راهنمای شیرهای پنوماتیک | توضیح شیرهای توپی، پروانه‌ای، دروازه‌ای و عملگرها

شیر پنوماتیک چیست؟

تعریف شیر پنوماتیک

A شیر پنوماتیکنوعی شیر کنترل صنعتی است که توسط هوای فشرده به کار می‌افتد. با تبدیل فشار هوا به حرکت مکانیکی، عملگر، شیر را باز، بسته یا تنظیم می‌کند تا جریان مایعات، گازها، بخار یا مواد خورنده را کنترل کند.
طرح‌های رایج شامل شیرهای توپی پنوماتیک، شیرهای پروانه‌ای، شیرهای دروازه‌ای و شیرهای قطع و وصل سریع هستند.

اصول کار شیرهای پنوماتیک

هوای فشرده وارد محفظه محرک می‌شود و یک پیستون یا دیافراگم را هل می‌دهد. این حرکت، ساقه را به چرخش یا حرکت خطی سوق می‌دهد و باعث باز یا بسته شدن شیر می‌شود. در سیستم‌های خودکار، محرک توسط سیگنال‌های PLC یا DCS برای مدیریت دقیق جریان کنترل می‌شود.

رسانه‌های معمولی

• هوا و گازهای بی‌اثر

• آب فرآوری شده و مایعات صنعتی

• سیستم‌های بخار

• مواد شیمیایی با دمای بالا، خورنده یا خطرناک

عملکردها و مزایای شیرهای پنوماتیک

توابع اصلی

کنترل خودکار روشن/خاموش

شیرهای پنوماتیک امکان کنترل از راه دور و قابل اعتماد را در خطوط لوله صنعتی فراهم می‌کنند و نیاز به مداخله دستی را از بین می‌برند.

کنترل مدولاسیون دقیق

وقتی این شیر به یک پوزیشنر (موقعیت‌یاب) مجهز شود، می‌تواند کنترل پایدار و تکرارپذیری از جریان، فشار یا دما را ارائه دهد.

مزایای کلیدی

زمان پاسخ سریع (اغلب کمتر از ۱ ثانیه)

ایده‌آل برای خاموش کردن اضطراری و سیستم‌های حفاظتی.

ایمنی بالا با خواص ضد انفجار طبیعی

از آنجا که این محرک به جای برق از هوا استفاده می‌کند، می‌توان آن را با خیال راحت در مناطق خطرناک به کار برد.

عمر طولانی و نیاز به نگهداری کم

مکانیزم ساده است و قطعات کمتری مستعد خرابی هستند.

مناسب برای خطوط لوله با قطر بزرگ و فشار بالا

شیرهای توپی و پروانه‌ای پنوماتیک به ویژه در این کاربردهای دشوار عملکرد خوبی دارند.

اجزای اصلی شیرهای پنوماتیک

محرک پنوماتیک

محرک تک اثره (بازگرداننده فنری)

از یک فنر برای بازگشت به موقعیت ایمنِ بسته شدنِ ناگهانی یا باز شدنِ ناگهانی در هنگام قطع هوا استفاده می‌کند.

محرک دو طرفه

هوا به هر دو طرف پیستون تأمین می‌شود و گشتاور بیشتر و عملکرد روان‌تری را فراهم می‌کند.

انواع بدنه شیر

شیر توپی پنوماتیک

آب‌بندی محکم و نشتی کم ارائه می‌دهد، که معمولاً برای جداسازی گاز استفاده می‌شود.

شیر پروانه ای پنوماتیک

سبک و مقرون به صرفه؛ به طور گسترده در تصفیه آب و سیستم‌های خط لوله بزرگ استفاده می‌شود.

شیر دروازه‌ای پنوماتیک

افت فشار را به حداقل می‌رساند؛ برای سیالات دوغابی، پودری یا حاوی جامدات ترجیح داده می‌شود.

گلوب پنوماتیک / شیر کنترل

برای مدولاسیون دقیق جریان طراحی شده است.

لوازم جانبی کنترل

• شیر برقی

• جعبه سوئیچ محدود

• رگولاتور فیلتر هوا (FRL)

• موقعیت‌یاب برای کنترل مدولاسیون

انواع اصلی شیرهای پنوماتیک

بر اساس ساختار شیر

• شیرهای توپی پنوماتیک

• شیرهای پروانه‌ای پنوماتیک

• شیرهای دروازه‌ای پنوماتیک

• شیرهای قطع و وصل پنوماتیکی

• شیرهای کنترل پنوماتیک

بر اساس نوع محرک

• تک اثر

• دوکاره

بر اساس تابع

• شیرهای روشن/خاموش

• شیرهای کنترل مدولاسیون

مقایسه بین شیرهای پنوماتیک و شیرهای دستی

عملیات

شیرهای پنوماتیک عملکرد خودکار و از راه دور را فراهم می‌کنند، در حالی که شیرهای دستی نیاز به جابجایی فیزیکی دارند.

