شیر کنترل (Control Valves) چیست؟

شیر کنتزل

شیر کنترل یا کنترل ولو چیست؟

مبین فولاد در این مقاله قصد دارد،شیر کنترل ها را با دقت بررسی کند تا با نحوه کارکرد ان اشنا بشیم.شیر کنترل مانند دیگر قطعات زیر بخش شیرهای صنعتی میباشد و یک وسیله برقی است که برای تنظیم یا دستکاری جریان سیالات مانند: گاز،روغن،آب و بخار استفاده میشود.این شیر با کمک یک وسیله کنترل جانبی میتواند جریان سیال را از بیشترین مقدار مجاز تا کمترین حد ممکن تنظیم کند و از نوع انالوگ  است.

دراصل میتوان گفت که شیرکنترل بخش مهمی از یک حلقه کنترل است یعنی عنصر کنترل نهایی و اخرین دستگاه در کار است.و باید به این نکته اشاره کرد که این نوع شیرها تا حد زیادی جز رایج ترین عنصرهای کنترل نهایی هستند و امروزه در شیرالات صنعتی استفاده زیادی میشود.

شیر کنترل

کنترل ولو در بسیاری از صنایع از جمله نفت و گاز،پتروشیمی،آب و فاضلاب،تولید نیرو،صنایع بهداشتی،صنایع غذایی و دیگر صنعت ها به کار میرود و کاربرهای بسیار متنوع و گسترده ای دارد.

انها بخشی از یک حلقه کنترل را  تشکیل میدهند که برای کنترل یک فرایند استفاده میشود.شیرهای کنترلی به دستورالعمل های کنترلر پاسخ میدهند و دهانه های داخلی را براساس آن تنظیم میکنند.

از انواع شیرهای کنترلی میتوان به شیر کنترلی کروی،شیر کنترلی پروانه ای،شیر کنترلی پلاگ،شیر کنترلی توپی،شیر کنترلی دیافگرامی،شیر کنترلی زاویه ای و شیر کنترلی سه راهی اشاره کرد.

هدف شیرکنترل ها

این نوع شیرها سرعت جریان عبوری از خود را تغییر میدهند.منظور این است که میل سوپاپ حرکت میکند و اندازه گذر را تغییر میدهد و این افزایش جریان را کاهش میدهد و یا اینکه ثابت نگه میدارد.و هر زمان که پارامتر فرایند تخت کنترل با مقدار موردنظر برابر نباشد،باز شدن شیر کنترل تغییر میکند.

محرک شیرکنترل

کارکرد یک شیر کنترل میتواند به چند صورت انجام شود:الکتریکی،پنوماتیکی،هیدرولیکی.یک شیر کنترل، سیگنالی را از یک کنترل کننده مانندPLC دریافت میکند تا حرکت کند و جریان دچار تغییر شود.از ان جایی که PLC الکتریکی میباشد،این شیر به یک دستگاه برای تبدیل سیگنال الکتریکی نیاز دارد تا بتواند کار کند.

شیر کنترل

بدنه شیر کنترل

بدنه کنترل ولو بسته به شرایط سرویس،چیدمان لوله کشی و کاربرد مورد نظر مدل ها و سبک های متفاوتی دارند.دو دسته رایج ان از نوع شیرهای کنترلی حرکت خطی و حرکت چرخشی هستند.

عملکرد شیرکنترل ها

یک شیر کنترل از از سه جز کلیدی تشکیل شده است:شیر ،محرک و کنترل کننده. شیر میتواند  یکی از دو نوع اصلی طراحی پلاگین و صندلی،که در ان یک دوشاخه در برابر یک نشیمنگاه یا دریچه یک ربع  چرخشی که در ان یک دیسک،توپ یا مخروطی شکل روی یک صندلی چرخانده میشود،بسته شده است

محرک وسیله ای است که میتوان ان را از طریق میل سوپاپ به شیر متصل کرد و نیروی مورد نیاز برای شیر را تامین کرد.همان طور که از قبل اشاره کردیم محرک به سه صورت کنترل میشد:الکتریکی،هیدرولیکی،پنوماتیکی که قابل اطمینان ترین انها محرک پنوماتیک میباشد.کنترل ولو سیگنالی را از یک کنترل کننده مانند PLC.DSC دریافت میکند تا کارش را شروع کند.

