عملگر پنوماتیکی شیر چیست؟

عملگر پنوماتیکی، عملگری است که از فشار هوا برای باز، بسته یا تنظیم کردن یک شیر استفاده می‌کند. به آن عملگر پنوماتیکی یا دستگاه پنوماتیکی نیز گفته می‌شود. عملگرهای پنوماتیکی گاهی اوقات به دستگاه‌های کمکی خاصی مجهز هستند. موارد رایج مورد استفاده، پوزیشنرهای شیر و مکانیزم‌های چرخ دستی هستند. عملکرد پوزیشنر شیر، استفاده از اصل بازخورد برای بهبود عملکرد عملگر است تا عملگر بتواند طبق سیگنال کنترلی کنترلر، به موقعیت‌یابی دقیقی دست یابد. عملکرد مکانیزم چرخ دستی، استفاده از آن برای به کار انداختن مستقیم شیر کنترل برای حفظ تولید عادی در زمانی است که سیستم کنترل به دلیل قطع برق، قطع گاز، عدم خروجی کنترلر یا خرابی عملگر از کار می‌افتد.

اصل کار محرک پنوماتیک

وقتی هوای فشرده از نازل A وارد عملگر پنوماتیک می‌شود، گاز پیستون‌های دوتایی را به حرکت خطی به سمت هر دو انتها (انتهای سرسیلندر) هل می‌دهد و قفسه روی پیستون، چرخ‌دنده روی شفت چرخان را به حرکت در می‌آورد تا 90 درجه خلاف جهت عقربه‌های ساعت بچرخد و سوپاپ باز می‌شود. در این زمان، گاز در هر دو انتهای عملگر پنوماتیک از نازل B تخلیه می‌شود. برعکس، وقتی هوای فشرده از نازل B وارد دو انتهای عملگر پنوماتیک می‌شود، گاز پیستون دوتایی را به حرکت خطی در وسط هل می‌دهد و قفسه روی پیستون، چرخ‌دنده روی شفت چرخان را به حرکت در می‌آورد تا 90 درجه در جهت عقربه‌های ساعت بچرخد و سوپاپ بسته می‌شود. در این زمان، گاز در وسط عملگر پنوماتیک از نازل A تخلیه می‌شود. موارد فوق اصل انتقال نوع استاندارد است. با توجه به نیاز کاربر، عملگر پنوماتیک را می‌توان با اصل انتقال مخالف نوع استاندارد نصب کرد، یعنی محور انتخاب شده در جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد تا سوپاپ را باز کند و در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد تا سوپاپ را ببندد. نازل A از عملگر پنوماتیک تک اثره (نوع برگشت فنری) ورودی هوا و نازل B سوراخ اگزوز است (نازل B باید با صدا خفه کن نصب شود). ورودی نازل A سوپاپ را باز می کند و نیروی فنر هنگام قطع هوا، سوپاپ را می بندد.

عملکرد محرک پنوماتیک

۱. نیرو یا گشتاور خروجی نامی دستگاه پنوماتیک باید با مقررات بین‌المللی و مقررات مشتری مطابقت داشته باشد.

۲. در شرایط بدون بار، سیلندر با فشار هوای مشخص شده در «جدول ۲» وارد می‌شود و حرکت آن باید روان و بدون گیر کردن یا خزش باشد.

۳. تحت فشار هوای ۰.۶ مگاپاسکال، گشتاور خروجی یا نیروی رانش دستگاه پنوماتیک در هر دو جهت باز و بسته شدن نباید کمتر از مقدار مشخص شده روی پلاک دستگاه پنوماتیک باشد و عملکرد باید انعطاف‌پذیر باشد و هیچ تغییر شکل دائمی یا پدیده غیرطبیعی دیگری در هیچ قسمتی رخ ندهد.

۴. هنگامی که آزمایش آب‌بندی با حداکثر فشار کاری انجام می‌شود، میزان نشت هوا از هر طرف فشار برگشتی نباید از (۳+۰.۱۵d)cm3/min (حالت استاندارد) بیشتر شود؛ میزان نشت هوا از پوشش انتهایی و شفت خروجی نباید از (۳+۰.۱۵d)cm3/min بیشتر شود.

۵. آزمایش استحکام با ۱.۵ برابر حداکثر فشار کاری انجام می‌شود. پس از حفظ فشار آزمایش به مدت ۳ دقیقه، نشتی و تغییر شکل ساختاری در پوشش انتهایی سیلندر و قطعات آب‌بندی استاتیک مجاز نیست.

۶. تعداد عمر عملکرد، دستگاه پنوماتیک عملکرد شیر پنوماتیک را شبیه‌سازی می‌کند. تحت شرایط حفظ گشتاور خروجی یا ظرفیت رانش در هر دو جهت، تعداد عملیات باز و بسته شدن نباید کمتر از ۵۰۰۰۰ بار (یک چرخه باز و بسته شدن) باشد.

۷. برای دستگاه‌های پنوماتیکی با مکانیزم ضربه‌گیر، هنگامی که پیستون به موقعیت انتهایی کورس حرکت می‌کند، ضربه مجاز نیست.

مزایای محرک‌های پنوماتیکی

۱. سیگنال‌های گاز پیوسته را دریافت کرده و جابجایی خطی خروجی می‌دهند (پس از اضافه کردن یک دستگاه تبدیل برق/گاز، می‌تواند سیگنال‌های الکتریکی پیوسته را نیز بپذیرد). برخی می‌توانند پس از مجهز شدن به بازوی راکر، جابجایی زاویه‌ای را نیز خروجی دهند.

۲. کارکردهای کنش مثبت و منفی وجود دارد.

۳. سرعت حرکت بالا است، اما با افزایش بار، سرعت کاهش خواهد یافت.

۴. نیروی خروجی مربوط به فشار عملیاتی است.

۵. قابلیت اطمینان بالا، اما شیر پس از قطع منبع هوا قابل نگهداری نیست (پس از اضافه کردن یک شیر نگهدارنده موقعیت می‌توان آن را نگهداری کرد).

۶. تحقق کنترل قطعه‌بندی شده و کنترل برنامه، ناخوشایند است.

۷. نگهداری ساده و سازگاری خوب با محیط زیست.

۸. توان خروجی بالا.

9. دارای عملکرد ضد انفجار است.

در تابستان

ابعاد نصب و اتصال محرک‌ها و شیرهای پنوماتیکی مطابق با استانداردهای بین‌المللی ISO5211، DIN3337 و VDI/VDE3845 طراحی شده است و می‌توان آنها را با محرک‌های پنوماتیکی معمولی جایگزین کرد.
سوراخ منبع هوا مطابق با استاندارد NAMUR است.
سوراخ مونتاژ شفت پایینی عملگر پنوماتیک (مطابق با استاندارد ISO5211) به صورت مربع دوتایی است که برای نصب خطی یا زاویه ۴۵ درجه شیرهایی با میله‌های مربعی مناسب است.