شیرهای متعادل کننده

همه چیز درباره شیرهای متعادل کننده

شیرهای متعادل کننده

شیرمتعادل سوپاپ ها جریان سیال را از طریق بسیاری از سیستم ها کنترل می کنند  و این کار را به روش های منحصر به فردی انجام می دهند. توانایی استفاده از محرک مکانیکی یا الکترومکانیکی برای تنظیم جریان مواد باعث پیشرفت هایی مانند لوله کشی مدرن، گرمایش/سرمایش، تبرید، تولید برق و موارد دیگر شده است. همه این کاربردها انواع شیرآلات موجود را برای خریداران متنوع کرده است و دامنه وسیع آنها را می توان در مقاله ما در مورد درک شیرآلات مطالعه کرد .

این مقاله بر روی شیر متعادل کننده تمرکز می کند ، یک دستگاه تنظیم کننده که برای متعادل کردن فشار بین ورودی و خروجی استفاده می شود. هدف این مقاله با بررسی شکل، عملکرد و مشخصات شیرهای متعادل کننده، کمک به طراحان در انتخاب شیرهای مناسب برای کاربردهای خود است.

شیرمتعادل چیست؟

شیرهای متعادل کننده تنظیم کننده های خاصی هستند که تعادل هیدرولیکی را ایجاد می کنند – به عبارت دیگر، نرخ جریان مناسب را برای حفظ سیستم در پارامترهای کاری تضمین می کنند. آنها با محدود کردن فشار خروجی، به ویژه از یک ناحیه با فشار ناسازگار به ناحیه دیگر، ثبات سیستم را ایجاد می کنند، بنابراین نرخ جریان را از طریق شیر “تعادل” می کنند. این عملکرد ممکن است غیر هیجان انگیز به نظر برسد، اما به عنوان یک ابزار قدرتمند برای طراحان عمل می کند.

سرعت جریان صحیح از مسائل مربوط به فشار و دما جلوگیری می کند و همچنین حداکثر کارایی را تضمین می کند. این بدان معناست که هرگونه کاربرد، اعم از مبدل حرارتی، نیروگاه تولید برق و سایر مصارف بدون دریچه های بالانس امکان پذیر نیست. آنها به عنوان دریچه های متعادل کننده استاتیک یا دینامیک عرضه می شوند و در اندازه ها، رتبه بندی ها و سطوح پیچیدگی متعدد موجود هستند (در ادامه در این مورد بیشتر توضیح خواهیم داد). همانطور که قبلا گفته شد،آنها در گرمایش/سرمایش، تولید برق، لوله کشی و بسیاری از کاربردهای هیدرولیک دیگر که نیاز به فشار و جریان جرم پایدار دارند، استفاده می کنند.

شیرمتعادل چگونه کار می کنند؟

روش های زیادی برای تنظیم جریان از طریق یک سیستم وجود دارد، بنابراین توضیح نحوه عملکرد هر شیر متعادل کننده و همچنین مختصر این مقاله دشوار است. با این حال، برای تعمیم، همه شیرهای متعادل کننده از نوعی تنظیم برای ایجاد خروجی ثابت از یک ورودی متغیر استفاده می کنند. یک طراح می تواند مطمئن باشد که حتی اگر اغتشاش یا تلفات فشار باعث تغییر شدید نرخ جریان در یک سیستم شود، نرخ جریان پس از یک شیر متعادل کننده ثابت و قابل پیش بینی خواهد بود.

آنها مشابه مقاومت های یک مدار الکتریکی هستند، جایی که این اجزا جریان الکتریسیته را محدود می کنند تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ صحیح به خروجی می رسد. در این بخش نحوه عملکرد برخی از شیرهای متعادل کننده رایج و نحوه استفاده از خواص مکانیکی برای ارائه نرخ جریان ثابت توضیح داده می شود.

شیرهای متعادل کننده استاتیک

شیرمتعادل  استاتیک که گاهی اوقات به عنوان شیرهای دستی ، تنظیم کننده های دو موقعیت، شیرهای نوع ونتوری و/یا شیرهای متعادل کننده قفل دیجیتال شناخته می شوند، یکی از ساده ترین راه ها برای تنظیم جریان از طریق یک خط هستند. آنها یک مسدود کننده (همچنین به عنوان قرقره) اجرا می کنند، که با چرخاندن، اندازه ورودی ورودی را افزایش یا کاهش می دهد. با انجام این کار، شیر به صورت مکانیکی مقدار جریان خروجی از شیر را محدود می کند و به طراحان اجازه می دهد تا جریان را محدود کنند.

دو نقطه دسترسی (دو پورت سمت چپ) وجود دارد که به طراحان اجازه می‌دهد فشار را قبل و بعد از شیر اندازه‌گیری کنند و به عنوان نقاط بازرسی برای دستگاه‌های تست دستی یا تنظیم‌کننده جریان خودکار عمل کنند.

شیرهای متعادل کننده دینامیک

شیرمتعادل دینامیک به اشکال مختلفی وجود دارند، زیرا راه های زیادی برای تغییر فعال جریان وجود دارد. آنها به عنوان دریچه های کنترل جریان خود کار می آیند، شیرهای جریان ثابت، شیرهای تعادل خودکار، شیرهای کنترل دیفرانسیل و غیره. شیر تعادل دینامیکی با تغییر ضریب درگ جریان و یا با استفاده از فشار دیفرانسیل برای تغییر دهانه شیر تعادل فشار را به دست می آورد.

آنها کارتریج ها، سیستم های الکتریکی و/یا مسیرهای جایگزین را برای اطمینان از ثابت ماندن فشار اجرا می کنند. این شیرها اغلب دارای نشانگرهایی هستند که فشار مداوم در سراسر شیر را نشان می دهد، به طوری که هر گونه نوسانات را می توان از طریق تغییر نرخ جریان شیر و/یا پارامترهای کاری جبران کرد. آنها معمولاً محدوده کاری از فشارها و سرعت جریان دارند و باید در محدوده نگه داشته شوند، در غیر این صورت خطر آسیب و/یا خطا دارند. شیر متعادل کننده دینامیک زمانی بهترین عملکرد را دارد که یک سیستم اختلاف دما/فشار زیادی را تجربه کند.یا اگر بسیاری از منابع نابرابر باید در یک منبع بزرگتر جمع شوند.

مشخصات و معیارهای انتخاب شیرمتعادل

مشخص کردن شیرمتعادل مناسب ابتدا به معنای شناسایی محدودیت های برنامه در دسترس است (نرخ جریان جرم، محدوده فشار، نوع سیال و غیره). این بخش به جزئیات این مشخصات می پردازد تا بتوانید جستجوی خود را برای دریچه متعادل کننده متناسب با نیاز خود آغاز کنید. این بخش برای ارائه مشخصات کلی است اما بدانید که مشخصات دیگری بر اساس نوع شیر و سازنده وجود دارد. با تامین کننده خود صحبت کنید تا بهترین گزینه موجود در انبار را برای طرح های خود بیابید و این مشخصات را به آنها بیاورید تا ایده ای در مورد بهترین کارایی ارائه دهید.

نوع شیر

چه نوع تعادلی برای پروژه شما مناسب است؟ اگر مقاومت اولیه مورد نیاز است، یک شیر متعادل کننده ساده را در نظر بگیرید. اگر کنترل فعال مورد نظر است، به دریچه های تعادل دیفرانسیل و/یا طرح های دینامیکی دیگر نگاه کنید. در بسیاری از موارد، هر دو نوع شیر متعادل کننده به صورت پشت سر هم برای اطمینان از جریان پایدار در یک سیستم استفاده می شوند، بنابراین هر قسمت از سیستم را تجزیه کنید و تعیین کنید که در هر مرحله به چه نوع تعادلی نیاز است.

فشار نامی و محدوده فشار

محدوده فشار را از طریق سیستم خود درک کنید و شیر کدام یک از این فشارها را تجربه می کند. همچنین تعیین کنید که نرخ جریان قبل از شیر چگونه متفاوت خواهد بود تا اثرات مربوط به جریان باعث ایجاد مشکل نشود. این مقادیر تعیین می کند که به چه رتبه ای از شیر نیاز دارید، و همچنین طرح های نامناسب را حذف می کند. همچنین، درک کنید که آیا محدوده فشار گسترده است یا در یک پنجره باریک، زیرا این می تواند تعیین کند که آیا یک شیر متعادل کننده استاتیک یا دینامیک برای کاربرد مناسب تر است یا خیر.

اندازه لوله

قطر لوله ای که به شیر بالانس وصل می شود چقدر است؟ این یک اندازه گیری ضروری است، زیرا قطر لوله پیامدهایی برای سرعت جریان، فشار و بسیاری از پارامترهای کاری دیگر دارد. برخی از شیرهای متعادل کننده را فقط می توان با محدوده خاصی از اندازه لوله استفاده کرد، بنابراین مطمئن شوید که این مقدار در هنگام تعیین دریچه های خود در دسترس باشد.

تجهیزات کنترل و پورت های تست

از آنجایی که این شیرها برای کنترل جریان هستند، بسیاری از آنها با ابزار دقیق و دستگاه های اندازه گیری عرضه می شوند که از عملکرد صحیح شیر اطمینان می دهند. داشتن اینها عالی هستند اما همیشه ضروری نیستند، بنابراین تعیین کنید که آیا تجهیزات کنترلی مانند صفحه، نشانگرهای مغناطیسی و/یا سایر وسایل اندازه گیری برای پروژه مورد نیاز است یا خیر.

عناصر حافظه همچنین می توانند اطمینان حاصل کنند که یک سوپاپ با گذشت زمان از یک نقطه تنظیم منحرف نمی شود، اما اغلب شامل مواردی هستند که باید قبل از خرید مشخص شوند. همچنین، اگر تست تضمین کیفیت سیستم شما انجام شود (همانطور که در بیشتر سیستم‌های پیچیده برای حفظ کارآیی انجام می‌شود)، دریچه‌ای با پورت‌های تست در نظر بگیرید (بیشتر باید دارای این پورت‌ها باشند، اما نه همیشه).

سر و صدا، انتخاب مواد و ویژگی های ایمنی

سوپاپ ها بی صدا نیستند. هنگامی که آب دریچه گاز، محدود یا تنظیم می شود، این اغلب به معنای افزایش نویز از شیر است. اگر از دبی‌های سریع یا سنگین استفاده می‌کنید، در صورت داده شدن، به دنبال دسی‌بل‌های مشخص شده سر و صدا باشید. همچنین، انتخاب مواد مهم است، زیرا می‌خواهید شیری بخرید که از نظر شیمیایی با سیال شما برهم‌کنش نداشته باشد یا باعث رسوب بی‌رویه نشود.

مواد مناسب همچنین ویژگی های استحکام خود را در طول زمان حفظ می کند و عمر مفید پروژه را افزایش می دهد، بنابراین عاقلانه انتخاب کنید. در نهایت، هر ویژگی ایمنی را که می خواهید در آن گنجانده شود، در نظر بگیرید. اینها می تواند خاموش شدن خودکار، نشانگرهای هشدار دهنده و/یا هر ویژگی دیگری باشد که از اتلاف بی مورد زمان و کارایی جلوگیری می کند.

برنامه های کاربردی

همانطور که قبلا توضیح داده شد، شیرهای متعادل کننده برای حفظ ویژگی های عملیاتی ثابت در یک سیستم هیدرولیک استفاده می شوند. این بخش به بررسی برخی از کاربردهای رایج شیرهای متعادل کننده می پردازد تا نشان دهد در گذشته کجا موفق بوده اند. این لیست به هیچ وجه کامل نیست، اما باید به شما ایده دهد که دریچه تعادل به عنوان یک دستگاه تنظیم کننده کجا می درخشد.

برخی از کاربردهای قابل توجه شیرمتعادل عبارتند از:

برنامه های کاربردی HVAC

مبدل های حرارتی

سیستم های لوله کشی

سیستم های تولید برق

کاربردهای تبرید