شیر برقی پنوماتیک فرمان برق تابلو را به حرکت سیلندر تبدیل می‌کند، ولی انتخاب اشتباه آن توقف خط تولید می‌سازد. کویل با ولتاژ نادرست می‌سوزد و شیری که وضعیت وسط ندارد، سیلندر را سر جای دلخواه نگه نمی‌دارد.
در این راهنما می‌بینید شیر ۵/۲ و ۵/۳ چه فرقی دارند، ولتاژ کویل را چطور انتخاب کنید و پیش از خرید چه چیزهایی را بسنجید. مطلب برای تصمیم‌گیری اولیه است و جایگزین برگه‌ی فنی سازنده نیست.
فهرست مطالب
شیر برقی پنوماتیک چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟
شیر برقی پنوماتیک شیری است که با فرمان الکتریکی مسیر هوای فشرده را باز، بسته یا عوض می‌کند. قلب آن یک کویل (سلونوئید) است. وقتی کویل برق بگیرد، میدان مغناطیسی هسته را حرکت می‌دهد و مسیر هوا تغییر می‌کند.
در عمل شیر برقی پنوماتیک پل میان PLC یا رله و عملگر پنوماتیک است. سیلندر، گریپر، جک و محرک شیرهای صنعتی همه با همین قطعه کنترل می‌شوند. به همین دلیل به آن شیر کنترل جهت هم می‌گویند، چون جهت جریان هوا و در نتیجه جهت حرکت سیلندر را تعیین می‌کند. مفهوم کلی را می‌توانید در صفحه‌ی Solenoid valve در ویکی‌پدیا و اصول کار هوای فشرده را در صفحه‌ی Pneumatics ببینید.
این شیرها بخشی از مجموعه‌ی بزرگ‌تر قطعات هیدرولیک و پنوماتیک هستند و کنار فیلتر، رگولاتور و سیلندر کار می‌کنند.
معنی عددهای ۵/۲ و ۵/۳ روی شیر
دو عدد روی هر شیر کنترل جهت ساختار آن را نشان می‌دهد. عدد اول تعداد پورت‌ها و عدد دوم تعداد وضعیت‌های شیر است.
- شیر ۵/۲: پنج پورت و دو وضعیت.
- شیر ۵/۳: پنج پورت و سه وضعیت.
- شیر ۳/۲: سه پورت و دو وضعیت، برای سیلندر تک‌اثره.
در شیر برقی پنوماتیک پنج‌پورته معمولاً پورت ۱ ورودی هوای فشرده است. پورت‌های ۲ و ۴ به دو سمت سیلندر می‌روند. پورت‌های ۳ و ۵ خروجی تخلیه‌ی هوا هستند. شماره‌گذاری بر پایه‌ی استاندارد ISO 5599 است و روی بدنه‌ی شیر حک می‌شود.
سیلندر دو‌اثره برای رفت و برگشت به هوا نیاز دارد. پس برای آن به شیر پنج‌پورته نیاز دارید. اگر سیلندر تک‌اثره دارید و فنر آن را برمی‌گرداند، شیر ۳/۲ کافی است.
تفاوت شیر ۵/۲ و ۵/۳ در چیست؟
مهم‌ترین تفاوت در وضعیت وسط است. شیر برقی پنوماتیک ۵/۲ فقط دو حالت دارد: سیلندر یا جلو می‌رود یا عقب. شیر برقی پنوماتیک ۵/۳ یک حالت سوم هم دارد که در آن شیر در وضعیت میانی می‌ایستد.
وضعیت میانی در شیر ۵/۳ سه نوع است:
- مرکز بسته: هر دو خروجی بسته می‌شوند و سیلندر در همان نقطه می‌ماند. فشار هوا هم داخل سیلندر حبس می‌شود.
- مرکز تخلیه (باز): هوای دو سمت سیلندر تخلیه می‌شود و پیستون آزاد است. برای دستگاه‌هایی که باید با دست جابه‌جا شوند مناسب است.
- مرکز فشار: هر دو خروجی به هوای فشرده وصل می‌ماند. کاربرد آن کمتر است.
یک نکته‌ی ایمنی هم هست: مرکز بسته به‌تنهایی سیلندر را برای مدت طولانی دقیق نگه نمی‌دارد، چون هوا تراکم‌پذیر است و نشتی کوچک هم حرکت می‌سازد. اگر بار عمودی دارید، این موضوع را در طراحی در نظر بگیرید.
قاعده‌ی ساده‌ی انتخاب این است: اگر فقط رفت و برگشت می‌خواهید، شیر برقی پنوماتیک ۵/۲ کافی و ارزان‌تر است. اگر باید وسط کورس بایستید یا فشار را در حالت اضطراری تخلیه کنید، شیر ۵/۳ بخرید.
تک‌سلونوئید یا دوسلونوئید؟
شیر برقی پنوماتیک ۵/۲ در دو نسخه ساخته می‌شود و انتخاب بین آن‌ها رفتار دستگاه را هنگام قطع برق عوض می‌کند.
- تک‌کویل (فنر برگشت): تا وقتی کویل برق دارد در یک وضعیت است. با قطع برق فنر شیر را به حالت اول برمی‌گرداند. برای کاربردهایی که باید در قطع برق به حالت امن برگردند مناسب است.
- دوکویل (حافظه‌دار): با یک پالس کوتاه به یک کویل تغییر وضعیت می‌دهد و بعد از قطع برق هم همان وضعیت را نگه می‌دارد. مصرف برق کمتر است، اما در راه‌اندازی مجدد باید وضعیت شیر را بدانید.
در شیر ۵/۳ معمولاً دو کویل و دو فنر مرکزی وجود دارد. وقتی هر دو کویل بی‌برق باشند، فنرها شیر را در وضعیت وسط نگه می‌دارند.
ولتاژ کویل: ۲۴ ولت DC یا ۲۲۰ ولت AC؟
ولتاژ کویل شیر برقی پنوماتیک را باید با منبع تغذیه‌ی تابلو هماهنگ کنید. این اشتباه ساده، رایج‌ترین دلیل سوختن کویل است.
- ۲۴ ولت DC: استاندارد تابلوهای PLC و اتوماسیون. ایمن‌تر است و مستقیم از خروجی ترانزیستوری یا رله‌ی واسط تغذیه می‌شود. قطبیت و دیود محافظ کویل را رعایت کنید.
- ۲۲۰ ولت AC: برای تابلوهای ساده و بدون منبع ۲۴ ولت. هنگام وصل، جریان لحظه‌ای بالاتری می‌کشد. اگر هسته گیر کند، کویل AC می‌تواند داغ شود و بسوزد.
- ۱۲ ولت DC و ۱۱۰ ولت AC: برای خودرو، ماشین‌آلات متحرک و بعضی تجهیزات وارداتی.
همیشه برگه‌ی فنی را ببینید و ولتاژ، فرکانس و توان کویل را بخوانید. به‌طور معمول تحمل ولتاژ حدود ۱۰ درصد بالا و پایین است. در ورود قطعه از خارج، پلاک کویل را با برق تابلو چک کنید. اگر شک دارید، راهنمای قطعات مکانیکی صنعتی را هم ببینید.
مستقیم یا پایلوتی: عملکرد شیر چطور فرق می‌کند؟
شیر برقی پنوماتیک از نظر روش کار دو نوع اصلی دارد.
- مستقیم (Direct acting): کویل خودش هسته‌ی شیر را حرکت می‌دهد. حتی در فشار صفر کار می‌کند، ولی برای دبی بالا کویل بزرگ و پرمصرف لازم دارد.
- پایلوتی (Pilot operated): کویل فقط یک شیر پایلوت کوچک را باز می‌کند و فشار خود هوا شیر اصلی را جابه‌جا می‌کند. مصرف برق کم و دبی بالاست، ولی حداقل فشار کاری لازم دارد.
بیشتر مدل‌های شیر برقی پنوماتیک ۵/۲ و ۵/۳ صنعتی از نوع پایلوتی‌اند. حداقل فشار کاری هر مدل را از برگه‌ی فنی بخوانید. اگر مدار شما گاهی با فشار خیلی پایین کار می‌کند، به این عدد توجه کنید.
چک‌لیست انتخاب شیر برقی پنوماتیک
پیش از سفارش، این موارد را مشخص کنید. با این چک‌لیست خریدار و مهندس هر دو زودتر به مدل درست می‌رسند:
- نوع عملگر: سیلندر تک‌اثره (۳/۲) یا دو‌اثره (۵/۲ یا ۵/۳).
- وضعیت وسط: آیا باید وسط کورس بایستد یا فشار تخلیه شود؟
- ولتاژ کویل: ۲۴ ولت DC، ۲۲۰ ولت AC یا مقدار دیگر.
- اندازه‌ی پورت و دبی: رزوه‌ی رایج G1/8 تا G1/2 است. دبی را بر حسب Kv یا لیتر بر دقیقه با قطر سیلندر و سرعت مطلوب تطبیق دهید.
- فشار کاری: حداقل و حداکثر فشار شیر باید محدوده‌ی شبکه‌ی هوا را پوشش دهد.
- نصب: تک‌شیر روی پایه، یا چند شیر روی مانیفولد (sub-base).
- شرایط محیط: دما، گرد و غبار و رطوبت و درجه حفاظت کویل (IP).
- برند و استاندارد: سازگاری ابعاد با شیرهای فعلی دستگاه یا مدل جایگزین.
هوای ورودی باید خشک و فیلترشده باشد. آب و ذرات روغن‌زده یا ریز در هوا عمر شیر را کم می‌کنند. فیلتر و رگولاتور پیش از شیر نصب کنید.
اگر برای یک خط تولید یا ماشین قطعه‌ی جایگزین از خارج می‌خواهید، درخواست تامین لوازم و قطعات صنعتی از دبی را با مشخصات بالا ثبت کنید.
عیوب رایج شیر برقی و راه بررسی
بیشتر مشکلات شیر برقی پنوماتیک قابل پیش‌بینی‌اند و با چند بررسی ساده پیدا می‌شوند:
- شیر تغییر وضعیت نمی‌دهد: ولتاژ کویل را روی ترمینال اندازه بگیرید. فشار هوا را هم با حداقل فشار پایلوت مقایسه کنید.
- نشتی هوا از پورت تخلیه: معمولاً آب‌بندی داخلی ساییده یا آلوده است. فیلتراسیون هوا را بازبینی کنید.
- کویل داغ می‌شود: ولتاژ اشتباه، هسته‌ی گیرکرده یا کار در دمای بالا. کویل AC بیشتر در معرض سوختن است.
- حرکت کند سیلندر: اندازه‌ی شیر یا لوله کوچک است، یا رگولاتور دبی بسته شده.
- پیچ دستی (Manual override): برای تست بدون برق استفاده می‌شود. اگر با آن کار می‌کند، مشکل از مدار برق است نه شیر.
هنگام تعمیر، قبل از باز کردن شیر برقی پنوماتیک، هوای ورودی را قطع و فشار خط را تخلیه کنید. همین کار از حادثه جلوگیری می‌کند.
سوالات متداول
شیر برقی پنوماتیک ۵/۲ چه معنایی دارد؟
عبارت ۵/۲ یعنی شیر پنج پورت و دو وضعیت دارد. یک ورودی هوا، دو خروجی به سیلندر و دو خروجی تخلیه. این شیر سیلندر دو‌اثره را فقط جلو یا عقب می‌برد و وضعیت میانی ندارد.
تفاوت شیر ۵/۲ و ۵/۳ چیست؟
هر دو پنج پورت دارند. شیر ۵/۲ دو وضعیت دارد، ولی شیر ۵/۳ وضعیت سومِ وسط هم دارد. در حالت وسط، خروجی‌ها بسته، تخلیه یا تحت فشار می‌مانند. برای توقف سیلندر در میانه‌ی کورس، شیر ۵/۳ لازم است.
شیر برقی پنوماتیک ۲۴ ولت بهتر است یا ۲۲۰ ولت؟
در تابلوهای PLC معمولاً ۲۴ ولت DC بهتر است، چون ایمن‌تر است و مستقیم با خروجی کنترلر سازگار است. ۲۲۰ ولت AC برای تابلوهای ساده مناسب است، ولی در صورت گیر کردن هسته راحت‌تر می‌سوزد.
آیا می‌توان کویل ۲۴ ولت را به ۲۲۰ ولت وصل کرد؟
خیر. ولتاژ بالاتر از مقدار پلاک کویل را می‌سوزاند. ولتاژ کمتر هم باعث می‌شود هسته کامل جذب نشود و شیر نیمه‌کاره عمل کند. همیشه کویلی بخرید که پلاک آن با برق تابلو یکی باشد.
شیر ۵/۲ تک‌کویل و دوکویل چه فرقی دارند؟
شیر تک‌کویل با قطع برق به کمک فنر به حالت اول برمی‌گردد. شیر دوکویل وضعیت آخر خود را حتی بعد از قطع برق حفظ می‌کند و برای تغییر وضعیت به پالس کوتاه نیاز دارد.
برای خرید شیر برقی پنوماتیک چه اطلاعاتی لازم است؟
نوع شیر (۳/۲، ۵/۲ یا ۵/۳)، ولتاژ و نوع جریان کویل، اندازه‌ی پورت، محدوده‌ی فشار، دبی و برند یا مدل فعلی. با همین موارد تامین‌کننده می‌تواند قطعه‌ی سازگار را سریع‌تر پیشنهاد دهد.
جمع‌بندی
برای انتخاب درست شیر برقی پنوماتیک سه چیز را تطبیق دهید: نوع عملگر (۳/۲، ۵/۲ یا ۵/۳)، ولتاژ کویل و دبی لازم. اگر فقط رفت و برگشت می‌خواهید شیر ۵/۲ کافی است و برای توقف وسط کورس یا تخلیه‌ی ایمن فشار، شیر ۵/۳ بخرید.
برای استعلام قیمت و موجودی قطعات پنوماتیک و صنعتی از دبی، مدل، ولتاژ کویل و تعداد را آماده کنید و درخواست استعلام قطعات صنعتی از امارات را ثبت کنید. کارشناسان ما شرایط تامین و ارسال را بررسی می‌کنند.
