شیرهای کنترل

شیرهای کنترل

نقش شیرهای کنترل در فرآیند صنعتی به طور فزاینده ای مهم می شود. در این مقاله انواع شیرهای کنترل، اجزاء، عملکردها، سناریوهای کاربردی و لوازم جانبی شیر کنترل را به صورت سیستماتیک و حرفه ای بررسی می کنیم.

مقدمه ای بر شیرهای کنترل

در این قسمت قصد داریم اطلاعات مختصری در مورد شیرهای کنترلی معرفی کنیم تا به شما کمک کنیم بدانید شیر کنترل چیست و چه نقشی داشته است.

شیر کنترل چیست؟

با ارتقای فرآیندهای اتوماسیون صنعتی، شیرهای کنترلی بیشتر و بیشتری در مدارهای فرآیند مورد استفاده قرار می گیرند. تقریباً هر دستگاهی از صدها حلقه کنترل تشکیل شده است. همه حلقه ها به نوبه خود با هم شبکه شده اند و برای حفظ تعدادی از متغیرهای مهم فرآیند در محدوده های تعریف شده برای اطمینان از کیفیت محصول نهایی استفاده می شوند.

این پارامترها شامل فشار، دبی، دما، سطح و غیره است. سنسورها و فرستنده‌ها متغیرهای فرآیند را به کنترلر جمع‌آوری می‌کنند، پس از مقایسه با نقاط تنظیم مورد نظر، کنترل‌کننده سیگنال اصلاحی را به شیرهای کنترل ارسال می‌کند تا در صورت تعدیل باز شدن دریچه به کنترل‌کننده برسد.

به طور خلاصه، شیر کنترل بخشی کلیدی از یک حلقه کنترل است، یک عنصر کنترلی حیاتی در فرآیندهای صنعتی، که از یک محرک پنوماتیک، محرک الکتریکی یا مجموعه محرک هیدرولیک با دریچه ای برای تنظیم ظرفیت جریان یا دمای سیالات تشکیل شده است. یا فشار بالاست و فشار پایین دست یا سطح. به طور گسترده ای در صنایع نفت، شیمیایی، داروسازی، نساجی، کاغذسازی، پالایش، نفت و گاز، متالورژی آهن و فولاد و سایر صنایع استفاده می شود.

اصول عملیات برای حلقه کنترل

در حال حاضر همه ما می دانیم که رایج ترین عنصر کنترل نهایی در صنعت کنترل فرآیند، شیر کنترل است. هدف نهایی شیر کنترل تنظیم دما، فشار، سطح یا جریان یک محیط و در عین حال جبران اختلالات بار است به طوری که متغیر فرآیند تنظیم شده تا حد امکان به مقدار تنظیم شده نزدیک شود. محیط می تواند آب، بخار، نفت، گاز یا سایر ترکیبات باشد.

به طور معمول، یک حلقه کنترل شامل یک سنسور است که پارامترهای فرآیند را تشخیص می دهد، یک فرستنده، یک شیر کنترل و یک کنترل کننده دارد.

سنسور و فرستنده متغیرهای فرآیند را در حلقه جمع آوری می کنند و به عنوان چشمی برای نظارت بر تغییرات پارامترهای فردی مانند دما، فشار یا سطح محیط عمل می کنند. سپس مقدار جمع آوری شده به کنترل کننده ارسال می شود. از طریق کنترل کننده، که مانند مغز عمل می کند، "متغیر فرآیند" دریافت شده توسط فرستنده با "نقطه تنظیم" مقایسه می شود و یک سیگنال اصلاحی به شیر کنترل ارسال می شود.

بنابراین شیر کنترل به عنوان عنصر کنترل نهایی، نقش عقربه را در حلقه کنترل ایفا می کند و آن را به مهمترین بخش سیستم کنترل خودکار تبدیل می کند.

انواع شیرهای کنترل

شیر کنترل نوع گلوب

شیر کنترل نوع گلوب رایج ترین عنصر کنترل نهایی در طول حلقه فرآیند است و نام خود را به علت شکل کروی خود گرفته است. با توجه به درگاه های بدنه شیر گلوب، شامل کنترل 2 طرفه، کنترل اختلاط سه طرفه و نوع انحراف 3 طرفه است.

