انتخاب شیر کنترل

انتخاب شیر کنترل :

هنگامانتخاب شیر کنترل برای یک فرآیند، موارد زیادی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود، از جمله مشخصه جریان شیر، اندازه آن، نویز، احتمال آسیب کاویتاسیون یا چشمک زدن، مواد بدنه و تزئینی، اندازه و نوع محرک، و پاسخ دینامیکی آن به تغییرات در سیگنال کنترل.

انتخاب در درجه اول به کاربرد و شرایط فشار و دما بستگی دارد.

چگونه یک شیر کنترل را انتخاب کنیم؟

انواع مختلفی از شیرها وجود دارد که هر کدام مزایا و محدودیت های خود را دارند. الزامات اساسی و انتخاب به توانایی آنها برای انجام عملکردهای خاص مانند:

بستگی دارد

1. قابلیت دریچه گاز یا کنترل سرعت جریان.
2. عدم تلاطم یا مقاومت در برابر جریان در هنگام باز بودن کامل، زیرا تلاطم فشار سر را کاهش می‌دهد.
3. مکانیسم باز و بسته شدن سریع – پاسخ سریع بارها در مواقع اضطراری یا ایمنی لازم است.
4. خاموش کردن محکم از نشت در برابر فشار بالا جلوگیری می کند.
5. قابلیت اجازه دادن به جریان فقط در یک جهت – از بازگشت جلوگیری می کند.
6. باز کردن با فشار از پیش تنظیم شده – کنترل روش برای جلوگیری از آسیب تجهیزات
7. قابلیت رسیدگی به مایعات ساینده – مواد سخت شده از سایش سریع جلوگیری می کند.

این مقاله انواع پایه شیر، انواع محرک ها، اقدامات کنترلی، انواع موقعیت دهنده ها را مورد بحث قرار می دهد.

بر اساس اقدامات کنترلی، آنها حرکت خطی و حرکت چرخشی هستند

حرکت خطی

شیرهای خطی، که به عنوان شیرهای چند چرخشی نیز شناخته می شوند، دارای طراحی ساقه کشویی هستند که یک عنصر بسته را به موقعیت باز یا بسته می راند. شیرهای رایج عبارتند از شیرهای گلوب، شیرهای دروازه.

حرکت چرخشی

حرکت چرخشی به عنوان دریچه های یک چهارم چرخشی نیز شناخته می شود. شیرهای یک چهارم چرخشی در حالت کاملاً باز یا کاملاً بسته (۰ درجه) پس از چرخش ۹۰ درجه ساقه خواهند بود.

عملکرد آنها بسیار سریعتر از شیرهای حرکت خطی است. دریچه های توپی، شیرهای پروانه ای رایج هستند.

انواع شیرهای پایه

شیرها با طیف گسترده ای از بدنه شیرها در سبک ها، مواد، اتصالات و اندازه های مختلف موجود هستند. انتخاب در درجه اول به شرایط خدمات، وظیفه، و ویژگی های بار برنامه.

خواندن:

• طبقه بندی شیرهای کنترل
• سوالات در مورد شیرهای کنترل
• پویانمایی شیر کنترل

متداول ترین انواع شیرهای توپی، دریچه های پروانه ای، دریچه های گلوب و شیرهای دروازه ای هستند.

دریچه های توپ

شیرهای توپی دریچه هایی با باز شدن سریع هستند که به شدت خاموش می شوند. هنگامی که به طور کامل باز است، یک شیر توپی تلاطم یا مقاومت کمی در برابر جریان ایجاد می کند.

توپی”>p>

شیرهای توپی به عنوان شیرهای بازیابی بالا در نظر گرفته می شوند که دارای افت فشار کم و ظرفیت جریان نسبتاً بالایی هستند.

