التكثيف هو القاتل الصامت للبنية التحتية الكهربائية الخارجية. يمكنك تحديد حاوية IP68، وإحكام غلق كل حشية بشكل مثالي، ومع ذلك تجد تجمع المياه داخل اللوحة بعد ليلة باردة. لماذا؟ لأن الإحكام القياسي يمنع دخول الماء، ولكنه يحبس الرطوبة أيضًا. مع تقلب درجات الحرارة الداخلية، تخلق فروق الضغط تأثيرًا فراغيًا، مما يسحب الهواء الرطب من خلال الفجوات المجهرية في الأختام - وهي ظاهرة تُعرف باسم “التعرق”.”
لمكافحة ذلك، يعتمد المهندسون عادةً على حلين أساسيين: سدادات تنفيس التهوية و غدد الكابلات القابلة للتنفس. كلاهما يستخدم تقنية غشاء ePTFE لمعادلة الضغط ومنع دخول الماء، لكنهما يخدمان احتياجات تصميم مختلفة. يقارن هذا الدليل هذين المكونين الحاسمين لمساعدتك في تحديد الأفضل لتطبيقك المحدد.
الوجبات الرئيسية
- الوظائف: سدادات تنفيس الهواء هي أجهزة تهوية مخصصة توفر معدلات تدفق هواء أعلى، بينما غدد الكابلات القابلة للتنفس تجمع بين تخفيف إجهاد الكابل والتهوية في وحدة واحدة.
- كفاءة الفضاء: تعتبر غدد الكابلات القابلة للتنفس مثالية للحاويات المدمجة حيث تكون مساحة السطح محدودة، لأنها لا تتطلب فتحة إخراج منفصلة.
- قدرة تدفق الهواء: بالنسبة للحاويات الكبيرة (> 50 لترًا) أو المعدات التي تولد حرارة عالية، تكون سدادات تنفيس الهواء متفوقة نظرًا لمساحات سطح الغشاء الأكبر.
- التعديل التحديثي: من الأسهل تعديل سدادات تنفيس الهواء في اللوحات الموجودة عن طريق حفر فتحة بسيطة، في حين أن استبدال الغدد القياسية بغدد قابلة للتنفس يتطلب فصل الكابلات.
- التكلفة: تعتبر غدة الكابلات القابلة للتنفس بشكل عام أكثر فعالية من حيث التكلفة من شراء غدة قياسية بالإضافة إلى سدادة تنفيس منفصلة.
- أفضل الممارسات: بالنسبة للبنية التحتية الحيوية، يعتبر الحجم الصحيح بناءً على حجم الحاوية وفرق درجة الحرارة أكثر أهمية من اختيار نوع الجهاز.
فهم التكثيف في الحاويات الكهربائية
قبل اختيار حل، من الضروري فهم فيزياء المشكلة. نادرًا ما تكون الحاويات الكهربائية بيئات ثابتة. خلال النهار، تولد المكونات الداخلية (مثل محركات التردد المتغيرة أو المحولات أو محولات الطاقة الشمسية) حرارة، مما يتسبب في تمدد الهواء بالداخل ودفعه إلى الخارج. في الليل، أو أثناء عاصفة ممطرة مفاجئة، تبرد الحاوية بسرعة.
يخلق هذا التبريد فراغًا (ضغطًا سلبيًا) داخل الصندوق. إذا كانت الحاوية محكمة الإغلاق تمامًا (مانعة لتسرب الهواء)، فقد يؤدي إجهاد الضغط هذا في النهاية إلى إتلاف الحشيات. والأكثر شيوعًا، أن الفراغ يسحب الهواء الخارجي من خلال مسار أقل مقاومة - غالبًا أختام الكابلات. بمجرد دخول هذا الهواء الرطب وارتطامه بالجدران الباردة للحاوية، فإنه يتكثف إلى ماء سائل. بمرور الوقت، يؤدي ذلك إلى التآكل والدوائر القصيرة والفشل المبكر للإلكترونيات الحساسة.
لمنع ذلك، يجب أن “تتنفس” الحاوية. يجب أن تعادل الضغط على الفور لمنع تكون الفراغ، مع الحفاظ على حاجز ضد الماء السائل والغبار.
