شیر کنترل جریان چیست
فهرست مطالب
شیر کنترل وسیله‌ای است که برای تنظیم یا دستکاری جریان سیالاتی مانند گاز، روغن، آب و بخار از آن استفاده می‌شود. در واقع شیر کنترل نوعی محصول در دسته شیرالات صنعتی است که برای کنترل جریان، فشار، سطح یا حتی جهت سیال موجود در خط، با توجه به نیاز فرآیند از آن استفاده می‌کنیم. شیرهای کنترل انواع مختلفی دارند که مهم‌ترین آنها شیرهای گلوب، شیرهای پروانه‌ای و شیرهای دیافراگمی هستند.
انواع شیر کنترل جریان
شیرهای کنترل در بسیاری از فرآیندها برای کنترل جریان، فشار، دما یا سایر متغیرها استفاده می‌شوند. نوع شیر مورد استفاده در خطوط انتقال، به اندازه لوله، فشار کلی که در سیستم جریان دارد، محیط جریان، شرایط فرآیند و سایر عوامل بستگی دارد. همچنین در این انتخاب باید تعادلی بین قیمت شیر و مزایای این محصول برقرار شود. انواع مختلفی از شیرهای کنترل در بازار وجود دارد که در بخش‌های بعدی به معرفی آنها پرداخته‌ایم.
شیرهای پروانه‌ای
این شیرها معمولا جزء شیرهای ارزان بازار محسوب می‌شوند و نسبت به شیرهای دیگر فضای کمتری را بعد از نصب اشغال می‌کنند. این شیرها برای کنترل جریان سیال عملکرد مطلوبی دارند؛ اما سایر شیرها می‌توانند کنترل دقیق‌تری روی مسیر داشته باشند و از این نظر عملکردشان معمولا بهتر است.
شیرهای گلوب (شیر کروی)
این شیرها کنترل بسیار دقیقی روی جربان حرکت سیال موجود در خط دارند و ویژگی‌های آنها شامل طیف متنوعی از عملکرد هاست. نقطه ضعف این محصولات نسبت به دیگر شیرهای کنترل این است که قیمت بالاتری دارند.
شیرهای توپی
معمولا از مدل‌های متنوع شیر توپی به عنوان ابزاری در سیستم‌های خاموش و روشن استفاده می‌شود؛ ولی می‌توان به عنوان ابزاری کنترلی در سرویس تعدیل نیز از آنها استفاده کرد. شیر توپی ظرفیت جریان بالا و برد وسیعی دارد و از نظر قیمتی بین شیرهای پروانه‌ای و کروی قرار دارند.
شیرهای دروازه‌ای
این شیرها معمولا برای باز و بسته کردن و جداسازی استفاده می‌شوند. گاهی اوقات از آنها به عنوان شیر گازی نیز استفاده می‌شود اما معمولا برای این نوع خطوط مناسب نیستند.
شیرهای پینچ
این محصولات شیرهای ارزانی هستند که معمولا برای کنترل سیالات ساینده یا خورنده از آنها استفاده می‌شود. این نوع شیر از هوای تحت فشار برای باز یا بسته کردن جریان به عنوان محرک بهره می‌برد.
ویژگی‌های شیر کنترل
رایج‌ترین سبک بدنه شیرآلاتی که به عنوان شیر کنترلی کارایی دارند شیر گلوب است. اگرچه مدل‌های دیگری مانند شیر توپی، شیر پروانه‌ای و غیره نیز در بازار وجود دارند که به عنوان شیر کنترل قابل استفاده هستند؛ اما شیر گلوب موثرترین وسیله برای تنظیم و کنترل جریان سیال در خطوط انتقال است.
شیرهای کنترل از سیگنال‌های دریافتی از ابزارهای مستقر در سراسر سیستم لوله‌کشی استفاده می‌کنند تا به طور خودکار تنظیماتی را انجام دهند که جریان سیال را در لوله تنظیم می‌کند. اگرچه شیرهای کنترل می‌توانند عملکردهای زیادی داشته باشند؛ اما معمولا از آنها برای کنترل جریان یک سیال خاص در لوله یا محدود کردن فشار آن استفاده می‌شود. شیرهای کنترل باید در مسیر لوله قرار بگیرند تا بتوانند به راحتی عملکرد کنترل‌کننده خود را انجام دهند.
