انواع ولو های صنعتی

فرزین رضاقلی
مقالات, ولو

محتوا نمایش

ویدیو نحوه کار انواع ولو ها

ولو چیست؟

در واقع ولو (Valve) نام متدوال و رایجی برای شیرهای صنعتی است که وظیفه کنترل، هدایت و یا تنظیم جریان سیالات در یک سیستم را بر عهده دارند.

انواع ولو های صنعتی

ولو های صنعتی را به طور کلی می توان به 5 دسته زیر تقسیم بندی کرد که هر کدام دارای انواع متنوعی بر اساس ساختار داخلی و کاربرد هستند.

در مجموع می توان آن ها را به 21 نوع ولو مطابق جدول تقسیم بندی کرد که در ادامه به معرفی هر یک می پردازیم :

ایزوله (Isolation Valves)
کنترلی (Control Valves)
قطع و وصل (ON/OFF Valves)
خود کنترلی (Self Control Valves)
ایمنی (Pressure Safety Valves)

انواع ولو های ایزوله (Isolation Valves)

این ولو ها که به عنوان ولوهای کشویی یا Gate Valve نیز معروف هستند در زیر مجموعه ولوهای پایپینگی قرار می گیرند و همچنین خرید این ولو ها بر عهده واحد ابزار دقیق نیست.

این ولوها جزو گروه ولوهای دستی هستند یعنی اپراتور، این ولوها را با نیروی بازو، باز یا بسته می کند.

از آنجایی که در میان انواع ولو هایی که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد، این نوع ولو ها بسیار حائز اهمیت می باشند و به همین دلیل بایستی با این مدل ولوها به طور کامل آشنا شوید.

ولو های ایزوله یا کشویی دارای 3 نوع پرکاربرد هستند که مکانیزم مشابهی نیز دارند.

A) ولو تک نشیمن/ تک دیسک (Single Seat / Single Disk Valve)

مکانیزم کارکرد این ولوها بسیار ساده است.

این ولو ها دارای یک پلاگ بوده که با بستن ولو، این پلاگ بر روی Seat قرار گرفته و مسیر عبور سیال بسته می شود.

B) ولو اسپلیت (Split Valve)

در جاهایی که سیال عبوری ویسکوزیته بالایی دارد یا اینکه حجم عبوری سیال خیلی بالا هست، ممکن است که پلاگی که برای مدل Single Disk در نظر گرفتیم بر روی seat لیز خورده یا حرکت کند و نشتی داشته باشیم.

به همین منظور از این مدل Split که دارای یک زائده در کف Seat هست، استفاده می کنیم تا بهتر از نشتی جلوگیری کنیم.

C) ولو چاقویی یا گیوتینی (Knife Valve)

این ولو ها شبیه گیوتین یا چاقو بوده که با بالا و پایین رفتن، مسیر عبور سیال را باز یا بسته می کنند.شیرهای کشویی جریان سیال را با قرار دادن دریچه فلزی در مسیر جریان کنترل می کند.زمانی که ولو کاملا بسته می باشد، دریچه کاملا پایین آمده و جریان متوقف می گردد و با محدود کردن جزیان سیال، دبی کنترل می گردد.

در برخی از ولو های کشویی از دسته ای متصل به ساقه برای بالا و پایین آوردن دریچه استفاده می شود.ساقه از میان محفظه آب بندی که روی سرپوش ولو قرار دارد، عبور می کند.

محفظه آب بندی از ماده ای به نام پکینگ پرشده است که از نشتی جلوگیری می کند.در قسمت بالای ولو، ساقه محکم به دسته شیر پیچانده شده است.

وقتی دسته ولو در جهت پاد ساعتگرد می چرخد، دسته و دریچه متصل به آن بالا می آید و شیر باز می شود و حرکت دسته شیر در جهت ساعتگرد، دریچه و ساقه پایین آمده و ولو را می بندد.

این نوع ولو به نام ولوهای دسته بالا رونده نام گذاری می شوند.

