شیر برقی
شیر برقی در سیستم‌های هیدرولیک
شیر برقی هیدرولیک (Solenoid Valve) یکی از مهم‌ترین اجزای شیرآلات و کنترل فلو هیدرولیک است که وظیفه آن کنترل خودکار مسیر و جریان روغن بر اساس فرمان الکتریکی می‌باشد. این شیرها با دریافت سیگنال از PLC، رله، کنترلر یا مدار فرمان، وضعیت مدار هیدرولیک را تغییر داده و باعث حرکت جک‌ها، موتورها و سایر عملگرهای هیدرولیک می‌شوند.
شیر برقی هیدرولیک چیست؟
شیر برقی هیدرولیک نوعی شیر کنترل جهت یا فلو است که به جای اهرم دستی، با استفاده از بوبین (Solenoid Coil) و نیروی مغناطیسی، اسپول داخلی را جابه‌جا کرده و:
- مسیر عبور روغن را باز یا بسته می‌کند،
- مسیر رفت و برگشت روغن به جک را تغییر می‌دهد،
- و در برخی مدل‌ها، دبی عبوری را کنترل می‌کند.
ساختار شیر برقی هیدرولیک
- بدنه (Body): معمولاً فولادی یا چدنی با تحمل فشار بالا
- اسپیول (Spool): عنصر داخلی متحرک که کانال‌های روغن را باز و بسته می‌کند
- بوبین (Coil): سیم‌پیچ برقی که با اعمال ولتاژ، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند
- هسته متحرک (Plunger): انتقال نیروی مغناطیسی به اسپول
- پورت‌ها: ورودی، خروجی، تانک و پورت‌های عملگر
- اورینگ و پکینگ: آب‌بندی داخلی و جلوگیری از نشتی
انواع شیر برقی در هیدرولیک
۱. شیر برقی کنترل جهت (Directional Solenoid Valve)
- رایج‌ترین نوع شیر برقی در مدارهای هیدرولیک
- انواع 4/2، 4/3، 3/2 و…
- کنترل حرکت رفت و برگشت جک‌ها و جهت گردش موتور هیدرولیک
۲. شیر برقی کنترل فشار
- کنترل یا محدود کردن فشار در بخشی از مدار
- به‌عنوان سولونوئید ولو روی شیرهای فشارشکن، کاهش فشار یا ترتیبی
۳. شیر برقی کنترل فلو (Proportional / On-Off)
- در مدل‌های ساده: قطع و وصل جریان
- در مدل‌های پروپرشنال: کنترل نسبی دبی و در نتیجه سرعت عملگر
نحوه عملکرد شیر برقی هیدرولیک
- در حالت عادی (بوبین بدون برق)، اسپول در وضعیت اولیه قرار دارد و مسیرهای روغن طبق طراحی کارخانه باز یا بسته هستند.
- با اعمال ولتاژ به بوبین (مثلاً 24VDC یا 220VAC)، میدان مغناطیسی ایجاد شده و هسته متحرک جابه‌جا می‌شود.
- این حرکت، اسپول را درون بدنه حرکت داده و کانال‌های روغن را تغییر وضعیت می‌دهد.
- روغن به مسیر جدید هدایت شده و جک یا موتور هیدرولیک مطابق فرمان حرکت می‌کند.
- با قطع ولتاژ، فنر برگشت، اسپول را به حالت اولیه بازمی‌گرداند.
کاربرد شیر برقی در مدار هیدرولیک
- کنترل خودکار جک‌های هیدرولیک در پرس‌ها و بالابرها
- سیستم‌های تزریق پلاستیک و دایکست
- ماشین‌آلات راه‌سازی و صنعتی
- خطوط تولید اتوماتیک و رباتیک
- کنترل ترتیب و توالی حرکتی عملگرها
مزایای استفاده از شیر برقی هیدرولیک
- امکان کنترل از راه دور توسط PLC و اتوماسیون
- سرعت پاسخ‌گویی بالا و تکرارپذیری عملکرد
- قابلیت پیاده‌سازی منطق‌های پیچیده (توالی، اینترلاک، ایمنی)
- کاهش نیاز به اپراتور در کنار دستگاه
- قابلیت ترکیب با سنسورها و ابزار اندازه‌گیری برای کنترل حلقه‌بسته
نکات مهندسی در انتخاب شیر برقی هیدرولیک
- فشار کاری سیستم: تحمل فشار اسمی (مثلاً 210، 250 یا 315 بار)
- دبی عبوری: بر حسب لیتر بر دقیقه (L/min) متناسب با پمپ و عملگر
- نوع مدار: نیاز به 4/2، 4/3، مرکز باز/بسته/شناور
- ولتاژ بوبین: 24VDC، 24VAC، 110VAC، 220VAC
- نوع اتصال: زیرپلیتی (NG6, NG10) یا رزوه‌ای
- درجه حفاظت بوبین: IP مناسب محیط‌های صنعتی (رطوبت، گرد و غبار)
- برند و کیفیت ساخت: برای کارکرد 24/7 و سیکل‌های زیاد
مقایسه کلی شیر برقی و شیر دستی هیدرولیک
- شیر دستی: مناسب مدارهای ساده، کم‌سیکل، بدون نیاز به اتوماسیون
- شیر برقی: مناسب سیستم‌های اتوماتیک، با سیکل بالا، قابل کنترل توسط PLC و HMI
جمع‌بندی
شیر برقی هیدرولیک قلب کنترلی بسیاری از مدارهای هیدرولیک مدرن است و امکان اجرای فرمان‌های پیچیده و سریع را در سیستم‌های صنعتی فراهم می‌کند. با انتخاب صحیح نوع شیر، ولتاژ بوبین، فشار و دبی مناسب، می‌توان سیستم هیدرولیک را به‌صورت ایمن، پایدار و هوشمند کنترل کرد و در کنار سایر شیرآلات و تجهیزات کنترل فلو هیدرولیک، بهترین عملکرد را از مدار به دست آورد.