کنترل ولو

کنترل ولو (Control Valve)

خرید و فروش انواع کنترل ولو های فیشر و سامسون در نوع های پنوماتیکی و دیافراگمی در جنس های استیل و چدن و… با قیمت مناسب و ارسال سریع به سراسر کشور در فروشگاه ابزار دقیق پیکاتک. جهت کسب مشاوره رایگان برای خرید یا استعلام قیمت کنترل ولو با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.

کنترل ولو چیست؟

شیر کنترلی یکی از تجهیزات اصلی و بسیار مهم در فرآیند های صنعتی و لوپ های کنترلی محسوب میشوند. کنترل ولوها با تنظیم مقدار فلوی عبوری از خود نقش بسیار کلیدی در تنظیم پارامترهای فیزیکی یک فرآیند صنعتی دارند. پارامترهایی مانند کنترل فشار یک سیستم،تنظیم دما، کنترل فلوی عبوری از یک خط لوله و حتی سطح مایعات داخل مخازن را ایفا میکنند.

برای مثال در یک لوپ بسته کنترلی جهت کنترل سطح مایع داخل یک مخزن، لول ترانسمیتر هنگامیکه سطح سیال داخل مخزن کاهش پیدا میکند یک سیگنال کنترلی به کنترل ولو ارسال میکنند. کنترل ولو با دریافت این سیگنال الکتریکی باز شده و سیال فرآیندی از داخل شیر عبور کرده و وارد مخزن میشود و سطح مایع درون مخزن افزایش پیدا خواهد کرد.

بطور مشابه در حالت برعکس هنگامیکه سطح سیال داخل مخزن بیش از اندازه افزایش پیدا کند، لول ترانسمیتر یک سیگنال کنترلی به کنترل ولو ارسال خواهد کرد. کنترل ولو نیز متعاقبآ و متناسب با سیگنال دریافتی از کنترلر بسته شده و اجازه عبور فلوی فرآیندی بیشتری را نخواهد داد. بدین ترتیب همانگونه که مشاهده میکنید یک کنترل ولو و یک لول ترانسمیتر در یک حلقه بسته کنترلی به راحتی میتوانند سطح یک مخزن را بصورت اتوماسیون و اتوماتیک کنترل کنند.

در ابزار دقیق کنترل ولو ها در نقشه های P&ID بصورت PV (کنترل فشار فرآیند)، FV (کنترل فلو فرآیند)، LV (کنترل سطح فرآیند) و TV (کنترل دما فرآیند) نمایش داده میشوند.

کنترل ولوها دارای انواع مختلفی از نظر نوع بدنه (Body) و نوع اکچویتور یا عملگر (Actuator) هستند. که در ادامه این مقاله به تفصیل در مورد هریک از موارد فوق توضیحاتی ارائه خواهیم کرد. و در آخر به معرفی برترین تولیدکنندگان کنترل ولو در دنیا و ارائه استانداردهای طراحی و انتخاب شیر های کنترلی خواهیم پرداخت:

انواع کنترل ولو از نظر نوع اکچویتور

انواع گوناگونی از اکچویتورهای اتوماتیک وجود دارد که اکچویتورهای پنوماتیکی، اکچویتورهای الکتریکی و اکچویتورهای هیدرولیکی از متداول ترین انواع آنها میباشند.

اکچویتور های پنوماتیکی دارای انواع دیافراگمی، پیستونی و دورانی هستند. این نوع اکچویتور ها نسبت به سایر اکچویتور های الکتریکی و هیدرولیکی ارزان قیمت تر میباشند. به همین دلیل استفاده از اکچویتور های پنوماتیکی بسیار در صنایع متداول میباشد. در ادامه به معرفی انواع اکچویتور های پنومایتیکی میپردازیم:

اکچویتور های پنوماتیکی دیافراگمی:

مکانیزم داخلی این نوع از عملگرها یک سیستم دیافراگم – فنر میباشد. دیافراگم در این نوع اکچویتور ها توسط وارد شدن نیروی هوای فشرده (سیگنال نیوماتیکی) فشرده خواهد شد و حرکت خواهد کرد. با حرکت دیافراگم، میله متصل به آن که به استم شیر کوپل میباشد نیز حرکت میکند. و باعث باز یا بست شدن شیر کنترلی خواهد شد. در صورت قطع شدن نیروی هوا یا سیگنال نیوماتیکی، به دلیل حضور فنر در پشت دیافراگم، دیافراگم به حالت اولیه بازخواهد گشت.

اکچویتور های پنوماتیکی پیستونی:

مکانیزم داخلی این نوع از عملگرها استفاده از یک مکانیزم سیلندر – پیستون و میباشد. پیستون در این نوع اکچویتور ها توسط وارد شدن نیروی هوا (سیگنال نیوماتیکی) داخل یک سیلندر کاملآ آب بندی حرکت خواهد کرد. با حرکت پیستون، میله متصل به آن که به استم شیر کوپل شده است نیز حرکت کرده و باعث باز یا بسته شدن شیر کنترلی خواهد شد.

اکچویتور های پنوماتیکی دورانی:

حرکت این اکچویتورها به صورت دورانی یا چرخشی (روتاری) می باشد و برای کنترل شیرآلاتی که حرکت مجرابند آنها بصورت دورانی یا روتاری (شیرهای توپی و شیر پروانه ای) میباشد مورد استفاده قرار میگیرند.

مکانیزم عملکرد این نوع از اکچویتور ها بدین صورت میباشد که یک شفت دندانه دار که به استم بدنه ولو کوپل میباشد، در وسط اکچویتور قرار میگیرد و دو پیستون در دو طرف آن قرار دارند که با دندانه‌ ای به شفت میانی اکچویتور متصل هستند. دو محفظه جدا از هم در یک اکچویتور وجود دارد که ناحیه درونی، بین دو پیستون و ناحیه خارجی، بین هر پیستون و دیواره قراردارد و کاملا از هم ایزوله هستند. سیال محرک (هوا یا گاز طبیعی) با پر و خالی کردن در این دو ناحیه باعث به حرکت درآمدن پیستون میشود. و پیستون نیز با استفاده از دنده ‌هایی که آن را به شفت متصل میکند، گشتاور لازم برای چرخاندن شیر را تامین میکنند و شیر باز و بست میشود.

اکچویتور های الکتریکی

اکچویتور های الکتریکی دارای یک موتور الکتریکی میباشند که با دریافت سیگنال ولتاژی یا جریانی AC یا DC از یک کنترلر، به شیر کنترلی موقعیت مناسب را میدهند. از اکچویتور های الکتریکی در جایی استفاده میگردد که امکان تامین هوا برای اکچویتور ها و تجهیزات پنوماتیکی وجود ندارد.

عکس العمل این نوع اکچویتور ها نسبت به اکچویتور های پنوماتیکی کند تر میباشد. و در جایی که نیاز به اکشن هرچه سریع تر شیر کنترلی میباشد، استفاده از عملگرهای موتوری یا الکتریکی توصیه نمیشود.

اجزای داخلی یک کنترل ولو

یک شیر کنترلی حاصل مونتاژ مجموعه ای از قطعات و ادوات داخلی میباشد. بدنه شیر، قسمت های داخلی شیر کنترلی (تریم) شامل سیت، پلاگ (دیسک)، استم و پکینگ داخلی از اصلی ترین قسمت های تریم در یک کنترل ولو محسوب میشوند.

بانت که درواقع درپوشی برای قسمت های داخلی ولو میباشد و اکچویتور از دیگر قسمت های یک کنترل ولو محسوب میشوند.

تصویر زیر نمای داخلی یک کنترل ولو با بدنه گلوب و اکچویتور پنوماتیکی دیافراگمی را نمایش میدهد.

انواع کنترل ولو از نظر نوع بدنه

شیرهای کنترلی با بدنه گلوب (کروی)، باترفلای (پروانه ای)، بال ولو (توپی) در فرآیندهای کنترلی استفاده میشوند. کنترل ولو ها با بدنه گلوب به دلیل ایجاد یک افت فشار در مسیر جریان لوله بهترین گزینه برای سرویس های کنترلی و تنظیم میباشند. و شیرهای توپی و پروانه ای بیشتر برای سرویس های غیر کنترلی یا قطع و وصل مورد استفاده قرار میگیرند. اما با توجه به محبوبیت شیر توپی و شیر پروانه ای با نصب اکچویتور های اتوماتیک و پوزیشنر، از آنها در سرویس ها کنترلی نیز میتوان استفاده کرد.

در شکل فوق یک باترفلای ولو را مشاهده میکنید که با یک اکچویتور پنوماتیکی و یک پوزیشنر برای یک سرویس کنترل گاز مورد استفاده قرار میگیرد.

