اجزای شیرهای صنعتی یکی از فاکتورهای مهم در شناخت بهتر عملکرد این تجهیزات به شمار می آید که کمک می کندمدل های عملکردی شیرهای صنعتی از مدل های بال ولو تا شیر های سماوری صنعتی را بهتر درک کنیم.
شیر صنعتی یا ولو(Valve) چیست؟
یکی از اجزای سیستم های پاپینگ یا خطوط انتقال ولو یا شیر است که به عنوان یک قطعه مکانیکی برای کنترل جریان سیال و فشاز در یک سیستم یا فرایند استفاده می شود. یک ولو در یک خط انتقال یا سیستم پاپینگ جریان سیال و فشار را از طریق یکی از فرایندهای زیر کنترل می کند.
- باز و بستن جریان سیال در سیستم ها
- عبور مقادیر خاص از جریان سیال در خطوط انتقال
- کنترل مسیر جریان و شدت جریان در لوله
- تنظیم کردن فشار سیستم از طریق تخلیه فشار
- جلوگیری از بازگشت سیال به عقب
در یک سیستم فرایند وظایفی که برای شیرهای صنعتی ذکر کردیم با تنظیم عضو مسدود کننده ولو ایجاد می شود این عمل در شیرها بسته به مدل عملکردی آنها می تواند به صورت دستی و اتوماتیک انجام می گردد.
ولوهای دستی معمولا به خاطر عملکردی که دارد اغلب برای قطع و وصل جریان و تغییر جهت سیال مورد استفاده قرار می گیرد در حالی که در مدل های ولو اتوماتیک برای پیشگیری از جریان سیال به عقب و کنترل فشار مورد استفاده می شود.
ولوهای صنعتی از بخش های متعددی تشکیل شده است که در ادامه به معرفی این بخش ها خواهیم پرداخت.
اجزای شیرهای صنعتی (ولو)
ولوهای صنعتی مشابه هر شیر از اجزای یکسان و مشابه ای تقریبا ساخته شده است که بسته به مدل هر شیر می تواند یکسان و کمی تفاوت داشته باشد.
- بدنه (Body)
- کلاهک یا سرپوش (Bonnet)
- محور (Stem)
- عملگر (Actuator)
- آببند (Packing)
- نشیمنگاه (Seat)
- دیسک (Disk)
- فنر (Spring)
- درگاهها (Ports)
بدنه ولو (Body Valve)
این قسمت از شیر به عنوان شاسی اصلی در شیرها به شمار می آید که قطعات جانبی شیر را نگه می دارد. بدنه شیر، محدوده اصلی قرارگیری فشار در مقابل فشار سیال از قسمت اتصال به لاین است.
لاینهای ورودی و خروجی به ولو بصورت دندهای، پیچی یا اتصالی جوشی میباشد. بدنه ولو یا بصورت ریختهگری بوده و یا بصورت فورج و در شکلهای متفاوت تهیه میشود.
کلاهک یا سرپوش ولو
سرپوش یا کلاهک، بخش پوشاننده بدنه ولو است. در برخی طراحیها، بدنه ولو به دو تکه تقسیم میشود که با استفاده از پیچ به هم متصل میشوند.
مانند بدنههای ولو، کلاهکها نیز در انواع مختلف طراحی میشوند بعضی از این کلاهکها تنها پوشش سادهای بر روی بدنه ولو هستند، در حالی که برخی دیگر نقش مهمتری دارند و علاوه بر پوشش، قطعات داخلی ولو مانند محور، دیسک و محرکها را نیز نگه میدارند.
کلاهک، به عنوان دومین مرز فشار اصلی در یک ولو شناخته میشود. این بخش میتواند به صورت ریختهگری یا فورج از همان مواد بدنه ساخته شود و به بدنه ولو با رزوه، بولت یا نقطه جوش متصل گردد.
اگرچه کلاهکها برای عملکرد اکثر ولوها ضروری هستند، اما ممکن است نگرانیهایی را ایجاد کنند. آنها میتوانند فرآیند تولید ولو را پیچیدهتر کنند، سایز ولو را بزرگتر نمایند و قسمتی از هزینه نهایی ولو را به خود اختصاص دهند. به علاوه، کلاهکها میتوانند منبع اصلی ایجاد نشتی در ولو باشند.
دیسک و Seatدر شیرها
در یک شیر صنعتی دارای کلاهک بخشی بعدی که به عنوان سومین قسمت تحت فشار است دیسک به شمار می آید.
دیسک در ولو قابلیت اجازه عبور به جریان یا عدم عبور جریان سیال را بوجود میآورد. وقتی که دیسک میبندد، فشار اصلی سیستم بر سراسر دیسک اعمال میشود و به همین دلیل یک قطعه تحت فشار در ولوهای صنعتی میباشد. که آلیاژ این بخش در مقابل خوردگی و فشار از اهمیت بالایی برخودار است.
دیسکها شیرهای صنعتی بصورت فورج تهیه میشوند و در پارهای از موارد سطح دیسک را سختکاری میکنند تا سطح خوبی در مقابل سایش داشته باشد. سطح پویش شده دیسک در قسمت نشیمنگاه در ولو بسیار ضروری است برای آببند کردن در هنگام بسته بودن ولو. اکثر ولوها براساس شکل و طراحی نوع دیسکها طبقهبندی میشوند.
