أنواع المُشغّلات الهوائيّة وتطبيقاتها

سنتعرّف في هذا المقال على المُشغلات الهوائيّة، وكيفيّة عملها، وتطبيقاتها الأكثر شيوعاً، وعلى المُشغل الهوائيّ الخطّيّ ذي النابض/الغشاء.

لكن، لنلقِ نظرةً أوّلاً على المُشغّلات بشكل عامّ. المشغّل ببساطة هو الجهاز الذي يعمل على تحريك أو تشغيل شيء ما.

تسهّل المُشغّلات الحياة اليوميّة، كما أنّها فعّالة في مجال الصناعة، فعلى سبيل المثال، يَستعمِل طبيب الأسنان مشغّلاً لتحريك الكرسي إلى الأعلى والأسفل.

أنواع المُشغّلات حسب مصدر الطاقة:

هناك ثلاثة أنواع نموذجيّة مُستخدمة في الصناعة، ومقسَّمة حسب مصادر الطاقة، وهي:

• المُشغّل الكهربائيّ.
• المُشغّل الهيدروليكيّ.
• المشغّل الهوائيّ.

سنتحدّث في هذا المقال عن المُشغّل الهوائيّ الذي يحوّل الطاقة هواءٍ مضغوطٍ إلى حركة.

أنواع المُشغّلات حسب حركتها:

تُصنَّف المُشغّلات الهوائيّة حسب حركتها إلى: المُشغّل الخطّيّ، والمُشغّل الدوّار.

يستطيع المُشغّل الهوائيّ الخطّيّ تحريك الأشياء في خطّ مستقيم، مثل تحريك القضيب داخل وخارج أسطوانة بحركة خطّيّة بوساطة مصدر طاقة الهواء المضغوط.

أمّا المُشغّل الدوّار، فبإمكانه تحريك الأشياء بحركة دائريّة، مثل قضيب في نظام قيادة الصفيحة والمسنّن المستَخدم لتوليد الحركة الدائريّة.

لنلقِ نظرة على كيفيّة عمل المُشغّلات الهوائيّة الدوّارة والخطّيّة، وأنواعها المختلفة.

• المُشغّل الهوائيّ الدوّار:

 الأنماط الشائعة في مجموعة المشغّل الهوائيّ الدوّار هي: نمط ذو الريشة، ونمط الصفيحة والمسنّن.

• المُشغّل ذو الريشة:

والذي يحوي على حجرة أسطوانيّة  تضمّ ريشة متحرّكة مثبَّتة على عمود، يدوّرها الهواء المضغوط المطبَّق على جهة واحدة من الريشة.

• مُشغّل الصفيحة والمسنّن:

يَستخدم مكبساً متّصلاً بمعدّات الحامل (الصفيحة)، فعند تطبيق الضغط الهوائيّ، يتحرّك كلّ من المكبس والصفيحة بشكل خطّيّ، فيدور المسنّن وعمود الدوران.

• المُشغّل الهوائيّ الخطّيّ:

النمطان الأكثر شيوعاً في هذه المجموعة هما: نمط ذو النابض/الغشاء، ونمط المكبس.

2-1 مُشغّل نمط المكبس:

يَستخدم مكبس داخل أسطوانة، حيث تنشأ الحركة في المكبس نتيجة تطبيق الهواء المضغوط  الذي يؤدّي إلى تحريك المكبس إلى الأعلى. وبإزالة الضغط، يتحرّك المكبس نحو الأسفل بسبب  الضغط على النابض. وتُعرف هذه الطريقة بحركة التقلّص عبر الهواء Air- to – Rectract.

كما يمكن تنفيذ طريقة حركة الامتداد عبر الهواء Air-to-Extend بإعادة ترتيب النابض والمكبس، وطريقة ضخّ الهواء المضغوط.

2-2 المُشغّل ذو النابض/الغشاء:

وهو أكثر المُشغّلات شيوعاً، ويُستخدم لتشغيل صمّامات التحكّم في العمليّات الصناعيّة،

ويتألّف من غشاء ولوح متّصلان بمحور المُشغّل، حيث يوضع الغشاء المرن في علبة محكمة الضغط.

يدخل الهواء المضغوط إلى العلبة، ويطبّق ضغط على الغشاء، فتتمدّد القوّة ضدّ النابض مع تزايد ضغط الهواء على الغشاء؛ ممّا يحرّك محور المشغّل.

وبتقليل الضغط الهوائيّ، سيسحب النابض الغشاء، وسيحرّك محور المُشغّل الصمّام إلى داخل أو خارج جسم الصمّام.

في حالة التشغيل بالفتح عبر الهواء Air-to-Open، سيدفع النابض لإغلاق الصمّام.

يشكل ضغط الهواء على الغشاء قوّة تتغلّب على قوّة النابض، وتفتح الصمّام.

وبإعادة ترتيب طريقة ضخّ الهواء للنابض، يمكن لهذا النوع من المُشغّل أن يعمل بحالة الفتح عبر التوقّف fail-open، أو الإغلاق عبر التوقّف fail-closed عند توقّف ضغط الهواء.

المُشغّلات الهوائيّة في العمل:

لنلقِ نظرة على المُشغّل الهوائيّ ذي النابض/الغشاء متّصلاً بصمّام تحكّم بالتدفّق أثناء العمل.

يرسل مخرج وحدة PLC التشابهيّ تيّاراً قيمته من 4 إلى 20 mA لتحريك الصمّام من حالة الفتح الكلّيّ إلى الإغلاق الكلّيّ.

سيغيّر محوّل الإشارة، والذي يحوّل التيّار إلى ضغط (اختصارًا I/P)، القيم من قيم تيّار تتراوح بين (4 إلى 20 )mA إلى قيم ضغط من (3 إلى 15 psi).

ملخّص:

• المُشغّل جهاز يحرّك أو يشغّل العناصر.
• يتلقّى المُشغّل طاقة، ويستخدمها لتحريك شيء ما.
• المصادر النموذجيّة لطاقة المُشغّلات هي: المصدر الهوائيّ، والكهربائيّ، والهيدروليكيّ.
• يحول المُشغّل الهوائيّ الطاقة من شكل الهواء المضغوط إلى حركة.
• بإمكان المُشغّل الهوائيّ تحريك العناصر بشكل خطّيّ أو دورانيّ.
• يتضمّن المُشغّل الهوائيّ الخطّيّ المُشغّل المؤلَّف من نابض/غشاء، والمُشغّل ذا المكبس.
• تتضمّن المشغّلات الهوائيّة الدوّارة المشغّل ذا الريشة، والمشغّل ذا الصفيحة والمسنّن.

---

المصدر: هنا.

ترجمة: سها اديب، مراجعة: رلا دنورة، تصميم: علي العلي، تدقيق لغوي: سلام أحمد، تحرير: رؤى حمود.