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؟
کنترل ولو یا 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. با انجام یکی از عملکردهای زیر، کنترل جریان سیال و فشار سیستم یا فرآیند را انجام میدهد:
- الف) توقف و شروع جریان سیال
- ب) تغییر (پایین آوردن) میزان جریان سیال
- ج) کنترل جهت جریان سیال
- د) تنظیم فشار سیستم یا فرآیند در پاییندست
- ه) تخلیه فشار بیش از حد از اجزا یا لولهها
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.
اجزاء کنترل ولو
ولوهای کنترل در اصل دارای دو بخش هستند:
1) بخش اکچویتور
2) بخش بدنه
اجزای مختلف اکچویتور
1) Rain Cap :
برای جلوگیری از ورود آب به اکچویتور بکار می رود. در عملکرد اکچویتور باز به وسیله باد، باد از پایین اکچویتور وارد میشود، بنابراین در زیر این قسمت حفرههای خالی وجود دارد. باید مطمئن شوید که در هنگام بارش باد، آب وارد اکچویتور نشود.
2) Eye Bolt :
برای استفاده در گیره و جابجایی ولو.
3) Diaphragm (دیافراگم):
این قسمت انعطافپذیر است و قدرت ورودی باد را تغییر میدهد و قدرت را به صفحه دیافراگم منتقل میکند تا استم اکچویتور حرکت کند.
4) Spring (فنر):
فنر در یوک اکچویتور قرار دارد و به عنوان نیرویی برای استم اکچویتور عمل میکند. این فنر نیروی مقابل را در برابر باد قوی از جهت مخالف صفحه دیافراگم ایجاد میکند.
5) Actuator Stem (استم اکچویتور):
این قسمت با استم ولو ارتباط دارد و مسئولیت حرکت ولو را دارد.
6) Diaphragm Case (قطعه دیافراگم):
قطعه دیافراگم: برای بسته بندی صفحه دیافراگم بکار می رود و از دو بخش: بالایی و پایینی تشکیل می شود.
7) Scale Plate (صفحه مقیاس):
بر اساس موقعیت ولو بین 0-100% تنظیم میشود.
8) Stem Connector (اتصال استم):
اتصالی بین استم اکچویتور و استم ولو است.
9) Yoke (یوک):
این قسمت برای اتصال بخشهای اکچویتور و بدنه ولو استفاده میشود.
اجزای مختلف بدنه ولو
1) Body (بدنه):
قسمتی از بدنه ولو در بونت ولو قرار دارد که این بخش مستقیماً با سیال در تماس است، بنابراین برای انتخاب مواد مورد نیاز (مواد) و همچنین نوع سیال، دما، فشار و غیره باید توجه ویژهای شود.
2) Packing Flange (پکینگ فلنج):
از آن برای فشردن پیچ درپوش بستهبندی استفاده میشود تا بستهبندی گلند را به طور کامل فشرده کند و اجازه ندهد سیال از گردن بونت نشت کند.
3) Packing Follower (دنبالکننده بستهبندی):
از آن برای فشرده کردن محکم بستهبندی گلند در طول زمان استفاده میشود.
4) Yoke Claim Nut (پیچ مهره پایه)
5) Gland Packing (بستهبندی گلند):
بستهبندی گلند، اهمیت دارد که نشت سیال تا گردن را جلوگیری کند و در تماس مستقیم با استم درپوش بونت قرار دارد. انتخاب مواد و نوع آن برای سازگاری مناسب بسیار ضروری است. مواد متداول استفاده شده عبارتند از PTFE یا گرافیت، و بستهبندی غدد باید در هنگام نگهداری تعویض شود.
6) Valve Stem (استم ولو):
استم ولو، نیرویی برای اکچویتور است و به درپوش ولو متصل میشود.
7) Bonnet (بونت):
بونت در اصل برای حمایت از موقعیت درپوش در طول زمان استفاده میشود. بونت در واقع طراحی شده است تا موقعیت درپوش و سیت را برای تنظیم مناسب و رسیدن به درزگیری صحیح پشتیبانی کند.
