مفهوم اعداد در نام‌گذاری شیرهای ۵/۲ و ۴/۲
شیر برقی پنوماتیک ۵/۲
در نام‌گذاری این شیرها، عدد اول نشان‌دهنده تعداد پورت‌ها (مسیرهای عبور هوا) و عدد دوم بیانگر تعداد موقعیت‌های کاری شیر است:
- شیر ۵/۲ دارای پنج پورت و دو حالت عملکردی است.
- شیر ۴/۲ دارای چهار پورت و دو حالت عملکردی می‌باشد.
این دو حالت عملکرد، معمولاً به‌معنای دو موقعیت باز و بسته بودن مسیر هواست که توسط سیگنال الکتریکی تعیین می‌شود.
کاربرد عمومی شیرهای ۵/۲ و ۴/۲ در صنایع
هر دو نوع شیر عمدتاً برای کنترل سیلندرهای دوطرفه پنوماتیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع سیلندرها قادرند در هر دو جهت حرکت کنند و در دستگاه‌هایی مانند بازوهای مکانیکی، جک‌های صنعتی، تجهیزات بسته‌بندی و ماشین‌آلات مونتاژ کاربرد دارند.
تفاوت کلیدی در تخلیه هوا
نقطه تمایز اصلی این دو نوع شیر، در نحوه مدیریت هوای خروجی از سیلندر است:
- شیر پنوماتیکی ۵/۲: این شیر دارای دو پورت جداگانه برای خروج هوا از دو طرف سیلندر است. به‌این‌ترتیب، تخلیه هوا به‌صورت مستقل از هر طرف انجام می‌شود که دقت کنترل را افزایش داده و عملکرد روان‌تری به سیستم می‌بخشد. وجود پورت پنجم این قابلیت را فراهم می‌کند.
- شیر پنوماتیکی ۴/۲: برخلاف مدل ۵/۲، این شیر فقط یک پورت مشترک برای تخلیه هوای خروجی دارد. یعنی هوای فشرده چه از سمت چپ سیلندر خارج شود، چه از سمت راست، از یک مسیر عبور می‌کند. بنابراین این نوع شیر نیاز دارد که سرعت و میزان تخلیه هوا در هر دو جهت برابر باشد، در غیر این صورت ممکن است در عملکرد سیستم اختلال ایجاد شود.
انتخاب شیر مناسب بر اساس نیاز کاربردی
اگر سیستم شما نیاز به کنترل دقیق‌تر، سرعت پاسخگویی بالا و تنظیم مستقل مسیرهای خروجی دارد، شیر ۵/۲ گزینه‌ی ایده‌آل‌تری است. این نوع شیر برای کاربردهایی که به عملکرد یکنواخت و بدون نوسان نیاز دارند، به‌ویژه در دستگاه‌های حساس و پیشرفته، مناسب‌تر است.
اما در سیستم‌هایی که ساختار ساده‌تری دارند و نیاز به تنظیم مجزای خروجی نیست، شیر ۴/۲ می‌تواند انتخاب مقرون‌به‌صرفه‌تری باشد. به‌شرط آن‌که فشار و میزان تخلیه در هر دو سمت سیلندر برابر باشد.
نام‌گذاری پورت‌ها
تولیدکننده‌های مختلف از شیوه‌های متفاوتی برای نام‌گذاری پورت‌ها استفاده می‌کنند. با این حال، دو استاندارد اصلی در صنعت به‌طور گسترده به کار می‌روند: استفاده از اعداد (بر اساس استاندارد ISO 11727) و استفاده از حروف.
شیر ۵/۲ با نام‌گذاری عددی:
پورت ورود هوا (۱)، پورت‌های خروجی (۲ و ۴)، پورت‌های خروجی هوا (۳ و ۵)
شیر ۵/۲ با نام‌گذاری حروفی:
پورت ورود هوا (P)، پورت‌های خروجی (A و B)، پورت‌های خروجی هوا (EA و EB)
شیر ۴/۲ با نام‌گذاری عددی:
پورت ورود هوا (۱)، پورت‌های خروجی (۲ و ۴)، پورت خروجی هوا (۳)
شیر ۴/۲ با نام‌گذاری حروفی:
پورت ورود هوا (P)، پورت‌های خروجی (A و B)، پورت خروجی هوا (R)
پورت‌های شیر برقی پنوماتیک معمولاً با عدد یا حروف مشخص می‌شوند.
