به هر دلیلی، فشار آب کافی برای عبور از دستگاه فراهم نیست. این باعث می شود که آبی که باید تصفیه شود به خط فاضلاب برود و تلف شود.

برای جلوگیری از این مسئله، در دستگاه تصفیه آب از شیرهای برقی یا چهارراهی استفاده می شود تا از هدر رفت آب جلوگیری کند.

انواع شیر برقی ها

در دستگاه تصفیه آب از یک شیر برقی استفاده می‌شود که به نوع Normally Closed (NC) تعلق دارد. این به این معنی است که در حالت معمولی، یعنی وقتی که جریان الکتریکی فعال است، شیر بسته است. اما هنگامی که جریان الکتریکی قطع می‌شود، شیر باز می‌شود.

این ویژگی باعث می‌شود که در صورتی که دستگاه تصفیه آب خاموش باشد و جریان آب قطع شود، شیر برقی باز شده و جلوی هدر رفت آب را می‌گیرد، از این طریق آب که باید تصفیه شود به خط فاضلاب نرود و به طور نتیجه از هدر رفت آب جلوگیری می‌شود.

شیر برقی در دستگاه تصفیه آب نسبت به شیر چهارراهی مزایایی دارد. در شیر چهارراهی، عمل قطع و وصل آب توسط یک واشر لاستیکی انجام می‌شود.

اگر این واشر به هر دلیلی سوراخ شود، ممکن است آب شهری با آب تصفیه شده مخلوط شده و کیفیت آب تصفیه شده کاهش یابد. همچنین، با افزایش فشار آب در ساعات شلوغ و وجود پمپ‌های آب در آپارتمان‌ها، احتمال هدر رفت دائمی آب در شیر چهارراهی بیشتر می‌شود.

به علاوه، شیر برقی با استفاده از یک مکانیزم الکترومکانیکی عمل می‌کند که قطع و وصل آب را بدون نیاز به واشر لاستیکی انجام می‌دهد. این باعث می‌شود که خطر هدر رفت دائمی آب کاهش یابد و کیفیت آب تصفیه شده حفظ شود، زیرا نیاز به تعویض واشر نیست و همچنین قطع و وصل آب به صورت دقیق‌تر و موثرتری انجام می‌شود.

شیرهای متعادل‌کننده:

شیرهای متعادل‌کننده دستی می‌توانند سه نوع ساقه دارند: ساقه گردان (ROTARY)، بالا رونده (RISING)، یا غیر بالا رونده (NON RISING).

این شیرها دارای قسمت متحرکی هستند که دارای روزنه‌ای است و با توجه به نیروهای فشاری، موقعیت خود را تنظیم می‌کنند. این عمل باعث تغییر مساحت گذرگاه جریان می‌شود.

با استفاده از این شیرها، می‌توان مقدار افت فشار را تنظیم کرد و جریان سیال به میزان مشخصی تنظیم خواهد شد.

شیرهای تخلیه‌کننده فشار:

اصطلاحات شیر اطمینان و شیر تخلیه فشار به جای یکدیگر استفاده می‌شود. این دو نوع شیر به شکل و عملکرد مشابهی عمل می‌کنند، به این معنا که با تخلیه بخشی از مایع، بخار یا گاز، مقدار فشار را محدود می‌کنند.

شیرهای اطمینان به طور عمومی برای هوا و بخار آب استفاده می‌شوند و ویژگی مهم آن‌ها سرعت باز و بسته شدن سریع است.

شیرهای تخلیه‌کننده فشار معمولاً برای مایعات به کار می‌روند و عملکرد آن‌ها در زمانی که فشار بیشتر یا کمتر از حد مشخصی باشد، تغییر می‌کند.

طریقه عملکرد  شیر برقی در مسیر سوخت 

شیرهای برقی برای جلوگیری از انفجار در مشعل‌ها استفاده می‌شوند و به صورت دو مرحله‌ای عمل می‌کنند. در مرحله اول، شیر برقی به طور نیمه باز فعال است و با فشار کمی گاز را به مشعل تزریق می‌کند.

