راهنمای انتخاب شیر برقی مناسب

قبل از انتخاب نوع شیر برقی، باید اطلاعات کافی در مورد کاربرد جمع آوری شود. این راهنما پارامترهای کلیدی شیرهای برقی را توصیف می کند.

دستورالعمل های مهم قبل از خرید شیر برقی :

• شیرهای برقی بسیار حساس به آلودگی هستند و فقط با مایعات تمیز یا هوا کار می کنند.
• توجه داشته باشید که شیرهای برقی کنترل غیر مستقیم برای عملکرد صحیح به یک فشار دیفرانسیل فشار دائمی در حدود 0.5 بار نیاز دارند. بنابراین، نمی توانید از شیرهای غیر مستقیم در مدار بسته یا سیستم هایی با فشار ورودی پایین استفاده کنید. شیر های مستقیم و نیمه مستقیم با اختلاف فشار از 0 بار کار می کنند.
• اطمینان حاصل کنید که محیط و درجه حرارت استفاده شده با مواد شیر ، مانند بدنه و مواد مهر و موم سازگار باشد.
• شیرهای برقی به سرعت باز و بسته می شوند (بین حدود 10 تا 1000 میلی ثانیه). استفاده نادرست می تواند باعث ایجاد فشارهای گذرا در سیستم شود (چکش آب).

پارامترهای مهم

این لیستی از برخی پارامترهای اصلی است که باید هنگام انتخاب شیر در نظر بگیرید:

• اصل عمل
• عملکرد مدار
• قطر لوله و نوع دنده
• روزنه، مقدار Kv و سرعت جریان
• سیال (انتخاب مواد شیر را تعریف می کند)
• فشار
• درجه حرارت
• زمان پاسخ
• ولتاژ
• رتبه بندی IP

اصل عمل

شیرهای برقی انواع مختلفی دارند که هر کدام اصول مختلفی دارند:

    مستقیم کار می کند (از 0 بار کار می کند)

    نیمه مستقیم (از 0 بار کار می کند)

    غیر مستقیم عمل می کند (دیفرانسیل فشار مورد نیاز است ، به طور معمول حداقل 0.5 بار)

مهم است که اصل کار درست را انتخاب کنید. شیرآلات مستقیم از 0 بار کار می کنند. در شیر یک روزنه کوچک وجود دارد که توسط یک پیستون با یک واشر پلیمری بسته می شود. اگر شیر برقی (آهنربای الکتریکی) انرژی الکتریکی داشته باشد، پیستون توسط نیروی الکترومغناطیسی بلند شده و شیر باز می شود. این اصل اغلب برای شیرهای کوچک استفاده می شود و برای دبی های کم مناسب است. برای دبی های بیشتر، یک شیر نیمه مستقیم یا غیر مستقیم کار می کند. هر دو از فشار متوسط ​​برای باز و بسته شدن شیر استفاده می کنند. شیرهای نیمه مستقیم کار شده از 0 بار کار می کنند و اغلب دارای سیم پیچ قوی تر از شیرهای غیر مستقیم هستند. سوپاپهای غیر مستقیم برای عملکرد مناسب به یک فشار دیفرانسیل فشار دائمی در حدود 0.5 بار نیاز دارند. مزیت شیربرقی غیرمستقیم این است که آنها معمولاً می توانند جریانهای زیاد را با یک سیم پیچ نسبتاً کوچک کنترل کرده و در نتیجه مصرف انرژی کمتری داشته باشند.

بررسی کنید که آیا دیفرانسیل فشار دائمی روی شیر حداقل 0.5 بار وجود دارد. در این صورت، ممکن است یک شیر برقی غیرمستقیم انتخاب شود (البته یک شیر نیمه مستقیم نیز مجاز است). اگر اینگونه نیست (فشار ورودی کم، مدار بسته، ..)، یک شیر برقی (نیمه) مستقیم کار کنید.

عملکرد شیر برقی

تابع مدار بیان می کند که یک سوپاپ در مدار چه عملکردی دارد. مهم ترین توابع مدار توضیح داده خواهد شد.

2/2 به این معنی است که شیر دارای دو پورت (پورت ورودی و خروجی) و دو موقعیت (باز و بسته) است. اکثر شیرهای 2/2 طرفه به طور معمول بسته هستند (یا NC). این به این معنی است که شیر هنگام تغذیه بسته می شود و به محض انرژی الکتریکی سیم پیچ باز می شود. یک شیر برقی معمولی باز (NO) برعکس عمل می کند: شیر هنگام کمبود انرژی باز است و هنگامی که سیم پیچ انرژی الکتریکی دارد سیم بسته است. بیشترین شیر برقی های 2/2 را می توان فقط در یک جهت جریان استفاده کرد. این معمولاً با یک پیکان روی محفظه نشان داده می شود.

