راهنمای جامع دیافراگم ولو: ویژگی‌ها و کاربردها
دیافراگم ولو یکی از پرکاربردترین شیرهای صنعتی در سیستم‌های انتقال سیالات است که به دلیل طراحی منحصربه‌فرد و انعطاف‌پذیری‌اش در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. بر اساس برخی گزارش‌های صنعتی، تخمین زده می‌شود که سالانه بیش از چند میلیون واحد از این شیرها در سراسر جهان تولید به‌ویژه در صنایعی مانند داروسازی، پتروشیمی و تصفیه آببه کار گرفته می‌شود. در ادامه این مطلب پاوان با ما همراه باشید.
دیافراگم ولو چیست؟
دیافراگم ولو یا شیر دیافراگمی، شیری با حرکت خطی است که برای باز و بسته کردن مسیر، تنظیم میزان جریان و همچنین بستن مسیر سیال مورد استفاده قرار می‌گیرد.
علت نام‌گذاری این شیر، وجود یک دیسک قابل انعطاف درون آن است که برای ایجاد آب‌بندی مناسب با نشیمنگاه شیر در قسمت بالای شیر قرار گرفته است و اصلی‌ترین قسمت شیرهای دیافراگمی محسوب می‌شود.
دیافراگم برای یک عمل آب‌بندی خوب نیاز به انعطاف‌پذیری بالایی دارد، به همین دلیل سازندگان، دیافراگم را از الاستومرهای مختلفی مانند پلی‌اتیلن، پروپیلن‌ها و سایر الاستومرهای مورد استفاده در پوشش مکانیزم دریچه، می‌سازند.
مطالب مرتبط: نیدل ولو یا شیر سوزنی: کاربردها، ویژگی‌ها و انواع آن
دیافراگم ولو چگونه عمل می کند؟
عملکرد دیافراگم ولو بر پایه حرکت دیافراگم انعطاف‌پذیر است. هنگامی که شیر باز است، دیافراگم به سمت بالا حرکت می‌کند و مسیر عبور سیال را آزاد می‌کند.
در حالت بسته، دیافراگم به سمت پایین فشرده شده و با قرار گرفتن روی نشیمنگاه، جریان را مسدود می‌کند. این حرکت معمولاً توسط یک مکانیزم دستی (مانند چرخ‌دستی) یا عملگرهای خودکار (پنوماتیکی یا برقی) کنترل می‌شود. طراحی ساده اما کارآمد این شیر، آن را برای تنظیم دقیق جریان و جلوگیری از آلودگی مناسب می‌سازد.
کاربرد دیافراگم ولو چیست؟
شیر دیافراگمی از تخریب خط جریان جلوگیری می‌کند. این شیرها که به‌ویژه در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند، به این دلیل ترجیح داده می‌شوند که مواد شیمیایی بسیار مخرب به شیر و سایر اجزا آسیب نرسانند.
دیافراگم موجود در شیر معمولاً از موادی مانند لاستیک طبیعی، وایتون و هایپالون ساخته می‌شود. به این ترتیب، دیافراگم توسط مواد شیمیایی آسیب نمی‌بیند. شیرهای دیافراگمی عمر طولانی دارند. از آنجایی که از تماس مکانیزم شیر با سیال جلوگیری می‌شود، می‌تواند وظیفه باز و بسته کردن را برای سال‌های متمادی انجام دهد.
در حالی که سایر انواع شیرها ممکن است در شرایط مشابه نشتی داشته باشند، شیر دیافراگمی نشتی ندارد. این امر یک محیط نصب بسیار ایمن را فراهم می‌کند. سیالات حاوی ذرات معلق که سایر شیرها را مسدود، خورده یا خراب می‌کنند، نمی‌توانند به شیر دیافراگمی آسیب برسانند. گچ‌های چسبناک نمی‌توانند وارد قسمت داخلی هود که مکانیزم کار در آن قرار دارد، شوند.
