کنترل ولو چیست و چه کاربردی در صنایع مختلف دارد؟
کنترل ولو چیست؟ یکی از اجزای کلیدی در تجهیزات صنعتی است که وظیفه اصلی آن تنظیم و کنترل جریان سیالاتی مانند آب، بخار، گاز و مواد شیمیایی در خطوط لوله است. کنترل ولو یا همان شیر کنترلی با تغییر میزان باز یا بسته بودن مسیر، امکان کنترل دقیق فشار، دما، دبی و سطح سیالات را فراهم کرده و نقش اساسی در ایمنی، بهینه سازی مصرف انرژی و افزایش بهره وری در صنایع مختلف از جمله نفت، گاز و پتروشیمی، نیروگاه ها، صنایع غذایی و دارویی دارد. کنترل ولو یکی از مهم ترین بخش های حلقه کنترل است و به طور کلی کنترل کردن کمیت ها را در دست می گیرد.
آخرین مقالات
راهنمای خرید و سفارش گذاری لول گیج
شهریور 27, 1404
کنترل ولو چیست و چه کاربردی در صنایع مختلف دارد؟
شهریور 23, 1404
همین حالا با ما تماس بگیرید یا درخواست خود را ثبت کنید.
کیفیت و رضایت مشتریان، شعار همیشگی ماست!
برای اطلاع از کارکرد کنترل ولو و چکونگی کارکرد آن گوش دهید!
فــهــرســت مــطــالــب
کنترل (control valve) چیست؟
کنترل ولو چیست؟ یکی از اجزای مهم صنعتی است که به وسیله آن کنترل و تنظیم جریان سیالات صورت می گیرد. این ولو ها با دریافت سیگنال کنترلی که توسط یک کنترل فرستاده می شود؛ باز یا بسته می شوند تا مسیر جریان را با توجه به پارامتر هایی مانند فشار، دما، دبی یا سطح سیالات در محدوده مورد نظر قرار بدهند. این فرایند با تغییر اندازه دهانه عبور سیالات انجام می شود. شیر های کنترل اتوماتیک هستند و عملگر آن ها به 3 دسته تقسیم می شوند که در ادامه انواع عملگر را نام برده و به بررسی نحوه عملکرد هر کدام می پردازیم.
| نوع عملگر | وظیفه و عملکرد |
| الکتریک | با موتور و برق کنترل ولو را انجام می دهد و امکان کنترل دقیق و اتوماسیون پیشرفته را فراهم می کند. |
| هیدرولیک | با استفاده از فشار روغن یا مایع هیدرولیک کنترل ولو را تنظیم می کند که برای ولو های بزرگ یا بار های سنگین کاربرد دارد |
| پنوماتیک | با استفاده از هوای فشرده کنترل ولو را کنترل می کند و برای سرعت پاسخ دهی بالا و ایمنی محیط ها با قابلیت انفجار استفاده می شوند. |
ایمنی و افزایش بهره وری با استفاده از شیر فشار شکن بخار! کنترل فشار در دستان شماست. برای اطلاعات بیشتر کلیک کنید.
روش های عملکرد شیر کنترل
انواع کارکرد کنترل ولو چیست؟ روش های عملکرد شیر کنترل به نحوه واکنش شیر در برابر سیگنال کنترلی بستگی دارد. سیگنال های کنترلی در کنترل ولو همان دستوراتی هستند که از سیستم کنترل مثل DCS یا PLC به عملگر ارسال می شوند تا میزان باز یا بسته بودن شیر تنظیم شود. این سیگنال ها بسته به نوع عملگر می تواند متفاوت باشد. دسته بندی انواع عملکرد شیر کنترل بر اساس نحوه باز و بسته شدن و واکنش شیر نسبت به سیگنال کنترلی انجام می شود. انواع عملکرد شیر کنترل به شرح زیر است.
- قطع و وصل
- بسته در حالت عادی (air to open یا ATO)
- باز در حالت عادی (air to close یا ATC)
- ایمن در شرایط خطا (fail to safe)
- مدولاسیونی یا پیوسته (modulating)
قطع و وصل
این مدل ها کلا دو حالت کاملا باز یا کاملا بسته دارند و امکان کنترل تدریجی جریان سیالات وجود ندارد. کاربرد این روش در سیستم هایی است که صرفا توقف یا عبور کامل سیال مورد نیاز است. مانند شیر های ایمنی، خطوط اضطراری و مسیر های تخلیه سریع.