نوع پروانه (با کارایی بالا و افست سه گانه)

هنگامی که در مورد شیرهای کنترل پروانه ای صحبت می کنیم، به طور کلی به شیرهای پروانه ای با کارایی بالا (شیر پروانه ای غیرعادی دوگانه) و شیر پروانه ای غیرعادی سه گانه (شیر پروانه ای افست سه گانه) اشاره می کنیم.

در بیشتر کاربردها، شیرهای پروانه ای می توانند جایگزین انواع دیگر شیرهای کنترل شوند، زیرا عملکردهای اولیه یکسانی را ارائه می دهند، اما اغلب دارای ویژگی های ایمنی بیشتر و عملکرد بهتری هستند.

استفاده از شیرهای پروانه ای در برنامه شما می تواند نیازهای تعمیر و نگهداری را کاهش دهد، دقت کنترل جریان را بهبود بخشد و خطر بلایایی مانند نشت را کاهش دهد.

شیرهای کنترل پروانه ای برای کنترل تصفیه خانه های آب نیز استفاده می شوند زیرا بهترین آب بندی را دارند و می توانند فشار آب را تحمل کنند. به خصوص در خطوط لوله با قطر زیاد، استفاده از شیرهای کنترل پروانه مقرون به صرفه است.

V-Port یا Segment Ball Valve

شیرهای کنترلی نوع توپی تقسیم بندی شده

پورت v یا توپ سگمنت شده رایج ترین نوع برای شیرهای کنترل توپ است. شیرهای توپی به دلیل هزینه کم، دوام و عملکرد عالی در بسته شدن به طور گسترده در سیستم های سیال در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

مشابه دریچه‌های پروانه‌ای، در کاربردهای کنترل جریان که به دقت و حساسیت کنترلی بالایی نیاز دارند، مؤثر نیستند. یکی از دلایل این است که شیر توپی برای باز و بسته شدن نیاز به گشتاور بالایی دارد که این امر مانع از انجام تنظیمات دقیق توسط اپراتور می شود.

همچنین شکاف خاصی بین ساقه و توپ وجود دارد که یافتن دبی خاص مناسب برای کاربردهای کنترل سیال را دشوار می کند.

شیر کنترل پلاگین غیرعادی

شیر دوار غیرعادی یک فناوری نوآورانه است که بسیاری از ناهمواری، فشردگی و عمر آب بندی طولانی شیرهای گلوب را با سادگی و قابلیت اطمینان ترکیب می کند.

شیرهای کنترل دوار پلاگین غیرعادی دارای دو افست برای طراحی ساخت و ساز هستند. یکی این است که شفت در پشت صندلی سوپاپ آفست شده است و دیگری اینکه شفت از خط مرکزی سوپاپ آفست شده است.

هنگامی که شفت سوپاپ و دوشاخه دریچه کنترل پلاگین غیرمرکز شروع به حرکت می کنند، پس از راه اندازی سوپاپ، بادامک دریچه به سمت جلو از روی صندلی باز می شود. هیچ اصطکاک بین دوشاخه و صندلی وجود ندارد.

کاهش تریم کامل شیر توپی

دریچه توپی کامل کم تریم طرحی است که یک پنجره مثلثی در کنار توپ دارد

این شیر ساچمه‌ای کاهش‌یافته معمولاً در انتخاب اولیه و اندازه‌گیری استفاده نمی‌شود، بیشتر کاربردها زمانی است که پس از راه‌اندازی کارخانه متوجه می‌شوید که یک شیر کنترل توپی بزرگ‌تر از اندازه است، ظرفیت آن بسیار بیشتر از فرآیند مورد نیاز است، بنابراین اگر نمی‌توانید برای تغییر لوله‌کشی برای قرار دادن دریچه‌های سایز کوچکتر و کاهش‌دهنده‌های لوله‌کشی لازم، شیر توپی کم‌رنگ بهترین انتخاب شماست.

بیشتر پنجره‌های مسیر جریان مثلثی یا V شکل هستند تا تا حد امکان به ویژگی‌های جریان ذاتی EQ نزدیک شوند. عرض وسیع پنجره حداکثر ظرفیت جریان شیر کنترل را تعیین می کند.