آکادمی ماهر

لامپ‌ها به عنوان جزء جدایی‌ناپذیر زندگی ما انسان‌ها شناخته می‌شوند و تصور زندگی بدون آن‌ها تقریباً غیرممکن است. آن‌ها انرژی الکتریکی را به نور مصنوعی تبدیل کرده و در تولید نور مصنوعی بسیار مؤثر و ضروری هستند.

از زمان اختراع لامپ توسط ادیسون، پیشرفت‌های تکنولوژی باعث شده که انواع مختلفی از لامپ‌ها با ویژگی‌ها و ابعاد گوناگون به بازار عرضه شوند. این تنوع ممکن است انتخاب را پیچیده کند. با ما همراه باشید تا با انواع لامپ‌ها آشنا شوید و انتخاب مناسبی داشته باشید.

برای یادگیری عملی استفاده از تجهیزات برق صنعتی و طراحی و مونتاژ تابلو برق می‌توانید دورهآموزش برق صنعتی ماهر را تهیه کنید.

انواع مختلف لامپ‌ها با توجه به فناوری

با پیشرفت تکنولوژی، انواع مختلفی از لامپ‌ها تولید شده‌اند که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند. در اینجا به معرفی مختصر انواع لامپ‌ها و ویژگی‌هایشان می‌پردازیم.

لامپ رشته‌ای

لامپ‌های رشته‌ای همان لامپ‌های سنتی هستند که در آن‌ها رشته‌ای از تنگستن وجود دارد و با عبور جریان برق، روشن می‌شوند. این رشته درون خلا? یا گاز نیتروژن قرار دارد. جریان الکتریکی ناگهانی ممکن است باعث گرم شدن و سوختن رشته شود. عمر این لامپ‌ها بین 700 تا 1000 ساعت است و انرژی زیادی هدر می‌دهند.

مزایای لامپ رشته‌ای:

- نور ملایم و آرامش‌بخش

- نصب ساده بدون نیاز به مدار اضافی

- قابلیت کار با جریان‌های متناوب و مستقیم

معایب لامپ رشته‌ای:

- بازدهی پایین

- مصرف برق زیاد

- تولید گرمای فراوان

- طول عمر کوتاه

- کاهش روشنایی با گذر زمان

این موارد، ویژگی‌های اصلی لامپ‌های رشته‌ای هستند که باید در نظر گرفته شوند.

لامپ فلورسنت

لامپ فلورسنت، که به نام لامپ مهتابی نیز شناخته می‌شود، نسبت به لامپ‌های رشته‌ای پیچیدگی بیشتری دارد. این لامپ‌ها با مصرف انرژی کمتر نور بیشتری تولید می‌کنند و دوام بیشتری دارند. به طور خاص، ده لامپ فلورسنت به اندازه یک لامپ رشته‌ای انرژی مصرف می‌کنند.

یکی از مزیت‌های لامپ فلورسنت این است که در صورت خرابی، گاهی اوقات قابل تعمیر هستند. از نظر اقتصادی، این لامپ‌ها مقرون‌به‌صرفه‌تر از لامپ‌های رشته‌ای محسوب می‌شوند.

ویژگی‌های مثبت لامپ فلورسنت شامل مصرف کمتر انرژی، قیمت مناسب، نوردهی گسترده و باکیفیت و تولید گرمای کم است. با این حال، معایبی همچون وجود جیوه در ساختار، خطرات زیست‌محیطی در صورت شکسته شدن، عمر کوتاه‌تر نسبت به لامپ‌های کم‌مصرف و LED، تأخیر در روشن شدن، ایجاد نویز الکترومغناطیسی و عدم امکان استفاده از دیمر را نیز دارا می‌باشند. برای خاموش و روشن کردن این لامپ‌ها نیاز به کلید برق است.

 

لامپ فلورسنت فشرده که به نام لامپ CFL نیز شناخته می‌شود، دارای عمر طولانی و کارکردی بالای 1000 ساعت است. این لامپ‌ها مانند لامپ‌های فلورسنت عمل می‌کنند، اما با روشنایی بیشتر و مصرف انرژی کمتر.

مزایای استفاده از لامپ فلورسنت فشرده شامل موارد زیر است:

- عمر طولانی‌تر، حدود 8 برابر لامپ‌های رشته‌ای

- مصرف انرژی کمتر، حدود یک‌پنجم لامپ‌های رشته‌ای

- مقرون‌به‌صرفه بودن

از معایب لامپ فلورسنت فشرده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- انتشار اشعه UV

- داشتن جیوه در ساختار لامپ

- خطر برای انسان و محیط زیست

- تأخیر در روشن شدن

- کاهش نوردهی با گذشت زمان

لامپ هالوژن

لامپ هالوژن نسخه‌ای بهبود یافته از لامپ‌های رشته‌ای است که با گاز هالوژن یا بی‌اثر پر شده و باعث افزایش کارایی، درخشندگی و طول عمر آن می‌شود. این لامپ‌ها دارای مزایایی چون قیمت مناسب، مصرف برق کم، کیفیت نوردهی عالی، طول عمر بیشتر نسبت به لامپ‌های رشته‌ای، توان نوری ثابت و ضریب بهره نوری بالا و اندازه کوچک هستند. لامپ هالوژن گزینه‌ای مناسب برای زیباسازی محیط به شمار می‌رود. با این حال، گرمای تولیدی زیاد و اثرات زیست‌محیطی ناشی از گاز هالوژن از نقاط ضعف آن‌ها محسوب می‌شوند.

