سلونوئید ولو Solenoid Valve
سلونوئید ولوها، شیرهای الکترومکانیکی هستند که برای کنترل جریان سیالات (مایع یا گاز) با استفاده از یک سیم‌پیچ الکتریکی (سلونوئید) و یک هسته مغناطیسی متحرک (آرماتور) عمل می‌کنند. وقتی جریان الکتریکی از سیم‌پیچ عبور می‌کند، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که آرماتور را جذب کرده و باعث باز یا بسته شدن مسیر جریان سیال در شیر می‌شود.
نقش سلونوئید ولو در سیستم شیر کنترلی:
در سیستم‌های شیر کنترلی، سلونوئید ولوها معمولاً به عنوان شیرهای پایلوت (Pilot Valves) برای کنترل عملکرد عملگرهای پنوماتیکی استفاده می‌شوند. به عبارت دیگر، سلونوئید ولو به طور مستقیم جریان سیال فرآیندی را کنترل نمی‌کند، بلکه جریان هوای فشرده به عملگر پنوماتیکی را تنظیم می‌کند تا شیر کنترلی اصلی باز یا بسته شود.
نحوه عملکرد در عملگرهای پنوماتیکی:
- کنترل هوای تغذیه عملگر: سلونوئید ولو در مسیر هوای فشرده‌ای که به عملگر پنوماتیکی می‌رود، نصب می‌شود.
- دریافت سیگنال الکتریکی: سیستم کنترل (مانند PLC یا DCS) یک سیگنال الکتریکی (معمولاً ولتاژ DC یا AC) به سیم‌پیچ سلونوئید ولو ارسال می‌کند.
- ایجاد میدان مغناطیسی: با دریافت سیگنال، سیم‌پیچ مغناطیسی شده و آرماتور را جذب می‌کند.
- تغییر وضعیت شیر سلونوئید: حرکت آرماتور باعث تغییر وضعیت داخلی شیر سلونوئید می‌شود. این تغییر وضعیت، مسیر عبور هوای فشرده به داخل یا خارج محفظه عملگر پنوماتیکی را باز یا بسته می‌کند.
- حرکت عملگر و شیر کنترلی: با تغییر فشار هوا در محفظه عملگر، استم (Stem) عملگر حرکت کرده و در نتیجه، المان مسدودکننده شیر کنترلی اصلی باز یا بسته می‌شود.
انواع سلونوئید ولوهای مورد استفاده در شیرهای کنترلی:
- سلونوئید ولوهای ۳/۲ (۳-way, 2-position): این نوع ولوها دارای سه پورت (ورودی فشار، خروجی به عملگر، و اگزوز) و دو وضعیت (فعال/غیرفعال) هستند. از آن‌ها برای کنترل عملگرهای تک‌اثره (Single-Acting) که با فنر به وضعیت اولیه باز می‌گردند، استفاده می‌شود.
- سلونوئید ولوهای ۵/۲ (۵-way, 2-position): این نوع ولوها دارای پنج پورت (دو ورودی فشار، دو خروجی به عملگر، و یک یا دو اگزوز) و دو وضعیت هستند. از آن‌ها برای کنترل عملگرهای دو‌اثره (Double-Acting) که برای حرکت در هر دو جهت به فشار هوا نیاز دارند، استفاده می‌شود.
سلونوئید ولوهای مربوط به شیر کنترلی یا قطع و وصل از برند Airtec (از موجودی های شرکت ژیکاسه الکتریک)
مزایای استفاده از سلونوئید ولو در شیرهای کنترلی:
- کنترل الکتریکی آسان: امکان کنترل شیر کنترلی از راه دور و توسط سیستم‌های کنترلی الکترونیکی فراهم می‌شود.
- سرعت عملکرد بالا: سلونوئید ولوها معمولاً سرعت عملکرد بالایی دارند و می‌توانند به سرعت جریان هوای فشرده به عملگر را قطع و وصل کنند.
- قابلیت اطمینان: طراحی ساده و تعداد قطعات متحرک کم، باعث افزایش قابلیت اطمینان آن‌ها می‌شود.
- هزینه نسبتاً پایین: در مقایسه با سایر روش‌های کنترل پنوماتیک، استفاده از سلونوئید ولوها معمولاً مقرون به صرفه‌تر است.
- ایمنی: برای استفاده در محیط‌های خطرناک، مدل‌های ضد انفجار (Explosion-Proof) نیز موجود هستند.
کاربردهای سلونوئید ولو در شیرهای کنترلی:
- کنترل On/Off شیرهای کنترلی: برای باز و بسته کردن کامل شیر در سیستم‌هایی که نیاز به تنظیم پیوسته جریان نیست.
- شیرهای ایمنی (Safety Shut-down Valves – ESD): برای قطع سریع جریان سیال در شرایط اضطراری. در این کاربردها، معمولاً از سلونوئید ولوهای Fail-Safe استفاده می‌شود که در صورت قطع برق یا هوا، شیر به وضعیت ایمن (باز یا بسته) می‌رود.
- کنترل شیرهای پایلوت برای عملگرهای بزرگتر: در عملگرهای بزرگ، ممکن است از یک سلونوئید ولو کوچک برای کنترل یک شیر پایلوت بزرگتر استفاده شود که جریان هوای بیشتری را به عملگر اصلی هدایت می‌کند.
- انتخاب مسیر جریان: با استفاده از ترکیب چند سلونوئید ولو، می‌توان مسیر جریان سیال را تغییر داد.
در سیستم‌های شیر کنترلی که نیاز به کنترل دقیق و پیوسته موقعیت شیر وجود دارد (و از پوزیشنر استفاده می‌شود)، سلونوئید ولو معمولاً به طور مستقیم برای کنترل عملگر به کار نمی‌رود. در این موارد، پوزیشنر خود وظیفه تنظیم فشار هوای ارسالی به عملگر را بر عهده دارد. با این حال، سلونوئید ولوها می‌توانند به عنوان شیرهای ایمنی یا برای فعال کردن عملکردهای خاص (مانند تست عملکرد شیر) در کنار سیستم پوزیشنر مورد استفاده قرار گیرند.