مقالات - پادمیرا صنعت

همه چیز در مورد شیر دیافراگمی یا دیافراگم ولو (Diaphragm valve)

جولای 13, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, شیر دیافراگمی, مقالات /توسط amir_arman2000

تجهیزات زیرساختی مهندسی، مانند شیرآلات تقریباً در هر سیستم مکانیکی پیچیده ای وجود دارند. این دستگاه های مکانیکی / الکترومکانیکی جریان سیال را تنظیم می کنند و در ده ها نوع و مدل منحصر به فرد در دسترس می باشند. در این مقاله شیر دیافراگمی ( Diaphragm valve) یکی از انواع پر کاربرد ولو مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت. همچنین در این مقاله بررسی خواهیم کرد که این نوع از ولو ها چه هستند ، چگونه کار می کنند و انواع مختلف آنها در بازار چیست؟ مقاله پیش رو به شما کمک می کند تا این نوع ولو را به نحو صحیحی برای پروژه های خود انتخاب نمایید.

همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سایر انواع شیرآلات صنعتی ، انتخاب شیرها ، شیر پروانه ای ، شیر توپی ، شیر دروازه ای ، شیر کروی ، شیر سماوری ، شیر سوزنی ، سلونوئید ولو ، روتاری ولو ، ریلیف ولو و … به قسمت مقالات اختصاصی تهیه شده مراجعه فرمایید.

شیر دیافراگمی چیست؟

شیر های های دیافراگمی نوعی ولو دو جهته قطع و وصل جریان هستند. همچنین از این نوع شیر برای کنترل جریان سیال از طریق تنظیم محفظه ورود و خروج جریان استفاده می شود. در چنین حالتی سرعت و شتاب سیال به راحتی تحت کنترل قرار می گیرد. علت نامگذاری این نوع ولو به این دلیل می باشد که در آنها از یک غشای نازک و انعطاف پذیر برای کنترل باز و بسته شدن شیر استفاده می شود. شایان ذکر می باشد که می توان آنها را با فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ ، پلاستیک و حتی مواد یکبار مصرف نیز تولید کرد. شیرهای دیافراگمی مانند پینچ ولو ها می باشند با این تفاوت که در آنها از یک کمپرسور خطی استفاده می شود که دیافراگم نازک را به تماس با بدنه شیر سوق می دهد. این نوع ولو امکان کنترل فشار گسسته و متغیر را فراهم می نماید و می تواند به صورت دستی و خودکار فعال شود. شیرهای دیافراگمی اصولاً تمیز ، ضد نشت ، با نگهداری آسان و بهره برداری ایمن و موثر هستند. و برای کاربرد در فشار و دمای متوسط که قطع و وصل جریان مد نظر باشد، مناسب ترین گزینه هستند.

شیر دیافراگمی چگونه کار می کند؟

شیر های دیافراگمی از لحاظ ساختاری ساده و در بهره برداری ساده هستند. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، یک محرک شیر در موقعیت باز خود با غشای داخلی (یا “دیافراگم”) شیر تماس دارد. هنگامی که کاربر می خواهد شیر بسته شود ، محرک فشار داده شده و یا چرخانده می شود و غشا به سمت لبه جامد بدنه شیر فشرده می شود و شیر را می بندد. شیر های دیافراگمی خاص همچنین می توانند در حالت نیمه باز نیز قرار گیرند. در این حالت غشا تا حدی بسته است ، و اجازه می دهد تا جریان از درون ولو جریان یابد. در بخش بعدی ، طیف وسیع شیرهای دیافراگمی و محل استفاده آنها را بررسی خواهیم کرد.

انواع شیر دیافراگمی

در صنعت دو طرح اصلی شیر دیافراگمی وجود دارد: شیر دیافراگمی نوع پیچی ونوع دیافراگم صاف یا تمام سوراخ. عملکرد این ولو ها مشابه یکدیگر است اما از نظر شکل بدنه ، دیافراگم و کاربرد آنها تفاوتهایی وجود دارد.

شیرهای دیافراگمی با دیواره میانی (Weir-type diaphragm valves)

شیر دیافراگمی با دیواره میانی یکی از یکی از رایج ترین مدل های موجود در بازار می باشد. که در شکل 2 می توانید نمونه آن را مشاهده نمایید. طرح لب برجسته (raised lip) برای کنترل جریان های کوچک مناسب است و به دلیل دارا بودن درپوش محافظ دیافراگم واکچویتور، ضد نشت نگه داشته می شود. این مدل برای مایعات و گازهای خطرناک یا خورنده بهینه است ، زیرا هرگونه خرابی غشای موجود از طریق این کلاه محافظت می شود. همچنین ، بدنه شیب دار به این شیر خاصیت خود تخلیه می دهد. البته این تخلیه می تواند در هر دو جهت دریچه اتفاق بیفتد که ممکن است برای بعضی از کاربردها بهینه نباشد. شیر دیافراگمی با دیواره میانی بیشتر برای مایعات تمیز و یکدست مورد استفاده قرار می گیرد. چرا که ممکن است دوغاب (Slurry) و رسوبات چسبناک در دو طرف نشیمن شیر جمع شود. این نوع شیر اغلب در فرآیندهایی مانند مواد غذایی ، شیمیایی ، تولید گاز ، سیالات خورنده و تصفیه آب و فاضلاب ، یافت می شوند.

شیر های دیافراگمی از نوع مستقیم (Straight through-type diaphragm valves)

شیر دیافراگمی مستقیم از نظر ساختاری شبیه ولو های با دیواره میانی است. با این حال دارای نشیمنگاه (saddle) مشخصی نیست و در عوض یک مسیر کاملاً مستقیم دارد. غشای این نوع شیر معمولاً انعطاف پذیرتر است و به دلیل اینکه بایستی تا پایین شیر حرکت کنند، مسیر بیشتری نیز حرکت می نمایند. این شیرآلات اغلب باید تعمیر و تعویض شوند ، زیرا طول عمر آنها به دلیل غشای انعطاف پذیرتر معمولاً کمتر از انواع دیگر می باشد. شیر های دیافراگمی مستقیم برای دوغاب (Slurry) ، مایعات چسبناک و سایر کاربردهایی که سطح عبور جریان کاهش یابد، مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع ولو همچنین برای جریان دو جهته مفید می باشد. زیرا هیچ مانعی ( نشیمن یا زین) برای جلوگیری از تغییر مسیر سریع جریان از ورودی به خروجی وجود ندارد.

شکل 3- شیر دیافراگمی از نوع مستقیم – به مسیر مستقیم و عدم وجود زین دقت نمایید.

مشخصات + معیارهای انتخاب

هیچ دریچه استاندارد دیافراگم صنعت وجود ندارد. در نتیجه ، تعیین شیر مناسب برای برنامه شما می تواند مشکل باشد. این بخش جزئیات برخی پارامترهای مهم را که باید قبل از بررسی موجودی تأمین کننده شما تعیین شود ، شرح می دهد. توجه داشته باشید که این لیست جامع نیست اما حداقل باید مهندسان و تامین کنندگان شما را به مسیر درست هدایت کند.

اندازه شیر

از آنجا که از این نوع شیر ها در کاربردهای کنترلی استفاده می شود ، اندازه آنها تأثیرات مهمی در سیال دارد. برای تعیین اندازه صحیح ولو خود ، ابتدا حجم مورد نظر سیال فرآیندی را از طریق سیستم تعیین کنید. این به معنای درک چگونگی جریان سیال ، وزن مخصوص / ویسکوزیته و میزان جریان مطلوب آن است. سپس ، حداكثر فشارها و دماي ورودي / خروجي ، همچنين ظرفيت مورد نظر شیر و نيروهايي را كه براي مسدود كردن جريان نياز دارد ، محاسبه كنيد. نهایتاً ، می توان از جداول برای تعیین نسبت مناسب قطر داخلی به خارجی شیر استفاده کرد.

افت فشار + دامنه

معمولاً میزان افت فشار پس از هر ولو ، اولین سوال طراحان پایپینگ می باشد. بنا بر این قبل از طراحی لازم است از میزان افت فشار در خط لوله اطمینان حاصل نمایید. همچنین اگر از مقدار واقعی افت فشار مطمئن نیستید، درصدی را انتخاب کنید که به اندازه کافی بزرگ باشد و باعث ایجاد تغییر در جریان سیال شود. در مرحله بعد ، محدوده فشارهایی را که شیر هنگام کار با سیستم تجربه می کند تعیین کنید تا ولوی انتخاب کنید که بتواند کل دامنه را کنترل کند.

نوع شیر + محرک (اکچویتور)

با توجه به مطالب بخش های قبلی ، می توانید تشخیص دهید که کدام نوع دیافراگم برای مایع فرآیندی شما بیشتر مفید خواهد بود. سپس ، تعیین کنید که آیا بدنه و ساقه باید در معرض محیط قرار بگیرند (شیر های مرطوب) ، یا اینکه این اجزا باید از سیال جدا شوند (معروف به شیرهای غیر مرطوب). ثانیاً ، تعیین کنید که از چه نوع محرکی برای بستن و باز کردن شیر استفاده شود. این به نیروی جریان و سیستم بزرگتری که شیر بخشی از آن است بستگی دارد. انواع محرک ها، شامل محرک های سیستم کنترل دستی ، موتور الکتریکی ، پنوماتیک ، حرارتی ، هیدرولیکی و پیشرفته تر هستند.

نوع اتصال ، مواد و ویژگی ها

نحوه اتصال شیر به سیستم خود را تعیین کنید. این اتصال می تواند از طریق رزوه های ساده ، اتصالات جوش داده شده ، فلنج ها و یا سایر روش های آب بندی باشد. در مرحله بعد ، جنس مواد سازنده شیر را مشخص نمایید ، تا سیال فرآیندی بر عملکرد شیر تأثیر منفی نگذارد. به عنوان مثال ، مایعات بسیار خورنده نیاز به موادی مانند فولاد ضد زنگ ، برنز و فلزات دیگر دارند که در محیط های خورنده، تخریب نمی شوند. سرانجام ، هر ویژگی اضافی مانند ابزار دقیق ، شاخص های موقعیت ، اقدامات ایمنی و موارد دیگر را که به شیر شما امکان می دهد بهترین کار را برای پروژه شما داشته باشد ، تعیین کنید.

کاربردها

شیر دیافراگمی در بسیاری از صنایع به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا ارزان و موثر است و استفاده از آن آسان می باشد. صنایعی که در آن این نوع ولو مورد استفاده قرار می گیرد بسیار زیاد است، با این حال در ادامه برخی از صنایع متداول که در آن از از شیر های دیافراگمی استفاده می شود نام برده شده است :

کارخانه های تصفیه آب
سیستم های تولید دارویی
کارخانه های فرآوری مواد غذایی / شیمیایی
صنایع برق
خدمات خلا
کارخانه های آب میوه و کنستانتره
تولید مواد شیمیایی

خلاصه

در این مقاله مطالب مفیدی از شیر های دیافراگمی و نحوه کار آنها ارائه شده است. برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مرتبط ، با کارشناسان ما در قسمت ارتباط با ما مشورت کنید یا از بخش مقالات سایت برای یافتن منابع احتمالی تأمین یا مشاهده جزئیات محصولات خاص دیدن کنید.

منابع :

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/all-about-diaphragm-valves/

http://www.pipingguide.net/2013/11/diaphragm-valves-types-construction.html

https://instrumentationtools.com/diaphragm-valves/

http://hvac-system-basics.blogspot.com/2012/09/diaphragm-valve-how-it-works.html#.XnpG4YhKjOg

http://www.adamant-valves.com/blog/an-overview-of-diaphragm-valves/

https://airtrolinc.com/how-diaphragm-check-valves-work/

همه چیز در باره ریلیف ولو ( شیر تخلیه اضطراری)

جولای 9, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, ریلیف ولو, مقالات /توسط amir_arman2000

به طور کلی، اصطلاح ریلیف ولو ( شیر تخلیه) برای توصیف نوعی ولو به کار می‌رود که برای جلوگیری از ایجاد شرایط اضافه فشار طراحی می‌شود. شرایطی که ممکن است خطر انفجار، خرابی تجهیزات یا احتمال آسیب دیدگی یا فوت پرسنل را ایجاد کند. ریلیف ولوها می‌توانند با تخلیه سیال از محفظه یا سیستم تحت فشار یا با افزودن سیال، از ایجاد شرایط خلا جلوگیری کنند، که ممکن است باعث درهم شکستن مخزن ذخیره نیز شود. منظور از سیال در اینجا بسته به کاربرد مورد نظر می‌تواند مایع یا گاز باشد.

در این مقاله اطلاعاتی در مورد ریلیف ولو ، شامل مرور اصطلاحات مربوطه، عملکرد، کاربردها و مشخصات این دستگاه‌ها ارائه می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع دیگر ولوها، به راهنمای مربوطه در مقاله آشنایی با انواع ولو ها یا شیر آلات صنعتی مراجعه فرمایید.

مفاهیم عمومی در مورد ریلیف ولو یا شیر تخلیه اضطراری

ریلیف ولوها در بسیاری از سیستم‌های تحت فشار شامل کنترل جریان سیال، از جمله سیستم‌هایی که به صورت الکترونیکی، هیدرولیکی یا پنوماتیک کنترل می‌شوند، حضور دارند. با وجودی اینکه سیستمهای متعارفی نظیر این برای کارکرد خود به منبع تغذیه نیاز دارند، ریلیف ولوها باید ذاتاً بتوانند تحت هر شرایطی کار کنند، مخصوصاً در مواقع قطع برق اصلی که سیستمهای کنترل کار نمی‌کنند. به همین دلیل، ریلیف ولوها عمدتاً از دستگاههایی جداگانه تغذیه نمی‌شوند بلکه از توان پسیو فشار سیال فرآیند برای تحریک ولو استفاده می‌کنند.

علاوه بر این، ضرورت دارد که ریلیف ولو ها کاملاً قابل اطمینان باشند، زیرا ممکن است تنها وسیله‌ای باشند که از بروز یک وضعیت فاجعه بار جلوگیری می‌کنند. بنابراین سعی می‌شود طراحی ریلیف ولوها تا حد امکان ساده باشد، زیرا پیچیدگی بیشتر ممکن است قابلیت اطمینان دستگاه را به خطر بیندازد.

ریلیف ولوها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که با فشار مشخصی باز شوند، سپس جریان سیالی در ظرفیت اسمی ولو تولید کرده و با تعدیل شرایط فشار، بسته می‌شوند. این دستگاه‌ها همچنین باید با انواع سیالات مختلف از جمله هوا، آب و بخار گرفته تا مایعات خورنده و چسبناک سازگار باشند. انتخاب مواد در طراحی ریلیف ولو باید شرایط پیش بینی شده فشار و دما و همچنین پتانسیل خوردگی شیمیایی توسط سیال در سیستم را منعکس کند. بسته به محیط، سیالی که از طریق ولو خارج می‌شود ممکن است مستقیماً به جو بیرون یا در مواردی که ماده خورنده ، سمی و یا از ارزش بازیابی بالایی برخوردار است، به یک سیستم بسته منتقل شود. تهویه سیستم بسته، نیازمند ارزیابی و ملاحظات شرایط فشار برگشتی محتمل است که می‌تواند بر عملکرد ریلیف ولو تأثیر منفی بگذارد. این موضوع می‌تواند زمانی روی دهد که دریچه خروجی ولو به سیستمی متصل باشد که به طور معمول تحت فشار باشد یا جایی که ممکن است ریلیف ولود یگری در همان هدر مشترک تخلیه شود.

اصطلاحات کلیدی در مورد ریلیف ولو

در حالی که اصطلاحات ریلیف ولو ( Relief valve) ، شیر تخلیه فشار (pressure relief valve) ، ریلیف ولو ایمنی (safety relief valve) و شیر اطمینان (safety valve)، همه در نگاه اول مترادف به نظر می‌رسند، اما در واقع تعاریف خاصی وجود دارد که برای این اصطلاحات مورد استفاده قرار می گیرد ، که در زیر ارائه شده و از مرجع ANSI/ASME Performance Test Code PTC-25-2008 اقتباس شده است. از نظر سلسله مراتبی، توصیف خانواده محصولاتی که این عملکرد را انجام می‌دهند به عنوان دستگاه‌های تخلیه فشار، می‌تواند مفید باشد، در این خانواده انواع خاصی از دستگاه‌ها به یکی از دو کلاس زیر تعلق دارند:

دستگاه‌های تخلیه فشار بسته شونده
دستگاه‌های تخلیه فشار غیربسته شونده

تفاوت بین این دو کلاس این است که دستگاه‌های غیر بسته شونده به گونه‌ای طراحی می‌شوند که پس از عملیات باز می‌مانند و ممکن است نیاز به بازنشانی دستی داشته باشند. دستگاه‌های بسته شونده پس از رفع وضعیت اضافه فشار یا تحت شرایط فشاری که باعث باز شدن ولو می‌شود، معمولا بسته شده یا بازنشانی می‌شوند.

دستگاه‌های تخلیه فشار بسته شونده

دستگاه‌های تخلیه فشار بسته شونده شامل موارد زیر می باشند:

ولوهای تخلیه فشار (Pressure Relief Valves)
ولوهای ایمنی (Safety Valves)
ولوهای تخلیه (Relief Valves)
ولوهای تخلیه ایمنی (Safety Relief Valves)

ولوهای تخلیه فشار (PRV)، شیرهای فنرداری هستند که در اثر فشار حاصل از اضافه فشار باز شده و پس از بازیابی شرایط کاری عادی برای جلوگیری از شارش سیال مجدد بسته می‌شوند. آنها عموماً بازشونده سریع، یا ولوهای پرشی هستند، یا ممکن است به روشی متناسب با میزان اضافه فشار باز شوند.

ولو‌های ایمنی به طور کلی دریچه‌های تخلیه فشاری هستند که به فشار استاتیک در قسمت ورودی پاسخ داده و به سرعت باز می‌شوند. این دریچه‌ها معمولاً در کاربردهای شامل سیال تراکم‌پذیر استفاده می‌شوند.

ریلیف ولوها دریچه‌هایی هستند که با عملکرد باز یا بسته شدن تدریجی شناخته می‌شوند و به طور کلی با افزایش یا کاهش فشار سیستم متناسب هستند. این دستگاه‌ها معمولاً در کاربردهای شامل سیال تراکم‌ناپذیر استفاده می‌شوند.

ولوهای تخلیه ایمنی خصوصیات ولوهای ایمنی و ولوهای تخلیه را با هم دارا می باشند. این شیر ها قادر به باز و بسته شدن سریع یا تدریجی هستند و معمولاً متناسب با تغییر فشار پاسخ می‌دهند. این شیر ها را می‌توان با سیال یا ماده تراکم‌ پذیر یا تراکم‌ ناپذیر استفاده کرد.

دستگاه‌های تخلیه فشار غیربسته شونده

دستگاه‌های تخلیه فشار غیربسته شونده پس از عملیات باز می‌مانند و نیاز به عمل باز نشانی دستی دارند. اینها به خودی خود ریلیف ولو نیستند بلکه بیشتر شبیه فیوزهایی هستند که در آنها در اثر اضافه جریان پیوند جوش خورده باز می‌شود و باید تعویض شوند.

نمونه‌هایی از دستگاه‌های تخلیه فشار غیربسته شونده شامل دیسک‌های قطع و پین‌های شکست هستند.

انواع ولوهای تخلیه فشار (PRV)

ولوهای تخلیه فشار معمولاً یکی از این انواع زیر هستند:

PRV محدود (Restricted lift)- شیری است که در آن منطقه تخلیه توسط موقعیت دیسک در ولو مشخص می‌شود.
PRV کامل (Full lift)- شیری است که در آن منطقه تخلیه توسط موقعیت دیسک در ولو مشخص نمی‌شود.
PRV کالیبر ناقص (Reduced bore)- به گونه‌ای تعریف می‌شود که در آن مساحت مسیر جریان در زیر نشیمنگاه کمتر از ورودی ولو باشد.
PRV کالیبر کامل (Full bore) – به گونه‌ای تعریف می‌شودکه در آن مساحت کالیبر برابر با مساحت جریان ورودی باشد.
PRV فنردار ایستاده (Direct spring-loaded) – شیرهایی که از فنر برای بسته نگه داشتن دیسک استفاده می‌کنند.
PRV با عملیات پایلوت (Pilot operated) – ولوهایی که در آنها از فشار سیستم (به جای فنر) برای نگه داشتن پیستون یا دیافراگم در جای خود استفاده می‌شود و فشار ویژه نگهداری توسط فشار سیستم کنترل می‌شود که یک ولو پایلوت را فعال می‌کند.
PRV فنردار ایستاده متعارف (Conventional direct spring loaded) – یک ولو فنردار مستقیم که عملکرد آن مستقیماً تحت تأثیر تغییرات فشار برگشتی قرار دارد.
PRV فنردار ایستاده متعادل (Balanced direct spring loaded)- ولو فنردار مستقیمی است که برای به حداقل رساندن تأثیر فشار برگشتی بر خصوصیات عملیاتی ولو طراحی می‌شود. PRV نفیری متعادل نیز نامیده می‌شود.
PRV با فنر داخلی (Internal spring)- ولو فنردار ایستاده‌ای که در آن مکانیسم فنر هنگام قرار گرفتن ولو در حالت بسته، در معرض فشار سیستم قرار می‌گیرد.
ریلیف ولو دما و فشار (Temperature and pressure relief valve) – ریلیف ولوی که می‌تواند به شرایط فشار یا شرایط دما در درگاه ورودی ولو پاسخ دهد.
PRV واداشته با توان (Power actuated PRV) – ریلیف ولوی که تحریک آن توسط دستگاهی با نیروی خارجی انجام می‌شود.
ولو تخلیه خلا (Vacuum relief valve) – برای ورود سیال به داخل سیستم در صورت ایجاد شرایط خلا داخلی عمل می‌کند که می‌تواند باعث در هم شکستن محفظه مخزن شود.

قطعات و عملکرد ریلیف ولو متعارف

ریلیف ولو متعارف از سه جز اساسی تشکیل شده است:

۱- نازل ورودی ولو که به سیستم یا مخزن فشاری متصل است که از آن محافظت می‌کند.

