بالو ولو یا شیر توپی (Ball Valve) به خاطر ساختمان داخلی ساده ای که دارند نسبت به دیگر شیرها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. در طراحی این قطعات از گردش نود درجه ای یک گوی تو خالی استفاده شده است. طوری که با چرخش گوی جریان سیال قطع و یا وصل می شود. امروزه طراحی های متفاوتی برای شیر های توپی صورت می گیرد که باعث تنوع این شیرها در صنعت شده است. به گونه ای که در صنایع متفاوتی از آن ها استفاده می شود. در مقاله انتخاب بال ولو قصد داریم بیشتر با شیر های توپی و انواع آن آشنا شویم.
آشنایی با بال ولو یا شیر توپی
از ساده ترین طراحی هایی که برای قطع
و وصل جریان سیال از آن استفاده شده، شیر توپی است. در این شیرها از یک توپ
فلزی استفاده می شود که به صورت علامت بعلاوه، از یک جهت کاملاً باز بوده و از یک
جهت مسدود است؛ که برای برقراری جریان سیال کافی است سمت باز شیر در مسیر جریان
قرار بگیرد. بال ولو معمولاً به صورت صفر و صدی و به منظور قطع و وصل کامل جریان
طراحی می شوند. در حقیقت از این شیرآلات به صورت کلی نمی توان در سیستم های
کنترلی استفاده کرد. با این وجود این شیرها کاربردهای زیادی در صنایع متفاوت
دارند. زیرا سرعت عملکرد آن ها بالا بوده و از طراحی ساده ای بهره می برند. این
طراحی ساده باعث پایین آمدن هزینه های نصب شیر در خط جریان می شود. ضمن اینکه در
طراحی های پیشرفته این قطعات قابل تعمیر نیز هستند؛ که خود یک مزیت بزرگ برای این
قطعات به حساب می آید. با ادامه مقاله بال ولو چیست با ما همراه باشید تا کاربرد
های آن را برایتان توضیح دهیم.
کاربرد های بال ولو
بال ولو از جمله شیرهایی هستند که
مطمئناً بارها با آن ها برخورد کرده اید. از این شیرها در وسایل خانگی و لوله کشی
های خانگی نیز استفاده می شود. برای مثال در خطوط لولۀ گاز خانگی از این قطعات به
منظور کنترل جریان استفاده می شود. همچنین در صنایع متفاوت نیز به خاطر کارایی
بالای آن ها برای این شیرها کاربردهای زیادی در نظر گرفته می شود. این شیرها
توانایی تحمل فشارهای بالا و حجم بالای سیال را دارند و همچنین اغلب می توانند تا
دمای 480 درجه سانتیگراد، به راحتی جریان سیال را مدیریت کنند. به همین خاطر در
اغلب صنایعی که تحت شرایط فوق کار می کنند، از شیر های توپی استفاده می شود. برای
مثال می توان از صنایع غذایی، دارویی، نساجی، تولید محصولات پلاستیکی، الکترونیک و
… نام برد. در ادامه مقاله بال ولو چیست انواع آن را برای شما شرح می دهیم.
انواع بال ولو
برای دسته بندی این قطعات باید به
ساختمان و شکل طراحی آن ها توجه کرد. در طراحی این شیرها، دو جزء مجزا وجود دارد.
یکی بدنۀ شیر و دیگری بخش توپی آن. به همین خاطر دو نوع دسته بندی می توان برای
این قطعه متصور شد. در ادامه مقاله بال ولو چیست دسته بندی های متنوع شیر های توپی
را بر میشمریم.
انواع بال ولو بر اساس طراحی بدنه
بدنۀ شیر های توپی را می توان به صورت
یک تکه، دو تکه و سه تکه طراحی کرد. که این قطعات به کمک جوش و یا پیچ و مهره به
هم متصل می شوند. قیمت شیرهای دو تکه و سه تکه اگرچه بالاتر است، ولی هزینه های
تعمیر آن ها پایین تر خواهد بود. ضمن اینکه برای تعمیر شیرهای سه تکه، دیگر نیازی
به خارج کردن کامل شیر از خط لوله نیست. بدنۀ این قطعه اغلب از جنس فولاد ضد زنگ،
مواد پلیمری، چدن و دیگر آلیاژهای فلزی است. مبنای انتخاب این آلیاژها کارایی این
قطعه است.
شکل طراحی بدنه وقتی اهمیت پیدا می کند که قرار به تعمیر و یا تمیزکاری شیر باشد. از این نظر بال ولو را می توان به سه زیر دسته تقسیم بندی کرد که در ادامه شکل طراحی هر دسته را بررسی خواهیم کرد.
ورودی کناری
(Side entry)
انواع بال ولو
در طراحی مدل
Side entry، بدنۀ شیر به گونه
ای است که توپی آن از بخش های کناری وارد و یا خارج می شود. در نتیجه اگر قرار به
تعمیر توپی شیر باشد، باید شیر به طور کامل از خط جریان جدا شده و تعمیرات لازم
روی آن انجام بگیرد. Side entry ها ممکن است به صورت یک تکه، دو تکه و
یا سه تکه طراحی شده باشند.
ورودی بالا (Top entry)
در طراحی سری Top entry، بدنۀ شیر به گونه ای طراحی می شود که بخش توپی از بالا قابل دسترسی باشد. به طوری که برای تعمیر و یا تمیزکاری آن دیگر نیازی به خارج کردن شیر از مسیر خط لوله نخواهد بود. در طراحی Top entry هرچقدر اتصالات کمتر باشد، میزان نشتی های احتمالی نیز کاهش خواهد یافت.
جوشی
(Welded body ball valve)
انواع بال ولو
در طراحی شیرهای جوشی دیگر خبری از
پیچ و مهره و اتصالات چند تکه نیست. شیر به صورت یک تکه و به صورت جوش کامل بدنه
ساخته می شود. از شیرهای جوشی اغلب برای کارهای ساده استفاده می شود. شیرهای جوشی
استحکام بدنۀ بالایی دارند و حجم و وزن کمتری نسبت به دیگر طراحی ها خواهند داشت.
با این وجود چون امکان تعمیر برای شیرهای تمام جوش وجود ندارد، در طراحی های صنعتی
کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.
مطالعه مقاله شیر دستی چیست را نیز پیشنهاد می کنیم
انواع بال ولو بر اساس طراحی توپی
در ادامه مقاله بال ولو چیست به دسته
بندی دیگری می پردازیم. امروزه برای طراحی توپی شیر نیز ساختمان های متفاوتی در
نظر گرفته می شود. در ادامه به بررسی انواع متفاوت طراحی توپی پرداخته ایم.
شناور (Floating ball valve)
در طراحی توپی فلوتینگ، این توپی در داخل شیر حالت شناور داشته و تا حد چند میلیمتر قابلیت جا به جایی دارد. تنها بخش متصل توپی، بخش بالایی آن است که به کمک یک شفت از بالا کنترل می شود. با این حال محل نشیمن گاه توپی باید ثابت باشد.
ترونیون
(Trunnion ball valve)
انواع بال ولو
در طراحی توپی ترونیون، این توپی به
طور کامل در محفظۀ داخلی فیکس شده و حرکت آن از هر چهار طرف محدود خواهد شد. طراحی
شیرهای ترونیون هزینۀ بیشتری خواهد داشت، ولی با این وجود کارایی بیشتری نیز دارد.
از شیر های توپی ترونیون می توان در جریان های با فشار بالا استفاده کرد. ضمن
اینکه این شیرها با قطرهای متنوع و بالاتری نسبت به شیرهای فلوتینگ قابلیت طراحی
دارند.
بخش نشیمن گاه شیرهای ترونیون آزاد بوده و به کمک یک شفت و فنر به پایین بدنه متصل است. از این قابلیت برای آب بندی شیر استفاده می شود.
قطر کم (Reduced bore)
در طراحی این قطعات، معمولاً طراحی بخش توپی شیر به گونه ای است که قطر کمتری نسبت به خط لولۀ اصلی دارد. این موضوع باعث افت فشار جریان در شیر می شود.
قطر زیاد
(Full bore)
شیر توپی
اگر طراحی توپی به شکلی باشد که قطر
آن دقیقاً هم اندازۀ قطر خط لوله باشد، افت فشاری در مسیر جریان سیال پیش نخواهد
آمد. مزیت دیگر شیرهای Full bore این است که تمیز کردن خط لوله در این حالت ساده تر خواهد بود.
وی شکل
(V-Shaped ball valve)
شیر توپی
شکل طراحی نشیمن گاه و یا همان فضای
باز توپی در این حالت شبیه به حرف V انگلیسی است. دلیل انتخاب این طراحی
ایجاد امکان کنترل جریان سیال در خط لوله است. همین طور که گفتیم معمولاً از بال
ولو برای کنترل جریان استفاده نمی شود، ولی از توپی های وی شکل و با اتصال به یک
کنترل کننده نیوماتیکی یا موتور الکتریکی، می توان میزان جریان سیال را تا حدودی
کنترل کرد.
خرید بهترین بال ولو از فروشگاه اینترنتی اینرژی
به جمع بندی مقاله بال ولو چیست
رسیدیم. این قطعات امروزه در صنایع متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند. دلیل
انتخاب شیر های توپی ساختمان سادۀ آن ها و همچنین عملکرد سریع آن ها در خطوط لوله
است. این شیرها به شکل های متفاوتی تولید می شوند. برای دسته بندی انواع بال
ولو می توان به طراحی ساختمان بدنه و یا توپی شیر دقت کرد. برای انتخاب یک شیر
توپی مناسب لازم است به مواردی مثل فشار جریان، دمای سیال، تعداد مجراهای مورد
نیاز، جنس بدنه و … شیر دقت داشت.
نحوه تماس با سایت اینرژی
آدرس:
تهران محله شهید قندی – نیلوفر، خیابان سهروردی شمالی، خیابان شهید بهرام حاجی حسنی، پلاک 3، طبقه دوم، واحد 3
کد پستی : 1555735547
شماره تماس:
تلفن: 09912055724 | 88522276-021 | 86121894-021
آدرس ایمیل:
info [at] inergy [dot] ir
شماره واتس اپ:
09912055724
شیر توپی (Ball Valve) چیست و انواع شیرهای توپی
شیر توپی چیست و انواع شیرهای توپی بال ولو
شیر توپی از مهمترین شیرآلات صنعتی و تجهیزات های اصلی برای انسداد و
تنظیم جریانات سیال (نفت، گاز، بخار و غیره) در صنعت پتروشیمی هستند.
مزایا و معایب شیر توپی یا بال ولو Ball Valve
معایب شیر توپی یا بال ولو عبارتند از:
این نوع شیر از قابلیت تنظیم و کنترل
ضعیفی برخوردار است، زیرا برای انسداد و قطع جریان طراحی شده نه تعدیل آن. (برای
شیرهای گلوب Globe Valves، این عملکرد ایده آل است.) کنترل جریان باعث
می شود که سیت (Seat) به دلیل سرعت بالا و فشار زیاد جریان
در شیر، تا حدی معرض فرسایش قرار بگیرد. این سایش و اصطکاک به مرور سبب نشت شیرها
خواهد شد.
از شیر توپی نمی توان برای عبور مخلوط
مایع و جامد استفاده کرد زیرا تجمع ذرات معلق و باقی مانده باعث نشت دریچه می شود.
این ذرات در حفره هایی در مجاورت بال Ball و سیت
(Seat) حالت جامد پیدا کرده و سفت شوند.
شیرهای توپی برای گازها و سایر جریانات مایع بسیار کارآمد هستند (حتی مواد شیمیایی
نظیر کلر خشک، اسید هیدروفلوئوریک یا اسید هیدروکلریک، و اکسیژن را نیز به چالش می
کشند.)
ممکن است تمیز کردن آنها دشوار باشد
(به جز طراحی های ورودی از بالا)
باز، بسته یا نیمه باز بودن موقعیت
شیر را می توان با مشاهده وضعیت اهرم تشخیص داد:
وقتی که اهرم هم تراز لوله است، شیر
باز بوده و هنگامی که عمود بر لوله است، شیر بسته می باشد.
در هر وضعیت دیگری، شیر نیمه باز (یا
نیمه بسته) و در حال تعدیل جریان است.
شیرهای توپی متعلق به خانواده شیرهای
“چرخش ربع گرد” یا “شیر چرخش 4/1” هستند. (همراه با شیر پروانه ای Butterfly Valve و شیر پلاگ Plug Valve)؛ زیرا عمل باز و بسته شدن با چرخاندن 90
درجۀ یک اهرم متصل به دیسک انجام می شود. میتوانید مقاله شیر دیافراگمی را مطالعه
فرمایید.
مشخصات کلیدی شیر توپی عبارتند از:
توپ درون شیر دارای مجرایی است که هنگامی که کاملاً با دو انتهای شیر تراز شود، جریان آزادانه از طریق آن عبور می کند و هنگامی که مجرا کاملاً بر انتهای دستگاه عمود است، شیر به طور کامل مسدود می شود.
مجرا در هر وضعیت دیگری قرار بگیرد، جریان به طور جزئی قطع می شود.
شیر توپی Ball Valve در مقایسه با شیر دروازه ای Gate Valve
شیر توپی عملکردی مشابه شیر دروازه ای
ندارد. تفاوت بین آنها در این است که اولی از یک توپ کروی برای باز و بسته کردن
جریان استفاده می کند در حالیکه دومی از یک دیسکی که به روی سیت قرار گرفته است؛
در واقع این تفاوت مربوط به طراحی و فشردگی آنهاست.
شیر توپی Ball Valve در مقایسه با شیر گلوب Globe Valve
شیرهای توپی به اندازۀ شیرهای گلوب
برای کنترل جریانات سیال دقیق نیستند زیرا به جای موقعیت های افزایشی، دارای چرخش
های (0، 45 و 90 درجه) می باشند. علاوه بر این، اگر شیر در طولانی مدت در موقعیت
نیمه باز (یا مکررا باز / بسته) قرار بگیرد، آسیب می بیند. (البته این مسئله ای
برای شیرهای گلوب وجود ندارد).
انواع شیرهای توپی
شیرهای توپی را می توان با توجه به
معیارهای مختلف طبقه بندی کرد:
از لحاظ طراحی: فلوتینگ Floating یا شناور، ترونیون Trunnion و دابل بلک اند بلید Double Block and Bleed یا شیر انسداد و تخلیه
تعداد پورت ها (ورودی): نوع استاندارد
با 2 پورت (1 ورودی، 1 خروجی)، 3 طرفه نیز موجود است (1 ورودی و 2 خروجی یا برعکس)
اندازه مجرا: مجرای کامل (Full Bore یا کاهنده Reduced Bore FB در مقابل
RB)، و V شکل
مونتاژ بدنه: یکپارچه (بدنه توپ از یک
قطعه کست یا استیل فورج ساخته شده است)، 2 یا 3 قطعه (بدنه حاصل از مونتاژ دو یا
سه قسمت مختلف است)
مدخل توپ: ورودی جانبی یا ورودی
بالایی
نوع سیت: فلزی یا نرم (تفلون)
شیرهای توپی فلوتینگ Floating
در این نوع شیر توپی، توپ در مایع در
حال جریان معلق است و با فشرده سازی دو سیتِ الاستومری در مقابل آن، در موقعیتش
نگه داشته می شود. شافت نیز در بالای توپ وصل شده و اجازه می دهد تا با حرکت ربع
گرد (90 درجه) از حالت باز به حالت بسته تغییر یابد.
شیر توپی
وقتی که شافت حرکت می کند، یک باری بر
روی توپ اعمال شده که سبب می شود در مقابل سیت فشرده شود.
این طراحی سبک و اقتصادی بوده و اندازه مجرای آن تا 10 اینچ مناسب است: اگر اندازه مجرا بیش از این باشد، سیت قادر به تحمل توپ های سنگین تر نبوده و شیر توپی نمی تواند عملکردی ایمن و کارآمد داشته باشد.
شیرهای فلوتینگ امکان باز و بسته جریان را به صورت دو طرفه (همانند نوع Trunnion) فراهم می کنند.
شیر توپی
شیرهای توپی ترونیون Trunnion
شیرهای ترونیون برای مقابله با
محدودیت های اندازه شیرهای فلوتینگ معرفی شده اند. در واقع، در این نوع شیرها،
شافت، توپ و استوانه نگهدارنده به عنوان یک مونتاژِ واحد عمل کرده که قادر به تحمل
بارهای سنگین تولید شده توسط توپ هایی با ابعاد بزرگ هستند.
علاوه بر مزیت انعطاف پذیری در اندازه، شیر ترونیون دارای گشتاور کمتری در مقایسه با شیر فلوتینگ بوده (و از آنجا که محرک های کوچکتر و اقتصادی می تواند برای کار با شیر تعبیه شود، این ویژگی می تواند در صورت نیاز به فعال شدن دریچه، سودمند واقع شود).
شیر توپی
شیر توپی از جنس استنلس استیل، نوع
نصب شده بر روی ترونیون ورودی جانبی Side Entry در مقایسه با ورودی بالایی Top Entry
تفاوت بین ورودی جانبی و ورودی بالایی
در یک شیر توپی چیست؟
این اصطلاحات مربوط به راهی است که به
وسیله آن توپِ شیر و قسمتهای داخلی آن، از طرف پهلو (ورودی جانبی) یا از بالا
(ورودی بالا) قابل دسترسی باشند.
تفاوت بین ورودی جانبی و ورودی بالایی
در یک شیر توپی چیست؟
شیرهای توپی فلوتینگ و ترونیون با
طراحی “ورودی جانبی” و “ورودی بالا” در دسترس هستند.
Top Entry هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که فعالیت های مکرر نگهداری درون خطی در شیر انتظار می رود. این بدان علت است که شیرهای توپی ورودی بالا، امکان دسترسی آسانتر و سریعتر به توپ و برشِ شیر را در مقایسه با شیرهای ورودی جانبی فراهم می کنند. (که برای کارهای مشابه، نیاز به زمان و فضای بیشتری برای نگهداری نیاز دارند).
تفاوت های اصلی بین طراحی این دو شیر توپی وجود دارد:
شیرهای توپی ورودی بالا، عموما با
بدنه های کست استیل ساخته شده درحالیکه شیرهای ورودی جانبی با بدنه های فورج استیل
ساخته می شوند.
شیرهای توپی ورودی بالا دارای ساختاری
یکپارچه بوده (ساخته شده توسط یک قطعه واحد) اما شیرهای ورودی جانبی مونتاژ دو یا
سه تکه دارند.
شیرهای توپی ورودی بالا به دلیل جنس
بدنه شان، در مقایسه با شیرهای ورودی جانبی، نیاز به آزمایش های غیر مخرب بیشتری
دارند.
مونتاژ و ساخت شیرآلات ورودی جانبی
نسبت به شیرآلات ورودی بالا آسانتر بوده زیرا که برای گروه دوم، جهت درستی انجام
کار، به تجربه طولانی و استادکاری نیاز است.
شیرهای توپی ورودی بالا معمولاً از
نوع ورودی جانبی گرانتر بوده چرا که عملیات ریخته گری که برای ساخت بدنه آنها
انجام می گیرد، مدت زمان زیادی را می طلبد.
تفاوت بین ورودی جانبی و ورودی بالایی
در یک شیر توپی چیست؟
سه طرفه 3-Ways
معمولا یک شیر توپی دارای دو ورودی
(یا دو راه) است.
با این حال در برخی موارد، ممکن است
یک شیر توپی 3 طرفه مورد استفاده قرار گیرد. این نوع شیر به جای دو پورت، دارای 3
پورت (ورودی) است.
این طرح چند منظوره برای انتقال مایعات از ورودی شیر اصلی به دو جهت مختلف مورد نیاز است، که هر یک توسط دو خروجی جداگانه انجام می شود. یکی دیگر از کاربردهای معمول شیر توپی 3 طرفه، داشتن خط جریان اصلی است که توسط دو ورودی جداگانه و جایگزین ارائه شده است.
توپِ یک شیر توپی 3 طرفه ممکن است دارای طرح L یا T باشد که در تصویر زیر نشان داده شده است. این نوع خاص از شیرهای توپی در طراحی فلوتینگ یا ترونیون، با هر نوع انتهای شیری (فلنج، سوکت یا اتصال رشته ای) و مواد مختلفی از پلاستیک گرفته تا کربن، آلیاژ و فولاد ضدزنگ موجود است.
شیر توپی
شیر فول پورت
Full port در مقایسه با شیر کاهنده Reduced Port
این مفاهیم به رابطه بین قطر مجرای
شیر و سیستم لوله کشی متصل به آن اشاره دارد. جزئیات بیشتر:
“فول پورت” (FB) دارای اندازه مجرایی است (سوراخ توپ) که مطابق با سایز مجرای لوله متصل شده است. این شیرها افت فشار را که توسط شیرهای کاهنده Reduced Port ایجاد می شود، به حداقل می رسانند که البته حجیم تر، سنگین و گران نیز هستند. شیرهای FB نسبت به شیرهای RB برای کنترل جریان مناسب تر هستند.
شیر “کاهنده یا مجرای کاهش یافته” (RB) دارای اندازه مجرایی است که از اندازه مجرای لوله متصل به آن، کوچکتر است. جریانی که از طریق شیر در حال عبور است، در این حالت عموما بین 60 تا 70 درصد محدود می شود. این نوع شیرها سبب افت فشار در خط لوله می شوند.
شیر توپی
مواد سازنده
این نوع شیرها با بدنه ای از جنس کست
یا فورج (مونوبلاک یا اسپلیت) در دسترس هستند.
به طور کلی شیرهای کمتر از قطر 2 اینچ (5 سانتی متر)، دارای 2 قطعه از سه قطعۀ بدنه فورج هستند. (رایج ترین آن ASTM A105 برای سرویس با درجه حرارت بالا ، ASTM A350 LF2 و LF3 برای سرویس با درجه حرارت پایین وASTM A182 F304 ، F316 برای شیرآلات استیل ضدزنگ یا درجات بالاتر، مانند شیرهای دوبلکس ASTM A182 F51 و فوق العاده دوبلکس ASTM A182 F53 / F55).
بدنه های فورج برای شیرهای فشار قوی در مجراهای سایز بزرگ استفاده می شود (ساخته شده با بدنه اسپیلت 2 یا 3 قطعه).
نمونه هایی از شیرهای توپی فورج (سایز کوچک و شیر استیل ضدزنگ با بدنه فورج ، نصب شده بر روی ترونیون).
شیر توپی
شیرهای با اندازه های بالاتر از 2
اینچ دارای بدنه کست (معمول ترین درجات ASTM A216 WCB برای سرویس با درجه حرارت بالا، ASTM A352 برای
سرویس با دمای پایین و ASTM A351 CF8 ، CF8M
برای شیرهای استیل ضدزنگ است).
کنترل ولو : شیرها وظیفه کنترل سیال را به صورت دستی یا اتوماتیک در یک سیستم لوله کشی بر عهده دارند. آن ها ساخته شده اند تا در برابر محدوده مشخصی از دما، فشار، خوردگی و ضربه های مکانیکی مقاومت نمایند. به منظور این که کل سیستم در شرایط بهینه اقتصادی بهترین عملکرد را داشته باشد، طراح می بایست بهترین کنترل ولو را سایز و انتخاب کند.
عملکردهای اصلی انواع کنترل ولو به شرح زیر است:
• راه اندازی، توقف و هدایت جریان
• تنظیم، کنترل و یا کاهش جریان
• جلوگیری از برگشت جریان
• کاهش یا تنظیم فشار
قبل از انتخاب کنترل ولو باید ملاحظات فنی زیر مد نظر قرار گیرد:
۱. نوع مایع، بخار یا گاز
۲. فشار و درجه حرارت
۳. ملاحظات جریان
۴. فرکانس و سرعت عمل
دسته بندی بدنه شیرهای کنترلی یا کنترل ولو ها
دسته بندی شیرها با استفاده از رابطه ی دما و فشار مشخص می شود که در آن کدام شیر ممکن است به کار گرفته شود. تولید کننده دسته بندی شیرها را تعیین می کند. باید از ASME استاندارد B16.34 کمک گرفته شود، و رده فشاری شیر شناسایی شود. درجه بندی های فشار ورودی به طور کلی به ترتیب رتبه بندی رده ANSI/ASME بیان می شود (از رده ANSI 125 تا ۲۵۰۰) یا براساس میزان فشار اسکلت بدنه، بسته به نوع سبک، اندازه و مواد اولیه بستگی دارد.
جداول در ANSI/ASME استاندارد B16.34 و در کتاب های مختلف نشان دهنده درجه بندی های فشار در دماهای عملیاتی مختلف است.
مواد اولیه شیرها
ASME استاندارد B16.34 الزامات ساخت شیرها از قبیل آهنگری، ریخته گری ، ورق کاری، شکل دهی و … را تعیین می کند. این استاندارد مواد اولیه مورد تایید جهت ساخت شیرها را مشخص می کند. در انتخاب مواد اولیه مناسب، ابتدا باید مواد برای ساخت کلاهک درپوش بدنه و سپس محل اتصال شیر و نشیمنگاه شیر را انتخاب کرد.
عوامل کنترل کننده ی مواد اولیه به شرح زیر است:
• دسته بندی درجه حرارت – فشار
• الزامات مقاومت در برابر خوردگی
• شوک حرارتی
• استرس لوله کشی
• خطر آتش سوزی
انواع مواد در دسترس به طور معمول عبارتند از:
• فولاد کربن
• آهن انعطاف پذیر
• چدن
• فولادهای ضد زنگ
• برنج
• برنز
• پلی وینیل کلراید (PVC) پلاستیک
بدنه ها. بدنه شیرهای سایز کوچک از برنج، برنز و فولاد ساخته می شود در حالی که بدنه شیرهای سایز بزرگ از جنس چدن یا فولاد ریخته گری است که بتوانند در فشارهای کاری مختلف عملکرد مطلوبی داشته باشند. لیستی از مواد رایج که عموماً مورد استفاده قرار می گیرد، در Lyons (1982) و Ulanski (1991) تهیه شده است.
نشیمنگاه ها. نشیمنگاه های شیر می توانند به صورت یکپارچه از مواد بدنه، به طور مناسب فشرده شده، یا رزوه شده ساخته شوند. نشیمنگاه ها را با توجه به نوع کاربردشان می توان از مواد مختلف مناسب انتخاب کرد. نشیمنگاه شیر و محل اتصال شیر یا صفحه گاهی اوقات به عنوان محفظه شیر نام برده می شود و معمولاً برای ساخت آن ها از مواد یکسانی استفاده می شود تا ملاحظات فنی رعایت گردد. اگرچه، مواد به کار برده شده در محفظه معمولاً با بدنه شیر متفاوت است. در برخی از طراحی ها از دیسک های کامپوزیتی قابل تعویض استفاده می گردد. این دیسک ها به همراه پلاگ در محل اتصال بسته می شوند.
حداکثر درجه بندی های نشت مجاز برای نشیمنگاه های شیر کنترل در استاندارد هایی مانند انجمن کنترل سیال (FCI) استاندارد ۲-۷۰ یا اروپایی ها (CEN) استاندارد EN 12266-1 تعریف شده است.
ساقه های شیر. مواد اولیه ساقه شیر باید طوری انتخاب شوند تا ملاحظات فنی را برآورده سازند. به طور معمول از فولاد ضد زنگ، برنز و برنج در ساخت ساقه شیر استفاده می شود.
مجموعه ساقه شیر و واشرها. مجموعه ساقه شیر به علت حرکت بدنه شیر به طور مداوم پوشانده می شود و هر دو مجموعه بدنه و واشرهای بدنه در معرض تغییرات فشار و فشار سیال کنترلی قرار می گیرند. تولیدکنندگان می توانند توصیه هایی در مورد مواد و روان کننده ها برای دما و فشار مایع خاص ارائه دهند.
ضریب جریان و افت فشار
جریان عبوری از طریق هر دستگاهی منجر به کاهش فشار می شود. عوامل موثر بر افت فشار در شیرها شامل تغییر درمقطع عرضی و شکل مسیر جریان، گرفتگی در مسیر جریان و تغییر در هدایت مسیر جریان می باشند. در اکثر کاربردها، افت فشار با نسبت توان دو جریان (هنگامی که در محدوده جریان آشفته است) تغییر می کند. هنگامی که شیر در وضعیت کاملا باز باشد، این رابطه درست است.
برای راحتی در انتخاب شیر، به ویژه شیرهای کنترل، تولیدکنندگان ظرفیت شیر را به عنوان تابع ضریب جریان بیان می کنند. ضریب جریان Cv حجم آب ( به گالن آمریکایی) است که در ۶۰ درجه فارنهایت که در هر دقیقه از طریق یک شیر کاملا باز با افت فشار ۱ psi جریان دارد. همچنین ممکن است تولید کنندگان ضریب شیر را در سایر افت های فشار تهیه کنند.
شکل زیر یک تست معمولی برای تعیین درجه Cv با شیر کنترل کاملا باز را نشان می دهد. شیر کروی HV-1 قابلیت خواندن گیج تنظیم را دارد (به عنوان مثال، به ۱۰ psig)؛ HV-2 سپس (به عنوان مثال، بازگشت به ۹ psig) برای انجام آزمایشی با افت فشار ۱ psig تنظیم می شود. مخزن ذخیره ثقلی می تواند برای کاهش نوسانات فشار استفاده شود.
شیر بای پس امکان تنظیم دقیق از منبع فشار را می دهد. با یک سری آزمایش در مخزن توزین و استفاده از کورنومتر می توان سرعت جریان را تعیین کرد. جزئیات بیشتر تست ظرفیت ممکن است در استاندارد S75.02 انجمن بین المللی اندازه گیری و کنترل (ISA) یافت شود.
تست تعیین ضریب جریان
تست تعیین ضریب جریان
کاویتاسیون
کاویتاسیون هنگامی رخ می دهد که فشار سیال جریان به زیر فشار بخار آن سیال افت کند (شکل ۲). در این دو مرحله فرآیند، فشار ابتدا به نقطه بحرانی افت می کند، که باعث می شود حفره هایی از بخار شکل بگیرد. این ها تا جایی که به یک منطقه با فشار بالاتر برسند به مسیر خود ادامه می دهند. حباب های بخار سپس به طور ناگهانی فرو می پاشند یا می ترکند. این کاهش فشار هنگامی اتفاق می افتد که سرعت عبور سیال از شیر افزایش یابد. بعد از آن که سیال از درون شیر عبور می کند، سرعت کاهش و فشارافزایش می یابد.