8) Stud Bolt and Nut (پیچ و مهره استاندارد)
9) Gasket (گسکت):
گسکت، یک دستگاه استفاده شده برای جلوگیری از نشتی بین مونتاژ آهن و فولاد، و همچنین بین بدنه و بونت است.
10) Guide Ring (حلقه گاید):
حلقه راهنما در بونت قرار دارد تا درپوش را مستقیم کند. یکی از دلایل وجود حلقه گاید در بونت، کاهش زمان و هزینه نگهداری است. بدون حلقه راهنما، استم درپوش ممکن است فرسوده شود و به جای تعویض فقط حلقه راهنما، بونت کلی باید تعویض شود.
11) Guide Bushing (بوش گاید):
از آن برای حمایت از حلقه گاید استفاده میشود.
12) Valve Plug (درپوش ولو):
این یک جزء اساسی است که از نیروی جریان سیال استفاده میکند و خواص جریان را مانند خطی، درصد مساوی یا باز شدن سریع تعیین میکند.
13) Seat Ring (حلقه سیت):
حلقه سیت ، یک جزء است که قسمتی از بدنه ولو است و درپوش را پشتیبانی میکند. اندازه Rated Cv ولو تعیین میکند که درپوش و حلقه سیت باید چقدر نزدیک هم باشند تا درزگیری کلاس مورد نیاز را برآورده کنند.
14) Valve Body (بدنه ولو):
بدنه ولو (Valve Body) یکی از اجزای اصلی و مهم ولو است که به صورت مستقیم با سیال در تماس قرار میگیرد. این بخش به لولهکشی متصل میشود، بنابراین باید اندازه و مواد بدنه ولو به طور متناسب انتخاب شود. براساس ساختار بدنه ولو و رتبهبندی PT میتوان آن را به چهار دسته زیر تقسیم کرد:
- 14-1) Single-Ported (یک پورت): در این نوع ولو، یک درپوش و یک سیت وجود دارد که به یک پورت وصل میشوند.
- 14-2) Double-Ported (دو پورت): در این نوع ولو، دو درپوش و دو پورت وجود دارد که با یکدیگر ارتباط دارند.
- 14-3) Two-Way Valve (ولو دو طرفه): در این نوع ولو، دو اتصال وجود دارد (یکی ورودی و یکی خروجی) و برای کنترل جریان سیال بین این دو اتصال بکار می رود
- 14-4) Three-Way Valve (ولو سه طرفه): در این نوع ولو، سه اتصال وجود دارد (یک یا دو ورودی و دو خروجی یا یک ورودی و یک خروجی) و برای کنترل جریان سیال بین این سه اتصال بکار می رود.
کلاس بندی PT و ساختار بدنه ولو به منظور تعیین نوع و کاربرد ولو در سیستمهای مختلف صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند.
تریم کنترل ولو (Trim Control Valve):
تریم کنترل ولو (Trim Control Valve)، مجموعهای از قطعات شامل پلاگ، ستم، ستون و حلقه سیت قرار دارد. این قطعات به طور کلی به عنوان “تریم” شناخته میشوند و وظیفه کنترل جریان سیال را دارند.
پلاگ (Plug):
پلاگ (Plug)، قسمتی از تریم است که در داخل بدنه ولو حرکت میکند و به کنترل جریان سیال کمک میکند. استم (Stem) نیز یک قطعه است که با حرکت پلاگ، جریان سیال را کنترل میکند. حلقه سیت (Seat Ring) قسمتی است که قرار میگیرد و با پلاگ هماهنگ شده است تا در هنگام بسته شدن ولو، جریان سیال را قطع کند.
برای کنترل ولو، یک وسیله معیار استاندارد صنعتی به نام پوزیشنر (Positioner) یا موقعیتدهنده استفاده میشود. این دستگاه استاندارد، سیگنال ورودی را (مانند سیگنالهای استاندارد 4-20 میلیآمپر یا 3-15 پوند در اینچ) به سیگنالی تبدیل میکند که به عنوان قدرت بادی برای حرکت دادن سر اکچویتور (Actuator) استفاده میشود. با استفاده از پوزیشنر، میتوان کنترل دقیقتری را بر روی ولو اعمال کرد و جریان سیال را به دقت مورد نظر کنترل کرد.
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:
اصل عملکرد کنترل ولو
عملکرد کنترل ولو به این صورت است که با کنترل جریان سیال یا مایعات، دما، فشار یا سطح مایع، به عنوان نمونه، به تنظیمات مشخصهای میپردازد. ولوهای کنترل با گرفتن یک سیگنال کنترلی که میتواند هیدرولیکی، الکتریکی یا پنوماتیکی باشد، باز و بسته میشوند.
صنعت کنترل فرآیند شامل ولوهای کنترل به عنوان عنصر کنترل نهایی است. ولوهای کنترل، مایعاتی مانند آب، گاز، بخار یا ترکیبات شیمیایی را تغییر میدهند تا به ازای اختلالات بار، متغیر فرایند تنظیم شده را در نزدیکی حداکثر مقدار مطلوب نگه دارند.
عموماً ولوهای کنترل خودکار توسط اکچویتورهای الکتریکی، هیدرولیکی یا پنوماتیکی باز و بسته میشوند. وقتی یک ولوی تنظیمی میتواند در هر جایی بین کاملاً بسته و کاملاً باز قرار گیرد، از قفلهای وضعیت ولو برای اطمینان از اینکه ولو درجه مورد نظر از بازی را بدست میآورد، استفاده میشود.
سادگی ولوهای پنوماتیکی آنها را محبوب میکند، زیرا فقط توسط هوای فشرده تغذیه میشوند و نیازی به کابلها و تجهیزات سوئیچ ندارند و برخلاف ولوهای الکتریکی که نیاز به خطوط اضافی برق و ولوهای هیدرولیکی که نیاز به تامین و بازگشت مایع با فشار بالا دارند.
سیگنالهای کنترلی برای سیستمهای پنوماتیکی معمولاً بر اساس محدوده فشار 3 تا 15 پوند در اینچ مربع (0.2 تا 1.0 بار) یا به طور معمول بر اساس سیگنال الکتریکی 4-20 میلیآمپر برای صنعت یا سیگنال 0-10 ولت برای سیستمهای HVAC استفاده میشوند. بطور کلی کنترل ولوها برای تنظیم موارد زیر بکار می روند:
1. تنظیم جریان:
ولوهای کنترل برای تنظیم جریان سیال یا مایعات به کار میروند. با تنظیم شعاع گذرانده جریان سیال، ولوها میتوانند مقدار جریان را بر اساس سیگنال کنترلی که دریافت میکنند، تنظیم کنند.
2. تنظیم دما:
برخی از ولوهای کنترل برای تنظیم دما در سیستمهای گرمایشی و سرمایشی استفاده میشوند. با تغییر جریان سیال در مسیری که از طریق آن جریان مییابد، میزان گرما یا سرما را کنترل میکنند.
3. تنظیم فشار:
ولوهای کنترل برای تنظیم فشار سیستمها استفاده میشوند. با باز و بسته کردن ولو، میزان فشار سیال را تنظیم میکنند و فشار را در محدوده مورد نظر نگه میدارند.
4. تنظیم سطح:
ولوهای کنترل در سیستمهای مایعاتی که نیاز به کنترل سطح مایع دارند، استفاده میشوند. با تنظیم جریان ولو، سطح مایع را در یک مخزن یا محیط مشخص نگه میدارند.
5. کنترل بهرهوری:
ولوهای کنترل در برخی سیستمها به منظور بهبود بهرهوری استفاده میشوند. با تنظیم جریان یا دما به نحوی که بهترین کارایی را فراهم میکند، ولوها به کاهش هدررفت انرژی و بهبود عملکرد سیستم کمک میکنند.