محور یا استیم
بخش بعدی که در شیرها برای تغییر وضعیت دیسک مورد استفاده قرار می گیرد محور یا STEAM است که به عنوان واسط اتصال برای محرک و دیسک به کار می رود.
محورها اغلب بصورت فورج تهیه میشوند و بوسیله نقطه جوش یا رزوه به دیسک متصل میشوند. برای طراحیهای ولو نیاز به آببند کردن محور برای جلوگیری از نشتی میباشد. وجود سطح صیقلی برای محور در قسمت آببندی بسیار حائز اهمیت میباشد.
در تحهیزات صنعتی دو نوع محور وجود دارد: نوع اول محورهای بالارونده (Rising stem) و نوع دیگر غیر بالارونده (Nonrising stem).
در محورهای بالا رونده، در هنگام باز شدن ولو، محور در بالای سر محرک قرار میگیرد. این حالت وقتیکه محور رزوهشده باشد و با بوش رزوهشده از دو شاخه (Yoke) بوجود میآید.
در نوع دیگر محور که به عنوان غیر بالارونده معروف است، محور حرکتی به سمت بالای ولو و به سمت بیرون آن ندارد. در این مدل دیسک ولو رزوه داخلی شده و با رزوههای محور یکپارچه میگردد.
محرک ولو
محرک قطعهای است که محور و دیسک ولو را به یکدیگر متصل میکند. این محرک میتواند به صورت دستی با استفاده از چرخ دستی عمل کند یا به کمک سیستمهای اتوماتیک مانند عملگر موتوری، سولنوئیدی، پنوماتیکی یا هیدرولیکی عمل کند. در برخی طراحیها، محرک به وسیله کلاهک نگهداری میشود، مگر در مواردی که کنترل ولوهای هیدرولیکی مدنظر باشد.
محرکها معمولاً خارج از محدوده فشار قرار دارند، و در ادامه، جزئیات بیشتری درباره نحوه عملکرد آنها و اهمیت آنها در سیستمهای صنعتی بیان خواهد شد.
آببندی
در اکثر ولوها، از انواع مختلف آببندها برای جلوگیری از نشت سیال بین محور و کلاهک استفاده میشود. این آببندها معمولاً از مواد الیافی یا ترکیبات دیگری مانند تفلون ساخته میشوند. آببندها در قسمتهایی از ولو که محور درون بدنه قرار دارد، قرار میگیرند.
آببندهای ولو باید بهطور مؤثر فشرده شوند تا از نشت سیال جلوگیری کرده و از آسیب به محور ولو نیز جلوگیری نمایند. اگر آببندها شل شوند، نشتی ایجاد میشود که میتواند خطرات جدی به همراه داشته باشد. از سوی دیگر، اگر آببندها بیش از حد سفت شوند، میتوانند حرکت ولو را مختل کرده و باعث آسیب به محور ولو شوند.
شیرهای صنعتی یا ولوها اجزای حیاتی در سیستمهای پمپینگ و خطوط انتقال سیال هستند که وظیفه کنترل جریان و فشار سیال را در فرآیندهای مختلف صنعتی بر عهده دارند. عملکرد ولوها شامل باز و بستن جریان سیال، تنظیم فشار، جلوگیری از بازگشت سیال به عقب و کنترل مسیر و شدت جریان میباشد. این عملکردها به وسیله اجزای مختلف ولو که به صورت دستی یا اتوماتیک عمل میکنند، انجام میپذیرد.
ولوهای صنعتی از اجزای مختلفی تشکیل شدهاند که هر یک نقش خاصی در عملکرد کلی شیر ایفا میکنند. این اجزا شامل بدنه، کلاهک یا سرپوش، محور، عملگر، آببند، نشیمنگاه، دیسک، فنر و درگاهها میباشد. هر یک از این اجزا در مدیریت فشار و جریان سیال نقش مهمی دارند و بر اساس طراحی و نیاز سیستم، میتوانند به صورت متفاوت عمل کنند.
بدنه ولو به عنوان شاسی اصلی، قطعات دیگر را نگه میدارد و فشار سیال را تحمل میکند. کلاهک یا سرپوش وظیفه پوشاندن بدنه ولو را بر عهده دارد و در برخی طراحیها قطعات داخلی ولو را نیز نگه میدارد. دیسک سیال را عبور یا مسدود میکند و بر فشار سیال در سیستم تاثیرگذار است. محور به عنوان واسط اتصال بین محرک و دیسک عمل میکند و برای جلوگیری از نشتی به آببند نیاز دارد.
محرک ولو قطعهای است که برای باز و بسته کردن دیسک استفاده میشود و میتواند به صورت دستی یا اتوماتیک عمل کند. آببندی نیز برای جلوگیری از نشت سیال در محلهای حساس مانند محور و کلاهک به کار میرود و نقش مهمی در حفظ کارکرد صحیح ولو دارد.
در مجموع، ولوهای صنعتی با ترکیب این اجزا و عملکردهای مختلف خود، به عنوان اجزای کلیدی در سیستمهای کنترل جریان سیال و فشار در صنایع مختلف عمل میکنند و از این رو باید در طراحی و انتخاب آنها دقت زیادی به کار گرفته شود.