شیرهای کنترلی را می توان به عنوان یک قسمت متقابل کنترل کننده های جریان جرمی و
کنترل کننده های فشار یا به عنوان یک جزء جداگانه که در ترکیب با یک فلومتر یا فشار سنج
استفاده می شود . همراه با یک حلقه بازخورد از کنترل کننده جریان جرمی یا کنترل فشار ،
شیر میزان جریان عبور از طریق آن را کنترل می کند تا به یک نقطه جریان فشار یا فشار
تحمیل برود.
بسته به نوع کاربرد ، اغلب مشخص است که آیا مس فلو کنترلر شما به شیر (باز-بسته) یا شیر
کنترل نیاز دارد یا اینکه به یک دریچه معمولاً باز یا به طور معمول بسته احتیاج دارد. در گروه
دریچه های کنترل ، تعداد دریچه های مختلف موجود است که هر کدام محدوده پارامتر ،
مزایا و معایب خاص خود را دارند.
در این بلاگ برخی از دریچه ها را برجسته خواهم کرد و به چگونگی کنار آمدن با فشارهای
مطلق و دیفرانسیل بالاتر و نحوه دستیابی به فشارهای بالاتر در فشارهای دیفرانسیل پایین
می پردازم
شیر کنترل مستقیم شامل یک شیر برای کنترل جریان و یک سطح کنترل شده است که اندازه
دهانه ای را که می تواند از آن عبور کند تعیین می کند و بنابراین مقدار جریان عبور از شیر را
تعیین می کند.
مزیت: چنین دریچه ای نسبتاً سریع ، ارزان است و از انرژی کمی برای کنترل جریان
استفاده می کند.
نقطه ضعف اینجاست که فقط می تواند فشارها و جریانهای محدود را تحمل کند.
برای شیر، نیروی (F) مورد نیاز برای غلبه باز کردن شیر با اندازه قطر دیافراگم (d) و اختلاف فشار (Δp) بر روی شیر ، (F ~ Δp * ¼ d2) تعیین می شود.
شیر برقی فقط می تواند نیرویی در حدود5N وارد کند. این می تواند یک امکان استفاده از سیم پیچ قوی تر و نیروی مغناطیسی بزرگتر باشد. با این حال ، کنترل کننده های جریان انبوه غالبا دارای منبع تغذیه ای محدود هستند و میزان گرمای تولید شده می تواند به یک مشکل تبدیل شود. نتیجه با حداکثر جریان محدود ، متناسب با فشار و قطر می باشد.
به طور خلاصه ، بیشتر شیرهای کنترلی مستقیم برای جریان زیاد مناسب نیستند ، یا برای اعمال فشارهای دیفرانسیل بالا یا فشارهای مطلق به دلیل این محدودیت ها. شیرهای کنترل مستقیم می توانند برای جریان کمتر از 1 میلی لیتر در دقیقه تا تقریباً 50 لیتر در دقیقه استفاده شوند.
چه گزینه هایی داریم؟
برای فشارهای بالاتر شیر مستقیم را مجدداً تنظیم کنید
با استفاده از دریچه 2 فاز ، شیر کنترل غیرمستقیم
برای رسیدن به جریان زیاد در فشارهای کم ، از شیر دریچه جبران فشار استفاده کنید
1-شیر کنترل فشار قوی
ساده ترین راه حل برای مقابله با فشارهای بالاتر ، طراحی مجدد شیر کنترل مستقیم است. از آنجا که اندازه دهانه محدود است ، می توان از آن برای جریانهای نسبتاً کوچک (حداکثر 20 لیتر در دقیقه) استفاده کرد. برای رسیدگی به اختلاف فشار بزرگتر ، تا 200 بار فشار دیفرانسیل (بارد) ، شیر و بدنه کنترل جریان جرم باید استحکام بیشتری داشته باشد. اکثر دریچه ها نمی توانند پشتیبان 200 بارد باشند. یا مواد آب بندی می تواند پارگی داشته باشد ، یا قطعات مکانیکی قادر به برخورد با فشارهای ناگهانی نیرو در 200 بار نیستند.
ابعاد سوپاپ فقط نسبت به دریچه معمولی کوچک و از این رو کل کنترلر جرم است. از طرف دیگر ، جریان های کم به دلیل نشت از طریق شیر در اختلاف فشار زیاد ، اغلب محدود هستند.
2.شیر کنترلی غیر مستقیم (شیر کنترلی دو فاز )
برای رفتن به فشارهای بالاتر ، ما باید یک گام بزرگتر در تغییر کنترل جریان جرم خود برداریم. با یک شیر کنترل به اصطلاح غیرمستقیم (شکل 1) می توان جریانهای بالاتر و فشار مطلق و دیفرانسیل بالاتر را بدست آورد.
شیر کنترل غیرمستقیم (یا شیر کنترل دو فاز) شامل موارد زیر است:
پیلوت شیر مستقیم (A) کنترل شده ، با رفتاری که قبلاً توضیح داده شد ، و بدون نیاز به نیروی اضافی.
شیر اضافی در بدن؛ یک بخش جبران فشار (B) برای حفظ اختلاف فشار ثابت (P1-P2) تنها
چند میله در پیلوت شیر (A). با این کار ، هر دو فشار ورودی و خروجی ممکن است تغییر کند بدون اینکه تأثیر آن بر عملکرد شیر باشد. نیروی فشار بیش از قسمت جبران فشار ، شیر را بسته نگه می دارد. فقط در هنگام باز شدن شیر بالا ، فشار فشار به مقدار کوچکی باز می شود تا دریچه باز شود و جریان را کنترل کند.
بنابراین ، شیر کنترل غیرمستقیم از دو دریچه در سری (A + B) تشکیل شده است ، که هم افت فشار و هم اندازه سوراخ در کنار هم جریان حاصل را تعیین می کنند.
عکس
مضرات این شیر اندازه آن و هزینه های بالای نسبی است. علاوه بر این ، برای بستن قسمت جبران فشار سوپاپ ، اختلاف فشار کمتری لازم است. همچنین ، حفره ها همچنان به اندازه محدود هستند ، بنابراین برای رسیدن به 200 لیتر در دقیقه به حداقل فشار ورودی> 150 بارا نیاز است. برای بدست آوردن چنین جریاناتی در فشارهای پایین ، نوع کاملاً متفاوتی از شیر ، مانند یک شیر جبران فشار ، یک شیر زیر مورد نیاز است.
3.شیر جبران فشار
می توان از دریچه های بزرگتر استفاده کرد و با یک شیر کنترل مستقیم به جریانهای بالاتر رسید ، اما برای این کار باید فشار فشار در شیر کاهش یابد. این کار را می توان با یک دریچه زیر فشار جبران فشار انجام داد ، که در آن می توان سوراخ موثر برای فشار را به میزان قابل توجهی کاهش داد (شکل 2). با یک دریچه زیر ، می توان جریان های چند صد لیتری در دقیقه را با حداقل اختلاف فشار به دست آورد. با این حال ، فشار مطلق به دلیل طراحی محدود است و شیر بسیار بزرگتر و گرانتر از یک شیر کنترل مستقیم متداول است.
نتیجه
بسته به فشاری که می خواهید کنترل کننده جریان جرم خود را داشته باشید و جریان خروجی مورد نیاز خود را داشته باشید ، می توانید از آن استفاده کنید:
شیر مستقیم فشار قوی کنترل شده (حداکثر 200 بار و 20 لیتر در دقیقه) ، یا
دریچه جبران فشار غیرمستقیم (حداکثر 700 بار یا 400 بار و 200 لیتر در دقیقه).
برای رسیدن به جریان زیاد در فشارهای کم ، یک شیر جبران فشار بهترین راه حل خواهد بود.
نگاهی به دریچه های کنترلی که اغلب از آنها در ترکیب با کنتورهای جریان یا فشار سنج خود استفاده می کنیم.
