شير كنترلي يا كنترل ولو نوعي شير است كه توسط آن و يك وسيله كنترلي جانبي مي توان جريان سيال را از كمترين حد ممكن تا بيشترين مقدار مجاز تنظيم كرد. معمولا شير كنترلي از نوع آنالوگ است، مگر در برخي موارد كه در ادامه اشاره خواهد شد.
شير كنترلي بيشترين نقش را در سيستم تنظيم جريان دارد، چرا كه آخرين دستگاه در مسير تنظيم جريان مي باشد. انواع مختلف شيرآلات ميتوانند به صورت شير كنترلي استفاده شوند. شير كنترلي كروي (گلوب)، شير كنترلي پروانه اي، شير كنترلي پلاگ، شير كنترليتوپي، شير كنترلي ديافراگمي،شير كنترلي زاويه اي و شير كنترلي سه راهي از انواع شيرهاي كنترلي مطرح مي باشند.
شير كنترلي براي كنترل سيال هاي مختلفي مانند مايعات، گاز و بخار استفاده مي شود. شير كنترلي در بسيار صنايع از جمله نفت و گاز و پتروشيمي، آب و فاضلاب، توليد نيرو، صنايع بهداشتي، صنايع غذايي و ساير صنايع كاربرد متنوع و گسترده اي دارد.
براي اينكه يك شير معمولي به يك شير كنترلي تبديل شود، يك اكچوئيتور (عملگر) بر روي آن سوار مي شود. اكچوئيتور (عملگر)باعث ميشود توپي، ديسك، كشو يا هر وسيله بازدارنده جريان در هر نوع شير به تدريج مسير جريان را باز كند يا ببندد. در تمامشيرهاي كنترلي، يك سر ميله مركزي شير به بخش بازدارنده جريان وصل مي شود و سر ديگر آن به اكچوئيتور (عملگر) متصل مي گردد تا كنترل جريان سيال به اكچوئيتور (عملگر) منتقل شود.
اكچوئيتور (عملگر) شير كنترلي مي تواند پنوماتيكي يا الكتريكي باشد. اكچوئيتور (عملگر)هاي پنوماتيكي يا بادي به دو نوع اكچوئيتور (عملگر) پنوماتيكي پيستوني و اكچوئيتور (عملگر) پنوماتيكي ديافراگمي تقسيم مي شود. جريان باد از اكچوئيتور (عملگر) پنوماتيكي خرج شده و با فشار به قسمت بازدارنده شير كنترلي، آن را باز يا بسته مي كند.
اكچوئيتور (عملگر) برقي شير كنترلي نيز به دو نوع تقسيم مي شود. اكچوئيتور (عملگر) برقي موتوري و اكچوئيتور (عملگر) برقي ماژولي.شير كنترلي بااكچوئيتور (عملگر) برقي موتوري را شير موتوري نيز مي نامند. شير كنترليموتوري معمولا براي حالت كاملا باز يا كاملا بسته مورد استفاده قرار مي گيرد. در عين حال بايد در نظر داشت كه معمولاشير كنترلي موتوري نسبت به ساير انواع شير كنترلي عملكرد كندتري دارد.
همانگونه كه قبلا هم اشاره شد، شير كنترلي معمولا از نوع آنالوگ مي باشد. ولي شير موتوري يك شير كنترلي ديجيتالي است و اين از ديگر تفاوت هاي آن با ساير شيرهاي كنترلي است.
علاوه بر اكچوئيتور (عملگر)، شير كنترلي معمولا به يك پوزيشنر نيز نياز دارد تا بتوان عملكرد شير را به صورت دقيق تنظيم كرد. پوزيشنر دستگاهي است كه باعث مي شود بين سيگنال فشار دريافتي از اكچوئيتور (عملگر) و وضعيت باز و بسته بودن تدريجي شير يك نسبت مستقيم و خطي برقرار شود. به بيان ديگر، هميشه براي يك سيگنال فشار مشخص، شير در وضعيت مشخص و يكساني قرار مي گيرد و تغييرات فشار يا هر تغيير فيزيكي ديگري در سيال يا شير كنترلي بر روي اين نسبت مشخص تاثير ندارد.
