شیر کنترل جریان

شیر کنترل جریان چیست ؟ چگونه کار می کند و چه نوع هایی از آن وجود دارد؟

شیر کنترل جریان یک عنصر رایج در صنعت فرآیند و تولید هستند. آنها جریان سیال را در شبکه متصل کنترل می کنند. سیال به یک طرف شیر می رود و جریان آن تنظیم شده و از طرف دیگر خارج می شود. جریان سیال را می توان با مکانیزم های دستی یا اتوماتیک کنترل کرد و در اشکال، اندازه ها و کاربردهای مختلف وجود دارد.

کنترل

کنترل سرعت جریان سیالات فرآیند، پرسنل را قادر می سازد تا بسیاری از پارامترهای مربوطه را کنترل کنند. به عنوان مثال، دما در یک ظرف دربسته با فشار بخار اعمال شده به آن نسبت مستقیم دارد. به طور مشابه، جریان آب در یک سیستم ذخیره سازی شناور برای جلوگیری از سرریز شدن، نظارت و کنترل می شود.

جریان این سیالات را می توان با نصب شیرهای کنترل به طور موثر کنترل کرد. آنها برای مایعات مختلف مانند بخار، آب و مواد شیمیایی در دسترس هستند. برخی نیز می توانند در محیط های خشن مانند دمای بالا و مواد شیمیایی سمی مقاومت کنند.

شیر کنترل جریان  چگونه کار می کنند

شیر کنترل را می توان به صورت دستی یا از طریق یک سیستم بازخورد کنترل کرد.

شیرهای کنترل دستی

دریچه های کنترل دستی ساده هستند که به صورت دستی باز شدن دریچه را از طریق مکانیزم دستی مانند دسته کنترل می کنند. حرکت دسته به طور مستقیم با مکانیزم شیر داخلی که جریان سیال را کنترل می کند، مرتبط است.

شیر کنترل جریان با سیگنال های بازخورد

سبک دیگر شیر کنترلی از سیگنال بازخورد برای کنترل جریان سیال استفاده می کند. قبل از کنترل عملکرد شیر، اجازه دهید به طور خلاصه سیگنال های بازخورد، مبدل های الکتریکی به پنوماتیک و محرک ها را معرفی کنیم:

سیگنال بازخورد

سیگنال بازخورد سیستم هدف را برای نیازهای جریان نظارت می کند. اگر سیگنال بازخورد نیاز به افزایش یا کاهش جریان سیال را تشخیص دهد، به شیر هشدار می دهد. سپس دریچه پاسخ می دهد و دهانه خود را برای تطبیق با جریان سیال تنظیم می کند.

سیگنال بازخورد می‌تواند الکتریکی یا پنوماتیکی باشد و اغلب از یک کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) یا کنترل‌کننده الکتریکی است که تغییر در نیاز جریان سیال را نظارت می‌کند.

مبدل سیگنال برق به پنوماتیک

شیر کنترل سیگنال های بازخورد را به صورت هوا می پذیرد. در مورد سیگنال فیدبک الکتریکی، سیگنال به فشار پنوماتیک معادل تبدیل می شود.

مبدل برق به پنوماتیک سیگنال بازخورد الکتریکی ورودی را به فشار پنوماتیکی برابر تبدیل می کند و به عنوان سیگنال بازخورد به شیر کنترل تغذیه می شود.

نمونه هایی از مبدل های پنوماتیکی عبارتند از یک مبدل جریان به فشار که جریان ورودی را به سیگنال پنوماتیک تبدیل می کند.

فعال کننده

محرک قطعه ای است که به شیر کنترل متصل است و حرکت سوپاپ را کنترل می کند. بدون محرک، مکانیسم داخلی شیر نمی تواند حرکت کند.

سیگنال پنوماتیک بازخورد به محرک می آید که مستقیماً به بدنه شیر اصلی متصل است. شیر کنترل اصلی نسبت به محرک حرکت می کند. هنگامی که سیگنال بازخورد زیاد می شود – که نشان دهنده افزایش جریان است – محرک بسته می شود و دریچه اصلی بسته می شود.

هنگامی که سیگنال بازخورد کاهش می یابد – که نشان دهنده جریان کم است – محرک باز می شود و به طور همزمان شیر را برای افزایش جریان باز می کند.

انواع شیرهای کنترل جریان

شیر کروی

شیر کروی دریچه های خطی هستند که به سمت بالا و پایین حرکت می کنند. یک مجموعه محرک، جریان سیال متصل به دیسک داخل بدنه شیر را کنترل می کند. دیسک به یک صندلی فشار وارد می کند که با حرکت دیسک به سمت بالا یا پایین باز یا بسته می شود. جریان سیال به طور مستقیم با دهانه صندلی متناسب است (یعنی باز شدن بیشتر برابر است با جریان بیشتر؛ به طور مشابه، باز شدن کمتر برابر است با جریان کمتر)

شیر توپی

شیرهای توپی به این دلیل نام خود را دریافت کردند که از یک توپ برای کنترل جریان سیال استفاده می کنند. توپ دارای سوراخ است و به دسته وصل می شود.

هنگامی که دسته می چرخد، توپ نیز می چرخد ​​و به طور همزمان زاویه سوراخ را می چرخاند و زمانی که مایع ورودی به سمت دهانه سوراخ توپ می رود، مایع بدون مقاومت از درون توپ عبور می کند.

به طور مشابه، هنگامی که مایع رو به دهانه سوراخ نباشد، جریان نمی یابد. سرعت جریان سیال بستگی به درجه باز شدن حفره ای دارد که در طول جریان خود با آن روبرو می شود.

شیرهای توپی را می توان به سرعت حتی در کاربردهای فشار جریان سیال بالا کار کرد. آنها بیشتر به عنوان یک شیر خاموش استفاده می شوند.

شیر زاویه ای

شیرهای زاویه دار دارای طراحی منحصر به فرد با دهانه های ورودی و خروجی عمود بر یکدیگر هستند. شیر زاویه ای حرکت خطی یک سطح را در برابر یک جایگاه به کار می گیرد. مقدار فضای ارائه شده توسط مدار، جریان سیال را کنترل می کند. مدار جریان سیال را مدیریت می کند.

هنگامی که دریچه باز است، جایگاه دور می شود و مسیری را برای جریان سیال فراهم می کند. به طور مشابه، هنگامی که شیر بسته می شود، جایگاه مسیر جریان سیال را باریک می کند و جریان سیال را کاهش می دهد.

از شیرهای زاویه ای در سیستم لوله کشی که فضا محدود است استفاده می شود. طراحی منحصر به فرد آنها همچنین آنها را به انتخاب خوبی برای کاربردهای آب تغذیه دیگ بخار تبدیل می کند.

کاربرد شیر کنترل جریان

صنعت تولید و فرآیند دارای مناطق مختلفی است که در آن از شیرهای کنترل استفاده می شود. دریچه‌های کنترل جریان سیال دقیق و عالی را فراهم می‌کنند که در صنایع تولیدی مانند غذا و نوشیدنی بسیار مهم است.

برخی از کاربردهای شیرهای کنترل در زیر خلاصه شده است:

هوای فشرده برای عملکرد ماشین

ماشین آلات در صنعت تولید و فرآیند به هوای فشرده برای کارکردن سیستم های پنوماتیک در دستگاهی مانند سیلندر نیاز دارند. آنها به جریان هوای دقیق نیاز دارند و شیرهای کنترل جریان هوای لازم را فراهم می کنند.

علاوه بر جریان هوا، شیرهای کنترلی نیز می توانند به عنوان سیگنال هشدار استفاده شوند و در صورت عدم تامین هوا از منبع اولیه، عملکرد دستگاه را متوقف کنند.

طعم و پوشش محصول

برخی از محصولات دارویی و غذایی نیاز به پوشش سطحی با مواد مختلف دارند. به عنوان مثال، یک تابه پوشش قرص، قرص را با مواد مختلف برای اهداف بالینی می پوشاند.

مقدار دقیق مواد پوشش برای کارایی محصول بسیار مهم است. شیر کنترل جریان مواد پوشش را مطابق با نیاز عملکرد تنظیم می کند.

عملیات پر کردن

محصولات دارویی و غذایی مایع در نهایت در ظرفی مانند بطری یا آمپول بسته بندی می شوند. حجم داخل ظرف استاندارد است و تغییر در حجم پر غیرقابل قبول است.

شیر کنترل جریان  به طور دقیق حجم پر شدن مایع را در کاربردهای پر کردن مایع کنترل می کنند. ولوم پر از کنترل پنل اصلی تنظیم و ثابت می شود.

شیر کنترل به طور دقیق جریان سیال را در داخل ظرف کنترل می کند. هنگامی که جریان مایع مورد نظر از شیر کنترل عبور می کند، جریان را تا رسیدن ظرف بعدی به ایستگاه پر کردن متوقف می کند. فرآیند پر کردن برای ظروف زیر تکرار می شود.

شیرهای کنترلی در بسیاری از اشیاء و کاربردهای صنعتی مانند لوله های آب یا دریچه های گاز یافت می شوند. آنها تضمین می کنند که فرآیندها به خوبی کنترل شده و ایمن هستند. ما در مورد سبک ها و کاربردها صحبت کردیم، اما چیزهای بیشتری وجود دارد که در مقالات بعدی به آنها خواهیم پرداخت.