کنترل ولو خطی چیست؟ اصول کاری و انواع کنترل ولو خطی

کنترل ولو خطی یا Linear valve control از یک عضو بسته کننده تشکیل شده است که در یک خط مستقیم حرکت می کند تا جریان یا گاز را شروع ، متوقف کند.

انواع مختلفی از دستگاه‌های بسته‌کننده از جمله دیسک‌ها، لت‌ها و مواد انعطاف‌پذیر مانند دیافراگم وجود دارد.

اگرچه کنترل ولو های حرکت خطی کندتر عمل می کنند، اما سطح دقت و کنترل بیشتری را بر روی موقعیت عضو بسته ارائه می دهند.

امکان استفاده از دستگاه برای موارد زیر وجود دارد:

حرکت دیسک یا فشار دادن دوشاخه به دهانه
حرکت یک سطح لت، استوانه ای یا کروی از طریق یک روزنه
جریان یک ماده انعطاف پذیر به یک کانال

از نمونه کنترل ولو خطی می توان به گیت ولو، گلوب ولو، نیدل ولو، پینچ ولو اشاره کرد.

اصل کار کنترل ولو خطی

کنترل ولو خطی محبوب ترین نوع شیرآلاتی هستند که امروزه در دسترس هستند.

سهولت استفاده و طراحی ساده آنها را بسیار رایج کرده است.

این شیرها که به آنها شیرهای چند خظی نیز گفته می شود.

از طراحی ساقه کشویی برای کنترل موقعیت یک عنصر بسته استفاده می کنند.

گزینه های طراحی و گزینه های اندازه موجود در این نوع شیرها آنها را بسیار متنوع می کند.

علاوه بر این، کنترل ولو خطی در مقایسه با ولو های چرخشی در برابر کاویتاسیون مقاوم‌تر هستند.

با وجود هزینه بالاتر، شیرهای خطی دقت و کنترل جریان خطی را ارائه می دهند.

عضو بسته شدن کنترل ولو حرکت خطی به صورت خطی حرکت می کند تا سرعت جریان را در شیر تغییر دهد.

معمولاً به دلیل شکل عضو بسته آنها به عنوان شیرهای حرکت خطی شناخته می شوند.

نمونه کنترل ولو خطی

گلوب ولو(Globe Valve)

حفره کروی اطراف نشیمنگاه شیر چیزی است که نام شیرهای گلوب را به آن داده است.

اعضای بسته بر روی شیرهای گلوب از شاخه‌هایی با کفی صاف یا محدب تشکیل شده‌اند که به یک صندلی افقی در وسط شیر می‌لغزند.

همانطور که دوشاخه یا plug بالامی رود، مایع می تواند از آن عبور کند.

علیرغم داشتن ویژگی های دریچه گاز خوب، شیرهای گلوب دارای افت فشار نسبتاً بالایی هستند زیرا مسیر جریان خطی نیست.

افت فشار مربوط به شیرهای گلوب در کاربردهای دریچه گاز و روشهای خاموشی قابل قبول است.

بدنه Z، بدنه Y و طرح های بدنه زاویه ای سه طرح اصلی بدنه برای شیرهای گلوب هستند.

گیت ولو(gate valve)

در یک گیت ولو، عضو بسته یک صفحه صاف، دیسک عمودی یا دروازه است که به داخل شیر می لغزد و جریان را مسدود می کند.

با توجه به طراحی آنها، گیت ولو فقط در حالت کاملاً باز یا کاملا بسته قابل استفاده هستند و معمولاً در کاربردهای قطع جریان یافت می شوند. در موقعیت کاملا باز، دیسک به طور کامل از جریان جریان خارج می شود.

هنگامی که گیت ولو کاملاً باز است، عملاً هیچ مقاومتی در برابر جریان نشان نمی دهد، بنابراین با افت فشار کم کار می کند. ویژگی های دریچه گاز دریچه های دروازه بسیار ضعیف است و از آنها به عنوان دستگاه دریچه گاز استفاده نمی شود.