مربع سمت راست جریان را در موقعیت بی انرژی نشان می دهد و مربع سمت چپ را در حالت انرژی قرار می دهد.

شیر برقی 2/3

شیر 2/3 دارای سه پورت و دو موقعیت است. شیرهای برقی 2/3 معمولاً مستقیم کار می کنند و از 0 بار کار می کنند. آنها معمولاً دهانه های کوچکی دارند که باعث می شود آنها فقط برای دبی های کم مناسب باشند. اگر به دهانه بزرگتری نیاز دارید ، ممکن است یک شیر توپی برقی 3 طرفه در نظر بگیرید. چندین گزینه برای عملکرد مدار وجود دارد ، مانند حالت عادی بسته ، به طور معمول باز. این توابع را می توان با نمودارهای زیر مشاهده کرد:

قطر لوله و نوع دنده ای

درگاه شیرهای برقی معمولاً دارای رزوه  مادگی هستند. نوع رزوه ای در بیشتر موارد موازی لوله استاندارد انگلیس (BSPP) است که با حرف G نشان داده می شود (به عنوان مثال G1 / 4 اینچ). اندازه رزوه ای  در اینچ داده می شود. لطفا توجه داشته باشید که این اندازه با قطر لوله یکسان نیست. جدول زیر برخی از اندازه های استاندارد را با داده های موضوع نشان می دهد:

دامنه اتصالات ما امکان اتصال شیر برقی تقریباً به هر نوع سیستم لوله کشی را فراهم می کند:

اوریفیس، مقدار Kv و سرعت جریان

مقاومت جریان شیر برقی به شکل بدنه شیر و قطر دهانه شیر بستگی دارد. دهانه همان قطر (میلی متر) سوراخ است که در شیر بسته خواهد شد، همانطور که در شکل مقطع زیر نشان داده شده است. غالباً این امر اعمال می شود: هرچه اتصالات لوله کشی شیر بزرگتر باشد، روزنه بزرگتر است.

مقاومت جریان شیر در ضریب جریان Kv بیان می شود. این ثابت میزان آبی را در متر مکعب در ساعت نشان می دهد که شیر را با فشار 1 بار در 20 درجه سانتیگراد عبور می دهد. هرچه مقدار Kv بیشتر باشد ، دبی در فشار معینی بیشتر خواهد بود. میزان جریان با فرمول زیر محاسبه می شود:

جایی که:

Q = سرعت جریان [m3 / ساعت]

Kv = ضریب جریان

dp = اختلاف فشار بین ورودی و خروجی [بار]

SG = وزن مخصوص (آب = 1)

مثال:

یک شیر برقی با مقدار Kv 1.25 به یک لوله آب با فشار 2 بار متصل می شود. بعد از شیر برقی یک لوله 1 متری با یک خروجی آزاد و یک افت فشار ناچیز قرار دارد. بنابراین فرض بر این است که افت فشار روی شیر 2 بار است. وزن مخصوص آب 1 است. سرعت جریان را می توان محاسبه کرد

دبی در متر مکعب در ساعت داده می شود، اما می تواند به راحتی به لیتر در دقیقه تبدیل شود: 1.77 * 1000/60 = 29.5 لیتر در دقیقه.

برای گازها و مایعات غیر از آب، فرمول های دیگر باید برای محاسبه میزان جریان استفاده شوند. برای فرمول ها و توضیحات بیشتر، لطفا مقاله مربوط به اصول جریان را بخوانید.

برای اکثر برنامه ها مهم است که شیر برقی از اندازه و ظرفیت جریان مناسب برخوردار باشد. مقدار Kv معیار انتخاب خوبی برای انتخاب شیر با ظرفیت مورد نیاز است. اگر ترجیح می دهید اندازه مناسب شیر را بصورت مستقیم انتخاب کنید، می توانید از سوراخ یا اندازه اتصال لوله به عنوان نقطه شروع استفاده کنید.

سیال (انتخاب مواد را تعیین می کند)

از شیرهای برقی برای مایعات و گازهای خنثی استفاده می شود. این می تواند به عنوان مثال روغن، روان کننده، سوخت، آب، هوا یا بخار باشد. هنگام انتخاب شیر برقی، مهم است که مواد با محیط سازگار باشند. بدنه برنجی متداول ترین برای شیر برقی است و برای اکثر مواد مناسب است. مواد مهر و موم مانند FKM (Viton) و EPDM ، هرکدام دارای خصوصیات خاصی هستند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند. مقاله مربوط به مقاومت شیمیایی مواد را برای لیست کاملی از سیال ها با مواد سازگار شیر بخوانید.