بسته در حالت عادی (air to open یا ATO)
در این حالت وقتی فشار هوای کنترلی افزایش می باید، شیر باز می شود و در صورت نبود هوا بسته می شود. این نوع معمولا برای سیالات خطرنام یا اشتعال زا استفاده می شود تا در شرایط اضطراری ه طور خودکار بسته شود و از بروز حادثه جلوگیری کند.
باز در حالت عادی (air to close یا ATC)
بر خلاف مدل ATO، این مدل با افزایش فشار هوای کنترلی شیر بسته می شود و در حالت قطع هوای وروئی شیر باز می ماند. این روش برای وقتی به کار می رود که تداوم جریان اهمیت زیادی داشته باشد مانند خطوط خنک کاری در تجهیزات حساس.
ایمن در شرایط خطا (fail to safe)
این مدل ها طوری طراحی شده اند که اگر سیگنال کنترلی یا منبع انرژی قطع شود؛ شیر به حالت ایمن برود. این نوع برای افزایش ایمنی و جلوگیری از اتفاقات ناگوار حیاتی است. مانند بستن مسیر سوخت در صورت خاموش شدن یا غیر فال شدن کمپرسور هوا. همچنین باید ذکر کرد که این مدل به دو دسته تقسیم می شود.
- بسته در حالت خرابی (fail close)
- باز در حالت خرابی (fail open)
مدولاسیونی یا پیوسته (modulating)
در این “مدل کنترل ولو” می تواند به صورت پیوسته در حالت باز یا بسته قرار گیرد. این ویژگی باعث می شود که دما، فشار، جریان و سطح سیال با دقت بالا تنظیم شود. اغلب در فرایند های نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه ها استفاده می شود.
اجزای کنترل ولو یا شیر کنترلی
اجزای کنترل ولو از چند جزئه اصلی تشکیل شده است که هرکدام وظیفه به خصوصی دارند و در نحوه کار “کنترل ولو چیست” تاثیر می گذارند. در ادامه اجزا کنترل ولو را نام برده و به بررسی هر کدام از آن ها می پردازیم.
- بدنه (body)
- کلاهک (bonnet)
- عملگر (actuator)
- تریم (trim)
- پلاگ (plug)
- سیت (seat)
- ساقه (stem)
- دیافراگم (diaphragm)
- یوک (yok)
- پکینگ و گلند (packing & gland)
- واشر ها (gaskets)
- پوزیشنر (positioner)
1. بدنه (body)
بدنه همان محفظه اصلی شیر کنترلی است که سایز اجزا در آن قرار دارند و جریان سیال از این قسمت عبور می کند. معمولا جنس آن از فولاد ضد زنگ یا آلیاژ های مقاوم است.
2. کلاهک (bonnet)
کلاهک محفظه ای است که در بالای بدنه قرار می گیرد و پوشش دهنده اجزای داخلی مانند ساقه و سیستم آب بندی است. در برخی مدل ها به صورت پیچی است و در برخی دیگر جوش داده می شود.
3. عملگر (actuator)
عملگر یکی دیگر از اجزای بدنه شیر کنترل است که نیروی لازم برای حرکت دادن ولو را تامین می کند. عملگر ممکن است به صورت الکتریک، پنوماتیک یا هیدرولیکی باشد.
4. تریم (trim)
تریم شامل قسمت های داخلی مانند پلاگ، سیت و ساقه است که با حرکت آن ها مسیر جریان سیال کنترل می شود.
5. پلاگ (plug)
پلاگ یکی دیگر از اجزای مهم است که متحرک است و با حرکت خود مسیر و میزان عبور سیال را کنترل و تنظیم میکند.
6. سیت (seat)
یک قطعه ثابت است که پلاگ روی آن قرار می گیرد و باعث آب بندی می شود.
7. ساقه (stem)
میله ای است که حرکت توسط عملگر را منتقل می کند و باعث به حرکت در آوردن پلاگ می شود.
8. دیافراگم (diaphragm)
در کنترل ولو پنوماتیکی، دیافراگم تحت فشار هوای فشرده حرکت می کند و فنر به حالت اولیه خود باز می گردد.
9. یوک (yok)
یوک قسمتی از شیر کنترلی است که عملکرد مکانیکی را بین اجزای عملگر و بدنه بر قرار می کند و اجزای عملگر را به بدنه وصل می کند.
10. پکینگ و گلند (packing & gland)
پکینگ و گلند برای آب بندی برای آب بندی دور ساقه استفاده می شود و مانع نشتی سیالات می شود.
11. واشر ها (gaskets)
برای آب بندی در محل اتصال بدنه و بونت یا سایر اتصالات به کار می رود.
12. پوزیشنر (positioner)
پوزیشنر ها اجزایی هستند که با افزایش و کاهش فشار هوای ورودی به عملگر، شیر را در موقعیت درست خود تنظیم میکند. این عمل بر اساس سیگنال کنترلی انجام می شود.
انواع کنترل ولو بر اساس ساختار و نوع اتصال
انواع کنترل ولو ها بر اساس نوع اتصال و ساختار داخلی به چند دسته تقسیم می شوند که هر کدام ویژگی منحصر به فرد خود را دارند و با توجه به شرایط خاص و نوع جریان سیال کاربری متفاوتی دارند.
- کنترل ولو گلوب یا شیر کره ای (globe valve)
- کنترل ولو پروانه ای (butterfly valve)
- کنترل ولو توپی (ball valve)
- کنترل ولو دیافراگمی (diaphragm valve)
- کننترل ولو زاویه ای (angle valve)
کنترل ولو گلوب یا شیر کره ای (globe valve)
کنترل ولو گلوب دارای یک بدنه کروی و دیسک است که جریان سیال از بالا یا روی دیسک عبور می کند. این ساختار موجب می شود که کنترل دبی و فشار سیال بسیار دقیق باشد. به همین دلیل بیشتر کاربرد مدولاسیونی (madulating) و کنترل دقیق در صنایع نفت، گار و پتروشیمی استفاده می شود. همچننین با وجود دقت بالا، افت فشار در این نوع ولو نسبتا بالا است.
کنترل ولو پروانه ای (butterfly valve)
کنترل ولو پروانه ای دارای یک دیسک دایره ای در مرکز است که حول محور خود می پرخد تا جریان سیال را تنظیم کند. اینن نوع ولو برای جریان های بزرگ و مدولاسیونی (madulating) مناسب است و وزن و حجم کمتری نسبت به کنترل ولو گلوب دارد. به همین دلیل نصب و راه اندازی آن آسان تر است و برای خطوط انتقال با دبی بالا کاربرد گشترده ای دارد.
کنترل ولو توپی (ball valve)
در این نوع یک توپ کروی با سوراخ مرکزی داخل بدنه قرار دارد که با چرخش 90 درجه مسیر جریان را باز و بسته می کند. این ولو برای باز و بسته کردن سریع جریان مناسب است و به دلیل ساختار ساده ای که دارد؛ دبی بالا و فشار زیاد را به خوبی تحمل می کند. بزرگ ترین ضعف این نوع ولو این است که کنترل تدریجی جریان در آن محدود است.
کنترل ولو دیافراگمی (diaphragm valve)
این نوع از ولو با استفاده از یک دیافراگم انعطاف پذیر جریان سیال را کنترل می کند. در این نوع سیال، تماس مستقیمی با اجزای مکانیکی ندارد. به همین دلیل برای جریانات خوردنده، دارویی و مواد غذایی مناسب است. کنترل جریان در این نوع نرم و دقیق است و بیشتر کاربرد بهداشتی دارد.
کنترل ولو زاویه ای (angle valve)
کنترل ولو زاویه، جریان را در یک مسیر 90 درجه تغییر می دهد و معمولا برای کاهش فشار و کنترل جریان مایعات یا بخار کاربرد دارد. همچنین از شیر تقلیل فشار برای این ماهش فشار هوای ورودی استفاده می شود. این ساختار موجب می شود که جریان را دقیق کنترل کنیم و افت فشار کمتری را نسبت به کنترل ولو گلوب شاهد باشیم. این نوع از کنترل ولو در خطوطی که نیاز به تغییر جهت جریان با کنترل دبی را دارند بسیار مناسب است.
سوالات متداول شما
کنترل ولو چه کاربردی دارد؟
کنترل ولو در صنایع برای تنظیم و کنترل جریان سیالات مانند آب، بخار، گاز و مواد شیمیایی به کار می روند.
عملکرد شیر کنترل به چه چیزی وابسته است؟
روش های عملکرد شیر کنترل به نحوه واکنش شیر در برابر سیگنال کنترلی بستگی دارد. این سیگنال ها بسته به نوع عملگر متفاوت هستند.
کدام یک از کنترل ولو ها مناسب خطوط بهداشتی است؟
کنترل ولو دیافراگمی. چون سیال، تماس مستقیم با اجزای مکانیکی ندارد و برای جریانات خورنده، دارویی و غذایی مناسب است و کنترل جریان نرم و دقیق است.
پوزیشنر چیست؟
پوزیشنر با افزایش و کاهش هوای ورودی به عملگر، شیر را در موقعیت مناسب تنظیم می کند.
عملگر پنوماتیک چطور عمل می کند؟
عملگر پنوماتیک با استفاده از هوای فشرده کنترل ولو را کنترل می کند.
