شیر پنوماتیک

شیر پنوماتیک یا نیوماتیک چیست؟

شیرهای پنوماتیک واحد کنترل کننده سیستم های پنوماتیک بوده و تجهیزات مناسب برای کنترل سرعت، دبی و فشار هوای عبوری در سیستم های پنوماتیک هستند. انتقال قدرت در سیستم های پنوماتیک به کمک نیروی هوای فشرده انجام می شود از این رو شیرهای پنوماتیک با وارد کردن نیرو، توانایی کنترل مسیر هوا و قطع و وصل آن را دارند.

مشخصات فنی شیر پنوماتیک 

در دسته بندی کلی، دو نوع شیر پنوماتیک وجود دارد و تفاوتشان در این است که در نوع اول آنچه کنترل می شود هوا یا گازی بی اثر است و الزاما سیستم کنترل این شیرها با هوا نیست. در نوع دوم این شیرها سیال کنترل شونده چیزی غیر از هوا است. به عنوان مثال آب، روغن یا هر سیال دیگری خواهد بود و این بار سیستم کنترل کننده این سیال به صورت پنوماتیکی است. البته معمولا به شیرهای گروه دوم شیرهای محرک پنوماتیکی گفته می شود.در صورت انتخاب نادرست شیر پنوماتیک، مدار مطابق برنامه عمل نخواهد کرد و در نهایت هدفی که از طراحی سیستم انتظار داشتیم محقق نخواهد شد. در شیرهای دستی این کنترل به صورت وارد کردن نیرو با دست انجام می شود و در شیرهای برقی، جریان الکتریکی است که موظف به کنترل و تحریک شیر است. جریان الکتریکی باعث ایجاد خاصیت آهنربایی بوبین شده و به این ترتیب منجر به ایجاد نیروی لازم برای تغییر وضعیت شیر پنوماتیک خواهد شد. لازم به تاکید است که آنچه در اینجا توضیح داده می شود، در دسته اول قرار گرفته و در اصل سیال آنها پنوماتیکی است. البته انواع شیر پنوماتیک را طبق پارامترهای اصلی شیر به روش های دیگری نیز طبقه بندی می کنند که نمونه هایی از آن عبارتند از:

1. بر اساس وضعیت و تعداد پورت های ورود و خروج شیر
2. نوع تحریک و نحوه باز و بسته شدن شیر 
3. نوع نصب شیر (معمولی، نامور، ماژولار)

انواع شیر پنوماتیک

دسته بندی شیرهای پنوماتیک روش های مختلفی دارد اما به طورکلی می توان این شیرها را از لحاظ عملکرد و طراحی در انواع زیر معرفی کرد:

1. شیر پنوماتیک کنترل جهت
2. شیر پنوماتیک کنترل فشار
3. شیر پنوماتیک کنترل جریان
4. شیر پنوماتیک پروپرشنال
5. شیر پنوماتیک ماژولار

شیر پنوماتیک کنترل جهت

شیرهای کنترل جهت پنوماتیک به وسیله باز یا بستن وسیله باز یا بستن پورت ها یا دهانه های ورودی و خروجی دبی خروجی را کنترل می کنند و در نهایت به این وسیله جهت حرکت شفت یا میله جک را می توان کنترل کرد. به طور کلی این شیر ها به دو دسته شیر های قطع و وصل جریان و یکسو کننده جریان تقسیم می شوند. عناصر و بخش های تشکیل دهنده شیرها شامل سه دسته زیر است:

1. عناصر ورودی که به آن عناصر سیگنال دهنده هم می گویند.
2. عناصر پردازنده
3. عناصر کنترل کننده

همان طور که از نام این شیر مشخص است، شیرهای قطع و وصل موظف به قطع و وصل کردن جریان است و شیرهای یکسو کننده جریان را در یک جهت عبور داده و در جهت دیگر اجازه عبور را نمی دهند.

شیر پنوماتیک کنترل فشار

برای تنظیم فشار مخزن از شیر کنترل فشار پنوماتیک استفاده می شود، در واقع به کمک این شیرها می توان فشار ثابتی را در سیستم حفظ کرد. همان طور که در شکل زیر می بینیم، این شیرها به کمک یک فنر و تنظیم آن روی فشار خاصی کار می کنند. هرگاه فشار کاری از حد تعریف شده برای فنر بیشتر شود، باعث جمع شدن فنر شده و در نتیجه مابقی سیال تخلیه خواهد شد، به این ترتیب فشار سیستم کنترل می شود و به این شیرها شیر اطمینان نیز گفته می شود.

شیر های تنظیم کننده فشار در اصل با ثابت نگه داشتن فشار فارغ از هر نوع نوسان ایجاد شده در سیستم فشار ثابتی ایجاد می کند.