با استفاده از ولوهای کنترل، میتوان سیستمهای صنعتی و فرآیندهای مختلف را بهبود بخشید و عملکرد دقیق و قابل کنترلی را فراهم کرد.
انواع کنترل ولوها
تعدادی از انواع رایج کنترل ولوها بصورت زیر است:
1. کنترل ولو نوع گلوب (Globe Control Valve):
این نوع ولو به صورت کروی شکل است و از رایجترین عناصر کنترلی نهایی در حلقه کنترل فرایند است. از طریق بدنه ولو گلاب، شامل پورتهای مختلف، میتوان انواع 2-راهه کنترل، 3-راهه ترکیبی و 3-راهه تغییر مسیر را داشت.
2. کنترل ولو نوع باترفلای (Butterfly Type):
در اینجا دربارهی ولوهای کنترل باترفلای، به طور کلی به ولوهای باترفلای با عملکرد بالا (High Performance) و ولوهای سه جهت باترفلای (Triple Offset) اشاره میشود. این ولوها معمولاً قابلیت جایگزینی با انواع دیگر کنترل ولوها را دارند و علاوه بر عملکرد اساسی مشابه، اغلب دارای ویژگیهای ایمنی بیشتر و عملکرد بهتر هستند.
3. ولو کنترل با توپ V-Port یا سگمنت (V-Port or Segment Ball Valve):
این نوع ولو برای کنترل با توپ (Ball Control Valve) رایج است. ولوهای توپ به دلیل هزینه کم، مقاومت بالا و عملکرد بستهسازی عالی، در صنایع مختلف برای سیستمهای سیال استفاده میشوند. با این حال، در برخی از کاربردها که نیاز به کنترل دقیق و حساسیت بالا دارند، این ولوها ممکن است بهینه نباشند.
4. کنترل ولو نوع اسنتریک پلاگ (Eccentric Plug Control Valve):
ولوهای کنترلی اسنتریک پلاگ دارای طراحی ساختاری منحصر به فردی هستند که با ترکیبی از مقاومت، فشردگی و عمر دراز استم ولو گلاب، سادگی و قابلیت اعتماد را به ارمغان میآورند.
5. ولو کنترل با توپ تریم کاهش یافته (Reduced Trim Full Ball Valve):
این نوع ولو دارای پنجرهای مثلثی در یک طرف بال توپ است. کنترل ولو با تریم کاهش یافته (Reduced Trim Full Ball Valve) در انتخاب و ابعادبندی اولیه معمولاً استفاده نمیشود. در بیشتر موارد، این ولو زمانی استفاده میشود که پس از راهاندازی کارخانه یا هر صنعت دیگر، متوجه شود که کنترل ولو توپ انتخاب شده بزرگتر از نیاز فرآیند است و ظرفیت آن بیشتر از حد مورد نیاز است. در این صورت، اگر قادر به تغییر لولهکشی برای سازگاری با ولوی کوچکتر و کاهندههای لولهکشی لازم نباشد، ولوی کنترل با تریم کاهش یافته بهترین گزینه است.
بیشتر پنجرههای مسیر جریان ولوهای کنترل با تریم کاهش یافته به شکل مثلثی یا V هستند تا به حد ممکن به خصوصیات جریان ذاتی EQ% نزدیک شوند. عرض وسیع پنجره تعیینکننده ظرفیت جریان حداکثر کنترل ولو است.
قطعات مورد استفاده در ولوهای کنترل
ولوهای کنترل دارای دو نوع اصلی هستند: حرکت خطی و حرکت چرخشی. ولوهای کنترل با حرکت چرخشی به صورت یک چرخش یک چهارم دور عمل میکنند و ولوهای کنترل با حرکت خطی به صورت یک حرکت لغزشی عمل میکنند. بنابراین، ما این دو نوع را تفکیک میکنیم و هر قطعه مورد استفاده در ولوهای کنترل را لیست میکنیم.
ولو کنترل با حرکت خطی (نوع گلوب):
در زیر، یک نمای مقطعی از ولوی کنترل نوع گلوب را مشاهده میکنید که بطور واضح قطعات اصلی را نشان میدهد. ولوهای کنترل نوع گلوب همچنین میتوانند به عنوان ولوهای گلوب لغزشی نامیده شوند.
1. بدنه ولو (Valve Body):
بدنه ولو قسمت اصلی ولو است که مسیری برای حمل فشار سیال و کنترل پارامترهای متغیر فراهم میکند.
2. بونت (Bonnet):
بونت بخشی از ولو است که فشار را تحمل میکند و با کف و بدنه ولو با استفاده از بسته بندی در بسته شده است. به عنوان یک ولوی کنترل نوع گلوب، بونت به بدنه ولو برچسب خورده است تا تجمیع داخلی ولو را آسان کند. این نوع بونت همچنین به عنوان طراحی بونت پیچ و مهره شده شناخته میشود، در مقابل بونت یکپارچه بدنه اکثر ولوهای چرخشی.
3. تریم (Trim):
تریم ولو به طور کلی شامل استم، پلاگ و سیت است.
– استم برای اتصال اکچویتور به پلاگ استفاده میشود.
– پلاگ عنصر قابل حرکت است که در مسیر جریان قرار میگیرد تا جریان ماده را از طریق ولو کنترل کند.
– سیت به بدنه ولو متصل است و همراه با پلاگ مسیر سیال را تشکیل میدهد و به پلاگ سطح تماسی برای بستن جریان فراهم میکند.
ولوی کنترل با حرکت چرخشی (نوع باترفلای و نوع توپ):
ولوهای کنترل با حرکت چرخشی همچنین به عنوان ولوهای کنترل ربع گرد نیز شناخته میشوند، و تعریف هر قطعه مشابه ولوهای کنترل با حرکت خطی است. تنها نام بونت متفاوت است. بونت تقریباً در تمام ولوهای چرخشی به عنوان بخشی از بدنه ولو به صورت یکپارچه است و معمولاً به عنوان “بونت یکپارچه” شناخته میشود. در عوض، بونت در ولوهای گلوب به بدنه ولو بسته شده است.
بخشی که اکچویتور را به عنصر بسته ربط میدهد، توسط برخی تولیدکنندگان به عنوان استم و توسط دیگران به عنوان شافت نامیده میشود.
عنصر بستهکننده ولوی باترفلای به عنوان دیسک شناخته میشود، در حالی که در ولوهای توپی به عنوان توپ نامیده میشود.
اینها قطعات اصلی ولوهای کنترل برای هر دو نوع حرکت خطی و حرکت چرخشی هستند. با توجه به طراحی و نیازهای کاربردی خاص، ممکن است قطعات اضافی و یا تغییرات در اصطلاحات مورد استفاده توسط تولیدکنندگان مختلف وجود داشته باشد.
سایزنیگ شیرهای کنترلی
طراحی شیرهای کنترلی بر اساس ضریب جریان ولو (Cv) انجام می شود. همان طور که می دانید ضریب ولو (Cv) عبارت است از یک گالن آمریکایی در دقیقه در دمای 60 درجه فارنهایت (شرایط استانداردی ISA) از شیر کنترل عبور نماید، یک پوند در دو سر ولو اختلاف فشار ایجاد نماید. به کمک رابطه زیر می توان ضریب ولو (Valve coefficient) را به سهولت محاسبه کرد.
C v = Q (S.G. / ΔP) 1/2
پس از انجام محاسبات شیر و پیدا کردن ضریب ولو در بیشینه مقدار (Calculated C v) را حدودا در 1.2 ضرب کرده و به میزان ضریب ولو (Selected C v) جهت انتخاب و طراحی خواهیم رسید.
Selected C v = 1.2 x Calculated C v
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 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.