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

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

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:

1. کاربردهای فرآوری غذایی و مواد شیمیایی
2. کاربردهای تولید دارویی
3. انتقال / اندازه‌گیری محصول ساینده
4. تولید پلاستیک
5. کاربردهای تمیزکاری مکرر/ غیرزنده
6. جابجایی پنوماتیک
7. 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/