حال سوالی پیش می اید که کنترل کننده چگونه کار میکند؟

دراصل،کنترل کننده سرعت جریان واقعی را با مقدار جریان مورد نظر که به ان نقطه تنظیم میگوییم،مقایسه میکند.کنترلر یک خروجی برای حرکت شیر تولید مکیند تا بتواند سرعت جریان را به مقدار مورد نظر و تعیین شده برساند.

سرعت جریان از طریق شیر به اختلاف فشار بین ورودی و خروجی بستگی دارد.برای کاهش جریان،شیر بسته میشود که باعث فشار برگشتی بیشتر و اختلاف بیشتر بین فشار ورودی و خروجی میشود و برای افزایش جریان،شیر باز میشود که باعث کاهش فشار برگشتی و اختلاف فشار در سراسر شیر میشود.

شیر کنترل

قطعات داخلی ولو کنترل

ما در ولو کنترل قسمتی داریم به نام تریم شیر که وظیفه ان تنظیم جریان شیر است که شامل یک صندلی ثابت در محل و پلاگین متحرک،دیسک،توپ یا مخروط است.ما میتوانیم تریم را به عنوان ایجاد انواع اشکال عبوری انتخاب کنیم که جریان رابه روش های عمودی کنترل کند.

شیر کنترل

 

تنظیم سوپاپ کنترل

درواقع تنظیم کنترلر نحوه واکنش شیر به پارامتر فرآیند در حال تغییر را نشان میدهد.تنظیم یک شیرکنترل سرعت و شدت پاسخ سوپاپ را زمانی که نیاز به اصلاح تشخیص داده میشود،تنظیم میکند.

کنترلر حاوی منطق داخلی است که خروجی ای به محرک تولید میکند تا ساقه را به مقدار از پیش تعیین شده حرکت دهد و سپس تعیین میکند که ساقه با چه سرعتی و تا چه اندازه حرکت کند.

هنگامی که موقعیت تریم تغییر کرد،کنترل کننده منتظر سیگنال نمونه بعدی از عنصر حسگر میماند تا تفاوت باقی مانده تا نقطه تنظیم را بررسی کند.میل سوپاپ حرکت میکند و جریان را تغییر میدهد و این تغییر تا زمانی است که اختلاف بین نقطه تنظیم و مقدار واقعی پارامتر کنترل شده در محدوده مورد نظر باشد.

اگر بخواهیم نمونه ای از تنظیم یک شیر را مثال بزنیم میتوانیم به یک فردی تشبیه کنیم که زیر دوش شیر ها را تنظیم میکند تا دمای اب را به درستی تنظیم کند.اگر ابتدا اب گرم را رو ان قرار دهید،شیر کنترل تبدیل به شیر اب سرد میشود.بدن شما ذمای اب را حس میکند و اگر اب گرم بود اب سرد باز میشود.

شیر کنترل

مدتی صبر کنید تا تاثیر افزایش جریان اب سرد را در بدنتان احساس کنید . اب سرد زمانی تنظیم میشود که دمای جریان های ترکیبی درست باشد.هنگامی که دما درست و مناسب باشد،دریچه ها به حال خود رها میشوند و دما پایدار میشود. اما ا گر تغییری رخ دهد مانند کسی که با اب سرد لباس میشوید و جریان اب سرد به سمت دوش افت میکند و دمای اب گرم تر میشود و شما تغییر دما را دوباره حس میکنید و تنظیمات لازم را انجام میدید.

کل این فرایند شامل سنجش دما و حرکت دریچه موقعیت تا زمانی که پارامتر تخت کنترل دما تثبیت شوذ.ور درواقع شیر کنترلی به همین صورت عمل میکند.

حالت ایمن شیر کنترل

به دلیل نحوه ساخت محرک های پنوماتیکی؛هنگامی که سیگنال کنترل از بین میرود در این حال یک شیر کنترل نیز در موقعیت خاص از کار می افتد. با افزایش فشار هوای تغذیه،دیافگرام لاستیکی به فنر فشار می آورد و ساقه سوپاپ را به سمت پایین به داخل بدنه سوپاپ حرکت میدهد.با کاهش فشار هوای تغذیه،فنر، ساقه سوپاپ را از بدنه خارج میکند.

موقعیتی که در صورت از دست دادن سیگنال به آن سوپاپ کنترل منتقل میشود ،به عنوان حالت ایمن ناموفق نامیده میشود.نوع حالت  FAIL-SAFE بستگی به کاربردی دارد که شیر کنترل برای ان استفاده میشود.محرک باعث میشود که دریچه در یک شیر کنترلی FAIL-CLOOSED بسته شود.و همچنین باعث میشود دریچه در شیر کنترلی باز شود.