لامپ ال ای دی (LED)

لامپ‌های ال ای دی (LED) به دلیل مصرف کم و عمر طولانی شناخته شده‌اند. با این حال، این لامپ‌ها معمولاً نور کمی دارند و جهت‌دار نیستند، بنابراین برای روشنایی اتاق‌ها گزینه مناسبی نیستند. بهترین استفاده از لامپ LED در مکان‌هایی مانند زیر کابینت‌ها است. این لامپ‌ها در رنگ‌های متنوعی عرضه می‌شوند و در نورپردازی خانه‌ها و مشاغل کاربرد وسیعی دارند.

لامپ LED از جمله بهترین لامپ‌های موجود در بازار محسوب می‌شود. از ویژگی‌های مثبت این لامپ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- مقاومت در برابر شوک و لرزش

- بازدهی بالا

- طول عمر زیاد

- مصرف برق کم

- عدم تولید گرما

- عدم استفاده از گازهای سمی

- قابلیت تغییر دمای رنگ نور بین 1000 تا 10000 کلوین

اما در کنار این مزایا، لامپ LED معایبی نیز دارد، از جمله:

- نیاز به مدار یک‌سوساز که ممکن است باعث خرابی لامپ شود

- قیمت بالای لامپ

- عدم توانایی در نوردهی در تمامی جهات که باعث ایجاد نقاط تاریک می‌شود

- امکان تولید طیف نوری فرابنفش در صورت غیر استاندارد بودن که می‌تواند برای سلامتی خطرناک باشد

- نور کم به دلیل استفاده از صفحه هدایت‌کننده‌ نور دیفیوزر

این متن به بررسی مزایا و معایب لامپ‌های ال ای دی می‌پردازد و نشان می‌دهد که این لامپ‌ها در چه مواردی می‌توانند مفید یا مضر باشند.

انواع لامپ‌های صنعتی

نورپردازی در محیط‌های صنعتی با نورپردازی در منازل فرق دارد و نیاز به نور کافی و کارآمد دارد. برای ایجاد چنین محیطی، استفاده از لامپ‌های خاص ضروری است. این لامپ‌ها باید کم‌مصرف، بادوام و مقاوم باشند. در ادامه به دو نوع از این لامپ‌ها اشاره می‌کنیم.

لامپ‌های LED صنعتی

این لامپ‌ها برای محیط‌های صنعتی بسیار مناسب هستند زیرا عمر طولانی و کارایی بالایی دارند. لامپ‌های LED به ندرت خراب می‌شوند و نوردهی پایداری دارند.

چراغ‌های سوله‌ای

چراغ‌های سوله‌ای گزینه‌ای بسیار کم‌مصرف برای نورپردازی صنعتی هستند. این لامپ‌ها در برابر رطوبت، زنگ‌زدگی و گرد و غبار مقاوم بوده و نور با کیفیتی ارائه می‌دهند.

با انتخاب لامپ‌های مناسب، می‌توان محیط‌های صنعتی را به خوبی روشن کرد و کارایی را افزایش داد.

لامپ صنعتی فن‌دار دارای سیستم خنک‌کننده‌ای است که به خنک نگه‌داشتن لامپ کمک می‌کند. این ویژگی نه تنها از افزایش دمای محیط به‌واسطه روشنایی لامپ جلوگیری می‌کند، بلکه عمر مفید لامپ را نیز افزایش می‌دهد.

جمع بندی

لامپ‌ها نقش مهمی در زندگی روزمره ما دارند. برای روشنایی مصنوعی و تزئین محیط‌های شهری و داخلی، از انواع مختلف لامپ به‌طور گسترده استفاده می‌شود. در انتخاب لامپ باید به عواملی مانند قیمت لامپ، شدت و طیف نور، برد روشنایی، ایمنی و مواد سازنده توجه کرد. در این مقاله، به بررسی انواع رایج لامپ‌ها و ویژگی‌های آن‌ها پرداختیم.

شیر برقی یک دستگاه الکترومکانیکی است که برای کنترل جریان گاز یا مایع به کار می‌رود. این تجهیز با استفاده از جریان الکتریکی، ورودی و خروجی سیال را تنظیم می‌کند و از حرکت خطی برای انجام این کار بهره می‌برد. شیر برقی می‌تواند عملیات باز و بسته کردن، توزیع یا ترکیب مقدار معینی از جریان را انجام دهد.

بررسی اجزای شیر برقی

شیر برقی شامل بخش‌های متنوعی است که هرکدام نقش خاصی دارند. بدنه (Valve body) وظیفه اتصال شیر به لوله‌ها را دارد. پورت ورودی (Inlet port) محلی است که سیال از آن وارد می‌شود و پورت خروجی (Outlet port) جایی است که سیال از آن خارج می‌شود. در برخی کاربردها، شیر برقی چندین خروجی دارد.