در صنایع منظور از کنترل ولو، شیرآلاتی میباشند که حرکت اکچویتور آنها بصورت اتوماتیک میباشد. و نیروی انسانی و اپراتور در باز یا بست کردن آن نقشی ندارد. این شیرها با توجه به نوع عملگر در آنها با انواع سیگنال های نیوماتیکی یا الکتریکی کنترل مشوند. در ادامه به معرفی انواع اکچویتور های اتوماتیک که بیشتر در مورد کنترل ولو ها متداول هستند میپردازیم:

انواع کنترل ولو از نظر جنس بدنه

کنترل ولوها با توجه به نوع بدنه بال ولو، باترفلای یا گلوب ولو دارای تریم های گوناگون و مختلفی هستند. باتر فلای ولو ها و بال ولو ها معمولآ از انواع جنس های بدنه چدن، چدن داکتیل در صنایع آب و فاضلای که آنچنان دما و فشار بالایی وجود ندارد استفاده میشود.

انواع آلیاژهای فولاد کربنی یا کربن استیل با استاندارد A216 در صنایع نفت و گار، پتروشیمی ها و پالایشگاه، و همچنین برای صنایع بهداشتی مانند صنایع غذایی و دارویی از انواع استنلس استیل 316 و 316L استفاده میشود.

برای کنترل ولو ها با بدنه گلوب که بیشتر در فرآیند های کنترلی سیالات (Throttling) استفاده میگردد. از انواع چدن داکتیل، آلیاژ های فولادی، انواع استنلس استیل و در صنایع شیمیایی برای سرویس های با دما و فشار های بالا و خاصیت خوردگی از استیل سخت کاری (Stellited) و متریال های مطابق با استاندارد های ضد خوردگی NACE استفاده میگردد.

ملاحظات طراحی کنترل ولو

برای طراحی و انتخاب کنترل ولو ها استاندارد ها و الزامات خاصی وجود دارد. یکی از مهمترین مواردی که در انتخاب یک کنترل ولو باید مورد توجه قرار دهیم ظرفیت کنترل ولو یا Cv میباشد.

ظرفیت شیر

ظرفیت فلوی عبوری یک شیر عبارت است. از هرگاه یک گالن آمریکایی در دقیقه در دمای 60 درجه فارنهایت (شرایط استاندارد)، سیال از شیر کنترل عبور نماید، یک پوند بر اینچ مربع در دو سر ولو اختلاف فشار ایجاد نماید. این مفهوم که به ظرفیت عبوری شیر معروف میباشد از مهمترین پارامترهای طراحی یک شیر کنترلی محسوب میشود. هرچه این ضریب بیشنر باشد عملآ ظرفیت شیر بیشتر میباشد. و هرچه این ضریب کوچگتر باشد افت فشار بین دو سر شیر بیشتر خواهد بود.

اختلاف فشار

اختلاف فشار بین دو سر شیر یکی دیگر از پارامترهایی میباشد که باید در نظر گرفت. چراکه در صورت افزایش بیش از حد اختلاف فشار بین دو سر شیر پدیده کاویتاسیون رخ میدهد. این اتفاق باعث جوش آمدن سیال داخل بادی خواهد شد و به این دلیل که سرعت سیال در اثر افت فشار بسیار بالا میباشد، ذرات به جوش می آید و به سرعت بسیار بالایی به اجزای داخلی ولو برخورد میکند و باعث ایجاد خوردگی های شدید خواهند شد. به همین جهت حداکثر افت فشار مجاز بین دو سر شیر که همواره از واحد فرآیند درخواست میشود، باید در طراحی و سایزینگ کنترل ولو ها مدنظر قرار داد.

تجهیز صنعت تامین کننده و وارد کننده انواع شیرهای کنترلی از نوع گلوب، پروانه ای و توپی از معتبر ترین برند های دنیا میباشد. کنترل ولو های فیشر FISHER، ماسونیلان MASONEILAN، سامسون SAMSON. به همراه انواع اکچویتور های پنوماتیکی دیافراگمی و دورانی از بهترین برندها در انبار محصولات شرکت تجهیز صنعت موجود میباشد.

شما میتوانید جهت کسب مشاوره و اطلاعات فنی با کارشناسان فنی و فروش ما در تماس باشید.