برخي پوزيشنرها از يك مبدل الكتروپنوماتيك استفاده مي كنند تا بتوان از جريان الكتريكي ورودي (عموما 4-20 ميلي آمپر) براي تنظيم يك شير كننترلي پنوماتيك به كار گرفت.
از لحاظ نوع سيگنال ورودي، پوزيشنر شير كنترلي به دو نوع تقسيم مي شود. نوع اول پوزيشنر پنوماتيكي/پنوماتيكي (P to P) است كه در آن سيگنال ورودي و جريان خروجي هر دو از نوع پنوماتيك يا بادي هستند. نوع دوم پوزيشنر الكتريكي/پنوماتيكي (I to P) است كه در آن سيگنال ورودي از نوع الكتريكي و جريان خروجي آن از نوع پنوماتيكي يا بادي مي باشد. براي مناطق خطرناك كه ممكن است با ايجاد يك جرقه انفجار عظيمي رخ دهد، پوزيشنر الكتريكي/پنوماتيكي (I to P) ضد انفجار بايد انتخاب شود تا از حوادث ناگوار جلوگيري شود.
نوع ديگري از پوزيشنر براي شير كنترلي، پوزيشنر ديجيتالي يا SMART است كه وضعيت دقيق شير را به صورت ديجيتالي نشان مي دهد.
مزاياي شير كنترلي (Control Valve):
كاركرد اتوماتيك: يكي از مهمترين مزاياي ارائه‌شده توسط يك شير كنترل اين است كه فرآيند باز و بسته شدن يك مايع به طور خودكار كنترل ميشود. بنابراين، زماني كه اين نوع دريچه‌ها در صنايع به كار گرفته مي‌شوند، لازم نيست كاربران مراقب بستن يا باز كردن شير به صورت دستي باشند.
نصب آسان: يكي ديگر از مزيت هاي مهم شيرهاي كنترل اين است كه نصب آنها كاملاً آسان است. بسياري از مردم بدون نياز به درخواست كمك از لوله‌كش و يا توليد كننده ميتوانند بدون زحمت اين شيرها را روي دريچه‌ها نصب كنند. بنابراين با نصب آسان، از نظر صرفه جويي در زمان و تلاش، به كاربران كمك ميكند.
كاهش مصرف: با توجه به كاركرد خودكار اين نمونه ها ، هدر رفت منابع كاهش زيادي پيدا مي كند. فرقي نمي‌كند كه اينها در فرآيندهاي صنعتي يا توليدي مورد استفاده قرار گيرند، يا در خانه‌ها، آنها به لطف كاركرد موثر خود، از هدر رفت كمتر منابع برخوردار خواهند بود. در حقيقت ، اين دريچه ها در صرفه جويي در مصرف آب بسيار مفيد هستند. مطالعات نشان داده اند كه شيرهاي كنترل مي توانند منجر به صرفه جويي در مصرف آب تا ميزان 85 درصد شوند. بنابراين، آنها با كاهش هدررفت اين منبع گرانبها، به رفع تقاضاي فزاينده ي آب كمك ميكنند.
بدون گرفتگي: يكي ديگر از مزاياي مهم شيرهاي كنترل جريان اين است كه مانع از جريان سيال نمي شوند. ذرات كوچك، رسوبات، گرد و غبار و غيره جريان سيال را به علت طراحي كامل اين دريچه‌ها مسدود نمي‌كنند.
دوستدار محيط زيست: مشاغل تحت فشار مداوم براي رعايت استانداردهاي زيست محيطي جهاني قرار دارند. با استفاده از اين شيرها، آنها ميتوانند به كاهش هدر رفتن منابع طبيعي كمك كنند و همچنين ميتوانند با استفاده درست از اين ابزار از نظر اكولوژيكي دوستدار طبيعت نيز شوند.
افزايش بازده مالي: وقتي منابع به طور مؤثر مورد استفاده قرار گيرند ، كسب و كارها در موقعيتي قرار ميگيرند كه تغييرپذيري فرآيند را كاهش دهند. اين امر در نهايت به دستيابي به يك مزيت استراتژيك و افزايش بازده مالي كمك ميكند.
صرفه جويي پول آسانتر ميشود: هنگامي كه از شيرهاي كنترلي در شير آب استفاده شود ، در حفظ آب بسيار كمك مي كند. اين بدان معني است كه افراد مي توانند با استفاده از اين شيرهاي كنترلي در خانه ها ، دفاتر يا كارخانه هاي خود ، از جنبه آب و فاضلاب پول پس انداز كنند.
انواع كنترل ولو
كنترل ولو در انواع و اشكال مختلف به توليد مي رسد.آنها را مي توان به روش هاي مختلف طبقه بندي كرد. بر اساس:
(الف) عملكرد
(ب) تعداد ديسك
ج) تغييرات جريان
(الف) انواع شير كنترل بر اساس عمل:
كنترل ولو مي تواند از طريق محرك هاي پنوماتيك كار كند كه به دو صورت مي باشد:
١.فشار هوا براي باز شدن
٢.فشار هوا براي بستن
آنها به گونه اي طراحي شده اند كه در صورت خرابي منبع تغذيه ، بسته به نياز ايمني فرآيند ، كنترل ولو كاملاً باز يا بسته مي شود.
به عنوان مثال ، اگر از كنترل ولو براي كنترل جريان بخار يا سوخت استفاده شود ، در صورت قطع شدن هوا ، كنترل ولو بايد كاملاً خاموش شود. از طرف ديگر ، اگر كنترل ولو در حال انتقال آب خنك كننده به يك راكتور باشد ، جريان در شرايط اضطراري بايد حداكثر باشد.
(ب) انواع كنترل ولو بر اساس تعداد ديسك ها:
كنترل ولو را مي توان از نظر تعداد ديسك هاي موجود نيز مشخص كرد
١.كنترل ولو تك نشيمن گاه
٢.كنترل ولو با دو نشيمن گاه
مزيت اين نوع كنترل ولو اين است كه مي توان آن را كاملاً باز يا بسته كرد و از 0 تا 100٪ تغيير جريان ايجاد كرد. اما با نگاهي به ساخت آن ، به دليل افت فشار از طريق روزنه ، يك نيروي رو به بالا در ناحيه روزنه وجود دارد و در نتيجه ، نيروي مورد نياز براي حركت سوپاپ در برابر اين رانش به سمت بالا نيز زياد است.
بنابراين اين نوع كنترل ولو براي دبي كم مناسب تراست. از طرف ديگر ، دو ديسك در يك شير با دو نشيمن گاه قرار دارد. جريان در ناحيه يك ديسك به سمت بالا و در ديسك ديگر به سمت پايين حركت مي كند.
اما كنترل ولو داراي دو ديسك از يك عيب رنج مي برد. به دليل تفاوت دماي ساقه و نشيمن سوپاپ ، نمي توان جريان را به طور كامل قطع كرد.
(ج) تغييرات جريان
چگونگي تغيير سرعت جريان با حركت يا بلند شدن ساقه را توصيف مي كند. شكل ديسك كنترل ولو در درجه اول تغييرات جريان را تعيين مي كند. با اين حال ، طراحي و شكل كنترل ولو نيز تاثيرگذار است.
شير گلوب يا Globe Valve يا شير هاي كروي
شيرهاي دروازه اي Gate Valve
شيرهاي پروانه اي Butterfly Valve
شيرهاي توپي Ball Valve
همگي مي توانند نقش يك كنترل ولو را بازي كنند.
مقايسه انواع كنترل ولو
در مورد مقايسه انواع كنترل ولو مي توان گفت به طور كلي عملكرد يكساني دارند ولي از لحاظ ساختمان و طراحي متفاوت هستند. انواع كنترل ولو براي كار كردن نياز به نيروي محركي دارند كه از طريق برق تامين مي شود.
كاربرد هاي مهم كنترل ولو چيست؟
كنترل ولو كاركرد هاي مهم و گوناگوني دارد و از عناصر مهم سازنده سيستم هاي كنترل صنعتي است. به طور كلي ، كنترل ولو سرعت مايعاتي مانند مواد شيميايي ، گاز يا بخار را كنترل مي كند. كنترل ولو اين كار را با تغيير اندازه ميزان عبور جريان بر اساس سيگنال هاي كنترل كننده انجام مي‌دهد . با انجام اين كار مي توان مقادير فرآيندهايي مانند دما و فشار را كنترل كرد.
يكي از كاربردهاي كنترل ولو نقش آن در سيستم هاي كنترل كيفيت است.
كنترل ولو نقشي اساسي در بحث ايمني صنايع و كارخانه جات ايفا مي كند.
3 نكته مهم در رابطه با كنترل ولو
١.كنترل ولو بخشي جدا نشدني و مهم در كنترل كيفيت محصول ، نگهداري تجهيزات و ايمني است.
٢.در حالي كه عناصر مختلفي براي مديريت كيفيت وجود دارد ، كنترل ولو بخشي از سيستم است كه جلو تر از ساير عناصر وارد عمل مي شود.
٣.فرمان كنترل ولو ممكن است برقي و يا هيدروليكي باشد.
قيمت كنترل ولو بر اساس پارامترهاي دقيق و تخصصي تعيين مي شود كه سايز، جنس بدنه و طراحي ساختمان كنترل ولو بخشي از اين پارامترها هستند
در عكس هاي زير مشخصات فني كنترل ولو به خوبي مشخص مي شود:
خلاف ساختار پيچيده اي كه يك كنترل ولو مي تواند داشته باشد نحوه عملكرد كنترل ولو ساده به نظر مي رسد.
يك كنترل ولو، به راحتي و با استفاده از يك مكانيزم ساده و يك رله، مسير جريان را كنترل ميكند.
در كنترل ولو معمولا با استفاده از پوزيشنر و ترانسميترهاي مختلف،فشاري بين 3 تا 15 psig را براي عملگرِ ولو فراهم ميشود.سپس متناسب با اين فشار، كنترل ولو كمي باز يا بسته مي شود.
پوزيشنر كنترل ولو
پوزيشنر كنترل ولو (Valve Positioner) رابط ميان ولو و سيستم فرمان (نيوماتيكي يا الكترونيكي) ميباشد و مانند يك تثبيت‌كننده مكانيكي و بافر نيوماتيكي عمل مي‌نمايد.
از مهمترين دلايل كاربرد پوزيشنر در كنترل ولو مي توان از:
وجود فشار زياد و همچنين ويسكوزيته زياد سيال مورد كنترل، وجود اصطكاك در مكانيزم كنترل ولو به واسطه آب بندي گلوگاه شير و حذف تاخير زماني نام برد.
اجزاي كنترل ولو
يك كنترل ولو از اجزاي زياد و متراكمي تشكيل شده كه نشان از ساختار مهندسي آن دارد. عكس زير نمايانگر خوبي از اجزاي يك كنترل ولو است.
نحوه انتخاب كنترل ولو
موارد مهم در انتخاب يك كنترل ولو به شرح زير مي باشد:
۱- CV (ميزان عبور سيال از ولو را كه نشان دهنده حجم در واحد زمان ميباشد)
۲- سايزينگ ولو
۳- سيال داخل مسير ( خورندگي)
۴- فشار و اختلاف فشار موجود
۵- غلظت و مختصات سيال
۶- نشتي ولو (Leakage)
۷- اغتشاش سيال
۸- دماي سيال
۹- قيمت نهايي كنترل ولو
كنترل ولو از جمله اجزاي يك سيستم است كه حضور آن هميشه ضروري خواهد بود. يك كنترل ولو قبل از هر سيستم كنترلي ديگري مي تواند مشكلات را شناسايي و مرتفع كند.
پترو كالوج تامين كننده و عرضه كننده انواع كنترل ولو در سراسر كشور است براي كسب اطلاعات بيشتر در مورد خريد و فروش كنترل ولو و يا دريافت آخرين قيمت مي‌توانيد به وبسايت پتركالوج مراجعه كنيد.