کنترل ولو

کنترل ولو یا شیر کنترل یک وسیله مکانیکی است که در تنظیم جریان سیالات، گازها یا سایر مواد از طریق خط لوله استفاده می شود.

شیر کنترل یک جزء حیاتی در سیستم های کنترل فرآیند است که جریان سیالات (مایعات، گازها یا بخار) را با تغییر اندازه گذر جریان مطابق با سیگنال یک سیستم کنترل تنظیم می کند.

وظیفه اصلی یک شیر کنترل تعدیل نرخ جریان برای حفظ شرایط فرآیند مطلوب مانند سرعت جریان، فشار، دما و سطح در یک سیستم است.

از بدنه ، محرک و پوزیشنر تشکیل شده است.

بدنه شیر کنترل با باز کردن یا بسته شدن جریان مواد را کنترل می کند، در حالی که محرک انرژی لازم برای کارکرد دریچه را تامین می کند.

پوزیشنر موقعیت سوپاپ را حس می کند و محرک را متناسب با آن تنظیم می کند تا نرخ جریان، فشار یا سطح مورد نظر را حفظ کند.

شیرهای کنترل در کاربردهای مختلفی مانند پالایشگاه های نفت، کارخانه های شیمیایی و تاسیسات تصفیه آب استفاده می شوند.

شیر کنترل یا کنترل ولو یک مایع جریان مانند گاز، بخار، اب یا ترکیبات شیمیایی را تنظیم می کند تا اختلال ناشی از بار را در نظر بگیرد و متغیر فرایند کنترل شده را تا حد ممکن نزدیک به نقطه تعیین هدف نگه دارد.

اجزای کنترل ولو

یک شیر کنترل برای تنظیم یا کنترل جریان سیال یا گاز از طریق لوله با باز کردن یا بستن یک گذرگاه طراحی شده است.

control valve ها معمولاً از بدنه سوپاپ، تریم سوپاپ، فنر و ساقه تشکیل شده اند.

بدنه سوپاپ شامل اتصالات ورودی و خروجی و یک راهرو است که می تواند توسط تریم سوپاپ باز یا بسته شود.

تریم سوپاپ جزء داخلی شیر است که با سیال یا گاز در تماس است و در داخل بدنه شیر برای کنترل جریان حرکت می کند.

این شامل ویژگی هایی مانند دیسک یا توپ است که برای تنظیم جریان با صندلی تماس می گیرد

میل برای جابجایی تریم سوپاپ استفاده می شود و معمولاً به یک محرک مکانیکی یا الکتریکی متصل می شود که قدرت باز یا بسته شدن شیر را فراهم می کند.

فنر نیرویی را فراهم می کند تا تریم سوپاپ را در حالتی که از محرک استفاده نمی شود به حالت بسته بازگرداند

عملکرد کنترل ولو

شیر کنترل با دریافت سیگنالی از یک کنترل کننده عمل می کند که متغیر فرآیند (مانند دما، فشار یا جریان) را اندازه گیری می کند و تعیین می کند که آیا شیر باید باز یا بسته شود تا نقطه تنظیم مورد نظر حفظ شود.

کنترل کننده سیگنالی را به محرک می فرستد،  سپس ساقه سوپاپ را حرکت می دهد.

تریم سوپاپ را باز یا بسته می کند تا جریان را تنظیم کند و نقطه تنظیم را حفظ کند.

شیر کنترل شیری است که برای کنترل جریان سیال با تغییر اندازه گذر جریان مطابق با سیگنال یک کنترل کننده استفاده می شود.

این امکان کنترل مستقیم نرخ جریان و کنترل  فشار، دما و سطح مایع را فراهم می کند که اصطلاحا به آن “عنصر کنترل نهایی” می گویند.

باز یا بسته شدن شیرهای کنترل اتوماتیک معمولاً توسط محرک های الکتریکی، هیدرولیکی یا پنوماتیکی انجام می شود د

دریچه‌های فعال با هوا(پنوماتیک) معمولاً به دلیل استفاده آسان رایج ترند.که مهم ترین دلیل آن فقط نیاز به منبع هوای فشرده است.

در حالی که دریچه‌های با کارکرد الکتریکی به کابل‌کشی و دنده سوئیچ اضافی نیاز دارند و دریچه‌های فعال هیدرولیکی به خطوط تغذیه و برگشت فشار بالا برای سیال هیدرولیک نیاز دارند.

کنترل ولو نوعی شیر است که برای کنترل جریان، فشار، سطح یا حتی جهت سیال با توجه به نیاز فرآیند از آن استفاده می کنیم.

شیرهای کنترل انواع مختلفی دارند مانند شیرهای گلوب، شیرهای پروانه ای، شیرهای دیافراگمی و غیره.

برنامه های کاربردی کنترل ولو

ما تقریباً همیشه دوست داریم روی پارامترهای مختلف فرآیند مانند دما، فشار، سطح و غیره کنترل داشته باشیم.

برای رسیدن به این هدف، بدیهی است که به یک کنترلر مانند Programmable Logic Controller یا به اختصار PLC نیاز داریم.

ما همچنین به تعدادی سنسور و فرستنده برای ارسال داده ها به PLC یا DCS نیاز داریم.

در نهایت، برای اجرای دستورها PLC که معمولا به عنوان “عنصر کنترل نهایی” نامیده می شود، به یک قطعه تجهیزات نیاز داریم.

شیر کنترل به عنوان یک عنصر کنترل نهایی

از کنترل ولو ،  برای راه‌اندازی و قطع کامل جریان، و کنترل یا تنظیم یا به عبارتی دریچه گاز جریان مایع (یا سیال) استفاده می شود.

چگونه یک کنترل ولو بر حلقه کنترل تأثیر می گذارد؟

کارخانه‌های فرآیند از حلقه‌های کنترل زیادی تشکیل شده‌اند که برای تولید یک محصول به هم متصل شده‌اند.

حلقه‌های کنترل برای حفظ متغیرهای ضروری فرآیند مانند سطح سیال، فشار و دما در محدوده مشخص شده طراحی شده‌اند.

این کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که کیفیت محصول نهایی مطلوب است.

هر یک از این حلقه ها اختلالات داخلی ایجاد می کند که ممکن است بر متغیرهای فرآیند تأثیر بگذارد.

تفاوت کنترل ولو و شیر های مکانیکی

اپراتور، شیر های مکانیکی را به طور میدانی کنترل می کند، اما کنترل ولو  قابلیت کنترل از راه دور را دارد.

در صورت نیاز کنترل ولو ها  از شرایط ایمن شکست عبور می کنند، در حالی که شیر های مکانیکی قادر به انجام ان نخواهند بود (Fail Open) یا(Fail Clos)

هنگامی که شیرهای کنترل در یک سیستم فرایند استفاده می شوند، اپراتور باید کار کمتری انجام دهد زیرا پارامترهای (جریان، سطح و فشار) به خودی خود باقی می مانند.

موارد  مهم در کنترل ولو

داشتن ظرفیت کافی برای خدمات مورد نیاز

مایع را بدون نشت خارجی نگه دارد

قادر به تحمل اثرات خورنده، فرسایشی و حرارتی فرایند باشد.

همچنین شما باید اطمینان حاصل کنید که اتصالات انتهایی اکچویتور کنترل ولو برای قرارگیری با لوله های مجاور و مکانیسم های اتصال مناسب است تا رانش اکچویتور بتواند به ساقه شیر یا شفت چرخشی منتقل شود.

انواع کنترل ولو بر اساس کاربرد سیال

1- کنترل ولو جریان

جریان را با تنظیم آن کنترل می کند.

جهت جریان توسط جهت جریان تعیین و کنترل می شود.

2- کنترل ولو فشار

شیرکنترل  فشار را بررسی کنید تا در سطح مورد نظر باشد. در صورت افزایش فشار، حفاظت از فشار بیش از حد با خیال راحت فشار سیستم را ازاد می کند.

3- کنترل ولو دما

فشار یا جریان مایع حرارتی در کمپرسورها، کویل های گرمایشی یا سایر تجهیزات گرمایشی توسط تنظیم کننده های دما و کنترل ولوهای دما (اغلب به عنوان TCV نامیده می شود) کنترل می شود.

4- کنترل ولو سطح

از طریق استفاده از یک شناور مکانیکی که یک شیر Pilot کوچک را برای تنظیم دریچه اصلی کنترل می کند، شیر کنترل سطح، برای مدیریت پر کردن مخازن و کشتی ها استفاده شد.

انواع اکچویتور کنترل ولو

• پنوماتیک : بر اساس فشار هوا
• هیدرولیک : بر اساس فشار مایع
• محرک الکتریکی

چگونه اکچویتور میزان جریان سیال را کنترل می کند؟

• نگه داشتن مایع در داخل بدون نشت به خارج
• ظرفیت کافی برای خدمات مورد نظر
• قادر به مقاومت در برابر اثرات فرسایشی، خورنده و دما از فرایند
• اتصالات انتهایی مناسب را با خطوط لوله مجاور و اتصال محرک به معنای اجازه می دهد تا رانش محرک به ساقه سوپاپ یا شفت چرخشی منتقل شود.

انواع شیر کنترل

شیرهای توپی(Ball Valves)

این دریچه ها را می توان به صورت دستی با یک اهرم کنترل کرد که همچنین نشان می دهد که ایا آنها باز یا بسته هستند یا به طور خودکار با یک اکچویتور آنها را کنترل کنید.

این نوع شیر اجازه می دهد تا برای کنترل جریان مایع خوب و خاموشی امن زمانی که بسته است.

اغلب در تولید کاغذ، صنایع شیمیایی و تصفیه فاضلاب استفاده می شوند.

چک ولوها(Check Valves)

این شیر ها جریان مایع در لوله کشی را از چرخش متوقف می کنند.

مایع متحرک شیرهای کنترل را باز نگه می دارد.

شیر بسته خواهد شد اگر جریان مایع معکوس شود.

شیرهای پروانه ای (Butterfly Valves)

این نوع شیر معمولا در بخش های حرارتی و برق ابی، برای انتقال نفت و گاز، در تاسیسات تصفیه اب و فاضلاب و در صنایع پردازش نفت و گاز استفاده می شود.

آنها اغلب مورد استفاده قرار می گیرند زیرا آنها قابل حمل و ساده برای استفاده هستند و فشار کمی در سراسر دریچه زمانی که شیر پروانه ای  باز است وجود دارد.

شیرهای دروازه ای(Gate Valves)

هنگامی که شما جریان کامل یا بدون جریان می خواهید، شیر های دروازه به عنوان شر های جداسازی یا توقف بهترین عملکرد را ارائه می دهند.

با توجه به حداقل مقاومت جریان، مایع در یک مسیر مستقیم جریان می یابد زمانی که آنها به طور کامل باز می شوند، فشار کمی از دست می دهند.

گلوب ولو(Globe Valves)

شیر های گلوب دارای طراحی ویژه ای هستند که مایع عبوری را مجبور می کند تا دو بار جهت معکوس را طی کند.

با کشیدن سیم و فرسایش صندلی، آنها برای خفه کردن و کنترل جریان مناسب هستند.

اگر چه آنها گران‌تر ازگیت ولو ها هستند، اما مقاومت جریان بالاتری دارند.

شیر سوزنی (Needle Valves)

این شیر ها کنترل دقیق جریان را فراهم می کنند.

آنها اغلب برای خدمات کنترل خوراک شیمیایی یا انفجار مداوم استفاده می شوند.

پلاگ ولو ها(Plug Valve)

این شیرها برای کاربردهای ON/OFF و قطع جریابسیاررر مناسب است.

در پلاگ ولو ها شاخه ها می توانند مخروطی یا کروی باشند. برای اجازه دادن به جریان مایع، یک شکاف در پلاگین ساخته شده است. تنها با یک چهارم چرخش، ممکن است باز یا بسته شود و یک خط مستقیم ارائه می دهد.

یک یا چند دهانه را می توان به یک پلا ولو اضافه کرد تا جهت جریان را تغییر دهد. انواع روغنکاری شده و غیر روانکاری شده وجود دارد.

پلاگ ولو ها  برای عملیات کنترل فرایند خودکار مفید هستند

شیر زاویه ای یا انگل ولو Angle Valve))

انگل ولوها منجر به اتصالات کمتر لوله و کاهش فشار در سیستم لوله کشی می شوند.

از انگل ولو ها می توان برای مایعات خورنده استفاده کرد.

پینچ ولو (Pinch valve)

از این نوع کنترل ولو (پینچ ولو) می توان برای  عملیات خفه کردن و خاموش کردن استفاده  کرد.

افت فشار کم، هزینه اولیه کم و حداقل هزینه های نگهداری، همه مزایا پینچ ولو هستند.

شیر دیافراگمی(Diaphragm Valve)

دیافراگم انعطاف‌پذیر یک شیر دیافراگمی  یک تکنیک برای متوقف کردن جریان شیر استفاده می شود.

این به این معنی است که نوع مستقیم دیافراگم را به اندازه ای کش نمی دهد که بتواند طول عمر ان را کاهش دهد.

انواع شیر های کنترل جریان

Gate Valves ، Globe Valves از پرکاربردترین شیرهای کنترل جریان صنعتی هستند.

Check Valves ها عمدتا در کنترل جریان برای جلوگیری از ایجاد فشار در داخل سیستم و کنترل جریان برگشتی استفاده می شود.

به طور کلی شیرهای کنترل جریان پرکاربرد عبارتند از:

1-چک ولو

2-شیر پروانه ای

3- گیت ولو

4- گلوب ولو

5- شیر سوزنی

اصل کار یک شیر کنترل

مدولاسیون جریان: با تنظیم موقعیت شیر، سطح جریان موثر از طریق شیر تغییر می کند و سرعت جریان سیال را تغییر می دهد.

سیگنال کنترل: شیر یک سیگنال کنترلی (به عنوان مثال، فشار، سطح، دما) از سیستم کنترل فرآیند دریافت می کند که نقطه تنظیم مورد نظر را برای متغیر فرآیند تعیین می کند.

پاسخ شیر: اکچویتور به سیگنال کنترل با قرار دادن برش سوپاپ مطابق آن پاسخ می دهد.

به عنوان مثال، اگر دبی مورد نظر افزایش یابد، شیر بیشتر باز می شود. اگر کاهش یابد، دریچه تا حدی بسته می شود.

کنترل بازخورد: در سیستم‌های کنترل حلقه بسته، پوزیشنر بازخوردی را به سیستم کنترل ارائه می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که شیر برای دستیابی به شرایط فرآیند مطلوب قرار گرفته است.

اهمیت شیرهای کنترل

بهینه سازی فرآیند: شیرهای کنترل با حفظ کنترل دقیق بر نرخ جریان، فشار و سایر پارامترها، نقش مهمی در بهینه سازی کارایی فرآیند ایفا می کنند.

ایمنی و قابلیت اطمینان: عملکرد صحیح شیرهای کنترلی به عملکرد ایمن و قابل اعتماد فرآیندهای صنعتی، جلوگیری از سرریز، افزایش فشار و سایر شرایط بالقوه خطرناک کمک می کند.

اتوماسیون و یکپارچه‌سازی: شیرهای کنترل اجزای ضروری سیستم‌های کنترل فرآیند خودکار هستند که امکان ادغام یکپارچه با سیستم‌های کنترل توزیع شده (DCS) و کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) را فراهم می‌کنند.

بهره وری انرژی: با تنظیم نرخ جریان و فشار، شیرهای کنترلی با به حداقل رساندن مصرف مایعات بیهوده و کاهش نیاز به پمپاژ، به حفظ انرژی کمک می کنند.

خرید کنترل ولو

برای خرید کنترل ولو به نکات زیر توجه کنید:

از یک تامین کننده معتبر خرید کنید.

مشخصات فنی کنترل ولو را با دقت بررسی کنید.

از مشاوره یک متخصص برای انتخاب کنترل ولو مناسب کمک بگیرید.

در ادامه، برخی از برندهای معتبر کنترل ولو در ایران معرفی شده اند:

•  Danfoss دانفوس
• Emerson امرسان
• Fisherفیشر
•  SAMSONسامسون
• Masoneilan  ماسونیلان
• Honeywell  هانیول

شما می توانید انواع کنترل ولو  را در  از کیاصنعت تهیه کنید.

از پرفروش ترین کنتر ولو های ما می توان به کنترل ولو سامسون 3241،کنترل ولو سه راهه سامسون، کنترل ولو فیشر مدل Vee-Ball7150  اشاره کرد.