پمپ، ولو، اتصالات - 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/

همه چیز درباره روتاری ولو یا شیر دوار و کاربردهای مربوط به آن

ژوئن 28, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات, روتاری ولو /توسط amir_arman2000

تقریباً هر کاربری مقیاس بزرگی از فناوری روتاری ولو بهره می‌برد. این نوع از شیرها دستگاه‌هایی هستند که جریان سیال/ماده را در لوله کنترل کرده و کارکردهای کنترلی یا تنظیمی فراهم می‌کنند. ماهیت مکانیکی/الکترومکانیکی آنها تولید و عملیات‌شان را تسهیل می‌کند، به همین دلیل این ابزارهای مهندسی پرکاربرد بوده و در نتیجه تنوع زیادی دارند

. مقاله ما با عنوان آشنایی با ولوها، معرفی جامعی از این دستگاه‌ها ارائه می‌دهد، اما این مقاله نگاه عمیق‌تری به شیرهای دوار یا روتاری ولوها خواهد داشت. در ادامه خواهیم دید که روتاری ولو چیست، چگونه کار می‌کند، چه کاربردهایی دارد و چطور روتاری ولو مناسب برای پروژه خود انتخاب کنیم.

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

شیر دوار یا روتاری ولو چیست؟

مرجع تصویر: https://www.pelletroncorp.com/fa/rotary-valves-airlocks.html

شیر دوار یا روتاری ولو (که هوابست روتاری، فیدر روتاری و … نیز نامیده می‌شود)، نوعی از شیرهای پنوماتیکی هستند که جریان فله گرانولی یا پودری را کنترل و اندازه‌گیری می‌کنند. مواد از طریق قیف یا ورودی‌های دیگر به ولو وارد شده (شکل 1 را ببینید)، به کمک روتاری ولو مدیریت شده و سپس در بسته‌های معین با کمترین افت فشار، روی سیستم نقاله قرار می‌گیرند. روتاری ولوها اغلب در سیستم‌های نقاله هوایی به منظور کمینه کردن افت فشار ولو به کار گرفته می‌شوند، از روتاری ولوها، برای مدیریت سرعت تغذیه کنترل شده مواد نیز استفاده می‌شود.

تقریباً به طور انحصاری در سیستم‌های هوایی به کار می‌روند، کاربریهایی نظیر هوابست، حفاظ انفجار/شعله و ایزوله‌کننده‌های فرآیند نیز از دیگر کارکردهای آنها هستند. روتاری ولوها این قابلیت را دارند تا محصولات خشک تا کمی چسبنده را جابجا نمایند، به همین خاطر در حوزه‌های تولید مواد شیمیایی، غذایی، دارویی، پلاستیکی و سایر صنایع تولیدی به کار می‌روند.

روتاری ولوها چگونه کار می‌کنند؟

مرجع تصویر: https://www.rotaval.co.uk/blog/the-effect-of-abrasive-powders-on-rotary-valves

روتاری ولوها از 4 قسمت اصلی تشکیل می‌شوند:

محفظه یا هاوزینگ بیرونی
روتور
بلبرینگ و آب‌بندی روتور
درایو

محفظه، بیرونی‌ترین جز شکل 2 است و دریچه‌های ورودی/خروجی و نیز مسیر عبوری ایمن مواد از ولو را فراهم می‌کند. روتور توسط بلبرینگ روتور در محل خود نگه داشته می‌شود و مواد در محفظه داخلی ولو به کمک آب‌بندی بلبرینگ و شفت مهر و موم شده است. مکانیزم داریو (که معمولا یک موتور الکتریکی است) از بیرون به شافت روتور متصل شده و سرعت چرخش و جهت روتور را کنترل می‌کند. محصول به ولو تغذیه شده، در بسته‌های مساوی بین پره‌های روتور گیر افتاده و با مقادیر برابر در خروجی تخلیه می‌شود. پره‌های روتور دارای فاصله محکمی با محفظه هستند و از افت فشار/افت مواد در ولو جلوگیری می‌کنند و بدین ترتیب عدم تغییر فشار تفاضلی تضمین می‌شود.

انواع روتاری ولو

روتاری ولو انواع مختلفی دارد که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب است. هر مورد را می‌توان برای پاسخگویی به نیازهای مختلفی پیکربندی نمود، بخشهای زیر به طور خلاصه توضیح می‌دهند که چطور تغییر قطعات منجر به روتاری ولوهای متفاوتی می‌شود.

انواع محفظه یا هاوزینگ

هاوزینگ بسته به نیاز کاربری می‌تواند بصورت خطی و یا در آرایش افست باشد. در هاوزینگ خطی، دریچه ورودی دقیقا در بالای دریچه خروجی پیکربندی می‌شود که از کارآیی بیشتری برخوردار بوده و عموما در بیشتر کاربردها عملیاتی است. هاوزینگ افست عمدا دریچه ورودی را از دریچه خروجی منحرف می‌کنند تا از برش و اضافه پرشدن محصول جلوگیری شود، اما راندمان کمتری داشته و از ظرافت بیشتری برخوردار است. همچنین طرحهای شیار مانند و چیدمانهای روشن-خاموش نیز وجود دارند که هدف آنها ارائه بهترین کارکرد ولو برای مصارف خاص است.