ما هي سدادة تنفيس التهوية؟
A متنفس تنفيس المكونات (المعروف أيضًا باسم عنصر تعويض الضغط) هو جهاز مخصص مصمم فقط لمعادلة الضغط وإدارة الرطوبة. يتكون عادةً من جسم ملولب (معدني أو نايلون) يضم غشاء ePTFE كاره للماء / محب للزيت.
كيف يعمل
يسمح الغشاء لجزيئات الغاز (الهواء وبخار الماء) بالمرور بحرية، مما يضمن تطابق الضغط الداخلي مع الضغط الخارجي. ومع ذلك، فإن حجم مسام الغشاء صغير بدرجة كافية لمنع قطرات الماء والغبار والأملاح، والحفاظ على تصنيفات IP67 أو IP68.
الخصائص الرئيسية
- تدفق هواء عالي: نظرًا لأن مركز القابس بأكمله مخصص للغشاء، فإنه يوفر عادةً معدلات تدفق هواء أعلى (تقاس بالمل / دقيقة عند فرق ضغط معين) مقارنة بالغدد.
- تركيب متعدد الاستخدامات: يمكن تركيبه على جانب أو أعلى الحاوية، على الرغم من تفضيل التركيب الجانبي لمنع تجمع الماء على الغشاء.
- خيارات المواد: متوفر من الفولاذ المقاوم للصدأ (304/316) للبيئات البحرية، والنحاس المطلي بالنيكل للاستخدام الصناعي العام، والنايلون / البولي أميد للتطبيقات الحساسة للتكلفة.
ما هي غدة الكابلات القابلة للتنفس؟
A تنفس كابل الغدة هو مكون هجين. يؤدي الوظائف القياسية لغدة الكابلات - تأمين الكابل (تخفيف الإجهاد) وإحكام نقطة الدخول - مع دمج عنصر تهوية داخل جسم الغدة.
كيف يعمل
عادةً ما يتم دمج غشاء التهوية في جانب جسم الغدة أو صامولة التثبيت. يسمح ذلك للهواء بتجاوز ختم الكابل والتدفق داخل وخارج الحاوية من خلال الغدة نفسها.
الخصائص الرئيسية
- توفير المساحة: يلغي الحاجة إلى فتحة منفصلة لقابس تنفيس. هذا أمر بالغ الأهمية في صناديق التوصيل الصغيرة أو تركيبات إضاءة LED حيث تكون مساحة السطح ممتازة.
- كفاءة التركيب: مكون واحد للتثبيت بدلاً من اثنين.
- قيود تدفق الهواء: نظرًا للمساحة التي يشغلها الكابل وآلية الإحكام، فإن مساحة الغشاء تكون بشكل عام أصغر من مساحة قابس تنفيس مستقل، مما يؤدي إلى معدلات تدفق هواء أقل.
سدادة تنفيس الهواء مقابل غدة الكابلات القابلة للتنفس: مقارنة تفصيلية
بالنسبة للمهندسين الذين يقررون بين هذين الخيارين، غالبًا ما يعود الاختيار إلى حجم الحاوية والمساحة المتاحة ومتطلبات تدفق الهواء.
| الميزة | متنفس تنفيس المكونات | تنفس كابل الغدة |
|---|---|---|
| الوظيفة الأساسية | معادلة الضغط المخصصة | ختم الكابل + معادلة الضغط |
| قدرة تدفق الهواء | عالية (حتى 1600+ مل / دقيقة) | معتدل (عادةً 150-450 مل / دقيقة) |
| التركيب | يتطلب فتحة / ثقب منفصل | يستخدم نقطة دخول الكابلات الموجودة |
| متطلبات المساحة | يتطلب مساحة سطح مخصصة | لا توجد حاجة إلى مساحة سطح إضافية |
| التكلفة | معتدل (مكون + عمل حفر) | منخفضة (يوفر تكلفة القابس المنفصل) |
| سهولة التعديل التحديثي | عالية (حفر حفرة في أي مكان) | منخفض (يجب فصل / إعادة توصيل الكابلات) |
| القوة الميكانيكية | مرتفع (جسم صلب) | مرتفع (احتفاظ الغدة القياسي) |
| الصيانة | سهل الاستبدال دون إزعاج الأسلاك | يتطلب إزالة الكابلات للاستبدال |
تحليل
- للحاويات ذات الحجم الكبير: إذا كنت تعمل مع خزانة كبيرة قائمة بذاتها (على سبيل المثال، صندوق التحكم في حركة المرور)، فإن سدادة تنفيس الهواء متفوق. حجم الهواء الذي يحتاج إلى التمدد / الانكماش كبير، مما يتطلب قدرة تدفق الهواء الأعلى التي يوفرها القابس المخصص.
