چک ولو یا شیر برگشتی چیست؟

چک ولو یا شیر برگشتی چیست؟ چه کاربردی در صنایع دارد؟ و چگونه عمل می کند؟

چک ولوها احتمالا اولین شیری است، که درست شناخته نشده است. اگر شما نام این شیر را پیش اکثر کارکنان کارخانه ها ببرید، اکثراً جواب میدهند که این شیر کار نمیکند! بنابراین پرسنل ممکن است لوله کشی تجهیزات را به منظور خارج کردن چک ولو مجددا انجام دهند.

به عبارت دیگر این ولوها یکی از غیرمحبوب ترین شیرها در صنعت امروز است. این عدم محبوبیت به دلیل عدم شناخت درست این شیر است.

در این مقاله به بررسی:

  • اصول اولیه چک ولوها
  • چگونگی کار کردن آنها
  • انواع آنها
  • چگونگی انتخاب و نصب
  • چگونگی حل مشکلات آنها و در نهایت اینکه همیشه آنها علت مشکل نیستند؛ میپردازیم.

چک ولو چیست؟

اگر بخواهیم چک ولوها را به سادگی تعریف کنیم:

چک ولو تنها اجازه عبور جریان در یک جهت را می دهد و به صورت اتوماتیک در زمانهایی که مایع در لوله در جهت عکس حرکت می کند از بازگشت جریان جلوگیری می کند (جریان معکوس) .

چک ولوها در طبقه بندی شیرهای self-automated قرار می گیرند و برای قطع و وصل شدن نیاز به نیروی کمکی ندارند.

بر خلاف شیرهای دیگر این مدل شیرها حتی اگر هوا ، برق ، یا سایر تجهیزات انسانی از چرخه کار خارج شوند به کارشان ادامه می دهند.

چک ولوها را در همه جا میتوان یافت، حتی در خانه ها!

اگر شما یک پمپ مخزن در زیرزمین داشته باشید، به احتمال زیاد یک چک ولو در مسیر خط تخلیه این پمپ قرار داده شده است.

چک ولوها تقریبا در هر صنعتی که پمپ در آنها به کار برده شوند یافت می شود.

طراحی های متنوعی برای چک ولوها وجود دارد، که بین قدیمی ترین و متداول ترین آنها در نوسان است.

مانند شیرهای دیگر، چک ولوها برای مواد گوناگونی استفاده می شوند: مایعات، هوا، گازها، بخار و یا موارد دیگر به کار برد.

کاربردهای چک ولوها

کاربردهای چک ولوها در صنایع عبارتند از:

  • تخلیه کمپرسورها و پمپ ها
  • خطوط اصلی
  • شکننده های خلا
  • خطوط بخار
  • خطوط چگالیده
  • پمپ های تغذیه شیمیایی
  • برج های خنک کننده
  • رک های بارگیری
  • خطوط خنک کننده نیتروژن
  • دیگهای بخار
  • سیستم های HVAC
  • تاسیسات
  • پمپ های فشار
  • پمپ های معلق
  • ایستگاه های شستشو
  • و خطوط تزریق

چک ولوها چگونه کار می کنند؟

چک ولوها به جریان حساس هستند و برای باز و بسته شدن به جریان در لوله وابسته هستند.

دیسک داخلی، اجازه عبور جریان به سمت جلو را زمانی که شیر باز است را میدهند. اگر جریان رو به جلو کاهش یابد و یا برعکس شود، دیسک شروع به بسته شدن می کند، که وابسته به طراحی است.

ساختار این شیرها معمولا خیلی ساده است. عمدتاً شامل بدنه، سیت، دیسک و کاور میشوند. بسته به نوع طراحی ممکن است شامل دنباله، پین محوری، دیسک بازویی، فنر، توپی، الاستمور و یاطاقان نیز باشند.

آب بندی داخلی دیسک چک ولو و سیت به جریان فشار برگشتی به عنوان نیروی مخالف برای قطع و وصل شیر متکی است. به همین دلیل، نرخ نشتی سیت مجاز برای چک ولوها بیشتر از شیرهای on/off است.

سطوح آب بندی مواد داخلی به طور کلی امکان نشت در الاستومر، مانند  Buna-N و Viton

کدام چک ولوی مناسب است؟

صرف نظر از نوع یا سبک شیر، کم دردسرترین و طولانی ترین عمر بدون نیاز به سرویس زیاد از انتخاب مناسب سایز چک ولو ناشی میشود.

اگر چک ولوها به درستی انتخاب شوند، دیسک به درستی در موقعیت باز یا استاپ  و یا کاملا بسته قرار میگیرد. در این شرایط هیچ گونه لرزشی در دیسک رخ نمی دهد.

متاسفانه اکثر چک ولوها، مشابه روش انتخاب ولوهای on/off انتخاب می شوند.

بر خلاف شیرهای on/off شرایط جریان مشخص کننده عملکرد داخلی چک ولوهاست زیرا دیسک داخلی همیشه تحت جریان است.

همانگونه که قبلا گفته شد، برخلاف ولوهای on/off،داخل  چک ولوها به جریان حساس هستند.

اگر جریان کافی نباشد، دیسک در داخل ولو حرکت میکند، بنابراین دیسک همیشه در مسیر جریان است.

این نتیجه باعث سایش، پتانسیل شکست و افت فشار بالاتر میشود.

به طور کلی، افت فشار زمانی که شیر کاملا باز است، مشابه شیر on/off محاسبه میشود.

با این حال اگر جریان به اندازه ای نباشد که شیر به طور کامل باز شود و چک ولو تا حدی باز شود، افت فشار بیشتر خواهد شد. نهایتا در این شرایط دیسک به طور کامل می چرخد و عملکرد شیر تغییر می کند.

چنین عملکری در برخی از شیرهای دیگر وجود ندارد. برای مثال در گیت ولوها، اگر ولو به طور کامل باز شود، گوی کاملا از مسیر جریان خارج میشود و عملکرد گوی از اینکه جریان کم، متوسط یا زیاد است تاثیر نمی پذیرد.

انواع چک ولوها

مدل های مختلفی از چک ولوها تاکنون طراحی و استفاده شده اند.

بعضی از محبوب ترین این مدلها عبارتند از:

  • توپی
  • دو طرفه یا دو دریچه ای
  • فنر در خط یا سر ورودی و خروجی ولو،
  • پیستونی و …

نام برد.

هر کدام از این مدل ها برای همه کاربردها مناسب نیست و هر کدام مزایای خود را دارند.

انتخاب شیر مناسب

در میان فاکتورهای بسیاری که در هنگام انتخاب یک ولو باید در نظر گرفت

  • سازگاری متریال شیر با فرآیند
  • رتبه بندی شیرANSI
  • اندازه خط
  • کاربرد داده ها ( جریان، طراحی/شرایط عملیاتی)
  • نصب (افقی، عمودی، بالا یا پایین)
  • اتصالات پایانی
  • ابعاد

به خصوص در هنگام جایگرین کردن ولو، برای جلوگیری از نشتی در لوله و تجهیزات ویژه باید در انتخاب ولو دقت بیشتری داشت.

 

  • منبع سایت

https://www.waterworld.com

 

گلاب ولو Globe Valve

گلاب ولو Globe Valve ساختار متفاوتی نسبت به بال ولوها دارند.‌ گلاب ولوها معمولا برای تنظیم جریان در خط لوله استفاده می شوند.

ساختار این شیرها معمولا شامل دیسکی متحرک و یک سیت (محل نصب) ایستاده و یک بدنه کروی شکل است.

به دلیل بدنه کروی شکل با دو قسمت بدنه که با یک بافل داخلی از هم جدا شده اند این ولوها را گلاب ولو نام گذاری کرده اند.

پلاگ در این مدل ولوها به دیسک معروف هستند.

در گلاب ولو پلاگ به دنباله (میله) وصل می شود و با یک حرکت پیچی شکل به صورت دستی کار می کند.

‌در گلاب ولوهای اتوماتیک از میله ی روان برای ولو استفاده می شود و با یک متحرک به طور اتوماتیک باز و بسته می شود.

در گذشته گلاب ولوها دارای بدنه کروی شکل بودند اما در نمونه های جدید بدنه شکل کروی ندارد.

اگرچه گلاب ولوها هنوز برای ولوهایی که مکانیسم های داخلی یکسانی دارند استفاده می شود.

در پمپ ها، ولوهایی که مکانیسم داخلی یکسانی دارند، به استاپ ولو معروف هستند. ممکن است ساختار داخلی در این مدل ولوها کروی شکل نباشند.

اصطلاح استاپ ولوها برای ولوهایی به کار می رود که جریان را قطع میکنند حتی اگر طراحی یا مکانیسم دیگری داشته باشند.

بدنه شیر

بدنه ولو، شامل ساختار اصلی برای وارد شدن فشار است و به راحتی قابل شناسایی است.

‌بدنه شامل تمام قسمت های داخلی شیر است که در تماس با سیال یا گاز تحت کنترل شیر است.

گلاب ولوها معمولا دارای دو پورت خروجی و ورودی هستند. اگرچه ولوهایی با سه پورت برای پیکربندی مستقیم جریان نیز تولید شده اند.

پورت های بر روی بدنه برای وارد یا خارج شدن جریان به کار می روند.

ولوهای با دو پورت ممکن است دو پورت مقابل هم باشند و یا اینکه در هر قسمتی از بدنه ممکن است قرار گیرند.

به طور مثال در حالت دو دریچه ای با یک دیگر زاویه ۹۰ درجه بسازند.

همانگونه که در شکل زیر مشاهده می کنید ورودی با خروجی زاویه ۹۰ درجه درست می کند. از این مدل برای خط های تخلیه استفاده می شود.

گلاب ولو Globe Valve

اگر دریچه ها با هم زاویه ۹۰ درجه بسازند، به گلاب ولو زاویه ای شناخته می شوند.

گلاب ولوها عموما برای مایعات خورنده یا با ویسکوزیته بالا که در دمای اتاق به شکل جامد هستند، استفاده میشوند.

این کاربرد به دلیل این است که ولوها به شکل مستقیم طراحی شده اند. بنابراین خروجی پایپ با ورودی آن در یک راستا قرار دارند و سیال شانس خوبی برای نگه داری در لوله های افقی دارد.

در مورد ولوهای زاویه دار، لوله خروجی به سمت پایین هدایت میشوند.

این طراحی به سیال امکان تخیله شدن میدهد. این طراحی مانع از خوردگی یا گرفتگی اجزای شیر در یک بازه زمانی می شود.

گلاب ولو همچنین می تواند به شکل “Y” نیز طراحی میشود.

کلاهک

کلاهک مانع نشتی در بدنه ولو می شود. میله ولو از طریق یک حفره به کلاهک وصل میشود.

گلاب ولو ممکن است به صورت دسته پیچی یا اتصالات مهره ای طراحی شده باشد.

دسته پیچی، بادوام، مقاوم در برابر فشارهای بالا است.

اتصالات مهره ای برای کاربردهایی که نیاز به تعمیر و یا تمیز کردن مداوم دارند انتخاب مناسب تری هستند.

کلاهک پیچی برای کاربردهایی با فشارهای زیاد استفاده می شوند.

کلاهک همچنین دارای یک لایه رویی است، یک ماده پوشاننده که محکم بین کلاهک و دنباله ولو قرار می گیرد.

پلاگ یا دیسک

دیسک به میله ولو متصل می شود و به سمت بالا و پایین حرکت می کند. پلاگ یا دیسک ها به صورت متقارن یا نامتقارن ساخته میشوند.

دیسک های نامتقارن به صورت جامد و سخت و برای ولوهایی با اندازه کوچکتر و برای فشارهای کمتر استفاده میشوند.

طراحی این مدل ولو بسیار ساده است در نتیجه قیمت این مدل ولوها اقتصادی و مقرون به صرفه تر است.

معایب این مدل طراحی، اندازه محدود ولو است. اگز ولوهایی با دیسک های نامتقارن خیلی بزرگ طراحی کنیم، برای نصب و نگه داری نیاز به یک نیروی تقریبا غیرعملی داریم.

 

دیسک های متقارن دارای حفره هایی بر روی پلاگ است.

مزایای این مدل عبارتند از قطع آسان چریان. همچنین پلاگ نیازی به نیروی استاتیک ندارد .

با این وجود در این روش نشتی دومی بین پلاگ و قفسه (cage) ایجاد می شود و هزینه این مدل طراحی بالاتر است.

میله

میله به عنوان یک کانکتور از محرک داخل ولو و انتقال نیروی اعمال شده به کار می رود.

یک دنباله هموار از یک طرف به دیسک و از طرف دیگر به یک محرک متصل شده است.

میله نه تنها در زمان بسته شدن شیر فشار بالایی را تحمل می کند بلکه در زمان باز شدن نیز کشش بالایی پیدا میکند.

برای اطمینان از بسته شدن کامل شیر، میله باید کاملا صاف و تا آخر پایین باشد.

میله ممکن است برای جلوگیری از نشتی دارای یک پوشش محافظ نیز باشد.

قفسه

قفسه بخشی از شیر است که پلاگ یا دیسک را احاطه کرده است و در داخل بدنه‌ شیر قرار دارد.

عموما قفسه یکی از بزرگترین عوامل تعیین کننده جریان مایع عبوری از دریچه ولو است. وقتی که پلاگ به سمت قسمت دهانه قفسه حرکت میکند، فضای قفسه افزایش می یابد و شدت جریان زیاد می شود و بالعکس.

طراحی و طرح بندی دهانه تاثیر زیادی بر جریان مواد مختلف دارد. قفسه همچنین برای هدایت خوب پلاگ بر روی سیت برای قطع و وصل خوب ولو نیز به کار می رود.

سیت

حلقه سیت یک رویه قطع قابل تعویض، یکنواخت و پایدار را فراهم می کند. سیت معمولا پیچی یا گشتاوری است.

کاربردهای گلاب ولوها

  • انتقال جریان سیال
  • قطع و وصل جریان سیال
  • کنترل جریان سیال

از گلاب ولوها در صنایع شیمیایی و پتروشیمی و پالایشگاه و صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود.

 

پلاگ ولو، عملکرد، کاربرد، مزایا و معایب

در ادامه به بررسی پلاگ ولو، عملکرد، کاربرد، مزایا و معایب میپردازیم.

پلاگ ولو یک شیر صنعتی با چهار جهت امکان قرار گیری دسته شیر (چهار وضعیت) است. در این مدل ولو از یک سوپاپ یا سیلندر برای متوقف کردن جریان سیال استفاده می شود.

در طراحی این شیر عموما یک پورت ورودی و یک پورت خروجی داریم؛ اما مدل هایی با بیشتر از دو پورت نیز در بازار موجود است.

عموما این ولوها با دو پورت ورودی و برای قطع و وصل جریان سیال به کار میروند. مدل هایی با سه پورت ورودی نیز ساخته شده اند که در این حالت برای ترکیب یا منحرف کردن جریان به کار می روند.

عملکرد پلاگ ولوها مشابه بال ولوهاست.

انواع پلاگ ولوها

پلاگ ولوها در مدل های خشک و روغنی و با چندین خروجی متفاوت در دسترس هستند.پورت ها در پلاگین های مخروطی به طور کلی مستطیلی شکل هستند، اما در مدل های دایره ای و الماسی شکل نیز موجود هستند.

پلاگ این مدل ولوها به شکل سیلندر نیز قابل سفارش است. وقتی از پلاگ های سیلندری شکل استفاده می کنیم، می توان از برابر یا بزرگتر بودن اندازه ی پورت ولو با مساحت لوله مطمئن بود.

پلاگ ولوهای روغنی یک حفره در وسط محورشان تعبیه شده است. این حفره از پایین بسته شده است و با پیچ و مهره به بالا فیت شده است.

پلاگ ولوهای روغنی باعث عملکرد قابل انعطاف ولو و تعمیر و تعویض ساده ولو می شوند.

پورت های مستطیلی پلاگها متداولترین شکل برای این مدل ولوها هستند.

این شیرها به دو دسته اصلی   lubricated  روغنی و non-lubricated خشک تقسیم بندی می شوند.

شیر سماوری Lubricated

شیر سماوری روغنی با نوع خشک آن به این دلیل متفاوت است که در این مدل یک سیستم روغن کاری امکان تعمیر محل قرار گیری شیر را بدون نیاز به جدا کردن شیر فراهم می کند.

این ویژگی باعث افزایش عمر ولو سماوری می شود.

از دیگر دلایل مفید بودن این شیرها برای کاربردهای صنعتی به کاهش نشت پلاگین کمک کرده و گشتاور عملیاتی را نیز کاهش می دهد.

بهترین ویژگی ها برای استفاده بهینه از این ولوها عبارتند از:

  • سایز

۱/۲” to 24”

  • فشار

۱۵۰ to 2500 psi

  • متریال استنلس استیل

شیر سماوری Non-lubricated

‌این مدل شیرها عموما برای خطوط با فشارهای کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.‌ این مدل در مقایسه با مدل روغنی به دلیل سایش در برابر گرد و غبار و سایر ضایعات سریع تر از بین می رود .

این مدل اغلب برای استفاده در شرایطی که نیاز به نگهداری کمتری دارند استفاده می شود.

در انتخاب این شیرها باید دقت داشت که رنج فشار قابل تحمل در این شیر کمتر است.

  • فشار پیشنهادی سیال

۱۵۰ to 600 psi

  • متریال استنلس استیل
  • سایز

۱/۲” to 24”

 

کاربردهای متداول پلاگ ولوها

از شیر سماوری برای کاربردهای بسیار استفاده می شود و عملکرد خیلی خوبی برای کاربردهایی که سیال مایع است دارند.

  • بعضی از کاربردهای این مدل ولوها عبارتند از:
  • کاربردهای که شامل گاز و هوا و بخار
  • سیستم های لوله کشی نفت و گاز
  • فشارهای خلا بالا
  • قطع و وصل کردن جریان مایع
  • انحراف مسیر جریان در مدل های با چند پورت ورودی

مزایا و معایب پلاگین ولوها

مزایا

  • چرخش سریع دسته و قطع و وصل شدن سریع
  • حداقل مقاومت در برابر عبور جریال سیال
  • دریچه ی ورودی کوچکتر نسبت به سایر ولوها
  • طراحی بسیار ساده و قطعات کمتر
  • امکان تمیز کردن آسان شیر بدون نیاز به جدا  کردن بدنه اصلی شیر از لوله
  • ارائه دهنده خدمات ایمن قابل اطمینان
  • امکان باز و بسته شدن آسان شیر

معایب

  • به دلیل اصطکاک بالا به نیروی زیادی برای چرخش پلاگین، در این مدل ولوها نیاز است.
  • با وجود اینکه طراحی مشابه با بال ولوها دارند، هزینه بالاتری دارند.
  • پورت های کاهش یافته به دلیل استفاده از پلاگین مخروطی

شیر سماوری یکی از چهار حالت زیر را می تواند داشته باشد

شیر در حال باز شدن

در این حالت شیر از موقعیت بسته به موقعیت باز شدن در حال تغییر وضعیت است.

شیر سماوری پلاگ ولو

شیر باز

در این حالت شیر کاملا باز است و امکان عبور سیال از تمام فضای دریچه وجود دارد.

 

شیر سماوری

شیر در حال بسته شدن

در این حالت شیر کاملا هنوز بسته نشده است ، پلاگین در حال چرخیدن است. پلاگین در حال چرخیدن است تا شیر در حالت بسته قرار گیرد. در حین چرخش هیچگونه تماسی بین بدنه و پلاگین نیست.

شیر سماوری پلاگ ولو

شیر تقریبا‌ بسته‌

هنگامی که پلاگین ۹۰ درجه می چرخد، شیر تقریبا‌ بسته‌ می شود و مسیر عبور سیال از شیر تقریبا مسدود می شود.

شیر سماوری پلاگ ولو

 

شیر فشار شکن

شیر فشار شکن (P.R.V) به صورت اتوماتیک فشار زیاد و متغیر در ورودی را به فشار کم و ثابت در خروجی تبدیل می‌کند.

اگر در یک سیستم بعد از شیر فشارشکن آب مصرف نشود، برای جلوگیری از انباشته شدن فشار استاتیک، شیر فشارشکن اتوماتیک جریان را قطع می‌کند.

از مزایای استفاده از شیرهای فشار شکن می‌توانیم موارد زیر را نام ببریم:

  • سهولت بهره برداری از شبکه و خطوط انتقال
  • حذف هزینه های بالای ساخت مخازن
  • جلوگیری از هدر رفت سیال در سیستم ها

فاکتورهای مهم در انتخاب شیر فشارشکن

در انتخاب یک شیر اولین نکته‌ای را که باید در نظر بگیرید، محل نصب شیر و نوع سیال عبوری از آن است.

برای بارهای کوچکی که دقت بالایی مورد نیاز نیست، بهترین انتخاب شیر فشارشکن با عملکرد مستقیم است.

برای کاربردهای حساس و بزرگتر، بهتر است از شیر فشارشکن بایلوت دار استفاده شود.

چگونگی اندازه گذاری در شیرها

اندازه گذاری در شیرهای تقلیل فشار سیال به راحتی و با دانستن میزان گذر سیال عبوری و فشار ورودی و خروجی شیر بر اساس جداول موجود انجام می‌شود.

انتخاب شیر با سایز بزرگتر از حد لازم برای شیر علاوه بر افزایش هزینه خرید، باعث فرسودگی سریعتر شیر خواهد شد.

عملکرد شیر

در بارهای کم شیر باید در حالت نزدیک به بسته کار کند.

به علت ایجاد فاصله کوچک بین قسمت پلاگ و سیت شیر، سرعت در این قسمت زیاد شده و باعث خورده و نازک شدن قسمت‌های داخلی خواهد شد.

همچنین حرکت‌های بسیار کوچک در شیر باعث تغییرات زیاد در میزان سیال عبوری میشود و نهایتا باعث تغییرات فشار در خروجی خواهد شد.

معایب شیر فشار شکن

مشکل عمده شیرهای فشارشکن ورود اجسام خارجی به طور مثال در سیستم بخار ورود بخار مرطوب می باشد.

برای جلوگیری از این مشکل حتما باید از صافی (سپرتور در سیستم بخار) قبل از شیر فشارشکن استفاده شود.

صافی نصب شده در شیر فشارشکن را باید به صورت دوره‌ای تمیز و سرویس کرد.

اگر تجهیزات نصب شده در خروجی شیرهای فشار شکن قابلیت تحمل فشار ورودی به شیر را نداشته باشند باید از شیرهای اطمینان (safety valve) استفاده نمود تا از دستگاه محافظت کند.

مقاله انواع شیرهای صنعتی

شیرهای تقلیل فشار با عملکرد مستقیم (Direct acting Pressure Reducing Valve)

ساده‌ترین مدل شیرهای کاهنده فشار، مدل با عملکرد مستقیم است که در زیر عکس آن را مشاهده می‌فرمائید.

فشار سیال خروجی از شیر (فشار کاسته شده) بر قسمت زیرین دیافراگم A اعمال نیرو کرده. در مقابل فنر B نیروی رو به پایین را در خلاف جهت اعمال می‌نماید.

 

photo_2017-10-04_12-17-42

شیرهای تقلیل فشار از نوع پایلوت دار  (Pilot Operated Pressure Reducing Valve)

در مدل پایلوت دار فشار خروجی شیر یا فشار تقلیل‌ یافته‌ از طریق لوله باریک F به قسمت زیرین دیافراگم کمکی C اعمال نیرو می‌کند تا نیروی رو به پایین فنر تنظیم B متعادل می‌شود.

کاهش فشار در خروجی

با کاهش فشار در خروجی شیر، نیروی فنر بر نیروی دیافراگمی کمکی غلبه کرده و شیر راهنمای E را کمی بازتر می‌کند.

در نتیجه به بخار اجازه می‌دهد تا از طریق لوله D به قسمت زیرین دیافراگم K منتقل گردد که متعاقبا باعث خواهد شد تا شیراصلی H در مقابل فنر مربوط به G باز شده و اجازه عبور مقدار بیشتری از سیال را می‌دهد.

با این فرآیند فشار نهایتاً به مقدار از پیش تعیین شده باز می گردد.

بالعکس، هر گونه افزایش فشار باعث بسته شدن شیر راهنما شده و منجر به تخلیه سیال زیر دیافراگم اصلی K از طریق لوله باریک L  و روزنه J خواهد شد و در نتیجه فنر برگرداننده G، شیر اصلی را خواهد بست تا فشار جریان اصلی بیشتر کاهش یابد.

جریان ثابت

در صورت ثابت بودن جریان و میزان بار، شیر هدایتگر (Pilot) و شیر اصلی در موقعیت ثابتی قرار خواهند گرفت تا فشار ثابتی را در خروجی فراهم نمایند.

هرگونه تغییر فشار یا بار در خروجی به سرعت توسط دیافراگم راهنما احساس خواهد شد تا شیر اصلی را باز یا‌ بسته‌ کند.

میزان فشار مطلوب در خروجی شیر بوسیله پیچ A تنظیم میشود که در واقع میزان نیروی فشاری فنر B را تغییر میدهد.

مزیت شیرهای پایلوت دار

شیرهای پایلوت دار مزیت های بیشتری نسبت به شیرهای فشارشکن مستقیم دارند، این مزیتها عبارتند از:

  1. به منظور تغییر وضعیت شیر اصلی، فقط جریان بسیار کوچکی از بخار لازم است
  2. با تغییرات بسیار کم فشار می توان تغییرات بزرگی در میزان جریان ایجاد کرد.
  3. حساسیت بالای

خروجی ها در شیرها

از طرف دیگر، خروجی این شیرها مستقل از تغییرات فشار بالا دست جریان است.

بدین صورت که اگرچه در اثر ازدیاد فشار بالادست، نیروی عمودی وارد بر شیر بیشتر می شود،

اما از طرف مقابل همین نیرو از طریق لوله Dبه زیر دیافراگم اصلی نیز وارد می گردد.

نهایتا با هم خنثی‌ شده‌ و در نتیجه شیری خواهیم داشت که کنترل دقیق فشار را مستقل از فشار ورودی تامین خواهد کرد.

 

نکته جالب این است که در صورت عدم مصرف بخار در مصرف‌کننده‌ها فشار بخار خروجی از این شیرها همچنان به اندازه مورد نظر کاسته می‌شود.

photo_2017-10-04_12-17-49

 

شیرهای تقلیل فشار از نوع پنوماتیکی (Pneumatic Pressure Reducing Valve)

این مدل شیر همراه با تجهیزات جانبی مانند اکچوئیترها، پوزیشنر و کنترلر می‌توانند عملکرد با دقتی در سیستم داشته باشند.

میزان فشار جریان شیر بوسیله سنسور مخصوص حس‌ شده‌ و به کنترلر ارسال می‌گردد.

کنترلر این عدد با میزان از پیش تعریف‌ شده‌ مقایسه کرده و به کمک پوزیشنر سیگنال نیوماتیکی لازم برای باز یا‌ بسته‌ شدن شیر را به اکچوایتور شیر ارسال می‌نماید.

شیر سوزنی

در انواع متنوعی از فرایندهای صنعتی که با جریان سیال های مختلف سرکار داریم موضوع کنترل سیال و جریان آن مطرح می شود که یکی از پرکاربردترین انواع تجهیزات می توان شیر سوزنی٬ نیدل ولو را نام برد که در این مقاله قصد داریم به بررسی تفصیلی این محصول بپردازیم.

مانند بسیاری از شیرها وظیفه شیرهای سوزنی یا نیدل ولو ها ایمن کردن و افزایش بازدهی عملکرد سیستم های صنعتی است.

وظیفه اصلی شیرهای سوزنی کنترل جریان سیال در لوله ها است.

عملکرد نیدل ولو مشابه گلاب ولو است و برای قطع و وصل جریان مایع در لوله به کار می رود. اگرچه عملکرد و کاربرد این دو مدل شیر یکسان است، اما طراحی متفاوتی دارند.

در طراحی گلاب ولوها یک دیسک در نظر گرفته شده است. این در حالی است که در نیدل ولوها یک سوزن بلند و نازک در انتهای شفت ولو قرار گرفته است. این سوزن را اغلب به عنوان پیستون شیر سوزنی می شناسند.

شیر سوزنی چیست

شیر سوزنی چیست؟

شیر سوزنی شامل یک اهرم یا فلکه کوچک بر روی پیستون برای کنترل موقعیت پیستون می شود. به دلیل طراحی دقیق و منحصر به فرد نیدل ولوها در بین شیر صنعتی کنترل مقدار سیال عبوری از شیر با دقت و صحت بالا امکان پذیر است.

شکل ۱: اجزای داخلی شیر سوزنی

انواع شیر سوزنی

نیدل ولوها به دو دسته اصلی دستی و اتوماتیک تقسیم می شوند. که در ادامه به معرفی هر دو آنها می پردازیم.

نیدل ولوهای دستی

در نیدل ولوهای دستی از اهرم یا فلکه برای کنترل فاصله بین سوپاپ استفاده می شود. وقتی که فلکه در یک جهت می چرخد، پیستون بالا می رود و ولو باز شده و جریان مایع می تواند از ولو عبور کند. وقتی که فلکه در جهت عکس بچرخد، پیستون به سمت پایین می رود و مسیر عبور جریان مسدود می شود.

نیدل ولوهای تمام اتوماتیک

نیدل ولوهای تمام اتوماتیک به یک موتور هیدرولیک یا به یک اکچوئیتر هوا وصل می شوند. اکچوئیتر یا موتور هیدرولیک شیر را به صورت اتوماتیک باز و بسته می کند. موتور یا اکچوئیتر موقعیت پیستون را با توجه به تایمرها یا داده های خارجی که به آنها وارد می شود، تنظیم می کند.

کنترل دقیق جریان عبوری سیال از شیر با هر دو مدل دستی و تمام اتوماتیک امکان پذیر است.

بنابراین نیدل ولوها را می توان برای تنظیم بهتر عبور جریان مایع در سیستم به کار برد.

 

needle-valve
شکل۲: نمونه‌های متفاوتی از شیرهای سوزنی با بدنه فورج یکپارچه

کاربرد نیدل ولو

کاربرد اصلی نیدل ولو کنترل جریان و محافظت گیج از خطرات ناشی از افزایش ناگهانی فشار مایعات و گازها در داخل لوله ها می باشد.

شیر سوزنی ایده آل ترین انتخاب برای سیستم هایی است که متریال آنها ویسکوزیته و غلظت کمتری دارند٬ می باشد.

عموما شیرهای سوزنی در حالت های زیر به کار می روند:

  • سیستم های هیدرولیک با فشار کاری پایین
  • فرآیندهای شیمیایی و سرویس های مایع و گاز
  • کنترل و یا کاهش جریان
  • تنظیم دقیق جریان سیال
  • در مواردی که میخواهیم سرعت جریان عبور مایع از لوله خیلی کم باشد.

چرا شیر سوزنی کاربرد زیادی دارد؟

نیدل ولوها به دلیل ویژگی هایی که دارند کاربردهای فراوانی را در صنایع غذایی دارویی آزمایشگاهی و… دارند و از طرفی برای نصب همراه با منیفولدها و شیرهای گیج بسیار پرمصرف هستند.در ادامه لیستی از مهمترین ویژگی هایی که نیدل ولوها را پر طرفدار کرده آورده ایم:

  • کنترل دقیق
  • دقت بالا
  • سهولت در نگهداری
  • باز و بسته شدن آسان

نیدل ولوها برای سیستمهای وکیوم (خلا) در مواردی که کنترل دقیق جریان گاز در فشارهای پایین نیاز است نیز انتخاب هوشمندانه ای هستند .

با توجه به نوع متریالی که در ساخت شیر به کار می رود، می توان از این شیرها برای سیستم هایی با دمای بالا و یا اکسیژنی استفاده کرد.

متریال شیرها

متریال به کار رفته در ساخت شیر سوزنی

  • استنلس استیل
  • استیل برنج
  • برنج
  • برنز
  • یا آلیاژ فلز

بنابراین در انتخاب متریال شیر باید توجه داشت که فرآیند با متریال انتخابی سازگار باشد.

در یک سیستم صنعتی اگر تجهیزات به درستی انتخاب شوند، عمر مفید سیستم و تجهیزات افزایش می یابد.

 

با توجه به نوع عملکرد شیرهای سوزنی، این مدل شیرها بهترین انتخاب برای کنترل جریان سیال عبوری هستند.

allkind-of-needle-valve

نمونه‌هایی از شیر سوزنی مورد استفاده در حوزه ابزار دقیق

فاکتورهای مهم در خرید شیر سوزنی

در انتخاب و خرید شیر سوزنی یا نیدل ولو باید چند مورد را مورد بررسی قرار بدیم :

  • سایز اتصال یا سایز کانکشن
  • متریال شیر سوزنی ( برنجی یا تمام استیل ….)
  • متریال آب بندی 
  • بیشترین فشار کاری
  • عملگر نیدل ولو
  • نوع اتصال
  • کیفیت متریال 

شیر سوزنی تابلویی (پنلی)

در صنعت یک مدل شیر سوزنی طراحی شده است که با افزایش طول کوچکی که در طول ساقه شیر داده می شود، با یک مهره اضافه قابلیت نصب بر روی تابلو را پیدا می کنند.

شیرهای سوزنی پنلی معمولا در آزمایشگاه ها استفاده می شوند. نمونه ای از کاربرد شیرهای سوزنی را در شکل زیر مشاهده می فرمائید.

245_Gas_panel_(n)

شکل ۴: شیرهای سوزنی نصب شده روی یک پنل آزمایشگاهی

شیرهای سوزنی با توجه به نوع کاربرد و شرایط محیطی مانند دمای کاری و فشار کاری ساخته و نام گذاری می شوند.
به عنوان مثال شیر سوزنی دسته فلزی نامی است که برای جداسازی از سایر مدل‌های شیرهای سوزنی مرسوم است.

این شیرها با بدنه‌هایی با مقاطع مختلفی مانند

  • شش ضلعی
  • دایره‌ای
  • و یا با بدنه‌هایی کتابی

بسته به فشار کاری لازم، طراحی و تولید می‌گردند.

همانند شیرهای گلوب شیرهای سوزنی در قالب y-type  نیز ساخته می‌شوند.

ممکن است شیرهای سوزنی را با توجه به نوع اتصال: تیوبی و دنده‌ای – دنده‌ای MxF ، FxF، MxM -و مولتی پورت نیز دسته‌بندی کنند.

نوک پلاگ شیر سوزنی در میزان خاصیت کنترلی شیر بسیار تاثیرگذار است.

انواع مختلف Tip در شیرهای سوزنی می‌تواند کاربردهای متفاوتی داشته باشد.

شیرهایی سوزنی زاویه‌ای (Angle Type)

در شیرهای سوزنی ورودی و خروجی شیر زاویه ۹۰ درجه با یک دیگر می سازند که نیاز بسیاری از کاربردها را برطرف می کند.

نیدل ولوها را می توان برای کنترل جریان در سیستم های حساس به کار برد. همچنین در کاربردهایی که افزایش ناگهانی فشار مایع ممکن است به سیستم آسیب برساند نیدل ولوها بهترین انتخاب هستند.

در ادامه اگر به دنبال مطالعه بیشتری در زمینه ولوها از جمله مثلا اینکه شیر توپی چگونه کار می کند و یا در زمینه شناخت بیشتری از تفاوت شیر توپی و شیر پروانه ای میتوانید به مقالات مربوط به آن مراجعه کنید.

 

 

ساختار چک ولوها

در این بخش به بررسی ساختار چک ولوها و چگونگی عملکرد این نوع از شیرهای صنعتی می پردازیم.

در این شیرها سیال در یک جهت جریان می یابند.

هدف آنها جلوگیری از بازگشت به عقب – به عنوان مثال – در خطوط تخلیه پمپ و جایی که برگشت جریان غیر ضروری است.

با توقف جریان چه اتفاقی رخ می دهد؟

هنگامی که جریان متوقف می شود، وزن پیستون، توپ یا فلپ بسته شیر را می بندد.

اگر فشار پایین جریان شیر بالاتر از سمت بالادست باشد، دریچه به طور محکم نزدیک تر می شود و برگشت جریان نمی تواند رخ دهد.

checkvalve3s checkvalve2s checkvalve1s

NEEDLE VALVE شیرسوزنی

NEEDLE VALVE شیرسوزنی یک سوپاپ سوزنی ابزار از پین مخروطی استفاده می کند تا به تدریج یک فضای مناسب برای کنترل جریان را باز کند.

جریان را می توان با استفاده از یک اسپیندل کنترل و تنظیم کرد.

