در میان انواع مختلف شیرهای موجود، شیرهای پنوماتیکی به دلیل مزایای بی شماری که دارند، یک گزینه مناسب اند. این شیرها که از فشار هوا برای عملکردشان استفاده می کنند، به دلیل ایمنی و کارایی انرژی شناخته شده اند.
شیر پنوماتیکی چیست ؟
شیر پنوماتیکی نوعی شیر کنترلی است که از فشار هوا برای تنظیم جریان سیال در یک سیستم استفاده می کند. از دو جزء اصلی تشکیل شده است: بدنه شیر و یک اکچویتور فشار پنوماتیک
بدنه سوپاپ قسمتی است که مستقیماً با سیال در تماس است. این یک مکانیسم باز و بسته است، اغلب یک دیسک، دروازه یا توپ، که برای کنترل جریان سیال حرکت می کند.
محرک پنوماتیک دستگاهی است که از فشار هوا برای به حرکت درآوردن مکانیسم باز و بسته شدن شیر استفاده می کند. هنگامی که فشار هوا به محرک اعمال می شود، باعث حرکت پیستون یا دیافراگم می شود.
سپس این حرکت به مکانیسم باز و بسته شدن دریچه منتقل می شود و باعث باز یا بسته شدن آن می شود. هنگامی که فشار هوا برداشته می شود، یک فنر یا سیال فرآیند در خود شیر پایلوت، شیر را به موقعیت اصلی خود باز می گرداند.
شیرهای کنترل پنوماتیک
این شیرها را می توان برای عملکردهای مختلفی طراحی کرد، مانند کنترل روشن و خاموش (که در آن شیر کاملاً باز یا کاملاً بسته است) طراحی و عملکرد خاص به نیازهای برنامه بستگی دارد.
شیرهای پنوماتیکی به دلیل قابلیت اطمینان، سرعت و ایمنی خود مشهور هستند. آنها در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی، از نفت و گاز گرفته تا تصفیه آب، استفاده می شوند
نحوه عملکرد شیر پنوماتیک
شیرهایی که با پنوماتیک کار می کنند با استفاده از نیروی هوای فشرده برای باز کردن، بستن یا تنظیم جریان سیال در یک خط لوله یا یک فرآیند عمل می کنند.
کار این شیرها حول دو جزء اصلی است: بدنه شیر و محرک پنوماتیک
بدنه شیر جزئی است که به طور مستقیم با سیال در تعامل است، در حالی که محرک پنوماتیک وظیفه حرکت عنصر کنترل را در بدنه شیر بر عهده دارد.
این فرآیند زمانی آغاز می شود که هوای فشرده به سیستم پنوماتیک یا محرک وارد شود.
فشار هوا روی پیستون یا دیافراگم درون محرک عمل می کند و باعث حرکت آن می شود.
این حرکت سپس به عنصر کنترل در بدنه شیر، معمولاً به یک دیسک، یک توپ منتقل می شود.
در مورد فعال سازی دو حالته، شیر یا کاملا باز یا کاملا بسته است.
هنگامی که هوای فشرده اعمال می شود، شیر با دور کردن عنصر کنترل از مسیر جریان باز می شود.
هنگامی که جریان هوا قطع می شود، یک فنر درون محرک، پیستون یا دیافراگم را به موقعیت اصلی خود می راند و عنصر کنترل را به عقب می برد تا جریان هوا را در مسیر مسدود کند و در نتیجه شیر را می بندد.
در مورد شیرهای تعدیل کننده یا دریچه گاز، مقدار فشار هوای اعمال شده به محرک را می توان تنظیم کرد تا عنصر کنترل را در سطوح مختلف در مسیر جریان قرار دهد.
توجه به این نکته مهم است که نیروی اعمال شده توسط هوای فشرده باید برای غلبه بر فشار سیال فرآیند و هرگونه اصطکاک درون شیر کافی باشد. این امر انتخاب محرک و عنصر کنترل مناسب را برای عملکرد مناسب شیر ضروری می کند.