عملکرد مدار
عملکرد مدار شیر مشخص می‌کند که در هر وضعیت شیر، کدام پورت‌ها به هم متصل هستند. زمانی که شیر برق می‌گیرد، از یک وضعیت به وضعیت دیگر منتقل می‌شود و در صورتی که شیر تک‌پایه باشد (مانند مواردی که در ادامه توضیح داده می‌شود)، یک فنر شیر را به وضعیت اصلی خود باز می‌گرداند زمانی که برق قطع می‌شود.
وضعیت ۱ شیر ۵/۲: پورت فشار ورودی (۱، P) به پورت ۲ (A) متصل می‌شود. پورت ۴ (B) از طریق پورت ۵ (EB) تخلیه می‌شود.
وضعیت ۲ شیر ۵/۲: پورت فشار ورودی (۱، P) به پورت ۴ (B) متصل می‌شود. پورت ۲ (A) از طریق پورت ۳ (EA) تخلیه می‌شود.
وضعیت ۱ شیر ۴/۲: پورت فشار ورودی (۱، P) به پورت ۲ (A) متصل می‌شود. پورت ۴ (B) از طریق پورت ۳ (R) تخلیه می‌شود.
وضعیت ۲ شیر ۴/۲: پورت فشار ورودی (۱، P) به پورت ۴ (B) متصل می‌شود. پورت ۲ (A) از طریق پورت ۳ (R) تخلیه می‌شود.
شیر تک‌پایه و دوپایه
شیرهای پنوماتیکی پنج‌راه و چهارراه می‌توانند تک‌پایه یا دوپایه باشند.
تک‌پایه: در شیر تک‌پایه (شکل ۳ برچسب‌خورده A و C)، زمانی که یک سیم‌پیچ شیر فعال می‌شود، پیستون از وضعیت استراحت خود جابه‌جا می‌شود. وضعیت استراحت همان موقعیتی است که شیر در زمان غیرفعال بودن در آن قرار دارد. زمانی که شیر از برق خارج می‌شود، فنر پیستون را به وضعیت استراحت باز می‌گرداند. شیرهای تک‌پایه برای حفظ موقعیت فعال نیاز به تأمین مداوم برق دارند.
دوپایه: در شیرهای دوپایه (شکل ۳ برچسب‌خورده B و D) دو سیم‌پیچ الکترومغناطیسی وجود دارد. پیستون بین دو وضعیت جابجا می‌شود که بستگی به اینکه کدام سیم‌پیچ برق گرفته باشد دارد. وقتی که شیر از برق خارج می‌شود، پیستون در وضعیت فعلی خود باقی می‌ماند. برای تغییر وضعیت، سیم‌پیچ مخالف باید فعال شود.
شیر تک‌پایدار ۴/۲ (A)، شیر دوپایدار ۴/۲ (B)، شیر تک‌پایدار ۵/۲ (C) و شیر دوپایدار ۵/۲ (D).
طراحی شیرهای پنوماتیک 4/2 و 5/2
شیرهای پنوماتیکی ۵/۲ و ۴/۲ در انواع مختلف طراحی از نظر اندازه، مواد، رنگ، رابط‌های اتصال و موارد دیگر در دسترس هستند. این تنوع برای پاسخگویی به نیازهای مختلف ضروری است، مانند استفاده‌های پزشکی، فرآوری مواد غذایی، و محیط‌های غبارآلود و انفجاری.
بیشتر این شیرها دارای پیستون متحرک هستند که مهر و موم‌هایی در طول خود دارند و در داخل یک سیلندر مرکزی قرار دارند. پورت‌های شیر به این سیلندر مرکزی متصل می‌شوند و مهر و موم‌ها در زمان حرکت پیستون از طریق سیلندر، پورت‌ها را مسدود یا متصل می‌کنند.
شیرهای مستقیم و پیلوتی
شیرهای پنوماتیکی می‌توانند به صورت مستقیم یا پیلوتی (غیرمستقیم) عمل کنند:
مستقیم: عملگر مغناطیسی پیستون را مستقیماً حرکت می‌دهد.
پیلوتی: شیر از فشار ورودی برای کمک به حرکت پیستون استفاده می‌کند. یک سیلندر پنوماتیکی داخلی کوچک پیستون را فعال می‌کند. عملگر مغناطیسی شیر کنترل پر و خالی شدن سیلندر را انجام می‌دهد.