۲- دیسک یا دیافراگم متحرک که جریان سیال را در ولو و درگاه خروجی کنترل می‌کند.

۳- فنری که دیسک را در جای خود قرار می‌دهد تا ولو را بسته نگه دارد و با تجاوز فشار از مقدار تعیین شده، دریچه را باز می‌کند.

ریلیف ولوبه طور معمول بسته خواهد ماند و مانع از دفع سیال توسط سیستم در اثر فشار فنر نگهدارنده دیسک در نازل می‌شود. اگر فشار سیستم به حدی افزایش یابد که فشار ورودی در ولو از فشار تنظیم شده تجاوز کند، فشار ورودی باعث فشردن فنر می‌شود و به دیسک اجازه می‌دهد تا از نازل بلند شود و اجازه می‌دهد تا سیال از طریق خروجی خارج شود تا زمانی که وضعیت اضافه فشار اصلاح شده و به مقدار زیر فشار تنظیم شده برگردد.

مواد یا متریال سازنده ریلیف ولو یا شیر تخلیه

ریلیف ولو ها از مواد مختلفی از برنج گرفته تا پلی سولفون (polysulfone) تولید می‌شوند. خصوصیات سیال عبوری و درجه‌بندی فشارهای مختلف، مواد مختلفی را طلب می کند. به عنوان مثال، ولو فشار تخلیه بخار ممکن است از آلومینیوم با دیافراگم پلی استر ساخته شود، در حالی که ولو برنزی گزینه بسیار خوبی برای کاربردهای دما پایین است. از فولاد ضد زنگ ممکن است در مواردی که نیاز به حفظ شرایط بهداشتی یا نظافت دارند استفاده شود. بسیاری از ریلیف ولوها از اجزایی با ماده‌ای متفاوت از بدنه استفاده می‌کنند. فلورو-سیلیکون، نئوپرن، پروپیلن و اتیلن همه در آب‌بندی ریلیف ولوو اجزای مشابه استفاده می‌شوند. ترکیبی از مواد مختلف بدنه‌ای محکم و بادوام به دست می‌دهد که از ویژگی‌های آب بندی و الاستیک پلیمرهای مصنوعی و پلاستیک‌ها بهره کامل را می‌برد. ولوهای تمام پلاستیکی اگرچه برای هر کاربردی مناسب نیستند، اما مزیت‌شان برای کاربردهایی است که در برابر خرابی ناشی از خوردگی حساس نیستند.

ریلیف ولو ها می‌توانند برای مقاومت در برابر فشارهای شدید داخلی و کار در هوا ، بخار یا محیط‌های مایع طراحی شوند. برخی از ولوها را می‌توان با چرخش ساده فرمان دستی (هندویل) یا صفحه طوری تنظیم کرد که در فشارهای مختلف واکنش نشان دهند. برخی دیگر ممکن است به صورت سفارشی طراحی شوند تا در فشار خاصی عمل کنند.

مشخصات ریلیف ولو ها و ملاحظات انتخاب آنها

در زیر خلاصه‌ای از برخی مشخصات رایج مرتبط با ریلیف ولو ها آورده شده است. شناخت این پارامترها و چگونگی ارتباط آنها با شرایط کاربرد، به ساده سازی فرآیند شناسایی گزینه مناسب برای استفاده کمک خواهد کرد. توجه داشته باشید که تولید کنندگان مختلف ممکن است محصولات خود را به شکل متفاوتی درجه‌بندی کنند، بنابراین این خلاصه برای اطلاعات عمومی است.

ماده آب‌بندی- ماده‌ای که از آن آب‌بندی ولو ساخته شده است
جریان اسمی- ظرفیت جریان ولو در موقعیت باز
تنظیم محدوده فشار – محدوده‌ای که می‌توان فشار را روی ریلیف ولوتنظیم کرد
محدوده دمای عملیاتی- محدوده دمای کاربردی که ولو برای آن درجه بندی می‌شود
ماده سازنده ولو – ماده اولیه بدنه ولو و اجزای مکانیکی به جز نشیمنگاه‌ها و آب‌بندی
نوع تنظیم – در صورت وجود ویژگی تنظیم، نوع ارائه شده مانند پیچ، دستگیره یا مقاوم در برابر دستکاری را توصیف می‌کند
نوع محیط – ماهیت محیطی که ولو برای آن درجه بندی می‌شود، مانند هوا، آمونیاک، مبرد، سوخت، نفت، گاز، آب، بخار و غیره را توصیف می‌کند.
نوع نصب – بیانگر روش مکانیکی نصب ولو بر روی سیستم یا مخزن فشار است، مانند نصب رشته‌ای، فلنجی یا منیفولد.

انتخاب ریلیف ولومناسب برای استفاده مستلزم توجه به این عوامل است:

فشار تنظیم – مقدار فشار استاتیک ورودی که باعث شروع باز شدن ولو می‌شود.
فشار برگشتی – مقدار فشار استاتیکی خروجی که در اثر فشار در سیستم تخلیه حاصل می‌شود، در صورتی که از تهویه مستقیم به جو استفاده نشود.
محیط فرآیند – ماهیت سیال موجود در سیستم تحت فشار.
اندازه اتصال – اندازه‌ها و انواع اتصال در درگاه‌های ورودی و خروجی ولو، از جمله نوع عاج هنگام عاج‌دار کردن.
ظرفیت مورد نیاز – نرخ جریان یا ظرفیت تخلیه ولو اندازه‌گیری شده در واحدهای حجمی.
تجمیع – افزایش فشار افزایشی بیش از حداکثر فشار کاری مجاز سیستم یا واحد تحت حفاظت.

روشهای خاص اندازه‌گیری ولو توسط تولیدکنندگان ولو ارائه می‌شوند که بر اساس محیط و فشارهای شرایط استفاده هستند (برای مثال می توانید به مراجع ارائه شده در انتهای مقاله مراجعه نمایید) این روش‌ها شامل معادلات لازم برای محاسبه ورودی انرژی گرمایی و ظرفیت تخلیه مورد نیاز برای شرایط مختلف کاربرد است. برای طمینان از انتخاب صحیح ریلیف ولو در مراحل نصب باید از منابع معتبر مهندسی استفاده شود.

کاربردهای ریلیف ولو

ریلیف ولوها برای تأمین عملکرد ایمن سیستم‌ها و تجهیزاتی به کار می‌روند که شامل صنایع زیر است:

هواپیما و هوافضا
نفت و گاز
پتروشیمی
تولید برق
ساخت و پردازش مواد شیمیایی
مدارهای هیدرولیکی
سیستم های پنوماتیک
خنک‌کننده
صنایع برودتی
نیمه هادی‌ها

تاسیساتی که در فرآیند و عملیات خود از ریلیف ولوهای بسیاری استفاده می‌کنند، معمولاً سیستم‌های اتوماسیون را با استفاده از فرستنده‌های صوتی بی سیم یا فن‌آوری‌های مشابه نصب می‌کنند تا نظارت بر وضعیت ولو را ساده نمایند و تلاش مورد نیاز برای تأمین نیازهای گزارش‌دهی کاهش یابد.

در کاربردهای مسکونی، سیستم‌های گرمایشی دارای دیگهای بخار برای هیدرونیک و مخازن آب گرم خانگی از ولو تخلیه فشار استفاده می‌کنند تا ایمنی لازم در سیستم ایجاد شده و از انفجار جلوگیری شود. با انبساط و افزایش حجم آب گرم، استفاده از این ولوها به همراه سایر تجهیزات ایمنی مانند مخازن انبساط و شیرهای قطع گاز، به اطمینان از عملکرد ایمن مخازن تحت فشار کمک می‌کند. بسیاری از مدل های مورد استفاده در کاربردهای مسکونی دارای اهرم‌های آزمایشی هستند تا بتوان عملکرد آنها را در حین تعمیرات معمول تجهیزات تأیید کرد.

خلاصه

این مقاله مروری بر اطلاعات مربوط به ریلیف ولوها از جمله چگونگی آنها، اصطلاحات کلیدی، انواع، مشخصات و ملاحظات انتخاب را ارائه می‌دهد. برای کسب اطلاعات در مورد سایر موضوعات، مانند انواع شیرآلات صنعتی ، انتخاب شیرها ، شیر پروانه ای ، شیر توپی ، شیر دروازه ای ، شیر کروی ، شیر سماوری ، شیر سوزنی ، سلونوئید ولو و روتاری ولو و … به قسمت مقالات اختصاصی تهیه شده، در مورد ولو ها مراجعه فرمایید. به بخش مقالات سایت مراجعه کنید.

منابع :

https://petrowiki.org/
https://www.beswick.com/resources/the-basics-of-pressure-relief-valves/
http://www.wermac.org
https://www.mobilehydraulictips.com/
https://www.watts.com/products/plumbing-flow-control-solutions/relief-valves
https://www.valvemagazine.com/magazine/sections/back-to-basics/7322-pressure-relief-devices-part-1.html
https://www.emerson.com/documents/automation/pressure-relief-valve-engineering-handbook-en-us-3923290.pdf
https://swan-associates.com
https://www.spiraxsarco.com/learn-about-steam/safety-valves/types-of-safety-valve
https://airtrolinc.com/the-basics-of-pressure-relief-valves/

سلونوئید ولو یا شیر سلونوئیدی به همراه ارائه نکات کاربردی

مارس 15, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, جدید ترین مقالات, مقالات /توسط amir_arman2000

سولنوئید ولو ها ، شیرهایی با کنترل الکتریکی هستند که از یک اکچوویتور یا محرک به شکل آهنربای الکتریکی برای تغییر حالت شیر از بسته به باز استفاده می کنند. روند کار به این صورت است که یک سیم پیچ در اکچوویتور یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و باعث کشیده شدن یا فشار دادن پیستون که عبور سیال از داخل را کنترل می کند، می شود. سلونوئید ولو ها انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کنند تا مکانیسم داخل شیر به حرکت در بیاید و ابزاری را فراهم کند که طراحان لوله کشی صنعتی بتوانند عملکرد شیرها را به صورت خودکار کنترل کنند. این قابلیت شیر سلونوئیدی ، نیاز به پرسنل یا اپراتور را برای بستن یا باز کردن دستی شیرآلات کاهش می دهد. استفاده از كنترل خودكار شیر (اوتوماسیون) در طراحي بسياري از ماشين هايي كه نياز به عمليات سوئيچ سريع دارند ، فراتر از توانایی های اپراتور انسانی یا کنترل دستی است.

در این مقاله ، مروری بر اطلاعات مربوط به شیرهای سلونوئیدی ، از جمله عملکرد اساسی آنها ، انواع موجود در بازار و مشخصات فنی آنها ارائه می شود. مطالب بیشتر در مورد انتخاب شیرها و انواع شیرآلات صنعتی ، شیرهای پروانه ای ، مانند شیرهای توپی و شیرهای دروازه ای ، شیر کروی ، شیر سماوری و … را در مقالات اختصاصی تهیه شده در این مورد مطالعه فرمایید.

کلیات سلونوئید ولو

شیر سلونوئیدی در مواردی که نیاز به کنترل از راه دور یا کنترل خودکار (اتوماسیون) جریان سیال از طریق یک سیستم وجود دارد، مورد استفاده قرار می گیرد. منظور از سیال نیز هر مایع یا گازی می باشد که از طریق خط لوله منتقل می شود. به عنوان مثال این سیال می تواند هوا ، آب ، بخار ، مبرد ، روغن و گاز طبیعی باشد. در بیشتر موارد ، سلونوئید ولو به عنوان شیر قطع و وصل جریان (روشن / خاموش) عمل می کند. اما برخی اوقات نیز برای اندازه گیری یا تنظیم دقیق جریان مانند شیر سوزنی (Needle valve) به کار گرفته می شود.

شیرهای سلونوئیدی از چندین قسمت یا جزء استاندارد ساخته شده اند که برخی از آنها با اجزا سایر شیرها شباهت دارند. بدنه ولو، اصلی ترین قسمت شیر است. این قسمت، شامل یک درگاه ورودی است که مایع یا گاز را از سیستمی که شیر در آن نصب شده دریافت می کند. بدنه شیر سلونوئیدی از متریالهای مختلف و متنوعی ساخته می شود. که انتخاب آن بر اساس هماهنگی و سازگاری آن متریال با سیالی که از شیر عبور می کند و با توجه به ویژگی های آن مانند خورندگی صورت می پذیرد. گزینه های خاص مواد مورد استفاده برای بدنه سلونوئید ولو ها شامل برنز ، فولاد ضد زنگ و پلاستیک می باشد.

به عنوان بخشی از بدنه شیر سلونوئیدی ، یک یا چند درگاه (Port) خروجی نیز وجود دارد – تعداد آنها به تنظیمات خاص و کاربرد شیر بستگی خواهد داشت-. این نوع ولو امکان هدایت سیال به یک یا چند مورد از این درگاه های خروجی را دارد. بدنه ولو همچنین قسمتهای الکتریکی (سلونوئید) و مکانیسم کنترلی را نیز درخود جای داده است. سلونوئید ، سیم پیچی است که با عبور جریان الکتریکی از خود ، میدان مغناطیسی ایجاد می کند. این جریان از طریق مجموعه ای از سیم های کنترل الکتریکی یا یک اتصال الکتریکی که برق را به شیر از طریق مدار کنترل و منبع تغذیه تغذیه می کند ، به سلونوئید وارد می شود. بسیاری از مدل های شیرهای سلونوئیدی نیز دارای مکانیزم فنری هستند که به پیستون شیر فشار می آورند. این فنر به عنوان یک بازگرداننده مکانیکی عمل می کند که بسته به نوع طراحی شیر ، شیر را در حالت باز یا بسته نگه می دارد. در هنگام بسته شدن شیر ، پیستون حرکت می کند تا جلوی عبور جریان از اریفیس را مسدود نماید. اریفیس، روزنه یا شکافی است که درگاه ورودی را به درگاه خروجی شیر متصل می کند. علاوه بر این قطعات ، درزگیر آببندی و سیت های (Seat) در بدنه شیر از نشت سیال در بین درگاه های ورودی و خروجی هنگام قرار گرفتن شیر در حالت بسته جلوگیری می کند.

سلونوئید ولوها بیشتر با در نظر گرفتن حالت پیش فرض آنها یعنی حالت شیر در زمانی که منبع تغذیه ای به آن متصل نیست (یعنی شیر انرژی ندارد) دسته بندی می شوند. به حالت پیش فرض (Default) حالت استراحت (Rest) نیز گفته می شود. دو حالت پیش فرض ممکن ، به طور نرمال باز (NO) و به طور نرمال بسته (NC) نامیده می شوند. برای شیرهای سلونوئیدی که به طور نرمال باز نامیده می شوند ، در صورت عدم استفاده از نیروی الکتریکی بر روی شیر ، پیستون یا دیافراگم جمع می شود – این حالت به این معنی است که شیر می تواند سیال را ازخود عبور دهد. برای شیرهای باز، وارد کردن جریان برق به سلونوئید ولو باعث بسته شدن شیر می شود و جریان سیال را مسدود می کند.

برای شیرهای برقی که به طور نرمال بسته هستند ، وضعیت برعکس حالت قبل می باشد. شیر بدون وارد شدن فشار به دستگاه ، حرکت سیال را مسدود می کند و با استفاده از نیرو که به شیر برقی انرژی می دهد ، شیر باز می شود و اجازه می دهد تا سیال جریان یابد. تصمیم گیری در مورد نیاز به شیر برقی نرمال باز (Normally Open) یا نرمال بسته (Normally Closed) به کاربرد شیر بستگی دارد. در عین حال ، طراحان باید تأثیری را که در صورت بازگشت شیر به حالت پیش فرض ، با از دست دادن برق در روند کار ایجاد می شود ، در نظر بگیرند. برای بسیاری از کاربردها ، شیرهای بسته (NC) به طور معمول انتخاب مورد نظر بوده و مورد توجه قرار می گیرند. زیرا در صورت عدم وجود برق ، به طور بالقوه جریان سیال را قطع می کنند. با این حال ، در همه شرایط این رویکرد مورد توجه قرار نمی گیرد. بنابراین برای انتخاب بهترین شرایط ممکن برای هر حالت پیش فرض سلونوئید ولو در صورت از دست دادن برق ، باید درک کاملی از سیستم پایپینگ داشته باشیم.

شیرهای سلونوئیدی از اصول الکترومغناطیس برای کارکرد خود استفاده می کنند. درون این نوع شیر یک پیستون متحرک وجود دارد که از یک ماده فرو مغناطیسی ساخته شده است. (مواد فرو مغناطیسی موادی هستند که در حضور یک میدان مغناطیسی از خود عکس العمل نشان می دهند). هنگامی که سلونوئید با عبور جریان الکتریکی از آن انرژی می گیرد ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. سپس پیستون تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار گرفته و در نتیجه به سمت سیم پیچ کشیده شده و یا از آن رانده می شود. هنگامی که پیستون حرکت می کند ، حرکت منجر به باز یا بسته شدن شیر می شود. دقیقاً مانند حالتی که اپراتور یک اهرم (Lever) یا چرخ دستی (Handwheel) روی شیر را باز یا بسته نماید.

انواع شیر سلونوئیدی یا سلونوئید ولو

سلونوئید ولو ها را می توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته بندی کرد. یکی از مرسوم ترین روش های دسته بندی این شیر ها بر اساس ابزاری است که این شیر توسط آن کار می کند. با استفاده از این روش سه نوع متداول شیر سلونوئیدی به شرح زیر خواهیم داشت:

نوع مستقیم (یا با عملکرد مستقیم)
نوع غیر مستقیم (یا با عملکرد مستقیم)
نوع نیمه مستقیم

سلونوئید ولو مستقیم (یا با عملکرد مستقیم)

یکی از ساده ترین و متداول ترین انواع شیر سلونوئیدی، مدل مستقیم یا با عملکرد مستقیم می باشد. با استفاده از شیرهای سلونوئیدی مستقیم ، حرکت پیستون در داخل شیر، اریفیس (روزنه) را به طور مستقیم بسته یا باز می کند. بنابراین با عملکرد مستقیم ، سیال از شیر عبور می کند و یا مسدود می شود. این شیرها ، منحصراً برای کنترل جریان سیال به قدرت سلونوئید متکی هستند. در نتیجه برای عملکرد شیرها داشتن حداقل فشار عملیاتی ضروری نیست. این ولو های مستقیم ، می توانند مایعات را تحت فشار از صفر بار تا حداکثر فشار سیستم کنترل کنند.

در شماره 1 زیر ، مقطعی (برشی) از شیر سلونوئیدی که از نوع با عملکرد مستقیم که به طور نرمال بسته است ، نشان داده شده است.

شیر سلونوئیدی با عملکرد مستقیم نرمال بسته

سلونوئید ولو غیر مستقیم (یا با عملکرد غیر مستقیم)

نوع دوم ، به عنوان شیر سلونوئیدی غیر مستقیم شناخته می شود. عملکرد این نوع ولو با استفاده از دیفرانسیل فشار سیال برای باز کردن و بستن شیر می باشد. به دلیل این نوع طراحی شیر های سلونوئیدی غیر مستقیم، سیال عبوری (کنترل شونده) بایستی فشار حداقلی بیش از صفر داشته باشد. در سلونوئید ولو های غیر مستقیم ، پورت های ورودی و خروجی به وسیله یک غشا (ممبران) یا دیافراگم از یکدیگر جدا می شوند. حضور این دیافراگم باعث می شود که بدنه شیر به دو قسمت فضای بالایی و پایینی تقسیم شود. در غشا میانی یک سوراخ کوچک وجود دارد که اجازه می دهد، سیال موجود در فضای پایینی، فضای بالا را پر نماید و فشار سیال در دو محفظه متعادل گردد. هنگامی که شیر در حالت بسته قرار دارد، فشار از سیالی که در محفظه بالایی وجود دارد و همچنین نیروی اعمال شده توسط یک فنر که به دیافراگم فشار وارد می کند، شیر را در موقعیت بسته نگه می دارد و غشا را بر روی سیت شیر آب بند می نماید و پورت های ورودی و خروجی نیز مسدود خواهند شد.

همانطور که گفته شد یک کانال کوچک، محفظه بالایی شیر را به یک پورت کم فشار متصل می کند. این پورت باز و بسته شدن کانال را کنترل می کند و توسط قدرت اعمال شده به سلونوئید کنترل می شود. در حالت بسته ، پورت کم فشار، توسط سلونوئید که سیال را در محفظه بالایی حفظ می کند، بسته باقی می ماند. هنگامی که باز شدن ولو مد نظر باشد، جریان برق به سلونوئید اعمال می شود. برق دار شدن سلونوئید، باعث باز شدن پورت کنترلی می شود و این پدیده باعث افت فشار در محفظه بالایی خواهد شد. فشار دیفرانسیلی محفظه بالایی در برابر محفظه پایینی ، فنر را فشرده کرده و باعث بالا رفتن غشا از برابر اریفیس می شود. این مدل ولو، امکان کنترل جریان های پر فشار را با استفاده از یک سلونوئید کوچک و یک پورت کم فشار فراهم می آورد. سلونوئید ولو های غیر مستقیم در مواردی که کنترل جریان با نرخ بالا مد نظر باشد، با این شرط که فشار دیفرانسیلی کافی در سیستم موجود باشد، قابل استفاده خواهند بود.

در شکل 2، در زیر، یک برش مقطعی از یک ولو سلونوئیدی غیر مستقیم که به طور نرمال بسته می باشد ارائه شده است.

سلونوئید ولو نیمه مستقیم (یا با عملکرد نیمه مستقیم)

سومین نوع از شیرهای سلونوئیدی، مدل نیمه مستقیم می باشد. این مدل را می توان دارای ترکیبی از ویژگی های نوع با عملکرد مستقیم و غیر مستقیم که در دو قسمت قبل مورد بحث قرار گرفت دانست. شیرهای به اصطلاح نیمه مستقیم، دارای این مزیت هستند که در شرایط فشار صفر بار و همچنین جریان های با نرخ بالا به خوبی کار می کنند. طراحی این مدل شیرمشابه با شیر های غیر مستقیم می بشد. به نحوی است که شامل یک محفظه بالایی و یک محفظه پایینی بوده و توسط یک غشای انعطاف پذیر جدا می شود. این غشا یا دیافراگم مانند شیر های غیر مستقیم دارای یک روزنه کوچک می باشد که امکان پر شدن محفظه بالایی با سیال و متعادل شدن فشار را فراهم می کند. تفاوت کلیدی شیرهای نیمه مستقیم با شیر های غیر مستقیم، این است که پیستون سولونوئید در شیرهای نیمه مستقیم به طور مستقیم به دیافراگم متصل می شود و موقعیت آن را کنترل می کند. در حالیکه در شیر های غیر مستقیم یک هدایتگر برای کنترل سیال در محفظه بالایی مورد استفاده قرار می گیرد.

در حالت بسته، مساحت سطح محفظه بالایی بیش از محفظه پایین تر شده و به دیافراگم امکان آب بندی سیت (Seat) شیر و مسدود کردن جریان بین پورت ورودی و خروجی را می دهد. برای باز کردن شیر، کویل یا سلونوئید برقدار شده و در نتیجه پیستون به سمت مرکز کویل کشیده می شود. به دلیل ارتباط مستقیم دیافراگم با پیستون، حرکت پیستون، دیافراگم را از روی سیت (Seat) بلند می کند. در همین حال، حرکت پیستون، مسیر بین محفظه بالایی و پورت خروجی را نیز باز می کند. باز شدن این مسیر، اثر مضاعفی در کاهش فشار محفظه بالایی خواهد داشت. کاهش فشار بیشتر محفظه بالایی، باعث ایجاد اختلاف فشار بیشتر با محفظه پایین و بالا رفتن دیافراگم و باز شدن ولو خواهد شد. در نتیجه سیال از پورت ورودی به پورت خروجی جریان خواهد یافت. برای بستن شیر، جریان برق سلونید قطع می شود و این عمل باعث می شود که پیستون پایین برود و دیافراگم را به کمک فنر به سمت پایین فشار دهد. همانطور که پیستون پایین می رود، پورت اتصال محفظه بالا به خروجی بسته می شود، که این امر باعث باعث افزایش فشار محفظه بالا می شود. این افزایش به نشستن دیافراگم روی سیت (Seat) کمک می کند. و شیر را آببندی می کند.

یک برش مقطعی از یک شیر سلونوئیدی نیمه مستقیم نرمال بسته شده (NC) در شکل 3 زیر نشان داده شده است.

پیکر بندی سلونوئید ولو

پیکربندی های مختلف شیرهای سلونوئیدی با استفاده از یک سیستم شماره گذاری متشکل از دو مقدار نشان داده می شود- برای مثال: 2/2 ، 3/2 یا 4/2. در این سیستم نمایش دو عددی ، اولین مقدار نشانگر تعداد پورت های ولو است و عدد دوم تعداد حالت های ولو یا حالت های سوئیچینگ موجود را مشخص می کند. با این روش ، یک شیر 2/2 ، شامل 2 پورت و 2 حالت است و یک شیر برقی 4/3 یک شیر حاوی 4 پورت و 3 حالت را مشخص می کند. شایان ذکر می باشد که این نوع سیستم شماره گذاری در انواع مختلفی از شیرهای کنترل خطی مشترک می باشد، به همین علت به خطر سپردن آن آسان می باشد.

این سیستم شماره گذاری عددی، با مجموعه ای از نمادها یا دیاگرام های گرافیکی نیز همسان سازی شده است. این علایم، جزئیات مربوط به تعداد حالت ها و همچنین وضعیت ولو را در موقعیت نرمال (حالت غیر فعال شده) و در موقعیت کار (حالت تحریک شده) نشان می دهد. در نماد پیکربندی شیر ، تعداد مربع های نشان داده شده، نشان دهنده تعداد حالت های شیر است. طبق تعریف ، مربع ظاهر شده در سمت راست نمودار ، وضعیت نرمال (غیر فعال) شیر را نشان می دهد و مربع سمت چپ نمودار ، شیر را در حالت فعال یا کار خود نشان می دهد. همچنین در علایم، نمادهایی مانند فلش نشان داده شده است که برای تعیین جهت جریان سیال و سایر اتصالات خارجی ایجاد شده به شیر استفاده می شود. این علایم همچنین حاوی نمایشی نمادین از روش اعمال نیرو به شیر نیز هستند. طبق قرارداد ، مکانیزم پایلوت در سمت چپ و مکانیسم بازگشت در سمت راست نشان داده می شود.

به عنوان مثال ، شکل 4 زیر یک نمایش گرافیکی از یک شیر برقی دارای 2 پورت ، 2 حالتی است که به طور نرمال بسته می باشد که یک پایلوت کنترل سلونوئیدی و یک فنر بازگرداننده دارد:

هنگامی که پیکربندی سلونوئید ولو ها پیچیده تر می شود ، به دلیل نیاز به افزودن جزئیات اضافی مانند شماره پورت ، پیچیدگی علایم نیز افزایش می یابد. در شکل 5 در زیر، مجموعه ای از مثالها برای مشاهده چگونگی نمایش گرافیکی پیکربندی های مختلف برای یک شیر سلونوئیدی 3 پورت با 2 حالت ارائه شده است. یک شیر از این نوع ممکن است در عملکرد یک سیلندر هیدرولیکی یا به عنوان کنترل سیال برای جابجایی بین دو مدار کاربرد داشته باشد :

در شکل 5 – نمونه های مختلف علایم برای یک شیر برقی سه پورت با دو حالت ارائه شدن است.

مشخصات فنی و مشخصه های شیرهای سلونوئیدی

شیرهای سلونوئیدی با استفاده از چند پارامتر و مشخصه فنی مشخص می شود که مربوط به پیکربندی شیر و ویژگی های عملکردی آن می باشد. در ادامه خلاصه ای از مشخصات متداول مربوط به این نوع از شیر آورده شده است. خواننده باید توجه داشته باشد که این پارامترها بین تولیدکنندگان و تامین کنندگان مختلف شیر تا اندازه ای متفاوت خواهد بود. داده های ارائه شده در زیر باید به عنوان یک شاخص کلی از مواردی باشد که باید در هنگام جستجوی سلونوئید ولو از یک منبع تأمین شود.

مکانیزم اکچوویتور ولو – این مورد، نشان دهنده وسیله ای است که حالت شیر را تغییر می دهد ( آن را باز یا بسته می کند) یا شیر توسط آن کنترل می شود، مانند شیر سلونوئیدی با عملکرد مستقیم.
پیکربندی شیر – این مورد، تعداد پورت ها ، تعداد حالت ها یا موقعیت های سوئیچینگ و حالت استراحت تعریف شده برای شیر را منعکس می کند ، به عنوان مثال 3/2 به طور نرمال بسته می شود (NC).
مواد یا متریال بدنه – این مورد، مواد سازنده بدنه شیر را مشخص می کند. که برای مثال ممکن است آلومینیوم ، برنج ، برنز ، فولاد ضد زنگ یا پلاستیک فشرده باشد.
نوع سیال – ماهیت سیال خاص (مایع یا گاز) را مشخص می کند که ولو قادر به کنترل آن است بدون اینکه اثرات مخربی را تجربه کند. نمونه هایی از انواع سیالات عبوری از این نوع ولو شامل آمونیاک ، مایع برودتی ، هوا ، مازوت ، گاز پروپان مایع (LPG) ، گاز طبیعی ، اکسیژن ، بخار یا آب است.
اندازه پورت – اندازه ابعاد ورودی و خروجی ولو را منعکس می کند ، که در هر واحد امپریال مانند اینچ یا واحد متریک مانند میلی متر نشان داده می شود.
نوع پورت – سبک پورت مورد نظر برای شیر را مشخص می کند ، که ممکن است دارای رشته (NPT) ، اتصال خاردار یا اتصالات فلنج باشد .
ولتاژ عملیاتی – میزان و نوع سیگنال کنترل الکتریکی را نشان می دهد که برای برق رسانی به شیر برقی شیر استفاده می شود. شیرهای برقی با طیف گسترده ای از ولتاژهای کارکرد AC و DC موجود هستند که ممکن است برای برآورده سازی شرایط مختلف کاربرد مورد استفاده قرار گیرند.
فرکانس کارکرد سلونوئید ولو- برای ولتاژهای متناوب ، فرکانس که معمولاً با واحد هرتز نشان داده می شود (به عنوان مثال 60 هرتز).
ضریب جریان – ضریب جریان یا Cv شیر، توانایی شیر را برای عبور جریان مایعات یا گازها از طریق آن اندازه گیری می کند. تعریف استاندارد ضریب جریان این است که این مقدار آب (در گالن ) را نشان می دهد که از طریق شیر با دمای 60 درجه فارنهایت در یک بازه زمانی زمانی که افت فشار 1 psi در شیر وجود دارد، عبور می کند ( فشار دیفرانسیل ورودی-ورودی). مقادیر بزرگتر ضریب جریان میزان بیشتری از جریان را منعکس می کند.
حداکثر فشار نامی – حداکثر مقدار فشاری است که می توان شیر را کنترل کرد و می توان آن را تحت کنترل مدار سلونوئید روشن کرد.
حداقل فشار عملیاتی شیر سلونوئیدی – نشان دهنده کمترین فشاری است که باید در سیستم وجود داشته باشد تا شیر به طور موثر کار کند. در حالی که بسیاری از شیر های مستقیم می توانند با فشار 0 بار عمل کنند ، برخی از شیرهای غیر مستقیم ممکن است نیازمند حداقل فشار لازم برای عمل کردن داشته باشند تا برای کمک به فعال سازی شیر استفاده شود.
کاربرد – مورد استفاده در نظر گرفته شده برای شیر را نشان می دهد ، به عنوان مثال مواد شیمیایی ، خوراکی و آشامیدنی ، پزشکی ، نفت و گاز یا هواپیما و هوا فضا. داشتن یک تعریف در مورد صنعت مورد نظر یا مورد استفاده می تواند در هنگام انتخاب یک شیر مفید باشد زیرا این مورد ممکن است کمک کند تا نیازها یا مشخصات اضافی مورد نیاز این شرایط عملیاتی بهتر مشخص شوند.

سایر مدلهای سلونوئید ولو

در قسمتهای قبلی این مقاله انواع ساده تر و معمول شیرهای سلونوئیدی و روش کار آنها ، ارائه گردید. شایان ذکر می باشد که انواع دیگری نیز از این نوع ولو در بازار موجود می باشد که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم.

شیرهای سلونوئیدی لچ دار (Latching Solenoid Valves)

این شیر ها از یک سیستم قفل شونده استفاده می کند که شیر را قادر به حفظ موقعیت معین (باز یا بسته) حتی در شرایط بی برقی می نماید. برای انجام چنین کاری، یک آهنربای دائمی به مجموعه ولو اضافه می شود که پیستون را پس از قرار گیری در محل اصلی در موقعیت خود ثابت می نماید. این آهنربا به شیر اجازه می دهد تا حالت خود را بدون نیاز به جریان مداوم در سیم پیچ برای تولید یک میدان مغناطیسی و نگه داشتن پیستون حفظ نماید. سلونوئید ولو لچ دار این مزیت را دارد که در مقایسه با سایر مدلها ، مصرف برق را کاهش می دهد.

برای باز کردن حالت قفل، با استفاده از یک پالس جریان معکوس ، یک شار مغناطیسی کافی برای از بین بردن اثر آهنربای دائمی ایجاد می شود و بنابراین پیستون به موقعیت حالت بقیه برمی گردد.

در مصارفی که نیازمند محدود کردن مصرف برق کلی تجهیزات یا سیستم وجود دارد ، برای مثال در شرایطی که از باتری استفاده می شود، این نوع از شیر بسیار مناسب می باشد. با این حال ، استفاده از آنها نیاز به توجه به سایر شرایط محیطی و مکانیکی که ممکن است ولو در معرض آن باشد ، وجود دارد ، زیرا شیرهای قفل شونده به شرایط کار پایدار نیاز دارند. به عنوان مثال ، استفاده از این نوع شیر در تجهیزاتی که در معرض لرزش مکانیکی یا شوک زیادی قرار می گیرند، بایستی با احتیاط صورت پذیرد. زیرا این تنش ها باعث می شود که پیستون از آهنربای دائمی که در آن قرار دارد آزاد شود و باعث شود ولو از حالت قفل شده به حالت بدون لچ برگردد یا در هنگام تأمین پالس جریان اولیه باعث از کار افتادن شیر شود.

سلونوئید روتاری ولو ( شیر دوار سلونوئیدی )

شیرهای دوار سلونوئیدی می توانند انرژی الکتریکی وارد شده به سیم پیچ را به حرکت چرخشی و نه حرکت خطی که قبلاً با حرکت پیستون به شیر برقی توضیح داده شد ، تبدیل کنند. چندین مکانیزم وجود دارد که می تواند برای انجام این تبدیل استفاده شود .

سیم پیچ یا کویل های دوار به عنوان وسیله ای برای تحریک شیرهای برقی ایده آل هستند زیرا بسیاری از شیرها برای باز و بسته شدن به حرکت چرخشی ساقه یا استم شیر نیاز دارند. این شیرها را می توان به صورت باینری (روشن / خاموش) نیز مورد استفاده قرار داد.

جمع بندی

در این مقاله مطالب اجمالی و مروری در مورد شیر های سلونوئیدی ، از جمله معرفی ، نحوه عملکرد ، انواع مختلف آنها ، پیکربندی ها و مشخصات و ویژگی های آنها ارائه شده است. برای کسب اطلاعات در مورد انواع دیگر شیر ها ، قیمت و مشخصات فنی ، با کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان تماس حاصل فرمایید.

منابع :

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/about-solenoid-valves

https://blog.kimray.com/what-is-valve-flow-coefficient-cv/

https://www.asco.com/en-us/Pages/solenoid-valves.aspx#/#flt=e30%3D

http://www.solenoid-valve-info.com/solenoid-valve-definition.html

https://theengineeringmindset.com/how-solenoid-valves-work/

https://tameson.com/solenoid-valve-types.html

https://www.burkert.co.uk/en/Company-Career/What-s-New/Press/Media/Technical-Reports/Technical-Reports-additional-topics/What-is-a-solenoid-valve-and-how-does-it-work

https://www.omega.com/en-us/resources/valves-technical-principles

همه چیز در مورد شیر سوزنی یا نیدل ولو (Needle Valve)

مارس 5, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, جدید ترین مقالات, مقالات /توسط amir_arman2000

شیرسوزنی یا نیدل ولو (Needle valve) شیر مخصوصی است که اصولاً برای اندازه گیری جریان سیال استفاده می شوند. استفاده از این نوع ولو در درجه اول محدود به سیستم های کوچکی مانند ابزار دقیق یا تنظیم سوخت است که توانایی کنترل دقیق جریان سیال در آنها پر اهمیت تر می باشد. شیر های سوزنی در دو پیکربندی (Configuration) اصلی بدنه موجود هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سایر شیرهای صنعتی ، لطفاً به مقاله انواع ولو ها یا شیر آلات صنعتی مراجعه فرمایید.

انواع مدل های شیر سوزنی یا نیدل ولو

شیر سوزنی از سه قسمت اصلی تشکیل شده است، بدنه ، نشیمن یا سیت شیر، و مجموعه محور یا ساقه، پکینگ و کلاهک. در بسیاری از موارد، شیرهای سوزنی به اندازه ای کوچک هستند که می توان بدنه آنها را مستقیماً از پروفیل های چهار یا شش گوش ماشینکاری کرد. پیکربندی های معمول برای این نوع ولو، شامل مدل های با جریان Z و L داخل شیر می باشد.

محور یا ساقه شیر سوزنی، معمولاً دارای رزوه های ریز است تا امکان تنظیم سوزن را به اندازه میکرومتر نسبت به سیت (seat) فراهم کند. برای جلوگیری از اثر لرزش در تغییر تنظیمات ولو، غالباً نوعی قفل داخلی یا پیچ روی محور شیر تعبیه می شود. همچنین، برخی اوقات مقیاسی برای اجازه تنظیم مجدد و دقیق سرعت جریان در نظر گرفته می شود. تولیدکنندگان رابطه بین چرخش های محور (Stem) و ضریب جریان Cv را در قالب نمودارها و منحنی هایی ارائه می دهد.

نوک یا انتهای محور (Stem) بسته به نوع کاربرد مورد نظر می تواند نسبتاً بلند و مخروطی یا تا حدی کوتاه و صاف باشد. معمولاً شکل سیت نیز مخروطی است تا با انتهای محور یا سوزن (Needle) مطابقت داشته باشد. حالت مخروطی محور برای تنظیم دقیق جریان مورد استفاده قرار می گیرد. ساقه یا محورهای V شکل، برای قطع جریان بدون وجود نشت در ولو های اریفیسی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از این مدل استم یا محور برای ایجاد جریان کامل با چرخش های نسبتاً کم استم استفاده می شود. ضمناً مدلهایی که از فلز به عنوان متریال قسمت انتهایی استم یا ساقه استفاده می شود، عمر طولانی تری خواهند داشت.

نحوه آببندی شیر سوزنی

پکینگ خاص این نوع ولو ها که داخل سرپوش (Bonnet) قرار گرفته است. عملکرد بدون نشتی از کنار محور شیر را تضمین می کند. معمولاً از ارینگ (O-ring) یا مواد گرافیتی به عنوان پکینگ استفاده می شود. در برخی از مدل ها، برای جلوگیری از ارتباط محیط اطراف رزوه استم با سیال عبوری ، ازاستم (محور) دو تکه استفاده می شود. همچنین در چنین حالتی، روغن روانکاری قسمت بالای شیر وارد سیال نخواهد شد. همچنین سرپوش (Bonnet) هم می تواند به صورت یکپارچه با بدنه ساخته شود و هم اینکه به صورت یک تکه جدا،ساخته شود و بوسیله پیچ و مهره به بدنه متصل شود.

در مواردی که انتشار گازهای فرار نگران کننده است ، یک سیت (Seat) اضافه در شیر تعبیه می شود که در هنگام باز شدن کامل شیر ، محور یا استم را به صورت کامل آببند کند.

شیرهای سوزنی معمولاً با دست کار می کنند اما مدل هایی که به صورت اوتوماتیک کار می کنند نیز در بازار وجود دارد. شیر های سوزنی یا نیدل ولو ها، می توانند به عنوان شیر قطع و وصل نیز در پایپینگ یا لوله کشی صنعتی مورد استفاده قرار بگیرند، اما، باید توجه داشته باشیم که شیرهای مقرون به صرفه دیگری نیز مانند شیر پروانه ای ، شیر کشویی ، شیر توپی ، شیر کروی و شیر سماوری برای قطع و وصل نمودن جریان در دسترس هستند. همچنین در هنگام کار با شیرهای سوزنی باید دقت شود که به دلیل ظرافت زیاد این نوع ولو در صورت وارد آوردن گشتاور بیش از اندازه، ممکن است، قسمت انتهایی استم (محور) یا نشیمن (سیت) آسیب ببیند.

در برخی از مدل های نیدل ولو نیز اصلاحاتی جهت تنظیم سریع جریان را با چرخش کمتر استم نسبت به طرح های استاندارد فراهم شده است.

کاربردها

شیر های سوزنی در نیروگاه ها، پالایشگاه ها، کارخانه های شیمیایی و در اکتشاف نفت و گاز و مقاصد آزمایشگاهی و غیره استفاده می شوند.

نیدل ولو ها معمولاً به عنوان وسیله ای برای کاهش میزان جریان مایعات یا گازها استفاده می شوند. به همین منظور ممکن است، قبل از دستگاه های اندازه گیری که در صورت ورود جریان کامل آسیب می بینند، مورد استفاده قرار بگیرند. کاربرد دیگر این نوع ولو در تنظیم جریان سیلندرهای هوا برای کنترل سرعت پیستون است. همچنین این نوع شیر اغلب در سیستم های کنترل احتراق خودکار برای تنظیم جریان سوخت استفاده می شوند. در پمپ های کنترل شده توسط گاورنر اغلب از شیرهای سوزنی به عنوان راهی برای حفاظت از گاورنر در برابر ضربه قوچ استفاده می کنند. برخی اوقات نیز شیرهای سوزنی به عنوان جزئی از شیرهای کنترل بزرگتر مورد استفاده قرار می گیرند.

انتخاب متریال نیدل ولو یا شیر سوزنی

متریال مورد استفاده برای بدنه این شیر، معمولاً شامل فولاد ضد زنگ، کربن استیل، آلیاژهای نیکل، مس و برنج است. در انتخاب شیرهای سوزنی یا نیدل ولو ها، بایستی فشار سیستم، دمای کار، دبی مورد نیاز و مواد مورد استفاده در ساخت ولو را در نظر داشته باشیم. برای مقابله با فشارهای زیاد، دمای بالا ، مایعات خورنده و غیره ، مدل های خاصی طراحی شده اند که باید از آنها استفاده نمود. همچنین امکان سفارش برخی از این شیرها با قطر دهانه بزرگتر نیز وجود دارد، تا دبی بیشتری از شیر عبور نماید.

شیرهای سوزنی غالباً در پانل های کنترل نصب می شوند. به همین منظور تولیدکنندگان این نوع ولو ها معمولاً سایر قطعات را با شیرهای خود ارائه می کنند تا هماهنگ کردن آنها در یک پنل میسر باشد.

اتصالات پورت معمولاً از یکی از حالت های رزوه ای NPT، اتصالات فشاری (Compression fitting) و جوش سوکتی ارائه می شوند. در برخی از کارهای حساس و خاص، تولید کنندگان می توانند شیر هایی ارائه کنن که به عنوان مثال برای عبور اکسیژن یا نشت هلیوم آزمایش و تایید شده اند.

ملاحظات

تولید کنندگان شیر آلات صنعتی معمولاً فاکتور جریان Cv را در کاتالوگ محصولات خود ارائه می کنند. این پارامتر، بیانگر میزان جریان عبوری از یک شیر بر اساس یک گالن در دقیقه آب در دمای 60 درجه فارنهایت با افت فشار 1 psi می باشد. که با استفاده از آن می توان برای محاسبه میزان جریان مورد انتظار برای سایر سیالات ، در دماها و فشارهای دیگر در یک ولو خاص استفاده کرد. برای تعیین سرعت جریان گازها از درون شیر نیز، از پارامتر ضریب جریان مشابهی استفاده می شود.

سازندگان ولو های صنعتی معمولاً شیرهای سوزنی ( نیدل ولو ) را بر اساس فشار ، دامنه دما و ضریب جریان (که اغلب به دلیل روش اتصال پورت متغیر است) گروه بندی می کنند. علاوه بر این در کاتالوگ های این نوع شیر آلات توصیه هایی برای کاربرد مناسب این شیر ها ارائه شده است که طراحان پایپینگ با استفاده از آن می توانند مناسب ترین گزینه را انتخاب نمایند.

جمع بندی

در این مقاله مطالب مختصری در مورد شیرهای سوزنی یا نیدل ولو ها ، از جمله نکات طراحی شیرها ، کاربردها و ملاحظات انتخاب ولو ارائه شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مرتبط ، می توانید با کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان برای یافتن منابع احتمالی تأمین یا مشاهده جزئیات محصولات مشورت نمایید.

منابع:

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/all-about-needle-valves/?_ga=2.142244786.1853457978.1614586864-1562872844.1614586860

همه چیز در مورد گلوب ولو یا شیر کروی (Globe Valve)

مارس 4, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, جدید ترین مقالات, مقالات /توسط amir_arman2000

شیر کروی یا گلوب ولو عمدتاً برای تنظیم یا توقف جریان سیالات در حال عبور از لوله ها استفاده می شود. این نوع ولو از تا حدودی از لحاظ عملکردی با شیرتوپی و شیر دروازه ای تفاوت دارد. به این دلیل که این شیر به طور خاص برای تنظیم جریان سیال طراحی شده است. و محدود به قطع و وصل جریان نمی باشد. نامگذاری شیرهای کره ای از آن جهت می باشد که در مدل های قدیمی بدنه آنها شبیه به کره بوده است.

مغزی داخلی این شیرها که جلوی جریان را می گیرد، معمولا کروی نیست ( مانند شیر توپی) بلکه به طور معمول صاف، نیمه کروی یا مخروطی شکل است. همچنین گلوب ولو یا شیر کروی، هنگام باز شدن، بیشتر از شیرهای توپی جریان سیال را محدود می کند. در نتیجه افت فشار بیشتری از طریق آنها رخ می دهد. شیرهای بشقابی در سه پیکربندی اصلی بدنه در بازار موجود هستند. که برخی از مدل ها برای کاهش افت فشار از طریق شیر طراحی شده اند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد شیرآلات دیگر ، لطفاً به مقاله راهنمای خرید شیرآلات مراجعه کنید.

طراحی گلوب ولو یا شیر کروی

گلوب ولو از سه قسمت اصلی بدنه، نشیمن (Seat) و مجموعه دیسک و محور و پکینگ و درپوش محافظ تشکیل شده است. در عمل، چرخش محور رزوه شده از طریق چرخ دستی ( Handwheel ) یا محرک شیر، دیسک را از روی سیت بلند می کند. عبور سیال از داخل شیر، در یک مسیر Z شکل صورت می پذیرد. این مسیر بر خلاف شیر کشویی است که در آن سیال عمود بر کشو عبور می کند. این پیکربندی گاهی اوقات به عنوان ولو با الگوی بدنه Z یا T توصیف می شود. در این مدل ورودی ها و خروجی ها عموماً در راستای یکدیگر قرار گرفته اند.

سایر پیکر بندی ها شامل مدل های زاویه دار و Y می باشد. در گلوب ولو زاویه دار، خروجی ولو 90 درجه با ورودی زاویه دارد و سیال در امتداد یک مسیر L شکل جریان می یابد. در پیکربندی الگوی Wye یا بدنه Y، محور یا ساقه شیر با زاویه 45 درجه وارد بدنه ولو می شود. در حالی که ورودی و خروجی مانند الگوی سه راهی در یک خط باقی می مانند. پیکربندی زاویه ای افت جریان کمتری نسبت به الگوی سه راهی دارد. همچنین شیر با شکل T متداولتر از انواع دیگر است.

دیسک آب بندی معمولاً به صورت مخروطی ساخته می شود تا از برقراری تماس مناسب با سیت اطمینان حاصل شود. اما در برخی از مدلها نیز از دیسک های صاف استفاده می شود. هنگامی که ولو کمی باز می شود، سیال به طور مساوی در اطراف دیسک جریان می یابد و روی سیت و دیسک حرکت می کند. بنابراین، شیر با کاهش جریان نیز به طور موثر کار می کند. به طور معمول، جهت جریان به سمت محور شیر است اما در سرویس های با درجه حرارت بالا (بخار) جریان معمولاً معکوس می شود تا با خنک شدن و انقباض بدنه ولو، دیسک محکم بسته شود. همچنین ممکن است فشار جریان جهت راحت تر بسته شدن یا باز شدن ولو مورد استفاده قرار گیرد.

دیسک آب بندی و یا پلاگ، معمولاً از طریق یک محفظه (Cage) به سمت نشیمنگاه (سیت) هدایت می شود تا از برقراری تماس مناسب به ویژه در فشارهای بالاتر اطمینان حاصل شود. در برخی از مدل ها از سیت های پشتی استفاده می شود تا فشار را بر روی پکینگ هنگام باز شدن کامل شیر کاهش دهد.

بسته به مدل ولو، عنصر آب بند گلوب ولو ها ممکن است به سرعت با چند چرخش محور باز شوند تا سریعاً مسیر جریان سیال باز شود (یا برای متوقف کردن آن بسته شود). همچنین ممکن است در برخی مدل ها با چرخش های زیاد محور، مسیر عبور جریان به تدریج باز شود تا جریان تنظیم شده تری از ولو عبور نماید. اگرچه گاهی اوقات از یک پلاگ (مغزی) به عنوان عنصر آب بندی استفاده می شود، اما نباید این موارد را با پلاگ ولو هایی که با یک چهارم دور باز و بسته می شوند ( یا شیرهای توپی) اشتباه گرفت.

کاربرد ها

از شیرهای کروی ( گلوب ولو ) در پلنت های تصفیه فاضلاب صنعتی ، نیروگاه ها و کارخانجات فرآوری برای قطع و وصل و تنظیم جریان استفاده می شود. همچنین شیرهای بشقابی در خطوط بخار، تاورهای خنک کننده، سیستم های روغن کاری و … که کنترل میزان سیال عبوری اهمیت دارد مورد استفاده قرار می گیرند.

متریال بدنه شیرهای کره ای معمولاً در کاربردهای کم فشار از چدن، برنج، برنز و در کاربردهای پر فشار از کربن استیل فورج شده یا فولاد ضد زنگ انتخاب می شود. انتخاب متریال برای بدنه به طور کلی شامل تمام اجزای تحت فشار است. در حالی که برای سایر اجزا بدنه شامل سیت ها، دیسک و محور متریال به صورت جداگانه انتخاب می شود.

شیرهای با سایز بزرگتر با استفاده از کلاس کاری فشار استاندارد ASME شناسایی می شوند و با فلنج های پیچ و مهره ای یا جوشی سفارش داده می شوند. انتخاب شیر کروی به دلیل ایجاد افت فشار قابل توجه در مسیر جریان، نسبت به سایر ولوها نیازمند دقت بیشتری می باشد.

استفاده از ساقه یا استم بالا رونده در اکثر مدل های گلوب ولو مرسوم می باشد. هرچند که برخی از مدل های با محور ثابت نیز در بازار یافت می شوند. معمولاً در شیرهای کروی از درپوش های پیچ و مهره ای برای بازرسی فضای داخلی شیر استفاده می شود. در این شیرها ساقه و دیسک به راحتی قابل تعویص می باشد.

گلوب ولو ها به طور معمول با استفاده از اکچویتور پیستونی پنوماتیک یا اکچویتوردیافراگمی که مستقیماً روی محور حرکت می کنند دیسک ولو را به موقعیت خود حرکت می دهند. پیستون / دیافراگم می تواند جهت باز یا بسته شدن دریچه در اثر از دست دادن فشار هوا، با استفاده از فنر به موقعیت خود باز گردد. در برخی از مدل های شیر کروی نیز از محرک های چرخشی برقی استفاده می شود.

به عنوان مثال، در بعضی از آیین نامه های ساختمانی، نصب شیرهای قطع وصل در بالادست تجهیزات خاص الزام شده است. برای چنین مواردی، استفاده از شیر توپی یا شیر کشویی قبول است در حالی که استفاده از شیر کره ای مجاز نیست.

نکات کاربردی در مورد شیر کروی یا گلوب ولو:

گلوب ولو یا شیر کروی در درجه اول برای کنترل جریان مورد استفاده قرار می گیرد. به همین دلیل نیز گزینه بسیار خوبی برای اتوماسیون می باشد. بسیاری از تولید کنندگان شیر آلات صنعتی ، مجموعه ولو و اکچویتور را به صورت یکپارچه تولید می کنند. در بعضی موارد، شیر با یک محور مستقیم مجهز می شود که از طریق یک پیستون یا دیافراگم فعال می شود. در این صورت از محور یا استم های سنتی استفاده نخواهد شد. این شیرآلات معمولاً آپشن هایی نیز برای استفاده دستی از شیر دارا می باشند. همچنین از آنجا که انتخاب اکچویتورمناسب برای یک ولو در بازار کار چندان ساده ای نیست، استفاده از این ولوهای یکپارچه می تواند در روند پایپینگ سهولت بیشتری ایجاد نماید.

جمع بندی:

این مقاله مروری بر گلوب ولو ها یا شیرهای پروانه ای ، شامل نکات طراحی، کاربردها و ملاحظات انتخاب آنها را ارائه می دهد. برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مرتبط ، با مشاورین و کارشناسان پادمیرا صنعت دایان تماس حاصل فرمایید.

منابع:

https://www.kitz.co.jp/english2/pdf/E-208-02.pdf

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/all-about-globe-valves/?_ga=2.170097696.1853457978.1614586864-1562872844.1614586860

https://tameson.com/ball-valve-introduction.html

همه چیز در مورد شیر سماوری یا پلاگ ولو

مارس 2, 2021/1 دیدگاه/در پمپ، ولو، اتصالات, جدید ترین مقالات, مقالات /توسط amir_arman2000

شیر سماوری یا پلاگ ولو (Plug Valve) نوعی شیر یک چهارم دور است، که از یک قطعه استوانه ای شکل یا مخروطی برای مسدود کردن یا باز کردن مسیر عبور جریان سیال استفاده می کند. زمانی که دسته شیر 90 درجه از حالت باز به بسته تغییر موقعیت می دهد، مغزی داخلی می چرخد و قسمت توپر مغزی در راستای مسیر عبور جریان قرار می گیرد و باعث مسدود شدن جریان می شود. با چرخاندن دسته به حالت باز، استوانه داخلی دوباره چرخانده می شود، اما در این موقعیت سوراخ یا شکاف استوانه در مسیر عبور جریان قرار می گیرد. و اجازه می دهد مایع از شیر عبور کند. از بسیاری جهات، پلاگ ولو یا شیر سماوری از نظر عملکرد شبیه شیر توپی می باشد. که اطلاعات بیشتر در مورد این نوع ولو را می توانید در مقاله همه چیز در مورد شیر توپی بیابید.

در این مقاله مروری بر خصوصیات شیر سماوری یا پلاگ ولو، شامل اجزا و عملکرد، انواع مختلف، مشخصات کلیدی و مزایا و محدودیت ها ارائه می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع دیگر شیر آلات صنعتی، راهنمای ما را در مورد مهمترین نکات خرید و انتخاب شیرهای صنعتی مطالعه فرمایید.

اجزا، قطعات و عملکرد شیر سماوری یا پلاگ ولو

اجزای پلاگ ولو مشابه انواع دیگر شیرهای کنترل سیالات است – اصلی ترین این اجزا عبارتند از:

بدنه شیر
پلاگ یا استوانه شیر
پورت شیر
ساقه یا محور (Stem) شیر
محرک شیر
شکل 1 زیر تصویری ساده از سطح مقطع یک شیر سماوری یا پلاگ ولو را همراه با اجزا آن نشان می دهد.

بدنه شیر سماوری

بدنه یا محفظه شیر شامل درگاه های ورودی و خروجی شیر است و سایر اجزای پلاگ ولو را در یک مجموعه در کنار هم نگه می دارد. بدنه شیرها معمولا از مواد مختلفی از جمله فولاد ، برنج ، برنز ، چدن ، فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم ، PVC یا PVDF ساخته می شود. انتخاب مواد بستگی به شرایط کارکرد شیر دارد. برای کاربردهایی که شامل یک ماده شیمیایی خورنده است (به عنوان مثال اسید سولفوریک)، از شیر سماوری روکش دار استفاده می شود. این شیرآلات با پوشش محافظ PTFE ، PVDF ، PVDC ، پلی اتیلن، پلی پروپیلن یا پلیمر مشابهی که در قسمت داخلی بدنه دریچه پوشیده می شوند. این پوشش از بدنه شیردر برابر اثرات خورنده مواد شیمیایی محافظت می کند. در مواردی که رعایت شرایط بهداشتی ضروری است، مانند کارخانه های تولید لبنیات و مواد غذایی، از مدل های شیر پلاستیکی ضد زنگ بهداشتی استفاده می شود.

پلاگ یا مغزی شیر سماوری

پلاگ یا استوانه شیر بخشی است که به عنوان مکانیزم کنترل جریان شیر سماوری عمل می کند – از لحاظ عملکردی شبیه به توپی یا کره در شیر توپی است و بسته به قرار گرفتن سوراخ آن در جهت جریان یا عمود بر جریان، به سیال اجازه عبور داده و یا از عبور آن جلوگیری می کند.

درگاه یا پورت شیر سماوری:

درگاه (Port) شیر سماوری، دهانه ای است که به مغزی یا پلاگ شیر منتهی می شود. شکل دهانه یا بازشو پلاگ ولو معمولاً مستطیل شکل است اما ممکن است به شکل الماس یا گرد نیز باشد که در شکل زیر نشان داده شده است.

ساقه یا محور (Stem) شیر سماوری:

محور، پلاگ یا مغزی شیر را به دسته شیر (یا محرک) متصل می کند و همزمان با چرخاندن دسته، محور و پلاگ چرخانده می شوند. محور یا ساقه از بخشی به نام درپوش (Bonnet) عبور می کند که پکینگ آببندی را برای جلوگیری از نشت سیال در خود نگه می دارد. پلاگ ولو ها معمولا با بدنه فلزی ساخته می شوند تا بدون نیاز به برداشتن شیر از روی سیستم لوله کشی، تعمیر شوند. مدل ارزان قیمت دیگری از شیرهای سماوری وجود دارد که جنس پلاستیکی داشته و برای کاربردهای آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از شیرها طور کلی غیر قابل تعمیر هستند.

محرک شیر

محرک شیر برای تغییر موقعیت یا حالت ولو از باز به بسته و بالعکس عمل می کند. پلاگ ولو ها را می توان با استفاده از دسته، اهرم، چرخ دستی یا محرک مجهز به سیستم دستی فعال کرد – که گاهی اوقات به عنوان عملگر نیز شناخته می شود-. از آنجا که عنصر کنترل جریان (پلاگ) دارای سطحی بزرگتر از توپ یا کره در یک شیر توپی با همان سایز یا اندازه است، گشتاور مورد نیاز شیر سماوری نیز می تواند بیشتر باشد. این نیاز بیشتر به نیروی گشتاور باعث می شود که دستگیره های شیرهای پلاگین بزرگتر از دسته های شیرهای توپی باشند. این واقعیت باید هنگام برنامه ریزی برای نصب شیرها مورد توجه قرار گیرد.

برای پلاگ ولو های با اندازه بزرگتر، از محرک های دنده ای، استفاده می شود. راندمان مکانیکی بیشتر باعث می شود که بتوان گشتاورهای عملیاتی را برای حالت دستی فراهم نمود.

اصل اساسی کارکرد شیر سماری ساده است – حرکت یک چهارم دور دسته ولو یا محرک، موقعیت پلاگ یا استوانه را تغییر می دهد تا درگاه شیر از حالت موازی با جهت جریان به حالت عمود بر جهت جریان در بیاید. این حرکت حالت پلاگ ولو را از باز به حالت بسته تغییر می دهد. برگرداندن موقعیت دسته، حالت شیر را به حالت باز در خواهد آورد.

انواع مدل های شیر سماوری یا پلاگ ولو

انواع مختلفی از شیرهای سماوری در بازار موجود است که شامل موارد زیر می شود:

پلاگ ولو روغنکاری شده
پلاگ ولو بدون روغن
پلاگ ولو با درگاه چندگانه

روغن یا روان کننده در شیر های سماوری روغن کاری شده با فشار زیاد بین پلاگ (مغزی) و نشیمنگاه (سیت) شیر تزریق می شود. افزودن روان کننده باعث کاهش اصطکاک، کاهش گشتاورعملکرد شیر و ایجاد آب بندی می شود. به طور کلی شیرهای سماوری روغنکاری شده، نسبت به سایر شیرها بیشتر نیاز به نگهداری دارند. زیرا برای حفظ قابلیت آب بندی شیر، گاهی اوقات فقط پس از چند یا حتی یک بار باز و بسته شدن، نیاز به روانکاری اضافی دارند. بنا بر این، اینگونه شیرها فقط برای کاربردهایی مناسب هستند که نیازی به باز و بسته شدن مکرر شیر وجود ندارد.

توجه به این نکته نیز مهم است که انتخاب روغن روانکاری، باید بر اساس ماهیت یا خصوصیات محیط یا سیالی که از شیر عبور می کند، انجام شود. روان کننده به عنوان یک آببند کننده، تجدیدپذیر عمل می کند و نباید توسط سیالی که از شیر عبور می کند، حل شود. چرا که حل شدن روغن در سیال عبوری، منجر به آلودگی مایع و از بین رفتن آببندی بین مغزی و بدنه شیر خواهد شد. و شیر در چنین شرایطی نشتی پیدا خواهد نمود. همچنین، هنگام انتخاب روغن روان کننده برای استفاده، باید دمای سیال عبوری را نیز در نظر گرفت.

در شیرهای سماوری بدون روغن از روان کننده برای آب بندی استفاده نمی شود. در عوض یک آستر الاستومری که در پایین پلاگ (مغزی) و بدنه شیر قرار دارد، شرایط آببندی شیر را فراهم می کند. این آستر یا پوشش به منظور کاهش اصطکاک بین مغزی و بدنه شیر و همچنین ایجاد آببندی در شیر مورد استفاده قرار می گیرد. شیر سماوری بدون روغن در مواردی که انجام تعمیر و نگهداری مشکل است، به عنوان مثال در مواردی که سیالات واکنش زا یا مواد شیمیایی خطرناک در خط لوله جریان دارد مورد استفاده قرار می گیرد.

اکثر پلاگ ولوها شامل یک درگاه ورودی و خروجی هستند، اما در برخی از مدلها نیز تعداد بیشتری درگاه برای اتصالات فراهم شده است. چنین شیرهایی فراتر از شیرهای قطع و وصل ساده مورد استفاده قرار می گیرند. پلاگ ولوهای چند پورت به صورت طرح های 3 ، 4 و 5 طرفه در دسترس هستند که می توانند یک شیر سماوری چند منظوره را جایگزین چندین شیر قطع و وصل معمولی کنند. موقعیت شیر می تواند برای اتصال یک درگاه ورودی با یک یا چند درگاه خروجی باشد، چنین خصوصیتی، پلاگ ولو را قادر می سازد تا جریان را منحرف کند یا چند جریان را با هم مخلوط کند. این شیرها به صورت پیکربندی “L” یا “T” در بازار ارائه می شوند.

مشخصات فنی کلیدی شیر سماوری یا پلاگ ولو

مشخصات فنی که به طور معمول توسط تولید کنندگان یا تامین کنندگان برای شیرهای سماوری ذکر می شود، در ادامه ارائه شده است. توجه داشته باشید که این اطلاعات برای دانش عمومی است و صرفا به شما در تعامل با تأمین کنندگان کمک می کند. بنا براین جهت انتخاب دقیق ولو برای انجام پایپینگ یا لوله کشی صنعتی بایستی کاتالوگ محصولات را از سازنده دریافت نمایید. همچنین ممکن است این مشخصات از یک منبع به منبع دیگر تغییر نماید.

متریال بدنه شیر – موادی که بدنه یا محفظه شیر از آن ساخته شده است، مانند فولاد ضد زنگ، PVC ، PVDF ، برنج ، چدن یا برنز.
تعداد پورت ها – مدل پورت ولو، مانند دو طرفه، 3 طرفه یا 4 طرفه.
متریال پلاگ یا مغزی شیر سماوری – موادی که پلاگ (مغزی) کنترل جریان از آن ساخته شده است. گزینه های متداول مواد شامل برنج ، فولاد ضد زنگ یا پلاستیک است.
شکل شیر یا ولو- شکل شیر را به صورت خطی ، L یا T نشان می دهد.
سایز لوله – قطر لوله ای که شیر در آن نصب شده است. اندازه شیرهای سماوری متداول با اندازه لوله ها هماهنگی دارند تا سهولت در اندازه گیری و نصب را تسهیل کنند.
شکل پورت – نمایانگر مدل و طرح پورت ( مانند مستطیل ، الماسی یا مدور) است.
نوع اتصال – نشان دهنده مدل اتصالات پورت مورد نظر برای شیر است. گزینه های معمول برای این مورد شامل جوشی ، رزوه ای ، خاردار ، فلنج و جوشی سوکتی ( socket weld) است.
جنسیت اتصال – مشخص می کند نوع اتصال به اصطلاح نر یا ماده است.
نوع رزوه – برای اتصالات رزوه ای ، نوع رزوه را روی پورت شیر مانند NPT ، UNF ، NPTF ، BSPT و غیره منعکس می کند.
متریال نشیمن یا سیت (Seat) شیر – موادی که سیت شیر از آن ساخته شده است، مانند فلز یا فلوروپلیمر را مشخص می کند.
متریال آب بندی – مواد استفاده شده جهت آب بندی شیر
سرعت جریان یا ضریب جریان – اندازه گیری توانایی شیر برای عبور سیال، بر اساس واحد حجم در واحد زمان است. بعضی اوقات ، دبی به صورت ضریب جریان Cv بیان می شود که به عنوان تعداد گالن های آب 60 درجه فارنهایت تعریف می شود که می تواند در هر دقیقه با افت فشار 1 psi از دریچه عبور کند.
حداکثر نرخ فشار یا دامنه فشار – محدوده فشار عملیاتی شیر را تعیین می کند. این مقدار ممکن است دمای عملکرد را نیز منعکس کند.
کاربرد سیال یا مایع عبوری– نوع مایع یا گازی را که شیر در معرض آن قرار دارد نشان می دهد، مانند آب، گاز طبیعی، مازوت، هوا، روغن هیدرولیک، مواد غذایی، حلال ها و غیره. ماهیت سیال و ویژگی های آن مواد مناسب را برای بدنه شیر، مواد آب بند، سیت یا نشیمنگاه، مغزی و سایر اجزا تعیین می کند.
نوع محرک یا اکچویتور – وسایلی را که توسط آن شیر سماوری (پلاگ ولو) تغییر وضعیت می دهد، توصیف می کند. مثلاً انواع دستی (دسته یا اهرم)، یا الکتریکی.
گشتاور عملیاتی – مقدار گشتاور مورد نیاز برای چرخاندن شیر بین حالت باز و بسته را بر اساس N-m یا lbs-F مشخص می کند.

مزایا و محدودیت ها

شیرهای سماوری دارای مزیت های زیر می باشند:

از نظر طراحی ساده هستند. شیر سماوری از این نظر مشابه شیر کشویی می باشد.
با توجه به نیاز به چرخش یک چهارم دور برای تغییر وضعیت از حالت باز به بسته، عملکرد آنها سریع است.
برای مدل های قابل تعمیر ، تعمیر و نگهداری می تواند در حالت نصب نیز انجام شود.
مدل های با تعداد وروی های (port) بیشتر نیز در بازار موجود هستند.
افت فشار جریان در آنها حداقل می باشد.

همچنین برخی از محدودیت های شیر سماوری عبارتند از این که پلاگ ولو قادر به تنظیم دقیق جریان نیست، همچنین به دلیل اصطکاک قابل توجه، نیازمند گشتاور عملیاتی بالاتری می باشد و ممکن است به یک محرک (اکچویتور) اتوماتیک در اندازه های بزرگتر نیز نیاز داشته باشد.

خلاصه

در این مقاله خلاصه ای از موراد مربوط به شیرهای سماوری، از جمله اجزا سازنده، انواع مختلف، مشخصات اصلی، مزایا و محدودیت ها ارائه شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سایر موضوعات و همچنین دریافت راهنمایی های بیشتر با کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان مشورت نمایید.

منابع:

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/about-plug-valves/?_ga=2.170097696.1853457978.1614586864-1562872844.1614586860

https://www.piping-world.com/plug-valve-introduction

https://hardhatengineer.com/what-is-plug-valve-a-complete-guide-for-engineer/

شیر توپی یا بال ولو چیست؟ – راهنمای خرید – PDF

مارس 1, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, مقالات /توسط amir_arman2000

شیر توپی یا بال ولو (Ball Valve) یکی از انواع ولوهای مکانیکی است که برای قطع و وصل کردن جریان سیالات (مایع یا گاز) در سیستم لوله کشی صنعتی ( پایپینگ) استفاده می شود. بال ولو ، جزو شیرهای یک چهارم دور شناخته می شود، زیرا چرخش 90 درجه دسته برای تغییر حالت شیراز کاملا باز به کاملا بسته یا بالعکس کفایت می کند. این حرکت سریع یک چهارم دور، در شیرتوپی با چندین چرخش 360 درجه ای مورد نیاز در انواع دیگر شیرها مانند شیر دروازه ای ( شیر کشویی) یا شیر سوزنی یکسان است.

دلیل استفاده از اصطلاح شیر توپی برای این نوع ولو ، مکانیزم داخلی است که برای باز و بسته کردن جریان در این شیر استفاده می شود. این مکانیزم شبیه توپ یا کره ای است که سوراخی در وسط آن قرار گرفته است. این سوراخ یا مجرا برای کنترل جریان عبوری از شیر مورد استفاده قرار می گیرد. شیرهای توپی به دلیل دوام و طول عمر بالا و همچنین به دلیل آب بندی مطمئن از محبوبیت زیادی برخوردار بوده و مورد توجه طراحان پایپینگ قرار دارند.

شایان ذکر می باشد که آب بندی قابل اطمینان این نوع شیر باعث شده اغلب جهت قطع طولانی مدت جریان مورد استفاده قرار گیرد. بال ولو ها قادر به تحمل محیط های آلوده و عملکرد مناسب در اینگونه محیط ها هستند. اما در بیشتر موارد، از آنها برای تنظیم دقیق جریان استفاده نمی شود زیرا سایر طرح های شیر مانند شیرهای سوزنی وجود دارد که امکان اندازه گیری دقیق تر جریان را فراهم می کند. با این حال برخی از طراحی های خاص برای این نوع شیر وجود دارد که برای تنظیم جریان نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

در این مقاله اطلاعاتی در مورد شیرهای توپی از جمله ساختار آنها، انواع مختلف آنها، کاربردها و مشخصات فنی اصلی ارائه می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع شیرهای صنعتی، به مقاله ای که توسط شرکت پادمیرا صنعت در این مورد تهیه شده است، مراجعه فرمایید.

نحوه عملکرد شیرتوپی یا بال ولو

برای درک نحوه کار شیر توپی ، مهم است که با قسمتهای اصلی بال ولو و نحوه عملکرد توپ داخل آن آشنایی داشته باشیم. شکل 1 قسمتهای مختلف یک شیر توپی را نمایش داده است. این مدل شیر ها قابلیت کار به صورت دستی و یا به طور خودکار (به صورت الکتریکی یا پنوماتیک) را دارا می باشند.

نحوه عملکرد این شیر به این صورت می باشد که وقتی ساقه یا محور شیر به اندازه یک چهارم دور چرخش می کند، سوراخ توپ در مسیر جریان قرار گرفته و به سیال اجازه عبور می دهد. همچنین برای جلوگیری از جریان سیال حرکت محور شیر باعث می شود که سوراخ توپ عمود بر مسیر جریان قرار گیرد.

اجزای اصلی مورد استفاده در ساخت شیر توپی عبارتند از:

بدنه شیر
توپ یا کره کنترل جریان
نشیمنگاه (Seat) شیر
واشر آببندی (Packing)
درپوش (Bonnet)
اکچوویتور (Actuator)

بدنه شیر

اصلی ترین قسمت شیر، بدنه آن می باشد که به عنوان نوعی مخزن یا محفظه تحت فشار عمل می کند و سایر اجزای شیر توپی در آن جمع می شوند. بدنه ولوها از مواد مختلفی ساخته می شوند که متداولترین آن استیل، برنج، برنز، چدن، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، PVC یا CPVC است. بدنه شیر را می توان به صورت یک یا چند پارچه ساخت که با استفاده از پیچ و مهره به هم متصل می شود. در مدل های چند پارچه می توان قطعات را برای تعمیر از هم جدا کرد در حالی که در مدلهای یک پارچه امکان تعمیر شیر وجود ندارد. و در صورت خرابی شیر بایستی تعویض شود.

کره یا توپ کنترل جریان

در این مدل مکانیسم کنترل جریان شیر، توپ یا کره ای است که از طریق قرار گرفتن سوراخ یا مجرای داخل آن در جهت جریان، سیال هدایت می شود و از آن عبور می کند. این کره به محور یا اصطلاحا ساقه ای (Stem) متصل است که امکان چرخش 90 درجه برای باز یا بسته شدن شیر را فراهم می کند. قرار گرفتن کره یا توپ بین نشیمنگاه ها (Seat) آن را در جای خود نگه می دارد. توپ یا کره در داخل حفره بدنه شیر تحت فشار طبیعی جریان سیال داخل شیر قرار می گیرد. این حرکت جزئی توپ باعث می شود تا به نشیمنگاه پایین دست فشار آورده و در شیر آب بندی ایجاد گردد. البته انواع خاص دیگری از شیرتوپی نیز در بازار وجود دارد. برای مثال مدل (Trunnion) که برای شیرهای با قطر بزرگ یا برای شرایط کار با فشارهای بالا استفاده می شود.

سوراخ یا حفره داخل کره شیر توپی یا بال ولو ، در یکی از انواع زیر تقسیم بندی می شود:

سوراخ کامل (Full bore)
سوراخ کاهش یافته (Reduced bore)
روزنه V شکل یا چاک دار(V-port or slotted port)

در طرح سوراخ کامل (Full bore)، قطر سوراخ برابر قطر لوله است. این طراحی باعث کاهش افت جریان و پاکسازی راحت تر می شود، روندی که در پایپینگ به آن اصطلاحاً پیگینگ (Pigging) می گویند.

طرح سوراخ کاهش یافته (Reduced bore)، در بیشتر شیرهای توپی معمول است و اکثرا این نوع شیرها با بدنه های یک پارچه ساخته می شود. اما از آنجا که قطر سوراخ در این مدل کمتر ازقطر داخلی لوله است، مقداری افت در لوله ایجاد خواهد شد. اما این افت معمولاً کمتر از انواع دیگر شیرها می باشد.

طرح روزنه V شکل یا چاک دار(V-port or slotted port) مدلی است که در آن کره یا توپ میانی، به جای داشتن سوراخ دایره ای شکل، سوراخی شبیه به V دارد. این مدل با زوایای داخلی با مقادیر مختلف از 15 تا 90 درجه در دسترس می باشد. در برخی از طرح های پایپینگ می توان مدل شیر توپی را از سوراخ دایره ای به طرح V تغییر داد. مدل V اکثراً در کاربردهای با سرعت جریان بالا که به افت فشار کم یا قطع کامل و سریع جریان نیاز است، استفاده می شود.

این مدل همچنین برای ایجاد سطح بالاتری از کنترل جریان با دامنه بیشتر استفاده می شوند و می تواند بر خلاف طرح های سوراخ دایره ای که بسیار غیرخطی هستند، به یک پروفیل جریان خطی به عنوان تابعی از موقعیت محرک (Actuator) تبدیل شود. همچنین با ایجاد برخی تغییرات، می توان شیرهای توپی را که برای قطع جریان به کار می روند، به عنوان شیر کنترل جریان مورد استفاده قرار داد.

نشیمنگاه (Seat) شیر:

نشیمنگاه یا سیت شیر، آببندی و عملکرد شیر را بدون نشت فراهم می کند. متریال نشیمنگاه (Seat) معمولا از فلزات و فلوروپلیمرها انتخاب می شود. انتخاب ماده مناسب نشیمنگاه ولو با توجه به شرایط کار (به عنوان مثال دما ، فشار و ماهیت سیالی که از دریچه توپی عبور می کند و گشتاور عملیاتی مورد نظر) انجام می شود. برخی از گزینه های متداول برای نشیمنگاه (Seat) شیر عبارتند از:

PTFE (پلی تترا فلورواتیلن)
PTFE پر از فیبر کربن
کربن
فلزات
سرامیک
PEEK (پلی کاتر اتر کتون)
استال (پلی اکسی متیلن – POM)
UHMW (پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا)

به شیرهای توپی که در آنها از مواد انعطاف پذیر برای ساخت نشیمنگاه یا سیت استفاده می کنند، شیرهای توپی با سیت نرم (soft seat ball valves) به جای شیرهای توپی با سیت فلزی (soft seat ball valves) گفته می شود. همچنین جهت کاربردهای خاص انواع شیر توپی با نشیمن گرافیتی (graphite seated ball valves) نیز در بازار موجود می باشد.

ساقه یا محور شیر توپی (Stem) ، واشر آببندی یا پکینگ (Packing) و کلاهک (Bonnet)

ساقه یا محور ولو یک به اصطلاح شافت است که به کره یا توپ متصل می شود. و از طریق بدنه شیر تا جایی که به مکانیزم محرک شیر متصل است، امتداد می یابد. همچنین در اطراف محور شیر، پکینگ یا واشر آب بندی وجود دارد. که از تراوش سیال از طریق سوراخ موجود در بدنه ولو جلوگیری می کند. از اورینگ نیز برای آب بندی شیر و جلوگیری از نشت استفاده می شود. همچنین در برخی از مدل ها از سیستم روغنکاری و روان کننده استفاده می شود. شایان ذکر می باشد که در برخی از کاتالوگ ها، بخشی از بدنه شیر که محور و پکینگ را در خود جای داده است، به عنوان کلاهک شیر (Bonnet) نامیده می شود.

محرک یا اکچویتور شیر توپی (Actuator)

محرک شیر مکانیزمی است که وضعیت شیر را از حالت باز به بسته تغییر می دهد. شیرهای توپی را می توان با استفاده از اهرم دستی کنترل کرد. همچنین امکان کنترل مکانیکی یا الکتریکی نیز وجود دارد. منظور از فعال سازی مکانیکی، استفاده از سیستمهای پنوماتیکی یا هیدرولیکی می باشد. محرک های الکتریکی نیز معمولاً شامل یک موتور و یک مکانیزم دنده کاهنده است تا سرعت چرخش موتور را کاهش دهد و در نتیجه از ضربه قوچ (Water Hammer) جلوگیری کند.

انواع مدل های شیر توپی یا بال ولو

از جهات مختلفی می توان شیرهای توپی را تقسیم بندی کرد. این موارد شامل مواد (متریال) به کار رفته در ساخت آنها (معمولاً مواد بدنه شیر)، نحوه ساخت بدنه شیر، پیکربندی شیر، یا برخی پارامترهای دیگر مانند سیال استفاده شده یا ویژگی های مربوط به داخل شیر است.

انواع بال ولوها از نظر مشخصات بدنه شیر عبارتند از:

شیرهای توپی برنجی
شیرهای توپی استیل
شیرهای توپی پلاستیکی (شامل PVC و سایر پلیمرها مانند پلی پروپیلن و PVDF)
شیرهای توپی برنز
شیرهای توپی چدنی
شیرآلات توپی استیل

انواع بال ولوها از نظر نحوه ساخت بدنه عبارتند از:

شیرهای توپی با بدنه یک پارچه (Split-body ball valves)
شیرآلات توپی ورودی بالا (Top-entry ball valves)
شیرهای توپی ورودی از انتها (End-entry ball valves)
شیرهای توپی یک تکه (One-piece ball valves)
شیرهای توپی دو تکه (Two-piece ball valves)
شیرهای توپی سه تکه (Three-piece ball valves)

پیکربندی شیر(Configuration) نیز یک روش برای توصیف و دسته بندی شیرهای توپی است. رایج ترین پیکربندی برای این نوع شیر، پیکربندی درون خطی است، که بدنه شیر مستقیماً در مسیر سیستم لوله کشی قرار می گیرد و دارای 2 پورت می باشد. به این مدل، شیر توپی دو طرفه می گویند. این مدل شیر برای قطع و وصل جریان مورد استفاده قرار می گیرد.

شیرآلات توپی 3 طرفه و 4 طرفه نیز در بازار موجود هستند. طرح های سه طرفه با پیکربندی “L” یا “T” دسته بندی می شوند و می توانند برای توزیع جریان سیال به دو مسیر مختلف یا مخلوط کردن جریان استفاده شوند.

یک شیر توپی 4 طرفه دارای 4 پورت است که بر روی بدنه شیر قرار دارد و قابلیت مشابه شیر توپی 3 طرفه دارد. در بعضی از مدل ها امکان باز کردن و کور کردن پورت ورودی با استفاده از پیچ و مهره وجود دارد. با این روش امکان تنظیم مجدد درگاههای شیر وجود خواهد داشت.

یکی دیگر از روشهای تقسیم بندی شیرآلات توپی مربوط به سیالی است که شیر برای کنترل آن طراحی شده است. به عنوان مثال شیرهای توپی هیدرولیکی برای استفاده در مدارهای هیدرولیکی و کارهای مشابه که به فشار زیاد نیاز دارند، مناسب هستند.

شیرهای توپی پوشش دار، دارای یک پوشش یا آستر مقاوم در برابر واکنش های شیمیایی هستند، که به سطوح داخلی بدنه شیر اضافه شده است. افزودن این آستر از شیر در برابر مواد شیمیایی سوزاننده یا خورنده محافظت می کند و با کاهش اصطکاک، ضریب جریان شیر را بهبود می بخشد و از آلودگی احتمالی سیال جاری شده در شیر جلوگیری می کند.

مشخصات و ویژگی ها

شیرهای توپی توسط چند پارامتر و ویژگی کلیدی شناخته می شوند. که در زیر این موارد ذکر شده اند. البته این مشخصات فنی در تولیدکنندگان یا تأمین کنندگان مختلف می تواند تفاوت هایی داشته باشد. بنابراین اطلاعات زیر باید به عنوان دانش عمومی استفاده شود. و به آمادگی برای تعامل با تأمین کنندگان کمک نماید.

متریال بدنه ولو- موادی که بدنه یا محفظه شیر از آن ساخته شده است، مانند فولاد ضد زنگ ، PVC ، PVDF ، برنج یا برنز.
تعداد پورت ها – طرح پورت شیر، مانند دو طرفه، 3 طرفه یا 4 طرفه.
متریال کره یا توپ ولو – موادی که کره یا توپ کنترل جریان از آن ساخته شده است. گزینه های متداول مواد مورد استفاده شامل برنج، فولاد ضد زنگ، روکش کروم یا پلاستیک است.
مدل بدنه ولو- این مورد سبک طراحی یا مدل محفظه شیر را به صورت یک تکه یا چند تکه مشخص می کند.
شکل ولو – شکل شیر را به صورت خطی ، L ، T یا Y نشان می دهد.
اندازه لوله – قطر لوله ای که شیر در آن نصب شده است. اندازه شیرهای توپی معمولا با اندازه لوله ها برای سهولت در اندازه گیری و نصب یکسان انتخاب می شوند.
مدل پورت (Port) – این مورد نمایانگر مدل پورت و سوراخ کره میان شیر می باشد.
نوع اتصال – نشان دهنده نحوه اتصال پورت مورد نظر برای شیر است. گزینه های متداول شامل رزوه ای، فلنجی ، اتصال لحیم کاری و جوش سوکت یا اتصال سوکتی می باشد.
جنسیت اتصال، نر یا ماده بودن آن را مشخص می کند
نوع رزوه- برای اتصالات رزوه ای، نوع رزوه را روی دریچه شیر مانند NPT ، UNF ، NPTF ، BSPT مشخص می کند.
متریال نشیمنگاه (Seat) – موادی که سیت یا نشیمنگاه شیر از آن ساخته شده است را مشخص می کند. مانند فلز، سرامیک یا مواد نرم مانند فلوروپلیمر.
متریال آببندی – مواد استفاده شده جهت آببندی شیر را مشخص می کند.
سرعت جریان یا ضریب جریان – اندازه گیری توانایی شیر برای عبور سیال، بر اساس واحد حجم در واحد زمان است. بعضی اوقات، دبی به عنوان ضریب جریان Cv بیان می شود که به عنوان تعداد گالن های آب 60 درجه فارنهایت تعریف می شود که می تواند در هر دقیقه با افت فشار 1 پوند بر اینچ مربع از دریچه عبور کند.
حداکثر فشار نامی یا دامنه فشار – محدوده فشار عملیاتی شیر را تعیین می کند. این مقدار ممکن است دمای عملکرد شیر را نیز منعکس کند.
کاربرد سیال یا مایع – نوع مایع یا گازی را که شیر در معرض آن قرار دارد نشان می دهد، مانند آب، گاز طبیعی، مازوت، هوا، روغن هیدرولیک، مواد غذایی، حلال ها و غیره. ماهیت سیال و ویژگی های آن مواد مناسب را برای بدنه ولو ، مواد آب بند ، سیت ، کره یا توپ و سایر اجزا تعیین می کند.
نوع محرک – وسیله ای را که شیر از طریق آن تغییر وضعیت می دهد، توصیف می کند، مثلاً نوع دستی (دسته یا اهرم) ، هیدرولیک ، پنوماتیک یا الکتریکی.
گشتاور عملیاتی – مقدار گشتاور مورد نیاز برای چرخاندن شیر بین حالت باز و بسته، را مشخص می کند.

کاربردهای دریچه توپی ، مزایا و محدودیت ها

شیرتوپی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از این موارد شامل صنایع مواد شیمیایی ، نفت و گاز ، دارو سازی، فرآوری مواد غذایی ، تهویه مطبوع ، بهداشتی و موارد دیگر مانند محیط های خورنده و برودتی است. در بسیاری از فرایندهای تولید از شیرهای توپی استفاده می شود. همچنین از آنها در محیط های مسکونی نیز به طور گسترده استفاده می شود. بال ولومی تواند با طیف وسیعی از سیالات، از جمله مایعات ، گازها، مواد شیمیایی، آب آشامیدنی، سوخت ها و مواد غذایی و نوشیدنی ها به طور موثر عمل كند، به شرط آنكه انتخاب مواد برای اجزای ولو با توجه به نوع سیال انجام شود.

شیرهای توپی از مزایای بسیاری برخوردار هستند. استفاده از آنها بسیار آسان است، سریع باز و بسته می شوند و برخلاف برخی دیگر از ولوها مانند گلوب ولو یا شیر دروازه ای یا کشویی، در طرح های مختلف در دسترس هستند. آنها همچنین کوچکتر و سبک تر از انواع دیگر شیر هستند و می توانند از قیمت کمتری برخوردار باشند. شیرهای توپی قابل اعتماد هستند و طول عمر بالایی دارند. علاوه بر این ، می توانند گشتاور عملکرد کمتری نسبت به سایر شیرآلات داشته باشند.

نکته مثبت دیگر بال ولو این است که این نوع شیرها نگرانی در مورد بارهای جانبی وارد به لوله، که اغلب با استفاده از گلوب ولو و شیر پروانه ای با آن مواجه هستیم وجود ندارد. همچنین در برخی از مدل ها در صورت بروز مشکل در سیت یا نشیمنگاه یا مواد آببندی، بدون نیاز به برداشتن یا جدا کردن بدنه شیر از محل نصب، امکان تعمیر آسان و یا آب بند نمودن شیر وجود دارد.

