شیر ترموستاتیک

فهرست مطلب

یکی از انواع شیرآلات صنعتی که برای کنترل و تنظیم دمای خطوط فرآیندی در صنایع مورد استفاده قرار میگیرد شیر ترموستاتیک (Thermostatic Valve) میباشد. این شیر دارای دو قسمت بدنه و ترموستات میباشد.

قسمت ترموستات شیر یک سنسور دمایی وجود دارد. این سنسور دمایی توسط یک کپیلاری تیوب که داخل آن پر شده با روغن میباشد، در صورت افزایش یا کاهش دما باعث انبساط یا انقباض حجم روغن داخل سنسور دمایی خواهد شد. این تغییرات حجم روغن باعث حرکت یک پلاگ یا پلانجر در قسمت بدنه شیر خواهد شد. به این ترتیب با افزایش دما یا کاهش آن بیشتر از مقدار تنظیمی (Set Point) میزان باز و بسته شدن شیر کنترل خواهد شد.

در ادامه این مطلب به معرفی عملکرد و نصب شیر ترموستاتیک و همچنین کاربرد های رایج این نوع شیر در صنعت میپردازیم:

عملکرد شیر ترموستاتیک

همانطور که بالاتر نیز اشاره کردیم شیر ترموستاتیکی بر اساس اصل انبساط مایعات (روغن) عمل می کند. سنسور دمای شیر حرارتی ترموستاتیکی در داخل مخزن یا در مسیر خط لوله سیال جهت کنترل دما قرار می گیرد. همانطور که بالاتر نیز اشاره شد، شیر ترموستاتیکی یا شیر حرارتی ترموستاتیکی، ابتدا در حالت نرمال باز (normally open) میباشد و با افزایش دما به تدریج بسته خواهد شد.

داخل سنسور از نوعی روغن قابل انبساط پر شده است. افزایش دمای سیال خط فرآیندی باعث انتقال دما به روغن داخل سنسور و منجر به افزایش حجم روغن خواهد شد. این افزایش حجم باعث به حرکت در آمدن پین المان عمل کننده میشود. این افزایش نیرو به میله و پلاگ شیر منتقل شده و مقدار جریان عبوری از داخل شیر کنترل خواهد شد.

در شکل زیر ساختار داخلی یک شیر ترموستاتیک دنده ای بصورت شماتیک را مشاهده میکنید:

ساختار داخلی شیر ترموستاتیک

بخش تنظیم کننده دما (Set Point)، فنر ارجاعی و مقیاس تنظیم
بدنه شیر و پکینگ های آب بندی
سنسور دما ترموستاتیکی آب بندی شده و بیلوز (bellows)

ترتیب عملکرد

تغییرات فشار در سنسور به عنوان نتیجه ای از یک تغییر دما در سنسور رخ می دهد.
این فشار از طریق یک لوله کپیلاری و bellows به شیر منتقل می شود و به عنوان یک نیروی باز و بسته کننده عمل می کند.
دسته ای در بخش تنظیم و فنر ، نیرویی را اعمال می کنند که در خلاف جهت bellows کار می کند.
اگر دمای سنسور تغییر کند یا اگر تنظیمات تغییر داده شوند، نقطه تعادل جابه جا می شود و اسپیندل ولو یا بخش دوکی حرکت می کند تا تعادل دوباره برقرار شود یا ولو کاملا بسته یا باز شود.
مقدار جریان هم تقریبا متناسب با تغییر دمای سنسور تغییر می کند.

نصب شیر ترموستاتیک

Thermostatic Valve باید به صورت افقی در خطوط لوله نصب شود. همچنین بانت شیر (درپوش) به همراه المنت عمل کننده باید رو به پایین قرار گیرند. برای نصب سنسور دمایی باید دقت شود که تمامی طول آن در داخل سیال قرار گیرد تا انتقال دمایی به بهترین شکل ممکن انجام شود.

محل نصب حسگر شیر ترموستاتیک باید به نحوی باشد که گرم شدن بیش از حد و یا تاخیر زیاد در دریافت حرارت از سیال صورت نگیرد. مسیر نصب کپیلاری تیوب این دستگاه باید به گونه ای انتخاب شود که نوسانات دمای محیطی تاثیر بر آن نداشته باشد و نیز در مسیر رفت و آمد قرار نگیرد تا از آسیب فیزیکی در امان باشد.

ویژگی های شیر ترموستاتیک:

1. شیر های ترموستاتیک معمولآ دارای مکانیزم ایمنی در برابر افزایش بیش از حد دما هستند.

2. عملکرد این شیرها خودکار میباشد و به هیچ نیروی کمکی دیگری جهت کنترل دما نیاز ندارد.

3. به تعمیرات و نگهداری نیاز ندارد.

4. دارای آب بندی کامل بوده و برای انواع سیستمهای انتقال دما بسیار مناسب هستند.

5. بدنه شیرهای ترموستاتیک از جنس چدنی (Cast Iron)، فولادی (Carbon Steel) یا استیل (stainless Steel) می باشد.

کاربردهای شیر ترموستاتیک

شیرآلات ترموستاتیکی برای تنظیم دمای فرآیندی در بسیاری از سیستم های برودتی و سرمایشی، ماشین آلات و تاسیسات استفاده می شوند. در ادامه به برخی از صنایعی که شیرهای ترموستاتیکی در آنها مورد استفاده است اشاره میکنیم: