پرشر سوئیچ
سنسور فشار
چگونه شیر برقی مناسب برای سیستمهای خلأ را انتخاب کنیم؟
مقدمه:
شیر برقی برای سیستمهای خلأ،سیستمهای خلأ (Vacuum Systems) در صنایع مختلفی از جمله پزشکی، الکترونیک، خودروسازی، هوافضا و صنایع بستهبندی کاربرد دارند. در این سیستمها، کنترل دقیق عبور و قطع جریان هوا یا گاز از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از اجزای حیاتی در این نوع سیستمها، شیر برقی مناسب برای خلأ است.
اما چگونه میتوان مطمئن شد که شیر برقی انتخابشده، برای فشارهای پایین و شرایط خاص سیستمهای خلأ مناسب است؟ این مقاله با هدف ارائه راهنمای جامع برای انتخاب شیر برقی در کاربردهای خلأ تهیه شده است.
چرا انتخاب درست شیر برقی در سیستم خلأ مهم است؟
در سیستمهای خلأ، هدف ایجاد فشار منفی نسبت به محیط است. در این شرایط:
-
سیال دارای چگالی بسیار پایین است.
-
نشتی کوچک میتواند عملکرد کل سیستم را مختل کند.
-
قطع و وصل جریان باید بسیار دقیق، ایمن و قابل اطمینان باشد.
بنابراین، هر قطعهای که در این سیستم استفاده میشود باید استانداردهای بالایی از نظر آببندی، دوام، مقاومت در برابر خوردگی و پاسخگویی سریع داشته باشد.
معیارهای اصلی انتخاب شیر برقی برای سیستم خلأ:
1. حداقل فشار کاری قابلپشتیبانی:
برخلاف سیستمهای تحت فشار، در سیستمهای خلأ با فشارهای بسیار پایین سر و کار داریم (مثلاً 10-3 تا 10-6 بار). بنابراین، شیر برقی باید طوری طراحی شده باشد که حتی در فشارهای منفی یا فشار نزدیک به خلأ مطلق نیز بهدرستی عمل کند.
💡 پیشنهاد: بررسی کنید که آیا شیر برقی انتخابی برای استفاده در فشارهای خلأ بالا (High Vacuum) یا خلأ پایین (Rough Vacuum) مناسب است یا خیر.
2. نوع آببندی (Sealing Type):
در سیستم خلأ، کوچکترین نشتی میتواند فشار داخل سیستم را تغییر دهد. بنابراین نوع آببندی بهکاررفته در شیر برقی اهمیت زیادی دارد.
-
آببندی فلز به فلز (Metal-to-Metal): مقاوم اما پرهزینه و پیچیده در ساخت.
-
آببندی با واشرهای پلیمری (مانند FKM یا EPDM): رایجتر و مناسب برای کاربردهای عمومی خلأ.
3. نوع تحریک و ساختار عملکرد:
در سیستمهای خلأ، معمولاً از شیر برقیهای دیافراگمی یا پیستونی با تحریک مستقیم (Direct Acting) استفاده میشود. این نوع شیرها بدون نیاز به فشار کمکی میتوانند عمل کنند، که در محیطهایی با فشار کم ضروری است.
❗ شیرهای پیلوتی (Pilot Operated) برای خلأ مناسب نیستند، زیرا نیاز به حداقل فشار برای عملکرد صحیح دارند.
4. جنس بدنه و سازگاری با گاز عبوری:
بسته به نوع گاز یا هوای استفادهشده در سیستم، جنس بدنه شیر برقی باید مقاوم در برابر خوردگی، واکنش شیمیایی یا ذرات معلق باشد.
-
استیل ضدزنگ (SS316L): گزینهای ایدهآل برای اکثر سیستمهای خلأ صنعتی و آزمایشگاهی.
-
آلومینیوم یا برنج: سبکتر و اقتصادیتر، اما برای شرایط خاص باید بررسی شوند.
5. اندازه پورت و دبی عبوری:
در سیستمهای خلأ، سرعت ایجاد یا حفظ خلأ اهمیت دارد. بنابراین باید شیر برقی را بر اساس سایز پورت، قطر عبور جریان و نرخ جریان آزاد انتخاب کنید.
فرمولهای محاسبه ظرفیت عبور جریان در خلأ با فشار مثبت متفاوتاند، پس از دادههای فنی دقیق استفاده کنید.
6. واکنش سریع (Response Time):
در برخی کاربردها مانند رباتیک، صنایع نیمههادی یا بستهبندی خلأ، زمان پاسخ شیر برقی بسیار حیاتی است. شیرهایی با زمان پاسخ کمتر از 20 میلیثانیه معمولاً گزینهای ایدهآل هستند.
7. درجه حفاظتی (IP Rating):
اگر شیر برقی در محیط مرطوب، پرگردوغبار یا با احتمال پاشش مایعات نصب میشود، بررسی کلاس حفاظتی بدنه آن بسیار مهم است. شیرهای IP65 به بالا گزینههای امنتری هستند.
کاربردهای رایج شیر برقی در سیستمهای خلأ:
-
سیستم خلأ در خطوط بستهبندی و پکینگ
-
اتوماسیون در رباتهای وکیوم گیر
-
ماشینآلات صنایع نیمهرسانا (مانند ساخت چیپ)
-
خلأ آزمایشگاهی و تجهیزات تحقیقاتی
-
سیستمهای پزشکی مبتنی بر مکش یا تخلیه
اشتباهات رایج هنگام انتخاب شیر برقی برای خلأ:
-
انتخاب شیر برقی پیلوتی در فشارهای نزدیک به خلأ مطلق
-
عدم بررسی میزان نشتی داخلی و خارجی شیر
-
استفاده از جنسهای نامناسب بدنه یا آببندی که با گاز موردنظر واکنش میدهند
-
نادیده گرفتن شرایط محیط نصب مانند دما، رطوبت و لرزش
برندها و مدلهای معروف مناسب برای سیستمهای خلأ:
برای کار در سیستمهای خلأ، برندهای معتبر زیر پیشنهاد میشوند:
-
SMC (مدلهای سری VX و VQ)
-
Festo (مدلهای سری VUVG)
-
Parker (مدلهای ویژه High Vacuum)
-
ASCO Numatics (مدلهای با تحریک مستقیم و بدنه استیل)
-
Burkert (مدلهای مناسب برای خلأ و سیالات گازی خاص)
نتیجهگیری:
انتخاب شیر برقی مناسب برای سیستمهای خلأ نیازمند دقت بالا، شناخت شرایط کاری و بررسی مشخصات فنی دقیق است. باید عواملی مانند فشار کاری، جنس بدنه، نوع عملکرد، آببندی، و نوع تحریک را در نظر گرفت تا از عملکرد بهینه سیستم و افزایش طول عمر آن اطمینان حاصل کرد.
با توجه به اینکه شیر برقی در سیستم خلأ نقش کلیدی دارد، یک انتخاب درست میتواند از اختلالات فرآیند، افت راندمان و آسیب به تجهیزات جلوگیری کند.
برای خواندن مقاله شیر برقی کلیک کنید.