ولو ها و شیر های صنعتی

شیر ها (Valves)

در بسیاری از موارد در خطوط جریان سیال لازم است، شدت جریان کنترل شود و یا فشار یا دمای جریان کنترل شود. در این موارد با توجه به مسایلی که گفته خواهد شد از شیر های مختلفی استفاده می شود. یک شیر مسلما باعث به وجود آمدن مقداری مقاومت بر سر راه جریان خراهد شد که البته مقاومت یک شیر ایده آل صفر است.

ولو ها تفاوت ساختمانی مشخصی با یکدیگد دارند اما در حالت کلی می توان قطعاتی را که به طور عمومی در آنها وجود دارد را بررسی کرد در زیر به معرفی اجزای مختلف ولو عمومی پرداخته می شود پرداخته می شود :

1- Body یا بدنه :

به پوسته خارجی ولو گفته می شود که اجزای ولو درون آن قرار دارد. در واقع نمای کلی ظاهری ولو که مشاهده می شود پوسته آن است. جنس پوسته می تواند از فلز یا پلاستیک باشد، برنج، برنز، چدن، فولاد و آلیاژ های آن (مخصوصا فولاد زنگ نزن Stanless Steal) فلزاتی هستند که در ساخت بدنه ولو کاربرد دارند.

2- Bonet :

قسمت بالایی ولو که بر روی ولو پیچ شده (مانند شکل) و یا اینکه با پیچ متصل

می شود، بانت نام دارد. بانت یک اتصال قابل تعویض و تعمیر است و Plug ،

Stem ،Handle (در قسمت بعد توضیح داده می شوند) بروی آن سوارند.

3- Port :

مسیر ورودی و خروجی ولو است که معمولا به لوله یا درام وصل می شود.

4- Handle یا دسته : 9.

با این وسیله می توان جریان درون ولو را با پیچاندن کنترل کرد. البته برخی

کار پیچاندن دسته همیشه به صورت دستی انجام نمی شود و گاه یک مکانیزم

این کار را انجام می دهد که در این صورت به دسته Actuator گفته می شود.

همه ولو ها (در قسمت های بعد توضیح داده می شود) دارای این قسمت نیستند.

5- Disc :

دیسک یک قسمتی متحرک در ولو و در واقع عامل قطع و وصل شدن جریان است. همانطور که در آینده مشاهده می شود شکل

دیسک ها با یکدیگر متفاوت است و می تواند به صورت صفحه ای؛ کروی، استوانه ای و ... باشد. حرکت دیسک نیز می تواند به صورت چرخشی یا خطی (همانند ولو بالا) باشد.

6- Stem :

به میله رابط بین دیسک و دسته، استم گفته می شود (البته در ولو هایی که استم وجود دارد). استم از بین بانت گذشته و به درون ولو می رود در واقع استم مقدار جابجایی را که از طریق دسته اعمال می شود، به دیسک منتقل می کند. این جابجایی می تواند به صورت خطی، پیچشی، یا ترکیبی از این دو حرکت باشد. در برخی ولو ها استم ها با دسته به صورت یکپارچه ساخته می شوند اما در برخی دیگر استم را با دیسک به صورت یکپارچه می سازند.

7- Seat یا نشیمنگاه :

نشیمنگاه یکی از اجزای داخلی و ثابت ولو است که در زیر دیسک قرار دارد. در ولو هایی که حرکت دیسک در آنها به صورت خطی است، در هنگامی که ولو باز است، (دیسک بالا است) دیسک و نشیمنگاه هیچ ارطباطی با هم ندارند اما وقتی دیسک پایین آید و جریان قطع شود، دیسک کاملا در نشیمنگاه می نشیند این در حالی است که در ولو هایی که دیسک حرکت صرفا چرخشی دارد، نشیمنگاه و دیسک همیشه(چه در وقتی ولو باز باشد چه وقتی بسته باشد) با یکدیگر درگیرند.

8- Gasket :

به منظور جلوگیری از نشتی، در محل ورود استم به بانت، لازم است در فاصله بین استم و تمهیداتی اتخاذ شود. با قرار دادن Gasket در این قسمت ضمن اینکه استم قادر به حوکت می باشد، آب بندی نیز انجام می شود.

انواع ولو :

ولو ها انواع گوناگونی دارند که هر کدام برای فعالیت خاصی مناسب است. برخی ولو ها مناسب برای صرفا قطع یا وصل جریان هستند. در برخی دیگر از ولو ها شدت جریان را می توان کنترل کرد و برخی دیگر به منظور حفاظت در برابر کنترل فشار و دما و برخی دیگر به منظور جلوگیری از برگشت جریان کارآیی دارند.

عمل کردن ولو ها می تواند به صورت یکی از حالت های زیر انجام پذیرد :

1- کنترل دستی

2- کنترل هیدرولیکی

3- کنترل پنوماتیکی

4- کنترل به وسیله موتور

5- کنترل مغناطیسی

همانطور که گفته شد اقسام زیادی از ولو ها وجود دارد اما درباره تعداد معدودی از آنها که بیشترین کاربرد در صنعت را دارند توضیحاتی داده شده است.

