شیرکنترلی یک ابزار برقی است ،که از تغییر اندازه مسیرجریان برای تنظیم جریان سیالات نظیر گاز،روغن، آب و بخاراستفاده می کنند. در حلقه کنترل یک جزء اساسی محسوب می شود، همچنین توانایی کنترل سیستم جریان سطح مایع را فراهم می کند.
درصنعت های مختلف نظیر چاه ها،باتری های نفتی، کارخانه های گاز،پالایشگاه هاو پتروشیمی ها، ازکنترل ولو استفاده می شود، شیرکنترلی یکی از رایج ترین اجزاءکنترل نهایی می باشد.برای درک بهتر از اجزاء و اصول کار کنترل ولو و تاثیر آن برحلقه کنترل مطلب زیر را بخوانید.
اصول عملیات کنترل ولو
این شیرها یکی از رایج ترین عنصر کنترل نهایی در صنایع کنترل فرآیند است، گاهی اوقات در حلقه کنترل نادیده گرفته می شوند، درحالی که ولو ها ازمهم ترین بخش محسوب می شوند.از دلایل نادیده گرفتن می توانیم به نا آشنا بودن مهندسان ابزار یا بسیاری ازجنبه ها، در زمینه های مهندسی مانند:مکانیک ،سیالات ،متالژی،کنترل نویز،و طراحی لوله هاو مخازن اشاره کرد که بستگی به شرایط خدمات می تواند درگیرباشد.
تنظیم شیر کنترلی
برای مدیریت سرعت جریان در یک خط از شیر کنترلی می توان استفاده کرد.سیگنال های فشار،را کنترل کننده دریافت می کنند، مورد نظر را با افت فشار مقایسه کرده و اگر جریان مورد نظر با جریان واقعی تفاوت داشته باشد، برای افزایش یا کاهش کنترل ولو تنظیم می کند.دما ،فشار ،سطح و سرعت جریان از متغیرهای رایج برای کنترل هستند. از قابلیت کنترل ولو ها می توانیم به الکتریکی ،پنواتیکی یا هیدرولیکی اشاره کنیم،کنترل ولو می توانید با دریافت سیگنال های کنترلی از منابعی مانند plcیا dcsوبا حرکت دادن جریان را به طور مستقیم تغییردهد.
اجزای شیر کنترلی
بدنه شیر و اکچویتور
اجزای مختلف بدنه
شیر کاپوت (Bonnet)
بخشی از شیر به عنوان بدنه شناخته می‌شود و از آنجا که این بخش مستقیماً در تماس با سیال قرار دارد، انتخاب مواد مناسب و همچنین نوع سیال، دما، فشار و تمامی متغیرهای مرتبط با فرآیند باید به دقت موردنظر قرار گیرد
فلنج فشرده سازی:
برای فشرده‌سازی پیچ میخ به منظور سفت کردن کلیه بسته‌بندی و جلوگیری از نشت مایع از طریق کاپوت، از فشرده‌ساز پیچ میخ برای فشردن آن و اطمینان از اتصال محکم و کامل استفاده می‌شود
دنباله فشرده سازی:
این نقطه قوت در فلنج فشرده‌سازی استوار است. بسته‌بندی با کیفیت فشرده که با گذر زمان تثبیت می‌شود و اطمینان از اتصال محکم فلنج فشرده‌سازی را فراهم می‌آورد.
مهره گیره دهانه:
گیره‌های دهانه در شرایطی که کف لوله نزدیک به فولاد سازه‌ای یا سایر اجزای لوله است، به عنوان یک وسیله مفید برای استقرار و نگه‌داری لوله‌ها عناصری موثر می‌باشند.
واشر:
این وسیله به عنوان یک ابزار مورد استفاده قرار می‌گیرد تا در هنگام مونتاژ چدن و فولاد، از نشت آب بین بدنه و روکش جلوگیری کند
حلقه جایگاه:
حلقه جایگاه عمل می‌کند به عنوان یک ورودی هوا و دریچه خروج هوا. این حلقه مستقیماً با شیر تماس دارد و کنترل هوابندی محفظه احتراق را انجام می‌دهد.
فشرده سازی گلند (لوله):
پوششی است که به بدنه متصل می‌شود و قابلیت جداشدن را داراست. برخی از کاپوت‌ها از قطعات متحرک شیر پشتیبانی می‌کنند، در حالی‌که دیگران به سادگی یک سوراخ در بدنه دارند که قطعات متحرک از طریق آن در حین مونتاژ و جداسازی حرکت می‌کنند و سپس مهر و موم می‌شوند
پیچ و مهره میخ:
این جزء را به عنوان یک قسمت ضروری در نظر می‌گیرند و برای اتصال به اتصالات فلنجی استفاده می‌شود
دوشاخه سوپاپ:
نوعی شیر است که دارای دو شاخه استوانه‌ای یا مخروطی می‌باشد. دوشاخه قابلیت کنترل جریان سیال را از طریق چرخش در داخل بدنه شیر دارند. زمانی که دریچه باز است، سیال از طریق دو شاخه می‌تواند جریان یابد، زیرا دو شاخه در دریچه‌های پلاگین دارای دو مجرای تو خالی هستند
اکچویتور یا عملگر (actuator)
از طریق میل سوپاپ،اکچویتور ها به شیر متصل می شوند،وبرای حرکت وعملکرد شیرکنترلی نیروی مورد نیاز را تامین می کنند. همچنین می‌توان به صورت الکتریکی، پنوماتیکی یا هیدرولیکی کنترل کرد، با این‌که رایج‌ترین و قابل اطمینان‌ترین نوع اکچویتور، “اکچویتور پنوماتیک” است.