در این نوع ولوها با نگاه به دسته ولو می توان در مورد باز و بسته بودن ولو اظهار نظر کرد.

نکته قابل توجه این که در کنترل جریان سیال، پایه دریچه تحث فشار فیزیکی قرار گرفته که منجر به سایش بیش از اندازه آن می گردد.

از این رو ولو های کشویی برای کنترل جریان سیال مورد استفاده قرار نمی گیرد.

ولو های کنترلی (Control Valves)

این ولو ها، یک پارامتر فیزیکی را در داخل خط عبوری، کنترل می کنند.به عبارت بهتر، ما می توانیم فلوی عبوری از یک پایپ یا فشار یک پایپ را کنترل کنیم.

به ولو های کنترلی می توانیم درصد باز و بسته بودن بدهیم و این قابلیت را دارند که در هر لحظه 50% یا 60% یا هر میزان دلخواهی باز باشند و به این میزان دلخواه سیال را عبور دهند.در مابین انواع ولو صنعتی، قطعا این ولو ها از اهمیت بسیار بیشتری برخوردار هستند.

این دسته از ولوهای صنعتی جزو ولو های ابزار دقیقی به حساب می آیند.

عنوان بالا

فروشگاه

توضیحات پیش‌فرض اینجاست.

مشاهده بیشتر

عنوان بالا

کتابخانه

توضیحات پیش‌فرض اینجاست.

مشاهده بیشتر

عنوان بالا

دانلود رایگان

توضیحات پیش‌فرض اینجاست.

مشاهده بیشتر

انواع ولوهای کنترلی از لحاظ کاربرد

دستی
اتوماتیک

ولو های صنعتی در اندازه و اشکال مختلفی وجود دارند.
موارد استفاده از از آن ها همانند طراحی آن ها متفاوت است.
برخی از آن ها دستی بوده و برخی دیگر به تنظیمات پیچیده ای نیاز دارند.
با توجه به اینکه ولوهای صنعتی از لحاظ کاربرد دارای انواع مختلفی هستند، فرآیند کنترل جریان سیال در تمامی آن ها یکسان است.

انواع ولوهای کنترلی از لحاظ ساختمان

ولو های کنترلی را از نظر عملکرد (Function) به 2 گروه ولو های کروی و دیافراگمی تقسیم بندی می کنیم.

خانواده ولو های کروی شامل 3 دسته زیر می باشند:

1) ولو کروی (Globe Valve)

مکانیزم کار این مدل از شیرهای کنترلی تقریبا یکسان بوده و 3 نوع دارند.

این نوع از پرکاربردترین و رایج ترین انواع ولو های کنترلی می باشند و عموما وقتی صحبت از شیر های کنترلی می شود، منظورمان گِلاب ولو ها می باشد.

طراحی این نوع شیرها به گونه ای است که جریان سیال نمی تواند در جهت مستقیم حرکت کند.نشیمن گاه در این ولو موازی جریان است.بنایراین سیال در هنگام عبور از شیر باید تغییر مسیر دهد.این نوع از انواع ولو های کنترلی برای کنترل جریان مورد استفاده قرار می گیرند.

در حالت کنترل جریان تمام دیسک و زینگ های نشیمن گاهی در معرض حریان و فشار سیال قرار دارد.بنایراین در صورت وجود آمدن سایش در تمامی قسمت های آن یکسان است.

این شیرها به انواع مختلف دیسک ها مجهز هستند که از مهترین آنها پلاک دیسک، دیسک مرکب و دیسک های تطبیقی است.

در انتخاب Globe Valves بایستی به نکات زیر توجه کنیم:

محدودیت سایز (1 اینچ تا 24 اینچ)
ظرفیت (Capacity) محدود در مقایسه با Ball Valve و Butterfly
قیمت بالا
Tight shutoff بودن در سایزهای کوچک
محدودیت در سایزهای بالا، کلاس نشتی (leakage class)
در معرض کاویتاسیون (cavitation) کمتر هستند

2) ولو زاویه ای (Angle Globe Valve)

برای نصب بر روی زانو ها از این مدل گلاب ولو ها استفاده می کنیم.

3) ولو سوزنی (Needle Valve)

از ولو های سوزنی در سایزهای کوچک استفاده می شود (1/2 و 1/4 اینچ) از این مدل ولو ها برای نمونه گیری (sampling) استفاده می کنیم.

دسته دوم ولوهای کنترلی خانواده ولو های دیافراگمی هستند که به 3 مدل زیر تقسیم می شوند:

1) ولو دیافراگمی (Diaphragm Valve)

دسته دیگر کنترل ولو ها، دیافراگم ولو ها می باشند که در صنایع غذایی از این ولوها استفاده زیادی می شود.

در نمونه هایی که دارای ذرات متخلخل هستند یا با مواد اسیدی سر و کار داریم، حتما از یکی از مدل های دیافراگم استفاده می کنیم.

2) ولو گیره ای (Pinch Valve) یا پینچ ولو

همان طور که مشاهده می کنید، این نوع از ولو های دیافراگمی دارای 2 لبه می باشند.

3) ولو فشاری (Squeeze valve)

ششمین مدل از ولو های کنترلی که در زیر شاخه انواع ولو های دیافراگمی جای میگیرد، Squeeze ها می باشند.

در روش دیافراگم، گاها لازم است که پس از مدت زمانی مشخص، دیافراگم را تعویض کرده تا کاهش کیفیت تجهیز را برطرف کنیم.

ولو های قطع و وصل (ON/OFF Valves)

ولو هایی که یا کاملا باز بوده و یا کاملا بسته می باشند را شیرهای ON و OFF یا همان صفر و یکی می گوییم.

ولو هایی که در صنعت عموما به اسم ولو های حفاظتی استفاده می شوند، از این دسته هستند.

مثلا ولو هایی که به فلرینگ (محل انفجار سیالات اضافی در برج های بلند) متصل هستند.

در این کاربرد یا قصد داریم که سیستم به کار خود ادامه دهد که در این حالت شیر متصل به فلرینگ نیز، بسته خواهند ماند و یا آنکه قصد داریم سیال اضافی را به سمت برج های آتش و فلرینگ انتقال دهیم (در این حالت ولو مربوطه باز خواهد شد) که اصطلاحا میگوییم سیستم shut down خورده و plant (سیستم) متوقف است تا سیالات اضافی سوزانده شوند.

نحوه عملکرد (Function) این ولو ها به صورت ROTARY یا همان چرخشی می باشد.

ولو های قطع و وصل به 4 دسته تقسیم بندی می شوند:

1) ولو توپی (Ball Valve) یا بال ولو از انواع ولو قطع و وصل

دسته اول از انواع ولو های قطع و وصل، ولو های توپی (Ball valves) هستند که خود به 3 گروه تقسیم بندی می شوند.

دقت کنید که برای سایزهای بزرگ (بالاتر از 24 اینچ) از این ولو های توپی به عنوان کنترل ولو هم استفاده می کنیم.

در انتخاب Ball Valves بایستی به نکات زیر توجه کنیم:

در معرض کاویتاسیون (cavitation) بیشتری هستند.
ارزان قیمت هستند (تقریبا نصف قیمت Globe valve در سایز مشابه)
ایجاد افت فشار (pressure drop) کمتر، در مقایسه با Globe valve
کلاس نشتی (leakage class) در سایزهای مختلف محدودیت ندارد
محدودیت سایز تا 56 اینچ

2) ولو پروانه ای (Butterfly Valve)

در ولو های پروانه ای جریان سیال توسط یک دیسک که در داخل بدنه شیر نصب می شود، کنترل می گردد.زمانی که ولو کاملا باز است دیسک مقاومت کمتری در مقابل جریان ایجاد می کند.چرخش دسته ولو به اندازه یک ربع دایره دیسک را به طور کامل در مسیر جریان سیال قرار می دهد.جالب توجه این که توانایی کنترل جریان این نوع ولو ها تنها در ۳۰درجه اول چرخش است.