در بسیاری از موارد، پدیده کاویتاسیون باعث ایجاد صدا در مدار می گردد. با این حال، اگر حباب های بخار در تماس با یک سطح جامد باشند، هنگامی که آن ها سقوط می کنند، مایعی که با سرعت به سمت خارج حرکت می کند باعث ایجاد فشار محلی بالا می شود که می تواند سطح لوله را تخریب کند. در نتیجه خرابی نا به هنگام شیر و لوله های مجاور ممکن است رخ دهد. سر و صدا و ارتعاش ناشی از کاویتاسیون به مانند آن است که انگار سنگ ریزه از طریق سیستم در حال عبور است.
کاویتاسیون شیر در منحنی های تیز
کاویتاسیون شیر در منحنی های تیز
ضربه قوچ
به مجموعه ای از نوسانات فشار ناشی از تغییر شدت آن که باعث می شود میزان آن بالاتر یا پایین تر از فشار نرمال آب در لوله شود ضربه قوچ می گویند. دامنه و دوره نوسان ها بستگی به سرعت آب و همچنین اندازه، طول و جنس لوله دارد.
تکان هایی از این ارتعاشات زمانی رخ می دهد، که هر سیال در یک زمان کوتاه متوقف شود. به طور کلی، جلوگیری از بسته شدن سریع شیر برای به حداقل رساندن وقوع ضربه قوچ در یک سیستم تهویه مطبوع، ضروری است.
هنگامی که جریان متوقف می شود افزایش فشار، مستقل از فشار کاری سیستم است. به عنوان مثال اگر آب با سرعت ۵ فوت در ثانیه جریان داشته باشد و یک شیر فوراً بسته شود، افزایش فشار به همان میزان است و فرقی نمی کند که فشار طبیعی psig ۱۰۰ یا psig 1000 باشد.
ضربه قوچ اغلب همراه با صدایی شبیه لوله ای است که توسط یک چکش زده می شود (از این رو این نام گذاشته شده). شدت صدا میزانی برای اندازه گیری شدت فشار نیست. آزمایشات نشان می دهند که حتی اگر ۱۵٪ فشار تلاطم توسط جذب کننده ها یا بازدارنده ها دفع شود، لزوماً جبران کافی برای جلوگیری از این پدیده نیست.
سر و صدا
فصل ۲۲ از کلیات کتاب ASHRAE ۲۰۱۳ اشاره می کند که محدودیت هایی بر اندازه لوله برای کنترل سطح سر و صدای شیر، ساییدگی و فشار ضربه قوچ وجود دارد. بعضی از داده ها برای پیش بینی سر و صدای هیدرودینامیکی تولید شده توسط شیرهای کنترل در دسترس هستند. ISA استاندارد ۷۵.۰۱ سعی کرده است برای کاهش سطح سر و صدا در شیرهای کنترل، الزامات پیش بینی شده ای را تهیه کند.
انواع بدنه
بدنه های شیر در شکل های متنوعی با توجه به مورد کاربردشان در دسترس هستند. توقف جریان، اجازه جریان کامل، تنظیم کردن جریان در بین دورترین نقاط و هدایت جریان از وظایف معمول بدنه ها می باشند. عملکرد یک شیر می تواند به صورت خودکار یا دستی باشد.
شکل بدنه ها برای شیرهای اتوماتیک و دستی با توجه به کاربرد و عملکرد آنها در نظر گرفته شده است. به عنوان مثال، شیرهای زاویه ای معمولاً برای کنترل رادیاتور کاربرد دارند. قاعده کلی جریان برای تنظیم شیر زاویه و شیر مستقیم مشابه است که سازنده در بعضی موارد به منظور راحتی در نصب نوع شیر را انتخاب می کند.
نوع یا طراحی قطعات ارتباطی بدنه وابسته به مواد اولیه یا لوله است. بسته به نوع مواد اولیه، شیرها می توانند به یکی از روش های زیر به سیستم لوله کشی متصل شوند:
اتصال با فلنچ
اتصال رزوه ای
اتصال جوشی
اتصال فشاری
اتصال با چسب ( در لوله ها و شیر های پلاستیکی)
شیرهای دستی
سوالات ذکر شده در بخش مبانی باید با دقت مورد ارزیابی قرار گیرد زیرا هر نوع شیر دارای مزایا و معایبی برای استفاده می باشد.
شیر کروی
در یک شیر کروی جریان بوسیله ی یک دیسک دایره ای که نیرو وارد می کند به عقب یا خارج از حلقه، یا نشیمنگاه، که یک مسیر جریان باز را احاطه می کند، کنترل می شود. جهت حرکت دیسک، موازی با جهت جریان و محور لوله که در آن شیر نصب شده است می باشد.
شیر دروازه ای
شیر دروازه ای با استفاده از صفحه گوه ای که بر روی نشیمنگاه شیر قرار گرفته جریان را کنترل می کند. مسیر مستقیم ورودی از شیر به بزرگی سوراخ لوله می باشد و حرکت دروازه عمود بر مسیر جریان است.
شیر سماوری
شیر سماوری یک دستگاه کنترل جریان سیال دستی است. این شیرها با یک مرتبه چرخش ۹۰ درجه اقدام به تماماً باز تا به طور کامل مسدود کردن جریان می نمایند .
شیر توپی
شیر توپی شامل یک توپ دقیق است که بین دو درزگیر یا نشیمنگاه دایره ای قرار دارد. شیرهای توپی دارای اندازه های مختلف درگاه هستند. چرخش ۹۰ درجه دستگیره، عملکرد را از حالت باز تا کاملاً بسته تغییر می دهد.
شیر پروانه ای
شیر پروانه ای به طور معمول از یک بدنه استوانه ای و فلنج دار تشکیل شده که دارای دیسک داخلی قابل چرخش است و به عنوان دستگاه تنظیم جریان سیال عمل می کند.
شیرهای خودکار
شیرهای خودکار معمولاً به عنوان شیرهای کنترلی در نظر گرفته می شوند که در کنار یک کنترلر خودکار یا دستگاه برای کنترل جریان سیال کار می کنند. “شیر کنترل” همانطور که در اینجا استفاده شده، در واقع از بدنه شیر و محرک تشکیل شده است. بدنه و محرک شیرممکن است به گونه ای طراحی شود که محرک قابل جابجایی و یا قابل تعویض باشد، یا محرک ممکن است جزئی جدایی ناپذیر از بدنه شیر باشد. در این بخش متداول ترین انواع محرک های شیر و شیرهای کنترل با طبقه بندی های زیر آمده است:
بدنه های کروی دو طرفه (تک و دو نشیمنگاهه)
بدنه های کروی سه طرفه (مخلوط کردن و منحرف شدن)
شیرهای توپی (دو و سه طرفه)
آرایش پروانه (دو و سه طرفه)
محرک ها
محرک شیر، محصول کنترل کننده، مانند سیگنال برقی یا پنوماتیک، را به عملکرد دوار یا خطی مورد نیاز شیر (ساقه) تبدیل می کند، که باعث تغییر متغیر کنترل (جریان) می شود. محرک ها طیف گسترده ای از اندازه ها، انواع، قابلیت های خروجی و حالت های کنترل را پوشش می دهند.
اندازه ها: محرک ها از نظر خروجی گشتاور از محرک های سلونوئید کوچک یا موم حرارتی، تا محرک های بزرگ پنوماتیک و الکترونیکی تغییر می کنند. انتخاب محرک به طراحی در مورد سیگنال کنترل، کارکردن در صورت عدم اطمینان، شرایط محیط و همچنین به فشار لازم جهت بستن درجه شیر مونتاژی بستگی دارد.
انواع: متداول ترین انواع محرک های مورد استفاده در برنامه های کاربردی شیر اتوماتیک عبارتند از: سلونوئید، رادیاتور ترموستاتیک، پنوماتیک، دنباله چرخ دنده موتور الکتریکی، الکترونیکی و الکترو هیدرولیکی.
محرک های پنوماتیکی
محرک های شیر پنوماتیک یا دیافراگم شامل یک دیافراگم انعطاف پذیر است که بین یک محفظه فوقانی و تحتانی بسته شده است. در مورد محرک های مستقیم، محفظه فوقانی و دیافراگم یک محفظه بسته شده ایجاد می کنند (شکل ۸). فنر مخالف نیروی دیافراگم بین دیافراگم و محفظه پایین قرار گرفته است. افزایش فشار هوا روی دیافراگم، ساقه شیر را به پایین فشار می دهد و بر نیروی فنر جمع شده برای بستن شیر با عملکرد مستقیم غلبه می کند. فنرها با تغییر فشار هوا مورد نیاز برای باز یا بسته شدن شیر انتخاب می شوند. به عنوان مثال، یک محرک پنوماتیک روی شیر کنترلی مستقیم با برد فنر ۸ تا ۱۳ psi، شیر کنترل را در فشارهای ۸ psi و زیر آن خواهد بست. برای فشارهای بین ۸ تا ۱۳ psi، شیر بر اساس فشار کنترل ورودی به طور متناسب تعدیل می شود. در فشارهای ۱۳ psi و بالاتر، شیر کنترل کاملاً باز خواهد شد. فنرهای شیرهای کنترل تجاری معمولاً ۱۰٪ انعطاف دارند. به سادگی دو شیر با دامنه های فنر محرک متفاوت با استفاده از یک سیگنال کنترل واحد، قابل تنظیم هستند.
شیرهای با عملکرد معکوس اگر دارای بدنه ای با عملکرد معکوس باشند ممکن است از یک محرک مستقیم استفاده کنند. در غیر این صورت، محرک باید با عملکرد معکوس باشد و با یک محفظه بسته شده بین محفظه پایین و دیافراگم ساخته شود.
برای تعیین اینکه آیا محرک از اندازه کافی برخوردار است یا اینکه یک محرک بزرگتر یا رله مستقرکننده مثبت پنوماتیک لازم است، باید از جدول های درجه بندی مسدود کردن تولیدکننده کمک گرفت.
یک رله مستقرکننده پنوماتیک مثبت ممکن است به محرک اضافه شود تا نیروی بیشتری برای بستن یا باز کردن یک شیر کنترل خودکار اتوماتیک فراهم کند (شکل ۸). بعضی اوقات این رله ها به عنوان مستقرکننده پیلوت شناخته می شوند، این ها در واقع رله هایی با ظرفیت بالا هستند که نسبت به موقعیت حرکتی محرک فشار هوا را به محرک زیاد یا کم می کنند. استفاده از آن ها به علت تأمین فشار هوای در دسترس و فنرمحرک محدود شده است.
شیر کنترل حرکت مستقیم دوراهه با محرک پنوماتیک و مستقر کننده
شیر کنترل حرکت مستقیم دوراهه با محرک پنوماتیک و مستقر کننده
محرک های برقی
محرک های برقی (دنباله چرخ دنده). محرک های برقی معمولاً از یک موتور الکتریکی مجهز به دو زاویه متصل به یک دنباله چرخ دنده و یک شفت خروجی متصل به ساقه شیر با یک اتصال دنده و چرخ دنده یا میله سربی تشکیل شده است (شکل ۹). برای راه اندازی شیر، شفت موتور به طور معمول از طریق ۱۶۰ درجه چرخش حرکت می کند. استفاده از محرک های دمپر با چرخش کامل ۹۰ درجه ای در موارد مصارف شیر کنترل به سرعت در حال افزایش است. دنباله های چرخ دنده در داخل به محرک های برقی وصل می شوند تا حرکت به موقع تکان شیر را فراهم کنند که گشتاور عملیاتی را افزایش داده و از افزایش حرکت بیش از حد شیر جلوگیری کند. دنباله های چرخ دنده را می توان با کلیدهای محدود، پتانسیومترهای کمکی و غیره مجهز کرد تا امکان نشان دادن موقعیت و بازخورد برای عملکردهای کنترل اضافی سیستم فراهم گردد.
در بسیاری از موارد، برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی مورد نیاز برای به کار انداختن شیر کنترل، یک اتصال لازم است. محرک های شیر برقی با دو حالت شناور بودن و کنترل متناسب عمل می کنند. محرک ها معمولاً با منبع تغذیه ۲۴/۱۲۰/۲۴۰ V (ac) کار می کنند. زمان چرخش محرک (یا انجام یک کورس حرکتی کامل) از ۶۰ تا ۱۵۰ ثانیه متغیر است.
محرک های شیر الکتریکی ممکن است دارای فنر برگشتی باشند که در صورت قطع برق، شیر را به حالت عادی برمی گرداند یا ممکن است از رله الکتریکی و منبع تغذیه کمکی برخوردار باشند. از آنجا که موتور باید به طور مداوم در برابر فنر برگشتی به یک جهت حرکت کند، محرک های شیر الکتریکی فنر بازگشتی معمولاً از گشتاور کمتری نسبت به محرک های دنباله چرخ دنده برقی بدون فنر برخوردار هستند.
محرک های الکترونیکی (اتصال مستقیم)
این محرک ها شامل یک موتور دی سی است که به یک جعبه دنده داخلی به مجموعه گیره خارجی وصل شده است. محرک ممکن است توسط یک مونتاژ اتصال به بدنه شیر وصل شود که حرکت چرخشی محرک را به حرکت خطی مورد نیاز برخی شیرها تبدیل می کند. محرک را می توان مستقیماً به بدنه شیر (به عنوان مثال، یک شیر توپی یا شیر پروانه ای) وصل کرد و یک گشایش چرخش یک چهارم لازم توسط شیر را فراهم کرد. سوئیچ های کمکی داخلی و خارجی و پتانسیومترها می توانند برای نشان دادن موقعیت و بازخورد برای عملکردهای کنترل فرعی اضافه شوند.
محرک های الکترونیکی اتصال مستقیم با دو حالت شناور شدن و کنترل متناسب عمل می کنند. برخی از آن ها می توانند برای سیگنال های کنترل منحصر به فرد برنامه ریزی شوند یا اجازه ی ترتیب دهی به دو شیر جداگانه از یک سیگنال کنترل واحد (مشابه محدوده های فنری مختلف در دو محرک پنوماتیک) داده شود. محرک ها با منبع تغذیه ۲۴/۱۲۰/۲۴۰ V (ac) در دسترس هستند. زمان چرخش معمولی (از حالت کاملا بسته تا کاملا باز) ۹۰ تا ۱۵۰ ثانیه است، اما در بعضی از مدل ها مدت زمان لازم برای چرخش خارج از این محدوده بوده و از ۵ ثانیه تا ۵ دقیقه قابل ارائه می باشند.
در محرک های الکترونیکی برای تأمین امنیت لازم در موارد خاص ممکن است از فنر مکانیکی یا یک شی الکترونیکی (مخزن) استفاده شود. فنر مکانیکی محرک ذاتی است و گشتاور کافی برای هدایت شیر در حالت خرابی آن (چه باز و چه بسته) دارا می باشد، که انتخاب شده است تا هنگامی که محرک قدرت خود را از دست داد به کمک آن بیاید. توسط محافظ الکترونیکی در هنگام روشن بودن نیروی محرک، مخزن های روی تابلو شارژ می شوند. در صورت از دست دادن نیرو به محرک، تخلیه ولتاژ مخزن ها اجازه می دهد تا محرک به اندازه کافی نیرو دریافت کند تا شیر را به حالت از پیش تعیین شده سوق دهد (کامل باز، کامل بسته یا بینابین). در هر دو حالت (محافظ دار مکانیکی یا الکتریکی)، رسیدن به موقعیت شکست فقط یک بار اتفاق می افتد. محافظ محرک های فنری مکانیکی معمولاً گشتاور کمتری نسبت به مدل های بدون فنر بازگشتی نظیر خود دارند. محافظ محرک های الکترونیکی در بسیاری از موارد، درجه گشتاور برابر یا بالاتری نسبت به مدل های بدون فنر بازگشتی برقی نظیر خود دارند.
شیر کنترل دوراهه با محرک برقی
شیر کنترل دوراهه با محرک برقی
محرک های هیدرولیک الکترونیکی
محرک های هیدرولیک الکترونیکی ویژگی های محرک های برقی و پنوماتیکی را با هم ترکیب می کنند. یک محفظه بسته شده شامل مایعات هیدرولیک، پمپ و برخی از دستگاه های اندازه گیری یا کنترل، برای کنترل فشار در یک پیستون یا پیستون / دیافراگم است. یک سیم پیچ کنترل شده توسط ولتاژ dc از سطح متوسط تا پایین، دستگاه کنترل فشار را فعال می کند. خروجی حاصل یک حرکت پیستونی از نوع خطی است. این نوع محرک به راحتی با شیرهایی که نیاز به حرکت خطی دارند، مانند حرکت ساقه یک شیر کروی، سازگار است. محرک های هیدرولیک الکترونیکی برای عملکردهای کنترل اضافی می توانند از سوئیچ های کمکی داخلی استفاده کنند. محرک ها با منبع تغذیه ۲۴/۱۲۰/۲۴۰ V (ac) در دسترس هستند. زمان معمول برای رسیدن به حالت حرکت کامل ۶۰ ثانیه است. محرک های هیدرولیک الکترونیکی ممکن است از نوع محافظ دار باشند، که شیر را درهنگام از دست دادن نیرو به حالت قبل خود باز می گرداند.
شیرهای سلونوئیدی
یک شیر سلونوئیدی یک عنصر کنترل الکترومکانیکی است که دریچه ای را با انرژی یک سیم پیچ سلونوئید باز یا بسته می کند. شیرهای سلونوئیدی برای کنترل جریان آب گرم یا سرد و بخار با محدوده اندازه از تا ۲ اینچ اندازه لوله استفاده می شوند. محرک های شیر های سلونوئیدی خود دستگاه های کنترل دو حالته هستند و برای کار در طیف گسترده ای از ولتاژهای جریان متناوب (هر دو ۵۰ و ۶۰ هرتز) و همچنین جریان مستقیم در دسترس هستند. بهره برداری از یک شیر دو طرفه ساده، با عملکرد مستقیم شیر سلونوئیدی در حالت بدون انرژی، در شکل ۱۰ نشان داده شده است.
شیر سلونوئیدی برقی
شیر سلونوئیدی برقی
شیرهای رادیاتور ترموستاتیک
شیرهای رادیاتور ترموستاتیک خود نیرو هستند و به منبع انرژی خارجی احتیاج ندارند. آنها دمای اتاق را با تعدیل جریان آب گرم یا بخار از طریق رادیاتورهای ایستاده، کانوکتورها یا دستگاه های منتقل کننده گرما، کنترل می کنند. شیرهای رادیاتور ترموستاتیک برای انواع روش های نصب با سنسورهای از راه دور یا سنسور داخلی و اصلاح نقطه تنظیم از راه دور یا نزدیک در دسترس هستند (شکل ۱۱).
شیرهای ترموستاتیک
شیرهای ترموستاتیک
کنترل شیرهای اتوماتیک
کنترل مبتنی بر کامپیوتر (کنترل دیجیتال مستقیم) شیرهای کنترل خودکار جایگزین فناوری های قدیمی شده و مزایای بسیاری از جمله سرعت، دقت و ارتباط داده را فراهم می کند. با این حال، باید در انتخاب مقدار پارامترهای حلقه کنترل مانند سرعت حلقه و باند مرده (انحراف مجاز از نقطه تنظیم) دقت نمود. سرعت بالای حلقه همراه با باند مرده بسیار کم می تواند باعث شود محرک شیر با هر دور گردش حلقه کنترل به دنبال یک موقعیت کنترل جدید باشد. به عنوان مثال، یک حلقه کنترل ۱ ثانیه با باند مرده صفر می تواند بیش از ۳۰،۰۰۰،۰۰۰ موقعیت جدید (اصلاحات) در ۱ سال کارکرد داشته باشد. این اثر مخرب می تواند باعث کاهش عمر مؤثر محرک شود.