بهترین کنترل مناسب:

• باز کردن سریع،
• خطی

استفاده می کند:

• کاملا باز/بسته،
• اختلال محدود
• برنامه های کاربردی سیالات با دمای بالاتر

مزایا:

• هزینه کم
• ظرفیت جریان بالا
• قابلیت‌های فشار/دمای بالا
• نشت و نگهداری کم
• آب بندی محکم با گشتاور کم
• عملکرد آسان یک چهارم دور.

معایب:

• ویژگی‌های گاز محدود
• مستعد کاویتاسیون.

دریچه های پروانه ای

شیرهای پروانه ای شامل یک دیسک متصل به شفت با یاتاقان هایی هستند که برای تسهیل چرخش استفاده می شوند. اینها دریچه های بازیابی بالا در نظر گرفته می شوند زیرا فقط دیسک مسیر جریان دریچه را مسدود می کند. ظرفیت جریان نسبتاً زیاد است و افت فشار در سراسر شیر نسبتاً کم است.

گلوب”>p>

دریچه‌های پروانه‌ای برای دریچه گاز محدود استفاده می‌شوند، جایی که نیازی به خاموش کردن محکم نیست. هنگامی که پروانه کاملاً باز است، تلاطم یا مقاومت کمی در برابر جریان ایجاد می کند.

بهترین کنترل مناسب:

• خطی،
• درصد برابر

استفاده می کند:

• خدمات کاملاً باز/بسته یا درنگ
• عملکرد مکرر
• برنامه هایی که افت فشار کمی مورد نظر است

برنامه ها:

1. مقرون به صرفه ترین برای خطوط بزرگ در خدمات شیمیایی، تصفیه آب، و سیستم های حفاظت در برابر آتش.
2. با توجه به طراحی سوپاپ، شامل ابعاد کوچک رو به رو و وزن کمتر نسبت به اکثر انواع شیر،
3. شیر پروانه ای یک انتخاب مقرون به صرفه برای اندازه خطوط بزرگتر است (یعنی ۸ اینچ و بالاتر).

مزایا:

• هزینه کم، نگهداری و وزن سبک، بنابراین نیاز به پشتیبانی کمتری دارید
• ظرفیت بالا
• کنترل جریان خوب
• افت فشار کم

معایب:

• گشتاور بالا مورد نیاز برای کنترل
• در جریان‌های پایین‌تر مستعد کاویتاسیون هستند

به طور کلی به عنوان حبابدار رتبه بندی نمی شود، و حفره ها و مسیرهای نشتی در اطراف ساقه دیسک به دام افتادن بالقوه برای مایعات و دوغاب هستند.

شیرهای گلوب

شیرهای گلوب از یک عنصر متحرک از نوع دیسک و یک نشیمنگاه حلقه ثابت در یک بدنه به طور کلی کروی تشکیل شده اند. میل سوپاپ یک پلاگ کره ای را نسبت به نشیمنگاه سوپاپ حرکت می دهد. پلاگین گلوب می‌تواند در هر موقعیتی بین کاملاً باز و کاملاً بسته باشد تا جریان را از طریق شیر کنترل کند.

p>

تصویر با احترام: Flowone

ساختار کره و صندلی ویژگی های تنظیم جریان خوبی را به شیر می دهد. جریان آشفته از پشت صندلی و دوشاخه، زمانی که شیر باز است، منجر به افت فشار نسبتاً بالا، ظرفیت جریان محدود و بازیابی کم می‌شود.

بهترین کنترل مناسب:

• خطی و
• درصد برابر

استفاده می کند:

برنامه هایی که نیاز به: الف) تنظیم دقیق جریان دارند

• عملیات دریچه گاز مکرر و گسترده
• مناسب برای برنامه های کاربردی قطره های فشار بسیار بالا
• مناسب برای اکثر مایعات، بخارات، گازها، مواد خورنده
• محدودیت‌های فشار نسبتاً زیاد است و از ۱۴۸۰ تا ۱۵۰۰ psi متغیر است و به مصالح ساختمانی، اندازه و دما بستگی دارد.
• دماهای حداقل و حداکثر نیز بسیار گسترده هستند و از -۴۲۵ درجه فارنهایت تا ۱۱۰۰ درجه فارنهایت بسته به مواد ساخت و ساز بسیار گسترده هستند.

مزایا:

• دریچه گاز کارآمد و دقیق
• کنترل دقیق جریان

معایب:

• بازیابی کم و ضریب جریان نسبتاً پایین (Cv).
• افت فشار بالا، ظرفیت پمپ بالاتر و فرسودگی سیستم.
• گرانتر از سایر شیرها
• دستگاه آب‌بندی دوشاخه‌ای است که قابلیت‌های خاموش کردن محدودی را ارائه می‌کند و همیشه الزامات حباب‌بندی را برآورده نمی‌کند.

دریچه های دروازه

دریچه های دروازه از نوع خطی حرکت ساقه برای باز و بسته شدن یک شیر استفاده می کنند. این دریچه‌ها از دیسک‌های موازی یا گوه‌شکل به‌عنوان اعضای بسته‌کننده استفاده می‌کنند که آب‌بندی محکمی ایجاد می‌کنند.

بهترین کنترل مناسب:

• باز کردن سریع

استفاده می کند:

1. کاملا باز/بسته، بدون گاز
2. عملکرد نادر
3. حداقل گیر افتادن مایع در خط

برنامه ها:

• مناسب برای نفت، گاز، هوا، مایعات سنگین، بخار، گازهای غیر متراکم، مایعات ساینده و خورنده

مزایا:

• ظرفیت بالا
• خاموش شدید
• هزینه کم
• مقاومت کمی در برابر جریان.

معایب:

• کنترل ضعیف
• در افت فشار کم حفره ایجاد کنید
• نمی توان برای دریچه گاز استفاده کرد

خواندن:

• انواع مختلف شیر
• انواع شیرهای چک
• معرفی شیرها
• کنترل برش سوپاپ
• قطعات شیرهای کنترل

عملگر

یک محرک سوپاپ دستگاهی است که با استفاده از منبع تغذیه، نیرویی برای باز کردن یا بستن شیر تولید می کند.

نوع عملگر

دو نوع عملگرها رایج هستند:

• پنوماتیک و
• محرک های الکتریکی.

پنوماتیک:

عملگرهای پنوماتیک استفاده می کند یک سیگنال هوا از یک دستگاه کنترل خارجی برای ایجاد یک عمل کنترلی از طریق یک موقعیت دهنده یا یک شیر برقی. اینها معمولاً به دو شکل اصلی موجود هستند: محرک های پیستونی و محرک های دیافراگمی.

عملگرهای پیستون

محرک‌های پیستونی معمولاً در مواردی استفاده می‌شوند که حرکت یک محرک دیافراگم خیلی کوتاه باشد یا نیروی رانش خیلی کوچک باشد.

عملگرهای دیافراگم

عملگرهای دیافراگم

کنترل کنش:

در شیر پنوماتیکی، دو عمل کنترل ممکن است:

• “هوا (یا جریان) برای باز شدن” – محدودیت جریان با افزایش مقدار سیگنال کنترل کاهش می یابد.
• «هوا (یا جریان) برای بسته شدن» – محدودیت جریان با افزایش مقدار سیگنال کنترل افزایش می‌یابد.

همچنین ممکن است در حالت های ایمنی خرابی وجود داشته باشد:

• باز نشدن هوا (یا سیگنال کنترل)” – در صورت شکست هوای فشرده به محرک، دریچه تحت فشار فنر بسته می‌شود.
• باز نشدن هوا (یا سیگنال کنترل)” – در صورت شکست هوای فشرده به محرک، دریچه تحت فشار فنر باز می شود.

خواندن:

• حالت خرابی سوپاپ
• عملیات ایمن شکست خورده دریچه
• سوالات شیر ​​کنترل
• محاسبه نرخ شکست سوپاپ

مزایای عملگرهای پنوماتیک

بزرگترین مزیت محرک های پنوماتیکی عملکرد ایمن آنها در برابر خرابی است.

با طراحی فنر فشرده، مهندس می تواند بسته به ایمنی فرآیند، تعیین کند که آیا شیر بسته یا باز می شود.

برق:

محرک‌های الکتریکی دستگاه‌هایی هستند که توسط موتور هدایت می‌شوند که از سیگنال ورودی الکتریکی برای ایجاد چرخش شفت موتور استفاده می‌کنند. این چرخش به نوبه خود توسط اتصال واحد به یک حرکت خطی تبدیل می‌شود، که میل سوپاپ و مجموعه دوشاخه را برای مدولاسیون متغیر فرآیند هدایت می‌کند.

عملگرها از دو نوع موتور استفاده می کنند

موتور پله ای از چرخ دنده هایی با افزایش در محدوده ۵۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ در چرخش ۹۰ درجه برای موقعیت یابی دقیق در سرعت های پایین استفاده می کند.

سروها، بنا به تعریف، حلقه بسته هستند و عملکرد عالی را در سرعت های بالا، اما با هزینه بالاتر، ارائه می دهند.

مزایا:

• هزینه عملیاتی کم. مدارهای ولتاژ پایین کنترلرها و درایورها انرژی را به میزان بسیار کمتری مصرف می کنند.
• زمان پاسخگویی اساساً آنی است.
• کنترل و موقعیت‌یابی دقیق را در مقایسه با محرک‌های پنوماتیکی ارائه دهید.

معایب

• عیب اصلی یک محرک الکتریکی این است که در صورت قطع برق، شیر در آخرین موقعیت باقی می‌ماند و نمی‌توان موقعیت ایمن را به راحتی بدست آورد مگر اینکه منبع مناسبی برای انرژی الکتریکی ذخیره شده وجود داشته باشد.
• هزینه بالاتر نسبت به محرک های پنوماتیکی.
• به طور کلی برای محیط های قابل اشتعال توصیه نمی شود.

مقاله هایی دیگر:

• محرک موتور الکتریکی
• قطعات محرک موتور
• محرک شیر برقی
• محرک موتور چیست؟

موقعیت‌دهنده شیر

موقعیت‌دهنده سوپاپ یک دستگاه کنترلی است که برای ایجاد حساسیت به شیر و اطمینان از موقعیت‌یابی دقیق همانطور که توسط سیگنال کنترل دیکته می‌شود، طراحی شده است.

افزودن پوزیشنر می تواند تغییرات زیادی از جمله تغییرات در اصطکاک بسته بندی به دلیل کثیفی، خوردگی یا عدم روانکاری، تغییرات در نیروهای دینامیکی فرآیند را اصلاح کند.

ممکن است از یک پوزیشنر به عنوان تقویت کننده یا تقویت کننده سیگنال استفاده شود. سیگنال کنترل هوای کم فشار را می پذیرد و با استفاده از ورودی فشار بالاتر خود، این سیگنال را چند برابر می کند تا سیگنال هوای خروجی فشار بالاتری را به دیافراگم محرک ارائه کند.

چه زمانی باید یک پوزیشنر نصب شود:

در شرایط زیر باید یک موقعیت دهنده در نظر گرفته شود:

• خطی کردن یک محرک غیرخطی؛
• هنگام کنترل با محدوده گاز وسیع
• برای سرعت واکنش سوپاپ
• موقعیت‌دهنده اجازه می‌دهد سیگنال کنترلر را بین بیش از یک دریچه تقسیم کند.
• پارامترهای فرآیند مانند فشار، دما، جریان باید به دقت کنترل شوند.

مقاله هایی دیگر:

• موقعیت‌دهنده‌های شیر کنترل
• تست موقعیت‌دهنده‌های سوپاپ
• موقعیت‌دهنده شیر پنوماتیک
• شماتیک موقعیت یاب شیر

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.