بنابراین می بایست توجه داشت که باز کردن یک یا دو دندانه از ولو ها جریان زیادی از سیال را آزاد می کند.

موارد استفاده از ولو های پروانه ای

باز و بسته کردن جریان سیال
کنترل جریان سیال

3) ولو پروانه ای لاگ لاستیکی (Eccentric Disk)

این مدل ولو ها هم شبیه شیرهای پروانه ای می باشند.

4) ولو سماوری (Plug Valve)

ولو های سماوری از متداول ترین نوع شیرهای صنعتی به شمار می آیند که از یک دسته متحرک برای کنترل جریان استفاده می شود.وقتی ولو باز است سیال از درون دهانه پلاک عبور می کند.چرخش دسته به اندازه یک ریع دایره پلاک را ۹۰ درجه می چرخاند و شیر کاملا بسته می شود.

لازم به ذکر است که اتصال بدنه ولو و پلاک برای جلوگیری از نشتی سیال ضروری است.

اما این کار باعث اصطحکاک و نهایتا سایش ولو می گردد که برای رفع این نوع از اصطحکاک ها محفظه داخل ولو به صورت دوره ای روغن کاری می گردد.

انواع ولو های خود کنترلی (Self Control Valves)

طرز کار این مدل از انواع ولو ها به این شکل است که اگر فلوی عبوری از داخل پایپ زیاد شود، این ولو بیشتر باز شده و اگر فلوی عبوری کمتر بشود، این ولو نیز به سمت بسته شدن می رود.

به عبارت بهتر این ولو ها، خودشان، خودشان را کنترل می کنند و نیازی به هیچ نیروی بیرونی یا خارجی نیست.

چک ولو ها نیز یکی از این نوع ولوها هستند.

ولو های یکطرفه به گونه ای طراحی شده اند که تنها از یک جهت اجازه جریان سیال را می دهند.

از فاکتورهای اصلی برای انتخاب شیرهای یک طرفه حداقل فشار لازم برای کارکردن این نوع شیرها است.

مهمترین کاربرد این نوع ولو ها به عنوان یکی از انواع ولو های کنترلی در صنایع شیمیایی، پمپ ها و تجهیزات نیروگاهی است.

ولو های خود کنترل به 3 دسته زیر تقسیم بندی می شوند:

دورانی (Swing)
توپی (Ball Check)
لولایی یا دیسک کج (Tilting)

چرا باید انواع ولو های صنعتی را به صورت تدریجی باز و بسته کرد؟

نکته حائز توجه که در تمامی ولو ها باید رعایت کرد این است که باز و بست ناگهانی و سریع شیرهای صنعتی باعث ایجاد فشار ناگهانی می گردد که می تواند به ولو صدمه وارد کند.

در شرایط وخیم تر باعث ترک خوردن لوله ها شود که به پدیده شوک الکتریکی موسوم است.

انواع ولو های ایمنی (Pressure Safety Valves)

این ولو ها همانند شیر زود پز می باشند که خیلی از مواقع صدای مربوط به آن را هم شنیده اید.در واقع این ولو هر موقع فشار داخل زودپز بیش از حد بشود، با انتقال فشار به بیرون، مانع از ترکیدن زود پز می شود.همچنین مخازن ذخیره سازی در صنایع نفت و گاز و همچنین صنایع خوراکی را در نظر بگیرید،این مخازن اگر فشارشان به یک حدی برسد، هر لحظه ممکن است که دچار ترکیدگی و انفجار شوند.

برای همین بایستی حتما از ولوهایی برای کاهش فشار و ایجاد ایمنی در سیستم استفاده شود که به آنها ولو ایمنی گفته می شود.

این مدل ولو ها نیز دارای 3 نوع زیر می باشند: