معرفی انواع اتصالات پنوماتیک؛ نکات فنی مهم و کلیدی
با توجه به اهمیت و کاربرد گستردۀ اتصالات پنوماتیک در صنایع مختلف، بنا داریم طی چند مقاله زمینۀ آشنایی بیشتر صنعت‌گران و علاقمندان عزیز را با این قطعات فراهم آوریم.
در این مقاله، توضیحات کلی در مورد انواع اتصالات پنوماتیک را ارائه می‌کنیم و در مقاله‌ای دیگر به طور مفصل به تشریح اتصالات فشاری (اتصال سریع) که عمدۀ محصولات مجموعه الیت پنوماتیک را در بر می‌گیرد، می‌پردازیم.
از آنجا که اتصالات پنوماتیک جزو قطعات نسبتاً ارزان سیستم پنوماتیک محسوب می‌شوند، ممکن است این فرض اشتباه در ذهن مصرف‌کنندگان شکل بگیرد که این قطعات در مدار پنوماتیک اهمیت کمی دارند.
این موضوع سبب می‌شود که در موقع خرید انواع اتصالات پنوماتیک نسبت به کیفیت قطعه حساسیت کمتری داشته باشند. این در حالی است که وجود هرگونه خرابی در هر یک از اجزای سیستم پنوماتیک، عملکرد کل سیستم را دچار مشکل نموده و هزینه و ریسک تولید را افزایش می‌دهد.
متأسفانه عرضۀ گسترده انواع اتصالات پنوماتیک ارزان و بی‌کیفیت در بازار نیز سبب کاهش توجه مصرف‌کنندگان به اهمیت کیفیت اتصالات در تجهیزات پنوماتیک شده است.
این در حالی است که استفاده از اتصالات پنوماتیکی نامرغوب در تجهیزات پنوماتیک، مشکلات زیر را به همراه دارد:
- افزایش توقف دستگاه‌ها به دلیل عمر پایین و خرابی زود هنگام انواع اتصالات پنوماتیک
- افزایش اتلاف انرژی ناشی از نشتی اتصالات پنوماتیک (شایان ذکر است که بسته به تعداد ماشین‌آلات موجود در یک کارخانه، صدها فیتینگ پنوماتیک مورد استفاده و مستعد بروز نشتی هستند. بخشی از هزینه‌های نامشهود کارخانجات به دلیل مصرف بالای هوای فشرده و ناشی از وجود نشتی در انواع اتصالات پنوماتیک است.)
- کاهش راندمان تجهیزات پنوماتیک (به عنوان مثال، عملکرد نامناسب و سرعت غیریکنواخت جک‌های پنوماتیک به دلیل کیفیت پایین شیرهای فلوکنترل سر جکی، از مشکلات پرتکرار در خطوط تولید است.)
- امکان خرابی سایر قطعات مدار پنوماتیک به دلیل عملکرد نامناسب انواع اتصالات پنوماتیک
- خطرات ناشی از ترکیدگی اتصالات پنوماتیک و وارد آمدن صدمات بدنی و خسارات مالی
- افزایش هزینه‌های سرویس و تعمیرات ناشی از خرابی زودهنگام و تعویض مکرر اتصالات پنوماتیک
موارد برشمرده فوق، اهمیت استفاده از اتصالات پنوماتیک استاندارد و مرغوب در تجهیزات پنوماتیک را نشان می‌دهد.
از این رو، بر آن شدیم تا ضمن معرفی اجمالی انواع اتصالات پنوماتیک، ویژگی‌های فنی و معیارهای انتخاب آنها را به اختصار با شما به اشتراک بگذاریم.
تعریف اتصالات پنوماتیک
اتصالات پنوماتیک به عنوان بزرگترین و متنوع‌ترین گروه محصولات در صنعت پنوماتیک، مجموعه قطعاتی هستند که امکان اتصال سریع، ایمن و بدون نشتی اجزای مختلف مدار پنوماتیک را فراهم می‌کنند.
همچنین برای کنترل، تغییر جهت و ایجاد انشعاب در جریان باد، از انواع مختلف فیتینگ پنوماتیک استفاده می‌شود.
در اغلب تجهیزات پنوماتیک، مجموعه گسترده‌ای از ارتباطات بین قطعات مختلف برقرار است.
با توجه به شرایط عملکرد دستگاه، منطق مدار توزیع باد، نوع، سایز و محدودیت جانمایی شیرها و … ، انواع گوناگونی از اتصالات برای توزیع مناسب هوای فشرده در مدار پنوماتیک مورد نیاز است.
از این رو، اتصالات پنوماتیک در انواع، جنس‌ها و سایزهای بسیار متنوع برای تطبیق با الزامات نصب و منطق عملکرد مدار پنوماتیک تولید و عرضه می‌شوند.
با توجه به توضیحات فوق، شناسایی، نیازسنجی و انتخاب مناسب اتصالات پنوماتیک اهمیت زیادی در عملکرد صحیح و بادوام تجهیزات پنوماتیک دارد.
انواع اتصالات پنوماتیک
اتصالات پنوماتیک بر اساس نحوه اتصال، جنس و نوع عملكرد قابل دسته‌بندی هستند.
دسته‌بندی انواع اتصالات پنوماتیک بر اساس نحوه اتصال
- اتصال سريع فشاری (Push-in Fitting)
- اتصال مهره‌اي (Push-on Fitting)
- اتصال رزوهای (Threaded Fitting)
- اتصال فشاري (Compression Fitting)
1- اتصال سريع فشاری (Push-in Fitting)
اين نوع از اتصالات به دلايل زير بسيار پركاربرد هستند:
- سهولت کاربری
- تنوع بسیار بالا
- قيمت مناسب
- استحكام و دوام طولاني
- آب‌بندي مناسب
اين اتصالات در سيستم‌هايي كه نياز به قطع و وصل‌هاي مكرر دارند، بسيار مناسب هستند.
نحوۀ اتصال به اين صورت است كه شيلنگ با فشار كمي وارد اتصال مي‌شود تا جايي كه ديگر قابل حركت نباشد. در اين مرحله، يك حلقۀ چنگك‌دار به صورت خودكار باز مي‌شود؛ سپس با حركت دادن شيلنگ به سمت بيرون به مقدار بسيار جزيي حلقه چنگك‌دار، دور شيلنگ بسته شده و زائده‌هاي دور حلقه كه مانند چنگك يا ناخن هستند، درون شيلنگ فرو رفته و اتصال را محكم و آب‌بند مي‌كنند.
براي قطع اتصال كافي است رینگ رهاساز اتصال را كمي فشار دهيد تا چنگك‌ها شيلنگ را رها كنند، سپس شيلنگ را بيرون بكشيد.
اين اتصالات اجزاي مختلفي دارند. جنس بدنه اين نوع اتصالات، پليمر صنعتي و فلز (غالباً از جنس برنج) است و اجزاي داخلي آنها مانند حلقه و چنگک‌ها جنس‌هاي متفاوتي دارند كه بر كيفيت اتصال و دوام آنها بسيار تأثيرگذار است و متأسفانه توسط كاربر به سادگی قابل شناسايي نيست.
از اين جهت، مجموعۀ ما مدعي است بر اين نكته توجه ويژه دارد، كه در قسمت‌هاي بعدي بحث بيشتر در مورد آن خواهيم نوشت.
2- اتصال مهرهای (Push-on Fitting)
در اتصال سريع فشاری، شيلنگ نقش نری و اتصال نقش مادگی را ايفا می‌كرد. اما در اتصالات مهرهای برعكس است؛ اتصال نقش نری و شيلنگ نقش مادگی را دارد.
تفاوت ديگر اين نوع از اتصالات با اتصالات نوع سريع در اين است كه پس از فشار دادن اتصال به درون شيلنگ بايد به وسیله مهره، اتصال را محكم و آب‌بند نماییم.
3- اتصال رزوهای (Threaded Fitting)
اين اتصالات در داخل بخش مادگی يا خارج بخش نری خود داراي رزوه صاف يا مخروطي هستند كه اتصالی كاملاً محكم و آب‌بند را ايجاد می‌كند.
4- اتصال فشاری (Compression Fitting)
فرایند آب‌بندی در اين نوع اتصالات، بر اثر فشار روی سطح بیرونی یا داخلی لوله هنگام بستن پیچ و مهره انجام مي‌گيرد و براي این منظور معمولاً از واشر لبه‌دار يا حلقه مخروطی استفاده مي‌شود.
این نوع اتصال معمولاً برای آب‌بندی لوله‌های فلزی استفاده می‌شود و قابلیت تحمل فشارهای بالا را دارد.
دسته‌بندی انواع اتصالات پنوماتیک بر اساس جنس
اتصالات پنوماتیکی به منظور تطابق با شرایط کاری، الزامات و استانداردهای صنایع مختلف و مطابقت با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سیال مورد انتقال (هوای فشرده، گازهای صنعتی و مایعات) از جنس‌های متفاوتی تولید می‌شوند.
1- اتصالات پنوماتیک فلزی
اتصالات فلزی معمولاً در شرایط محیطی با محدوده دمایی بالا یا بسیار متغیر، تابش مستقیم و مداوم خورشید، فشار کاری بالاتر از 10 بار، الزامات خاص شیمیایی و بهداشتی و اتصال رزوهای به سایر قطعات مدار پنوماتیک مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اتصالات پنوماتیک فلزی اغلب از آلیاژهای آلومینیوم، برنج و استیل (فولاد ضدزنگ) ساخته می‌شوند.
ویژگی‌های اصلی هر یک از آلیاژهای برشمرده به شرح زیر است:
- آلومینیوم: این فلز نسبتاً ارزان، در برابر خوردگی مقاوم است اما استحکام کششی پایینی دارد و لذا در سیستم‌هایی که فشار کاری پایین دارند اما احتمال خوردگی در آنها وجود دارد، کاربرد دارند.
- برنج: این آلیاژ پرمصرف صنعتی، در برابر خوردگی بسیار مقاوم است، دوام عملکردی بسیار خوبی داشته و در مقابل نوسانات دمایی رفتار پایداری دارد. این فلز که ترکیبی از مس و روی است، به دلیل خصوصیات برجسته و قابلیت ماشینکاری عالی، متداول‌ترین آلیاژ برای ساخت انواع اتصالات پنوماتیک رزوهای است.
- استینلس استیل: این آلیاژ دارای مقاومت به خوردگی فوق‌العاده، استحکام بالا و دوام بسیار خوب است، اما قیمت بالایی دارد. بنابراین، اتصالات استینلس استیل بیشتر در شرایط کاری با فشار و دمای بالا، محیط‌های خورنده نظیر صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و همچنین در صنایع دارای الزامات زیست محیطی مانند صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارند.
2- اتصالات پنوماتیک پلاستیکی (پلیمری)
به دلیل سهولت شکل‌پذیری، ویژگی‌های مطلوب عملکردی و قیمت مناسب، بخش اعظم اتصالات پنوماتیک مورد استفاده در صنایع، از انواع پلیمرهای صنعتی طراحی و ساخته می‌شوند.
پلاستیک‌ها به عنوان یکی از بزرگترین گروه مواد اولیه مورد استفاده در صنایع، به دلایل برشمرده فوق و همچنین پایداری محیطی و دوام بالا، سالهاست جایگزین بخش عمدۀ اتصالات پنوماتیک فلزی در صنعت پنوماتیک شده‌اند.
در تولید انواع اتصالات پنوماتیک، از گونه‌های مختلف پلیمرهای صنعتی استفاده می‌شود و لازم به توضیح است که یکی از مهم‌ترین وجوه تمایز کیفی و عملکردی اتصالات پلاستیکی پنوماتیک برندهای معتبر نسبت به سایر برندهای موجود در بازار، مربوط به مواد پلاستیکی مورد استفاده در ساخت اتصالات پنوماتیک است.
با توجه به اینکه تشخیص نوع و درجه کیفیت مواد پلیمری مورد استفاده در ساخت انواع اتصالات پنوماتیک بسیار دشوار و بعضاً بدون تجهیزات آزمایشگاهی غیرممکن است، توجه به اعتبار برند و گارانتی معتبر ارائه شده اهمیت به سزایی در انتخاب صحیح و مطمئن هنگام خرید اتصالات پنوماتیک دارد.
به دلیل اهمیت این موضوع، برآنیم تا در مقاله‌ای مجزا و به صورت مشروح، اطلاعات مفید و کاربردی در خصوص نکات فنی و کیفی انواع اتصالات پنوماتیک پلیمری برای کمک به تشخیص و انتخاب بهینه در اختیار صنعت‌گران محترم و علاقه‌مندان عزیز قرار دهیم.
عوامل تأثیرگذار در انتخاب نوع اتصالات پنوماتیک
عوامل تأثیرگذار در انتخاب انواع اتصالات پنوماتیک عبارتند از:
- شرایط محیطی که سیستم پنوماتیک در آن کار می‌کند. (دما، رطوبت، تابش، آلودگی محیط و …)
- فشار کاری سیستم
- نوع و سایز شیلنگ یا لوله انتقال باد
- نوع و سایز رزوه‌های قطعات مدار پنوماتیک (اینچی یا متریک)
- الزامات استاندارد برای صنایع خاص مانند صنایع غذایی و دارویی
- عملکرد مورد نیاز بر مبنای سیستم طراحی شده
به علت برخی خصوصیات و مزایا که اتصالات فشاری پلیمری را به نسبت سایر اتصالات پرکاربردتر می‌کند، مجموعه الیت پنوماتیک بخش قابل توجهی از سبد محصولات خود را به این دسته اتصالات اختصاص داده و به علت حساسیت این اتصالات همواره توجه ویژه‌ای به کیفیت محصولات خود داشته است.
در مقاله‌ای دیگر به تشریح کامل اتصالات فشاری پلیمری، مزایا و مشخصات فنی و تکنیکی آنها خواهیم پرداخت.