انواع کنترل ولو
شیرهای کنترلی بر اساس ویژگی‌هایشان طبقه‌بندی می‌شوند. بر اساس پروفیل افت فشار، شیر بازیابی بالا از جمله این دسته شیرهاست که برای بازیابی افت فشار استاتیک ورودی قبل از انقباض مسیر خروجی استفاده می‌شود. این کنترل ولو ها با ضریب بازیابی کمتر مشخص می‌شوند و شامل پروانه‌ای، توپی، دوشاخه، گیت ولو (شیر دروازه) و موارد مشابه می‌باشند.
بازیابی کم:
این شیرهای صنعتی عمدتاً بخش کوچکی از افت فشار ساکن را از ورودی به وریدهای خروجی باریک می‌کنند و دارای ضریب بازیابی بسیار بالایی هستند. بر اساس حرکت عنصر کنترل‌کننده، به عنوان مثال گلوب (گلوب ولو) و شیر زاویه در این دسته قرار می‌گیرند.
میل کشویی:
میل یا دوشاخه ولو به صورت خطی حرکت می‌کنند
چرخشی:
میل یا دوشاخه ولو به صورت خطی حرکت می‌کنند
اکچویتور پنوماتیک
پنوماتیک از سیگنال هوا یا گاز از یک منبع خارجی برای انجام عملیات کنترلی تعدیل‌کننده استفاده می‌کنند. اکتویتور نیروی سیگنال پنوماتیک را از طریق درگاه بالایی دریافت می‌کند. سپس، سیگنال را در سراسر دیافراگم اکتویتور توزیع می‌کند. این عمل باعث وارد کردن فشار به صفحه دیافراگم می‌شود، که در نتیجه آن، دیافراگم فشار را به سوی صفحه دیافراگم فشاری حرکت می‌دهد. این عمل باعث حرکت ساقه شیر به سمت پایین می‌شود، به گونه‌ای که به شیر کنترل ضربه زده می‌شود
الکتریکی
الکتریکی، دستگاه‌هایی با محور موتور هستند و از یک سیگنال الکتریکی برای ایجاد چرخش در شفت موتور استفاده می‌کنند. این چرخش به یک حرکت خطی تبدیل می‌شود، که در نهایت به هدایت ساقه در شیر کمک می‌کند تا جریان را مدوله و تنظیم نماید.
هیدرولیک
هیدرولیک، از نظر عملکرد، با اکتویتورهای پنوماتیکی مشابه هستند، با این تفاوت که از یک سیال خاص، یعنی روغن هیدرولیک، به عنوان سیگنال برای کنترل و تنظیم عملکرد شیر استفاده می‌نمایند. در شرایطی که نیاز به نیروی بالا برای حرکت دادن ساقه سوپاپ وجود دارد، از جایگزین‌هایی مانند شیرهای بادی یا الکتریکی بهره‌گیری نمی‌شود
انواع اکچویتور
اجزای مختلف اکچویتور
کلاهک: برای جلوگیری از ورود جریان آب به داخل شیر ، از یک کپ (کلاهک) استفاده می‌شود.
پیچ چشمی:
برای جلوگیری از ورود جریان آب به داخل شیر کنترل، از یک کپ (کلاهک) استفاده می‌شود.
دیافراگم:
بخش قابل انعطاف شیر کنترل در نظر گرفته شده است تا بتواند نیروی هوای ورودی و توانی که به صفحه دیافراگم منتقل می‌شود را به منظور ایجاد حرکت ساقه اکتویتور تغییر دهد
فنر:
معمولاً در یوک صفحه‌ی اکچویتور است، اما بسته به سازنده ممکن است تغییر کند.
محفظه دیافراگم:
این بخش برای بسته‌بندی صفحه دیافراگم طراحی شده است و از دو بخش، یعنی قسمت پایین و بالا، تشکیل شده است.
صفحه ترازو:
مقیاس بر اساس موقعیت سوپاپ در بازه ۰ تا ۱۰۰٪ تعریف شده است.
اتصال دهنده ساقه:
ارتباط بین ساقه و میل دوشاخه موردنظر قرار گرفته است.
دهانه:
یک ارتباط بین ساقه و میل دوشاخه به وجود آمده است
ساقه اکچویتور:
به ساقه دریچه وصل شده است