عملکرد

شیرهای پنوماتیک می‌توانند مرتباً تغییر حالت دهند و به سرعت واکنش نشان دهند؛ شیرهای دستی کندتر هستند و برای چرخه‌های خودکار مناسب‌ترند.

کاربرد

شیرهای پنوماتیکی برای خطوط تولید خودکار مناسب هستند؛ شیرهای دستی معمولاً در عملیات ساده‌تر و با فرکانس پایین استفاده می‌شوند.

مقایسه بین شیرهای پنوماتیک و شیرهای برقی

منبع تغذیه

• پنوماتیک: هوای فشرده

• الکتریکی: موتور محرک

سرعت

شیرهای پنوماتیک معمولاً عملکرد سریع‌تری ارائه می‌دهند.

ایمنی

از آنجا که هیچ موتور یا جرقه‌ای در کار نیست، شیرهای پنوماتیک برای محیط‌های انفجاری مناسب هستند.

تعمیر و نگهداری

محرک‌های هوا قطعات متحرک کمتری دارند و نیازهای نگهداری کلی آنها کمتر است.

زمینه‌های کاربرد شیرهای پنوماتیک

نفت و پتروشیمی

در انتقال گاز، مخازن، واحدهای کراکینگ و سیستم‌های خاموش کردن اضطراری استفاده می‌شود.

تصفیه آب

شیرهای پروانه‌ای پنوماتیک در توزیع شهری و تصفیه‌خانه‌های فاضلاب رایج هستند.

مواد غذایی و دارویی

شیرهای پنوماتیک بهداشتی از سیستم‌های فرآوری نوشیدنی و CIP پشتیبانی می‌کنند.

صنعت گاز طبیعی، بخار و انرژی

شیرهای توپی و قطع و وصل پنوماتیک، ایزولاسیون قابل اعتمادی برای بخار و گاز فراهم می‌کنند.

ماشین آلات، متالورژی و صنایع خمیر کاغذ

در سیستم‌های تأمین هوا، خطوط لوله دوغاب و کنترل فرآیند استفاده می‌شود.

نگهداری شیرهای پنوماتیک

بازرسی روزانه

• فشار هوای صحیح را تأیید کنید (معمولاً 0.4 تا 0.7 مگاپاسکال)

• نشتی هوا را بررسی کنید

• بازخورد موقعیت را تأیید کنید

تعمیر و نگهداری محرک

• مهر و موم های فرسوده را تعویض کنید

• نیروی فنر را بررسی کنید

• سطوح متحرک داخلی را روغن کاری کنید

تعمیر و نگهداری بدنه شیر

• سطوح داخلی را تمیز کنید

• حلقه‌های آب‌بندی را تعویض کنید

• ساقه را روغن کاری کنید

تعمیر و نگهداری لوازم جانبی

• شیرهای برقی را تمیز کنید

• تنظیم کننده های فیلتر تخلیه

• کالیبره کردن پوزیشنرها

راهنمای انتخاب شیر پنوماتیک

ملاحظات کلیدی

• نوع رسانه

• شرایط فشار و دما

• مقدار CV/Kv مورد نیاز

• اندازه شیر (DN15-DN1500)

• الزامات ایمنی یا ضد انفجار

• سرعت فعال‌سازی و طراحی ایمن در برابر خرابی

• شرایط محیطی و نصب

استانداردهای صنعت

استانداردهای بین‌المللی مشترک

• ISO 5211 (رابط نصب محرک)

• API 6D / API 608 (استانداردهای شیرهای توپی)

• GB/T 12237 (شیرآلات صنعتی)

• GB/T 9113 (مشخصات فلنج)

سوالات متداول درباره شیرهای پنوماتیک

۱. آیا شیر توپی پنوماتیکی بهتر از شیر پروانه‌ای پنوماتیکی است؟

شیرهای توپی آب‌بندی بهتری ارائه می‌دهند، در حالی که شیرهای پروانه‌ای برای خطوط لوله بزرگ اقتصادی‌تر هستند.

۲. یک محرک پنوماتیک چقدر دوام می‌آورد؟

معمولاً بین ۳۰۰۰۰۰ تا ۱,۰۰۰,۰۰۰ چرخه، بسته به کیفیت هوا و شرایط عملیاتی.

۳. آیا شیرهای پنوماتیک نیاز به روانکاری دارند؟

بیشتر محرک‌ها خود روان‌کننده هستند، اما برخی از مکانیسم‌ها ممکن است نیاز به گریس‌کاری دوره‌ای داشته باشند.

۴. چه زمانی باید از شیر قطع کن پنوماتیکی استفاده شود؟

در خاموش کردن اضطراری (ESD)، جداسازی محیط‌های خطرناک یا کاربردهای ایمنی با واکنش سریع.

۵. تفاوت بین عملگرهای تک اثره و دو اثره چیست؟

نوع تک‌اثره، عملکردی ایمن در برابر خرابی ارائه می‌دهد؛ نوع دواثره گشتاور بالاتر و کنترل پایدارتری را ارائه می‌دهد.