سیستم دستی
شیر پنوماتیکی ۵/۲ یا ۴/۲ می‌تواند دارای مکانیزم سیستم دستی یا قفل باشد. مکانیزم قفل در هنگام نگهداری مفید است؛ شیر در جای خود باقی می‌ماند تا زمانی که قفل آزاد شود. عناصر فعال‌شده (مانند سیلندر یا گیره‌ها) نیز موقعیت خود را حفظ می‌کنند. سیستم می‌تواند بدون فعال‌سازی شیر با استفاده از سیستم دستی آزمایش شود. علاوه بر این، شیر می‌تواند با فشار دادن دکمه سیستم دستی تغییر وضعیت داده شود.
انواع کانکتور
انواع مختلفی از کانکتورها و طراحی‌های آن‌ها وجود دارند که بسته به نیازهای شیرهای سولونوئید، کاربردهای متفاوتی دارند. به عنوان مثال، کانکتورها می‌توانند شیرهای سولونوئید را در برابر نوسانات برق محافظت کرده و چراغ‌های LED داشته باشند که وضعیت برق شیر را نشان می‌دهند. برای اطلاعات بیشتر در مورد کانکتورها، مقاله مروری بر کانکتورهای DIN ما را مطالعه کنید.
کاربردهاشیرهای پنوماتیک 4/2 و 5/2
شیرهای پنوماتیکی ۴/۲ و ۵/۲ می‌توانند هم سیلندرهای پنوماتیکی دوطرفه و هم عملگرهای پنوماتیکی که نیاز به کنترل در هر دو جهت دارند را فعال کنند. با این حال، شیر ۵/۲ با پورت اضافی تخلیه خود می‌تواند به طور مستقل نرخ تخلیه را در هر دو جهت کنترل کند، در حالی که شیر ۴/۲ نیاز دارد که هر دو جهت نرخ تخلیه یکسانی داشته باشند.
تخلیه کنترل‌شده در هر دو جهت
کاربردهای با سرعت بالا:
در کاربردهایی با سرعت بالا، مانند بسته‌بندی، سیستم‌های جداسازی یا خطوط مونتاژ، سرعت فعال‌سازی بسیار مهم است. شیر سولونوئید ۵/۲ با مسیرهای تخلیه جداگانه می‌تواند اجازه دهد فشار هوا سریع‌تر تخلیه شود که منجر به زمان‌های فعال‌سازی سریع‌تر می‌شود.
کاربردهای دقیق:
در کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق حرکت دارند، مانند رباتیک یا ماشینکاری دقیق، مسیرهای تخلیه جداگانه می‌توانند کنترل بهتری روی سرعت فعال‌سازی در هر دو جهت فراهم کنند.
کاربردهای حساس به ایمنی:
در کاربردهایی که خرابی یک بخش می‌تواند پیامدهای جدی داشته باشد، مسیرهای تخلیه جداگانه می‌توانند افزونگی را فراهم کنند. اگر یکی از مسیرهای تخلیه دچار خرابی شود، مسیر دیگر می‌تواند همچنان به درستی عمل کند.
تخلیه یکسان در هر دو جهت
کاربردهای سیلندر تک‌عمله:
در کاربردهایی که از سیلندرهای تک‌عمله استفاده می‌کنند و بازگشت فنری مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک مسیر تخلیه مشترک (شیر پنوماتیکی چهارراه) کافی است چرا که عمل بازگشت به تخلیه هوا وابسته نیست.
کاربردهای با سرعت غیرحساس:
در کاربردهایی که سرعت فعال‌سازی از اهمیت زیادی برخوردار نیست، می‌توان از مسیر تخلیه مشترک استفاده کرد. این ممکن است شامل سیستم‌های پنوماتیکی عمومی، بازکن‌های درب یا حرکات مکانیکی ساده باشد.
کاربردهای حساس به هزینه:
شیرهای سولونوئید ۴/۲ ممکن است نسبت به شیرهای ۵/۲ از نظر هزینه مقرون به صرفه‌تر باشند. اگر کاربرد به سرعت یا دقت بالا نیاز نداشته باشد، شیر پنوماتیکی ۴/۲ می‌تواند گزینه‌ای مقرون به صرفه‌تر باشد.