یک سوپاپ سوزن دارای یک سوراخ نسبتا کوچک با نشینمن بلند و کشیده و یک سوزن شکل در انتهای یک پیچ است که دقیقا مطابق با نشینمن است.

ساختار NEEDLE VALVE یا شیرسوزنی

NEEDLE VALVE یا شیرسوزنی شامل یک پلاگین مخروطی وباریک است.

دریچه سوزن به خودی خود کوچک است و برای کنترل بسیار مناسب و معمولی دستی، جریان

سیال مورد استفاده قرار می گیرد.

شیرسوزنی

شیر زاویه ای ANGLE VALVE 

شیر زاویه ای تنوع دیگری از شیر Globe که اغلب برای سیستم های بازیافت کمپرسور استفاده می شود می باشد.

موارد کاربرد شیر زاویه ای ANGLE VALVE

موارد استفاده آن اغلب برای مایعات کثیف می باشد.

نحوه عملکرد شیر زاویه ایANGLE VALVE

در این شیر، جریان مایع از زیر پلاگین وارد می شود و از طریق یک زاویه ۹۰ درجه به خروجی عبور می کند.
شیر زاویه می تواند به صورت دستی یا به طور خودکار کنترل شود.

سوپاپ پیستون شیر دریچه پیستون زاویه ای سوپاپ کنترل پنوماتیک با یک عملگر پیستونی است که عملگر خطی را برای برداشتن سیل خود فراهم می کند.

در زاویه تنظیم شده است تا حداکثر جریان احتمالی را در صورت انست شدن فراهم کند.

angle-valve2angle-valve1

Samson GLOBE VALVES

Samson GLOBE VALVES ولوهای زاویه ای و شیرهای سه راهه در رنج های وسیع از لحاظ سایزها و کلاس های فشاری که به صورت استاندارد خاص یا PFA/PTFE مواد روکش شده یا جوش داده شده رشته یا فلنجی که طبق نیاز مشتری ولوها با توجه به شرایط کنترل On/Off با لمیت سوئیچ های یا ولوهای سنولوئیدی که با نیازمندی های SIL متناسب می باشد.

کنترل ولوهای GLOBE سامسون کنترل های اندازه گیری فرآیندهای مایع غیر خورنده.خورنده و بخار و رسانه های فرساینده مایعات بهداشتی و آسپتک استفاده از پنوماتیک یا اکچوئیتورهای الکتریک و پزیشنرهای دیجیتال ,شیرها با سیستم های کنترل تشخیصی از طریق پروتکل های profibus,HART, Feldbus یکپارچه می شوند.

کنترل ولوهای سامسون حتی تحت شرایط سخت شهرت و محبوبیت خود را در بی صنعتگران حفظ کرده و همگام با پیشرفت تکنولوژی و پیچیده تر شدن شرایط و آیین نامه ها از طریق نوآوری همواره در مسیر تعالی و ارائه محصولات با کیفیت بالا گام برمی دارد.

Samson GLOBE VALVES

سامسون برای موارد مصرف محصولات گوناگونی دارد که به ترتیب مشاهده می نمایید.

  • کاربردهای استاندار صنعتی
  • کاربردهای استاندار صنعتی سنگین
  • کاربردهای استاندار صنعتی سبک
  • کاربردهای استاندار صنعتی HVAC

ولوها در صنایع مختلف با ابعاد و مشخصات گوناگون حلقه اصلی ایجاد و قطع ارتباطات در فرآیندهای مختلف هستند.

 

سلونوئید ولوهای ASCO

‌سلونوئید ولوهای ASCO موجب افزایش الکترونیکی، مینیاتوری، فرآیند، ولوهای جمع آوری گرد و غبار و غیره!

سلونوئید ولوهای ASCO  جریان بحرانی هوا، گاز، آب، روغن و بخار را در کاربری های مختلف صنایع گوناگون کنترل می کند.

نمونه محصولات از دو حالت دریچه های ورودی / خروجی به سیستم های کنترل جریان است که هزاران کاربر را تحت تاثیر قرار می دهد.

تکنولوژی مدیریت انرژی RedHat ASCO استاندارد جدیدی را برای قابلیت اطمینان و مصرف انرژی به وجود می آورد که هر دو در ولتاژ AC و DC را در حین بهبود عملکرد می پذیرند.

سلونوئید ولوهای ASCO دو طرفه، سه طرفه و چهار طرفه

این سلونوئید ولوهای ASCO دو طرفه، سه طرفه و چهار طرفه می توانند بیشتر کاربری های کنترل سیال را مدیریت کنند و در حال حاضر با تاییدیه های کلاس ۱، بخش ۲ در دسترس هستند.

همچنین یک خط کامل از خدمات کلی، جداسازی، شیرهای متناسب و مجموعه های چند منظوره برای استفاده در تجهیزات پزشکی، ابزارهای تحلیلی و کاربردهای صنعتی ارائه می دهد.

محصولات مینیاتوری ASCO مونتاژ شده و ۱۰۰٪ کارخانه در یک اتاق تمیز معادل استاندارد ISO 8 تست شده است.

خط گسترده ای از ولوهای ASCO همچنین شامل

محصولات هسته ای

ولوهای دریایی

دریچه های هوا

shut-off

ولوهای گاز مدولار

شیرهای کامپوزیتی

سیستم های کنترل از کار افتاده که طریق الکترونیک تقویت شده است.