نقش کلیدی شیرهای برقی در سیستم‌های کنترل سیال

تصور کنید دنیایی را بدون دریچه های سولنویدی تصور کنید. ماشین های ظرفشویی نمی توانند به طور خودکار با آب پر شوند، اجاق گاز نمی توانند به طور ایمن روشن شوند، و موتورهای خودرو نمی توانند به طور دقیق تحویل سوخت را کنترل کنند.این دستگاه های ظاهراً بی اهمیت به آرامی جریان مایعات و گازها را در زندگی روزمره مان کنترل می کننداین راهنمای جامع دریچه های سولینوئید را بررسی می کند - از اصول اساسی تا کاربردها و معیارهای انتخاب.

یک شیر سولینوئید یک دستگاه الکترومکانیکی است که جریان مایع یا گاز را با استفاده از اصول الکترومغناطیسی کنترل می کند. این شیر عمدتاً از یک کویل الکترومغناطیسی و بدن شیر تشکیل شده است.کپسول حاوی یک ماده آهن مغناطیسی آزادانه حرکت می کند که "پلنگر" نامیده می شود. "وقتی که انرژی داده می شود، کویل یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که قطب را جذب یا دفع می کند، حرکت خطی ایجاد می کند. این حرکت اجزای داخلی شیر را تغییر می دهد تا جهت مایع را کنترل کند،سرعت جریان، و فشار وقتی انرژی از بین برود میدان مغناطیسی ناپدید می شود و همه اجزای آن به حالت اولیه شان برمی گردند

اساساً یک شیر سولینوئید به عنوان یک سوئیچ هوشمند عمل می کند که جریان مایع را از طریق جریان الکتریکی کنترل می کند. این روش پاسخ سریع، دقت بالا و اتوماسیون آسان را ارائه می دهد.که باعث می شود در کاربردهای صنعتی و خانگی ضروری باشد..

فانوس هاي سولينوئيد تقريباً در هر جنبه اي از زندگي مدرن وجود دارند:

• لوازم خانگی:ماشین های ظرفشویی، ماشین لباسشویی و دستگاه های قهوه ساز از دریچه های سولینوئید برای کنترل آب استفاده می کنند.
• تجهیزات گاز:اجاق گاز و آبگرمکن ها از دریچه های سولینوئید برای تنظیم تامین سوخت برای روشن شدن و احتراق ایمن استفاده می کنند.
• صنعت خودرو:سیستم های موتور از دریچه های سولینوئید برای تزریق دقیق سوخت و کنترل انتشار استفاده می کنند.
• دستگاه های پزشکی:دستگاه های تهویه و بیهوشی برای درمان دقیق به دریچه های سولنویدی برای تنظیم جریان و فشار گاز تکیه می کنند.
• اتوماسیون صنعتی:خطوط تولید و رباتیک از دریچه های سولینوئید برای اتوماسیون فرآیندهای کنترل مایعات استفاده می کنند.
• آبیاری کشاورزی:سیستم های خودکار آب پاشی، دریچه های سولنویدی را برای آبیاری با بهره وری آب اجرا می کنند.

دریچه های سولینوئید در کاربردهای بی شماری از سیستم های خاموش کننده آتش و چاپ جوهر تا تجهیزات پزشکی و پیشبرد ماهواره ای استفاده می شوند. عملکرد آنها به طور کلی به چهار دسته تقسیم می شود:

رایج ترین عملکرد شامل باز کردن و بستن گذرگاه های مایع است. به عنوان مثال دریچه سولینوئید ماشین ظرفشویی در هنگام غیرفعال بودن بسته می ماند تا آب را حفظ کند.سپس در طول کار به جریان مستقیم باز می شود.

دریچه های سولناید چند پورت می توانند مسیرهای مایعات را تغییر مسیر دهند. هنگامی که برای مخلوط کردن استفاده می شود، دریچه های دارای ورودی های متعدد مایعات را در نسبت های خاص با باز کردن دریچه های متناوب ترکیب می کنند.

برنامه های کاربردی دقیق نیاز به چرخه های باز / بسته شدن به زمان برای تحویل حجم دقیق مایع دارند. توزیع قطرات جوهر چاپگر نمونه ای از این عملکرد است،که فشار ورودی ثابت جریان یکنواخت را تضمین می کند.

چرخه سریع از طریق تعدیل عرض نبض (PWM) یا طرح های شیر متناسب امکان تنظیم جریان را فراهم می کند.استفاده از این تکنیک برای متناسب کردن نرخ تحویل به نیازهای بیمار.