شیر دیافراگمی

ولوهای دیافراگمی با تغییر شکل یک سطح انعطاف پذیر (دیافراگم) با استفاده از فشار کاری ،کار می کنند.

شیرهای دیافراگمی در درجه اول سودمند هستند زیرا آنها مهر و موم ساقه ندارند.

شیر های دیافراگمی عمدتاً برای جلوگیری از جریان دوغاب یا مایعات چسبناک استفاده می شوند. آنها همچنین ممکن است برای کاهش جریان سیال استفاده شوند.

شیرهای دیافراگمی ممکن است برای کاربردهای پمپاژی که نیاز به فشار ثابت به دیافراگم دارند استفاده شوند.

این از جریان بدون نیروی محرکه (پمپ) جلوگیری می کند، اما زمانی که فشار کافی برای تجاوز از نیروی وارده بر دیافراگم وجود داشته باشد، جریان را ادامه می دهد.

پینچ ولو

عملکرد شیر پینچ مشابه دریچه دیافراگمی است، با این تفاوت که کل بدنه شیر انعطاف پذیر است و عضو بسته، شیر را می بندد تا از جریان جلوگیری کند.

از آنجایی که شیرهای پینچ دارای انسداد داخلی نیستند، افت فشار پایینی دارند، که آنها را به گزینه ای عالی برای مایعات و دوغاب های حاوی مقادیر زیادی جامدات معلق تبدیل می کند.

انواع کنترل ولو حرکت خطی

سه نوع کنترل ولو حرکت خطی وجود دارد. شیر تک پورت، شیر دو پورت و شیر سه طرفه این موارد باید در هنگام طراحی یک شیر حرکت خطی در نظر گرفته شوند.

شیر تک پورت

در کاربردهای کنترل فرآیند، متداول‌ترین نوع بدنه شیر، طراحی تک پورت‌ است که برای NPS(اندازه اسمی لوله) ۱ تا۴ NPS رایج است.

جهت جریان عادی اغلب از طریق حلقه نشیمنگاه جریان می‌یابد.

انواع مختلفی از شیرهای تک پورت مانند گلوب ولو ،شیر زاویه ای وجود دارد.

از آنجایی که سیال پرفشار معمولاً کل ناحیه پورت را پر می‌کند، انتخاب اکچویتورها برای بدنه شیرهای کنترلی با پورت‌های منفرد باید نیروی نامتعادل ایجاد شده را در نظر بگیرد.

به طور کلی، شیرهای تک پورت برای اندازه های کوچک مناسب هستند، اما می توانند در اندازه های ۴ تا ۸ اینچی با اکچویتور های رانش بالا نیز استفاده شوند.

چندین بدنه سوپاپ تک پورت مدرن مانند قفس ساخته شده اند تا هدایت دوشاخه (plug) را فراهم کنند، حلقه نشیمنگاه را حفظ کنند و ویژگی جریان خاصی را ارائه دهند.

علاوه بر ارائه مزایای در سهولت نگهداری، تریم به سبک قفس به شما این امکان را می دهد که با تغییر قفس ها، ویژگی های شیر را به راحتی تغییر دهید.

همچنین می توان بدنه شیرهای تک پورت به سبک قفس را با تغییر قطعات تریم اصلاح کرد تا ظرفیت جریان کاهش یابد، نویز کاهش یابد یا مشکلات حفره کاهش یابد.

ویژگی های بدنه شیر تک پورت

این بدنه شیر دارای ویژگی های زیر است:

حداکثر افت فشار معمولاً ۱۵۰ psi 10 بااراست.
ارتعاشات ناشی از سرعت ممکن است رخ دهد.
به طور معمول، حلقه‌های صندلی به داخل پیچ می‌شوند و پس از استفاده، برداشتن آن‌ها دشوار می‌شود.

این شیرها عموماً برای کاربردهایی طراحی شده اند که نیاز به خاموشی محکم دارند.

با استفاده از سطوح نشیمن فلز به فلز یا مواد نشیمن نرم که از نیتریل یا سایر مواد الاستومری تشکیل دهنده مهر و موم ساخته شده اند، می توان اکثر نیازهای خدماتی را برطرف کرد.

شیر دو پورت

دریچه‌های دو پورت، طرح‌های ویژه‌ای هستند که به دلایل مشابه با تریم‌های متعادل فشار استفاده می‌شوند.

برای کاهش نیروی فرآیند بر روی پلاگ، در نتیجه کاهش نیاز نیروی رانش و امکان استفاده از اکچویتورهای کوچک از مزایای آنها هست.

از درگاه ورودی، جریان به داخل بدنه و تریم هدایت می شود که از دو صندلی و یک پلاگ یا دو شاخه با دو سر شاخه تشکیل شده است.

در پالایشگاه‌ها، طرح‌های دو پورت اغلب با سیالات بسیار چسبناک یا جایی که کثیفی، آلاینده‌ها و رسوبات فرآیندی مشکل هستند، استفاده می‌شوند.

ویژگی های زیر در بدنه شیر دو پورت هدایت شونده وجود دارد

در حضور جریان، نیروی دینامیکی روی دوشاخه متوازن می شود زیرا یک پورت باز و دیگری بسته می شود.

ظرفیت بدنه هایی با اندازه خط یکسان معمولاً بیشتر از دریچه های تک پورت است.

در نتیجه، بسیاری از دوشاخه‌های شیر بدنه دو پورت برگشت‌پذیر هستند.

بنابراین می‌توان آن‌ها را به‌عنوان دوشاخه‌های فشار به پایین به باز یا فشار به پایین برای بستن نصب کرد.

پلاگین شیر هدایت دو پورت معمولاً برای کاربردهای خاموش یا فشار کم استفاده می شود.

در شرایط خدمات سخت، شاخه های شیر هدایت شونده از بالا و پایین عملکرد پایداری را ارائه می دهند.

بدنه شیر سه طرفه

دو نوع شیر سه طرفه موجود است: شیر دو سر و شیر تک نشسته که هر کدام کاربردهای متفاوتی دارند.

شیر دو نشسته معمولاً برای واگرایی (تقسیم جریان) استفاده می شود.

در حالی که پیکربندی تک نشسته برای مخلوط کردن (اختلاط جریان) استفاده می شود.

بدنه‌های شیرها از این نوع دارای تزئینات قفس‌مانندی هستند که هدایت خوب شیرها را فراهم می‌کند و نگهداری آن آسان است.

در پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی، اغلب از شیرهای سه طرفه در اطراف مبدل های حرارتی برای کنترل انتقال حرارت استفاده می شود.

شیر مشخصه خطی

در مورد شیرهای مشخصه خطی، موقعیت آنها به صورت خطی با دبی آنها مرتبط است.

بسته به موقعیت میل سوپاپ، جریان از طریق یک شیر خطی متفاوت است.

این رابطه جریان-مسافرت زمانی که در مختصات مستطیلی رسم می‌شود، به صورت یک خط مستقیم تقریب می‌شود.

که تغییرات حجمی برابر را برای تغییرات بالابر برابر بدون توجه به درصد باز شدن دریچه ارائه می‌دهد.

کنترل سطح مایع با این شیرها اغلب با برنامه های مختلف کنترل جریان که نیاز به بهره ثابت دارند استفاده می شود.

برخی از نمونه های کاربردهای شیر خطی عبارتند از:

کنترل دما با استفاده از یک شیر بای پس در اطراف مبدل حرارتی.
یک شیر تریم موازی با یک شیر اصلی بزرگتر.
برای کنترل سطح مایع یا کنترل جریان.
برای سیستم هایی که انتظار می رود افت فشار در سراسر شیر نسبتاً ثابت بماند (سیستم حالت پایدار).
هنگامی که درصد زیادی از افت فشار کل در سراسر شیر رخ می دهد.

محصولات مرتبط:

گلوب کنترل ولو خطی سامسون