شیر آلات کنترلی برای کنترل پارامتر های مختلف یک فرآیند از قبیل جریان ، فشار ، دما و سطح به کار می روند.این شیر آلات با دریافت سیگنال از کنترلر ها جریان را به صورت جزئی و یا کامل ، باز یا بسته می کنند.کنترلر ها با مقایسه نقطه مرجع پیش فرض ( set point) با متغیر فرآیند که از یک سنسور ارسال می گردد به شیر آلات فرمان می دهند.شیر آلات کنترلی را می توان حلقه پایانی مدار کنترل نیز نامید.

باز و بسته شدن شیر آلات کنترلی معمولا توسط محرک ( اکچوایتور ) به صورت  الکتریکی ، هیدرولیکی و یا پنوماتیکی صورت می گیرد.پوزیشنر نیز بر مبنای سیگنال الکرتیکی و یا پنوماتیکی ، اکچوایتور را کنترل می کند.از دیرباز این سیگنال ها بر مبنای ۳ تا ۱۵ psi  ( ۰٫۲ تا ۱ بار ) بوده اما امروزه در صنایع اغلب از سیگنال ۴-۲۰ mA استفاده می شود.

چرا از شیر آلات کنترلی استفاده می شود ؟

هر فرآیند شامل صدها و حتی هزاران حلقه کنترلی است که توسط شبکه به هم متصل هستند تا محصول را آماده عرضه کنند. هر یک از این حلقه های کنترلی به گونه ای طراحی شده اند تا پارامترهای مهم فرآیند همانند فشار را کنترل کنند و در نتیجه  به بهبود کیفیت محصول کمک نمایند.در هر یک از این حلقه ها مواردی وجود دارد که موجب اخلال در نظام کنترلی هر فرآیند می شود و با توجه به ارتباط حلقه ها با یکدیگر ، کلیت فرآیند با ایراد مواجه خواهد شد.

برای کاهش تاثیر این موارد ، سنسور ها و ترانسمیتر ها اطلاعات متغیر های فرآیند و رابطه آن ها با نقطه پیش فرض  ( set point ) تعیین شده برای هر یک را جمع آوری می کنند.پس از جمع آوری و محاسبه تمام این پارامتر ها ، باید یک المان  نتیجه این فعالیت ها را به مرحله اجرا  گذارد.

اصول عملکرد

معمول ترین المان جهت اجرایی کردن فعالیت های حلقه کنترل ، شیر کنترلی می باشد.شیر کنترلی با اداره کردن سیال جاری مانند گاز ، بخار ، آب و یا ترکیبات شیمیایی ، اخلالات ایجاد شده در متغیر های فرآیند را جبران نموده و آن ها را به set point مورد نظر نزدیک می کند.

شیر آلات کنترلی یکی از مهمترین اجزای حلقه کنترل هستند که گاه از آن غفلت می شود.دلیل عمده آن ، عدم آشنایی مهندسین ابزار دقیق با ماهیت عملکرد و پارامترهای موثر در این شیر آلات همانند مکانیزم سیال ، نحوه ساخت ، کنترل صدا و طراحی لوله کشی است که منجر به سخت تر شدن شرایط تعمیرات و نگهداری می شود.

هر حلقه کنترلی معمولا شامل یک سنسور شرایط فرآیند ، ترانسمیتر و کنترلری است که متغیر فرآیند دریافتی از ترانسمیتر را با set point آن متغیر مقایسه می کند.در این حین ، کنترلر سیگنال اصلاحی به المان نهایی حلقه کنترل که در این جا همان شیر کنترلی است ارسال می کند.سنسور ها در یک حلقه کنترلی در حکم چشم ها ، کنترلر در حکم مغز و شیر کنترلی در حکم دست حلقه کنترلی محسوب می شوند.از این رو شیر آلات کنترلی مهمترین و متاسفانه مغفول ترین عضو از یک حلقه کنترلی هستند.

یک شیر کنترلی شامل سه قسمت اصلی است.البته هر یک از این قسمت ها خود دارای چندین بخش و طراحی خاص خود هستند :

  • اکچوایتور ( محرک )
  • پوزیشنر
  • بدنه

انواع بدنه شیر کنترلی

معمول ترین و پرکاربردترین نوع شیر آلات کنترلی از نوع شیر آلات سوزنی ( globe valve )  و زاویه ای ( angle valve) هستند.دلیل پرکاربرد بودن این شیر آلات ساختار مستحکم و بسیاری پارامتر های دیگری است که استفاده از آن ها را برای طیف وسیعی از فرآیند ها تسهیل نموده است.شیر آلات کنترلی را از نظر ساختار بدنه به ترتیب زیر دسته بندی نمود :

شیر زاویه ای ( Angle Valve )

شیر سوزنی ( Globe Valve)

شیر دیافراگمی ( Diaphragm Valve)

شیر پروانه ای ( Butterfly Valve)

شیر آلات با عملکرد توسط هوا

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *