ولو گلوب چیست؟ انواع و کاربرد آن در صنایع
گلوب ولو یا شیر کروی، نوعی شیر صنعتی است که برای کنترل جریان سیالات (مایعات و گازها) در خطوط لوله مورد استفاده قرار میگیرد. این شیر به دلیل شکل کروی بدنه خود به این نام خوانده میشود. عملکرد اصلی گلوب ولو، تنظیم و کنترل دقیق میزان جریان سیال است، اما میتواند برای قطع و وصل کامل جریان نیز استفاده شود. در این مطلب بیشتر به بیان انواع و کاربرد آن در صنایع خواهیم پرداخت.
ولو گلوب چیست؟
ولو گلوب (Globe Valve) یکی از انواع شیرهای صنعتی است که برای تنظیم، قطع و وصل جریان سیالات استفاده میشود. طراحی این شیر به گونهای است که بدنه آن به صورت کروی یا نیمکروی است و دیسک داخل آن به صورت عمود بر مسیر جریان حرکت میکند. این طراحی باعث میشود که ولو گلوب بتواند جریان را با دقت کنترل کند.
از ویژگیهای برجسته این شیر میتوان به افت فشار کم و قابلیت تنظیم دقیق جریان اشاره کرد که آن را به گزینهای مناسب برای سیستمهای حساس تبدیل میکند.
مطالب مرتبط: انواع ولوها در پالایشگاه و کاربرد
کارکرد ولو گلوب چیست؟
کارکرد اصلی ولو گلوب تنظیم، قطع و وصل جریان سیال در خطوط لوله است. این عملکرد از طریق حرکت عمودی دیسک داخل بدنه انجام میشود. در حالت عادی، زمانی که دیسک کاملاً پایین باشد، مسیر سیال بسته میشود و با بالا رفتن دیسک، جریان برقرار شده و قابل تنظیم است.
نماد ولو گلوب چیست؟
نماد شیر کروی از دو مثلث تشکیل شده که در یک نقطه به هم میرسند. یک دایرهی توپر در محل تلاقی این دو مثلث قرار داده میشود و خطوط افقی توپر از اضلاع مقابل مثلثها امتداد مییابند.
این خطوط افقی نشان میدهند که شیر کروی یک شیر دوطرفه درونخطی است که برای تنظیم جریان و قطع و وصل جریان مورد استفاده قرار میگیرد.
نماد شیر کروی که در نقشههای لولهکشی و ابزار دقیق (P&ID) به کار میرود، گونهای تغییریافته از نماد شیر است؛ این نماد همان شکل قبلی، اما بدون دایرهی توپر در محل تلاقی دو مثلث است.
سه نماد ایزومتریک موجود در شکل، نمایانگر نمادهای اتصالات انتهایی جوش لببهلب، اتصالات فلنجی و اتصالات سوکتی هستند.
مطالب مرتبط: همه چیز درباره بال ولو: از اجزا تا مزایا و معایب
کاربرد ولو گلوب چیست؟
ولو گلوب جزو پر استفادهترین تجهیزات در صنایع مختلف است. این ولوها به دلیل عملکرد قابلاطمینان و تطبیقپذیری بالا، در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار میگیرند. در ادامه به بررسی بیشتر این کاربرها میپردازیم.
کاربرد در صنایع
ولوگلوپها در صنایع مختلفی قابل استفاده هستند که شامل موارد زیر است:
- تصفیه فاضلاب: ولوهای کروی جریان آب و مواد شیمیایی را در فرآیندهای تصفیه تنظیم میکنند و باعث عملکرد ایمن و کارآمد این سیستمها میشوند.
- فرآوری مواد شیمیایی: این ولوها با کنترل دقیق مواد خورنده و خطرناک، ایمنی را افزایش داده و بهرهوری فرآیند را بهبود میبخشند.
- صنایع غذایی: ولوهای کروی با تنظیم حرکت مایعات در تولید نوشیدنیها، محصولات لبنی و سایر مواد خوراکی، به حفظ کیفیت نهایی محصول کمک میکنند.
- تولید انرژی: این ولوها بخار با فشار بالا و سایر سیالات حیاتی را در فرآیند تولید برق مدیریت میکنند و به پایداری و بهرهوری سیستم کمک میکنند.
استفاده فرآیندی
گاهی در بخشی از یک فرآیند نیاز به استفاده از ولو گلوب است. استفاده فرآیندی از این نوع ولو به دو دسته زیر تقسیم میشود:
- ترکیب مایعات: ولوهای کروی ترکیب دقیق مایعات مختلف را تسهیل میکنند و در فرآیندهایی که نیاز به دقت و یکنواختی دارند، نقش مهمی ایفا میکنند.