علاوه بر این، امکان آلوده شدن مایع عبوری از شیر توسط روان‌کننده‌هایی که باعث کارکرد شیر می‌شوند، وجود ندارد. بنابراین، یک محیط بادوام و مناسب برای مطالعات شیمیایی ایجاد می‌شود.
اجزای دیافراگم ولو
شیرهای دیافراگمی از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند و هرکدام کارایی خاصی دارند. در این بخش بیشتر در مورد اجزای آن صحبت می‌کنیم. همان طور که در عکس زیر می‌بینید، یک شیر دیافراگمی دارای اجزای اصلی زیر است:
- محرک (A): یک شیر دیافراگمی دستی دارای یک چرخ دستی برای فعال‌سازی است. محرک‌های پنوماتیک و الکتریکی نیز می‌توانند به جای چرخ دستی برای اتوماسیون و عملکرد از راه دور استفاده شوند.
- ساقه (B): ساقه، محرک را به کمپرسور متصل می‌کند. محرک ساقه را بالا و پایین می‌برد که باعث حرکت کمپرسور به بالا و پایین می‌شود.
- کمپرسور (C): کمپرسور یک قطعه دیسک‌شکل است. آن ساقه را به دیافراگم متصل می‌کند و نیروی ساقه را برای بهبود کنترل جریان توزیع می‌کند.
- دیافراگم (D): دیافراگم یک دیسک لاستیکی است که برای عبور جریان بالا می‌رود و برای مسدود کردن جریان به نشیمنگاه شیر پایین می‌آید.
- کلاهک (E): کلاهک با پیچ به بدنه شیر متصل می‌شود. این قطعه از ساقه شیر و بسته‌بندی آن در برابر محیط محافظت می‌کند. کلاهک‌ها در شیرهای دیافراگمی که به درستی کار می‌کنند، با سیال در تماس نیستند.
- بدنه شیر (F): سیالی که از طریق شیر دیافراگمی جریان می‌یابد، از بدنه شیر عبور می‌کند. حجم بدنه شیر، میزان جریان شیر را در حالت کاملاً باز تعیین می‌کند.
مزایای دیافراگم ولو
شیرهای دیافراگمی به دلیل کارایی و و ویژگی‌هایی که دارند بسیار محبوب هستند. از مهم‌ترین مزایای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کنترل دقیق جریان سیال: امکان تنظیم میزان جریان با دقت بالا را فراهم می‌کند.
- عملکرد بهینه در فشار و دمای پایین: در سیستم‌هایی با حساسیت به نشت و آلودگی بسیار کارآمد است.
- آب‌بندی قوی و کاهش احتمال نشتی: طراحی دیافراگمی مانع از خروج سیالات می‌شود.
- مقاومت بالا در برابر سیالات خورنده: با انتخاب متریال مناسب، در برابر مواد شیمیایی و خورنده مقاوم است.
- عدم نیاز به روان‌کاری داخلی: طراحی خاص آن باعث کاهش نیاز به نگهداری و تعمیرات مداوم می‌شود.
- تمیزکاری آسان و طراحی بهداشتی: مناسب برای صنایع غذایی، دارویی و بهداشتی که نیاز به ضدعفونی مداوم دارند.
- کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات: طراحی ساده و ساختار بدون اصطکاک باعث افزایش عمر مفید قطعات می‌شود.
- قابلیت استفاده در سیستم‌های اتوماسیون: امکان کنترل از راه دور با استفاده از عملگرهای پنوماتیکی و برقی را دارد.
مطالب مرتبط: انواع ولوها در پالایشگاه و کاربرد
معایب دیافراگم ولو
در کنار تمام مزایایی که برای دیافراگم ولو وجود دارد، معایبی نیز هست. در ادامه به معرفی معایب آن می‌پردازیم.
- محدودیت‌های فشار و دما: جنس دیافراگم می‌تواند توانایی شیر را برای کار در دماها و فشارهای بالا محدود کند و آن را برای برخی کاربردها نامناسب سازد.