- للأجهزة المدمجة: في تطبيقات مثل المستشعرات الخارجية أو كاميرات CCTV أو الصغيرة صناديق الوصلات, أو تنفس كابل الغدة هو الفائز. غالبًا ما تفتقر هذه الأجهزة إلى المساحة المادية لفتحة ثانية، وحجم الهواء بالداخل صغير بدرجة كافية بحيث يكون معدل تدفق الهواء المنخفض للغدة كافيًا.
متى تستخدم سدادة تنفيس الهواء
يجب عليك تحديد سدادة تنفيس الهواء عندما:
- مطلوب تدفق هواء عالي: العبوات الكبيرة (>20 لترًا) أو العبوات التي تحتوي على إلكترونيات تولد حرارة (محولات، مصادر طاقة) تشهد تغيرات سريعة في الضغط تتطلب معادلة سريعة.
- لا توجد كابلات تدخل: قد لا تحتوي صناديق البطاريات أو العبوات اللاسلكية (تخزين بطاريات الطاقة الشمسية، نقاط الوصول إلى Wi-Fi) على حشوات كابلات، أو قد تستخدم توصيلات مجاري حيث لا تكون الحشوات القابلة للتنفس قابلة للتطبيق.
- تحديث اللوحات الموجودة: إذا كنت تقوم بإصلاح مشكلة التكثيف في الموقع، فمن الأسرع بكثير حفر ثقب جديد وتثبيت قابس بدلاً من فصل الأسلاك لتبديل حشوة الكابل.
- البيئات القاسية: في مناطق الغسيل الثقيل أو المناطق البحرية، غالبًا ما يوفر وجود قابس تنفيس مخصص من الفولاذ المقاوم للصدأ شديد التحمل متانة أفضل وتقييمات IP محددة (مثل IP69K) مقارنة بالحشوات القابلة للتنفس القياسية.
متى تستخدم حشوة كابل قابلة للتنفس
يجب عليك تحديد حشوة كابل قابلة للتنفس عندما:
- المساحة محدودة: غالبًا ما لا تحتوي العبوات الصغيرة وتركيبات إضاءة LED وأدوات القياس على مساحة لثقب إضافي.
- كفاءة التكلفة هي الأولوية: بالنسبة لتصنيع OEM بكميات كبيرة، فإن التخلص من رقم جزء واحد (القابس) وخطوة تصنيع واحدة (حفر الثقب الإضافي) يحقق وفورات كبيرة.
- تصاميم جديدة: عند تصميم منتج جديد من البداية، فإن دمج الفتحة في مدخل الكابل هو حل هندسي أنظف وأكثر أناقة.
- حجم الهواء منخفض إلى متوسط: مثالي للعبوات التي تقل عن 10-20 لترًا حيث يمكن التحكم في فرق الضغط عن طريق تدفق الهواء المعتدل للحشوة.
هل يمكنك استخدام كليهما معًا؟
نعم، وفي بعض التطبيقات الهامة، يوصى بذلك.
بالنسبة للعبوات الكبيرة جدًا أو تلك الموجودة في بيئات ذات تقلبات شديدة في درجات الحرارة (مثل تركيبات الطاقة الشمسية الصحراوية حيث تتراوح درجات الحرارة من التجمد إلى 50 درجة مئوية +)، قد لا توفر حشوة واحدة قابلة للتنفس تدفق هواء كافيًا لمعادلة الضغط بسرعة كافية. في هذه الحالات، غالبًا ما يستخدم المهندسون غدد الكابلات القابلة للتنفس لجميع مداخل الكابلات لزيادة التهوية السلبية إلى أقصى حد، وإضافة متنفس تنفيس المكونات (أو عدة مقابس) لضمان معادلة سريعة وتهوية متقاطعة.
يمكن أن يوفر استخدام كليهما أيضًا عامل أمان؛ إذا انسدت إحدى الفتحات بالطين أو الحطام، تستمر الأخرى في العمل.
مقارنة المواصفات الفنية
| المواصفات | حشوة VIOX قابلة للتنفس (M20) | قابس تنفيس VIOX (M12) |
|---|---|---|
| المواد | نحاس مطلي بالنيكل / نايلون PA66 | فولاذ مقاوم للصدأ 316 / نحاس |
| نوع الغشاء | ePTFE كاره للماء | ePTFE كاره للماء / الزيت |
| تصنيف IP | IP68 (0.6 بار) | IP68 (1.5 بار) / IP69K |
| تدفق الهواء النموذجي | > 150 مل / دقيقة @ 70 ملي بار | > 1600 مل / دقيقة @ 70 ملي بار |
| نطاق درجة الحرارة | -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية | -40 درجة مئوية إلى +120 درجة مئوية |
| مقاومة الأشعة فوق البنفسجية | عالي (نايلون أسود / معدن) | ممتاز (معدن) |
| أحجام الخيوط | M12 - M63 | M6 - M40 |
قسم الأسئلة الشائعة
س: هل يمكنني فقط حفر ثقب صغير في الجزء السفلي من العلبة بدلاً من استخدام هذه المنتجات؟
ج: هذا “اختراق” شائع، لكنه يدمر تصنيف IP الخاص بك. يسمح الثقب المحفور بدخول الغبار والحشرات والرطوبة. تسمح منتجات VIOX القابلة للتنفس بمرور الهواء مع منع الملوثات، والحفاظ على سلامة العلبة الخاصة بك.
س: هل تقلل حشوات الكابلات القابلة للتنفس من قوة تثبيت الكابل؟
ج: لا. تم تصميم حشوات VIOX القابلة للتنفس عالية الجودة للحفاظ على نفس تخفيف الضغط وقوة الاحتفاظ بالكابل مثل معيارنا غدد الكابلات, ، بما يتوافق مع معايير EN 62444.
س: كيف أقوم بتحديد حجم قابس تنفيس للعلبة الخاصة بي؟
ج: القاعدة العامة هي توفير تدفق هواء كافٍ لمعادلة الضغط الناتج عن انخفاض درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية في غضون فترة زمنية معقولة. بالنسبة لمعظم العبوات التي تصل إلى 100 لتر، يكفي قابس تنفيس M12 قياسي واحد. قد تتطلب الخزائن الأكبر حجمًا مقابس M32 أو وحدات متعددة.
س: هل هذه الأغشية مقاومة للمواد الكيميائية؟
ج: نعم، غشاء ePTFE خامل كيميائيًا ومقاوم لمعظم المواد الكيميائية الصناعية الشائعة والأشعة فوق البنفسجية ورذاذ الملح. ومع ذلك، بالنسبة للبيئات الكيميائية المحددة، استشر ورقة البيانات الفنية الخاصة بـ VIOX.
س: هل يمكنني الطلاء فوق قابس التنفيس؟
ج: لا. سيؤدي طلاء القابس إلى سد مسام الغشاء، مما يجعله عديم الفائدة. إذا قمت بطلاء العلبة، فقم بتغطية القابس أو تثبيته بعد الطلاء.
الختام
تعتبر كل من مقابس التنفيس وحشوات الكابلات القابلة للتنفس أدوات أساسية في مكافحة التكثيف. لا يتعلق الاختيار بالتكنولوجيا “الأفضل”، بل بالتكنولوجيا التي تناسب قيود تطبيقك.
- اختر تنفس كابل الغدة للأجهزة المدمجة ذات المساحات المحدودة وعمليات إنتاج OEM الحساسة للتكلفة حيث يكون حجم الهواء منخفضًا.
- اختر متنفس تنفيس المكونات للخزائن الصناعية الأكبر حجمًا أو التطبيقات ذات الحرارة العالية أو عند تحديث المعدات الموجودة التي تحتاج إلى أقصى تدفق للهواء.
من خلال التنفيذ الصحيح لاستراتيجيات التهوية هذه، فإنك تطيل عمر المكونات الكهربائية الخاصة بك وتقلل من مكالمات الصيانة المكلفة.
لمزيد من المعلومات حول حماية العلبة، استكشف أدلتنا حول IP67 vs IP68 و اختيار مواد العلبة الكهربائية.
