شیرکنترل (control valve) شیری است مورد استفاده برای کنترل جریان مایع با تغییر در اندازه جریان عبوری به صورت هدایت شده به وسیله سیگنالی از یک کنترلر.
این کنترلی مستقیم روی نرخ(rate) جریان و کنترل فرایندهای کمی مانند فشار، دما و سطح مایع را قادر می سازد. در اصطلاح کنترل اتوماتیک یک شیر کنترل “ابزار کنترل نهایی” نامیده می شود.
عملکرد شیرهای کنترل
باز و بسته شدن شیر های کنترل خودکار است که معمولا به وسیله فعال کننده های الکتریکی، هیدرولیکی و یا پنوماتیکی انجام می شود. به طور معمول با یک شیر مدوله، که می تواند در هر موقعیتی بین به طور کامل باز و کاملا بسته تنظیم شود، برای اطمینان از رسیدن به درجه باز بودن مطلوب از قرار دهنده شیر استفاده می شود.
شیرهای فعال معمولا به علت سادگی استفاده می شود، زیرا آنها تنها به یک منبع هوای فشرده نیاز دارند در حالی که دریچه الکتریکی کنترل شده نیاز به کابل کشی اضافی و دنده تعویض و دریچه های هیدرولیکی تحریک که برای ذخیره فشار بالا و برگرداندن به خطوط برای مایع هیدرولیکی استفاده می شود.
سیگنال های کنترل پنوماتیک به صورت رسمی در محدوده فشار ۵ تا ۱۵ psi یا (۰.۲-۱bar) یا بیشتر، عموما قرار دارد. یک سیگنال الکتریکی ۴-۲۰ میلی آمپر برای مقاصد صنعتی، یا ۰-۱۰V برای سیستم های HVAC (تهویه مطبوع) است.
حال کنترل الکتریکی اغلب شامل یک سیگنال ارتباطی هوشمند که بر روی یک کنترل جاری ۴-۲۰mA قرار گرفته باشد، به طوری که به سلامت و تایید موقعیت سوپاپرا بر روی کنترلر نشان دهد. هارت، بنیاد فیلدباس و پروفیباس پروتکل های رایج هستند.
یک شیر کنترل اتوماتیک شامل سه بخش اصلی که در آن هر بخش چندین نوع و طرح وجود دارد
- سوپاپ – که المان یا ابزار مدوله شیر، مانند توپ یا پروانه حرکت می کند.
- شیر مستقرکننده – که درجه دریچه مورد نظر از باز شدن به حد مطلوب رسیده است را تضمین می کند. این مشکلات اصطکاک و سایش را برطرف می کند.
- بدنه شیر – که در آن المان مدوله، پلاگین، کره ، توپ یا پروانه، موجود است.
انواع شیرهای کنترل
انواع بسیار متنوعی از انواع شیر و عملگر کنترل وجود دارد. با این حال، به دو شکل اصلی شیرها، ساقه کشویی و عمل دوار هستند.
اغلب سیستم های کنترل دارای قسمت های ذیل می باشد:
- سنسور (sensor)
- کنترل کننده (controler)
- فعال کننده (actuator)
- شیر کنترل(control valve)
شیرهای کنترل
انواع مختلفی از شیرهای کنترل وجود دارد اما در اینجا شیرهای کنترل بخار و سیالات صنعتی دیگر که حرکت ساقه های آن خطی یا چرخشی است، توضیح داده می شود.
شیرهای گلوب (globe valve)و کشویی جز مدل خطی هستند.
شیرهای بال، پروانه ای جز مدل های چرخشی (rotary valve) می باشند. دو راهه یا سه راهه بودن تفاوت اصلی بین شیرها می باشد.
کاربرد شیرهای سه راهه: مخلوط کردن یا جدا کردن سیال ورودی
کاربرد شیرهای ذو راهه: ایجاد محدودیت و اختناق در سیال با تغییر وضعیت ساقه و باز و بسته شدن
شیرهای دو راهه از نوع گلوب
استفاده در کنترل جریان به جهت کارایی بهتر در ایجاد اختناق
.
شیرهای کشویی
اغلب دستی بوده و کمترین افت فشار تحمیلی به سیستم را در موقع کاملا باز دارد، در سیستم های آبی استفاده می شود و نسبت به دیگر شیرها هزینه پایین تری دارند
شیرهای دورانی
کنترل جریان با حرکت چرخشی ساقه و پلاگین، شیرهای توپی یا بال و پروانه ای معروفترین این نوع شیرها هستند که با حرکت ۹۰ درجه ای باز و بسته می شوند
شیرهای توپی
استفاده از شیرهای توپی در سیستم هایی که نیاز به انسداد کامل جریان وجود دارد و هم چنین در دمایی نزدیک به ۲۵۰ درجه سانتیگراد و فشار اشباع ۳۸ بار قابل استفاده اند. از مزایای دیگر شیرهای توپی اتصال آسان آن به فعال کننده (actuator) جهت ایزوله یا کنترل از راه دور می باشد.
شیرهای پروانه ای
محدود به فشار و دمای پایین هستند.
تشکیل شده از دیسک قابل چرخش در داخل پوسته خارجی
مسدود کردن جریان با قرار گرفتن دیسک به صورت عمودی (حالت بسته)
قرار گرفتن دیسک موازی با لوله اصلی برای انتقال جریان از داخل شیر (حالت باز)
نمونه ای از کاربرد شیرهای کنترلی را می توانید در انیمیشن زیر ببینید