- فرسودگی دیافراگم: دیافراگم مستعد فرسودگی است و در مقایسه با برخی دیگر از انواع شیرها، نیاز به نگهداری یا تعویض مکرر دارد. همچنین، استفاده گسترده در کاربردهای تنظیم جریان شدید می‌تواند منجر به خوردگی دیافراگم شود و بر عملکرد و طول عمر شیر تاثیر بگذارد.
- عملکرد آهسته‌تر: شیرهای دیافراگمی معمولاً به دلیل عملکرد چند دور، زمان پاسخگویی کندتری دارند که ممکن است برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد سریع دارند، ایده‌آل نباشد.
- دما و فشارهای متوسط خط لوله: این شیرها برای شرایط متوسط مناسب‌تر هستند، زیرا دماها و فشارهای شدید می‌توانند از توانایی‌های دیافراگم فراتر روند.
- محدودیت‌ها در فشارهای هیدرواستاتیک بالا: طراحی دیافراگم می‌تواند استفاده از آن را در سیستم‌هایی با فشارهای هیدرواستاتیک بالا محدود کند و به طور بالقوه دامنه کاربرد آن را محدود نماید.
- مشکلات زهکشی: سد موجود در شیر ممکن است از زهکشی کامل سیستم لوله‌کشی جلوگیری کند، که می‌تواند یک نقطه ضعف قابل توجه در برخی کاربردهایی باشد که نیاز به زهکشی کامل سیستم دارند.
عوامل موثر بر انتخاب دیافراگم ولو
انتخاب یک شیر دیافراگمی مناسب مستلزم در نظر گرفتن چندین عامل مهم است از جمله:
- ضریب جریان شیر: ضریب جریان شیر دیافراگمی (Cv) برای تعیین اندازه مناسب شیر دیافراگمی مورد نیاز برای دستیابی به نرخ جریان مشخصی از سیال ضروری است. با بازتر شدن شیر و حرکت بیشتر ساقه، ضریب جریان شیر افزایش می‌یابد. یک شیر کوچک (Cv پایین) جریان را محدود کرده و به عملکرد آسیب می‌رساند. برعکس، یک شیر بزرگ (Cv بالا) به دلیل افت فشار بیش از حد، انرژی را هدر می‌دهد.
- افت فشار: افت فشار به کاهش فشار از ورودی شیر تا خروجی آن اشاره دارد. هنگامی که نسبت این افت فشار در سراسر شیر به افت فشار کل سیستم پایین است، نرخ جریان تا زمانی که شیر کاملاً بسته شود، حداقل تغییر می‌کند. بنابراین، یک شیر دیافراگمی که به سرعت باز می‌شود یا سریع عمل می‌کند، ترجیح داده می‌شود.
- دامنه کنترل: دامنه کنترل به توانایی شیر در کنترل جریان از حداکثر تا حداقل نرخ آن اشاره دارد. این ویژگی به اندازه و دقت محرک، و همچنین طراحی بدنه شیر، دیافراگم و کمپرسور بستگی دارد. دامنه کنترل بالاتر به این معنی است که شیر دیافراگمی می‌تواند طیف وسیع‌تری از نرخ‌های جریان را مدیریت کند.
- سیال: میزان خورندگی سیال را درک کنید تا مشخص شود کدام ماده برای بدنه شیر و دیافراگم انتخاب شود.
- دما: اطمینان حاصل کنید که ماده دیافراگم می‌تواند حداقل و حداکثر دمای کاربرد را تحمل کند.
- نرخ جریان: اندازه و نوع شیری را انتخاب کنید که بتواند نرخ جریان مورد نظر برای کاربرد را فراهم کند.
مطالب مرتبط: ولو گلوب چیست؟ انواع و کاربرد آن در صنایع
سخن آخر
دیافراگم ولوها یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های کنترل جریان سیالات هستند و به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارند، در صنایع مختلفی استفاده می‌شوند. در انتخاب این شیرها باید به عواملی مانند نوع سیال، فشار و دمای کاری، مواد سازنده و نوع کنترل توجه کرد تا کارایی و دوام آن‌ها در طولانی‌مدت تضمین شود. در این مطلب به طور کامل این نوع شیر معرفی شد.