انواع روتور

مرجع تصویر: https://www.younginds.com/products/rotary-valves/rotor-types/

طراحی روتور قویاً به کاربری هدف وابسته است و انواع مختلفی دارد. روتورهای انتها-بسته، روتورهای انتها-باز، روتورهای اندازه‌گیری، روتورهای انتخاب یک-در-میان بسته، روتورهای کم حجم، روتورهای مارپیچ، روتورهای قابل تنظیم، روتورهای فلکس تیپ، روتورهای بسته شعاعی و انواع مختلف دیگر که هر یک برای مواد و نیاز منحصر به فردی است. معمولا کمتر از 8 بسته روتور (و بنابراین 8 پره) در یک روتور نیست، اما افزایش تعداد روتور باعث افزایش ظرفیت آب‌بندی با هزینه راندمان پرکنی می‌شود. پره‌های قابل تعویض نیز رایج هستند، زیرا روتورها با گذشت زمان فرسوده می‌شوند، اما عموما در روتاری ولوهای بزرگ استفاده نمی‌شوند.

انواع درایو

اکثر روتاری ولوها توسط یک موتور الکتریکی سنکرون متصل به گیربکس کاهنده و زنجیر تنظیم تغذیه می‌شوند، که امکان کنترل و تنظیم دقیق سرعت را فراهم می‌سازد. تجهیزات اضافی نظارت بر سرعت و کنترل سرعت متغیر را می‌توان به این درایوها اضافه کرد، این کار روتاری ولو را به شیرهای اتوماسیون دوار کارامد تبدیل می‌کند. همچنین موتورهای هیدرولیکی نیز می‌توانند روتاری ولوهای بزرگتری را تغذیه کنند، اما در آنها از گیربکس استفاده نمی‌شود و فقط برای استفاده‌های خاص‌ است.

مشخصات + معیارهای انتخاب روتاری ولو

از آنجا که این دستگاهها وابسته به کاربری هستند، بایستی معیارهایی را برای انتخاب ولو مناسب مشخص کرد. این بخش برخی از مشخصات مهم شناخت روتاری ولوها را شرح می‌دهد، توجه داشته باشید که این لیست جامع نیست. در مورد مشخصات با طراحان و تأمین کنندگان خود مشورت کنید، زیرا آنها بیشترین اطلاعات و منابع را در اختیار دارند.

کاربری+ الزامات عملکرد

باید بدانید که از روتاری ولو برای چه منظوری استفاده می‌کنید و چه کاری را باید انجام دهد. این به معنای محاسبه میزان توان مطلوب، تعریف مشخصه‌های مواد (چگالی، ضرایب جریان)، برآورد راندمان و سایر معیارهای مهم است. این مقادیر به تمام جوانب ولو بستگی دارند، بنابراین آماده باشید تا در صورت لزوم این مشخصات را تغییر دهید.

سرعت کاری شیر دوار یا روتاری ولو

سرعت روتور روی توان عملیاتی، سایش ولو، اندازه ولو و غیره اثر خواهد گذاشت. دانستن سرعت مناسب روتاری ولو، به مسائل راندمان و نگهداری کمک می‌کند. معمولا گفته می‌شود که سرعت روتور نباید از 40 متر در دقیقه تجاوز کند، اما این موضوع به نوع روتور، مشخصه‌های مواد و موارد دیگر بستگی دارد.

دما و فشار اسمی

اگر روتاری ولو در سیستم فشار یا خلا استفاده می‌شود، مطمئن شوید که برای این شرایط تنظیم شده باشد. همچنین حتماً دمای کاری محیط و مواد را مشخص کنید، با انجام این کار هیچ بخشی از ولو تحت بار زیاد قرار نمی‌گیرد. اثرات حرارتی قابل توجهی بین روتور و هاوزینگ (به ویژه در سرعت‌های اسمی) وجود دارد، زیرا روتور عموما به سرعت‌های مختلفی می‌رشد، که این موضوع می‌تواند باعث نشت یا تعمیرات ناخواسته شود. مطمئن شوید که روتاری ولو انتخابی این اثرات را در کاربری شما نداشته و بتواند گرما را کنترل کند.

انواع اتصال مربوط به روتاری ولو

ولو چگونه به سیستم بزرگتر متصل می‌شود، چگونه تغذیه و تخلیه می‌شود؟ همه اینها مشخصات مهمی هستند، زیرا می‌توان از تجهیزات تغذیه و تخلیه مختلفی برای موفقیت‌های متفاوت بهره گرفت. فیدرهای قیف، دمنده‌ها، لوله کشی ساده و سایر تجهیزات نیز وجود دارند، بنابراین مشخص کنید از کدام یک در پروژه خود استفاده می‌کنید. مشخص کردن این موارد به شما امکان می‌دهد روتاری ولوی پیدا کنید که دارای مشخصه‌های اتصال صحیحی برای کاربری بزرگتر شما مانند نقاط جوشکاری، سوراخ‌ها و غیره است.

مواد ساخت شیر دوار

در آخر، مشخص کنید چه اثرات شیمیایی و فیزیکی ممکن است بین محصول و ولو ایجاد شود، ماده‌ای را انتخاب کنید که بتواند در برابر این تنش‌ها مقاومت کند. به عنوان مثال، تیغه‌های روتور فولاد ضد زنگ در برابر زنگ‌زدگی محیط مرطوب مقاومت می‌کنند، در حالی که تیغه‌های روتور برنزی مانند گونه‌های دیگر به راحتی ساییده نمی‌شوند. ماده‌ای برای ولو انتخاب کنید که در صورت لزوم یکپارچگی فشار/خلا را حفظ کند و مطمئن شوید که مواد برای طول عمر تخمینی پروژه شما مناسب باشند.

کاربردهای شیر دوار یا روتاری ولو

روتاری ولو صنایع غذایی — شکل 4: روتاری ولو رده غذایی که به راحتی تمیز می‌شود.

مرجع تصویر: https://bulkinside.com/food-processing/rotary-valves-for-food-applications

روتاری ولوها تقریباً در همه سیستم‌های نقاله پنوماتیک استفاده می‌شوند، اما در کاربردهای دیگری نیز به کار می‌روند. این بخش نشان می‌دهد که تا چه اندازه این ولوها ضروری بوده و می‌توانند کاربردهای جدیدی پیدا کنند.

برخی از کاربردهای قابل توجه روتاری ولوها عبارتند از:

کاربردهای فرآوری غذایی و مواد شیمیایی
کاربردهای تولید دارویی
انتقال / اندازه‌گیری محصول ساینده
تولید پلاستیک
کاربردهای تمیزکاری مکرر/ غیرزنده
جابجایی پنوماتیک
و غیره.

خلاصه

در این مقاله مطالبی در مورد روتاری ولو یا شیر دوار و نحوه عملکرد آن ارائه شده است. برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مرتبط، به بخش راهنمای سایت یا صفحه اصلی مراجعه فرمایید. همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه انتخاب شیرها به مقاله مربوطه مراجعه نمایید.

منابع :

https://www.magnumsystems.com/2017/09/what-is-a-rotary-valve/

https://www.schrage.de/en/schrage-informs/glossary/rotary-valve.html

http://files.ecommercedns.uk/216486/bb6F5Z9oQ2GZ3EVVtiuapWcaShTKOfME.pdf

https://www.streamlineind.com/rotary-airlock-valves-and-how-they-work/

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

همه چیز در مورد شیر دروازه ای- شیر کشویی- گیت ولو+راهنمای خرید

فوریه 12, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات /توسط amir_arman2000

شیر کشویی یا شیر دروازه ای (Gate Valve) به طور گسترده، برای کاربردهای مختلف و متنوع در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این نوع ولو از لحاظ قیمت نسبت به نمونه های مشابه، اقتصادی و مقرون به صرفه تر می باشد. شایان ذکر می باشد که این نوع ولو نسبت به لرزش حساس تر می باشد.

شیرهای دروازه ای عموما از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند ، بدنه و نشیمنگاه شیر ، دروازه (یا دیسک) و ساقه و پکینگ و کلاهک .این نوع شیر هم برای نصب در سطح زمین و هم در زیر زمین مناسب می باشد. شیر کشویی برای سرویس کاملاً باز یا کاملاً بسته طراحی شده است.

و به همین علت نیز جزو شیرهای قطع و وصل جریان قرار می گیرد. بنا بر این نباید از شیر دروازه ای برای کنترل یا تنظیم جریان استفاده شود. عملکرد شیر دروازه ای با حرکت چرخشی ساقه در جهت عقربه های ساعت برای بستن (CTC) یا جهت عکس عقربه های ساعت (CTO) انجام می شود. هنگام چرخاندن ساقه (Stem) ولو، گیت به سمت بالا یا پایین روی قسمت رزوه دار ساقه حرکت می کند. البته انواع مختلفی از این نوع ولو در بازار موجود است که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت.

شیر دروازه ای یا شیر کشویی کجا استفاده می شود؟

در پایپینگ یا لوله کشی صنعتی، شیرهای دروازه ای اغلب در شرایطی که حداقل افت فشار و یک مسیر آزاد برای عبور جریان مدنظر باشد مورد استفاده قرار می گیرند. وقتی که شیر کشویی کاملاً باز است، هیچ مانعی در مسیر جریان وجود نداشته و میزان افت جریان بسیار ناچیز می شود. این خصوصیت گیت ولو استفاده از تمیز کننده لوله (Pipe-Clining pig) را امکان پذیر می کند. شیر دروازه ای یک شیر با عملکرد چرخشی است. به این معنی که عملکرد شیر با استفاده از یک ساقه (Stem) رزوه ای انجام می شود. از آنجا که این نوع شیر باید چندین بار بچرخد تا از حالت باز به حالت بسته برود، عملکرد کندی دارد که به همین خاطر از اثرات ضربه قوچ در خط لوله نیز جلوگیری خواهد کرد.

از شیرهای دروازه ای می توان برای رنج وسیعی از سیالات عبوری استفاده نمود. برای مثال آب آشامیدنی ، فاضلاب و مایعات خنثی و همچنین گازها در این دسته بندی قرار می گیرند.

مزایا و خصوصیت های شیر دروازه ای یا کشویی

این شیرها از نوع شیرهای حرکت خطی یا Linear هستند که با حرکت یک دیسک در داخل شیر به سمت بالا و پایین، باعث بسته شدن و باز شدن شیر می شود. این شیر به علت طراحی و پروسه آسان ساخت و عدم نیاز به فناوری پیشرفته برای تولید یکی از پر کاربردترین انواع ولوها یا شیرآلات صنعتی محسوب می شود. شکل زیر قسمتهای مختلف و همچنین نحوه عملکرد این نوع شیر را نمایش می دهد.

شیر کشویی در حالت باز آشفتگی کمی را در مسیر ایجاد کرده و همچنین افت فشار قابل توجهی ایجاد نمی نماید. معمولا از شیر دروازه ای در مکان هایی استفاده می شود که باز و بسته شدن به ندرت صورت می پذیرد. گیت ولو ها قابل تنظیم نیستند و نمی توان در مسیرهایی که نیاز به کنترل دقیق وجو دارد از این نوع شیر استفاده نمود. چرا که ساختار شیر اجازه کنترل دقیق را به ما نمی دهد.

شیرهای دروازه ای بسیار کند عمل می کنند، چرا که برای باز یا بسته شدن بایستی فلکه (handwheel) آنها بارها چرخانده شود.

بزرگترین مزیت شیرهای دروازه ای، این است که در حالت کاملا باز افت فشار کمی ایجاد کرده و در حالت کاملا بسته، عبور جریان را به صورت کامل متوقف می نماید. همچنین عمده ترین عیب شیر کشویی، ایجاد لرزش در مسیر جریان می باشد. همچنین در مواقع ضروری امکان باز و بسته کردن سریع شیر به سرعت میسر نمی باشد. شایان ذکر می باشد که در گیت ولوهای بزرگ برای باز و بسته کردن جریان استفاده از محرک های هیدرولیکی یا پنوماتیکی ضروری می باشد. در ویدیوی زیر نحوه کار این مدل ولو نمایش داده شده است.

موارد استفاده از شیرهای کشویی یا شیرهای دروازه ای

در مقایسه با شیر پروانه ای، که یکی از متداول ترین انوع ولو می باشد، بیشترین کاربرد مربوط به شیرهای دروازه ای مربوط به محل هایی است که جریان مایع یا گاز به صورت کامل باز یا بسته می شود. همانطور که گفته شد مهمترین خصوصیت گیت ولوها کم بودن افت فشار در آن می باشد. بنا بر این بهترین گزینه برای قطع و وصل جریان در خط لوله های طولانی شیر کشویی می باشد.

در شیرهای دروازه ای اصولا برای متصل نمودن شیر به لوله از فلنج و پیچ و مهره استفاده می شود. همچنین برای جلوگیری از نشت سیال از محل فلنج، از گسکت (واشر آببندی) استفاده می شود. قسمتی از گیت ولو که در بالای بدنه قرار گرفته است و به وسیله فلنج و پیچ و مهره به بدنه اتصال پیدا کرده است سرپوش فلزی یا (Bonnet) نامیده می شود. همچنین برای استحکام و آببندی بین بدنه و سرپوش از واشر استفاده می شود. شکل زیر قسمتهای مختلف این نوع ولو را نمایش می دهد.

ضروری است که شیرهای دروازه ای سایز بالا در حالت جریان کامل قابلیت بسته شدن در جریان کامل را دارا باشند. اما قبل از اقدام به باز نمودن شیر لازم است که فشار سیال در دو طرف شیر به وسیله سامانه کنار گذر برابر شود.

خصوصیات شیر دروازه ای یا کشویی استاندارد:

كشو محل نشیمن گیت ولو بایستی به سهولت قابل تعویض باشد.
بایستی از یاتاقانهای با کیفیت به نحوی استفاده شود که باز و بسته کردن شیر به آسانی میسر باشد.
در صورتی که واشر و گسکت ها به موقع تعویض شوند می توان از شیر دروازه ای برای عبور سیالات تا دمای 175 درجه سانتیگراد استفاده نمود.
از طریق گريسكاري و روغنكاري از دريچه مخصوص، كشو و نشيمنگاه مي توانند در مقابل فشار بدنه مقاوم باشند.
از طریق پين محور مي توان از عيوب حاصل از گشتاور ناگهاني بر چرخ دستي جلوگيري کرد.

تقسیم بندی انواع شیر کشویی یا شیر دروازه ای از لحاظ نحوه عملکرد

الف)شیر دروازه ای با محور متحرک

در این نوع شیر، در زمان چرخاندن فلکه، به صورت همزمان محور و کشو به حرکت در می آیند. همچنین محور در قسمت مجاور فلکه پیچ می شود و قسمت پیچ شده در بوش محور قرار می گیرد. در این حالت پیچ های محور و پیچ های بوش به یکدیگر درگیر می شوند. در شیر کشویی با محور متحرک فلکه شیر با بوش محور به صورت یکپارچه ساخته می شود و با چرخش فلکه، بوش محور نیز گردش می نماید.

در شیرهای کشویی انتهای محور با کشو به صورت یک تکه ساخته می شود. به نحوی که در زمان چرخش فلکه، کشوی شیر به همراه محور به سمت بالا و پایین می رود. بنابراین در زمانی که شیر باز باشد قسمت رزوه شده آن قابل مشاهده بوده و امکان تشخیص باز یا بسته بودن شیر را به ناظر می دهد.

ب) شیر دروازه ای با محور ثابت

در شیرهای کشویی محور در بخش بالایی پیچ می شود و فلکه یا هندویل آن به صورت یک تکه با محور ساخته می شود. مزیت این مدل ضربه نخوردن قسمت رزوه شده شیر به دلیل قرار گرفتن در بدنه می باشد.

گیت ولو ها بر اساس روش آببندی در دسته های زیر تقسیم می شوند:

آببندی فلز به فلز گوه ای شکل (مرسوم ترین نوع شیر کشویی)

زبانه لاستیکی ( از انواع پر مصرف در شبکه ها و خطوط آب و فاضلاب)

آببندی فلز به فلز موازی (مناسب برای محل هایی که مواد معلق شن و ماسه زیاد باشد)

چاقویی (مناسب برای سامانه های فاضلاب)

شيرهاي كشويي با سامانه آببندي فلز به فلز گوه ای

اين شيرها به دليل آسان بودن نصب به صورت مدفون و با ابعاد تا قطر 300 ميليمتر، بيشتر در شبكه ها مورد اسـتفاده قرار مي گيرند. نقطه ضعف اصلي اين شيرها آسيب پذيري شديد در مقابل اجسام سخت موجود در جریان سیال مانند شن و ماسه است.

شیرهای کشویی زبانه لاستیکی

اين شيرها نسبت به شيرهاي با سامانه آببندي فلز به فلز گوهاي شكل مزاياي بيشتري دارند چون اولا تاثير اجسام سخت داخل
خط لوله بر روي سامانه آببندي كننده بسيار كمتر است ثانيا حفرهاي در كف شير وجود ندارد تا اجـسامي در آن رسـوب پيـدا كـرده و
مشكلزا شود. شكل 2-2 نمونهاي از اين شير را نشان ميدهد

شيرهاي كشويي با سامانه آببندي فلز به فلز موازي

ديسك اين شيرها از يك صفحه تخت تشكيل يافته است كه سوراخي معادل قطر اسمي شير در آن وجود دارد . در شـرايط تمـام باز اين سوراخ در مقابل سوراخهاي ورودي و خروجي بدنه شير قرار ميگيرد و مقطع عبور كامل را به وجود ميآورد و در شرايط بسته
شدن ديسك شير حركت مي كند تا قسمت بدون سوراخ شير مقطع عبور آب را قطع كند.

در اين شيرها عمل آب بنـدي اصـلي توسـط نشيمن هاي واقع در بدنه شير انجام مي شود. اين نشيمن ها به دو صورت طراحي مي شوند يكي به صورت متحـرك بـدين معنـي كـه فشار آب باعث فشرده شدن نشيمن آببندي به سطح ديسك مي شود و دوم به صورتي كه درپشت نشيمن هاي آببندي كننده فنرهايي تعبيه ميشود تا فشار ثابتي را به صورت دايم به سطح ديسك وارد كنند و عمل آببندي انجام شود.

موارد استفاده

در اين نوع شيرها چـون ديـسك شير به هيچ عنوان حالت لقي نداشته و در تمام مسير حركت خود با نشيمنهاي آببنـدي كننـده در تمـاس اسـت، بنـابراين سـيال را مي توان با سرعتهاي زياد از اين نوع شير عبور داد. این شيرها در سامانه هاي عادي مورد استفاده ندارند زيرا ابعاد بزرگ، وزن زياد و قيمت بالايي دارند ولي در شـرايطي كـه اجـسام خارجي در خط لوله زياد يا سرعت عبور آب بسيار بالا باشد، مورد استفاده قرار ميگيرند.

شیرهای کشویی چاقویی

همانطور که قبلا گفته شد، د اين شيرهای دروازه ای چاقویی، جزو شيرهاي اصلي سامانه هاي فاضلاب هستند كه در آنها ديسك از جنس فولاد ضد زنگ سـاخته مي شود و لبه پاييني آن نسبتا تيز ميباشد تا بتواند اجسام اليافي شكل را قطع كند. شکل زیر انواع مختلف گیت ولو های چاقویی را نمایش می دهد.