Choke valve
Diaphragm vave
Gate valve
Globe valve
Knife valve
Needle vavle
Pinch valve
Piston valve
Plug valve
Poppet valve
Spool valve
Thermal expansion valve
Pressure valve
Sampling valve
Aspin valve
Ball cock
Bibcock
Blast valve
cock
Demand valve
Double beat valve
Double check valve
Duckbill valve
Flipper valve
Flow control valve
Heimlich valve
Foot valve
Four-way valve
Freez seal
Heart valve
Leaf valve
Pilot valve
Plunger valve
Pressure regulator
Pressure sustaining
Reed valve
Regulator
Equpment
Rocker valve
Rotary valve
Rupther disc
Saddle valve
Safety valve
Schrader valve
Solenoid valve
Stopcock
Swirl valve
Tap
Thermostatic mixing valve
Thermostatic radiator
Trap primer
Vacuum breaker valve

1- ولو کشویی یا Gate valve :

شیر کشویی یا دروازه ای یکی از پر کاربرد ترین شیر های مورد استفاده در صنعت است. حرکت استم در این نوع ولو به صورت خطی بوده و کارآیی این نوع ولو در بستن و یا باز کردن کامل مسیر است یعنی در ولو کشویی نمی توان مسیر را به عنوان مثال نیمه باز کند. بستن و باز کردن جریان در این نوع ولو به وسیله یک دیسک دروازه ای شکل انجام می پذیرد.

2- ولو توپی یا Ball valve :

از دیگر شیر های پر کاربرد می توان به شیر توپی اشاره کرد. حرکت دسته و دیسک در ولو توپی به صورت چرخشی است. دیسک این ولو از یک کره که 2 طرف آن سوراخ دارد تشکیل شده است. وقتی که شیر باز است 2 سوراخ که روبروی هم قرار گرفته اند و موازی لوله می شوند و جریان از آن عبور می کند اما هنگامی که دسته را 90 درجه بچرخانیم، 2 سوراخ روبروی هم عمود بر لوله و جریان می شوند و ولو بسته می شود. این نوع ولو برای جریان هایی که احتیاج به باز شدن کامل یا بسته شدن کامل باشد مناسبند. برای جریان هایی که کنترل دبی لازم است هم می توان از آنها استفاده کرد اما خیلی مناسب این کار نیستند.

3- شیر پروانه ای یا Butterfly :

شیر پروانه ای شیری مناسب برای کنترل مسیر سیال می باشد یعنی می توان شیر رامثلا نیمه یا به مقدار دلخواه دیگری باز کرد. دیسک در این ولو حول محور خود که یک سر آن به استم و سر دیگر آن در نشیمنگاه است، می چرخد. این شیر از لحاظ ظاهر و ساخت به شیر توپی شباهات زیادی دارد و تفاوت آنها را می توان در شکل دیسک هایشان مشاهده کرد. یکی از مزایای این شیر مناسب تر بودن قیمت آن بخاطر وزن کمتر آن نسبت به سایر شیر هاست.

4- شیر سماوری یا Plug Valve :

شیر سماوری شیری ساده است که از آن به منظور باز یا بسته بودن جریان استفاده می شود (برای کنترل جریان مناسب نیست). دیسک آن به شکل یک مخروط ناقص است که یک سوراخ درون آن قرار دارد که مانند یک کانال است. وقتی این کانال موازی لوله باشد جریان برقرار و وقتی موازی نباشد جریان قطع می شود (مانند شیر توپی). در شکل روبرو حالت دیسک در زمان بسته و باز بودن شیر با یکدیگر مقایسه شده است.

5- شیر ساچمه ای یا Globe valve :

این نوع ولو برای جریان هایی که باید دبی در آن کنترل شود مناسب است. حرکت استم و دیسک در شیر ساچمه ای به صورت چرخشی و خطی است. استم به حالت روزه ای است و می تواند در بانت پیچ شود که با چرخاندن دسته در نتیجه استم هم می چرخد و دیسک را به بالا یا پایین می برد. اشکال روبرو نمای درونی و بیرونی این نوع ولو است. این شیر برای مواردی که احتیاج مکرر به باز و بسته کردن باشد انتخاب مناسبی است.

6- شیر یکطرفه یا Check valve :

هانطور که از اسم آن پیداست شیر یکطرفه جریان را از یک طرف عبور داده ولی از بازگشت جریان از طرف مقابل جلوگیری می کند پس در هنگام قرار دادن شیر در محل باید از این موضوع که ولو از کدام جهت جریان را عبور می دهد، اطمینان حاصل کرد. انواع اقسامی شیر های یکطرفه وجود دارد که از جمله می توان به شیر لولایی و پیستونی اشاره کرد. در شیر لولایی دیسک به یک طرف لولا شده است. در حالت باز جریان از ولو رد شده و دیسک باز می شود اما در هنگام برگشت جریان دیسک سر جای خود برگشته و اجازه بازگشت سیال را نمی دهد. در نوع پیستونی جریان سیال پستون را به بالا می راند و عبور می کند اما به محض قطع جریان، پیستون پایین آمده و اجازه برگشت سیال را نمی دهد. سه تصویر اول نمایی از شیر یکطرفه لولایی و دو تصویر دیگر مربوط به شیر یکطرفه پیستونی است. البته شیر های یکطرفه دیگری نیز وجود دارد (مانند شیر یکطرفه کروی) که از توضیح آن ها صرفه نظر می کنیم.

7- شیر ایمنی یا Safety valve :

این دسته از شیر ها بسیار متنوع هستند. در این نمونه از شیر ها دسته (Handle) وجود ندارد و کارکرد شیر به صورت اتوماتیک است. نوعی از این شیر ها safety relief valve نام دارد که در موقع لازم جریان را قطع می کند. بدین صورت که در هنگامی که فشار درون خط از یک مقدار خاص بالاتر رود نیروی وارد بر دیسک بر نیروی فنر غلبه کرده و دیسک به بالا رانده می شود و سیال از خط خارج شده و فشار خط افت می کند. استفاده از این شیر به منظور جلوگیری از تلفات لوله ها و دستگاه های تحت فشار لازم است.

.