در عملکرد عادی،نیروی فنر باید  بتواند توسط محرک الکتریکی یا پنوماتیکی غلبه کند.و در صورت قطع برق؛نیروی الکتیریکی یا پنوماتیکی دیگری وجود ندارد و فشار فنر باعث باز شدن شیر میشود.

کنترل کننده PID

ممکن  است تعجب کنید که با تغییر نرخ جریان،شیر چه قدر باز یا بسته میشود.خوب درواقع این بستگی به تعدادی از موارد مانند درصد تغییر نرخ جریان و قطر لوله دارد.

کنترل کننده باید جوری تنظیم شود که به هرگونه تغییر در نرخ جریان،پاسخ صحیح را ایجاد کند که این کار معمولا با استفاده از کنترلPIDدرPLC یا کنترلر بدست می اید.

مشکلات در شیرهای کنترل

شیرهای کنترل ممکن است پارامتری را که کنترل میکنند به درستی تنظیم نکنند و اگر فرایند قابل کنترل نباشد،مشکلات کیفیت محصول به وجود می آید:

  1. بزرگی دریچه کنترل:دریچه های کنترل میتوانند خیلی بزرگ باشند.یک دریچه کنترل بیش از حد بزرگ باعث هدر رفتن پول میشود.معمولا شیر کنترل یک یا دو خط کوچک تر از لوله ها هستند.
  2. تاخیر شیر کنترل:شیرها میتوانند تاخیر بیش از حد داشته باشند یعنی خیلی دیر به فرایند موردنظر واکنش نشان دهند زیرا سنسور خیلی دورتر قرار دارد.
  3. منبع هوای محرک:هوای محرک ممکن است منبع کم یا نشت داشته باشد که باعث میشود نیروی کافی برای حرکت ساقه تولید نکند.
  4. نوع بسته بندی:اگر بسته بندی شیرهای کنترل سفت باشد یا نشت محصول باعث اتصال ساقه شود،میل شیر کنترل میتواند چسبانک شود.

طبقه بندی آب بندی شیر کنترل

شیرهای کنترلی به کلاس هایی طبقه بندی میشوند که کیفیت آب بندی را نیز منعکس میکند.هرچه کلاس سوپاپ بالاتر باشد،میزان نشتی مجاز در هنگام بسته شدن کمتر است.هرچه نیازهای تولید دقیق تر باشد خرید ان گران تر میشود.پس ما نیاز به یک محصول با کیفیت داریم که مبین استیل از  نمونه از فروشگاه اینترنتی است که با ضمانت کالا شیرالات را دراختیار شما قرار میدهد.

معیار انتخاب کنترل ولو

برای اینکه یک شیرکنترل مناسب و با کیفیت خریداری کنیم باید یک سری نکات و معیارها را در نظر بگریم تا بعدها به مشکل برنخوریم.این معیارها به شرح زیر میباشد:

۱٫سایزینگ ولو

۲٫CV(نشان دهنده حجم در واحد زمان)

۳٫دمای سیال

۴٫اغتشاش سیال

۵٫نشتی ولو کنترل

۶٫غلظت و مختصات سیال

۷٫فشار

۸٫اختلاف فشار

۹٫سیال داخل مسیر(خورندگی)

۱۰٫قیمت نهایی کنترل ولو

شیر کنترل

نکات کلیدی در شیر کنترل

۱٫درواقع این شیر بخش اساسی ،کلیدی و مهم در کنترل کیفیت محصول میباشد و همینطور نقش مهمی در ایمنی سیستم دارد.

۲٫ابن نوع شیرالات از بقیه عناصر سریع تر وارد عمل میشود و مدیریت کیفیت را نیز برعهده دارد.

۳٫دستوری و فرمان بودن کنترل ولو به دو صورت برقی و هیدرولیکی میتواند باشد.

۴٫قیمت شیرها برا اساس یک سری پارامترهای دقیق و تخصصی تعیین میشود که سایز و جنس بدنه و طراحی ساختمان شیر از این دسته پارامتر ها هستند.

سخن اخر

 شرکت مبین فولاد آسیا اینجاست تا بتواند شما را در زمینه های شیرآلات صنعتی،ضایعات آهن و… راهنمایی کند و محصول با کیفیتی را به شما ارائه دهد.

منبع:www.arcweb.com

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.