شیر کنترل یا کنترل ولو دستگاهی است که قادر به تعدیل پارامترهایی مانند جریان، فشار، دما و سطح در پاسخ به سیگنالی است که توسط یک دستگاه کنترل خارجی می دهد.

شیر کنترل وسیله ای است که برای تنظیم یا دستکاری جریان سیالات از جمله گازها، مایعات و بخار استفاده می شود.

این یک بخش اساسی از یک حلقه کنترل است که به عنوان عنصر کنترل نهایی عمل می کند که استراتژی کنترل تعیین شده توسط کنترل کننده را اجرا می کند.

عملکرد اصلی یک شیر کنترل، تغییر اندازه گذر جریان است، همانطور که توسط یک سیگنال از یک کنترل کننده هدایت می شود تا به متغیر فرآیند مورد نظر دست یابد.

این امکان کنترل مستقیم نرخ جریان و کنترل متعاقب آن مقادیر دیگر فرآیند مانند فشار، دما و سطح مایع را فراهم می کند.

اجزای شیر ​​کنترل

بدنه

بدنه قسمت اصلی شیر کنترل است. تمام قسمت های دیگر در بدنه قرار می گیرند. لوله های ورودی و خروجی در بدنه قرار می گیرند. مایع از بدنه شیر عبور می کند.

کاپوت

کاپوت بالای بدنه شیر کنترل است که از قسمت های متحرک شیر پشتیبانی می کند.

Trim

تریم قسمت دیگری است که مستقیماً با سیال جاری از شیر می آید. این شامل یک عنصر باز/بسته، یک میل سوپاپ و یک صندلی سوپاپ است.

میل سوپاپ محرک را با المنت بسته کننده متصل می کند. نشیمنگاه سوپاپ در هنگام بسته شدن سوپاپ با یک عنصر بسته کننده آب بندی می کند.

محرک یا اکچویتور

یک محرک، همانطور که دیدیم، ممکن است از نوع پنوماتیک، هیدرولیک یا الکتریکی باشد. محرک سیگنالی را از کنترل کننده خارجی دریافت می کند تا دریچه کار کند.

عملکرد شیر کنترل

• وظیفه اصلی یک شیر کنترل تعدیل جریان سیالات در یک سیستم است.
• این مدولاسیون با تغییر موقعیت یک عنصر متحرک (به عنوان مثال، یک پلاگین یا دیسک) در داخل شیر، که اندازه گذر جریان را تنظیم می کند، به دست می آید.

عملکرد یک شیر کنترل را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

دریافت سیگنال کنترل:

• شیر کنترل سیگنالی را از یک کنترل کننده مانند PLC یا DCS دریافت می کند که موقعیت مورد نظر شیر را نشان می دهد.
• این سیگنال می تواند یک پروتکل ارتباطی الکتریکی، پنوماتیک یا دیجیتال باشد.

حرکت محرک: 

• محرک، بر اساس سیگنال دریافتی، عنصر تعدیل کننده شیر (به عنوان مثال، پلاگین، توپ، یا پروانه) را به موقعیت مورد نظر حرکت می دهد.
• این باعث تغییر اندازه مسیر عبور جریان می شود و به سیال بیشتر یا کمتری اجازه می دهد تا از شیر عبور کند.

بازخورد و تنظیم:

• پوزیشنر شیر کنترل موقعیت واقعی شیر را کنترل می‌کند و آن را با موقعیت مورد نظر مقایسه می‌کند.
• در صورت وجود اختلاف، پوزیشنر، محرک را تنظیم می کند تا اطمینان حاصل شود که شیر به موقعیت مورد نظر می رسد.
• این حلقه بازخورد به غلبه بر مشکلات مربوط به اصطکاک، سایش و سایر عواملی که می تواند بر دقت شیر ​​تأثیر بگذارد کمک می کند.
• دستگاه های پیشرفته ای که از ریزپردازنده ها برای کنترل دقیق موقعیت سوپاپ استفاده می کنند و از پروتکل های ارتباطی دیجیتال مانند HART یا Profibus پشتیبانی می کنند.

کنترل متغیر فرآیند:

• با تنظیم موقعیت سوپاپ، شیر کنترل جریان سیال فرآیند را تنظیم می کند که به نوبه خود بر متغیر فرآیند مانند فشار، دما یا سرعت جریان تأثیر می گذارد.
• کنترل کننده به طور مداوم متغیر فرآیند را کنترل می کند و شیر کنترل را برای حفظ نقطه تنظیم مورد نظر تنظیم می کند.
• توانایی شیر کنترل برای تنظیم دقیق جریان سیالات در حفظ پایداری و کارایی فرآیندهای صنعتی بسیار مهم است.
• این امکان کنترل مستقیم نرخ جریان و کنترل متعاقب سایر متغیرهای فرآیند را فراهم می کند و آن را به یک جزء حیاتی در طیف گسترده ای از کاربردها تبدیل می کند.

انواع شیر کنترل

۱-انواع شیر کنترل بر اساس طراحی

شیرهای ساقه کشویی:

این شیرها از حرکت خطی برای حرکت دادن یک عضو بسته، مانند دوشاخه(plug)، به داخل و خارج از سطح نشیمن استفاده می‌کنند.

به عنوان مثال می توان به گلوب ولو ها و شیر های دیافراگمی اشاره کرد.

شیرهای دوار یا چرخشی:

• این شیرها از حرکت چرخشی برای تبدیل یک عضو بسته مانند توپ یا پروانه به داخل و خارج از سطح نشیمن استفاده می کنند.
• به عنوان مثال می توان به شیرهای توپی و شیرهای پروانه ای اشاره کرد.

۲-انواع شیر کنترل بر اساس نوع محرک

محرک های پنوماتیکی:

• این عملگرها از هوای فشرده برای تامین نیروی مورد نیاز برای باز و بسته کردن شیر استفاده می کنند.
• محرک های پنوماتیکی به دلیل سادگی و قابلیت اطمینان، رایج ترین نوع هستند.

محرک های هیدرولیک:

• محرک های هیدرولیک از یک مایع تحت فشار، معمولاً روغن، برای کارکرد شیر استفاده می کنند.
• آنها اغلب در کاربردهایی استفاده می شوند که در آن نیروهای زیادی مورد نیاز است، مانند کنترل ولو هایی با سایز بزرگ

کاربرد شیرهای کنترل

شیرهای کنترل به دلیل توانایی آنها در کنترل دقیق پارامترهای سیال در صنایع مختلف استفاده می شود:

1. صنایع فرآیندی:در صنایع شیمیایی، پتروشیمی و دارویی، شیرهای کنترل جریان واکنش دهنده ها را تنظیم می کنند، سطح فشار را حفظ می کنند و دما را کنترل می کنند.
2. تصفیه آب:شیرهای کنترل جریان و فشار آب را در تصفیه خانه ها مدیریت می کنند و از فیلتراسیون و توزیع کارآمد اطمینان می دهند.
3. سیستم های HVAC: در سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع، شیرهای کنترل جریان گرمایش یا سرمایش را برای حفظ دمای مطلوب تنظیم می کنند.
4. نفت و گاز:شیرهای کنترل در مدیریت جریان نفت و گاز در خطوط لوله، پالایشگاه ها و سیستم های توزیع بسیار مهم هستند.
5. تولید برق:در نیروگاه ها، شیرهای کنترل جریان بخار را تنظیم می کنند، سطح فشار را حفظ می کنند و گردش آب خنک کننده را کنترل می کنند.
6. صنایع شیمیایی و پتروشیمی:این صنایع برای حفظ کنترل دقیق بر متغیرهای فرآیند مانند فشار، دما و سرعت جریان در تولید و جابجایی مواد شیمیایی و پتروشیمی به شیرهای کنترلی متکی هستند.
7. داروسازی و فرآوری مواد غذایی:این صنایع از شیرهای کنترلی برای کنترل دقیق متغیرهای فرآیند، تضمین کیفیت، ایمنی و ثبات محصول استفاده می کنند.
8. خمیر و کاغذ: شیرهای کنترل در کارخانه های خمیر کاغذ برای تنظیم جریان سیالات مختلف مانند آب، بخار و محلول های شیمیایی در طول فرآیند تولید استفاده می شوند.

انواع برندهای کنترل ولو

۱-کنترل ولو سامسون (SAMSON)

سامسون یکی از شناخته‌شده‌ترین برندهای آلمانی در صنعت کنترل ولو است که در ایران نیز جایگاه ویژه‌ای دارد. کنترل ولوهای سامسون به دلیل کیفیت بالا، دقت در کنترل و دوام طولانی، در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و تأسیسات ساختمانی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌های کنترل ولو سامسون:

• کیفیت ساخت بالا: طراحی مهندسی دقیق با استفاده از مواد باکیفیت برای مقاومت در برابر خوردگی و فشار بالا.
• دقت کنترل عالی: مناسب برای تنظیم جریان سیالات حساس مانند بخار، گازهای خورنده و مایعات با دمای بالا.
• تنوع محصولات: سامسون طیف وسیعی از کنترل ولوها از جمله کنترل ولوهای دو راهه و سه راهه را ارائه می‌دهد.