شیر پنوماتیک کنترل جریان

شیرهای کنترل جریان پنوماتیک با ایجاد گلویی در یک جهت خاص در سیستم، مسیر عبور هوا را محدود می کند یا افزایش می دهد و در نتیجه جریان کنترل خواهد شد. این دسته از شیر ها را طبق طراحی می توان روی سیلندر یا در نقاط مختلف سیستم نصب کرد.

تعداد پورت های شیر پنوماتیک

انواع شیرهای پنوماتیک از نظر تعداد وضیعت و پورت ها عبارتند از:

• شیر پنوماتیک 2-2: شیرهای 2-2 که دارای یک پورت ورودی و یک پورت خروجی می باشند و می توانند در حالت عادی باز یا بسته باشند.

• شیر پنوماتیک 2-3: شیرهای 2-3 که دارای سه پورت و دو وضعیت هستند و مانند دسته قبل می توانند در حالت عادی باز یا بسته باشند.

• شیر پنوماتیک 2-4 و 3-4: شیرهای 2-4 و 3-4، این سری شیرها بیشتر به صورت تحریک دستی عرضه می شوند ودارای 2 یا 3 وضعیت و 4 پورت ورودی و خروجی می باشند.

• شیر پنوماتیک 2-5 و 3-5: شیرهای 2-5 و 3-5، این شیرها به صورت تک بوبین و دو بوبین یا دوبل عرضه شده اند و دارای 5 پورت ورودی و خروجی و 2 یا 3 وضعیت می باشند.

روش های تحریک شیر پنوماتیک

از نظر نوع تحریک، شیرهای پنوماتیک در انواع مختلف زیر ارائه می شوند:

1. تحریک دستی
2. تحریک مکانیکی یا بادامکی
3. تحریک پنوماتیکی یا هوایی
4. تحریک سلنوئیدی

دو دسته تحریک برقی (Solenoid) و تحریک دستی از دو نوع پرکاربرد و مرسوم شیرهای پنوماتیکی هستند. در حالت دستی به کمک اهرم شیر تحریک شده و فرمان مد نظر را انجام می دهد. در مدل های برقی این جریان الکتریکی است که با اعمال نیروی الکتریکی و ایجاد خاصیت آهنربایی نیروی مورد نیاز جهت تغییر، قطع و وصل هوا و تنظیم مقدار جریان را فراهم می کند.

طراحی سیستم های کنترلی الکتریکی و ساخت آنها با استفاده از شیر های کنترل برقی امکان پذیر است، این دسته از شیر ها دارای بوبین (Solenoid) بوده که با انواع ولتاژها قابل تحریک هستند.

نماد شماتیک شیر پنوماتیک

تصاویر زیر نماد شماتیکی برای تعدادی از روش های تحریک شیر ها می باشد.

نماد شیر پنوماتیک

تحریک مکانیکی (بادامکی)	پدال پایی
سلونوئیدی پیلوت دار	عملکرد سلونوئیدی
دستی با دکمه فشاری	دستی با اهرم دستی
عملکرد پیلوتی

در ادامه برای آشنایی و درک بهتر اختصارات موجود در پلاک یک شیر پنوماتیکی، یک نمونه را مورد تحلیل و بررسی قرار می دهیم.

آنچه به عنوان نماد شماتیک روی پلاک شیر پنوماتیک مشاهده می شود، مشابه شکل زیر است.

هر کدام از حروف به کار رفته در نماد بالا دارای مفاهیم استانداردسازی شده طبق جدول زیر هستند.

توجه داشته باشید که:

• تعداد مربع ها برابر با تعداد وضعیت های کاری شیر می با شد.
• خطوط بیانگر مسیر و جهت جریان می باشند.
• به منظور اطمینان از صحت نصب شیرها از حروف بزرگ برای علامت گذاری استفاده می شود که هر حرف بیانگر مشخصه ای خاص می باشد برخی از این حروف عبارتند از:
  • دهانه یا پورت خروجی به عملگر ها که با A و B نشان داده می شود. این پورت ها مستقیم به عملگری که قرار است به حرکت درآورده شود اتصال دارند تا در سیستم پنوماتیکی از هوای خروجی بهره برداری لازم به عمل آید.
  • دهانه ورودی اصلی یا تغذیه از پمپ که با P ثبت می شود. اصطلاحا به این پورت، پورت فشار یا منبع تغذیه گفته می شود چراکه این پورت محل ورود هوای فشرده به شیر است. لازم به یادآوری است که این پورت به خروجی کمپرسور متصل است.
  • دهانه های تخلیه که با T ،S و R نشان داده شده است. این پورت ها به منظور تخلیه هوا طراحی و تعبیه شده اند و به آنها پورت اگزوز هم می گویند.
  • حروف Z، X و Y ، نشان دهنده خطوط سیگنال یا پایلوت می باشند.
• هر آن چه روی پلاک شیر رسم می شود تصویری از دیاگرام داخلی شیر در حالت ابتدایی (توقف) است.