یک محدودیت شیر توپی این است که وقتی در خطوط انتقال لجن مورد استفاده قرار می گیرد، ممکن است ذرات معلق در حفره های بدنه شیر گیر کنند، که این مورد می تواند منجر به سایش زودرس، نشت یا خرابی شیر شود که نیاز به تعویض دارد. همانطور که در ابتدای این مقاله بیان شد، اکثرا بال ولو ها برای کاربردهای قطع و وصل جریان مناسب هستند. البته برخی از مدل ها مانند شیر توپی چاکدار( V-port) دارای قابلیت تنظیم جریان نیزهستند.

شیر توپی یا بال ولو اوتوماتیک

به جای استفاده از اهرم دستی برای باز یا بسته کردن شیر توپی ، برخی از شیرها را می توان با یک محرک ( اکچوویتور ) برقی یا پنوماتیک فعال کرد. همانطور که در شکل 4 مشاهده می کنید اکچوویتور مستقیماً به محور شیر متصل می شود و آن را به اندازه ربع دور حرکت می دهد. متداول ترین اتصال فلنجی بین شیر و محرک ، از استاندارد ISO 5211 پیروی می کند.

شیر توپی پنوماتیکی و الکتریکی — شکل 4 – شیر توپی پنوماتیکی (راست) و شیر توپی الکتریکی (چپ)

شکل 5 نمونه ای از یک شیر توپی با استاندارد ISO 5211 را نشان می دهد که آماده اتصال به محرک است. با استفاده از محرک می توانید شیر توپی را از راه دور یا از طریق سیستم هوشمند کنترل کنید. یک مدل دیگر از این نوع ولو نیز با نام شیر توپی فنری شناخته می شود. در این نمونه از یک فنر برای باز / بسته نگه داشتن شیر استفاده شده و از یک محرک برای باز / بسته کردن آن استفاده می شود.

این نمونه برای صرفه جویی در مصرف انرژی یا جهت ایجاد ایمنی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد . برخی از محرک های الکتریکی همچنین می توانند کنترل مدولار (modulation control) ارائه دهند که شیر توپی را بین 0 تا 100٪ باز / بسته می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد عملکرد خودکار دریچه توپی ، مقاله ما را در مورد شیرهای توپی پنوماتیک و الکتریکی بخوانید.

جمع بندی

در این مقاله خلاصه ای از موارد مربوط به شیر توپی یا بال ولو، شامل ساختمان آن، انواع مدل های مختلف، مشخصات فنی کلیدی و مزایا و محدودیت ها ارائه شده است. برای کسب اطلاعات در مورد سایر موضوعات، یا راهنمایی های اضافی حتما با کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان مشورت کنید.

فایل پی دی اف (pdf) مقاله شیر های توپی را از اینجا دانلود فرمایید.

منابع:

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/about-ball-valves/

http://www.pipingguide.net/2013/10/ball-valves-types-construction.html

https://tameson.com/ball-valve-introduction.html

http://www.valtorc.com/valve-news/what-is-a-ball-valve

https://tameson.com/ball-valve-introduction.html

https://tameson.com/butterfly-valve.html

اتصال عایقی یا اتصال جدا کننده سیستم حفاظت کاتدیک + راهنمای خرید

دسامبر 27, 2020/3 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, مقالات /توسط amir_arman2000

اتصال عایقی به دو دسته کلی اتصال عایقی یکپارچه (IJ-Insulation Joint) و اتصال عایقی فلنجی (IF-Insulation Flange or Insulation Kit) تقسیم بندی می شود.

هدف استفاده از اتصال عایقی یکپارچه جلوگیری از اثر متقابل الکتروشیمیایی مخرب و بهبود اثربخشی سیستم محافظت کاتدی است. اتصالات جدا کننده عموما برای اطمینان از توزیع موثر جریان برای سیستم حفاظت کاتدیک مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین کیت های اتصال عایقی فلنجی برای حفظ یکپارچگی و قابلیت اطمینان خط لوله و سیستم لوله کشی از طریق ایمنی و محافظت در برابر خوردگی طراحی شده اند. کیت های عایق فلنجی عایق الکتریکی موثری برای فلنج ایجاد می کنند. با حذف تماس فلز با فلز، جریان استاتیک متوقف می شود تا از خوردگی ممانعت کند و به محافظت کاتدی لوله کمک نماید. همچنین از کیت های عایق برای جلوگیری از جریان بار الکترواستاتیک جهت کاهش جرقه در محیط های خطرناک استفاده می شود.

نحوه عملکرد سیستم اتصال عایقی یا اتصال جدا کننده سیستم حفاظت کاتدیک

در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﮐﺎﺗﺪی ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﭘﻮﺷﺶ ﺷﺪه، اﮔﺮ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺑﻪ ﺗﺄﺳﯿﺴﺎﺗﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺗﻠﻤﺒﻪﺧﺎﻧﻪ، ﻣﺨﺰن ذﺧﯿﺮه ﭘﻮﺷﺶ ﻧﺸﺪه ﯾﺎ ﺑﺎ ﭘﻮﺷﺶ ﺿﻌﯿﻒ و ﯾﺎ اﺗﺼﺎل زﻣﯿﻦ ﮐﻪ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻮﺟﺐ ﺗﺨﻠﯿﻪ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ زﯾﺎدی ﮔﺮدد، ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه ﺑﺎﺷﺪ، ﺑﺨﺶ زﯾﺎدی از ﻣﺰاﯾﺎ و ﻧﻘﺶ ﭘﻮﺷﺶ در پایپینگ یا لوله کشی صنعتی ﻫﺪر ﻣﯽرود، ﻣﮕﺮ آﻧﮑﻪ ﺗﺄﺳﯿﺴﺎت ﭘﻮﺷﺶ ﻧﺸﺪه ﯾﺎ ﺑﺎ ﭘﻮﺷﺶ ﺿﻌﯿﻒ از ﺷﺒﮑﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﭘﻮﺷﺶ ﺷﺪه، از ﻧﻈﺮ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﻋﺎﯾﻖ ﺷﺪه ﺑﺎﺷﺪ، ﺗﺎ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﮐﺎﺗﺪی ﺑﻪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﭘﻮﺷﺶ ﺷﺪه ﻣﺤﺪود ﮔﺮدد.

اتصال عایقی یکپارچه یا اتصال جدا کننده یکپارچه (Insulation joint)

ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﺟﺪاﺳﺎزی اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺑﯿﻦ دو ﻓﻠﺰ ﻏﯿﺮﻫﻤﺠﻨﺲ و ﻧﯿﺰ ﺑﯿﻦ دو ﻧﻮع روش (ﺳﯿﺴﺘﻢﻫﺎی ﺣﻔﺎﻇﺖ ﮐﺎﺗﺪی ﺑﺎ اﻋﻤﺎل ﺟﺮﯾﺎن و ﺑﺎ آﻧﺪﻫﺎی ﻓﺪا ﺷﻮﻧﺪه) ﻻزم ﮔﺮدد ﺗﺎ اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﯾﺎ ﺟﺮﯾﺎنﻫﺎی ﺳﺮﮔﺮدان را ﻣﺤﺪود ﻧﻤﺎﯾﺪ. در ﻣﻮاردی ﮐﻪ ﺟﺪاﺳﺎزی اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد، ﺳﺎزه ﺟﺪا ﺷﺪه ﺑﻪﻋﻨﻮان ﺳﺎزه ﺛﺎﻧﻮﯾﻪ ﺑﻪ ﺣﺴﺎب آﻣﺪه و آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎی ﺗﻮﺻﯿﻪ ﺷﺪه و اﻗﺪاﻣﺎت اﺻﻼﺣﯽ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﻪﻋﻤﻞ آﯾﺪ.

اتصال عایقی فلنجی یا اتصال جدا کننده فلنجی (Insulation Flange or Insulation Kit)

استاندارهای مورد استفاده در خصوص نحوه عملکرد اتصالات عایقی (IJ)

برای اطمینان از عملکرد مناسب این محصولات در شرایط تنش زا، کلیه IJ های تولید شده، باید با موفقیت تمام آزمایشات تعریف شده توسط استانداردهای IGS و IPS را پشت سر بگذارند و نیاز است که مقاومت عایق آنها توسط آزمایشات Megger و Hi-Pod قبل و بعد از تست هیدرواستاتیک و خمش با موفقیت انجام پذیرد. انجام آزمایش های ضروری ضمن تضمین ماندگاری طولانی محصولات جهت استفاده در کاربردهای مختلف، در نهایت کارفرمایان را به سمت پایین آمدن هزینه های نگهداری سوق می دهد.

دلایل از کار افتادن سیستم حفاظت کاتدی

اﺗﺼﺎﻟﯽﻫﺎی ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺧﻂ ﻟﻮﻟﻪ، ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺎ ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﻬﺮه ﺑﺮداری، ﻣﺎﻧﻨﺪ: ﻓﺸﺎر، دﻣﺎ و ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﺳﯿﺎل درون ﻟﻮﻟﻪ ﺳﺎزﮔﺎرﺑﺎﺷﺪ. از ﺑﯿﻦ رﻓﺘﻦ ﻋﺎﯾﻖ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ، از ﻣﻌﻤﻮلﺗﺮﯾﻦ دﻻﯾﻞ از ﮐﺎر اﻓﺘﺎدن ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﮐﺎﺗﺪی اﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ در اﻧﺘﺨﺎب ﻣﺤﻞ وروش ﻋﺎﯾﻖ ﮐﺮدن اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ و راﺣﺘﯽ ﺗﻌﻤﯿﺮ و ﺗﻌﻮﯾﺾ ﺑﺎﯾﺪ دﻗﺖ و ﺗﻮﺟﻪ ﺧﺎص ﺑﻪﮐﺎر ﺑﺮد. ﺑﺮای ﻣﺤﻞﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺗﻌﻤﯿﺮ ﯾﺎ ﺗﻌﻮﯾﺾ ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺸﮑﻞ اﺳﺖ، (ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی اﻧﺘﻘﺎل ﺑﺎ ﻓﺸﺎر ﺑﺎﻻ)، ﺗﻮﺻﯿﻪ ﻣﯽﺷﻮد از اﺗﺼﺎﻟﯽﻫﺎی ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪه ﭘﯿﺶﺳﺎﺧﺘﻪ ﯾﮑﭙﺎرﭼﻪ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﻮد اﯾﻦ اﺗﺼﺎﻟﯽﻫﺎ را ﻗﺒﻞ از ﻧﺼﺐ ﻣﯽﺗﻮان، از ﻧﻈﺮ ﻫﯿﺪرواﺳﺘﺎﺗﯿﮑﯽ و اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ آزﻣﺎﯾﺶ ﻧﻤﻮد.

اﺣﺘﻤﺎل از ﮐﺎر اﻓﺘﺎدن ﯾﺎ ﺑﺮوز اﺧﺘﻼل در ﻋﺎﯾﻖﺳﺎزی اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ در اﯾﻦ اﺗﺼﺎﻟﯽﻫﺎ ﺑﺴﯿﺎر ﮐﻢ اﺳﺖ. در ﺷﺮاﯾﻂ ﻫﻮای آزاد و ﺧﺸﮏ، ﻗﺒﻞ از ﻧﺼﺐ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﻋﺎﯾﻖ اﺗﺼﺎﻟﯽ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﯿﺸﺘﺮ از 2 ﻣﮕﺎ اﻫﻢ ﺑﺎﺷﺪ. اﯾﻦ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دﺳﺘﮕﺎه آزﻣﺎﯾﺶﮐﻨﻨﺪه ﻋﺎﯾﻖ 500 وﻟﺘﯽ اﻧﺪازهﮔﯿﺮی ﻣﯽﺷﻮد. در ﻣﻮاردی ﮐﻪ اﺳﺘﻔﺎده از اﺗﺼﺎﻟﯽﻫﺎی ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﯾﮑﭙﺎرﭼﻪ، ﻋﻤﻠﯽ ﯾﺎ اﻗﺘﺼﺎدی ﻧﺒﺎﺷﺪ، از ﻓﻠﻨﺞﻫﺎی اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﺑﺎ واﺷﺮ ﻋﺎﯾﻖ ﮐﻪ ﺑﯿﻦ دو ﻓﻠﻨﺞ ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ ﻏﻼف ﻋﺎﯾﻖ روی ﭘﯿﭻ و ﻧﯿﺰ واﺷﺮ زﯾﺮ ﻣﻬﺮه ﺑﻪﻋﻨﻮان اﺗﺼﺎﻟﯽ ﺟﺪا ﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﻣﯽﺗﻮان اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد. ﺑﺮای ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی از ﺻﺪﻣﻪ، واﺷﺮ ﻓﻮﻻدی ﺑﯿﻦ واﺷﺮ ﻋﺎﯾﻖ ﮐﻨﻨﺪه و ﻣﻬﺮه ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮد ﺗﺎ ﻫﻨﮕﺎم ﺳﻔﺖ ﮐﺮدن ﻣﻬﺮه، واﺷﺮ ﻋﺎﯾﻖ ﺻﺪﻣﻪ ﻧﺒﯿﻨﺪ. همچنین ﻻزم اﺳﺖ ﻓﻠﻨﺞﻫﺎ ﺑﻪﻃﻮر ﺻﺤﯿﺢ در اﻣﺘﺪاد ﯾﮏ ﻣﺤﻮر ﻗﺮار ﮔﯿﺮﻧﺪ ﺗﺎ از ﺻﺪﻣﻪ ﻏﻼف ﻋﺎﯾﻖ روی ﭘﯿﭻﻫﺎ ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﺷﻮد.

اتصال عایقی مورد استفاده در صنایع نفت و گاز بیشتر در معرض تنش هایی از جمله تنش طولی، تنش محیطی و تنش خمشی در حین بهره برداری قرار دارد، بنابراین این عوامل بایستی در هنگام طراحی توسط متخصصان در نظر گرفته می شوند.

نکات مهم اتصال عایقی

در اﻧﺘﺨﺎب واﺷﺮ ﺑﺎﯾﺪ دﻗﺖ ﻻزم ﺑﻪﻋﻤﻞ آﯾﺪ، ﺑﻪﻃﻮری ﮐﻪ واﺷﺮ ﺗﻤﺎم ﺳﻄﺢ ﻓﻠﻨﺞ را ﺑﭙﻮﺷﺎﻧﺪ ﺗﺎ از اﯾﺠﺎد ﺷﮑﺎف ﺑﯿﻦ دو ﻓﻠﻨﺞ ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﺷﻮد، زﯾﺮا ﺟﻤﻊ ﺷﺪن ﻣﻮاد در ﺷﮑﺎف ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺣﺎﻟﺖ ﻋﺎﯾﻘﯽ را از ﺑﯿﻦ ﺑﺒﺮد. ﺳﻄﺢ ﺧﺎرﺟﯽ ﻓﻠﻨﺞﻫﺎ ﺑﺎﯾﺪ ﻋﺎﯾﻖ ﺷﻮد ﺗﺎ از ﻧﻔﻮذ ﮔﺮد و ﻏﺒﺎر و رﻃﻮﺑﺖ، ﮐﻪ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﯿﻦ ﻓﻠﻨﺞﻫﺎاﺗﺼﺎل ﮐﻮﺗﺎه ﺑﺮﻗﺮار ﮐﻨﺪ، ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﺷﻮد.

اﮔﺮ اﺗﺼﺎﻟﯽﻫﺎی ﺟﺪا ﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ یا اتصال عایقی در ﺧﺎک ﻣﺪﻓﻮن ﺑﺎﺷﻨﺪ، ﺑﺎﯾﺪ اﯾﻦ اﺗﺼﺎﻟﯽﻫﺎ ﻣﻄﺎﺑﻖ اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﭘﻮﺷﺶ ﺣﻔﺎﻇﺘﯽ ﺧﻂ ﻟﻮﻟﻪ، ﺑﻪﻃﻮر ﮐﺎﻣﻞ ﭘﻮﺷﺶ ﺷﺪه و ﺳﯿﻢﻫﺎی آزﻣﺎﯾﺶ ﻣﺘﺼﻞ ﺑﻪ دو ﻃﺮف ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﺷﻮد. ﭼﻮن اﺗﺼﺎﻟﯽﻫﺎ ﻓﻘﻂ از ﯾﮏﻃﺮف ﺣﻔﺎﻇﺖ ﮐﺎﺗﺪی ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ، ﺑﺎﯾﺪ ﺗﻮﺟﻪ ﻧﻤﻮد ﮐﻪ ﻫﺮ ﻟﻮﻟﻪ ﻣﺪﻓﻮن ﻣﺘﺼﻞ ﺑﻪ ﻓﻠﻨﺞﺣﻔﺎﻇﺖ ﻧﺸﺪه، ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﭘﺪﯾﺪه آﺛﺎر ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﻗﺮارﮔﯿﺮد. در ﺧﻄﻮط ﺣﺎوی اﻟﮑﺘﺮوﻟﯿﺖ، اﯾﻦ ﺧﻄﺮ وﺟﻮد دارد ﮐﻪ در ﺳﻄﺢ داﺧﻠﯽ ﻟﻮﻟﻪ ﻃﺮف ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺷﺪه در ﻣﺠﺎورت اﺗﺼﺎﻟﯽ ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ، ﺧﻮردﮔﯽ ﺑﻪوﺟﻮدآﯾﺪ در ﻣﻮرد اﻟﮑﺘﺮوﻟﯿﺖﻫﺎی ﺑﺎ ﻫﺪاﯾﺖ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﻣﺎﻧﻨﺪ آب آﺷﺎﻣﯿﺪﻧﯽ باید در ﺳﻤﺖ ﻟﻮﻟﻪ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺷﺪه، ﻃﻮﻟﯽ ﻣﻌﺎدل ﭼﻬﺎر ﺑﺮاﺑﺮ ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪ از داﺧﻞ ﭘﻮﺷﺶ داده ﺷﻮد و ﯾﺎ در ﻫﻤﯿﻦ ﻃﻮل از ﻟﻮﻟﻪ(در ﺳﻤﺖ ﻟﻮﻟﻪ ﺣﻔﺎﻇﺖﺷﺪه) ﻟﻮﻟﻪای ﻏﯿﺮﻓﻠﺰی ﺟﻬﺖ ﻋﺎﯾﻖﺳﺎزی ﻧﺼﺐ ﮔﺮدد.

اتصال عایقی در محیط دریا

در اﻟﮑﺘﺮوﻟﯿﺖ ﺑﺎ ﻫﺪاﯾﺖ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺑﺎﻻ ﻣﺎﻧﻨﺪ آب درﯾﺎ ﯾﺎ ﻣﺤﻠﻮلﻫﺎی ﻧﻤﮑﯽ، ﭘﻮﺷﺶ ﮐﺮدن ﻟﻮﻟﻪ ﯾﺎ ﺟﺎﯾﮕﺰﯾﻦ ﻧﻤﻮدن ﻟﻮﻟﻪ ﻏﯿﺮﻓﻠﺰی ﺑﺮای ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی از ﺧﻄﺮ ﺧﻮردﮔﯽ در ﺳﻄﺢ داﺧﻠﯽ و ﻣﺠﺎور اﺗﺼﺎﻟﯽ ﺟﺪا ﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﯿﻪ ﻧﻤﯽﺑﺎﺷﺪ. در ﺻﻮرت اﺳﺘﻔﺎده از اﺗﺼﺎﻟﯽ ﺟﺪا ﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ، ﺑﻬﺘﺮ اﺳﺖ در ﻃﺮف دﯾﮕﺮ اﺗﺼﺎﻟﯽ ﺟﺪا ﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﮐﻪ ﻟﻮﻟﻪ، ﺣﻔﺎﻇﺖ ﮐﺎﺗﺪی ﻧﺸﺪه اﺳﺖ، ﺑﺮای ﺟﺒﺮان ﺧﻮردﮔﯽ ﻟﻮﻟﻪای ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ ﺟﺪار ﺑﯿﺸﺘﺮی در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد. در اﯾﻦﺻﻮرت، ﺑﻪ ﺑﺎزرﺳﯽ ﻓﻨﯽ دوره ای وﺗﻌﻮﯾﺾ اﺣﺘﻤﺎﻟﯽ آن ﻧﯿﺎز ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. آزﻣﺎﯾﺶ ﻧﻬﺎﯾﯽ اﺗﺼﺎﻟﯽ ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﭘﺲ از ﻧﺼﺐ آن ﺿﺮوری اﺳﺖ. اﯾﻦ آزﻣﺎﯾﺶ ﻣﻌﻤﻮﻻ در ﻫﻨﮕﺎم راه اﻧﺪازی ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﮐﺎﺗﺪی ﺑﺎ اﻧﺪازهﮔﯿﺮی اﺧﺘﻼف ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ در دو ﻃﺮف اﺗﺼﺎﻟﯽ ﺟﺪا ﮐﻨﻨﺪه اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد.

خرید اتصال عایقی

برای تامین یا خرید اتصال عایقی لازم است که قبل از هر چیز، اطلاعات کافی از محل و شرایط استفاده، مشخصات خط لوله، مشخصات سیال عبوری و… را به کارشناسان فروش شرکت پادمیرا صنعت دایان اعلام فرمایید، تا در اولین فرصت دیتا شیت و پیش فاکتورمحصول برای شما ارسال شود.

ملاحظات فنی مربوط به اتصال عایقی

جهت جلوگیری از خوردگی ، از تماس های ، الکتریکی، فلزی یا تماس های مقاومتی بین خط لوله و سایر اجزا خط ، سازه های فلزی، ایستگاههای تقویت فشار گاز، ایستگاههای پمپاژ و زمین باید به طور کامل جلوگیری شود. در غیر این صورت خطر خوردگی به طور کامل وجود خواهد داشت. این جداسازی توسط اتصال عایقی یک پارچه یا اتصال فلنجی انجام خواهد پذیرفت.
اگر جداسازی الکتریکی امکان پذیر نباشد ، طراحی حفاظت کاتدیک به گونه ای انجام می شود که توزیع جریان کافی و موثر را برای اطمینان از حفاظت موثر خط لوله فراهم شود.
طراحی مکانیکی ، مواد ، ابعاد و ساخت اتصالات جدا کننده باید الزامات ISO 13623 ، EN 14161 ، EN 1594 یا EN 12007-3 را رعایت نماید.