- کنترل جریان: این ولوها با کاهش سرعت یا فشار سیال در نقاط خاص سیستم، به مدیریت فشار کمک کرده و از مشکلاتی مانند ضربه قوچ جلوگیری میکنند.
مطالب مرتبط: نیدل ولو یا شیر سوزنی: کاربردها، ویژگیها و انواع آن
انواع ولو گلوب
شیرهای کروی انواع گوناگونی دارند و میتوان آنها را بر اساس طراحی بدنهی شیر دستهبندی کرد. شیرهای کروی بر اساس طراحی بدنهشان به سه نوع تقسیم میشوند:
- شیر کروی استاندارد یا T شکل
- شیر کروی زاویهدار
- شیر کروی مایل یا Y شکل
شیر کروی استاندارد (T شکل)
این شیر، یک شیر کروی صنعتی رایج است. نشیمنگاه شیر به صورت افقی قرار گرفته است، به طوری که دیسک به صورت عمود بر جریان عبوری از فلنجهای لوله حرکت میکند.
شیر کروی با شکل استاندارد، جریان را در چندین نقطه در بدنهی شیر مسدود میکند و در نتیجه، افت فشار بالایی در هنگام عبور سیال ایجاد میشود. این شکل، بیشترین میزان انسداد در برابر جریان را در میان سه شکل ارائه داده و همچنین کمترین ضریب جریان را نیز داراست.
شیر کروی T شکل در مواردی که نیاز به تنظیم دقیق و شدید جریان باشد، استفاده میشود. به عنوان مثال، آنها در عملیات واحدهای فرآیندی در خطوط بایپَس (کنارگذر) مورد نیاز در اطراف شیرهای کنترلی به کار میروند. همچنین، در عملیات تنظیم جریان که در آنها افت فشار سیال اهمیت چندانی ندارد، استفاده میشوند.
شیر کروی زاویهدار
این ولو، نسخهای اصلاحشده از الگوی T شکل است. شیر کروی زاویهدار، انتهایی با زاویهی قائمه دارد و سیال پس از چرخش ۹۰ درجه جریان مییابد. شیرهای کروی زاویهدار ضریب جریان بالاتری نسبت به شیرهای کروی با الگوی استاندارد دارند.
به دلیل توانایی شیرهای کروی در مقابله با جریان ناپیوسته سیال، این نوع شیر معمولاً برای سیالاتی که دارای تغییرات دورهای و تغییرات فشار هستند، استفاده میشود. شیر کروی زاویهدار انسداد کمتری در جریان سیال نسبت به شیرهای استاندارد ایجاد میکند.
همچنین، هنگامی که این شیرها در نزدیکی انتهای خط لوله نصب میشوند، تعداد اتصالات لولهی مورد نیاز را کاهش میدهند و به عنوان یک زانویی لوله در تغییر جهت جریان سیال عمل میکنند.
شیرهای کروی مایل (الگوی Y)
شیر کروی مایل، در میان سه نوع شیر کروی، کمترین میزان انسداد را در برابر جریان سیال ایجاد میکند. از آنجا که کمترین انسداد را دارد، منجر به کاهش افت فشار سیال میشود.
نشیمنگاه شیر با زاویه ۴۵ درجه نسبت به ساقه قرار گرفته است که به جریان مستقیم سیال از طریق شیر و کاهش افت فشار سیال کمک میکند.
شیرهای کروی با الگوی Y حتی پس از مدت طولانی جریان سیال، به راحتی دچار خوردگی نمیشوند. در دورههای اولیه بهرهبرداری، شیر کروی مایل برای تنظیم جریان استفاده میشود. قابلیت تمیز کردن آنها از لجن و رسوبات هنگام کار در خطوط بسته، مزیتی نسبت به برخی شیرهای دیگر به آنها میبخشد.
انواع طرحهای ولو گلوب
ولو گلوبها را میتوان بر اساس طراحی دیسک به انواع مختلف دستهبندی کرد. در این بخش به معرفی انواع طراحهای ولو گلوب میپردازیم:
دیسک توپی
طراحی دیسک توپی با شکل مخروطی و جامد خود مشخص میشود که به خوبی در نشیمنگاه شیر قرار میگیرد تا جریان را تنظیم یا مسدود کند.
این نوع به دلیل دوام و اثربخشی خود در ایجاد آببندی محکم شناخته شده است و آن را برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق جریان دارند، مناسب میسازد.