فشار

فشار عملکرد سیستم برای انتخاب شیر برقی مهم است. اگر از حداکثر فشار مشخص شده فراتر رود ، ممکن است شرایط خطرناک بوجود آمده و شیر ترکیده یا خراب شود. لطفاً توجه داشته باشید که حداکثر فشار معمولاً با نوعی محیط مرتبط است. بنابراین مقادیر مختلفی برای گازها یا مایعات وجود دارد. شاید حتی مهمتر از آن تفاوت حداقل فشار بین ورودی و خروجی است (بخش “اصل کار” را ببینید). حداقل و حداکثر اختلاف فشار معمولاً به صورت میله ای بیان می شود.

محدوده دما

هنگام انتخاب شیر برقی مناسب، مشخصات حداقل و حداکثر دما را در ذهن داشته باشید. به دلیل خطر یخ زدگی توصیه می شود از دریچه های آب زیر 0 درجه سانتی گراد استفاده نکنید. مقاله مقاومت شیمیایی مواد حاوی اطلاعاتی در مورد خصوصیات دمایی مواد شیر  است.

زمان پاسخ

زمان پاسخ یک شیر برقی به عنوان فاصله بین لحظه فعال شدن شیر برقی تا زمانی که فشار به 10٪ کاهش یافته یا به 90٪ حداکثر فشار آزمایش افزایش یابد، تعریف می شود. اگر حداکثر فشار عملیاتی یک شیر بیشتر از شش بار باشد، زمان پاسخگویی در شش بار اندازه گیری می شود. زمان پاسخ به ساخت شیر، خصوصیات سیم پیچ، فشار اتمسفر و گرانروی محیط بستگی دارد. زمان پاسخگویی دریچه های DC کمی کمتر از شیرهای AC است. شیرهای عملکرد مستقیم عموماً سریعتر از شیرهای غیر مستقیم هستند. مقادیر معمول شیرهای فعال مستقیم بین 5 تا 50 میلی ثانیه است. برای سوپاپ های غیر مستقیم ، زمان پاسخ از 50 میلی ثانیه برای نسخه های کوچک تا 1500 میلی ثانیه برای نسخه های بزرگ است. به عنوان مثال برای جلوگیری از چکش آب برای برخی از برنامه ها زمان پاسخ کوتاه مورد نظر نیست. دریچه های بسته شدن سریع باعث ایجاد امواج فشار در مدار می شود که در نتیجه می تواند به لوله ها یا سایر اجزای آسیب برساند. اگر این اتفاق در سیستم شما افتاد، می توانید نکات نصب را بخوانید.

ولتاژ و سیم پیچ

هدف از سیم پیچ شیر برقی تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت است. سیم پیچ از سیم مسی ساخته شده است که به دور یک لوله پیچیده شده است. در هسته آن یک پیستون مواد فرومغناطیسی قرار دارد. هنگامی که جریان الکتریکی از طریق سیم پیچ عبور می کند، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. میدان مغناطیسی به پیستون نیرویی وارد می کند به طوری که به حرکت در می آید. این اصل شیر را باز یا بسته می کند.

سیم پیچ های برقی برای جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) در ولتاژهای مختلف موجود هستند. این انتخاب در ویژگی شیر تأثیر دارد. شیرهای برقی JP Fluid Control استاندارد هستند، به این معنی که بیشتر انواع سیم پیچ را می توان در ترکیب با انواع سری شیرهای برقی استفاده کرد.

یک سوال متداول این است که آیا قطبیت برای یک سیم پیچ DC مهم است؟ در بیشتر موارد قطب مورد نیاز برای سیم پیچ های DC وجود ندارد، فقط در صورت استفاده از تایمر یا اتصال LED قطبیت برای این اجزای اضافی مهم است.

ایمنی برق مزیت سیم پیچ های ولتاژ پایین است. در ولتاژهای بالاتر، جریان کمتر است. سیم پیچ های AC به دلیل خاصیت نفوذ، کمی قدرتمندتر از سیم پیچ های DC هستند. بیشتر شیرهای برقی JP Fluid Control با اتصال DIN تحویل داده می شوند. این امکان تغییر سریع سیم پیچ را فراهم می کند و علاوه بر این، سیم پیچ به خوبی در برابر رطوبت محافظت می شود.

رتبه بندی IP

درجه IP (Ingress Protection) یا IP Code علامت گذاری بر روی دستگاه های الکتریکی است که نشان دهنده میزان محافظت در برابر دسترسی به قطعات خطرناک و نفوذ آب، گرد و غبار و همچنین اعضای بدن است. کد در استاندارد بین المللی IEC 60529 تعریف شده است. امتیاز IP از دو رقم تشکیل شده است. رقم اول میزان محافظت در برابر دسترسی به قطعات خطرناک و ورود اشیا را نشان می دهد. رقم دوم میزان محافظت در برابر رطوبت را نشان می دهد. در صورت تمایل، یک رقم آخر مقاومت در برابر تماس با اجزای خطرناک را نمایش می دهد. بیشتر سیم پیچ های شیر برقی JP Fluid Control دارای درجه IP-65 هستند. جدول زیر معنای دو رقم اول کدگذاری را نشان می دهد.