مدارک و پیشنهاد فنی مورد نیاز

پیشنهاد فنی برای فروش اتصال عایقی باید شامل موارد زیر باشد:
الف) کاتالوگ های جامع ، داده های فنی ، جنرال ارنجمنت ، ابعاد و اندازه های داخلی و خارجی، روش آزمون و تست های پیشنهادی

ب) نقشه های دقیق که تمام قطعات را به همراه مشخصات متریال و محاسبات تنش ها نشان می دهد.

ج) مشخصات روش جوشکاری (Welding procedure specification)

د) مشخصات مواد برای موارد زیر:

استیل فورجینگ
حلقه های عایق
گسکت های آببندی
مواد پرکننده رزین اپوکسی
پوشش خارجی
پوشش داخلی

ه) روش مونتاژ قطعات

و) سوابق آزمونها

ح) مشخصات بسته بندی اتصال عایقی برای ارسال به محل استفاده

پایپینگ یا لوله کشی صنعتی چیست؟

دسامبر 26, 2020/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, مقالات /توسط amir_arman2000

لوله‌کشی صنعتی یا پایپینگ (Piping) شاخه ای از رشته مکانیک سیلات می با شدکه اغلب در فضای بیرونی ساختمان‌ها، و در بیشتر اوقات در تصفیه خانه های آب و فاضلاب، کارخانجات فرآوری مواد غذایی، پلنت‌های فرایندی، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و… اجرا می‌شود. معنی کلمه «پایپینگ» در زبان انگلیسی به (گروه لوله ها) نیز تعبیر می شود. بنا براین وقتی می گوییم پایپینگ تصفیه خانه فاضلاب، منظور ما گروه یا مجموعه لوله های در این صورت منظور از «پایپینگ» یک نیروگاه، «مجموعه لوله‌های» نیروگاه می‌باشد.هدف مهندسان از لوله کشی صنعتی یا پایپینگ، انتقال سیالات یا قدرت به صورت بهینه و مطمئن از نقطه ای به نقطه دیگر می‌باشد.

پایپینگ چیست؟

اصطلاح پایپینگ عموما در مسائل مربوط به انتقال سیال از طریق لوله، اتصاالت مربوطه و شیرآلات به کار برده می شود . به عبارت دیگر به سیستم لوله کشی در تاسیسات پایپینگ گفته می شود. جهت اجرای پایپینگ اصولا لوله های با جنس فولاد، آلومینیوم، پلاستیک، فایبرگلاس، مس و حتی چوب و بتن مورد استفاده قرار می گیرند.

برای تشخیص، کنترل و تحت نظر داشتن فشار، دما و دبی جریان سیال معمولا از قطعات و اجزای روی خط از قبیل فیتینگ‌ها، شیرها و سایر تجهیزات استفاده می شود. این موارد در شاخه طراحی لوله‌کشی صنعتی یا پایپینگ مورد بررسی قرار می‌گیرند. سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی در اسناد مربوط به “نمودار خطوط لوله و ابزار دقیق (P&ID)” نگهداری می شود. شایان ذکر می باشد که برای برخی از کاربردهای حساس و مهم از لوله‌هایی با آلیاژهایی از قبیل اینکونل، تیتانیوم، فولادهای زنگ نزن و سایر فولادهای گران‌قیمت استفاده می‌شود.

در گذشته نقشه های پایپینگ یا لوله کشی صنعتی توسط نقشه کش ها و بر روی کاغذ کالک انجام می گرفت. ولی در حال حاضر نقشه کشی های صنعتی توسط نرم افزارهای حرفه ای که اکثرا محصول شرکت اوتودسک هستند تهیه و تولید می شود.

دسته بندی و تعاریف مربوط به لوله کشی صنعتی

اصطلاح لوله کشی که در زبان انگلیسی با عنوان (plumbing) شناخته می شود، اکثرا در خانه ها و منازل مسکونی و برای فشارها و دماهای کاری پایین و انتقال آب و فاضلاب انجام می پذیرد. لوله‌کشی مربوط به آتش‌نشانی داخل منازل نیز جزو همین دسته از لوله‌کشی است.

در کتاب های مرجع دسته بندی های مختلفی برای انواع پایپینگ یا لوله کشی صنعتی ارائه شده است، که مهمترین آنها عبارتند از:

لوله‌کشی فرایندی (Process piping): به منظور انتقال سیال مابین مخازن‌ مختلف و واحدهای فرایندی مورد استفاده قرار می گیرد.
لوله‌کشی خدماتی (Service Piping): به منظورانتقال آب، بخار و هوای فشرده مورد استفاده قرار می گیرد. در بعضی از موراد به این روش لوله‌کشی یوتیلیتی (Utility Piping) نیز گفته می‌شود.
لوله‌کشی دریایی (Marine Piping): به منظور پایپینگ داخل کشتی ها انجام می شود. این سیستم پایپینگ دامنه بسیار وسیعی دارد.
لوله‌کشی انتقال (Transportation Piping): این سیستم معمولا مربوط به لوله‌کشی‌هایی با قطرهای بسیار بزرگ است که جهت انتقال نفت و گاز و آب و گاهی زغال‌سنگ (به صورت شناور در آب) به فاصله چندین کیلومتر صورت می پذیرد. در این سیستم از یک خط می‌توان برای انتقال سیالات مختلف به صورت پشت سرهم استفاده کرد. لوله‌های انشعاب نیز توانایی هدایت سیال به مسیر مورد نظر را دارند.
لوله‌کشی شهری (Civil Piping): این سیستم لوله‌کشی در مناطق شهری و برای توزیع منابع (یوتیلیتی) (آب و گاز و فاضلاب شهری) انجام می پذیرد.
لوله‌کشی تأسیسات یا لوله‌کشی تجاری (Plumbing): این نوع از لوله کشی در داخل ساختمان‌ها، مدرسه‌ها، بیمارستان‌ها و … که مربوط به لوله‌کشی آب، گاز، فاضلاب، تأسیسات، سوخت مایع و آتش‌نشانی می‌باشد، صورت می پذیرد.

قسمتهای اصلی لوله کشی صنعتی یا پایپینگ

لوله (pipe):

مهمترین قسمت از اجزای پایپینگ لوله (pipe) می باشد. لوله یک استوانه توخالی است که جهت هدایت یا انتقال سیالات محلی به محل دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. دو اصطلاح مختلف تیوب (tube) و پایپ (pipe) معمولا در متون فارسی به لفظ لوله ترجمه می شوند. اما باید توجه داشته باشیم که تفاوت اصلی لوله و تیوب، ابعاد مورد استفاده برای توصیف سایز لوله و تیوب می باشد. به عبارت دیگر از پایپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر با فاصله نسبتا زیاد استفاده می شود که عموما سایز بالای 2 اینچ می باشد و از تیوب برای گردش سیال در داخل یک سیستم یا ماشین محدود به منظور انتقال انرژی و سیستم های ابزاردقیق بکار می رود که عموماً سایزکمتر از2 اینچ می باشد.

همچنین معمولا برای لوله، قطر داخلی (ID) تقریبا با اندازه نامی لوله (nominal pipe size) برای ضخامت دیواره استاندارد مطابقت دارد. اما برای تیوب، قطر خارجی (OD) نزدیک با سایز تیوب برابر است. در استانداردهای روز اروپا، لوله و تیوب به وسیله قطر خارجی و ضخامت دیوار توصیف می‌شوند. در لوله کشی صنعتی اصولا سه نوع مختلف انتهای لوله استاندارد مورد استفاده قرار می‌گیرند: انتهای تخت (Plain Ends) یا PE، انتهای رزوه (Threaded Ends) یا TE و انتهای پخ خورده (Beveled Ends) یا BE.

اتصالات لوله (pipe fitting) :

فیتینگ یا اتصالات لوله، برای اتصال چند قسمت مختلف، تغییر راستای جریان، توزیع جریان، افزایش یا کاهش ظرفیت جریان و اتصال به کار می‌روند. متداول ترین انواع اتصالات لوله ها شامل زانویی (elbow)، خم (bend)، برگردان (return)، سه راهی (tee)، چهار راهی (cross)، کاهنده (reducer)، درپوش (end cap)، پلاگ (plug)، یونیون (union)، کوپلینگ (coupling)، اولت (o’let) می شوند.

فلنج لوله (pipe flange):

فلنج لوله یک دیسک، برجستگی یا حلقه است که به انتهای لوله متصل است. اتصالات فلنجی معمولا از طریق پیچ کردن دو فلنج به یکدیگر و قرار گرفتن یک واشر جهت آب‌بندی بین دو فلنج برقرار می‌شوند. فلنج می‌تواند به عنوان یک حلقه در نظر گرفته شود که معمولا دارای سوراخ‌هایی برای پیچ است و به انتهای لوله یا تیوب پیچ یا جوش داده می‌شود تا امکان اتصال قطعات دیگر به لوله فراهم شود. فلنج‌ها دسترسی آسانی برای تعمیرات، تمیزکاری، بازرسی یا تغییرات فراهم می‌کنند. انواع بسیار زیادی از فلنج‌ها در سیستم‌های پایپینگ مورد استفاده می‌باشد: فلنج اسلیپ‌آن یا لغزشی (slip-on pipe flange)، فلنج جوشی (weld neck pipe flange)، فلنج کور (blind pipe flange)، فلنج لپ‌جوینت (lap joint pipe flange)، فلنج رزوه‌ای (threaded pipe flange)، فلنج ساکتی جوشی (socket-weld pipe flange)، فلنج کور عینکی (spectacle blinds)، فلنج فاصله‌انداز (spacer flange)

ولو یا شیر (Valve):

شیرها یا ولوها وسیله‌های مکانیکی هستند که جریان و فشار را در یک سیستم پایپینگ کنترل می‌کنند. ولوها اجزای ضروری هر سیستم پایپینگ می‌باشند. ولوهای معمول مورد استفاده عبارت‌اند از: گیت ولو (gate valve)، گلوب ولو (globe valve)، پلاگ ولو (plug valve)، شیر توپی (ball valve)، شیر پروانه ای (butterfly valve)، چک ولو (check valve)، دیافراگم ولو (diaphragm valve)، پینچ ولو (pinch valve)، شیر اطمینان (pressure relief valve)، شیر کنترلی (control valve) ، شیر سوزنی یا نیدل ولو (needle valve) ، شیر سلونوئیدی (seleonoid valve)

پیچ (Screw):

در صنعت پایپینگ، برای اتصالات فلنجی از استاد بولت (Stud Bolts) و ماشین بولت (Machine Bolts) استفاده می‌شود. استاد بولت یک میله رزوه شده با دو مهره شش وجهی سنگین است؛ در حالی که ماشین بولت دارای یک سر و یک مهره می‌باشد. انتخاب مواد پیچ بستگی به تطابق با متریال فلنج، شرایط سرویس، خواص مکانیکی و خواص دما بالا دارد.

ساپورت لوله (pipe supports):

ساپورت‌های لوله ، قطعاتی از پایپینگ هستند که برای نگه داشتن و بالا بردن لوله از یک سازه نگه دارنده برای آرایش عمودی و افقی طراحی می‌شوند. گایدهای لوله (pipe guides) و اسلایدهای لوله (pipe slides) برای امکان حرکت طولی به دلیل انبساط انقباض لوله طراحی شده‌اند. ساپورت‌های کفشکی (shoe supports)، کلمپ‌های U، ترمزهای محوری (axial stops)، ساپورت‌های فنری (spring supports) چند مثال از ساپورت پایپینگ می‌باشد.

قطعات ویژه:

قطعات ویژه برای انجام وظایف خاصی به غیر از کاربردی پایپینگ ذکر شده در بالا استفاده می‌شوند. قطعات خاص معمول شامل صافی‌ها (strainers)، تله بخار (steam traps)، اتصالات انبساطی (expansion joints)، اوریفیس پلیت (orifice plates)، اوریفیس‌های محدود کننده (restriction orifices) می‌باشند.

انتخاب نوع انتها :

انتخاب نوع انتها برای اجزای پایپینگ به نوع اتصال مورد استفاده در یک سیستم پایپینگ خاص بستگی دارد. اتصالات پایپینگ معمول شامل موارد زیر می‌شوند:

اتصالات رزوه‌ای (threaded joints)

اتصالات لب به لب (butt joints)

اتصالات سوکتی (socket joints)

اتصالات فلنجی (flange joints)

اتصالات شیاری (grooved joints)

اتصالات چسبی (bonded joints)

اتصالات ویژه (special joints)

متریال سیستم‌های پایپینگ:

برای انجام لوله کشی صنعتی از لوله ها و اتصالات با جنشهای مختلف استفاده می شود. البته در اکثر مواقع جنس لوله ها و اتصالات یکسان می باشد. متریال و سایز لوله بر اساس پارامترهایی مانند ماهیت، فشار، دما و دبی سیال انتخاب می شود. در حال حاضر دامنه بسیار وسیعی از متریال های مختلف فلزی و غیر فلزی برای انتقال سیال مورد استفاده قرار می گیرند. متریال مورد استفاده د رپایپینگ عموما به چهار دسته کلی فلزی، پلاستیکی، بتنی و چوبی تقسیم بندی می شود.

مراحل انجام پایپینگ :

پروژه های پایپینگ اصولا طی سه مرحله کلی به شرح ذیل انجام می پذیرند:

مهندسی یا طراحی (Engineering)
تدارکات یا خرید (Procurement)
اجرا یا ساخت (Construction)

مهندسی(طراحی) در پایپینگ:

در این مرحله مطابق ID&P کلیه مدارک اجرایی از جمله Plan Plot و ISO و Spec های مربوطه و … تهیه می شود. ابتدا طرح کلی جریان کشیده می شود که چه چیزی از چه نقطه ای تا کدام نقطه ادامه می یابد. سپس نقشه های مربوطه تهیه شده و بصورت مدارک اجرایی تحویل کارفرما می گردد.
نقشه های آیزو متریک (ISO) در پایپینگ:
این نقشه ها اصلی ترین مدارک اجرایی پایپینگ می باشند که بصورت سه بعدی ترسیم شده و مشخص کننده تمام جزئیات لوله ها و متعلقات آنها در اندازه های معین می باشد. در نقشه های ایزو کلیه مشخصات اجرایی پایپینگ مانند سایز، طول و جنس لوله، مسیر لوله کشی و محل هایی که لوله ها به تجهیزات متصل می شوند و محل پایه ها و نگهدارنده های سیستم لوله کشی را نشان داده می شود.

تدارکات (خرید) در پایپینگ:

تدارکات به فرآیندهایی شامل تهیه لیست مناقصه گران، برگزاری مناقصه، انتخاب پیمانکار، انعقاد قرارداد و انجام مراحل خرید و حمل مواد مورد نیاز(Material) به محل اجرای پروژه اطالق می گردد .

اجرا (ساخت)

به فراِندهایی که به منظور پیاده سازی نقشه های تهیه شده در مراحل قبل صورت می پذیرد، اجرا یا ساخت گفته می شود. هسته اصلی اجرای لوله کشی صنعتی دفتر فنی می باشد.

مهم ترین وظایف دفتر فنی پایپینگ عبارتند از:
دریافت و بایگانی آخرین رویژن(نسخه) نقشه ها
بررسی کمبودها و مغایرت رویژن نقشه ها نظیر چک کردن ID&P با نقشه های آیزومتریک و در نهایت یافتن تناقضات و مغایرت های احتمالی و تهیه و ارسال TQ) Query Technical) به واحد مهندسی کارگاهی جهت رفع تناقضات .
تهیه و برآورد متریال مورد نیاز از نقشه (MTO)
وارد کردن اطالعات متریال پایپینگ در نرم افزار PCS) System Control Piping)
سرجوش گذاری و اسپول بندی نقشه های آیزومتریک و اخذ تاییدیه از کارفرما و دستگاه نظارت
وارد کردن اطلاعات مربوط به سرجوش ها در نرم افزار PCS
مشخص نمودن جبهه کاری قابل انجام عملیات برای شاپ و سایت و ابلاغ به واحد اجرا

اسپول و اسپوی بندی

به مجموعه ای از لوله و اتصاالت لوله اطالق می شود که در شاپ جوشکاری گردیده و جهت نصب به سایت حمل می شود. برای امکان حمل و نصب آسان تر، خط به قطعات کوچکتری به نام اسپول تقسیم می شود و از آنجایی که انجام عملیات جوشکاری در سایت به دلیل وجود محدودیت های مختلف هزینه ی بیشتری نسبت به انجام آن در شاپ دارد در پروژه های پایپینگ همواره تلاش بر این است که حجم عملیات جوشکاری حتی االمکان به شاپ انتقال یابد.
نکات مهم در سر جوش گذاری و اسپول بندی:

شماره گذاری سرجوش هاو اسپول ها بایستی در جهت جریان انجام می گیرد.
برای تعیین اندازه اسپول ها الزم است فاکتورهای طول، قطر خط، وزن اسپول به گونه ای مورد توجه قرار گیرد که برای جابجایی مشکلی به وجود نیاید.
سر جوش های زیر 2 اینچ می بایست در سایت کار شوند و نیازی به اسپول بندی ندارند.
برای شماره گذاری سرجوش های شاپ معمولا از دایره و برای سایت از مربع استفاده می شود.
تعیین اندازه ی اسپول باید به صورتی باشد که دارای توجیه اقتصادی جهت جرثقیل مورد نیاز برای نصب اسپول ها باشد.
در بسیاری از موارد جهت جلوگیری از ایجاد مشکلات در مرحله ی نصب، ضروری است که طول لوله موجود در یکی از طرفین در حدود 100 میلی متر بیشتر از مقدار مذکور در آیزومتریک درنظر گرفته شود. بدیهی است این مقدار اضافه در صورت عدم نیاز در مرحله ی نصب حذف می گردد.

لوله ها از نظر سیستم ساخت:

لوله های درز دار :

دراین لوله ها ابتدا ورق به شکل لوله فرم داده شده وسپس محل درز به وسیله جوش به هم پیوسته می شود. این لوله ها به دو صورت مارپیچ و ساده ساخته می شود.

لوله های بدون درز :

دراین روش لوله ها بدون درز بوده وبرای ساخت آن یک قطعه شمش را گرم کرده وتوسط سمبه ماتریس ازیک قالب مخصوص عبورداده وسپس باغلطکهای مخصوص تحت نورد وکشش قرارمی دهند تا اندازه مورد نظر بدست آید.

تقسیم بندی لوله ها از نظر جنس یا متریال

لوله گالوانیزه: بیشتر جهت خطوط لوله آب استفاده می شود
لوله کربن استیل: جهت مایعات و گازهایی که خطر خوردگی ندارند استفاده می شود
لوله کربن استیل نیس: جهت مایعاتی که کمی خاصیت خورندگی دارند
لوله کربن استیلLTCS :جهت مایعات با دمای بسیار پایین استفاده می شود
لوله کاپرنیکل: لوله های مقاوم در برابر سایش ، مانند خط Water Fire
لوله استنلس استیل: جهت مایعات با درجه خورندگی بسیار باال
لوله هایGRP و GRE : جهت انتقال مایعات با خورندگی باال و فشارپایین و خطوط زیرزمینی مانند آب دریا

اتصالات مورد استفاده در پایپینگ یا لوله کشی صنعتی

زانویی(Elbow):

از این اتصال جهت تغییر مسیر خط استفاده می شود و اغلب بصورت 45 و 90 درجه مورد استفاده قرار می گیرد.

زانویی 90 درجه گالوانیزه (elbow) — زانویی 90 درجه گالوانیزه

سه راهی(tee):

این اتصال بصورت انشعاب از لوله اصلی بوده و قسمت رایزر آن هم سایز یا کوچکتر از هدر است.

کاهنده (Reducer):

این اتصال جهت ارتباط لوله های با سایزکوچکتر به لوله های با سایز بزگتر استفاده می شود که به دو صورت هم مرکز و خارج از مرکز می باشند.

انشعاب لوله به لوله (pipe to pipe):

این گونه انشعاب کم هزینه ترین روش انشعاب می باشد. در صورت نیاز جهت تقویت در این اتصال از یک ورق استفاده می شودکه به این عملPadding می گویند.

کپ (cap):

این اتصالات جهت مسدود کردن انتهای لوله استفاده می شوند.

انواع اتصال لوله ها :

اتصال جوشی لب به لب در پایپینگ:

این اتصاالت مناسب ترین روش برای آب بند کردن لوله های نفت و گاز می باشد که جهت ساخت اسپول ها نیز مناسب است.

اتصال جوشی نر و مادگی در پایپینگ:

این اتصاالت مناسب ترین روش برای اتصال لوله های انتقال مواد سمی، اشتعالزا، گران قیمت و خورنده می باشد. این روش اتصال از نظر جوشی استحکام زیاد و از نظر آب بندی مطمئن بوده و هیچگونه فلز جوش وارد لوله نمی شود.

اتصال رزوه ای(دنده ای)در پایپینگ:

این نوع اتصاالت در صنعت نفت و گاز کاربرد کمتری داشته و بیشتر جهت خطوط کم اهمیت و جانبی بکار می رود . نصب آسان از مزایای این نوع اتصالات می باشد. لوله گالوانیزه بصورت اتصالات دنده ای بکار می رود .

اتصال فلنجی در پایپینگ:

ازاین نوع اتصال معمولا برای اندازه های2 اینچ وبالاتر و درمواردی که بطوردوره ای احتیاج به باز وبستن سیستم وجود دارد استفاده می شود. این نوع اتصال همیشه بصورت جفت بکار می رود که هرکدام از فلنجها از یکطرف به لوله متصل واز طرف دیگرفلنجها روبروی یکدیگر قرار گرفته وبا پیچ ومهره به هم محکم می شوند. در بین فلنجها نیز جهت آب بندی نوعی لایی به نام Gasket قرارداده می شود.

کلمات اختصاری متداول

ABS – آکریلونیتریل بوتادین استایرن (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

DWV – زهکشی، اتلاف ، تهویه (Drain, Waste, and Vent)

MEP – مکانیکی ، برقی ، لوله کشی (Mechanical, Electrical, Plumbing)

NPS – نوع رزوه ، سایز اسمی لوله (National Pipe Thread Straight; also, Nominal Pipe Size)

NPT – نوع لبه رزوه (National Pipe Thread Tapered)

PCCP – لوله استوانه بتونی پیش تنیده (Pre-stressed Concrete Cylinder Pipe)

PE – پلی اتیلن (Polyethylene (PEX, crosslinked))

P & ID — دیاگرام لوله کشی و ابزار دقیق (Piping and Instrumentation Diagram)

PP – پلی پروپیلن (Polypropylene)

PVC – پلی وینیل کلراید (Polyvinyl Chloride)

SDR – نسبت ابعاد استاندارد (Standard Dimension Ratio)

منبع :

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/understanding-pipe-and-piping/

https://fa.wikipedia.org/

https://www.glossary.oilfield.slb.com/en/Terms/d/drillpipe.aspx

https://www.copper.org

https://bdcustommfg.com/custom-plastic-tubing-and-piping/

انواع ولوها یا شیرآلات صنعتی

دسامبر 22, 2020/1 دیدگاه/در پمپ، ولو، اتصالات, مقالات /توسط amir_arman2000

ولو ها یا شیرآلات یکی از پر کاربردترین قطعات مکانیکی هستند که در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، حمل و نقل و نظامی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله انواع شیرهای صنعتی و اتصالات آنها در پایپینگ مورد بررسی قرار گرفته است. به عنوان یک تعریف کلی شیرها (ولو ها ) وسیله ای مکانیکی یا الکترو مکانیکی هستند، که برای کنترل حرکت مایعات، گازها، پودرها و … از طریق لوله ها از مخازن یا ظروف دیگر استفاده می شوند. در بیشتر موارد، شیرهای صنعتی ( ولو ها ) به نوعی از مانع مکانیکی – به عنوان مثال یک صفحه، یک کره یا توپ، یک دیافراگم – متکی هستند که می توانند وارد محفظه خاصی شده و از جریان مواد عبوری جلوگیری کنند. بعضی از شیرها فقط برای قطع و وصل جریان مورد استفاده قرار می گیرند. در حالی که برخی دیگر جهت کنترل میزان دبی عبوری طراحی شده اند.

نمای ایزومتریک شیر دستی یک چهارم چرخشی معمولی با فلنج پیچ و مهره ای

انواع شیرهای صنعتی و موارد کاربرد آنها

در لوله کشی صنعتی انتخاب جنس (متریال) نقش مهمی در انتخاب شیرهای صنعتی برای اطمینان از سازگاری قسمتهای در تماس شیر با مایع یا پودر عبوری از آن دارد. سایزینگ (انتخاب) شیرهای صنعتی با توجه به قطر لوله، میزان دبی جریان و فاصله بین فلنج ها برای شیرهای خط لوله که به عنوان جایگزین نصب می شوند، انجام می پذیرد.

شیرهای آئروسل (Aerosol Valves)

این شیرها برای تنظیم سیالاتی مانند مایعات، گازها، سیستم تعلیق، پودرها و غیره با عملگر مکانیکی یا الکترو مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرند. این شیرها ممکن است در مقادیر مشخص شده توسط کاربر یا به صورت پیوسته سیال را توزیع کنند، که امکان کنترل دقیق عبور جرم را فراهم می کند. انواع مختلفی از شیرآلات آئروسل، از رنگ های اسپری گرفته تا اتومبیل یا حتی ساخت و ساز در منازل، و دستگاه های بسیار متنوع دیگر در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند.

شیرهای هوا (Air Logic Valves)

شیرهای هوا (Air Logic Valves) دستگاه های مکانیکی یا الکترو مکانیکی هستند که برای تنظیم جریان هوا در سیستم های پنوماتیک استفاده می شوند و می توانند به جای کنترل الکتریکی در مواردی مانند اتمسفرهای خطرناک یا شرایطی که کنترل الکتریکال عملی نیست مورد استفاده قرار بگیرند. مشخصات اصلی این نوع از ولو ها شامل نوع محرک (actuator)، تعداد ورودی ها، مواد سازنده، سرعت سوئیچینگ، اندازه پورت، درجه فشار و ولتاژ ورودی می باشد. شیرهای هوا به عنوان مسدود کننده های الکترونیکی، ولو های پایلوت و غیره بر روی سیستم های پنوماتیک اعمال می شوند.

شیرهای تعادلی یا متعادل کننده (Balancing Valves)

شیرهای تعادلی برای تقسیم جریان به طور مساوی در شاخه های مختلف جریان استفاده می شود. مشخصات اصلی شامل تعداد ورودی ها، اتصالات ورودی ها، اندازه شیر و مواد ساخت می باشد. شیرهای متعادل کننده در درجه اول در سیستم های HVAC استفاده می شوند. به عنوان مثال، آنها می توانند در سیستم های گرمایش / سرمایش تجاری، برای تنظیم دمای آب در شرایط کاری مختلف استفاده شوند. همچنین می توان از آنها برای ایجاد نیروی تعادل سیلندرهای دوگانه (double acting cylinders) نیز استفاده کرد.

بال ولو ها یا شیرهای توپی (Ball Valves)

شیرهای توپی دریچه های چرخشی یک چهارم هستند که دارای کره هایی هستند که در مسیر جریان لوله می چرخند تا جریان را مسدود یا باز کنند. از این نوع ولو طراحی های خاصی موجود است که تا اندازه ای تنظیم جریان را نیز امکان پذیر می کند. مشخصه های اصلی این ولو شامل تعداد مسیر های ورودی و خروجی و مشخصات آن، اتصالات، اندازه و جنس شیر می باشد. شیرهای توپی عملاً در هر جایی که جریان سیال باید قطع و وصل شود، از خط هوای فشرده گرفته تا سیستم هیدرولیک فشار بالا، مورد استفاده قرار می گیرند. بال ولو ها کمترین افت فشار را ایجاد می کنند. زیرا قسمت توپی، دقیقاً می تواند با قطر لوله مطابقت داشته باشد. دریچه های توپی یا بال ولو ها بهتر از شیرهای پروانه ای سیل می شوند، اما خرید و نگهداری آنها می توانند هزینه بیشتری داشته باشند. بال ولو ها به طور معمول با استفاده از یک اهرم تغییر وضعیت می دهند که نشانه ای بصری از وضعیت ولو را فراهم می کند.

یک برش کامل از بال ولو — برش کامل از بال ولو

ولو کور (Blind Valves)

ولوهای کور (Blind Valves)، از جمله شیرهای مکانیکی هستند که برای توقف جریان در یک خط لوله مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع ولو بیشتر در صنایع نفت و گاز به عنوان ابزاری برای مسدود کردن بخشهای خط لوله مورد استفاده قرار می گیرد. مشخصات اصلی آن شامل نوع محرک، اتصالات درگاه ورود و خروج، اندازه و همچنین جنس بدنه شیر، نشیمنگاه آن، نوع سیل و پوشش آن است. استفاده از ولو های کور در کشتی ها و سیستم های دریایی معمول است. این نوع از ولو یک نشانه قابل مشاهده و فوری برای وضعیت باز یا بسته بودن لوله ارائه می دهد که از نظر تعمیر و نگهداری استفاده بسیار پر اهمیت است.

ولو پروانه ای یا باترفلای ولو (Butterfly Valves)

باترفلای ولو ها یا شیر پروانه ای دارای دریچه های چرخشی یک چهارم هستند، که یک صفحه دایره ای در وسط آنها نصب شده که قابلیت چرخش و باز و بسته کردن جریان را دارد. مشخصه های باترفلای ولو شامل اتصال ورودی و خروجی آن، اندازه، جنس آن، نشیمنگاه آن و نحوه آب بندی آن می باشد. از شیرهای پروانه ای در تصفیه خانه های فاضلاب، نیروگاه ها و کارخانجات فرآوری برای قطع و وصل و تنظیم جریان استفاده می شود. این نوع از ولو ها به خصوص در خطوط لوله با قطر بسیار بزرگ محبوبیت بیشتری دارند. همچنین شیرهای پروانه ای به طور کلی کوچکتر و ارزان تر از بال ولو با همان ظرفیت هستند، اما عملکرد شیرآلات پروانه ای در برابر فشار و جریان های زیاد چندان رضایت بخش نیست. علاوه بر این در مقایسه با بال ولوها از نشت بیشتری برخوردار بوده و افت بیشتری در جریان ایجاد می کنند.

شیر کشویی یا شیر دروازه ای (Gate Valve)

شیر کشویی یا شیر دروازه ای که به آن اسلایس ولو (sluice valve) نیز گفته می شود، شیری است که با برداشتن یک مانع (دروازه) از مسیر سیال باز می شود. شیر کشویی به فضای بسیار کمی در طول محور لوله احتیاج دارد و هنگام باز شدن کامل دروازه، افت بسیار ناچیزی در جریان سیال ایجاد می کند.

شیرهای کارتریجی (Cartridge Valves)

شیرهای کارتریجی برای کنترل جریان در سیستم های قدرت سیال هیدرولیک و پنوماتیک استفاده می شوند. طراحی کارتریج این امکان را به آنها می دهد تا در منیفولدهای مشترک متصل شوند و بنابراین باعث صرفه جویی در وزن و هزینه بیشتر از ولوهای تکی می شوند. مشخصات اصلی این ولو ها شامل کاربرد مورد نظر، نوع ولو، نوع محرک، تعداد ورودی ها، سایز شیر، جنس و نشیمنگاه آن، و نحوه آب بندی آن می باشد. شیرهای کارتریج را می توان در هر یک از کاربردهای متداول توان سیال که دریچه های هیدرولیک یا پنوماتیک معمولی برای آنها استفاده می شود، از جمله چک، کنترل جهت، کنترل جریان، منطق، کنترل فشار، کنترل موتور و غیره استفاده کرد.

کیسینگ ولو (Casing Valves)

کیسینگ ولو ها به طور انحصاری توسط صنعت نفت و گاز برای دسترسی به کیسینگ چاه استفاده می شود. مشخصه های اصلی این ولو ها شامل کاربرد، نوع محرک (actuator)، اتصالات ورودی و خروجی، سایز شیر، و جنس می باشد.

چک ولو (Check Valves)

چک ولو ها اجازه می دهند مایعات فقط در یک جهت درون آنها جریان داشته باشد. شیرهای کنترل نوع بالابر مشابه گلاب ولو ها ساخته می شوند و از یک گلوله یا پیستون استفاده می کنند، که اغلب توسط فنری پشتیبانی می شود که تحت فشار مشخصی باز می شود اما با کاهش فشار بسته می شود، بنابراین از برگشت جریان جلوگیری می کند. این شیرها اغلب برای کاربردهای فشار بالا مناسب هستند.

دریچه های کنترل تاب از دروازه های لولایی ، ویفرهای دیسکی یا ویفرهایی استفاده می کنند که اغلب با کاهش فشار از طریق فنر فعال می شوند تا در برابر درگاه ها بسته شوند. این دستگاه ها می توانند در کاربردهای کم فشار موثر باشند. یک شیر چک دیسک کج با کمی درهم کردن دروازه به سمت داخل ، موضوع را تغییر می دهد تا فشار مورد نیاز برای باز شدن کاهش یابد. دریچه های کنترل پروانه یا دو درب از دو دروازه یا ویفر نیم دایره استفاده می کنند که در خط مرکزی دریچه دریچه لولا می شوند و در پایین دست در جهت جریان باز می شوند.

چک ولوهای لاستیکی نیز یکی از انواع چک ولو هستند. دریچه های کنترل در خطوط بنزین، سرویس هوا و پمپ استفاده می شوند. البته در هر جایی که مایعات نیاز به حرکت در یک جهت داشته باشد، می توان آنها را کوچک سازی کرد.

ولو درخت کریسمس (Christmas Tree Valves)

ولو های درخت کریسمس شیرها های مکانیکی هستند که برای کنترل جریان سیال از چاه ها یا سیستم های دیگر استفاده می شوند. مشخصات اصلی این ونع ولو شامل کاربرد مورد نظر، تعداد ورودی و خروجی ها و همچنین درجه فشار و دما است. دریچه های درخت کریسمس عمدتاً در کاربرد چاه های روغن و گاز استفاده می شوند و به طور معمول برای خاموش شدن و یا کنترل جریان سیال در قسمت سر چاه نصب می شوند. شایان ذکر می باشد که این نوع ولو اغلب به صورت سفارشی ساخته می شود.

ولو دیافراگمی (Diaphragm Valves)

شیرهای دیافراگمی از غشای انعطاف پذیر برای بستن جریان در لوله ها استفاده می کنند. ولو دیافراگمی مانند پینچ ولو، کاملاً قسمت های متحرک ولو را از سیال فرآیندی جدا می کند. این قابلیت برای حفاظت از قسمت های ولو در برابر خوردگی برای مثال در تصفیه خانه ها، پتروشیمی ها و … بسیار سودمند است. مشخصه های اصلی این شیر شامل خصوصیات قسمت ورودی شیر و نحوه اتصال آن، سایز شیره و نحوه آب بندی است. از شیرهای دیافراگمی بیشتر در صنایع دارویی، آرایشی، غذایی استفاده می شود. همچنین گاهی اوقات شیرهای کنترلی را که با دیافراگم های پنوماتیک فعال می شوند، به اشتباه “شیرهای دیافراگمی” می نامند.

شیرهای دیسکی (Disc Valves)

ولو های دیسکی نوعی شیر مکانیکی هستند که برای کنترل جریان عبوری از یک لوله استفاده می شوند. شیر دیسكی از یك صفحه مسطح گرد در انتهای استم (stem) که با زاویه 45 درجه نسبت به محور طولی وارد لوله می شود نصب شده است. چرخش استم (stem) از طریق یک نیم دایره لوله را باز یا بسته می کند. ولوهای دیسکی اکثرا در کارخانه های مواد غذایی یافت می شوند. مشخصه های اصلی ولو های دیسکی شامل نوع دیسک، نوع محرک (actuator)، اتصالات ولو، سایز شیر و جنس است. ولوهای دیسکی در صنایع غذایی، دارویی و لبنیات که در آنها بهداشت بسیار مهم است برای مسدود کردن جریان مایع، پودر یا شیره های غذایی استفاده می شود.

انجین ولو (Engine Valves)

انجین ولو ها در موتورها برای قطع جریان بین محفظه های احتراق و یا سیستم های ورودی یا اگزوز استفاده می شود. مشخصات اصلی این نوع از ولوها شامل کاربرد مورد نظر، قطر سر و استم (stem) و جنس آن می باشد. باز و بسته شدن انجین ولو ها توسط یک سری بادامک و فنر کنترل می شود. انجین ولوها بسته به نوع کاربردی که ممکن است در اتومبیل، کامیون، موتور سیکلت و غیره داشته باشند، در انواع و جنس های مختلف موجود هستند.

فاست ولو یا شیر آب (Faucet Valves)

فاست ولوها برای کنترل جریان مایعات در حوضچه ها یا ظرفشویی و سرویس بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرند و به طور معمول فاقد اتصالات خروجی هستند، اگرچه بعضی از آنها مجهز به رزوه برای اتصال شلنگ هستند. مشخصات اصلی این نوع ولو شامل نوع کاربرد، نوع محرک، اتصالات ورودی و خروجی، سایز ولو و جنس آن می باشد. همچنین نوع نصب نیز یکی از نکات مهم در اینگونه ولوها است. شایان ذکر است که می توان فاست ولو ها را از مواد ارزان قیمت ساخت که با تخلیه محتویات ظرف، بتوان آنها را دور انداخت.

شیر شناور یا فلوت ولو (Float Valves)

شیرهای شناور یا فلوت ولو ها نوعی از شیرهای مکانیکی هستند که با استفاده از کره های توخالی یا اشکال دیگری که جرم حجمی کمتر از آب دارند، اهرم ها یا مسیرهایی که ورودی های مایع را باز و بسته می کنند، کنترل می کنند. از شیر شناور اساساً برای نگهداری مایعات در یک مخزن در یک سطح خاص استفاده می شود. مشخصات اصلی این نوع شیر شامل کاربرد مورد نظر، اتصالات ورودی و خروجی، سایز ولو، اندازه شناور و جنس بدنه شیر و نحوه آب بندی می گردد. از شیرهای شناور در کولر و فلش تانک های توالت و حمام استفاده می شود تا سطح آب را پس از استفاده به حالت قبل برگرداند.

موارد استفاده از شیرآلات و کاربرد آنها در صنایع

به استثنای برخی موارد خاص (به عنوان مثال، ولوهای سوخت هواپیما یا ولوهای برودتی) شیرها مخصوص یک صنعت خاص نیستند. آنها می توانند در طیف وسیعی از صنایع از جمله فرآوری مواد شیمیایی، مواد غذایی و آشامیدنی، انتقال گاز، استخراج، نفت و گاز و تولید برق مورد استفاده قرار گیرند.

برخی از انواع ولو ها مانند ولوهای سلونوئید، ولوهای هیدرولیکی، ولوهای کارتریجی و ایر ولوها مربوط به انتقال قدرت در سیالات هستند. برخی دیگر برای استفاده در خطوط لوله یا سیستم های سیال در مقیاس کوچکتر مورد استفاده قرار می گیرند، شامل پلاگ ولو، پینچ ولو، ولوهای پیستونی، گیت ولو، ولوهای دیسکی، ولوهای دیافراگمی، باتر فلای و بال ولو هستند. انواع دیگری از ولوها، برای فعال شدن خودکار در برخی از حالات به کار می روند که ولو های از جمله ریلیف ولو و چک ولو ها از آن جمله اند.

برخی از شیرها به قدری متداول و پر استفاده هستند که براساس عملکردشان نامگذاری و دسته بندی می شوند، به عنوان مثال، شیرهای تغذیه دیگ بخار ( boiler feed water valves) و شیرهای بلودان (blowdown control valves)، شیرهای آب (faucet valves) ، شیرهای شناور (float valves). همچنین برخی از شیرآلات به قدری تخصصی هستند که ممکن است فقط یک یا دو کاربرد داشته باشند، مانند شیر برقی دوار (rotary solenoid valves) که در بیل مکانیکی استفاده می شود، چک ولوهای معکوس (inverted vent check valves) که در سیستم های فاضلاب و کشتی ها استفاده می شود.

مانند شیرهای مورد استفاده در خطوط لوله، طیف بسیار وسیعی از ولو ها را می توان برای مسدود کردن جریان مورد استفاده قرار داد. در این میان بال ولو ها، گیت ولو ها و ولو های پیستونی برای کاربردهایی مانند قطع و وصل جریان مناسب تر از تنظیم جریان هستند. برای تنظیم جریان، گلوب ولوها و شیرهای پروانه ای (باترفلای ولو) گزینه های بهتری هستند. همچنین بال ولو ها را می توان به گونه ای طراحی کرد که افت در یک شیر باز بیش از آنچه در یک لوله با قطر مشابه دیده می شود بیشتر نباشد. انواع دیگر شیرها معمولاً به دلیل نیاز به قرار دادن مستقیم اجزای ولو، شافت های محرک و غیره در جریان و یا نیاز به جهت گیری جهت جریان سیال، مقداری افت جریان در محل ولو ایجاد می کنند.

اندازه شیرهای خط لوله مطابق با فلنج استاندارد سایز لوله و فشار بیان می شود. ( به این صورت : psi 150 , 300 psi) همچنین ANSI B16.10 لیست ابعاد ولوهای با فلج آهنی را برای اتصالات فلنجی و جوشی در بخار، هیدرولیک و دمای بالا ارائه می کند.

بیشتر ولوهای خط لوله با اهرم دستی یا چرخ دستی (handwheel) قابلیت مجهز شدن به اکچویتور (actuator) برقی یا الکترو پنوماتیک برای کنترل اتوماتیک را دارا هستند. به شیرهایی که با چنین اکچویتورهایی مجهز هستند، گاهی شیرهای کنترل یا کنترل جریان گفته می شوند. بدین ترتیب که با فعال شدن خودکار می توانند در حلقه های اتوماسیون کنترل فرآیند مورد استفاده قرار گیرند. اصطلاح شیر کنترل یا کنترل ولو گاهی اوقات برای توصیف شیرهای استفاده شده در سیستم های قدرت سیال هیدرولیک و پنوماتیک نیز مورد استفاده قرار می گیرد. بدین ترتیب هر شیری می تواند شیر کنترل یا کنترل ولو باشد.

جنس ولو یا شیر می تواند نقش مهمی در انتخاب آن داشته باشد، به خصوص هنگامی که صحبت از کار با مایعات خورنده، دوغاب های ساینده، محصولات غذایی و غیره می شود. به عنوان مثال، ولوهایی که برای فرآوری مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند باید در برابر مواد سود سوز آور که در هنگام شستشو مورد استفاده قرار می گیرد مقاوم باشند بنا براین معمولا جنس این قطعات از فولاد ضد زنگ انتخاب می شود. چنین مقاومتی هم شامل قسمتهای داخلی و هم شامل قسمتهای خارجی ولو که با محصول تماس ندارد خواهد شد. برخی شیرها برای بهبود مقاومت در برابر مایعات خورنده و غیره آستر کاری می شوند. شیرآلات در اندازه های کوچکتر معمولا از پلاستیک ساخته می شوند و برای کاربردهای آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال بال ولو ها از جنس برنج، فولاد ضد زنگ، پلی پروپیلن و سایر پلاستیک ها تولید می شوند. شیر آلات مورد استفاده در صنایع بهداشتی معمولا دارای فلنج هایی هستند که برای شستشوی داخل خطوط به آسانی قابل جدا کردن باشند. از این نمونه شیرها معمولا بال ولو، باترفلای ولو و پلاگ ولو موجود می باشد. دو نوع ولو معروف که قطعات فلزی آنها هیچگونه تماسی با مایع ندارد عبارتند از ولوهای دیافراگمی و پینچ ولو. در این ولو ها قسمت محرک بر روی عناصر انعطاف پذیر معمولاً لاستیکی، که معبر جریان را باز و بسته می کنند، کار می کند و نیازی به وارد کردن قطعات فلزی در جریان سیال و محافظت از آن ندارد.

منبع: https://www.thomasnet.com/