انواع شیرهای پنوماتیکی
شیرهایی که با پنوماتیک کار می کنند انواع مختلفی دارند که هر کدام طراحی و کاربرد منحصر به فرد خود را دارند. در اینجا چند نوع رایج وجود دارد:
1-شیرهای توپی پنوماتیک
2-شیر پروانه ای پنوماتیک
3-شیرهای گلوب پنوماتیک
4-شیرهای کنترل پنوماتیک
مزایای استفاده از شیرهای پنوماتیک
بهره وری انرژی
سیستم های پنوماتیک از هوای فشرده استفاده می کنند که به وفور در دسترس است و به راحتی می توان آن را فشرده و ذخیره کرد. این باعث می شود شیرهایی که با پنوماتیک کار می کنند، انرژی کارآمدی داشته باشند، به ویژه در عملیات های صنعتی بزرگ
ایمنی و قابلیت اطمینان
شیر هایی که با پنوماتیک کار می کنند ذاتاً ایمن هستند زیرا از هوا استفاده می کنند که یک محیط غیر قابل اشتعال و غیر سمی است. آنها قابل اعتماد هستند و می توانند در شرایط عملیاتی سخت مقاومت کنند و برای کاربردهای صنعتی حیاتی مناسب هستند.
سرعت عمل
شیرهای پنوماتیکی زمان پاسخگویی سریعی را ارائه می دهند و برای عملیاتی که نیاز به باز و بسته شدن سریع و مکرر دریچه ها و پورت ها دارند، ایده آل هستند. سرعت عملکرد آنها را می توان با کنترل فشار هوای فشرده به راحتی تنظیم کرد.
سهولت در تعمیر و نگهداری
شیرهای پنوماتیک دارای طراحی ساده و نگهداری آسان هستند. اجزای محرک معمولاً در یک واحد مهر و موم شده قرار می گیرند که از آنها در برابر آلودگی های خارجی محافظت می کند. در صورت بروز نقص، قطعات معیوب اغلب می توانند بدون برداشتن کل شیر از خط لوله تعویض شوند.
مقرون به صرفه بودن
در حالی که هزینه اولیه شیرهایی که با پنوماتیک کار می کنند ممکن است بیشتر از انواع دیگر شیرها باشد، دوام، نیازهای تعمیر و نگهداری پایین و بهره وری انرژی می تواند منجر به کاهش هزینه کل مالکیت در طولانی مدت شود.
تطبیق پذیری
شیرهای پنوماتیکی را می توان با انواع گزینه های کنترلی استفاده کرد و به راحتی می توان آنها را در سیستم های خودکار ادغام کرد.
آنها برای طیف وسیعی از کاربردها، از کنترل ساده روشن و خاموش تا ویژگی های کنترل تعدیل کننده پیچیده تر، مناسب هستند.
کاربرد شیرهای پنوماتیک
شیرهای پنوماتیک به دلیل تطبیق پذیری، قابلیت اطمینان و کارایی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در اینجا برخی از برنامه های کاربردی کلیدی آورده شده است:
صنعت نفت و گاز:
شیرهای پنوماتیک به طور گسترده در صنعت نفت و گاز استفاده می شوند و جریان نفت و گاز را در خطوط لوله، فرآیندهای پالایش و سیستم های ذخیره سازی کنترل می کنند. آنها اغلب در سیستم های ایمنی برای ایجاد خاموشی اضطراری در صورت شرایط غیرعادی استفاده می شوند.
کارخانه شیمیایی:
در کارخانه های شیمیایی، این شیرهای فولادی ضد زنگ جریان طیف گسترده ای از مواد شیمیایی را تنظیم می کنند. توانایی آنها در تحمل شرایط سخت و مواد خورنده آنها را به یک انتخاب محبوب تبدیل می کند.
تصفیه آب:
شیرهای پنوماتیک در تاسیسات تصفیه آب برای کنترل جریان آب و سایر مواد در مراحل مختلف تصفیه استفاده می شوند.
صنایع غذایی و آشامیدنی:
این شیرها در مراحل مختلف تولید مواد غذایی و آشامیدنی از اختلاط مواد تا بسته بندی کاربرد دارند. آنها اغلب به دلیل توانایی آنها در تمیز کردن در محل (CIP) و استریل شدن در محل (SIP) انتخاب می شوند که در حفظ استانداردهای بهداشتی بسیار مهم هستند.
صنعت داروسازی:
در تولید دارو، دریچه های پنوماتیک برای کنترل جریان مواد، محلول ها و محصولات نهایی استفاده می شود. توانایی آنها در ارائه کنترل دقیق و رعایت استانداردهای بهداشتی دقیق آنها را برای این صنعت مناسب می کند.
تولید برق
در نیروگاه ها از این شیرها برای کنترل جریان بخار، آب و سایر سیالات استفاده می شود. آنها اغلب بخشی از سیستم های ایمنی هستند و به جلوگیری از فشار بیش از حد کمک می کنند و عملکرد ایمن کارخانه را تضمین می کنند.
جمع بندی
در این مقاله انواع شیرهای پنوماتیک، مزایا شیر پنوماتیک و کاربردهای شیر پنوماتیک را بررسی کرده ایم.