یک شیر سولنویدی اساسی شامل چندین جزء کلیدی است:

• کویل:سیم مس عایق شده که وقتی انرژی داده می شه یه میدان الکترومغناطیسی تولید می کنه.
• اتصال الکتریکی:رابط با منبع برق و مدارهای محرک
• بوبین:ساختار حفظ هندسه پیچ و تاب کویل برای تولید میدان مناسب.
• پوشش کویل/پوش:محفظه محافظي که از تداخل الکترومغناطيسي جلوگیری ميکنه
• پلنگر/دستور:هسته آهن مغناطیسی (معمولا آهن نرم) که انرژی الکترومغناطیسی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند.
• مهر و موم شیر:رابط کنترل شده توسط موقعیت پلنگر برای باز کردن/بستن مسیرهای جریان.
• بدن شیر:محفظه ای که حاوی صندلی شیر و دریچه های مایع است، گاهی اوقات با مجموعه های فرعی برای افزایش عملکرد.
• بهار:قطعات متحرک رو وقتی از انرژی خارج میشن به موقعیت های پیش فرضشون برمیگردونه
• توقف پلنگر:فاصله سفر پلنگر در طول فعال شدن را محدود می کند.

طیف گسترده ای از کاربردهای دریچه های سولینوئید، پیکربندی های متعددی را به وجود آورده است.از آنجا که دریچه های کنترل هیدروژن کریوجنیک به طور قابل توجهی با نمونه های خون نانولیتر در آزمایشگاه متفاوت استچند گزینه طراحی اساسی شکل بسته بندی شیر:

دریچه های سولینوئید جریان را بین دو، سه یا چهار پورت مدیریت می کنند:

• دریچه های دو طرفه (2/2):ساده ترین طراحی عملکردهای روشن / خاموش یا تنظیم جریان را انجام می دهد.
• دریچه های سه طرفه (3/2):معمولاً دارای یک پورت مشترک هستند که بین دو پورت دیگر متناوب هستند.
• دریچه های چهار طرفه (4/2):جفت کردن اتصال بین چهار پورت در موقعیت های مختلف.

این اصطلاحات حالت غیر فعال شدن یک شیر را توصیف می کنند. شیرهای به طور معمول بسته (NC) جریان را تا زمانی که انرژی زده شوند مسدود می کنند، در حالی که شیرهای به طور معمول باز (NO) جریان را تا زمانی که انرژی زده شوند اجازه می دهند.انتخاب بستگی به این دارد که کدام حالت برای کاربرد امن تر یا انرژی کارآمدتر است.

طرح های کار مستقیم از قدرت کویل برای باز کردن / بسته شدن مستقیم صندلی شیر استفاده می کنند. طرح های کنترل شده توسط خلبان از حرکت پلنجر برای فعال کردن سایر اجزای شیر استفاده می کنند.به طور معمول برای کاربردهای جریان بالاتر.

بسیاری از دریچه ها طراحی "ضغط بسته" یا "ضغط باز" هستند، که در آن فشار ورودی به حفظ موقعیت دریچه کمک می کند.این امر برای انتقال مناسب قطعات در طرح های آزمایشی و عملکرد ایمن بسیار مهم است..

دریچه های تک کویل استاندارد هستند، در حالی که طرح های چند کویل برای کاربردهای حیاتی مانند سیستم های ترمز هواپیما، افزوده سازی را فراهم می کنند.

دریچه های معمولی هنگامی که از انرژی خارج می شوند به موقعیت های پیش فرض خود باز می گردند. دریچه های قفل کننده پس از یک پالس لحظه ای موقعیت خود را حفظ می کنند و فقط در هنگام دریافت سیگنال دیگر حالت خود را تغییر می دهند.نسخه های مقناطیسی از آهنرباهای دائمی و معکوس قطب استفاده می کنند، در حالی که نسخه های مکانیکی نیاز به تنظیم مجدد دستی دارند.

انتخاب شیر سولنویدی مناسب نیاز به ارزیابی جامع از:

• محیط کار:نوع مایع (آب، هوا، روغن و غیره) نیازهای مواد و مهر را تعیین می کند.
• فشار و دمای:فشار حداکثر و دمای حداقل بر طراحی ساختاری و مواد تاثیر می گذارد.
• الزامات جریان:محدوده جریان بر اندازه گیری دریچه تأثیر می گذارد - جریان ناکافی عملکرد را کاهش می دهد در حالی که جریان بیش از حد خطر آسیب را دارد.
• روش کنترل:NO، NC، یا پیکربندی چند پورت مناسب کاربردهای مختلف است.
• پارامترهای الکتریکی:ولتاژ، جریان و قدرت باید با مشخصات سیستم کنترل مطابقت داشته باشد.
• شرایط محیطی:رطوبت، گازهای خوردنی و عوامل دیگر بر قابلیت اطمینان و طول عمر تاثیر می گذارند.

به عنوان اجزای ضروری کنترل مایعات، شیر سولنویدی در صنایع بی شماری عملکردهای حیاتی را انجام می دهد. درک اصول عملکرد، کاربردهای آنها،و معیارهای انتخاب امکان اجرای بهینه را فراهم می کنداین راهنما دانش جامع را برای حمایت از موفقیت در برنامه های کنترل مایعات فراهم می کند.