شیر برقی، اصل کار، توضیحات. شیر برقی چگونه کار می کند؟

برای آب، برای تنظیم عبور مایع طراحی شده است. این دستگاه بر اساس یک اصل الکترومکانیکی کار می کند. برای ساخت بدنه، مقاوم و جهانی، و همچنین مواد با استحکام بالا مانند چدن، برنج، از فولاد ضد زنگ. در مورد غشاها و مهر و موم ها، آنها از پلیمرهای بسیار الاستیک ساخته شده اند. در میان چیزهای دیگر، ترکیب ممکن است حاوی لاستیک سیلیکون باشد.

چنین دستگاهی در قسمتی از سیستم خط لوله نصب می شود که دسترسی آسان به آن فراهم می شود.

طراحی شیر برقی

شیر برقی نیز نامیده می شود. از قطعات اصلی مانند غشاء، محفظه، فنر، روکش، میله و همچنین شیر برقی تشکیل شده است. پوشش و بدنه شیر از فولاد ضد زنگ، برنج، پلیمر یا چدن ساخته شده است. این دستگاه ها برای کار در طیف وسیعی از محیط های کاری، دما و فشار طراحی شده اند.

مواد مغناطیسی برای میله ها و پیستون ها استفاده می شود. سیم‌پیچ‌های الکتریکی که به آنها شیر برقی گفته می‌شود، در یک محفظه ضد گرد و غبار یا مهر و موم ساخته می‌شوند. برای سیم پیچی کویل ها از سیم مینای مرغوب استفاده می شود. از مس الکتریکی ساخته شده است. اتصال به سیستم خط لوله را می توان با استفاده از روش تخته سنگ یا رزوه ای انجام داد. برای اتصال به شبکه برقپلاگین استفاده می شود. کنترل با اعمال ولتاژ به سیم پیچ انجام می شود.

موقعیت های کاری پیشرو

اگر دستگاه های فوق را با توجه به طراحی آنها در نظر بگیریم، می توانند به طور معمول بسته یا معمولی باز باشند. از بین انواع، می توان شیرهای دوپایه را نیز تشخیص داد که به آنها دریچه های پالسی می گویند. اصل کنترل جابجایی از حالت بسته به حالت باز را تسهیل می کند.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

قابل استفاده برای شرایط مختلف، این شامل استفاده از دستگاه های مستقیم و همچنین دستگاه هایی است که در افت فشار صفر کار می کنند. در فروش می توانید شیرهای غیرمستقیم را پیدا کنید که شیرهای پایلوت هستند. آنها منحصراً در کمترین افت فشار کار می کنند.

چنین دستگاه هایی را می توان به شیرهای توزیع سه طرفه، خاموش کننده و سوئیچینگ تقسیم کرد.

اطلاعات در مورد مهر و موم و غشا

شیر برقی آب حاوی غشاهایی است که می توانند از الاستیک ساخته شوند مواد پلیمری. دومی ها طراحی خاصی دارند و ترکیب شیمیایی. از جمله در طراحی شیرآلات از جدیدترین ترکیبات و سایر پلیمرها استفاده شده است.

اصل عملکرد شیر پایلوت

یک شیر برقی برای آب را می توان به سرعت با دستان خود نصب کرد. اگر ما در مورددر مورد یک دستگاه به طور معمول بسته، سپس در موقعیت استاتیک ولتاژ وجود ندارد، در حالی که شیر در حالت بسته است. پیستون، که یک اندام خاموش کننده است، به صورت هرمتیک فشرده می شود، در محل نشستن سطح آب بندی قرار دارد. کانال آزمایشی در حالت بسته است. فشار در حفره فوقانی با استفاده از یک سوراخ بای پس در غشا حفظ می شود.

این نوع شیر تا زمانی که سیم پیچ تحت فشار قرار نگیرد بسته می ماند. برای باز شدن آن باید به سیم پیچ ولتاژ اعمال شود. تحت نفوذ میدان مغناطیسیپیستون بلند می شود و کانال را باز می کند. با توجه به اینکه قطر کانال بسیار بزرگتر از بای پس است، فشار حفره بالایی کاهش می یابد. اختلاف فشار باعث بالا آمدن پیستون یا دیافراگم و باز شدن شیر می شود. شیر برقی تامین آب تا زمانی که سیم پیچ برق باشد باز می ماند.

اصل عملکرد یک شیر معمولاً باز

این دستگاه توسط اصل مخالف: دستگاه در حالت استاتیک قرار دارد فرم باز، اما با افزایش ولتاژ، شیر بسته می شود. به منظور بسته نگه داشتن دستگاه، ولتاژ برای مدت طولانی به سیم پیچ تامین می شود. برای اینکه هر شیر پایلوت به درستی کار کند، باید افت فشار کم حفظ شود.

اینگونه وسایل را شیرهای غیرمستقیم می نامند، زیرا علاوه بر تامین ولتاژ، باید یک شرط وجود داشته باشد که اختلاف فشار است. از این دستگاه می توان برای سیستم های گرمایش، تامین آب، تامین آب گرم و همچنین کنترل پنوماتیک استفاده کرد. این واحد برای شرایطی که فشار در خط لوله وجود دارد مناسب است.

عملکرد شیر مستقیم

یک دریچه الکترومغناطیسی، که نمودار آن درک اصل عملکرد را ممکن می کند، می تواند عمل مستقیم داشته باشد. این دستگاه کانال پایلوت ندارد. در قسمت مرکزی یک غشای الاستیک وجود دارد که دارای یک حلقه فلزی است. از طریق فنر به پیستون متصل می شود. هنگامی که میدان مغناطیسی روی سیم پیچ اعمال می شود، دریچه باز می شود، پیستون بالا می رود و نیروی وارد بر غشا را کاهش می دهد. دومی بالا می رود و به باز شدن دریچه کمک می کند. در لحظه ای که بسته شدن اتفاق می افتد، میدان مغناطیسی وجود ندارد، پیستون پایین می آید و روی غشاء عمل می کند.

برای چنین دستگاهی، حداقل افت فشار لازم نیست. شیر برقی، که عکس آن در مقاله ارائه شده است، می تواند در سیستم های فشار و همچنین در ظروف تخلیه. دستگاه را می توان در گیرنده های ذخیره سازی نیز نصب کرد. چنین دستگاهی را می توان در مکان هایی نصب کرد که فشاری وجود ندارد یا در حداقل سطح است.

ویژگی های شیر دوپایه

این شیر می تواند در دو موقعیت ثابت بسته و باز باشد. سوئیچینگ به صورت متوالی با اعمال یک پالس به سیم پیچ انجام می شود. چنین دستگاه هایی منحصراً از منبع جریان مستقیم کار می کنند. هیچ ولتاژی برای نگه داشتن شیر در حالت بسته یا باز لازم نیست. با طراحی، چنین دستگاه هایی به عنوان خلبان ساخته می شوند، این نشان دهنده نیاز به حداقل افت فشار است.

الکترومغناطیسی شیر برقینشان دهنده یک اتصال قابل اعتماد و کاربردی برای سیستم خط لوله است. اگر ما در مورد سیم پیچ های الکترومغناطیسی خاص صحبت می کنیم، عمر مفید آنها بسیار طولانی است. تا زمانی که دستگاه از کار بیفتد، می تواند تا زمانی که تعداد راه اندازی ها به 1 میلیون برسد، کار کند. مدت زمانی که طول می کشد تا شیر مغناطیسی کار کند می تواند بین 30 تا 500 میلی ثانیه باشد. رقم نهایی به فشار، قطر و طراحی بستگی دارد.

نتیجه

دستگاه شیر برقیدر بالا و همچنین اصل عملکرد آن ارائه شد. چنین دستگاه هایی را می توان به عنوان استفاده کرد دستگاه قفل کنترل از راه دور. آنها برای ایمنی به عنوان شیرهای برقی خاموش، خاموش و سوئیچ ضروری هستند. قبل از خرید شیر و نصب آن در شرایط خاص باید این ویژگی ها را در نظر گرفت.

این مقاله بر روی شیر برقی تمرکز خواهد کرد. ابتدا جنبه نظری این مبحث را در نظر می گیریم، سپس جنبه عملی را در نظر می گیریم، جایی که زمینه های کاربرد شیر برقی ها در حالت های مختلف عملکرد آنها را یادداشت می کنیم.

شیر برقی سیم پیچی استوانه ای است که طول آن به طور قابل توجهی بیشتر از قطر آن است. خود کلمه سولنوئید از ترکیب دو کلمه - solen و eidos تشکیل شده است که اولین آنها به عنوان لوله ترجمه شده است ، دوم - مشابه. یعنی شیر برقی یک سیم پیچ به شکل لوله است.

سلونوئیدها در مفهوم گسترده، سلف هایی هستند که با هادی روی یک قاب استوانه ای پیچیده می شوند که می تواند تک لایه یا چند لایه باشد.. از آنجایی که طول سیم پیچ برقی بسیار بیشتر از قطر آن است، هنگامی که جریان مستقیم از طریق چنین سیم پیچی تامین می شود، یک میدان مغناطیسی تقریبا یکنواخت در داخل آن، در حفره داخلی تشکیل می شود.

غالباً به برخی از محرک‌ها گفته می‌شود که بر اساس اصول الکترومکانیکی کار می‌کنند، مانند شیر برقی گیربکس اتوماتیک خودرو یا رله برقی استارت. به عنوان یک قاعده، قسمت جمع شده یک هسته فرومغناطیسی است و خود شیر برقی به اصطلاح یک یوغ فرومغناطیسی است.

اگر هیچ ماده مغناطیسی در طراحی شیر برقی وجود نداشته باشد، هنگامی که جریان مستقیم از هادی عبور می کند، یک میدان مغناطیسی در امتداد محور سیم پیچ تشکیل می شود که القای آن از نظر عددی برابر است با:

که در آن، N تعداد چرخش در شیر برقی، l طول سیم پیچ شیر برقی، I جریان در شیر برقی، μ0 نفوذپذیری مغناطیسی خلاء است.