دیسک کامپوزیت
دیسک کامپوزیت دارای یک قطعهی قابل تعویض است که معمولاً از مادهی نرمتری مانند لاستیک یا PTFE ساخته میشود، به گونهای طراحی شده است که حتی در حضور ذرات معلق در سیال، آببندی محکمی را تضمین کند. این نوع برای کاربردهایی که آببندی در برابر ناخالصیها حیاتی است، ایدهآل است.
دیسک کروی
همانطور که از نام آن پیداست، این نوع دیسک شامل یک توپ کروی است که با نشیمنگاه همتراز میشود تا جریان را کنترل کند.
دیسک کروی عملکرد نرمی را ارائه میدهد و به ویژه در کاربردهایی که نیاز به قابلیتهای قطع سریع دارند، موثر است. طراحی آن امکان نگهداری آسان را فراهم میکند و برای کاربردهای کنترل متوسط مناسب است.
مزایا و معایب استفاده از شیرهای گلوب
شیرهای گلوب جزو شیرهایی هستند که نه تنها برای قطع و وصل جریان استفاده میشوند بلکه آن را نیز تنظیم میکنند. استفاده از آنها دارای مزایا و معایب خاص خود است که در ادامه به بیان آنها خواهیم پرداخت:
مزایا
از مهمترین مزایای استفاده از شیرهای گلوب میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- حرکت عمودی دیسک نسبت به نشیمنگاه باعث تنظیم دقیق جریان شده و به شیر قابلیت تنظیم جریان میبخشد.
- طراحی ساده شیر کروی هزینه تولید را کاهش داده و نگهداری آن را آسان میکند.
- اصطکاک کم بین دیسک و نشیمنگاه عمر مفید و عملکرد آببندی شیر را افزایش میدهد.
- نصب شیرهای کروی به دلیل ساختار ضخیم آنها به ارتفاع زیادی نیاز ندارد.
- شیرهای کروی برای انتخاب گستردهتر شیرهای مناسب، در شکلها و انواع مختلفی تولید میشوند.
- شیرهای کروی در مقایسه با شیر دروازهای، نشتی نشیمنگاه کمتری دارند.
معایب
بدون شک استفاده از شیرهای گلوب معایب خاص خود را نیز دارد. در ادامه به برخی از آنها اشاره میکنیم:
- بستن و باز کردن شیر کروی به گشتاور زیادی نیاز دارد.
- شیر کروی به دلیل موانع داخلی، مقاومت بالا و افت فشار قابل توجهی ایجاد میکند.
- شیر کروی حرکت جریان سیال را به یک جهت محدود میکند.
- نصب آنها دشوار است.
- آنها به دهانههای بزرگی برای قرارگیری دیسکها نیاز دارند.
- آنها پرمصرف و پر سر و صدا هستند.
ولو گلوب چگونه کار می کند؟
ولو گلوب به گونهای طراحی شده که کنترل دقیقی بر جریان سیال ارائه دهند و استفاده از آنها را در محیطهای صنعتی مختلف ضروری میسازد. رمز عملکرد آنها در طراحی منحصر به فردشان، به ویژه دیسک کروی شکل، نهفته است که نقش مهمی در تنظیم جریان ایفا میکند.
مکانیسم کنترل جریان
قلب یک شیر کروی، دیسک متحرک آن است که در مقابل یک نشیمنگاه حلقهای ثابت درون بدنهی شیر قرار گرفته است. هنگامی که شیر باز است، دیسک از نشیمنگاه بلند میشود و به سیال اجازه میدهد از طریق خط لوله جریان یابد. حرکت دیسک جریان را به چندین روش مهم تنظیم میکند:
- کاملاً باز میشود: دیسک کاملاً بلند میشود و حداکثر جریان را امکانپذیر میکند.
- به صورت جزئی بسته میشود: دیسک به صورت جزئی پایین میآید تا میزان جریان را کاهش دهد.
- کاملاً بسته میشود: دیسک کاملاً روی نشیمنگاه آببندی میشود تا جریان را به طور کامل متوقف کند.
این توانایی برای تنظیم دقیق جریان یکی از وظایف اصلی شیر کروی است و آنها را برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند، ایدهآل میسازد.
قابلیتهای آببندی
یکی از مزایای قابل توجه شیرهای کروی، قابلیت آببندی عالی آنهاست. این طراحی دیسک را قادر میسازد تا یک آببندی محکم در برابر جریان ایجاد کند و خطر نشت را به حداقل برساند.
این امر شیرهای کروی را به ویژه در محیطهای پرفشار، مانند فرآوری شیمیایی یا تولید برق، که در آن حفظ یک آببندی ایمن برای عملکرد و ایمنی سیستم حیاتی است، مؤثر میسازد.
جریان جهتدار
شیرهای کروی در طراحیهای مختلفی موجود هستند که شامل موارد زیر است:
- طراحی شیر کروی دو طرفه: برای شروع، توقف یا تنظیم جریان سیال در یک جهت استفاده میشود.
- طراحی شیر کروی سه طرفه: انحراف سیال بین دو خروجی مختلف یا مخلوط کردن دو سیال در یک جریان واحد را امکانپذیر میکند.
این طراحیها انواع کاربردهای شیر کروی را گسترش میدهند و آنها را به ابزاری چندمنظوره در صنایعی تبدیل میکنند.
اتصالات کاپوت در شیرهای گلوب
اتصال کاپوت یک جزء حیاتی در شیر کروی است و نقش مهمی در عملکرد کلی شیر، به ویژه از نظر نگهداری و تحمل فشار، ایفا میکند. در اینجا نگاهی به رایجترین انواع اتصالات درپوش و مزایای خاص آنها میاندازیم:
کاپوتهای پیچی
کاپوتهای پیچی به دلیل دوام و سهولت نگهداری به طور گسترده در شیرهای کروی استفاده میشوند. این طراحی نیروی سفتکردن را در چندین پیچ توزیع میکند و آن را برای اندازهها و سطوح فشار مختلف مناسب میسازد. مزایای کاپوتهای پیچی عبارتند از:
- تطبیقپذیری: میتواند اندازههای مختلف شیر و شرایط فشار را تحمل کند.
- دسترسی آسان: برای کاربردهایی که نیاز به نگهداری منظم دارند، ایدهآل است.
درپوشهای جوشی
درپوشهای جوشی برای کاربردهای فشار بالا طراحی شدهاند و یک آببندی قوی و دائمی ایجاد میکنند. با این حال، نگهداری آنها دشوارتر است زیرا برای دسترسی به داخل شیر باید بریده شود. درپوشهای جوشی برای موارد زیر بهترین هستند:
- استفاده طولانی مدت: برای عملیات طولانی مدت و بدون نیاز به نگهداری ایدهآل است.
- محیطهای پرفشار: در کاربردهایی با فشار قابل توجه، قابل اعتماد است.
درپوشهای فلنجی
درپوشهای فلنجی مزیت نصب و جداسازی آسان را ارائه میدهند و آنها را به گزینهای محبوب برای شیرهایی تبدیل میکند که نیاز به نگهداری منظم دارند. مزایای کلیدی درپوشهای فلنجی عبارتند از:
- دسترسی سریع: درپوش را میتوان به راحتی برای بازرسی و تعمیر جدا کرد.
- حداقل زمان توقف: برای کاربردهایی که سرعت نگهداری حیاتی است، مناسب است.
درپوشهای حلقه اتصال
درپوشهای حلقه اتصال دارای یک اتصال رزوهای هستند که اتصال ایمن را تضمین میکنند و در عین حال حرکت مفصل را به حداقل میرسانند. این طراحی به ویژه برای موارد زیر مفید است:
- دقت: امکان همترازی آسان بدون آسیب رساندن به سطوح آببندی را فراهم میکند.
- شیرهای کوچک: اغلب در شیرهای کوچکتر که نیاز به مونتاژ دقیق دارند استفاده میشود.
درپوشهای آببند فشاری
درپوشهای آببند فشاری برای عملکردهای فشار بالا طراحی شدهاند، جایی که حفظ یک آببندی محکم ضروری است. با افزایش فشار داخلی، قابلیت آببندی بهبود مییابد. این درپوشها برای موارد زیر ایدهآل هستند:
- جلوگیری از نشت: آببندی محکمتر را در شرایط فشار بالا تضمین میکند.
- محیطهای با دمای بالا: در صنایعی با نوسانات قابل توجه فشار و دما مؤثر است.
استفاده از اتصال با درپوش مناسب برای اطمینان از قابلیت اطمینان و طول عمر شیر کروی، به ویژه در محیطهای صنعتی سخت، بسیار مهم است.
سخن آخر
شیرهای کروی با طراحی ویژه، کنترل دقیق جریان سیالات را در صنایع مختلف ممکن میسازند. تنوع در طراحی بدنه و اتصالات درپوش، آنها را برای شرایط کاری گوناگون (فشار و دما) مناسب ساخته است. انتخاب درست نوع شیر و اتصال درپوش، برای عملکرد بهینه و افزایش طول عمر سیستم ضروری است.
به طور خلاصه، شیرهای کروی ابزاری کلیدی برای کنترل دقیق و مطمئن جریان در صنایع هستند. در این مطلب به طور کامل به بررسی این که ولو گلوب دقیقا چیست، چه کاربردهایی دارد و انواع مختلف آن کدام است، به طور کامل صحبت کردیم.