کاربردها:

• صنایع نفت و گاز
• پتروشیمی
• تأسیسات گرمایشی و سرمایشی

۲-کنترل ولو سه راهه سامسون  (SAMSON 3-Way Control Valve)

کنترل ولو سه راهه سامسون به‌طور خاص برای ترکیب یا تقسیم جریان سیالات طراحی شده است. این ولوها در سیستم‌های HVAC، تأسیسات حرارتی و سرمایشی و سیستم‌های انتقال انرژی بسیار کاربرد دارند.

ویژگی‌های کنترل ولو سه راهه سامسون:

• انعطاف‌پذیری بالا: قابلیت ترکیب یا جداسازی دو جریان سیال.
• کنترل دقیق دما: استفاده مؤثر در تنظیم دمای سیستم‌های گرمایش و سرمایش.
• ساختار مقاوم: ساخته شده از مواد مقاوم در برابر خوردگی و فشار.

کاربردها:

• سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC)
• بویلرها و چیلرها
• سیستم‌های انتقال حرارت در صنایع

۳-کنترل ولو فیشر  (Fisher Control Valve)

فیشر یکی دیگر از برندهای معتبر جهانی است که در ایران به‌خوبی شناخته شده است. کنترل ولوهای فیشر به دلیل دقت، دوام و توانایی عملکرد در شرایط سخت محیطی، در صنایع بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌ها:

• دوام بالا در شرایط سخت
• دقت عالی در تنظیم جریان
• پشتیبانی از کنترل خودکار و دستی
  کاربردها:
• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• نیروگاه‌ها و تأسیسات بزرگ صنعتی

۴-کنترل ولو هانیول   (Honeywell Control Valve)

هانیول یکی از برندهای پیشرو در جهان در زمینه فناوری‌های کنترلی و اتوماسیون صنعتی است. کنترل ولوهای هانیول به دلیل دقت بالا، کیفیت ساخت، و پایداری در شرایط مختلف محیطی، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌های کنترل ولو هانیول:

• دقت بالا در کنترل: کنترل ولوهای هانیول به‌طور ویژه برای تنظیم دقیق دما، فشار و دبی سیالات طراحی شده‌اند.
• کیفیت ساخت عالی: استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی و فشار بالا.
• قابلیت اتوماسیون بالا: پشتیبانی از سیستم‌های کنترلی خودکار و دستی.
• طراحی متنوع: شامل ولوهای دو راهه، سه راهه و انواع مختلف دیگر برای کاربردهای متنوع.

کاربردها:

• صنایع نفت و گاز
• سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC)
• صنایع شیمیایی و دارویی
• نیروگاه‌ها

۵-کنترل ولو آری ارماتورن  (ARI Armaturen Control Valve)

آری ارماتورن یکی از برندهای مطرح آلمانی در تولید کنترل ولوهای صنعتی با تمرکز بر سیستم‌های حرارتی، سرمایشی و بخاری است. کنترل ولوهای این برند به دلیل قابلیت کنترل دقیق دما و فشار، در سیستم‌های بخار و آب داغ بسیار پرکاربرد هستند.

ویژگی‌های کنترل ولو آری ارماتورن:

• کنترل دقیق دما و فشار: مناسب برای سیستم‌های بخار، آب گرم و سیالات دیگر.
• کیفیت ساخت بالا: مواد مقاوم در برابر خوردگی و حرارت بالا.
• طول عمر بالا: طراحی با دوام برای عملکرد بلندمدت در شرایط صنعتی.
• پشتیبانی از سیستم‌های حرارتی و سرمایشی: به‌طور ویژه برای بویلرها، چیلرها و سیستم‌های گرمایشی صنعتی طراحی شده‌اند.

کاربردها:

• صنایع بخار و سیستم‌های گرمایشی
• پتروشیمی و نیروگاه‌ها
• صنایع غذایی و دارویی
• سیستم‌های تهویه و انتقال حرارت

سخن نهایی

شیر کنترل یا کنترل ولو  اغلب به عنوان یک عنصر کنترل نهایی نامیده می شود . شیر کنترل بخش مهمی از هر حلقه کنترلی است. در این مقاله معروف ترین برندهای کنترل ولو ، انواع کنترل ولو ، کاربرد کنترل ولو ها را بررسی کردیم.