این بدان معنا نیست که سیستم های کنترل مبتنی بر کامپیوتر، عمر کلیه شیرهای کنترل اتوماتیک را کوتاه می کنند. سیستم های کنترل مبتنی بر کامپیوتر باید تنظیم شوند تا حداقل میزان واکنش قابل قبول و دقت لازم برای دستیابی به حداکثر عمر شیر و محرک را فراهم کنند. اگر از ویژگی های شیر سطح بالایی از دقت و سرعت پاسخ دهی باشد، یک محرک با عملکرد عالی مورد نیاز است.
شیرهای دوراهه
در شیر دو راهه اتوماتیک، بسته به موقعیت ساقه و دیسک موجود در شیر، سیال وارد درگاه ورودی می شود و از درگاه خروجی با حجم کامل یا کاهش یافته خارج می شود. شیرهای کروی دو راهه ممکن است دارای یک یا دو نشیمنگاه باشند.
در شیر کروی با یک محل استقرار، یک نشیمنگاه و یک دیسک متصل باعث بستن جریان می شوند. روش دیسک متصل بسته به نیاز طراح و کاربرد متفاوت است. برای مقایسه بدنه، به شکل ۹ در فصل ۷ کتاب اصول ۲۰۱۳ ASHRAE مراجعه کنید.
شیر با دو محل استقرار کاربرد ویژه ای از شیر دو راهه با دو نشیمنگاه، اتصالات و دیسک ها است. عموماً در مواردی استفاده می شود که فشار بستن برای شیر با یک نشیمنگاه خیلی زیاد باشد.
شیرهای سه راهه
شیرهای سه راهه جریان های سیال را با هم مخلوط کرده و یا منحرف می کنند. شکل ۱۲ برخی از کاربردهای رایج در مورد شیرهای سه راهه را نشان می دهد. شکل ۸ در فصل ۷ اصول کتابچه راهنمای ASHRAE 2013 مقاطع برشی از شیرهای کروی مخلوط و منحرف سه راهه را نشان می دهد.
یک شیر مخلوط سه راهه بر اساس موقعیت شیر پلاگ در رابطه با نشیمنگاه های بالا و پایین شیر دو جریان را به یک جریان مشترک ترکیب می کند.
شیر سه راهه منحرف کننده یا شیر بای پس یک جریان سیال را می گیرد و برای کنترل دما آن را به دو جریان تقسیم می کند. در برخی از کاربردهای محدود، مانند کنترل برج خنک کننده، باید از یک شیر منحرف کننده یا بای پس از آن به جای یک شیر اختلاط استفاده شود. در اکثر موارد، اگر محرک همراه دارای نرخ سرعت فنری بسیار بالایی باشد، شیر مخلوط کننده می تواند همان عملکرد مشابه یک شیر منحرف کننده یا بای پس را انجام دهد. در غیر این صورت، هنگام بهره برداری در نزدیکی نشیمنگاه، ضربه قوچ یا سر و صدا ممکن است رخ دهد.
کاربردهای شیر کنترل سه راهه معمولی
کاربردهای شیر کنترل سه راهه معمولی
شیرهای با اهداف خاص
بدنه های شیرهای با اهداف خاص ممکن است بنا به شرایط مناسبی استفاده شوند. از یک نوع شیر چهار راهه استفاده می شود تا گردش مجزا در حلقه دیگ بخار و یک ناحیه گرم انجام شود. نوع دیگری از بدنه شیر چهار راهه به عنوان شیر خنک کننده، تغییر در سیستم های پمپ حرارتی برای معکوس کردن اواپراتور به عملکرد کندانسور استفاده می شود.
شیرهای شناور برای تأمین آب تانکر یا مخزن یا به عنوان شیر تأمین کننده دیگ بخار برای حفظ سطح عملکرد آب در محل تراز شناور استفاده می شوند (شکل ۱۳).
کاربرد شیر شناوری و قطع دیگ بخار
کاربرد شیر شناوری و قطع دیگ بخار
شیرهای توپی
شیرهای توپی همراه با محرک های الکترونیکی اتصال مستقیم معمولاً در کاربردهای کنترل تهویه مطبوع استفاده می شوند زیرا به راحتی می توان حرکت ۹۰ درجه ای محرک را به حرکت یک چهارم چرخشی شیر توپی مطابقت داد. برای تعدیل برنامه های جریان باید از پورت کاهش یافته یا دیسک مشخص کننده در شیر توپی استفاده شود تا از ظرفیت کلی جریان شیر بکاهد و خصوصیات جریان را اصلاح کند (مثلاً درصد برابر) که از سرریز شدن یا ایجاد جریان ناهموار جلوگیری گردد. سیستم بسته بندی یک شیر توپی به گونه ای طراحی شده است تا اقدام ذاتی تنظیم کنترل در تهویه مطبوع را در خود جای دهد.
شیرهای پروانه ای
شیرهای پروانه ای در برنامه های دو حالته و تعدیل کننده استفاده می شوند. از مزایای شیرهای پروانه ای قابلیت آن ها برای ایجاد حباب محکمی به منظور قطع جریان در برابر فشارهای بالاتر، وزن سبک تر و اندازه جمع و جور آن ها است.
شیرهای پروانه ای به صورت شیرهای دو راهه تولید می شوند. در بعضی از کاربرد ها که نیاز به استفاده از شیر سه راهه وجود دارد، دو شیر پروانه ای بر روی یک لوله قرار می گیرند و به صورت متقاطع نصب می شوند تا به عنوان شیرهای ترکیبی سه طرفه یا سه راه بای پس کار کنند (شکل ۱۴).
شیرهای پروانه ای، کاربرد دندانه منحرف کننده
شیرهای پروانه ای، کاربرد دندانه منحرف کننده
شیرهای پروانه ای دارای ویژگی های جریان متفاوت از شیرهای کروی با نشیمنگاه استاندارد و نوع دیسکی هستند، بنابراین ممکن است در مواردی که ویژگی های جریان آن ها کفایت داشته باشد، از آن ها استفاده شود. هنگام اندازه گیری شیر پروانه ای برای یک برنامه تعدیل کننده، از درجه CV در چرخش ۶۰ درجه یا ۷۰ درجه استفاده کنید. برای برنامه های دو حالته (روشن / خاموش)، از درجه بندی CV 90 درجه استفاده کنید. همچنین پیروی از دستورالعمل سازنده به منظور رتبه بندی شیر پروانه ای برای حداکثر سرعت سیال بسیار مهم است، زیرا بیش از این رقم می تواند طول عمر شیر را کاهش دهد.
شیرهای کنترل مستقل از فشار
شیرهای کنترل مستقل از فشار (PICVs) شیرهای کنترل همراه با یک روش داخلی تنظیم اختلاف فشار برای از بین بردن تغییرات جریان ناشی از نوسانات اختلاف فشار در مجموعه شیر است. این امر می تواند با استفاده از تنظیم کننده فشار دینامیک یا نرم افزار یکپارچه برای نظارت بر جریان در رابطه با خروجی طراحی شده از شیر انجام شود. در کاربرد عملی، یک شیر PICV جایگزین یک شیر کنترل و یک شیر بالانسینگ می شود.
شیر کنترل مستقل از فشار
شیر کنترل مستقل از فشار
جریان شیرهای کنترل وابسته به فشار استاندارد (شیرهای کروی، شیرهای توپی، و غیره) به اختلاف فشار در سراسر شیر بستگی دارند. با افزایش این فشار در یک شیر استاندارد با یک موقعیت ساقه ثابت، جریان افزایش می یابد. به همین ترتیب، همزمان با کاهش اختلاف فشار در شیر، جریان کاهش می یابد. این تغییر فشار ناشی از عواملی مانند تعدیل سایر شیرهای کنترلی در حلقه هیدرونیک است. علاوه بر این، اختلاف فشار پایین در شیر کنترل منجر به جریان بیش از حد و جریان کمتر از حد می شود که ناشی از تغییرات سریع جریان با تغییرات اندک در موقعیت شیر می باشد (بخش مربوط به مشخصات شیر کنترلی جریان را ببینید).
مزایای PICV شامل جریان پایدار هنگام ثابت ماندن محل ساقه، صرف نظر از نوسانات فشار، و حذف دستگاه بالانسینگ هیدرونیک (به عنوان مثال شیر بالانسینگ، دستگاه محدود کننده جریان) که در آن PICV نصب شده است. همچنین اندازه گیری شیر PICV راحت تر است زیرا دیگر نیازی به محاسبه CV برای شیر نیست. انتخاب PICV بر اساس جریان شیر تمام باز انجام می گیرد.
PICV ها برای محدوده اختلاف فشار (به عنوان مثال، ۵ تا ۵۰ psi) که در آن PICV مستقل از فشار است، رتبه بندی می شوند. اگر فشار خارج از این محدوده باشد، PICV به یک شیر وابسته به فشار تبدیل می شود و مستعد به تغییر جریان از تغییرات فشار است. این محدوده اختلاف فشار، یک محدوده عملیاتی است که با فشار بستن خود شیر ارتباط ندارد.
PICV ها برای دستیابی به حداکثر نقطه جریان می توانند با تنظیم کردن توقف های پایانی محرک یا برنامه نویسی دارای قابلیت تنظیم شدن میدانی شوند، از این طریق نیاز به حذف و جایگزینی قطعات را برطرف می نمایند. تنها محدودیت در تنظیم جریان، ظرفیت بدنه شیر می باشد.
شیرهای محدودکننده جریان
شیرهای محدود کننده جریان (FLV) شیرهای کنترل متصل شده به یک وسیله یکپارچه محدود کننده جریان هستند که مانع از عبور جریان بیش از حد از قبل تعیین شده می شوند. جریان توسط یک کارتریج داخلی محدود شده است. FLV اجازه نخواهد داد دبی بیش از حد جریان هنگام کار در محدوده عملیاتی اختلاف فشار از پیش تعریف شده (به عنوان مثال، ۱ تا ۱۴ psi ، ۲ تا ۳۲ psi) عبور کند. اما بر خلاف شیر کنترل مستقل از فشار که باعث حذف تغییرات جریان می شود (به عنوان مثال، جریان بیش از حد و جریان ناشی از فشار در کل بازه شیر کنترل)، FLV ها فقط برای در نظر گرفتن حداکثر جریان مجاز از طریق شیر کنترل طراحی شده اند.
بنابراین، اگر جریان به دلیل نوسانات فشار در هر موقعیت شیر بالاتر از حد انتظار باشد (به جز در باز شدن کامل)، این جریان اضافی از طریق شیر کنترل مجاز خواهد بود. FLV ها برای برنامه های دو حالت (روشن / خاموش) هستند که در آن طراحی بر اساس جریان کامل یا بدون جریان می باشد، بدون اینکه هیچگونه نوسانی بین آن وجود داشته باشد.
با جابجایی کارتریج داخلی یا تنظیم بیرونی، می توان میزان جریان FLV را تنظیم کرد و تنها محدودیت آن ظرفیت دبی بدنه شیر است.
مشخصات جریان شیر کنترل
بر اساس مشخصات شیر، سه حالت مجزا برای جریان امکان پذیر است:
منحنی مشخصه شیر کنترل جریان
منحنی مشخصه شیر کنترل جریان
باز شدن سریع: باز کردن سریع شیر از حالت بسته، مقدار قابل توجهی از جریان را از یک دریچه کوچک عبور می دهد. با حرکت شیر به سمت موقعیت کامل باز، نرخ سرعت افزایش جریان به روشی غیرخطی کاهش می یابد. این ویژگی در برنامه های دو حالته روشن یا خاموش استفاده می شود، زیرا در کاربردهای تعدیلی قرار دادن ساقه شیر به طور کاملاً صحیح برای جریان های کم و متوسط بسیار دشوار است.
خطی: شیرهای خطی در هر افزایش مساوی باعث افزایش جریان یکسان از شیر می شوند که به سمت موقعیت کاملاً باز حرکت می کنند. این مشخصه در پایانه های سیم پیچ بخار، کاربردهای بای پس و حتی در پورت بای پس شیرهای سه راهه استفاده می شود.
درصد مساوی: این نوع شیر با حرکت از حالت بسته به حالت باز، جریان را به صورت نمایی افزایش می دهد. اصطلاح درصد برابر بدان معنی است که برای افزایش مساوی از باز شدن شیر، جریان با درصد برابر افزایش می یابد. به عنوان مثال، در شکل ۱۶، اگر شیر از ۵۰ به ۷۰ درصد کورس حرکتی منتقل شود، درصد جریان کامل از ۱۰ به ۲۵ درصد تغییر می کند، که ۱۵۰ درصد افزایش صورت گرفته است. سپس، اگر شیر از ۸۰ به ۱۰۰٪ کورس حرکتی منتقل شود، درصد جریان کامل مجدداً از ۴۰ به ۱۰۰٪ تغییر می یابد، که ۱۵۰٪ افزایش می یابد. این ویژگی برای کنترل خطوط آب سرد و گرم برای خطی کردن خروجی ترکیب سیم پیچ پیشنهاد می شود، که تنظیم راحت تر انجام شود و به طور معمول منجر به پایداری سیستم می شود.
طراح ویژگی جریان شیر را با منحنی عملکرد سیم پیچ (گرمایش یا سرمایش) ترکیب می کند تا از ویژگی انتقال حرارت مناسب اطمینان داشته باشد. (شکل ۱۷). برای یک کویل گرمایش یا خنک کننده هیدرونیک معمولی، خروجی کویل (شکل ۱۷A) به سرعت افزایش می یابد و با نزدیک شدن به نقطه طراحی کند می شود. جابجایی این خروجی سیم پیچ با تصویر آینه آن در درصد جریان (یعنی مشخصات جریان برابر با درصد برابر) همانطور که در شکل ۱۷B نشان داده شده است منجر به خروجی سیم پیچ خطی می شود.
خروجی گرما، جریان، ویژگی های حرکت بخار شیر درصد برابر
خروجی گرما، جریان، ویژگی های حرکت بخار شیر درصد برابر
سه الگوی جریان با تحمیل افت فشار ثابت در شیر تعدیل شونده بدست می آیند، اما در شرایط واقعی افت فشار در شیر بین حداکثر (در هنگام کنترل) و حداقل (متغیر کنترل) متفاوت است. نسبت این دو افت فشار به عنوان اقتدار شناخته می شود. شکل های زیر نشان می دهد که چگونه ویژگی جریان خطی و با درصد برابر شیر تحریف می شود زیرا قدرت شیر کنترل به دلیل کاهش افت فشار دریچه کاهش می یابد. ویژگی سریع باز شدن، تا جایی که به کنترل دو حالت روشن یا خاموش نزدیک شود، تحریف شده است. انتخاب شیر کنترل افت فشار به طور مستقیم بر اقتدار شیر تأثیر می گذارد و باید حداقل ۲۵ تا ۵۰ درصد افت فشار انشعاب باشد (یعنی افت فشار از اتصال انشعاب از منبع اصلی برای بازگشت اصلی از جمله لوله کشی، اتصالات، سیم پیچ، دستگاه متعادل کننده و شیر کنترل). موقعیت شیر کنترل در سیستم منجر به انتخاب افت فشار منحصر به فرد برای هر شیر کنترل می شود. افت فشار شیر بیشتر باعث می شود اندازه شیر کوچکتر و کنترل بهتر باشد، اما تلفات انرژی اصطکاک بیشتری نیز خواهد داشت.
انحراف اقتدار مشخصه جریان خطی
انحراف اقتدار مشخصه جریان خطی
انحراف اقتدار مشخصه جریان درصد برابر
انحراف اقتدار مشخصه جریان درصد برابر
محدوده اقتدار بین ۰.۰ و ۱.۰ است. اقتدار کم می تواند باعث شود که به جای تأمین خروجی سیم پیچ خطی مورد نظر، سریع باز شود و باعث نوسانات جریان، دما و فشار که در گذشته مورد بحث قرار گرفت شود. اقتدار ۱.۰ باعث می شود شیر در امتداد منحنی نظری خود کار کند. مقدار اقتدار بالا منجر به از بین رفتن فشار زیاد می شود، حتی اگر شیر کاملاً باز باشد. در کاربردهای تعدیل کننده، یک اقتدار بین ۰.۲۵ و ۰.۵ معمولاً تعادل مناسب بین قابلیت کنترل و عملکرد انرژی را فراهم می کند.
اقتدار = اختلاف فشار شیر /(اختلاف فشار شیر + اختلاف فشار انشعاب)
اندازه گیری شیر کنترل
مایعات: شیرهای دو حالته معمولاً به اندازه لوله انتخاب می شوند. مشخصه جریان (به عنوان مثال، خطی، درصد برابر) در این برنامه اهمیتی ندارد، بنابراین می توان از هر نوع استفاده کرد. شیرهای توپی باید بدون دیسک مشخص کننده و برای بزرگترین اندازه پورت (بزرگترین ) انتخاب شوند.
اندازه گیری شیرهای وابسته به فشار بر اساس معادله زیر برای ضریب جریان به شرح زیر می باشد:
(۱)
ضریب جریان
جریان، گالن بر دقیقه
جاذبه مخصوص سیال که برابر یک برای آب است، بدون واحد
psiافت فشار،
توجه داشته باشید که (با استفاده از واحدهای I-P) و SI معادل از نظر عددی برابر نیستند. بنابراین، قبل از انتخاب شیرها از یک کاتالوگ بیان شده در سیستم واحد دیگر، مقدار محاسبه شده را به شرح زیر تبدیل کنید:
برای تعیین ضریب جریان شیر کنترل، باید سرعت جریان و افت فشار مورد نظر در شیر کنترل مشخص شود.
سرعت جریان باید از طرح، نقشه های کارگاه، خود تجهیزات یا سایر داده های موجود بدست آید. به منظور فراهم کردن اقتدار معقولی که در قسمت قبل مورد بحث قرار گرفت، افت فشار مطلوب مورد نیاز است.
افت فشار و درنهایت، اندازه گیری شیر به خودی خود بر اساس شیر در حالت کاملاً باز است زیرا ظرفیت شیر باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند شرایط جریان طراحی را کنترل کند. برای برآورد افت فشار مورد نظر، ابتدا تعیین کنید که آیا شیر یک نوع کنترل دو حالته (روشن یا خاموش) یا تعدیل کننده (شناور یا متناسب) است.
شیرهای دو حالته (کنترل روشن یا خاموش) با افت فشار ۱ psi ( 2.31 فوت ارتفاع) اندازه می گیرند. بنابراین، اگر جریان ۱۰ گالن در دقیقه باشد، مورد نظر برای شیر کنترل دو موقعیتی است:
شیر کنترل انتخابی باید دارای تا حد ممکن نزدیک به محاسبه شده از این معادله باشد، و نباید زیر آن مقدار قرار گیرد.
احتیاط: در یک برنامه دو موقعیتی، با عنایت به ” قاعده شست” بنا به تجربه به دست آمده انتخاب شیر کنترل بستگی به اندازه لوله دارد. اگر چه، با وجود انتخاب های خیلی بیشتر از مقادیر ، در حال حاضر طیف وسیعی از شیرهای کنترلی موجود است، با مشخص کردن شیر کنترل اینچ برای یک خط ورودی اینچی بدون تعیین می تواند منجر به نصب شیر با زیر ۱ شود.
غالباً طراحان افت فشار بالاتر از ۱ psi را برای شیر کنترل دو حالته مشخص می کنند. به عنوان مثال، با حداکثر جریان مورد نیاز ۱۰ ، اما با استفاده از افت فشار ۴ psi در شیر کنترل به جای ۱ psi ،
این نتیجه نشان می دهد که شیر فقط در اختلاف فشار ۴ psi می تواند نیمی از ظرفیت را داشته باشد زیرا در اختلاف فشار ۱ psi مورد استفاده در محاسبه قبلی قرار دارد.
شیرهای تعدیل شده با استفاده از همان معادله ضریب جریان اندازه می شوند. اما، به دلیل اینکه شیر کنترل در حال تعدیل فشار در سراسر شیر است، اختلاف فشار بالاتر از یک شیر کنترل دو موقعیتی خواهد بود. همانطور که قبلاً گفته شد، افت فشار در شیر کنترل باید از ۲۵ تا ۵۰٪ فشار انشعاب باشد. عوامل زیادی بر فشار انشعاب تأثیر می گذارند و مانند سایر شیرهای سیستم باز و بسته می شود. برای جلوگیری از پیچیدگی تجزیه و تحلیل مدار هیدرولیک، یک قاعده شست برای افت فشار شیر کنترل مورد نظر ۴ تا ۵ psi است.
به عنوان مثال، برای یک شیر کنترل تعدیل کننده در یک برنامه سیم پیچ مجدد با سرعت جریان ۳ و ۵ psi، افت فشار هست:
توجه داشته باشید که ضرایب جریان نصب شده ممکن است به دلیل عوامل هندسه لوله، از نظر ارزش کاتالوگ، به خصوص در شیرهای با افت فشار مانند شیرهای توپی با درگاه کامل و شیرهای پروانه ای متفاوت باشد. هرچه اختلاف در اندازه خط شیر و خط لوله بیشتر باشد، تأثیر آن بر ضریب جریان نصب شده (اصلاح شده) بیشتر می شود. در جایی که ضرایب جریان چندگانه برای اندازه خط شیر داده شده از قبیل شیرهای توپی وجود داشته باشد، شیری باید انتخاب شود تا اندازه خط لوله در جایی که وجود دارد مطابقت داشته باشد. در جایی که شیر باید از اندازه خط کوچکتر باشد، برای تنظیم ضریب جریان با سازنده مشورت کنید. به طور معمول، اگر شیر بیش از یک اندازه کوچکتر از اندازه خط لوله نباشد، ضربه برای شیرهای کروی و شیرهای توپی توصیف شده ناچیز خواهد بود.
بخار. برای جریان بخار، فشارهای ورودی و خروجی بخار و نوع کنترل (تعدیل یا دو موقعیت) باید در نظر گرفته شود:
جریان توده بخار،
به طور کلی، برای بخارهایی که بسیار داغ نیستند این مقدار یک است.(داغ
ضریب جریان
psiاختلاف فشار (فشار ورودی- فشار خروجی) ،
psiaفشار بخار خروجی (مطلق)،
دو حالت برای انتخاب اختلاف فشار در شیر کنترل بخار وجود دارد:
فشار بخار ورودی ۱۵ .
یک کنترل دو حالته (روشن / خاموش): اختلاف فشار = ۱۰٪ فشار فشار بخار ورودی.
ب کنترل متناسب: اختلاف فشار = ۸۰٪ فشار فشار بخار ورودی
فشار بخار ورودی ۱۵ .
یک کنترل دو حالته (روشن / خاموش): اختلاف فشار = ۱۰٪ فشار مطلق بخار ورودی.
ب کنترل متناسب: اختلاف فشار = ۲۵٪ فشار مطلق بخار ورودی.
در هر زمان ممکن، از انتخاب اختلاف فشار بالاتر از ۴۲٪ (بخار اشباع) خودداری کنید، زیرا این امر بخار موجود در شیر را به عملکرد حساس یا صوتی سوق می دهد. در این حالت، جریان و از معادله (۵) پیروی نمی کنند، در عوض مطابق با معادله زیر هستند:
جریان بخار
ضریب جریان
psiفشار مطلق بخار ورودی،
اطلاعاتی درباره کنترل ولو های دیافراگمی
کنترل ولوهای دیافراگمی نام خود را از دیسک انعطاف پذیری که در تماس با یک نشیمنگاه در قسمت فوقانی بدنه ولو برای تشکیل آب بندی است ، می گیرند. دیافراگم یک عنصر واکنش دهنده به فشار و انعطاف پذیر بوده که نیرو را برای باز و بسته کردن یا کنترل یک ولو انتقال می دهد.
ولوهای دیافراگمی مرتبط با پینچ ولوها هستند و به منظور جداسازی جریان از المان از یک دیافراگم الاستومری استفاده می کنند.
در واقع یک ولو دیافراگمی یک ولو با حرکت خطی است که برای شروع / توقف و کنترل جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرد.
معرفی شیوه کنترل diaphragm valves
کنترل ولو دیافراگمی از یک دیافراگم انعطاف پذیر متصل به یک کمپرسور استفاده می کنند . در این ولو ، دیافراگم به انتهای بدنه ولو فشار داده می شود تا حالت خاموش ایجاد شود. ولوهای دیافراگمی دستی با ارائه یک بازه متغیر و دقیق به منظور کنترل افت فشار از طریق ولو برای کنترل جریان ایده آل هستند. چرخ دستی چرخانده می شود تا میزان مورد نظر سیال از طریق سیستم جریان یابد.
برای شروع و توقف برنامه های کاربردی ، چرخ دستی چرخانده می شود تا کمپرسور یا دیافراگم را در مقابل انتهای بدنه ولو برای توقف جریان فشار دهد یا برای اینکه جریان بتواند از طریق آن عبور کند ، آن را از محل خارج کند.
عملکرد کنترل ولو دیافراگمی
دیافراگم به یک کمپرسور متصل می شود. برای شروع یا افزایش جریان ، کمپرسور توسط ساقه ولو به سمت بالا حرکت داده می شود. برای توقف یا کند کردن جریان ، کمپرسور پایین می آید و دیافراگم به انتهای ولو فشرده می شود. ولوهای دیافراگمی برای کنترل جریان مایعات حاوی جامدات معلق عالی بوده و برای نصب در هر موقعیتی از خود انعطاف پذیری نشان می دهند.
ولوهای دیافراگمی نوع Weir در فرآیند throttling که فرآیند مسئول تنظیم سرعت در پردازش برنامه در حال اجرا می باشد ، به دلیل طراحی منطقه shutoff در امتداد نشیمنگاه بهتر از دیگر انواع ولوهای دیافراگمی هستند.
انواع ولوهای دیافراگمی
ولوهای دیافراگمی در دو فرم پایه موجود هستند:
weir type
straight through types
خرید بهترین کنترل ولو دیافراگمی از سایت اینرژی
خرید کنترل ولو دیافراگمی و فروش کنترل ولو دیافراگمی نو و دست دوم در فروشگاه اینترنتی اینرژی به قیمت کارخانه و تولید کننده بدون واسط، همچنین جهت استعلام قیمت کنترل ولو دیافراگمی به سایت اینرژی مراجعه فرمایید. برای ارتباط مستقیم با مشاوران فنی شرکت با شماره های ثابت 88522276 _ 86121894 و شماره همراه 09912055724 تماس حاصل فرمایید.
انواع ولوهای کنترلی
شیر در یک سیستم برای قطع و وصل جریان سیال و کنترل به کار می رود. در این مقاله به بررسی انواع کنترل ولو و کاربرد آنها در صنایع مختلفی میپردازیم.
شیر در عملکرد بهینه و درست یک سیستم نقش بسیار مهمی دارد. بدون نصب شیر با اندازه مناسب، سیستم هرگز عملکرد کارآمدی نخواهد داشت.
در یک فرآیند کنترلی معمولا آخرین المانی که نصب می شود، شیر کنترلی است. شیر کنترلی جریان سیال (گاز، بخار، آب، ترکیبات شیمیایی) را برای از بین بردن اختلالات تغییر می دهد و متغیر کنترلی را تا حد امکان در نقطه تنظیم حفظ می کند.
شیر کنترلی با وجود اینکه یکی از مهمترین بخش های یک حلقه کنترلی است اما معمولا اهمیت آن نادیده گرفته می شود.
علت این اهمال، نداشتن آگاهی کافی نسبت به بسیاری از شاخه های مهندسی مانند، مکانیک سیالات، متالوژی، کنترل نویز و طراحی لوله و پایپینگ است.
هر حلقه کنترلی معمولا شامل یک سنسور برای تعیین وضعیت فرآیند می باشد. ترانسمیتر یا کنترلر، متغیر فرآیند را با نقطه تنظیمی که به ترانسمیتر ارسال می شود مقایسه می کند.
شیرهای کنترلی به صورت خودکار فشار و یا جریان سیال را تنظیم میکنند و برای فشارهای مختلفی طراحی شده اند.
گلوب ولو معمولا به عنوان شیر کنترلی در سیستم نصب می شود و برای راحتی تعمیر و نگهداری معمولا از اتصال فلنجی استفاده می شود.
کنترل ولو یک دستگاه کنترلی است که جریان مایع یا گاز را در یک سیستم تنظیم می کند. با بسته شدن شیر کنترلی، در سیستم افت فشار ایجاد شده و نهایتا جریان سیال کاهش می یابد.
بر روی شیر کنترلی یک اکچوئیتر نصب شده است. جریان سیال به وسیله پلاگ Plug شیر که متصل به بدنه است کنترل و تنظیم می شود. پلاگ شیر به شفت متصل بوده و شفت نیز به اکچوئیتر متصل می باشد.
اکچوئیتر در شیر کنترلی می تواند به صورت پنوماتیکی یا الکتریکی عمل کند، و حرکت شفت را به وسیله کنترلر خارجی تنظیم و هدایت کند.
اکچوئیتر پنوماتیک
عملگرهای پنوماتیکی به صورت مستقیم عمل کرده و از سیگنال هوا (از یک دستگاه کنترل خارجی) برای کنترل حرکت شیر استفاده می کنند. سیگنال هوا به قسمت بالای اکچوئیتر وارد می شود و در کل قسمت های اکچوئیتر پخش می شود. فنر اکچوئیتر با توجه به سیگنال ورودی حرکت کرده و شفت شیر به سمت پایین حرکت می کند.
اکچوئیتر الکتریکی
اکچوئیترهای الکتریکی برای حرکت شفت موتور از یک سیگنال الکتریکی استفاده می کنند.
شیرهای صنعتی در انواع و مدل های مختلفی تولید شده اند. برای کنترل فرآیند نیز می توان از مدل های متنوعی استفاده کرد. در ادامه به معرفی انواع ولوهای کنترلی که برای کارهای کنترلی مناسب هستند می پردازیم.
انواع شیر کنترلی
شیرهای کنترلی به صورت کلی به دو دسته تقسیم بندی می شوند.
1. شیر کنترلی با حرکت چرخشی (روتاری)
بال ولو، باترفلای ولو یا پلاگ ولو به صورت چرخشی عمل می کنند.
2. شیر کنترلی با حرکت خطی
گلاب ولو، دیافراگم و پینج ولو در این دسته قرار داده می شوند.
کاربرد شیر کنترلی در صنایع
تجهیزات جانبی شیرهای کنترلی