انواع شیر کنترل بر اساس نوع محرک آنها
محرک شیر کنترل به قسمتی از محصول گفته می‌شود که نیرویی لازم را برای به حرکت در آمدن مکانیسم شیر فراهم می‌کند. در شیرهای کنترل محرک‌ها پس از دریافت سیگنال از سیستم کنترل، قطعه داخلی را حرکت می‌دهند تا جریان به صورت کامل یا جزئی بسته یا باز شود. سه نوع محرک برای تولید انواع شیر کنترل وجود دارد که عبارتند از:
- محرک‌های پنوماتیکی
- محرک‌های الکتریکی
- محرک‌های هیدرولیکی
محرک‌های پنوماتیکی
محرک‌های پنوماتیک ابتدایی‌ترین و پرکاربردترین محرک‌هایی هستند که برای تولید انواع شیرهای کنترلی کاربرد دارند. این محرک‌ها برای فعال کردن قطعه داخلی شیر از سیگنال هوا یا گاز استفاده می‌کند که نیروی مورد نیاز خود را از یک منبع خارجی برای تولید یک عمل کنترلی تعدیل‌کننده تامین می‌کنند. پورت بالایی سیگنال پنوماتیک را به محرک ارسال می‌کند. این محرک برای حرکت دادن میل سوپاپ به صفحه دیافراگم فشار وارد می‌کند. به این مدل از محصولات پرکاربرد، شیر پنوماتیک کنترل گفته می‌شود که در صنایع مختلف کاربردهای دارند.
محرک‌های الکتریکی
محرک‌های الکتریکی که برای تولید یک شیر کنترلی از آنها استفاده می‌شوند دستگاه‌های موتور محوری هستند که محرک یا همان موتورشان برای دریافت سیگنال الکتریکی باید بچرخد. یک قطعه در این محصولات وجود دارد که این حرکت چرخشی را به یک حرکت خطی تبدیل می‌کند. به این ترتیب قطعه اصلی شیر کنترل برای مدولاسیون جریان به حرکت درمی‌آید. این محرک‌های موتور محور برای روشن و خاموش کردن سرویس‌های ایزوله و برای کنترل موقعیت‌یابی مداوم استفاده می‌شوند.
محرک‌های هیدرولیکی
محرک‌های هیدرولیکی شیر کنترل از نوعی روغن هیدرولیک به عنوان سیگنال کنترل‌کننده سیال استفاده می‌کنند. معمولا هنگامی که نیروی مورد نیاز برای حرکت میل سوپاپ زیاد باشد؛ از محرک‌های هیدرولیکی به عنوان عامل کنترل‌کننده استفاده می‌شود.
کاربردهای شیر کنترل
شیرهای کنترل را بیشتر در تولید نفت و گاز برای کنترل جریان سیال استفاده می‌کنند. تولیدکنندگان نفت و گاز از شیرهای کنترل فشار بالا در موارد زیر استفاده می‌کنند:
- شیر تخلیه مایع
- کنترل فشار برگشت گاز
- کاهش فشار در کمپرسور
همانطور که اشاره شد؛ شیرهای کنترل دستگاه‌هایی هستند که به وسیله نوعی محرک، به‌طور خودکار جریان سیال یا فشار را در یک سیستم فرآیندی تغییر می‌دهند. گاهی اصطلاح شیر کنترل و شیر گازی به جای یکدیگر استفاده می‌شوند؛ اما از نظر فنی تفاوت‌های بسیاری بین این دو محصول وجود دارد. شیرهای کنترل آخرین عنصر کنترلی در سیستم‌های انتقال سیال هستند و به همراه یک محرک یا سیستم محرک روی خط استفاده می‌شوند. شیرهای کنترل نمی‌توانند به عنوان شیر صنعتی مستقل عمل کنند. بنابراین در حالی که همه شیرهای کنترل می‌توانند به عنوان شیر گازی استفاده شوند اما همه شیرهای گازی برای استفاده به عنوان شیر کنترل مناسب نیستند.