در لبه های شیر برقی، القای مغناطیسی نصف داخل آن است، زیرا هر دو نیمه شیر برقی در نقطه اتصال خود سهم یکسانی در میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان شیر برقی دارند. این را می توان در مورد یک شیر برقی نیمه بی نهایت یا در مورد سیم پیچی که نسبت به قطر قاب بسیار طولانی است، گفت. القای مغناطیسی در لبه ها برابر خواهد بود با:

از آنجایی که سلونوئید در درجه اول یک سیم پیچ القایی است، بنابراین، مانند هر سیم پیچ با اندوکتانس، شیر برقی قادر است انرژی را در یک میدان مغناطیسی ذخیره کند که از نظر عددی برابر با کاری است که منبع برای ایجاد جریان در سیم پیچی که مغناطیسی ایجاد می کند، انجام می دهد. میدان شیر برقی:

تغییر در جریان در سیم پیچ منجر به ظهور یک EMF خود القایی می شود و ولتاژ در لبه های سیم سیم پیچ برقی برابر با:

اندوکتانس شیر برقی برابر با:

جایی که V حجم شیر برقی، z طول سیم در سیم پیچ شیر برقی، n تعداد دور در واحد طول شیر برقی، l طول شیر برقی، μ0 نفوذپذیری مغناطیسی شیر برقی است. خلاء

هنگام عبور جریان متناوب از سیم برقی، میدان مغناطیسی شیر برقی نیز متناوب خواهد بود. مقاومت شیر ​​برقی در برابر جریان متناوب پیچیده است و شامل اجزای فعال و راکتیو است که توسط اندوکتانس و مقاومت فعال سیم سیم پیچ تعیین می شود.

استفاده عملی از شیر برقی

شیر برقی در بسیاری از صنایع و در بسیاری از زمینه های فعالیت های عمرانی استفاده می شود. اغلب درایوهای الکتریکی خطی فقط نمونه ای از عملکرد شیر برقی در جریان مستقیم هستند. قیچی برای برش رسید در صندوق، سوپاپ موتور، رله کشش استارت، سوپاپ سیستم های هیدرولیکو غیره در جریان متناوب، سلونوئیدها به عنوان سلف عمل می کنند.

سیم پیچ های برقی، به عنوان یک قاعده، از مس ساخته شده اند، کمتر - از سیم آلومینیوم. در صنایع پیشرفته از سیم پیچ های ساخته شده از ابررساناها استفاده می شود. هسته ها می توانند آهن، چدن، فریت یا آلیاژهای دیگر باشند که اغلب به صورت بسته ای از ورق هستند یا ممکن است کاملاً وجود نداشته باشند.

بسته به هدف ماشین الکتریکی، هسته از یک ماده یا مواد دیگر ساخته شده است. وسایلی مانند آهنرباهای الکتریکی بالابر، مرتب کننده بذر، تصفیه کننده زغال سنگ و ... در ادامه به چند نمونه از استفاده از شیر برقی می پردازیم.

تا زمانی که ولتاژ به سیم پیچ برقی اعمال نشود، دیسک شیر توسط فنر محکم به سوراخ پیلوت فشار داده می شود و خط لوله بسته می شود. هنگامی که جریان به سیم پیچ شیر اعمال می شود، آرمیچر و صفحه سوپاپ متصل به آن بالا می رود، توسط سیم پیچ به داخل کشیده می شود، فنر را خنثی می کند و سوراخ پیلوت را باز می کند.

اختلاف فشار در طرف های مختلف شیر منجر به حرکت مایع در خط لوله می شود و تا زمانی که ولتاژ به سیم پیچ شیر اعمال شود، خط لوله مسدود نمی شود.

هنگامی که برق از شیر برقی قطع می شود، دیگر چیزی نمی تواند فنر را نگه دارد و سوراخ سوپاپ به سرعت پایین می آید و سوراخ پیلوت را مسدود می کند. خط لوله دوباره مسدود شده است.

استارت در اصل یک موتور قدرتمند DC است که توسط باتری خودرو کار می کند. هنگامی که موتور روشن می شود، دنده استارت (Bendix) باید به سرعت برای مدتی با فلایویل میل لنگ درگیر شود و در همان زمان استارت موتور روشن شود. شیر برقی در اینجا سیم پیچ رله برقی استارت است.

رله رترکتور روی محفظه استارت نصب می شود و هنگامی که برق به سیم پیچ رله اعمال می شود، یک هسته آهنی متصل به مکانیزمی که دنده را به جلو می راند جمع می شود. پس از روشن شدن موتور، برق از سیم پیچ رله خارج می شود و دنده به لطف فنر به عقب باز می گردد.

در قفل های برقی برقی، پیچ توسط نیروی آهنربای الکتریکی به حرکت در می آید. از چنین قفل هایی در سیستم های کنترل دسترسی و دروازه ها استفاده می شود. سیستم های درب. دری مجهز به چنین قفلی تنها زمانی می تواند باز شود که سیگنال کنترل فعال است. پس از حذف این سیگنال در بستهبدون توجه به اینکه باز شده باشد، قفل خواهد ماند.

از مزایای قفل های برقی می توان به طراحی آنها اشاره کرد - بسیار ساده تر از قفل های موتور و مقاوم در برابر سایش است. همانطور که می بینید، در اینجا شیر برقی دوباره در پشت سر هم با فنر برگشت کار می کند.

برای گرمایش از طریق سلونوئید معمولاً از سلف های چند چرخشی استفاده می شود. سیم پیچ سلف از یک لوله مسی با آب خنک یا یک شینه مسی ساخته شده است.

در تاسیسات فرکانس متوسط ​​از سیم پیچی تک لایه و در تاسیسات فرکانس صنعتی سیم پیچ می تواند تک لایه یا چند لایه باشد. این به دلیل کاهش احتمالی است تلفات الکتریکیدر سلف و با شرایط تطبیق پارامترهای بار و با پارامترهای منبع تغذیه از نظر ولتاژ و ضریب توان. برای اطمینان از صلبیت سیم پیچ سلف، اغلب برای بستن آن بین صفحات آزبست سیمان انتهایی استفاده می شود.

که در تاسیسات مدرنسلونوئیدها در حالت برق متناوب فرکانس بالا کار می کنند، بنابراین، به عنوان یک قاعده، آنها به هسته فرومغناطیسی نیاز ندارند.

در موتورهای برقی تک سیم پیچ، روشن و خاموش کردن سیم پیچ عامل نتیجه می دهد حرکت مکانیکیمکانیسم میل لنگ، و برگشت دوباره توسط یک فنر انجام می شود، مشابه آنچه در شیر برقی و در قفل برقی اتفاق می افتد.

در موتورهای برقی چند سیم پیچ، سیم پیچ ها به طور متناوب با استفاده از شیرها روشن می شوند. جریان از منبع تغذیه به هر سیم پیچ در یکی از نیم سیکل های ولتاژ سینوسی تامین می شود. هسته به طور متناوب توسط یک سیم پیچ به داخل کشیده می شود و یک حرکت رفت و برگشتی انجام می دهد و میل لنگ یا چرخ را به چرخش در می آورد.

تاسیسات آزمایشی مانند آشکارساز ATLAS، که در برخورد دهنده بزرگ هادرون در سرن کار می کند، از آهنرباهای الکتریکی قوی استفاده می کند که شامل الکترومغناطیس نیز می شود. آزمایشات در فیزیک ذرات بنیادیبرای کشف اجزای سازنده ماده و مطالعه نیروهای بنیادی طبیعت که کیهان ما بر آنها قرار دارد انجام می شود.

در نهایت، آگاهان میراث نیکولا تسلا همیشه از شیر برقی برای ساخت سیم پیچ استفاده می کنند. سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور تسلا چیزی بیش از یک شیر برقی نیست. و طول سیم در سیم پیچ بسیار مهم است، زیرا سازندگان سیم پیچ در اینجا از سلونوئیدها نه به عنوان آهنرباهای الکتریکی، بلکه به عنوان موجبرها، به عنوان تشدید کننده ها استفاده می کنند، که در آن، مانند هر مدار نوسانی، نه تنها اندوکتانس آن وجود دارد. سیم، بلکه خازن تشکیل شده در در این موردکویل ها نزدیک به هم قرار گرفته اند. به هر حال، حلقوی بالای سیم پیچ ثانویه برای جبران این ظرفیت توزیع شده طراحی شده است.

ما امیدواریم که مقاله ما برای شما مفید بوده باشد و اکنون می دانید که شیر برقی چیست و در چند زمینه کاربرد آن وجود دارد. دنیای مدرن، زیرا ما همه آنها را فهرست نکرده ایم.

سیم پیچ استوانه ای که طول آن به طور قابل توجهی بیشتر از قطر آن باشد، شیر برقی نامیده می شود. ترجمه شده از انگلیسی، این کلمه به معنای "مانند لوله" است، یعنی سیم پیچی شبیه لوله است.

دستگاه و اصل کار

سلونوئید را می توان سیم پیچ سلفی نیز نامید که با سیم روی قاب به شکل استوانه پیچیده می شود. چنین سیم پیچ ها را می توان در یک یا چند لایه پیچید. از آنجایی که طول سیم پیچ بسیار بیشتر از قطر است، هنگامی که یک ولتاژ ثابت به این سیم پیچ وصل می شود، ولتاژی در داخل سیم پیچ ایجاد می شود.

دستگاه های الکترومکانیکی که حاوی یک سیم پیچ با یک هسته فرومغناطیسی در داخل هستند، اغلب سلونوئید نامیده می شوند. چنین دستگاه هایی به شکل رله های جمع کننده استارت خودرو، سوپاپ های برقی مختلف ساخته می شوند. عنصر جمع کننده چنین آهنربای الکترومغناطیسی منحصر به فردی، هسته ای است که از مواد فرومغناطیسی ساخته شده است.

