شیر دیافراگمی (دیافراگم ولو)

نحوه عملکرد شیر دیافراگمی

ساختار و عملکرد این شیر ساده است. هنگامی که شیر باز است، اکچویتور در تماس با غشاء داخلی شیر (دیافراگم) می‌باشد. زمانیکه کاربر بخواهد شیر را ببندد، اکچویتور فشرده شده، می‌پیچد و به سمت لبه‌های شیر هُل داده‌ می‌شود و شیر بسته می‌شود. برخی شیرهای دیافراگمی می‌توانند در حالت نیمه باز قرار گرفته و بدین وسیله می‌توان جریان را تنظیم کرد.

انواع شیر دیافراگمی

شیر دیافراگمی در دو نوع Weir type و Straight through طراحی می‌شود که این دو عملکردی مشابه دارند اما شکل بدنه، دیافراگم و کاربرد آن‌ها متفاوت است.

• شیر دیافراگمی Weir type

شیر دیافراگمی Weir type یکی از متداول‌ترین طرح‌های این شیرآلات است. طرح lip/saddle برای کنترل جریان‌های کوچک بسیار مناسب است و به دلیل بونِتی که بر روی دیافراگم و اکچویتور وجود دارد، کاملاً ضد نشتی می‌باشد.

این طرح برای گازها و مایعات خورنده و خطرناک، مناسب می‌باشد زیرا در صورت بروز هرگونه خرابی، بونت می‌تواند غشاء را نگاه دارد. همچنین، بدنه شیب‌دار آن باعث می‌شود تا شیر به صورت خود تخلیه کار کند. اما این تخلیه می‌تواند در هر دو جهت شیر انجام پذیرد که ممکن است برای برخی از کاربری‌ها بهینه نباشد. شیر weir-type غالباً برای مایعاتی استفاده می‌شود که یکدست و خالص هستند زیرا ممکن است مایعات چسبنده و رسوبات در دو طرف saddle انباشته شوند. این شیر اغلب در فرآیندهایی نظیر تولید مواد غذایی و شیمیایی، تولید گاز، کاربری‌های خورنده و آب استفاده می‌شود.

• شیر دیافراگمی Straight through

شیر دیافراگمی straight-through از نظر ساختاری شبیه شیر weir-type است؛ البته فاقد ویژگی saddle بوده و به جای آن یک گذرگاه کاملاً صاف دارد. غشای این شیر انعطاف‌پذیرتر بوده و امکان جابجایی در مسافت بیشتری را دارد، زیرا باید قسمت پایین شیر را لمس کند. از آنجایی که طول عمر این شیر کمتر از شیر نوع weir-type است، اغلب نیاز به تعویض و یا تعمیر دارد. دلیل این امر انعطاف‌پذیری بیشتر غشاء این شیر می‌باشد.

شیر دیافراگمی straight-through برای مایعات چسبنده و کاربری‌هایی که باید انسداد در آن‌ها کاهش یابد استفاده می‌گردد. از این شیر برای جریان‌های دو جهته نیز استفاده می‌شود زیرا saddle وجود ندارد که مانع تغییر سریع از ورودی به خروجی شود.

ویژگی های شیر دیافراگمی

انتخاب درست شیر دیافراگمی برای کاربری که مد نظر دارید کمی کار سختی است. پترو ایلیا در این بخش پارامترهایی را در اختیار شما قرار می‌دهد که هنگام انتخاب دیافراگم ولو حتماً باید آن‌ها را مدنظر قرار دهید. توجه داشته باشید که این لیست کامل نیست اما با استفاده از آن می‌توانید در مسیر درست قرار بگیرید.

• سایز شیر دیافراگمی

چون این شیر در کاربری‌های تنظیم جریان استفاده می‌شود، سایز آن تاثیر زیادی بر روی سیال دارد. برای مشخص کردن سایز درست شیر، ابتدا باید از حجم سیال در سیستم خود مطمئن شوید. این یعنی باید از نحوه جریان سیال، شدت، چسبندگی و سرعت مد نظر خود اطلاع داشته باشید.

همچنین باید حداکثر دماها و فشارهای ورودی و خروجی را محاسبه کرده و ظرفیت شیر مورد نیاز خود و نیروهایی که برای مسدود کردن جریان نیاز دارد را بدانید. سپس می‌توانید از جداول برای تعیین نسبت درست قطر داخلی و خارجی استفاده کنید.

• افت فشار

میزان افت فشار مورد نظر شما چیست؟ هنگام خرید شیر دیافراگمی حتماً باید به میزان افت فشار آن دقت کنید. در غیر این صورت درصدی را در نظر بگیرید که به اندازه کافی بزرگ باشد که در جریان تغییر ایجاد کند؛ سپس، محدوده فشارهایی که شیر در هنگام راه‌اندازی سیستم تجربه می‌کند را مشخص نمایید. نهایتاً شیری را انتخاب کنید که می‌تواند تمامی محدوده مورد نظر شما را پوشش دهد.

• اکچویتور

با استفاده از بخش قبل می‌توانید تخمین بزنید که کدام شیر دیافراگمی برای فرآیند سیال شما مناسب‌تر است. سپس، باید مشخص کنید که آیا بدنه و استم باید در معرض سیال باشند یا خیر. همچنین باید تعیین کنید که چه نوع اکچویتوری برای باز و بسته کردن شیر مورد استفاده قرار بگیرد. این به نیروی جریان و سیستمی که شیر در آن قرار دارد وابسته است. انواع اکچویتورها شامل دستی، الکتریکی، پنوماتیک، حرارتی، هیدرولیک و … می‌باشد.

• نوع اتصال، متریال و ویژگی‌ها

باید مشخص کنید که شیر مورد نظر شما چگونه باید به سیستم متصل شود. این اتصال می‌تواند رزوه‌ای، جوشی و یا فلنجی بوده و یا بسته به نیازهای شما از نوع دیگری باشد. سپس باید جنس شیر را مشخص نمایید تا سیال داخل فرآیند بر روی شیر تاثیر منفی نگذارد.

برای مثال، برای سیالاتی که خورندگی بالایی دارند باید از متریال‌هایی مانند استنلس استیل، برنز و دیگر فلزهایی که در برابر این سیالات مقاوم هستند استفاده کرد. در نهایت باید هرگونه ویژگی دیگری مانند ابزار دقیق، نشانگرهای موقعیت، اقدامات ایمنی و … که باعث کارکرد بهتر شیر دیافراگمی در پروژه شما می‌شوند را مد نظر قرار دهید.

کاربرد شیر دیافراگمی

از آنجایی که شیر دیافراگمی ارزان است به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و انواع گوناگونی دارد. لیست کاربردهای این شیر بی پایان است، اما در اینجا برخی از متداول‌ترین کاربردهای آن را ذکر می‌کنیم:

• سیستم‌های تصفیه آب
• تولیدات دارویی
• نیروگاه‌ها
• خدمات وکیوم
• کارخانجات فرآوری مواد غذایی و شیمیایی
• کاربری‌هایی که در آن‌ها میزان خورندگی زیاد است

مزایای شیر دیافراگمی

• این شیر می‌تواند در کاربری‌های تنظیم جریان استفاده شود.
• از ویژگی‌های این شیر برای تنظیم جریان این است که می‌تواند به سرعت باز شود، زیرا قسمتی که برای قطع جریان در امتداد نشیمنگاه شیر قرار گرفته بزرگ می‌باشد.
• دیافراگم ولو weir-type می‌تواند جریان‌های کوچک را کنترل نماید.
• این شیر مخصوصاً برای مدیریت سیالات خورنده، سیالات حاوی ذرات فیبری، سیالات رادیو اکتیو و … مناسب می‌باشد.
• مکانیزم عملکرد این شیر به شکلی است که داخل خط لوله در معرض سیال قرار نمی‌گیرد. سیالات چسبناک نمی‌توانند در کار بونِت و مکانیزم عملکرد شیر اختلال ایجاد کنند.
• بسیاری از سیالاتی که باعث مسدود شدن، خوردگی یا ایجاد مشکل برای قطعات شیرآلات صنعتی می‌شوند، بدون هیچ مشکلی از داخل شیر دیافراگمی عبور می‌کنند. همچنین روان‌کننده‌هایی که برای مکانیزم عملیاتی استفاده می‌شوند نمی‌توانند سیال را آلوده نمایند.
• در این شیر هیچ پکینگ گلندی وجود ندارد و احتمال نشتی اِستم نیز وجود ندارد.

معایب شیر دیافراگمی

• این شیر از تخلیه کامل خط لوله جلوگیری می‌کند.
• دما و فشار عملکرد شیر بسته به نوع متریال شیر دارای محدودیت می‌باشد. معمولاً این شیر برای فشار زیر 200psi (14 بار) و دمای زیر 204 درجه سانتیگراد استفاده می‌شود.
• فشار هیدرواستاتیکی که می‌تواند به شیر وارد گردد محدود است.
• ابعاد شیر دیافراگمی محدود است و در محدوده سایز DN15-DN300 تولید می‌شود.