نحوه نام گذاری شیر پنوماتیک

اکثر شرکت های تولید کننده شیر های پنوماتیکی طبق استانداردی تحت عنوان ISO-1210-1 عمل می کنند. طبق این استاندارد تعداد وضعیت ها و راه های شیر به کمک اعداد بیان می شوند. عنوان هر شیر بستگی به تعداد دهانه ها یا پورتها و تعداد مواضع شیر دارد و نحوه خواندن از چپ به راست بوده و اولین رقم سمت چپ تعداد پورتها و رقم بعد تعداد مواضع شیر می باشد. به عنوان مثال نماد شماتیکی نشان داده شده در بالا یک شیر پنوماتیکی 2-5 است (پنج به دو) و به این معنا است که این شیر دارای 5 پورت و 2 وضعیت است که:

1. حالتی که شیر تحریک نشده است را عموما حالت اول می نامند. در این وضعیت پورت ورودی شیر (P) به پورت خروجی شیر (A) متصل است و همچنین پورت خروجی شیر (B) به پورت (S) متصل است و در نتیجه هوای فشرده تخلیه می شود. نکات بیان شده به راحتی با توجه به نماد شماتیکی شیر پنوماتیکی مشخص می شود.
2. حالت دوم زمانی به وجود می آید که ولتاژ به شیر وارد می شود و اصطلاحا شیر در حالت تحریک قرار دارد. در این وضعیت پورت ورودی (P) به پورت خروجی شیر (B) متصل شده و نیز پورت ورودی (A) به پورت (R) متصل شده و به این ترتیب هوای فشرده تخلیه می شود.

پارامترهای موثر برای انتخاب شیر پنوماتیک

به طور خلاصه طبق توضیحات ارائه شده، برای انتخاب صحیح از شیر پنوماتیک باید موارد زیر را در نظر گرفت:

• سیال: آنچه این شیرها قادر به کنترل هستند، عموما هوای فشرده است و استفاده از آنها برای هر سیال دیگری ممکن است باعث آسیب به شیر و عدم کارایی آن شود.
• وضعیت و تعداد و سایز پورت: از مهم ترین موارد موثر برای انتخاب شیر پنوماتیک مشخص کردن وضعیت و تعداد پورت ها و همچنین سایز اتصال پورت بر اساس اینچ است.
• نوع شیر و تحریک آن: نوع شیر نامور ، معمولی یا ماژولار و تحریک آن که دستی ، برقی یا مکانیکی می باشد.
• تعداد بوبین ها و ولتاژ مجاز: شیرهای برقی که با تحریک الکتریکی کار می کنند ممکن است تک بوبین یا دو بوبین باشند و به صورت AC یا DC تحریک و شروع به کار کنند.
• فشار عملیاتی: مقدار فشاری که شیر قادر به تحمل در سیستم پنوماتیک است.

برای مثال جهت درخواست شیر عنوان می شود: یک عدد شیر برقی 2-5 ( پنج به دو) تک بوبین 220 ولت سایز 4/1 (یک چهارم) شیر های 2-2 و 2-3، می توانند در حالت عادی باز یا بسته باشند، که در هنگام انتخاب باید مورد توجه قرار گیرد.

لیست محصولات هایپر صنعت فامکو

شرکت هایپر صنعت فامکو بزرگ ترین تامین کننده انواع شیرهای پنوماتیک با برند های معتبر و مطرح می باشد که در زیر لیستی از محصولات این مجموعه را طبقه بندی کرده ایم:

• شیر پنوماتیک کنترل جهت برقی Metalwork سری 70
• شیر پنوماتیک کنترل جهت دستی Metalwork
• شیر پنوماتیک کنترل جهت Metalwork ISV
• شیر پنوماتیک کنترل جهت ماخ 16 Metalwork
• شیر پنوماتیک کنترل جهت برقی Airtac
• شیر پنوماتیک کنترل جهت برقی Shako
• شیر پنوماتیک کنترل جهت برقی Mac
• شیر پنوماتیک کنترل جهت نامور Metalwork
• شیر پنوماتیک کنترل جهت نامور Hafner
• شیر پنوماتیک کنترل جهت برقی YPC
• شیر پنوماتیک کنترل جهت برقی SHAKO
• شیر پنوماتیک کنترل جهت برقی AIRTAC
• شیر پنوماتیک کنترل جهت دستی AIRTAC
• شیر پنوماتیک کنترل جهت برند Metalwork
• شیر کنترل فشار Metalwork
• شیر کنترل جریان Metalwork
• شیر پروپشنال Metalwork
• شیر ماژولار Metalwork