پس از روشن شدن مشعل، شیر برقی به طور کامل باز شده و گاز به طور کامل وارد مشعل می‌شود. این شیرهای برقی دارای پیچ تنظیم هستند که برای تنظیم فشار اولیه گاز نیز استفاده می‌شود.

تأثیر شیرهای برقی بر مصرف انرژی به این صورت است که شیرهای معمولی، به خاطر عواملی مانند رطوبت هوا، رسوبات در سیال و خشک شدن، به درستی کار نمی‌کنند و ممکن است به طور کامل باز یا بسته نشوند. این مشکل می‌تواند منجر به اتلاف انرژی سیال (مانند گرمای آب) در محیط‌هایی مانند موتورخانه‌ها شود. برای حل این مشکلات، از شیرهای برقی استفاده می‌شود که به طور دقیق و به موقع، سیال را قطع یا وصل می‌کنند و از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کنند.

۱. شیرهای برقی برای نصب باید بر اساس دستورالعمل سازنده نصب شوند، زیرا بسته به نوع شیر (حرکت افقی یا عمودی) دستورالعمل نصب متفاوت است.

۲. اگر شیر برقی برای نصب در لوله طراحی شده باشد، باید به طور رو به بالا نصب شود تا از نشت جلوگیری شود. باید مراقب باشیم که در نصب، بدنه شیر که اغلب از جنس برنج یا چدن هستند، به دلیل پیچش زیاد، ترک نخورد.

۳. قبل از اتصال سیم‌ها، باید جریان برق مورد نیاز شیر برقی را با پلاک یا مشخصات سیم بررسی و تطابق دهیم.

۴. شیر برقی باید از منابع حرارتی دور نگهداری شود و سیم‌پیچ آن در محیط معتدل نگهداری شود.

۵. در محیط‌های قابل انفجار، باید از شیرهای برقی با بدنه ضد انفجار استفاده کرد که برای شرایط خاص و محیط مشخص توصیه شده باشند.

۶. شیرهای برقی، به ویژه آن‌هایی که پوشش ضد آب ندارند، باید از آب و ذرات معلق در هوا دور نگهداری شوند.

۷. در هنگام نصب، باید اطمینان حاصل کنیم که درون شیر برقی تمیز است.

۸. برای جلوگیری از ورود ذرات خارجی، قبل از نصب، باید از قرار گرفتن صحیح شیر برقی در پوشش اطمینان حاصل شود.

۹. عوامل خرابی در شیر برقی شامل ناهم ترازی و روان کاری ناکافی که مانع جابه‌جایی سیال می‌شود و باعث خرابی می‌شود، استفاده از ولتاژ نامناسب، شکستن قطعات مانند لولاها یا اهرم‌ها، عدم عبور مقدار دلخواه سیال، تکرار زیاد قطع و وصل شیر برقی، عوامل خارجی نظیر کلید حدی خراب یا محرک برقی که مانع جریان به شیر برقی می‌شوند، نشت شیر برقی به دلیل جرم، آشغال، خراشیدگی نشیمن، پارگی آب بندها، کمبود یا نامناسب بودن روان کاری، گرما و رطوبت، و عدم درست قرار گرفتن درپوش است.

اهمیت شناسایی شیر برقی مناسب 

اگر شما به شیربرقی فشار زیادی اعمال کنید، ممکن است آن گیر کند یا در حالت باز یا بسته قرار بگیرد. در صورتی که فشار اعمالی از حد تحمل شیر برقی بیشتر باشد، ممکن است به شدت آسیب ببیند و بر سیستم اثرات منفی بگذارد. استفاده از منبع تغذیه نادرست می‌تواند منجر به سوختن بوبین یا آسیب دیدن منابع تغذیه شیر برقی شود.

اگر شیر برقی برای کاربردهای با استفاده متناوب طراحی شده است و شما آن را به طور مداوم استفاده می‌کنید، ممکن است شیر دچار آسیب شود. بنابراین، مهم است که اطلاعات دقیق و کاتالوگ شیر برقی مورد نیاز را از فروشنده خود دریافت کنید تا در استفاده صحیح از آن کمک بگیرید و خسارات احتمالی را به حداقل برسانید.