شیر دیافراگمی چیست ؟ انواع، مزایا و کاربردهای شیر دیافراگمی

برای باز و بست یا کنترل جریان سیال از شیر دیافراگمی استفاده می شود.

این نوع شیر یک نوع شیر خطی است.
به دلیل وجود یک دیسک انعطاف پذیر در قسمت نشیمنگاه (seat) که در بالای بدنه شیر در تماس است و ایجاد یک آب بندی می کند.

دیافراگم چیست ؟

دیافراگم قطعه ای است که انعطاف پذیر بوده و به فشار حساس است و نسبت به آن واکنش نشان می دهد.
وظیفه ی این قطعه این است که نیرو را برای باز و بسته کردن یا کنترل یک ولو انتقال می دهد.

شیر دیافراگمی و شیر سوزنی

شیر دیافراگمی مشابه شیر سوزنی است با این تفاوت که در شیرهای سوزنی از بوش الاستومری در بدنه شیر استفاده می کنند.
و در شیرهای دیافراگمی از یک دیافراگم الاستومری استفاده می کنند تا جریان سیال را از قطعه مسدود کننده جدا کنند.

نحوه استفاده از شیر دیافراگمی

شیرهای دیافراگمی از یک دیافراگم انعطاف پذیر که به یک کمپرسور متصل هستند استفاده می کنند.
در حالت خاموش، دیافراگم به انتهای بدنه شیر فشار داده می شود.
برای کنترل افت فشار و در نهایت کنترل جریان شیرهای دیافراگمی ایده آل هستند.
برای تنظیم میزان جریان عبوری فلکه شیر چرخانده می شود.

نحوه ی باز و بسته شدن ولو دیافراگمی

برای باز کردن، فلکه ی شیر را چرخانده تا کمپرسور دیافراگم از کف شیر به سمت بالا حرکت کرده و سیال را از درون شیر عبور بدهد.
برای بستن، فلکه ی ولو را چرخانده تا کمپرسور دیافراگم را به سمت کف بدنه ی شیر فشار ایجاد کند و در نهایت جریان را مسدود کند.

نحوه ی کارکرد شیر دیافراگمی

در ساختار دیافراگم یک میله بصورت سراسری وجود دارد که به کمپرسور متصل شده است.
حالا این کمپرسور به وسیله ی دسته ی شیر برای جریان سیال به سمت بالا چرخانده می شود.
برای مسدود کردن و یا کاهش جریان سیال هم کمپرسور به سمت پایین چرخانده می شود بصورتی که دیافراگم به کف بدنه ی شیر فشرده می شود.

انواع ولو دیافراگمی

-زینی (Weir-type Diapgragm Valves)
-یکراست (Straight Through Type Diaphragm Valves)

-نوع زینی (Weir-type Diapgragm Valves)

هر کدام از این ولو ها کاربردهای خاص خودشون رو دارند، اما در حالت کلی شیر دیافراگمی زینی کاربرد بیشتری دارد.
نوع زینی ولوها برای کنترل جریان های کوچک کاربرد ایده آلی دارند.
این نوع در سرویس های خورنده و ساینده عملکرد بسیار خوبی دارند.
ولو زینی از یک کمپرسور دو تکه تشکیل شده است.
ولوهای زینی دیافراگم کوچکتری دارند و همچنین بدنه ی شیر های دیافراگمی زینی دارای یک لبه ی برجسته هستند که در تماس با دیافراگم قرار می گیرند.
برای فشار های بالا می توان از یک قطعه ی سنگین تر استفاده کرد.
برای اینکه کل دیافراگم در زمان باز شدن شیر زین را بلند نکند و فقط بخش مرکزی دیافراگم بلند شود، اولین چرخش stem شیر باعث بالا رفتن یک کمپرسور داخلی می شود و این کار یک مجرای کوچک در مرکز شیر ایجاد می کند.

کاربردهای ولوهای زینی
در مایعات و گازهای خطرناک کاربرد دارند چون در صورتی که دیافراگم خراب شود موارد خطرناک به سیستم های مجاور نشت پیدا نمی کنند.
همچنین دارای بدنه ی خود تخلیه گر هستند که در صنایع فرآوری غذایی بسیار کاربردی هستند.

-نوع یکراست (Straight Through Type Diaphragm Valves)

کف بدنه ی این ولوها صاف است و با جریان سیال موازی است این نوع طراحی باعث می شود سیال بدون ممانعت از درون شیر عبور کند.
از این نوع شیرها در جاهایی که جهت جریان در درون سیستم تغییر می کند استفاده می کنند.

کاربردهای شیر دیافراگمی یکراست
برای سیالات چسبناک همانند دوغاب، لجن و … بسیار مناسب است و اینکه برای سیالات با دمای بالا مناسب نیستند.

قطعات و طراحی شیرهای دیافراگمی

مهم ترین بخش های یک ولو دیافراگمی بدنه، ساقه، کلاهک، اکچویتور است.
ساقه می تواند از نوع non-indicating باشد که در این صورت چرخ دستی بوش ساقه را می چرخاند تا به این ترتیب در رزوه های ساقه گیر کند.
همچنین ساقه می تواند از نوع indicating باشد، این نوع مشابه نوع non-indicating است با این تفاوت که ساقه ی آن طولانی تر است و به وسیله ی چرخ دستی به بالا گسترش پیدا می کند.

بدنه های non-indicating از کلاهک های آب بندی با یک بوش استفاده می کنند.
بدنه های indicating از یک کلاهک با یک بوش و O-ring استفاده می کنند.

کلاهک
سیستم کلاهک به بدنه ی ولو پیچ می شود و اینکه کلاهک های ولو دیافراگمی سریع باز شده و اهرمی عمل می کنند.
شیر های دیافراگمی می توانند در سرویس های خلا با استفاده از ساخت کلاهک حداکثر تا 4 اینچ در سایز مورد استفاده قرار بگیرند.
این نوع از کلاهک ها با کلاهک استاندارد روی بدونه های weir-type قابل تعویض هستند.
برای شیرهای بزرگتر باید یک کلاهک خلا و آب بندی شده مورد استفاده قرار بگیرد.

اکچویتور

یکی از مهم ترین قطعات ولو ها همین قطعه است که کارکرد بسیار مهمی دارد.
اکچویتور برای باز و بسته کردن ولو بر روی ساقه و دیسک کارآیی دارد.
برای کنترل دقیق جریان و تنظیم میزان باز شدن تحریک کننده های گوناگونی وجود دارند.

اکچویتور های دستی

درست است که این نوع ولوها بصورت خودکار عمل نمی کنند اما ویژگی خوبی که دارند این است که امکان تنظیم در موقعیت مورد نیاز در آنها وجود دارد.
برای باز و بسته کردن شیر از یک چرخ دستی استفاده می شود.
برای اینکه حالت مکانیکی رو به این نوع ولوها اضافه کنند و همچنین عمل باز و بسته شدن سریعتر انجام شود می توان از gearheads یا همان سر دنده اضافه کرد.

اکچویتورهای الکتریکی
در صورتی که از این نوع اکچویتور ها استفاده شود می توان عملکرد های دستی، نیمه اتوماتیک و اتوماتیک را ایجاد کرد.
در این نوع اکچویتور ها یک سوئیچ محدود کننده برای برای توقف اتوماتیک موتور در حالت کاملا باز و کاملا بسته گذاشته می شود.
برای کاهش سرعت موتور و در نتیجه افزایش گشتاور، اکچویتور از طریق یک چرخ دنده متصل می شود.
در این نوع اکچویتور توسط گشتاور و یا موقعیت ولو عمل می کند.

اکچویتور پنوماتیک
این نوع اکچویتور ها با انتقال سیگنال هوا به حرکت ساقه شیر توسط فشار هوای عملگر روی یک دیافراگم یا پیستون متصل یه ساقه عمل می کنند.
همچنین آنها بصورت نیمه اتوماتیک یا تمام اتوماتیک عمل می کنند.
برای باز و بسته کردن ولو این اکچویتور از یک فنر استفاده می کند به صورتی که می توان از فشار هوا برای باز کردن و از فشار فنر برای بستن
یا بالعکس استفاده کرد، این تنظیمات قابل برنامه ریزی هستند.

اکچویتور هیدرولیک
در شرایطی که نیاز به یک نیروی زیاد برای باز کردن شیر داشته باشیم همانند جریان اصلی از این نوع اکچویتور ها استفاده می کنند.
همانند قبلی این نوع هم بصورت نیمه اتوماتیک یا تمام اتوماتیک می تواند مورد استفاده قرار بگیرد.
اکچویتور های هیدرولیک در اندازه های مختلف در دسترس هستند.
این اکچویتور ها با نیروی فنر شیر را در شرایط بسته نگه می دارند.

مزایای شیر دیافراگمی

-در سیستم های مختلف مقرون به صرفه هستند
-به علت تماس سیال با قسمت های متحرک شیر نشتی در اطراف محور صفر است
-این ولو به دلیل داشتن دیافراگم از آسیب رساندن ذرات و سایش تجهیزات فوقانی جلوگیری می کنند
-لاینر توسط کاربر قابل تعویض است
-امکان نصب آنها در زوایای مختلف وجود دارد
-امکان کنترل جریان های محدود
-عبور سیالات چسبنده در این نوع شیرها به راحتی امکان پذیر است
-باز و بست آسان
-تعمیرات در درون خط برای تعویض دیافراگم با باز کردن پرچ های Bonnet به راحتی قابل انجام است

برندهای شیر دیافراگمی

-کیتز
-ساندرز
-جیسون
-متسو
-خنبره
-پتر ولو
-رینکور
-پنتیر
-جورج فیشر

کاربردهای شیر دیافراگمی

-صنایع نفت و گاز
-صنایع برق
-مکان هایی که مایعات خطرناک را عبورر می دهند
-صنایع دارویی و شیمیایی
-صنایع مواد غذایی
-سیستم هایی که با سیال چسبنده و دوغاب و … سر و کار دارند
-تصفیه خانه آب و فاضلاب