کنترل ولو

شيرهاي کنترلي (control valves)

7c9o_q1.jpg

حافظه هاي کنترلي چيست؟

سيستم ها و تجهيزات فرايندي (process plants) داراي حلقه هاي کنترلي (control loops) زيادي هستند که به صورت شبکه بهم متصل شده اند، تا بتوانند کل فراين را تخت کنترل داشته و در نهايت يک محصول مناسب توليد نمايند.

هريک از اين حلقه هاي کنترل براي نگهداشتن يک متغير فرآيند نظيرفشار، جريان سطح سيال و ازاين قبيل، در محدوده تغييرات مجاز طراحي شده اند تابدين وسيله بتوتن اطمينان داشت مراحل فرايند به درستي طي ميشود در هريک ازاين حلقه هاي کنترل آشفتگهايي (Disturbances) از داخل و يادر اثر عوامل خارجي، پديد مي آيند که مي تواند متغيرهاي فرايند را تحت تاثير قراردهد و از طرفي ممکن است در حلقه هاي کنترلي متصل بهم، روند فرآيند را از حالت صحيح خارج نمايد.

 

براي کاهش اثر اين شگفتيها، از سنسورها (sensors) و ارسال کننده هايي (Transmitter) استفاده شود که ميتوانند اطلاعات مختلفي درباره ي متغيرهاي فرآيند را جمع آوري کرد و به واحد کنترل ارسال کنند تا در آنجا با اطلاعات مرجع با مقادير تنظيمي (Transmitter) استفاده مي شود که مي توانند اطلاعات مختلفي درباره متغيرهاي فرآيند را جمع آوري کرده و به واحد کنترل ارسال کنند تا در آنجا با اطلاعات مرجع با مقادير تنظيمي (set points) مقايسه شوند. واحد کنترل (controller) پس از مقايسه اين اطلاعات و پردازش آنها تصميم مي گيرد که چه کاري بايد انجام شود تا متغيرهاي فرآيند، پس از برخورد با يک آشفتگي، دوباره به حالت عادي خود بازگردند. پس از آنکه همه اندازه گيريها، مقايسه و محاسبات توسط واحد کنترل انجام شد.

 

لازم است يک قطعه کنترل نهايي (Final control element) تصميم اتخاذ شده توسط واحد کنترل را در سيستم اجرا نمايدورايج ترين قطعات کنترل نهايي که در سيستمهاي فرآيند به کار مي روند، شيرهاي کنترل هستند. شير کنترل با کنترل و تنظيم جريان سيال، که ممکن است گاز، بخار، آب بايک محلول شيميايي باشد، به مقابله با آشفتگي رفته و سعي مي کند متغير فرآيند را تا حد امکان به نتقطه تنظيمي اوليه باز گرداند.

 

تعريف شيرهاي کنترل

مطابق تعريف مندرج در استاندارد ISA-S75.05 شير کنترل وسيله است که با اعمال نيرويي غير از نيروي دست، عمل کرده و ميزان جريان سيال را در يک سيستم فرآيندي تنظيم ميکند.

شيرکنترل شامل يک شير است که به يک مکانيزم محرکه (actuator) که تواناي تغيير عنصر کنترل کننده سيال را دارد، دريافت ميشود.

شير کنترل نقش مهم و اساسي در يک صنعت فرآيندي ايفا مي نمايد و قسمت زيادي از هزينه هاي خريد قطعات و دستگاهها در صنايع مربوط به شيرکنترل و سيستمهاي جانبي آن مي باشد .

شير کنترل (control valve)، شدت جريان عبوري را تنظيم مي کند اين کار با تغيير وضيت ديسک با توپي (pluge) شير در اثر نيروي اعمالي از طرفاز طرف عملگر (Actuator) انجام ميشود. براي آن که شيرکنترل بتواند کار خود را به خوبي انجام دهد، بايد شرايط زير برقرار باشد:

• شير نبايد نشتي (Leakage) به بيرون داشته باشد.

• شير بايد ظرفيت (capacity) کافي براي کار مورد نظر را داشته باشد.

• شير بايد بتواند اثرات ناشي از فرسايش، خورندگي و حرارت سيال عبوري و ديگر اجزاي سيستم را تحمل کند.

• شير بايد محلهاي اتصال مناسبي با لوله هاي متصل به آن و براي نصب عملگر و ديگر تجهيزات جانبي را داشته باشد، تا بتوان از عبور مناسب سيال و همچنين از انتقال حرکت صحيح از عملگربه ميله، شير اطمينان داشت.

 

تاريخچه شير کنترل

استفاده از شير کنترل حداقل به زمان روميان يعني زماني که آنها از شيرهاي سماوري برنز استفاده مي کردند برميگردد. ولي استفاده از شيرکنترلاتوماتيک ابتدا توسط جيمز وات در اواخر قرن 18 ميلادي صورت گرفت. وي در ماشين بخار خود، جهت کنترل سرعت، از شيرهاي کنترل استفاده نمود.

اجداد شيرهاي کنترل امروزي در قرن نوزدهم ميلادي همزمان با کاربرد بيشتر بخار گسترش يافتند. در اواخر قرن نوزدهم رگلاتورهاي فشار و ارتفاع (contained self-) به بازار آمدندو در سال1880، ويليام فيشر (Wiliam fisher) – مهندسي در ايالت آيواي آمريکا – در پي راهي جهت کنترل فشار خروجي پمپهاي آب آتش نشاني بود. با تلاش وي تنظيم کننده هايي(governor) جهت چمچها ساخته شد و پس از آن شرکت Fisher تاسيس گرديد. در سال 1970 اين تنظيم کننده ها (governor) در نيروگاههاي ايالات متحده، کانادا و انگليس نصب شدند.

در سال 1882 آقاي ويليام ماسون (Wiliam Mason) شرکت ماسون رگولاتور را تاسيس نمود. اين شرکت در قسمتي از شهر بوستون از ايالت ماساچوست قرار داشت. وي سپس تنظيم کننده هاي ديگري را براي کشتي هاي بخار توليد نمود.در سال 1890 رگلاتورها در کشتيهاي نيروي دريايي آمريکا مورد استفاده قرار گرفتند. شرکتهاي ديگري نيز در اواخر قرن نوزدهم جهت ساخت شيرکنترل شروع به کنترل نموند. بارشد صنايع نفت و گاز نياز به رگلاتورهاي بزرگ بيشتر گرديد، بنابراين رگلاتورهاي عمل کننده با پايلوت به بازار عرضه شدند.

 

در سالهاي 1920 و 1930 شرکت هانلون- وانرز (Hanlon- Waters) ابداعاتي در زمينه ساخت شيرهاي کنترل به عمل آورد.اين کشور درايالت اوکلاهماي آمريکا قرار داشت. تا سال 1930 جهت تعيين سايز شيرهاي کنترل از نمودارهاي شرکت Fisher استفاده مي شد تا اين که اقاي راکول(Ralph Rockwell) و دکتر ماسون از شرکت فاکس برو (faxboro) فرمولهايي را جهت تعيين اندازه شيرهاي کنترل ارائه نمودند.در فرمولهاي اوليه اثري از C7 نبود.

در سالهاي 1943 تا 1945 شرکت Nation Stream CLUB شروع به استانداردسازي جهتابعاد شيرهاي کنترل نمود. استاندارسازي نهايتا به وسيله گروهي متشکل از Ralph Rockwell و شرکت Mason- Neilan و … نمود.

 

اولين نوع شيرهاي Rotart در سال 1930 توسط Mason-Neilan ساخته شد.در سال 1954 شيرهاي ازنوع ساندرز (Saunders) و پروانه اي (Butterfly) توليد شد. در بين سالهاي 1980 و 1995 شيرهاي هوشمند (Smart valve) گسترش يافتند.شيرهاي هوشمند شير هايي هستند که نرانسميترهاي هوشمند در Positioner هاي خود استفاده نمودند.

 

تعاريف و اصطلاحات در شيرکنترل

Actuator

قسمتي از شير که به وسيله جريان الکتريکي يا فشار سيال به عضو مسدودکننده شير نيرو و حرکت وارد مي کند.

Air set

به آن Supply Pressure Regulator نيز مي گويند و وسيله اي است که جهت کاهش فشار هواي واحد، براي استفاده در Positioner و ديگر وسايل کنترل استفاده ميشود. معمولا فشار حدود 20-35 psi مي باشد.

