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

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 پس از تولید در کارخانه
شکل 1-شیر دیافراگمی پس از تولید در کارخانه

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 دیافراگمی
شکل 2 – تصویر ساده از یک شیر دیافراگمی -به شکل غشای سیاه رنگ و موقعیت آن توجه فرمایید

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.

شیر دیافراگمی از نوع مستقیم
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/

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *