انتخاب ولو (شیر صنعتی) مناسب

ولوها (والو – شیر صنعتی) تجهیزاتی مکانیکی هستند که جریان و فشار سیال را در یک سیستم هیدرولیک و یا بادی (پنیوماتیک) کنترل می‌کنند. این تجهیزات، عناصر بسیار مهمی در سیستم‌های لوله‌کشی که مایعات، گازها، بخارات، گِل و لای و غیره را منتقل می‌کنند، هستند.

انواع مختلفی از ولوها وجود دارد که هر کدام ویژگی‌ها، ظرفیت‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. روش های کارکرد مختلفی نیز وجود دارد: دستی، پنوماتیک، الکتریکی و غیره.

چگونه ولو انتخاب کنیم؟

ولو پروانه‌ای EBRO S.A.R.L

 قبل از انتخاب ولو باید مشخص کنید که می‌خواهید برای چه کاربردی از آن استفاده کنید. آیا از آن برای تنظیم جریان یک سیال استفاده خواهد شد و یا برای قطع جریان سیال؟

سپس مهم است که نوع سیالی که قرار است در سیستم بچرخد را مشخص کنید: سیال گاز است یا مایع؟ سیال خورنده، از نظر شیمیایی خنثی، جزو محصولات غذایی، و یا سیالات مربوط به پزشکی است که نیازمند شرایط خاص بهداشتی است؟

درباره سیستم عملکردی ولو، لازم است بدانید آیا نیروی سیستم، به صورت دستی تامین می‎‌شود و یا اتوماتیک؟ در حالت اول، یک نفر باید حاضر باشد تا ولو را اداره کند، در حالی که در حالت دوم، ولو از راه دور و برای مثال توسط یک ایستگاه کنترل، اداره می‌شود.

و در آخر لازم است بدانید که ولو چگونه در سیستم قرار می‌گیرد، و نوع مونتاژ یا نصب آن به چه صورت است، به خصوص این نکات مهم است که بدانیم آیا باید جوشکاری شود، بر فلنج پیچ و مهره شود، و یا این که توسط رزوه روی خط پیچ شود.

وقتی تمامی موارد بالا در نظر گرفته شود، می‌توانید روی ویژگی‌های فنی نصب تمرکز کنید؛ به ویژه جریان و فشار، که تعیین ابعاد ولو را ممکن می‌کنند.

چگونه ابعاد ولو را محاسبه کنیم؟

به منظور محاسبه‌ی ابعاد ولو، لازم است پارامترهای مربوط به مدار عملیات را بشناسید.

• فشار عامل مهمی است که باید در نظر گرفته شود. این امر از طرفی به این جهت مهم است که سایز ولو کوچک‌تر از سایز ولو مورد نیاز محاسبه نشود، چرا که استفاده از ولو کوچک‌تر، شما را در معرض مشکلاتی مثل چکه کردن یا ترکیدن ولو قرار می‌دهد. و از طرف دیگر به جهت جلوگیری از بزرگتر شدن سایز ولو حائز اهمیت است.
• باید دمای عملیات، یعنی دمای سیال در گردش، و نیز دمای محیط اطراف بدنه‌ی ولو را مشخص کنید. باید بدانید ولو تحت چه دماهای شدیدی قرار خواهد گرفت، تا بتوانید ولوی را انتخاب کنید که برای عملکرد تحت چنین شرایطی طراحی شده باشد. به خصوص باید مواد سازنده‌ی ولو، سیستم باز و بسته شدن آن و قطعات آب‌بندی را چک کنید.
• فشار عملیات، یعنی فشاری که سیال تحت آن در ولو می‌چرخد.
• شدت جریان و سرعت جریان سیال: شدت جریان و سرعت نامی موارد مهمی هستند که به شما کمک می‌کنند ولو مناسب را انتخاب کنید، به خصوص اگر قرار باشد از ولو برای تنظیم این شدت جریان استفاده شود. فاکتور جریان (Kv)، مقداری تئوری است که توسط سازنده تعریف می‌شود و امکان محاسبه‌ی شدت جریان نامی ولو را فراهم می‌سازد. این شدت جریان را می‌توان بر حسب لیتر بر دقیقه و یا متر مکعب بر ساعت نشان داد. سازندگان ولو جدولی را ارائه می‌دهند که بر اساس آن می‌توان این فاکتور جریان را بر اساس شدت جریان مورد نظر و قطر نامی مشخص کرد.
• قطر نامی (DN) مداری که ولو در آن قرار دارد. بسیار مهم است که از انتخاب ولو با سایز بزرگ‌تر خودداری کنید، چرا که ممکن است باعث ناپایداری عملیات نصب شود. همچنین از کوچک‌تر انتخاب کردن سایز شیر هم باید خودداری شود، چرا که ممکن است منجر به افت شدید فشار و آسیب سریع به ولو گردد.

پارامترهای تعیین کننده سایز ولو:

٭ فشار

٭ دما

٭ شدت جریان

٭ قطر

انواع اصلی ولو کدامند؟

ولو دروازه‌ای Voith Turbo

 انواع مختلفی از ولو وجود دارد که کم و بیش با نیازهای شما مطابقت خواهند داشت. اگر قصد دارید گردش یک سیال را متوقف کنید، پیشنهاد می‌کنیم  یک ولو قطع‌کننده (Shut-off valve) مانند ولو توپی (Ball valve)، ولو گیوتین (Knife gate valve) و یا ولو دروازه‌ای (Gate valve) انتخاب کنید.

اگر قصد دارید شدت جریان یک سیال را کنترل کنید بهتر است یک ولو کنترل، مانند ولو سوزنی (Needle valve)، ولو بشقابی (globe valve)، ولو پیستونی (Piston valve) و یا ولو پروانه‌ای (Butterfly valve) انتخاب کنید. همگی این ولوها عملیات کنترلی خوبی را از خود به نمایش می‌گذارند.

انتخاب ولو همچنین به شدت جریان، فشار، و نوع سیال نیز بستگی دارد، چرا که نوع سیال، ماده‌ای که ولو باید از آن ساخته شده باشد را تعیین می‌کند.

چه زمانی باید از ولو پروانه‌ای استفاده کنیم؟

ولو پروانه‌ای معمولا برای کنترل شدت جریان سیال به کار برده می‌شود. با توجه به جنس ولو، می‌توان از آن در تماس با انواع مختلف سیال استفاده کرد: سیال‌های خنثی از نظر شیمیایی مثل آب یا روغن، گل و لای، محصولات غذایی، یا سیالات دارویی، و برخی ولوهای پروانه‌ای را می‌توان به طور خاص برای کار با سیالات خورنده طراحی کرد. ولو پروانه‌ای را نمی‌توان برای سیالاتی که حاوی ذرات جامد هستند، به‌کار برد، چرا که این ذرات از بسته شدن کامل ولو جلوگیری می‌کنند.

ولوهای پروانه‌ای یک چهارم گردشی (Quarter-turn) هستند. این ولوها برای کار کردن به ۹۰ درجه گردش بین موقعیت باز و بسته نیاز دارند. برای قطرهای زیاد ممکن است سیستم راه‌اندازی مجهز به جعبه دنده باشد تا فشار مستقیم روی ولو را مهار کند.

ولوهای پروانه‌ای به منظور دستیابی به سیستم آب‌بندی خوب طراحی شده‌اند. در ولوهای پروانه‌ای که قطر بزرگی دارند غالبا از کانکشن فلنج استفاده می‌شود، و آن دسته از ولوها که در مدارهای گرم کننده به کار می‌روند معمولا از نوع رزوه‌ای هستند. ولوهای پروانه‌ای در مقایسه با ولوهای توپی معمولا نیاز به فضای حداقلی را دارند.

ولو پروانه‌ای EBRO S.A.R.L

 ویژگی های مهم:

٭ کنترل جریان

٭ ولو یک چهارم گردشی

٭ سیستم آب‌بندی خوب

٭ نیاز به فضای کم

معایب:

٭ ناسازگار با سیالات حاوی ذرات معلق

چه زمانی باید از ولو توپی استفاده کرد؟

ولو توپی برای متوقف کردن چرخش سیال به کار برده می‌شود. ولو توپی به شکل کره‌ای است که حفره ای درون آن ایجاد شده است، و قطر این حفره عموما هم‌اندازه با قطر لوله است. این نوع ولو، یک ولو یک چهارم گردشی (quarter turn) است و مزیت آن این است که در موقعیت باز، مانع جریان سیال نمی‌شود. وقتی قطر حفره‌ی موجود در توپ هم اندازه‌ی قطر لوله باشد، ولو “جریان کامل” (full flow) نامیده می‌شود. این نوع ولو در وضعیت بسته سیستم آب‌بندی خوبی ارائه می‌دهد.

این نوع ولو را می‌توان برای مایعات (آب، روغن و غیره) و نیز گاز مورد استفاده قرار داد.

بعضی ولوهای توپی مجهز به مجرابند مخروطی هستند.

ولوهای توپی همچنین به صورت سه‌راه و چهارراه هم وجود دارند. این نوع از ولوهای توپی، ولو سکتور (sector valve) هم نامیده می‌شود.

 ویژگی های مهم:

ولو توپی NENCINI

٭ ولو قطع (shut off)

٭ ولو یک چهارم گردشی

٭ سازگار با سیالات مایع و گازی

معایب:

٭ وجود ریسک ضربه قوچ

بیشتر بخوانید: انتخاب نوار نقاله مناسب

بیشتر بخوانید: انتخاب دریل مناسب

بیشتر بخوانید: چگونه می توان یک پمپ وکیوم مناسب انتخاب کرد؟

چه زمانی باید ولو پیستونی یا ولو بشقابی (globe valve) استفاده کرد؟

ولوهای پیستونی و ولوهای بشقابی اصول عملکردی یکسانی دارند. یک میله که دارای قطعه‌ای شبیه به بشقاب یا پیستون در انتهای خود است، درون ولو به سمت پایین حرکت کرده و مسیر جریان سیال را مسدود می‌کند. این ولوها به خصوص برای تنظیم جریان سیال با توجه به فشار موجود در لوله، مناسب هستند. بسیاری از راه اندازهای ولوهای بشقابی دارای پیچ تنظیم هستند که با استفاده از آن‌ها می‌توان باز شدن ولو را با توجه به فشار تنظیم کرد.

عیب اصلی این نوع ولو، افت بالای هد آن است. به‌علاوه، زمانی‌که فشار سیال زیاد باشد، استفاده از این ولو در موقعیت بسته دشوار می‌شود. همچنین این ولوها بسیار سریع بسته می‌شوند و بدین صورت باعث ایجاد اثر نامطلوب ضربه قوچ می‌شوند. این ولوها به صورت سه راهی هم وجود دارند.

ولو بشقابی Mival

 ویژگی های مهم:

٭ تنظیم جریان

٭ سازگار با کنترل فشار

معایب:

٭ افت فشار زیاد

٭ وجود ریسک پدید آمدن ضربه قوچ

چه زمانی باید از ولو سوزنی استفاده شود؟

ولوهای سوزنی به‌صورت خاص برای تنظیم مایعات یا گازهایی که شدت جریان پایینی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ولو سوزنی SFERACO

این ولوها قطر کمی دارند و برای به کارگیری در فرآیندهای دارای فشار پایین طراحی شده‌اند. از این ولوها معمولا به صورت دستی استفاده می‌شود. آن‌ها را می‌توان به وفور در مصارف خانگی و همچنین هنگام نمونه‌گیری از سیالات یافت. همچنین این ولوها ارزان قیمت بوده و به همین دلیل بسیار پرکاربرد هستند.

 ویژگی های مهم:

٭ شدت جریان کم

٭ کار به صورت دستی

٭ ارزان

چه زمانی باید از ولو دیافراگمی استفاده کنیم؟

ولوهای دیافراگمی به صورت عمده در فرآیندهای بهداشتی و ضدعفونی، یعنی فرآیندهایی که سیال در گردش در آن‌ها باید از هرگونه آلودگی احتمالی دور بماند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این نوع ولو در حالت باز/ بسته کار می کند. البته در برخی موارد می‌توان از آن‌ها برای تنظیم سیال نیز استفاده کرد. در حالت باز، این ولوها “جریان کامل” (full flow) نامیده می‌شوند و از آن‌جایی که دیافراگم کاملا از جلوی جریان سیال کنار می‌رود، این نوع ولو تقریبا هیچ افت فشاری ایجاد نمی‌کند. استحکام آب‌بندی این ولوها عالی است، چرا که هیچ تماس مستقیمی بین سیال و دسته‌ی آن‌ها وجود ندارد، اما برای حصول اطمینان از این که شرایط دیافراگم مناسب است، به‌خصوص اگر سیال حاوی ذرات جامد باشد، این ولوها به نگهداری مستمر نیاز دارند. برای جلوگیری از فرسایش زودتر از موعد، باید مطمئن شوید که جنس دیافراگم با شرایط دما و فشار عملیات سازگاری داشته باشد.

ولوهای دیافراگمی عمدتا در صنایع غذایی و داروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین این ولوها با توجه به ماده‌ای که از آن ساخته شده‌اند و به خصوص جنس دیافراگم، به طور عمده در صنایع شیمیایی و فرآیندهای خالص‌سازی با درصد بالا (ultra-pure) مورد استفاده قرار می‌گیرند. به‌علاوه، این نوع ولوها برای گل و لای و مایعات با ویسکوزیته‌ی بالا هم مناسب هستند.

این نوع ولو برای مدارهایی که قطر بالا دارند موجود نیست: معمولا با قطر بیش‌تر از DN350 ساخته نمی‌شود.

ولو دیافراگمی SISTO Armaturen

 ویژگی های مهم:

٭ افت فشار محدود

٭ سیستم آب‌بندی خیلی خوب

٭ استفاده در صنایع غذایی، داروسازی و شیمیایی

٭ سازگار با سیالات حاوی ذرات معلق

معایب

٭ نیاز به نگهداری مستمر

٭ قطر نامی کم

چه زمانی از ولو گیوتین (Knife gate) استفاده کنیم؟

این ولوها معمولا در استخراج معادن، نیروگاه‌ها، صنایع کاغذ، صنایع شیمیایی و غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مزیت این ولوها آن است که به دلیل خطی بودن حرکت دریچه‌ی مسدود کننده (صفحه‌ای که جریان سیال را در موقعیت بسته، مسدود می‌کند)، بسیار جمع و جور هستند. ولو گیوتین در واقع نوعی ولو قطع کننده (shut-off valve) است، البته وقتی دریچه به صورت جزیی باز باشد، از این ولو می‌توان به عنوان ولو کنترل استفاده کرد.

ولو گیوتین‌ها را می‌توان برای سیالات حاوی ذرات جامد مثل فاضلاب یا گل و لای (لجن) به کار برد. به عنوان یک قانون کلی، ولو گیوتین برای بسته شدن در قسمت بالایی مدار (قسمت ورودی سیال) طراحی شده است، اما برخی از ولوها در هر دو طرف بسته می‌شوند، و این باعث می‌شود بتوان از آن‌ها بدون توجه به مسیر و جهت جریان سیال استفاده کرد. در وضعیت باز، هد افت خیلی پایین است چرا که ولو تغییری در مسیر جریان سیال ایجاد نمی‌کند.

باید بدانیم که زمان باز و بسته شدن ممکن است خیلی طولانی شود و باید نگهداری مستمر برای اصلاح مشکلات مربوط به فرسایش بین دریچه و عناصر آب‌بندی، انجام شود.

ولو گیوتین EBRO S.A.R.L

 ویژگی های مهم:

٭ نیاز به فضای کم از نظر ضخامت

٭ هد افت کم

٭ سازگار با سیالات حاوی ذرات معلق

معایب:

٭ باز و بسته شدن کند

٭ نیاز به نگهداری مستمر

چگونه می توان از ایجاد ضربه قوچ جلوگیری کرد؟

ضربه قوچ به معنای فشار شدید سیال است، که اغلب بعد از بسته شدن سریع یک ولو اتفاق می‌افتد. این امر باعث ایجاد صدای واضحی در لوله‌ها می‌شود که می‌توان آن را شنید. این فشار شدید ممکن است باعث آسیب شدیدی شود، و ممکن است تا حدی پیش رود که حتی باعث ایجاد پارگی در مدار شود.

مانع ضربه قوچ Z-tide

 برای جلوگیری از ضربه قوچ می‌توانید:

·         قبل از ولو، تنظیم کننده فشار نصب کنید که فشار کنترل شود.

·         مانع ضربه قوچ قبل از ولو نصب کنید: مانع ضربه قوچ نوعی مخزن انبساط است که برای کاهش موج شوک و نیز مهار فشار شدید طراحی شده است.

قطر مدار را در موقعیت قبل از ولو افزایش دهید تا فشار در این بخش از مدار کاهش پیدا کند.

ولو چند کاناله چیست؟

ولو چند کاناله ولوی است که بیشتر از یک ورودی و یا خروجی دارد. رایج‌ترین این نوع، ولوهای سه مسیره و معمولا از مدل ولو توپی هستند. این ولوها معمولا برای تنظیم جریان در نصب بین دو مدار مختلف به کار گرفته می‌شوند. همچنین از آن‌ها می‌توان برای ترکیب دو سیال نیز استفاده کرد. انواع چهار مسیره، پنج مسیره، و شش مسیره از این ولوها هم وجود دارند. ولوی که بیشتر از این تعداد مسیر داشته باشد بسیار کم‌یاب است.

بیشتر بخوانید: انتخاب دستگاه جوشکاری لیزری

بیشتر بخوانید: انتخاب فلومتر ( دبی سنج) مناسب