 

A7

ضريب جريان شير در سيستم بين الملل (SI)AV=2.4*10-5CV

 

:ANSI Classمعرف و نمايشگر ميزان تحمل شير در اثر فشار سيال مي باشد براي اين منظورجداولي توسط انجمن مهندسين مکانيک امريکا براي هر آلياز تهيه شده که در آن جداول، حداکثر فشاري که شير مي تواند در هردماي بخصوص تحمل نمايد، درج شده است. معمولا از کلمه Class و يک عدد جهت نمايش ANSI Class استفاده مي شود.

Body:بدنه شير، اصلي ترين بخش شير بوده که تحت فشارمي باشداين قسمت شامل اتصالات به لوله (Connecting end) و مسير جريان جريان مي باشد اين قسمت هم چنين محل لازم براي Seat و Plug را فراهم مي آورد ( نشيمنگاه و بندآور).

 

Booster:تقويت کننده يک رله نيوماتيک نيوماتيک است که جهت تاخير زماني (Lag Time) در مدارهاي نيوماتيک به وسيله توليد سيگنالهاي خروجي ، حجم بالا و يا فشار بالااستفاده مي شود. از اين وسيله مي توان به عنوان تقويت کننده حجم (Volume Booster) و يا تقويت کننده فشار، استفاده مي شود.

 

Bonnet:ساقه، قسمتي از شير است که ميله شير (stem) درآن حرکت مي کند و به عنوان يک هدايت کننده (Guide) براي ميله شير مي باشد. ساقه شير همچنين دربرگيرنده جعبه اب بندها مي باشد. ساقه مي تواند يکپارچه، پيچي يا فلنجي باشد.

 

Cage:سيلندر مانند توخالي است که از تريم شير محسوب مي گردد. از اين عضو مي توان به عنوان يک هدايت کننده جهت هداين بندآور بر روي نشيمنگاه استفاده نمود.در بعضي از انواع شيرها، cage ممکن است داراي حفره با شکلهاي مختلف باشد که خصوصيات جرياني شير را کنترل کند. Cage همچنين مي تواند به کاهنده سرو صدا و پارازيت(Nolse) و نيز به عنوان يک وسيله ضد کاويتاسون (Anti- Cavitation) استفاده شود.

Control Valve Gain:رابطه بين حرکت و ميزان جريان عبوري از شير که به وسيله منحني هايي در روي يک نمودار مشخصه شير بيان مي شود.

Valve Gain- Kv

——————————— = تغيير در جريان

شيب منحني مشخصه شير

شيب منحني مشخصه شير = Kv

 

Diaphragm:عضو انعطاف پذيري است که نسبت به فشار اعمال شده به آن واکنش نشان داده و نيرو را به صفحه ديافراگم و سپس ميله شير (steam) انتقال مي دهد.

 

High Recovery valve:طرحي از شير که مقدارکمي از انرژي جريان را از دست مي دهد و اغتشاش (Turbulency) کمي در جريان به وجود مي آورد. در اين شيرها فشار بعد از ناحيه Vena Contracta با درصد بالايي نسبت به مقدار اوليه آن بازيافت مي شود. شيرهاي Rotary از اين دسته مي باشند.

 

Rangeability

Range مربوط به شير کنترل بوده که در آن Range شير، عمل کنترل را انجام مي دهد که عبارت است از نسبت حداکثر به حداقل جريان کنترل شونده. دامنه پذيري شير را معمولا در %10و %100حرکت شير در نظر ميگيرند.

منبع: https://eshopsanat.com/%DA%A9%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84-%D9%88%D9%84%D9%88/

 


دانلود رایگان مقاله

مشخصات

تبلیغات

محل تبلیغات شما

آخرین مطالب این وبلاگ

عکس آقای خامنه ای

آخرین جستجو ها

حرفه اي روزنوشتــ هـ ـای یهـ دختــ ـر خـ ـانـومـ مهتابی احساس آرام خرید اینترنتی شرکت سمپاشی و طعمه گذاری پیشگامان آنالیز فوتبال درد دل بهترین موسیقی های اینترنت