بوبین بخشی است که به شکل استوانه توخالی طراحی شده و سیم پیچ درون آن قرار دارد. سیم پیچ (Solenoid coil) با عبور جریان، میدان مغناطیسی تولید می‌کند. کانکتور (Conector) محلی برای اتصال سیم به منبع برق است و برق را به بوبین انتقال می‌دهد. پیستون (Plunger/piston)، قطعه‌ای استوانه‌ای است که با جریان برق حرکت کرده و شیر را باز یا بسته می‌کند. این پیستون از مواد فرومغناطیس ساخته شده و درون سیم پیچ قرار گرفته است.

حفره (Orifice) انعطاف‌پذیری لازم برای ارتباط بین درگاه ورودی و خروجی را فراهم می‌کند و با حرکت پیستون، این مسیر باز و بسته می‌شود. فنر (Spring) برای جلوگیری از سقوط پیستون و کنترل حرکت آن استفاده می‌شود. در حالت بدون برق، فنر پیستون را در وضعیت NC به پایین می‌فشارد و مسیر را می‌بندد، در حالی که در حالت NO فنر پیستون را بالا نگه می‌دارد تا مسیر باز بماند. آب‌بند (Seal) نیز از ورود آب به بوبین جلوگیری می‌کند.

عملکرد سلونوئید ولو

شیر برقی از دو قسمت اصلی تشکیل شده است: بوبین و بدنه شیر. بوبین شامل یک سیم‌پیچ است که اطراف هسته‌ای فرومغناطیسی به نام پیستون پیچیده شده است. هنگامی که بوبین برقدار می‌شود، میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ ایجاد می‌گردد. این میدان باعث جاذبه شده و پیستون را در جهت مخالف فنر حرکت می‌دهد. وظیفه سیم‌پیچ ایجاد میدان مغناطیسی برای جابه‌جایی پیستون است. فنر نیز با توجه به نوع شیر، مسیر سیال را باز یا بسته کنترل می‌کند.

مزایای استفاده از سلونوئید ولو

عملکرد سریع و اعتمادپذیری بالا، عمر طولانی، مصرف جریان پایین و صدای کم از ویژگی‌های این محصول هستند. طراحی ساده آن که ممکن است بسته یا باز باشد، از دیگر مزایای این دستگاه است.

کاربردهای شیر برقی

بدنه شیر برقی به لوله‌ها متصل می‌شود. پورت ورودی، مسیر ورود سیال به شیر است و پورت خروجی، راه خروج آن را فراهم می‌کند. برخی شیرهای برقی چندین خروجی دارند. بوبین، استوانه‌ای تو خالی است که سیم پیچ درون آن قرار دارد. سیم پیچ با عبور جریان، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. کانکتور محلی برای اتصال سیم به منبع برق است که برق را به بوبین می‌رساند. پیستون، بخشی استوانه‌ای شکل است که با اتصال برق حرکت می‌کند تا شیر را باز یا بسته کند. پیستون از مواد فرومغناطیس ساخته شده و درون سیم پیچ قرار دارد. حفره، ارتباط‌دهنده پورت‌های ورودی و خروجی است و پیستون با حرکت خود این حفره را باز و بسته می‌کند. شیر برقی می‌تواند چندین حفره داشته باشد. فنر، علاوه بر جلوگیری از سقوط پیستون، حرکت آن را کنترل می‌کند. وقتی شیر بدون برق است، در حالت NC، فنر پیستون را پایین می‌برد و مسیر را می‌بندد؛ در حالت NO، فنر پیستون را بالا نگه می‌دارد تا مسیر باز بماند. آب‌بند از ورود آب به بوبین جلوگیری می‌کند.

با شناخت اجزای شیر برقی، می‌توان عملکرد آن را بهتر درک کرد.

جمع بندی

در این مقاله متوجه شدیم که شیر برقی چیست؟

شیر برقی وسیله‌ای است که برای باز و بسته کردن مسیر سیال به کار می‌رود و از دو بخش اصلی بوبین و بدنه تشکیل شده است. این دستگاه بر اساس نوع کاربرد، ساختار و شکل، دسته‌بندی می‌شود و در فرآیندهای هیدرولیکی و پنوماتیکی، در انواع مختلفی از شیرهای کنترل جهت، فشار و سرعت، کاربرد دارد. برای انتخاب شیر برقی باید به عواملی مانند نوع سیال، شرایط محیطی، سایز، فشار، نوع عملکرد و مشخصات الکتریکی توجه کنیم. این شیرها دارای عمر طولانی و سرعت عملکرد بالا هستند و در مصارف خانگی مانند ماشین لباسشویی و در صنایع مانند سیستم‌های خنک‌کننده و روانکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مواردی که حجم دبی زیاد است، از شیرهای پیلوتی استفاده می‌شود و در نقشه‌ها، شیرها در حالت استراحت (عدم تحریک) نشان داده می‌شوند.

اضافه بار چیست؟

هر دستگاهی دارای توان مشخصی است و اگر توان مصرفی یک مصرف‌کننده از این حد فراتر رود، به آن اضافه بار می‌گویند. در این وضعیت، مصرف‌کننده جریانی بیشتر از جریان نامی از شبکه دریافت کرده و دمای تجهیز افزایش می‌یابد. عدم تشخیص به موقع این وضعیت می‌تواند به آسیب‌های جدی منجر شود. برای پیشگیری از این مشکلات، از رله اضافه بار استفاده می‌شود.

رله اضافه بار چیست؟

رله اضافه بار، تجهیزی است که با نظارت بر جریان، از مدار در برابر آسیب‌های ناشی از اضافه بار محافظت می‌کند. اگر جریان مدار بیش از حد مجاز باشد، رله با ارسال فرمان کنترلی، مدار را قطع می‌کند. رله‌های اضافه بار حرارتی اجازه اضافه بارهای موقت را بدون اختلال در مدار می‌دهند و در صورت خطر، مدار را قطع می‌کنند. این رله‌ها پس از حذف اضافه بار، قابل تنظیم مجدد هستند.

انتخاب مناسب رله اضافه بار حرارتی برای الکتروموتورها می‌تواند از آن‌ها در برابر مشکلاتی مانند خطای بیرینگ، خطای میله روتور، خطای سیم پیچ استاتور و خطای کوپلینگ شفت محافظت کند.

 برای اطلاع بیشتر در رابطه با اینکه بیمتال چیست تا انتهای این محتوا همراه باشید.

بیمتال چگونه قطع می‌شود؟

بخش اصلی بیمتال شامل نواری از دو یا چند فلز با ضریب انبساط حرارتی مختلف است که به وسیله پرچ، لحیم یا جوش به هم متصل می‌شوند. ضریب انبساط یکی از ویژگی‌های مهم هر ماده است و دو فلز مختلف در نوار بی‌متال همیشه میزان انبساط حرارتی متفاوتی دارند.

هنگام گرم شدن، به دلیل تفاوت در ضریب انبساط حرارتی، نوار بیمتال خم می‌شود. این تفاوت در جنس فلزات و ضریب انبساط آن‌ها عامل اصلی قطع در بیمتال است.

وقتی جریان از یک رسانا عبور می‌کند، دما در آن افزایش می‌یابد و رسانای بیمتال گرم می‌شود. نوار فلزی در مجاورت رسانا گرما را جذب و منبسط می‌شود و از طریق یک مکانیزم مکانیکی، مدار باز شده و جریان قطع می‌شود.

اجزای بیمتال شامل چندین قسمت اصلی است:

ترمینال‌: بیمتال دارای سه ترمینال ورودی با نام‌های L1، L2 و L3 است که به خروجی کنتاکتور متصل می‌شوند و سه ترمینال دیگر با نام‌های T1، T2 و T3 برای خروجی طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، برای حفاظت از موتور، خروجی بیمتال به ورودی موتور وصل می‌شود.

دکمه تنظیم مجدد: این دکمه برای بازنشانی رله و رفع خطا به کار می‌رود و می‌تواند به صورت دستی یا خودکار تنظیم شود. در حالت خودکار، کنتاکت‌ها پس از هر عملکرد به صورت خودکار به وضعیت اولیه بازمی‌گردند.

 

نوار فلزی: بیمتال از نوارهای فلزی با دو جنس متفاوت و ضریب انبساط مختلف استفاده می‌کند. این نوارها با جذب گرما منبسط شده و مدار را قطع می‌کنند تا حفاظت ایجاد شود.

رسانای عبور جریان: یک رسانا که معمولاً در کنار نوار فلزی قرار دارد، جریان را جذب کرده و گرما را به نوار فلزی منتقل می‌کند. این رسانا در برخی از رله‌های اضافه بار حرارتی به صورت سیم‌پیچی طراحی شده است.

مکانیزم مکانیکی قطع: با انبساط نوار فلزی، تیغه‌ای تحت تاثیر قرار می‌گیرد که با جابجایی خود، اتصال کنتاکت‌ها را قطع می‌کند.

کاربردهای بیمتال

کاربردهای بیمتال در حفاظت از موتورهای تکفاز و سه فاز مانند پمپ‌ها، کمپرسورها، میکسرها، نوار نقاله و آسانسورها بسیار مهم است. برای انتخاب بیمتال مناسب، پارامترهایی نظیر محدوده جریان، ولتاژ نامی و استانداردهای بین‌المللی باید در نظر گرفته شوند.

در تنظیم جریان، رله اضافه بار حرارتی با استفاده از پتانسیومتر چرخشی تنظیم می‌شود و پس از قطع مدار به دلیل اضافه بار، زمان مشخصی برای خنک شدن بیمتال نیاز است. تنظیم مجدد رله به صورت دستی یا خودکار انجام می‌شود و تا زمان خنک شدن کامل نمی‌توان آن را بازنشانی کرد.

دکمه تست برای بررسی عملکرد صحیح رله و شبیه‌سازی خاموش شدن آن استفاده می‌شود. با فشار دکمه STOP، کنتاکتور قطع شده و جریان بار متوقف می‌شود و با رهاسازی دکمه، بار به مدار بازمی‌گردد.

مزایاو معایب بیمتال

مزایای بیمتال شامل محافظت از موتور در برابر حرارت زیاد، هزینه کم و داشتن دکمه تست داخلی جهت عیب یابی است. برخی رله‌های اضافه بار حرارتی نیز دارای دکمه انتخاب کلاس تریپ هستند. بیمتال با داشتن محدوده جریان گسترده و عملکرد ریست (دستی یا اتوماتیک)، قابل نصب مستقیم بر روی کنتاکتور است. از معایب بیمتال می‌توان به عدم عملکرد قطع مستقیم و نیاز به وسایل کلید زنی مانند کنتاکتور، ناتوانی در محافظت از اتصال کوتاه، عملکرد نسبتا کند، نیاز به خنک شدن نوار فلزی پس از عمل و عملکرد ضعیف در استارت‌های سنگین اشاره کرد.

جمع بندی

در این مقاله با رله اضافه بار حرارتی یا بیمتال آشنا شدیم. این تجهیز با استفاده از تفاوت ضریب انبساط دو فلز، مدار را از اضافه جریان محافظت می‌کند و در مدارهای راه‌انداز موتور بسیار کاربرد دارد.

برای کسب مهارت در صنعت برق، آشنایی با تجهیزات اهمیت دارد. دوره "آموزش برق صنعتی ماهر" می‌تواند به شناسایی تجهیزات و کاربردهای آن کمک کند.

اگر در کارخانه‌های تولید محصولات پلاستیکی و پلیمری فعالیت داشته‌اید، احتمالاً با دستگاه اکسترودر آشنا هستید. این دستگاه در صنایع دیگری مثل نساجی و فلزات نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای کسانی که در صنایع مرتبط با اکسترودر فعالیت می‌کنند، درک مکانیزم عملکرد و روش‌های کنترل آن بسیار مهم است.

در این متن، به معرفی انواع اکسترودر، اجزای تشکیل‌دهنده و روش‌های کنترل بخش‌های مختلف آن می‌پردازیم. با آکادمی ماهر همراه باشید.

اکسترودر چیست؟

این دستگاه با اعمال فشار، مواد را از قالب عبور می‌دهد تا محصولاتی با سطح مقطع ثابت تولید کند. اکسترودر مزایایی از جمله امکان تولید مقاطع پیچیده و کار با مواد شکننده را فراهم می‌سازد. نیروی وارد شده توسط اکسترودر شامل فشار و برش است و نیروی ضربه‌ای یا ارتعاشی به مواد وارد نمی‌کند، که منجر به تولید محصولی صاف و فرآیند شکل‌دهی آسان می‌شود.

اکسترودر در صنایع مختلفی کاربرد دارد، از جمله:

- پلیمر

- فلزات

- پلاستیک‌سازی

- تولید قطعات لاستیکی

- سرامیک‌سازی

- صنایع غذایی

- داروسازی

- نساجی

- کابل‌سازی

این دستگاه به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا محصولات با کیفیت و شکل‌دهی مناسب تولید کنند.

دستگاه اکسترودر از یک سیلندر استوانه‌ای بزرگ و یک میله مارپیچ به نام ماردون تشکیل شده است که از وسط سیلندر می‌گذرد و به عنوان عامل حرکت‌دهنده عمل می‌کند. در برخی مدل‌ها، به جای ماردون از میله‌ای استوانه‌ای به نام سمبه (Ram) استفاده می‌شود. در یک طرف اکسترودر، هاپری قرار دارد که مواد اولیه از طریق آن وارد سیلندر می‌شوند و در طرف دیگر، قالبی نصب شده که به مواد خروجی فرم می‌دهد. اکنون که با اجزای اصلی آشنا شدید، ممکن است بپرسید: اکسترودر چیست؟ این دستگاه برای شکل‌دهی و تولید محصولات مختلف از طریق فرآیند اکستروژن استفاده می‌شود.

 

اکسترودر در پلاستیک و پلیمر

اکسترودر یکی از دستگاه‌های اساسی در صنعت پلاستیک و پلیمر محسوب می‌شود. این دستگاه برای تولید محصولاتی مانند لوله‌ها، روکش‌های پلاستیکی، و تسمه‌های بسته‌بندی به کار می‌رود. فرآیند تولید به کمک اکسترودر شامل مراحل زیر است:

1. ذوب کردن پلاستیک یا پلیمر

2. فشرده‌سازی مواد ذوب‌شده به درون قالب برای ایجاد شکل مورد نظر

3. خنک‌سازی محصول خروجی از قالب

4. برش محصول به اندازه‌های مورد نیاز

اکسترودر با ارائه این مراحل، نقش مهمی در تولید محصولات پلاستیکی دارد.

تجهیزات و مواد اولیه

برای تولید محصولات پلاستیکی و پلیمری، ابتدا باید دستگاه اکسترودر آماده شده و مواد اولیه تامین گردد. اجزای اصلی یک اکسترودر شامل سیلندر، ماردون و هاپر است. همچنین، اکسترودر باید دارای قالب و المنت گرم‌کننده باشد و موتور الکتریکی قوی برای حرکت ماردون نیاز است. مواد اولیه شامل رزین یا گرانول پلاستیکی است که به صورت دانه‌های ریز در هاپر ریخته می‌شود. ترکیبات مختلف شیمیایی مانند پلی‌استر ضربه‌پذیر، PVC، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و ABS در ساخت این مواد به کار می‌روند. حال پرسش اصلی این است که اکسترودر چیست؟ ابزاری کلیدی در این فرآیند تولیدی محسوب می‌شود.

انواع اکسترودر

اکسترودرها در انواع مختلفی مانند تک‌ماردون، چند‌ماردون و سمبه‌ای (Ram) موجود هستند. نوع تک‌ماردون و چند‌ماردون بیشتر استفاده می‌شوند، در حالی که برای برخی پلاستیک‌هایی که به سختی ذوب می‌شوند، از اکسترودر سمبه‌ای بهره می‌برند. ماردون، که تنها قطعه متحرک اکسترودر است، نقش مهمی در کنترل دما، فشار و نرخ مصرف مواد ایفا می‌کند. بنابراین، طراحی مناسب آن اهمیت زیادی دارد و به عواملی چون سرعت ذوب، اندازه رزین، نوع پلاستیک و فشار مورد نیاز بستگی دارد.

در مواردی که نیاز به ترکیب چند ماده خام است، اکسترودرهای دوقلو برای بهبود کیفیت ترکیب استفاده می‌شوند. اکسترودرهای تک‌ماردون ارزان و ساده هستند، اما برای یکنواختی بیشتر، اکسترودرهای دوماردون عملکرد بهتری دارند.

 

 

فرایند ذوب پلاستیک در اکسترودر

فرایند ذوب مواد در اکسترودر با ورود مواد خام به هاپر آغاز می‌شود. در صورت لزوم، افزودنی‌هایی مانند رنگ اضافه می‌گردد. سپس، مواد خام به سیلندر وارد شده و توسط ماردون به سوی قالب رانده می‌شوند. در این فرآیند، پلاستیک در دمای 200 تا 300 درجه سلسیوس ذوب می‌شود. برخی اکسترودرها دما را به تدریج افزایش می‌دهند تا از افت کیفیت پلاستیک جلوگیری کنند. پلاستیک مذاب به قالب منتقل شده تا در آنجا خنک و سخت شود. برای خنک‌سازی از حوضچه آب، رول خنک‌کننده یا دمش هوا استفاده می‌شود.

تنظیم دما

تنظیم دما و کنترل سرعت ذوب مواد در اکسترودر از مسائل حیاتی در تولید محصولات پلاستیکی است. تنظیم صحیح دما در اکسترودر باعث می‌شود محصول نهایی بدون تاب خوردگی یا له‌شدگی تولید شود. اصطکاک و فشار در سیلندر اکسترودر باعث افزایش دمای مواد می‌شود.

برای کنترل دقیق دما، از هیتر (المنت) استفاده می‌گردد. توان هیترها قابل تنظیم است و با روشن و خاموش کردن آن‌ها دمای اکسترودر تثبیت می‌شود. در برخی مدل‌ها، برای کاهش دما، فن‌های خنک‌کننده روی بدنه سیلندر نصب می‌شوند.

هیترهای اکسترودر به دلیل شکل استوانه‌ای سیلندر، از نوع المنت کمربندی هستند که به دور سیلندر حلقه می‌شوند و می‌توانند تسمه‌ای یا سرامیکی باشند.

محصولات پلاستیکی خاص

اکسترودر در تولید محصولات پلاستیکی خاص نیز کاربرد دارد. برای مثال:

- تولید قطعات چند‌لایه (Coextrusion): در این روش، مواد مختلف از طریق اکسترودرهای جداگانه ذوب شده و به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک محصول چند‌لایه ایجاد شود.

- تولید محصولات روکش‌دار (Overjacketing): برای ایجاد روکش‌های محافظتی مانند سیم و کابل استفاده می‌شود.

- تولید محصولات لوله‌ای (Tubing Extrusion): با استفاده از قالب و دمش هوا، محصولات توخالی یا لوله‌ای تولید می‌شوند.

- تولید ورقه‌های بادی (Blown Film Extrusion): این روش برای تولید کیسه‌های پلاستیکی است که با دمیدن هوا، از چروک شدن پیشگیری می‌شود.

اکسترودر در صنایع نساجی

در صنایع نساجی به‌طور گسترده‌ای برای تولید الیاف مصنوعی پلیمری که در ساخت نخ، پارچه، موکت و فرش استفاده می‌شوند، به‌کار می‌رود. فرایند «رشته پیوسته حجیم» یا BCF یکی از روش‌های اصلی تولید نخ از این الیاف است.

در این فرایند، ابتدا رزین مشابه تولید پلاستیک‌ها وارد اکسترودر شده و ذوب می‌شود. افزودنی‌هایی مانند مستربچ برای رنگ‌دهی به محصول به‌صورت دقیق با دستگاه دوزینگ اضافه می‌شوند. اکسترودر مواد را به‌صورت مذاب یکدست درآورده و با استفاده از ماردون به لوله‌های خروجی منتقل می‌کند.

 

این لوله‌ها دوجداره هستند و با عبور گاز داغ از بین جداره‌ها، از سفت شدن مواد در حال انتقال جلوگیری می‌شود. مواد مذاب سپس از طریق «رشته‌ساز» به‌صورت ژله‌ای خارج و با دمش هوا خنک شده و به رشته‌های باریک تبدیل می‌شوند.

در مرحله تبدیل رشته‌ها به الیاف، پس از خروج از دستگاه رشته‌ساز، این رشته‌ها به دستگاهی به نام «وایندر» هدایت می‌شوند. در این مرحله، با عبور از قطعه‌ای به نام «لاملا» و با استفاده از هوای پرفشار، رشته‌ها به الیاف نازک و حجیم تبدیل می‌گردند. در پایان، این الیاف به دور استوانه‌های گردان پیچیده شده و توسط وایندر به صورت کلاف نخ در‌می‌آیند که محصول نهایی فرایند است.

ذوب مواد اولیه و تولید رشته‌های پلیمری

فرایند BCF، یک فرایند پیوسته برای تولید نخ‌های حجیم محسوب می‌شود و در سازه‌های چند‌طبقه نصب می‌گردد. در این مقاله، به بررسی اجزای دستگاه اکسترودر پرداخته و کاربرد آن در صنایع پلاستیک، نساجی و آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، نحوه کنترل دمای سیلندر و دور موتور اکسترودر توضیح داده شد.

جمع بندی

برای مهندسان و تکنسین‌های فعال در این حوزه، آشنایی با کاربردها و عملکرد دستگاه اکسترودر اهمیت بالایی دارد. آکادمی ماهر دوره آموزشی جامعی برای یادگیری این دستگاه ارائه کرده است که می‌توانید از طریق لینک مربوطه به آن دسترسی داشته باشید. اکسترودر چیست؟ این دستگاه ابزار کلیدی در صنایع مختلف است و آشنایی با آن برای متخصصان ضروری است.

شاید شما هم مقره‌های قهوه‌ای رنگی که به عنوان عایق روی دکل‌های برقی نصب شده‌اند را دیده باشید. این مقره‌ها جزو اجزای حیاتی در تابلوهای برق فشار قوی و خطوط انتقال برق هستند و دارای انواع مختلف با کاربردهای متنوعی می‌باشند. در اینجا به بررسی انواع مقره برق و کاربردهای آن خواهیم پرداخت. با ماهر آکادمی همراه باشید.

مقره چیست؟

سرامیک‌ها به دلیل مقاومت بالایی که در برابر جریان الکتریکی دارند، سال‌هاست به عنوان عایق در صنعت برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. مقره برق از سرامیک و خاک رس متخلخل به رنگ‌های قرمز، قهوه‌ای یا سفید ساخته می‌شود و به عنوان پلی بین اجزای الکتریکی عمل می‌کند و از عبور جریان‌های ناخواسته به زمین جلوگیری می‌کند.

استفاده از مقره برق از دهه 1950 شایع شد. در ابتدا مقره‌ها از شیشه تولید می‌شدند، اما به مرور زمان و با توقف تولید عایق‌های شیشه‌ای در دهه 1960، مقره‌های سرامیکی که ارزان‌تر و بادوام‌تر بودند جایگزین شدند.

مقره برق چگونه عمل می‌کند؟

انرژی همواره از جسم گرم‌تر به سمت جسم سردتر حرکت می‌کند. در مقره‌های سرامیکی به دلیل وجود پیوندهای محکم بین ذرات، انرژی ذرات در برخورد با مقره کاهش می‌یابد و این امر مانع افزایش دما و حرکت الکترون‌ها می‌شود.

کاربرد مقره برق چیست؟

مقره برق برای محدود کردن انتقال برق یا گرما استفاده می‌شود. مقره‌های حرارتی با توقف حامل‌های گرما، دما را کاهش می‌دهند، در حالی که مقره‌های برقی مانند مقره‌های سرامیکی از جریان ناخواسته الکتریکی جلوگیری می‌کنند.

مقره‌های برق در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی، از ایستگاه‌های توزیع برق تا ایستگاه‌های تلفن همراه و خطوط انتقال و توزیع استفاده می‌شوند.

انواع مقره برق

مقره‌های نگهدارنده سیم (Wire Support Insulator) برای حفظ و تحمل وزن سیم‌ها و هادی‌های الکتریکی در سیستم‌های توزیع ولتاژ پایین به کار می‌روند.

مقره کششی (Tension Insulator) نقش مهمی در نگهداری سیم‌ها و کابل‌های آویزان دارد و قادر است نیروهای کششی را تحمل کند. این مقره‌ها در پایه‌های ابتدایی و انتهایی خطوط انتقال و توزیع و همچنین در نقاطی که مسیر خط زاویه‌دار می‌شود، استفاده می‌شوند.

 

مقره چرخشی (Pole Insulator) به شکل قرقره‌ای است و با یک براکت به دیوارها یا پایه‌ها متصل می‌شود. این مقره‌ها مشابه مقره کششی عمل می‌کنند، اما نیروی کششی کمتری را تحمل می‌کنند و در دو نوع تک‌شیاره و دو‌شیاره موجود هستند.

مقره مهار (Stay Insulator) در خطوط توزیع برای مهار نیروهای وارد بر پایه‌های خط به کار می‌رود. این مقره در میانه سیم مهار قرار می‌گیرد تا خطر برق‌گرفتگی کاهش یابد و با وجود شکستگی، سیم مهار همچنان متصل باقی می‌ماند. هر سه نوع مقره برق به هدف افزایش ایمنی و کارایی در خطوط انتقال و توزیع برق طراحی شده‌اند.

مقره برق توزیع ولتاژ پایین به صورت عمودی یا افقی با پیچ یا روی بازوی متقاطع نصب می‌گردد و به دلیل اطمینان بالا، کاربرد گسترده‌ای دارد. طراحی این مقره مشابه مقره چرخشی است و در خطوط هوایی با ولتاژ پایین تا متوسط به کار می‌رود.

مقره واشر بوشی که به عنوان واشر شانه‌ای نیز شناخته می‌شود، جریان الکتریکی را مسدود کرده و از خوردگی گالوانیکی جلوگیری می‌نماید. این مقره‌ها خواص عایق‌های سرامیکی را دارا بوده و دمایی تا 3000 درجه فارنهایت را تحمل می‌کنند. طراحی خاص آن‌ها مقاومت در برابر اثرات گازهای هیدروکلریک و اسید نیتریک را فراهم می‌سازد.

مقره آویزی، هادی‌های خطوط برق را جدا کرده و شامل دیسک‌های سرامیکی متصل به هم توسط پیوند فلزی است. این مقره بر روی کراس‌آرم بین پایه‌ها یا دکل‌ها با فاصله زیاد آویزان می‌گردد.

مقره‌های برق انواع مختلفی دارند که در خطوط توزیع و انتقال برق به کار می‌روند. مقره پین، که به عنوان مقره سرامیکی توزیع شناخته می‌شود، از یک یا دو قطعه سرامیکی ساخته شده و با سیمان متصل می‌شوند. این مقره‌ها به دلیل مقاومت مکانیکی بالا، تا 56 کیلوولت را تحمل کرده و به صورت عمودی و افقی نصب می‌شوند.

مقره بشقابی، مشابه دیسک، دارای پایه‌های فولادی و کلاهک‌های آهنی است و در خطوط فشار قوی استفاده می‌شود. این مقره‌ها می‌توانند 11 تا 14 کیلوولت را پشتیبانی کنند و مزیت آن‌ها در امکان تعویض دیسک‌ها بدون آسیب به دیگر بخش‌ها است.

مقره اتکایی برای عایق‌کاری هادی‌ها در تابلوهای برق فشار قوی به کار می‌رود و می‌تواند توخالی یا توپر باشد. نوع توپر مقاومت مکانیکی بیشتری دارد و از تخلیه الکتریکی خازن‌ها جلوگیری می‌کند. انواع آن شامل مقره‌های اتکایی شش‌گوش، درام، استوانه‌ای و مخروطی هستند.

استفاده از مقره برق سرامیکی به دلیل مزایای متعدد آن‌ها رو به افزایش است.

مزایای مقره سرامیکی

 

1. سختی بالا: برخلاف باور عمومی، مقره‌های سرامیکی چهار برابر سخت‌تر از فولاد ضد زنگ هستند و بنابراین طول عمر بالایی دارند.

2. مقاومت در برابر فرسایش: این نوع مقره‌ها در برابر فرسایش مقاوم‌اند و از انعطاف‌پذیری و دوام زیادی برخوردارند.

3. ویژگی‌های مکانیکی مناسب: در شرایط سخت، مقره‌های سرامیکی خواص مکانیکی و استحکام خود را به خوبی حفظ می‌کنند.

4. دی‌الکتریک بالا: سرامیک به دلیل دی‌الکتریک بالا و تلفات الکتریکی کم، برای ساخت عایق‌های الکتریکی ایده‌آل است.

5. مقاومت در برابر خوردگی: مقره‌های سرامیکی به دلیل غیر فلزی بودن، در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم‌اند و برای استفاده در فضای باز مناسب هستند.

6. رسانایی گرمایی: افزایش دما باعث کاهش خاصیت رسانایی آن‌ها می‌شود.

در نهایت، **نگهداری آسان** از دیگر مزایای این مقره‌ها به شمار می‌رود.

معایب مقره سرامیکی

معایب مقره‌های سرامیکی شامل شکنندگی و وزن زیاد است که نیاز به حمل با احتیاط دارند. بعضی از مقره‌ها برای اتصال به سیمان نیاز دارند که ممکن است با گذشت زمان ترک بخورند و در هنگام صاعقه باعث ایجاد سوراخ شوند. این مقره‌ها برای شرایط آب و هوایی مرطوب و آلوده مناسب نیستند.

جمع بندی

در این مقاله با انواع مقره‌های سرامیکی در خطوط توزیع برق و مقره‌های تابلویی آشنا شدیم و مزایا و معایب آن‌ها را بررسی کردیم. همان‌طور که مطالعه کردید، در ولتاژهای بالا خطرات جدی مانند برق گرفتگی و تخلیه الکتریکی بین دو هادی وجود دارد. به همین دلیل، استفاده از مقره برق برای افزایش ایمنی ضروری است. با شرکت در دوره جامع ارتینگ ماهر، می‌توانید نحوه اجرای سیستم زمین را برای حفاظت از جان افراد و تجهیزات الکتریکی به‌صورت علمی و کاربردی یاد بگیرید.