نمونه های مختلف شیر دروازه ای چاقویی — نمونه های مختلف شیر کشویی چاقویی

نحوه اتصال شیرهای دروازه ای یا کشویی به خطوط لوله

گیت ولوها را به شیوه های مختلف می توان در خط لوله جای داد. این روشها عبارتند از اتصال سرکاسه ای یا سوکتی، اتصال دنده ای یا رزوه ای و اتصال فلنجی. شایان ذکر می باشد که اتصال فلنجی از انواع دیگر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین اتصال رزوه ای بیشتر در شیرهای مورد استفاده در لوله کشی ساختمانها و خطوط لوله فرعی مورد استفاده قرار می گیرد. اتصالات سوکتی نیز بیشتر در شیرهای ساخته شده از جنس PVC استفاده می شوند. به یاد داشته باشید که یکی از مهمترین نکات در موقع خرید و انتخاب شیرهای صنعتی نحوه اتصال آن به خط لوله می باشد.

متریال یا جنس شیر دروازه ای یا کشویی

شیرهای دروازه ای یکی از متنوع ترین انواع شیراز نظر جنس می باشند. متداول ترین جنس شیرهای کشویی شامل چدن خاکستری، چدن نشکن، برنج یا برنز، پی وی سی و پلی اتیلن می باشد.

گیت ولو های افقی

علاوه بر تقسیم بندی های فوق مدل افقی شیرکشویی یا دروازه ای نیز در خطوط لوله مورد استفاده قرار می گیرد. در قطرهای بالا ( بالاتر از DN400) خصوصا در کلاسهای فشاری بالا به دلیل سنگین شدن دریچه، برای حذف نیروی اضافی مورد نیاز برای بالا بردن دریچه شیر از نوع افقی آن استفاده می شود.

گیت ولو های افقی مجهز به غلطک های تعبیه شده روی دریچه هستند که در داخل شیاری که در محل بدنه شیر پیش بینی شده است حرکت نماید. به وسیله این غلطک ها نیروی اصطکاک شیر به حداقل خود تقلیل خواهد یافت.

نکته دیگر در خصوص شیردروازه ای با قطر بالا این است که در فشارهای بالاتر از 16 اتمسفر، نیروی فشاری وارد بر دریچه ها به حدی زیاد می شود که نیروی اصطکاک بین دیسک و جداره ها، مانع حرکت دریچه به صورت عادی می شود. در این موارد با استفاده از شیر کنارگذر یا بای پس با قطر کوچکتر، اختلاف فشار دو طرف دریچه به حداقل رسانده می شود.

از نظر طول بدنه و فاصله وجه به وجه، شیرهای کشویی یا دروازه ای به دو دسته طول بلند و طول کوتاه تقسیم می شود.

نکات حائز اهمیت در زمان نصب شیر دروازه ای یا شیر کشویی

در زمان نصب شیر کشویی مدفون دقت داشته باشید که حتما دریچه بسته باشد تا اجسام خارجی به داخل شیر وارد نشده و شیر آسیب نبیند. همچنین کلیه پیچهایی که در تماس با خاک قرار گرفته اند، بایستی به وسیله لفاف پلی اتیلن یا رنگ مناسب پوشانده شوند. علاوه بر موارد قبلی لازم است دقت کافی به عمل آید که محفظه شیر به گونه ای نصب شود که هیچ نیروی اضافی حاصل از وزن محفظه یا بار ترافیکی به شیر وارد نشود.

در مورد گیت ولو هایی که داخل ترانشه یا حوضچه قرار می گیرند شیر و اتصالات آن بایستی بر روی زمین نرم قرار داده شود تا به آن تنش وارد نشود. علاوه بر این شیر دروازه ای باید به گونه ای نصب شود که باز و بسته کردن شیر به وسیله آچار از بیرون مقدور باشد. همچنین ابعاد حوضچه باید به گونه ای باشد که کلیه قطعات داخلی شیر را بتوان به آسانی از آن خارج نمود.

کاربردهای اصلی گیت ولو

خطوط لوله نفت و گاز
خطوط لوله و تجهیزات ذخیره سازی روغن تصفیه شده
تاسیسات معدن نفت و گاز
خطوط انتقال گاز بین شهری
پروژه های تصفیه آب و فاضلاب

تعمیر و نگهداری معمول برای شیر کشویی

در شیر های دروازه ای دارای ولو بای پس (کنارگذر)، بایستی سیستم بای پس قبل از کارکرد شیر باز شود (برای متعادل کردن اختلاف فشار بین ورودی و خروجی و کاهش نیروی کاری ).
شیر دروازه ای دارای اکچویتور (محرک) باید مطابق مفاد کتابچه راهنمای محصول و توسط تکنسین مجرب نصب شود.
در صورت استفاده مکرر از شیر ، حداقل یک بار در ماه آن را روغن کاری کنید

تعمیر شیر دروازه ای

1- در شرایطی که قادر به کار نیست

بررسی کنید که آیا اختلاف فشار بین هر دو انتهای شیر خیلی زیاد است
بررسی کنید که آیا اجزای داخلی جعبه دنده آسیب دیده و روغن کاری آن خوب است یا خیر
بررسی کنید آیا پکینگ خیلی فشرده شده است یا خیر
بررسی کنید که آیا پکینگ آسیب دیده یا مواد خارجی وارد آن شده است
تغییر شکل یا تحریف محور یا استم شیر را بررسی کنید

2 – نشت در اطراف محور یا استم شیر

اگر پکینگ کاملاً سفت نشده است ، باید پیچ فلنج را محکم کنید تا نشت متوقف شود
مواد خارجی درون پکینگ محور یا استم است
پکینگ محور آسیب دیده است، در این صورت پکینگ جدید را جایگزین کنید

3 – نشت از محل نشیمنگاه (سیت) گیت ولو

برای شیر کشویی دستی ، شیر را دوباره ببندید و باز کنید معمولاً مشکل نشتی برطرف می شود.

موقعیت گیت ولو های دارای اکچوویتور به درستی تنظیم نشده است .

قسمتهای داخلی شیر یا آب بندی آن دچار مشکل شده است.

منابع:

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/gate-valve

https://www.avkvalves.eu/en/insights/product-insights/gate-valves/what-is-a-gate-valve

مهمترین نکات برای خرید و انتخاب شیرهای صنعتی

فوریه 4, 2021/0 نظرات/در پمپ، ولو، اتصالات /توسط amir_arman2000

برای خرید و انتخاب شیر صنعتی برای خط لوله، یک نکته مهم این است که مشخص شود از شیر برای کدام عملیات قطع و وصل و یا کنترل جریان استفاده می شود. برای مثال ضربه قوچ، که در اثر افزایش فشار یا تغییر جهت حرکت در اثر توقف ناگهانی مایع در حال حرکت یا تغییر جهت آن بوجود می آید باعث آسیب به دریچه ها و تجهیزات می شود. بنابراین انتخاب شیر صنعتی و طراحی شیری که ضربه قوچ آب را به حداقل می رساند می تواند سطح آسیب دیدگی سیستم و اجزای آن را کاهش داده و خطر خرابی کامل را به حداقل میزان آن برساند.

نکته مهم دیگر ماهیت سیالی است که از دریچه عبور می کند. مایعات حاوی ذرات می توانند اثرات ساینده روی دریچه هایی داشته باشند که مکانیسم آنها در معرض جریان سیال قرار دارد. به عنوان مثال دیسک شیر پروانه ای در معرض جریان مایع قرار می گیرد. اما دریچه های توپی یا بال ولوها برای این مایعات، گزینه بهتری هستند. چراکه هیچ یک از اجزا شیر در معرض جریان قرار نمی گیرند. همچنین مایعات خورنده مانند کلرین پیچیدگی های بیشتری را برای انتخاب مواد شیر صنعتی ایجاد می کنند.

تاثیر نوع محرک یا اکچویتور در انتخاب شیر صنعتی

محرک (اکچویتور) موضوع دیگری است که ممکن است بسته به شرایط در انتخاب شیر صنعتی مورد توجه قرار بگیرد یا نگیرد. یک شیر توپی ساده در یک آزمایشگاه کوچک یا در یک مکان مسکونی ممکن است به چیزی بیش از اهرم یک چهارم دور نیاز نداشته باشد. اما یک دریچه دروازه ای بزرگ (Gate Valve) در یک خط لوله فرآیندی ممکن است به محرک الکتریکی یا پنوماتیک و کلیه وسایل الکترونیکی مرتبط با کنترل آن نیاز داشته باشد.

نوع محرک شیر یا اکچویتور به نوع شیر و عملکرد بستگی دارد. به عنوان مثال شیرهای توپی (Ball valve) معمولاً با یک اهرم باز و بسته می شوند زیرا توپ فقط یک چهارم دور بین دو موقعیت چرخانده می شود. یک شیر گلوب اغلب از یک چرخ دستی استفاده می کند که روی پیچ عمل می کند تا ساقه شیر گلوب را از داخل روزنه بالا و پایین کند. در شیرهای بزرگ، یک چرخ دنده کاهشی ممکن است قدرت چرخ دستی را افزایش دهد تا هنگام باز یا بسته شدن شیر، مزیت مکانیکی به اپراتور ارائه دهد. برای انتخاب شیرآلات صنعتی مورد استفاده در خطوط لوله توجه داشته باشید که به طور کلی در یکی از این دو نوع شیر مورد استفاده قرار می گیرند.

انتخاب شیر صنعتی برای تعویض

انتخاب شیر صنعتی با توجه به فاصله فلنج های دو طرف

یک نکته مهم دیگر برای انتخاب شیر صنعتی هنگام تعویض شیر ها، فاصله بین فلنج است که در تصویر بالا به وضوح قابل مشاهده است. به طور کلی، یک شیر باید در فضای بین لوله های ثابت قرار بگیرد، بنابراین اگر تغییرات در لوله های موجود ناممکن باشد، این نکته می تواند حیاتی باشد. به همین دلیل نیز برخی از تولید کنندگان شیرهای خود را به عنوان جایگزینی بعدی برای شیرهای دیگر ارائه می دهند. همچنین در اندازه های بزرگتر، شیرآلات معمولاً برای اتصالات خود به فلنج استاندارد ASME متصل می شوند. اما در اندازه های کوچکتر، اتصالات ممکن است انوع متنوع تری مانند جوشی یا کلمپی باشند.

نکات پر اهمیت برای انتخاب شیر صنعتی

با پیشرفت صنعت و ازدیاد مصرف ولوهای صنعتی، کارخانجات نیز افزایش یافته و کوشش سازندگان برای افزایش کیفیت و کاهش قیمت باعث شده است که شیرهای بسیار مختلف و متنوعی، طراحی و ساخته شود. بنابر این برای انتخاب صحیح شیر صنعتی لازم است که با انواع شیرهای صنعتی آشنایی کافی داشته باشیم. برای انتخاب شیر جهت یک کار یا عملکرد خاص عوامل زیر بایستی ر نظر گرفته شوند:

عملکرد شیر (Functional Requirement)

قبل از انتخاب شیر باید توجه داشته باشیم که چه نوع عملکردی مورد نیاز است. با دانستن این موضوع تقریبا 20 درصد از کار را به انجام رسانده ایم. عملکردهای اصلی شیرآلات صنعتی عبارتند از:

1-عملکرد باز و بسته شدن کامل

شیر دروازه ای یا شیر کشویی (Gate valve)
شیر سماوری (Plug valve)
شیر کره ای (Ball valve)

2-عملکرد تنظیم جریان سیال برای انتخاب شیر صنعتی

شیر ساچمه ای (Globe valve)
شیر زاویه ای (Angle valve)
شیر سوزنی (Needle valve)
شیر پروانه ای (Butterfly valve)
شیر دیافراگمی (ِDiaphragm valve)

3-عملکرد جلوگیری از برگشت سیال

شیر یک طرفه (Check valve)
شیر پایی (Pressure valve)

4-عملکرد تنظیم فشار سیال و ایمن نمودن مسیر برای انتخاب شیر صنعتی

شیر ایمنی (Safety valve)
شیر تخلیه فشار (Relief valve)
شیر فشار شکن (Pressure valve)

اطلاعات کامل در مورد انواع ولوها را می توانید در مقاله انواع شیرآلات صنعتی مطالعه فرمایید.

مشخصات سیال (Fluid to be handle)

اصولا شیرها را می توان برای کنترل مواد مختلفی نظیر پودرها، مایعات غلیظ، گازها، آب، مواد شیمیایی، نفت، بخار و غیره به کار برد. همچنین مشخصات سیال می تواند راهنمای خوبی از لحاظ نوع شیر و جنس آن از لحاظ تماس با سیال باشد.

افت فشار سیستم (Friction loss)

چون افت فشار سیال برای هر شیر خاص می باشد، لذا افت فشار موجود در سیستم نیز برای انتخاب شیر لازم است.

شرایط کارکرد (Operating Condition)

شرایط فشار و درجه حرارت موجود انتخاب شیر را از نظر جنس و خوردگی بسیار محدود می کند. همچنین جداول استانداردی نیز برای انتخاب شیر صنعتی از نظر فشار و درجه حرارت تهیه شده اند. این جداول را به راحتی می توانید در هندبوک های پایپینگ پیدا کنید.

جنس ساختمان شیر (Material)

بدنه، میله، دیسک و نشیمنگاه شیر از متریال های مختلفی ساخته می شوند که هرکدام برای سرویس معینی مناسب است. به طور معمول انتخاب شیرهای صنعتی با توجه به نوع سیال و میزان خورندگی آن انجام می پذیرد. فلزاتی که به طور معمول برای ساخت شیر یا ولوها مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

چدن، برنج، برنز، فولاد، مس، نیکل یا پلاستیک، سرامیک . گرافیت

اندازه شیر (Size)

اندازه شیر گاهی در انتخاب شیر بسیار موثر است. مثلا اگر شیر بسیار بزرگی برای کنترل مایع لازم باشد، شیر پروانه ای بر شیر فلکه ای یا ساچمه ای ترجیح داده می شود. بعلاوه جنس شیر نیز برای اندازه های مختلف تغییر می کند.

ضریب شیر و مقدار جریان

ضریب شیر یکی از مشخصات دیگر جهت اندازه گیری مقدار جریان و افت فشار در یک سیستم می باشد که برای انتخاب شیر صنعتی بسیار مهم می باشد. ضریب شیر گاهی اوقات عدد جریان نامیده می شود.

ضریب شیر با تغییر سایز آن و مقدار باز بودن شیر متناسب بوده و معمولا بر اساس باز بودن شیر به صورت 100 درصد (کاملا باز) بیان می شود.

ضریب شیر یا عدد جریان با سه واحد بیان می شود.

Cv درسیستم آمریکایی lb/in2 و US gal/min

Kv در سیستم بر اساس bar و Liters/min

F در سیستم انگلیسی lb/in2 و Imp gal/in2

که هر سه آنها به یکدیگر قابل تبدیل بوده و رابطه آنها به قرار زیر می باشد.

F	Cv	Kv
17.09	14.28	—	Kv
1.1966	—	0.07	Cv
—	0.8357	0.0585	F

منابع:

https://www.engineeringtoolbox.com/

https://www.sciencedirect.com/

https://www.gemu-group.com/en_EN/valve-knowledge/valve-selection/