اگر هسته ای در دستگاه شیر برقی وجود نداشته باشد، پس از اتصال جریان مستقیم، یک میدان مغناطیسی در امتداد سیم پیچ تشکیل می شود. القاء این میدان برابر است با:

جایی که، ن- تعداد چرخش در سیم پیچ، ل- طول سیم پیچ، من- جریان عبوری از شیر برقی، μ0

در انتهای شیر برقی، بزرگی القای مغناطیسی در مقایسه با قسمت داخلی دو برابر کمتر است، زیرا دو قسمت شیر ​​برقی با هم یک میدان مغناطیسی مضاعف را تشکیل می دهند. این در مقایسه با قطر قاب سیم پیچ برای یک شیر برقی بلند یا بی پایان صدق می کند.

در لبه های شیر برقی، القای مغناطیسی برابر است با:

از آنجایی که سلونوئیدها سلف هستند، بنابراین شیر برقی می تواند انرژی را در یک میدان مغناطیسی ذخیره کند. این انرژی برابر با کاری است که منبع برای تولید جریان در سیم پیچ انجام می دهد.

این جریان یک میدان مغناطیسی در شیر برقی ایجاد می کند:

اگر جریان در سیم پیچ تغییر کند، یک emf خود القا شده رخ می دهد. در این مورد، ولتاژ روی شیر برقی تعیین می شود:

اندوکتانس سلونوئید با موارد زیر تعیین می شود:

جایی که، V- حجم سیم پیچ برقی، z- طول هادی سیم پیچ، n- تعداد دورها، ل- طول سیم پیچ، μ0 - نفوذپذیری مغناطیسی خلاء

هنگام اتصال یک شیر برقی ولتاژ متناوب به هادی ها، میدان مغناطیسی نیز به صورت متناوب ایجاد می شود. سلونوئید در برابر جریان متناوب به صورت مجموعه ای از دو جزء مقاومت دارد: . آنها به اندوکتانس و مقاومت الکتریکی هادی سیم پیچ بستگی دارند.

انواع شیر برقی

شیر برقی ها بر اساس هدفشان به دو دسته تقسیم می شوند:

1. ثابت. یعنی برای میدان های مغناطیسی ثابت که برای مدت طولانی در مقادیر معین دوام می آورند.
2. نبض. برای ایجاد میدان های مغناطیسی پالسی آنها فقط می توانند در آن وجود داشته باشند دوره کوتاهزمان، نه بیشتر از 1 ثانیه.

ثابت قادر به ایجاد میدان های حداکثر 2.5x10 5 Oe. شیر برقی های نوع پالسی می توانند میدان های 5x10 6 Oe ایجاد کنند. اگر هنگام ایجاد یک میدان، شیر برقی ها در معرض تغییر شکل قرار نگیرند و خیلی داغ نشوند، میدان مغناطیسی به طور مستقیم به جریان عبوری بستگی دارد: Н = k*I، جایی که ک – ثابتشیر برقی، قابل محاسبه است.

ثابت ها تقسیم می شوند:

• مقاومتی.
• ابررسانا.

مقاومتی سلونوئیدها از موادی ساخته می شوند که مقاومت الکتریکی دارند. در این راستا، تمام انرژی نزدیک به آنها به گرما تبدیل می شود. برای جلوگیری از تخریب حرارتی دستگاه، لازم است حرارت اضافی حذف شود. برای این اهداف، برودتی یا خنک کننده آب. این نیاز به انرژی کمکی قابل مقایسه با انرژی مورد نیاز برای تغذیه شیر برقی دارد.

ابررسانا سلونوئیدها از آلیاژهایی با خاصیت ابررسانایی ساخته می شوند. مقاومت الکتریکی آنها در دماهای مختلف در طول آزمایش صفر است. هنگامی که یک سلونوئید ابررسانا کار می کند، گرما فقط در هادی های مناسب و منبع ولتاژ تولید می شود. در این مورد، منبع تغذیه را می توان حذف کرد، زیرا شیر برقی در حالت اتصال کوتاه کار می کند. در این حالت میدان می‌تواند بدون مصرف انرژی برای مدتی بی‌نهایت وجود داشته باشد، مشروط بر اینکه ابررسانایی حفظ شود.

دستگاه های ایجاد میدان های مغناطیسی قدرتمند شامل سه بخش اصلی است:

1. شیر برقی.
2. منبع فعلی
3. سیستم خنک کننده.

هنگام طراحی یک شیر برقی، مقادیر را در نظر بگیرید کانال داخلیو برق منبع تغذیه

ایجاد دستگاهی با شیر برقی مقاومتی برای تشکیل میدان های ثابت یک کار علمی و فنی جهانی است. در دنیا از جمله در کشور ما تنها چند آزمایشگاه با دستگاه های مشابه وجود دارد. شیر برقی استفاده می شود طرح های مختلف، که عملیات آن در نزدیکی مرز حرارتی انجام می شود.

برای سرویس دهی چنین دستگاه هایی به پرسنلی متشکل از کارگران نیاز است بسیار واجد شرایط، که کار آنها بسیار ارزشمند است. بیشتر منابع مالی صرف پرداخت می شود انرژی الکتریکی. بهره برداری و نگهداری چنین شیر برقی قدرتمندی در طول زمان به عنوان دانشمندان و محققان نتیجه می دهد مناطق مختلفعلم، از کشورهای مختلفمی تواند مهم ترین نتایج را برای توسعه علم به دست آورد.

پیچیده ترین و مهم ترین مسائل را می توان با استفاده از سلونوئیدهای ابررسانا حل کرد. این روش موثرتر، مقرون به صرفه تر و ساده تر است. به عنوان مثال می توان به ایجاد میدان های ثابت قدرتمند توسط سلونوئیدهای ابررسانا اشاره کرد. اکثر ملک اصلیابررسانایی عدم وجود مقاومت الکتریکی در برخی از آلیاژها و فلزات در دماهای زیر یک مقدار بحرانی است.

پدیده ابررسانایی این امکان را فراهم می کند که یک شیر برقی تولید شود که انرژی را در حین عبور از بین نبرد. جریان الکتریسیته. با این حال، میدان تولید شده دارای محدودیتی است که با رسیدن به مقدار معینی از میدان بحرانی، خاصیت ابررسانایی از بین می رود و مقاومت الکتریکی بازیابی می شود.

با کاهش دما از 0 به بالاترین مقدار، میدان بحرانی افزایش می یابد. در دهه 50 قرن گذشته، آلیاژهایی کشف شد که دمای بحرانی آنها در محدوده 10 تا 20 کلوین است.

فن آوری ایجاد چنین آلیاژهایی و تولید مواد برای سیم پیچ های برقی از آنها بسیار کار فشرده و پیچیده است. بنابراین چنین دستگاه هایی هزینه بالایی دارند. با این حال، کارکرد آنها ارزان بوده و نگهداری آنها آسان است. این فقط به یک منبع تغذیه ولتاژ پایین از هلیوم کم و مایع نیاز دارد. برق منبع به بیش از 1 کیلووات نیاز ندارد. دستگاه چنین شیر برقی از یک سیم پیچ ساخته شده از مس و یک ابررسانا با سیم، نوار یا اتوبوس رشته ای تشکیل شده است.

کاهش هزینه های انرژی برای ایجاد میدان های قدرتمندتر امکان پذیر است. این فرصت در چندین کشور پیشرو از جمله روسیه اجرا می شود. این روش مبتنی بر استفاده از ترکیبی از شیر برقی خنک شده با آب و ابررسانا است. به آن سلونوئید هیبریدی نیز می گویند. این دستگاه بالاترین میدان های قابل دستیابی را در بین هر دو نوع شیر برقی یکپارچه می کند.

شیر برقی خنک شده با آب باید در داخل ابررسانا قرار گیرد. ایجاد شیر برقی هیبریدی یک مشکل علمی و فنی حجیم و پیچیده است. حل آن مستلزم کار چندین تیم از نهادهای علمی است. دستگاه هیبریدی مشابهی در کشور ما در فرهنگستان علوم استفاده می شود. در آنجا یک شیر برقی با خاصیت ابررسانایی 1.5 تن جرم دارد. سیم پیچ از آلیاژهای ویژه نیوبیم با روی و تیتانیوم ساخته شده است. سیم پیچ شیر برقی خنک شده با آب از یک شینه مسی ساخته شده است.

شیر برقی است ظاهر مدرن دریچه های قطع کنندهنصب شده بر روی خطوط لوله گرمایش، تامین آب، احیای اراضی، خطوط لوله فنی آب در شرکت های صنعتی. این دستگاه بر اساس یک سیم پیچ الکترومغناطیسی - یک سلونوئید است که یک ضربه را از آن دریافت می کند دستگاه خارجی(حسگر یا کنترلر) و جریان محیط کار را مسدود یا باز می کند.

اصل و مزیت اصلی استفاده از این دستگاه اتوماسیون است. این دریچه طوری طراحی شده بود که جریان آب یا مایع/گاز دیگر را هنگامی که پارامترهای خاص سیستم - دما، فشار، سرعت و جریان - بدون دخالت انسان تغییر می‌کنند، قطع کند. این اتفاق می افتد به دلیل میدان الکترومغناطیسیدر ناحیه عمل هسته شیر (پیستون). هنگامی که ولتاژ رخ می دهد، بسته به شرایط ارائه شده، کاهش یا افزایش می یابد.

انرژی کاری که پیستون را به حرکت در می آورد از حرکت الکترون ها در طول سیم پیچ مسی سیم پیچ تولید می شود. مغناطیس که هنگام اعمال یک پالس از یک دستگاه خارجی ظاهر می شود، به یک حرکت انتقالی تبدیل می شود که پیستون را پایین می آورد. دومی جریان آب را مسدود می کند و از تلفات بزرگ تکنولوژیکی جلوگیری می کند. به محض بازگشت وضعیت به حالت عادی، تنش ناپدید می شود و پیستون بالا می رود و به آب اجازه می دهد به حرکت در لوله ها ادامه دهد.

مهم! یکی دیگر از مزایای شیر برقی سرعت پاسخگویی بالای آن است. با تشکر از این، دستگاه می تواند جریان آب را در صورت بروز حادثه در یک بخش خط لوله در عرض 2-3 ثانیه پس از فعال شدن سنسور قطع کند. به همین دلیل شیرها در سیستم های گرمایشی، تامین آب سرد و گرم و خطوط لوله فنی در شرکت های صنعتی ضروری هستند.

ویژگی های طراحی

دستگاه سوپاپ از یک بدنه پلیمری یا فلزی تشکیل شده است که داخل آن یک سلونوئید، پیستون، میله و غشاء قرار دارد.

جنس بدنه پلاستیک یا فولاد ضد زنگ، برنج یا چدن است که با توجه به محدوده استفاده از شیر تعیین می شود. مثلا، مورد فلزیدر سیستم هایی با محیط های شیمیایی تهاجمی یا دمای بالا استفاده می شود، در حالی که پلاستیک ها برای آب آشامیدنی ساده یا فنی استفاده می شوند. آب شیرین. غشاها و آب بندی شیرها از مواد پلیمری بر پایه لاستیک و پلی اتیلن ساخته شده اند.

اتوماسیون فرآیندهای مدرنکنترل جریان هوا، بخار، آب و سایر رسانه های گازی و مایع که در آن از شیر برقی الکترومغناطیسی استفاده می شود، در زندگی ما جا افتاده است. شیر قطع با درایو الکترومغناطیسی به طور گسترده در سیستم های مختلف خط لوله و دستگاه های با کنترل خودکار و همچنین هنگام کنترل دستی فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی توسط اپراتور استفاده می شود.

در این مقاله سعی خواهیم کرد به سؤالاتی درباره چیستی شیر برقی، طراحی اولیه، طبقه بندی و اصول عملکرد شیرهای برقی و همچنین نحوه کنترل شیرهای برقی در سیستم های مهندسی مدرن پاسخ دهیم.

شیر برقی خاموش - هدف و ساخت

شیر قطع کننده الکترومغناطیسی برای استفاده به عنوان یک وسیله کنترل و خاموش کننده برای کنترل سریع از راه دور (خاموش یا روشن کردن) جریان مایع، بخار، هوا یا گاز هر سیستم خط لوله در نظر گرفته شده است.

پرکاربردترین شیر برقی است. در ساخت این دستگاه از آهنرباهای الکتریکی با قطعات ثابت که به آنها شیر برقی می گویند استفاده می شود. بنابراین به خود دستگاه شیر برقی می گویند.

یک شیر با درایو الکترومغناطیسی شامل یک محفظه، یک سیم پیچ شیر الکترومغناطیسی با یک هسته و یک دیسک یا پیستون نصب شده بر روی آن است که جریان محیط کار را تنظیم می کند.

بدنه شیرها از پلاستیک مخصوص، برنج یا فولاد ضد زنگ ساخته شده است. مواد مورد استفاده برای ساخت غشاها، مهر و موم ها و واشرهای محفظه شیر برقی اغلب از لاستیک، لاستیک، فلوروپلاستیک یا سیلیکون مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر روغن هستند.

از نظر طراحی، شیر برقی شبیه به دستگاه معمولی است که برای همه ما "معروف" است - شیر قطع کننده. اما کنترل شیرهای الکترومغناطیسی، یعنی باز یا بسته شدن عنصر کار آنها، بدون اعمال تلاش فیزیکی ما، با اعمال ولتاژ الکتریکی به سیم پیچ الکترومغناطیسی (سلونوئید) شیر انجام می شود.

شیر برقی الکترومغناطیسی مانند انواع بسیار پیچیده استفاده می شود فرآیندهای تکنولوژیکی، و در زندگی روزمره ما.

با استفاده از شیر برقی خاموش، می توانیم حجم مورد نیاز بخار، مایع یا گاز را از راه دور در زمان مورد نیاز تامین کنیم، به عنوان مثال، هنگام تامین آب به سیستم های آبیاری، تنظیم فرآیندهای مختلف گرمایش خانگی، اطمینان از عملکرد پایدار واحدهای دیگ بخار و غیره. .

اصل عملکرد شیر برقی

که در طرح کلیاصل کار شیر برقی الکترومغناطیسی به شرح زیر است:

در حالت استاتیک، هنگامی که سیم پیچ شیر برقی قطع می شود و شیر بسته است (یا بسته به نوع آن باز است)، غشای سوپاپ یا پیستون آن به دلیل عملکرد مکانیکی فنر در تماس محکم با صندلی سوپاپ است. . هنگامی که ولتاژ الکتریکی به سیم پیچ اعمال می شود، شیر با درایو الکترومغناطیسی باز می شود. این کار با ایجاد میدان مغناطیسی ایجاد شده در سیم پیچ سوپاپ (سلونوئید) روی پیستون و کشیدن آن به داخل آن انجام می شود.

هنگام انتخاب یک شیر خاموش کننده برقی، همیشه باید آن را در نظر بگیرید مشخصات فنیو ویژگی های طراحی، زیرا همه شیرها جهت حرکت سیال کار را در هر جهتی اجازه نمی دهند. برخی از دریچه ها فقط برای عملکرد در جهت خاصی از جریان سیال کار، به عنوان یک قاعده، در زیر قرقره طراحی شده اند. در صورت عدم رعایت این شرایط، چنین دریچه هایی، به عنوان یک قاعده، تا حدی یا به طور کامل عملکرد خود را از دست می دهند یا به طور کامل از محکم بودن اندام خاموش کننده خود اطمینان نمی دهند.

طراحی معمولی شیر برقی

همانطور که از شکل ارائه شده مشخص است، طراحی یک شیر برقی معمولی به شرح زیر است، که در آن:

1. سیم پیچ برقی (مغناطیس).

2. لنگر سیم پیچ.

3. بسته شدن فنر.

4. صفحه شیر برقی.

5. سوراخ خلبان.

6. دیافراگم تقویت کننده غشایی.

7. سوراخ جریان اصلی.

8. سوراخ جریان تسطیح.

9. سیستم اجباریباز کردن دریچه با فنر

طبقه بندی و ویژگی های طراحی شیرهای برقی الکترومغناطیسی

بسته به محل المنت قطع کننده، زمانی که سیم پیچ شیر برقی خاموش می شود، انواع شیرها به شیرهای معمولی باز (NO) و معمولاً باز (NO) تقسیم می شوند. نوع بسته(NZ). در شیرهای معمولی باز هنگامی که سیم پیچ آنها برق نمی گیرد، مسیر حرکت عامل محیط کار باز است، اما برای شیرهایی از نوع NC که ولتاژ روی سیم پیچ آنها وجود ندارد، این گذرگاه بسته می شود.

همچنین طرح هایی از شیرهای برقی مدرن وجود دارد که بسته به نیاز - NO یا NC - می توانند به نوع خاصی تنظیم شوند.

علاوه بر این، با توجه به طراحی آنها، بسته به پالس کنترلی که به سیم پیچ عرضه می شود، شیرهای برقی پالسی (بیستابل) هستند که می توانند از حالت بسته به حالت باز و بالعکس تغییر حالت دهند.

بسته به سیستم مورد استفاده، شیرهای برقی برای محیط کار عبارتند از: هوا، گاز، بخار، آب، بنزین یا سوخت دیگر.

همچنین بسته به محیط و محل استفاده از شیرهای برقی، می توان آنها را در دو نوع معمولی و ضد انفجار تولید کرد. آخرین دسته از این شیرها به طور گسترده در سیستم های تولید نفت و گاز، انبارهای سوخت، پمپ بنزین خودروها و سایر تاسیسات خطرناک آتش سوزی و انفجار اقتصاد ملی استفاده می شود.

کنترل شیر برقی

بسته به نحوه کنترل شیرهای برقی، آنها به شیرهای برقی مستقیم و شیرهایی با تقویت پیستونی یا دیافراگمی تقسیم می شوند که در آن انرژی محیط کاری سیستمی که آنها تنظیم می کنند به عنوان انرژی اضافی استفاده می شود.

یک شیر برقی الکترومغناطیسی با اثر مستقیم نیروی حرکتی خود را بر روی میله قرقره تنها از طریق نیروی کشش برقی (سیم پیچ) واقع در قسمت بالایی دستگاه ایجاد می کند، در حالی که دریچه های دارای "تقویت کننده" از اختلاف فشار محیط کار استفاده می کنند. خط لوله قبل و بعد از دستگاه نصب شده

شیرهای مستقیم از نظر ساختاری ساده هستند و در مقایسه با شیرهای برقی که با تقویت کار می کنند، سرعت عملکرد بالایی دارند و با قابلیت اطمینان عملیاتی مشخص می شوند.

از نظر ساختاری، شیرهای برقی که با تقویت کار می کنند دارای یک قرقره اصلی هستند که برای بستن مستقیم سوراخ در صندلی بدنه سوپاپ طراحی شده است، و یک قرقره کنترل - به طور مکانیکی به هسته درایو برقی الکترومغناطیسی متصل می شود.

خود قرقره کنترل سوپاپ گاهی اوقات شیر ​​پالس دستگاه نیز نامیده می شود. تحت تأثیر ولتاژ الکتریکی وارد شده به سیم پیچ برقی، قرقره کنترل از طریق یک سوراخ تسکین دهنده، که قطر آن بسیار کوچکتر از قطر گذرگاه اصلی شیر است، گذرگاه محیط کار را به تقویت کننده می بندد یا باز می کند. .

استفاده از تقویت کننده برای حرکت ساقه سوپاپ، که بر اساس اصل اتصال حفره کاری آن با قسمت ورودی شیر از طریق استفاده از یک قرقره کنترل عمل می کند، این امکان را فراهم می کند که به شدت نیروی کشش را بر روی هسته مغناطیس الکتریکی کاهش دهد. با استفاده از انرژی خود محیط کار.

یک یا چند سوراخ تسکین دهنده شیر برقی که توسط قرقره های بدنه خاموش کننده کنترل مسدود می شود، برای کاهش فشار از حفره بالای دیافراگم یا حفره بالای پیستون استفاده می شود که منجر به بلند شدن قرقره اصلی می شود. و بر این اساس باز شدن مجرای اصلی شیر برقی.

نتیجه

امیدواریم اطلاعات ارائه شده در مقاله دانش شما را در زمینه تنظیم سیستم های خط لوله مدرن از طریق استفاده از شیرهای برقی الکترومغناطیسی به میزان قابل توجهی گسترش دهد.