آموزش عملکردها و عملگرها در شیرهای پایه آبی

کارکردهای شیر

شیرها دارای کارکرد‌های کلی زیر هستند:

– قطع و وصل جریان سیال،

– کاهش مقدار دبی جریان سیال،

– تغییر جهت مسیر جریان سیال،

– تنظیم فشار در سامانه‌های پایه آبی،

– کاهش فشار در سامانه و لوله‌ها (جهت جلوگیری از افزایش فشار بیش از حد).

کارکردهای فوق از به‌اجرا درآوردن عملکردهای زیر بر روی جریان سیال به‌دست می‌آید:

عمل قطع و وصل

عمل قطع کامل و عمل وصل کامل جریان سیال، توسط شیر است. در این عملکرد حالت دیگری بین این دو حالت وجود نداشته و جریان سیال یا به‌صورت کامل وصل و یا به‌صورت کامل قطع می‌گردد.

عمل کاهش

عملکردی بین عملکرد قطع کامل و وصل کامل جریان است. در این عملکرد، شیر به‌صورت درصدی در حالت باز قرار گرفته و باعث کاهش جریان می‌گردد. در این عملکرد دریچه شیر در حالتی میان حالت‌های کامل قطع و کامل وصل قرار می‌گیرد.

عمل اختلاط

این عملکرد، مخلوط شدن دو جریان مستقل و تبدیل به یک جریان واحد است. در این عملکرد جریان نهایی تابعی از جریان‌های مستقل اولیه است.

عمل انحراف

عمل انحراف، بر عکس عملکرد اختلاط است، که تغییر جریان سیال به مسیر و یا مسیرهای دیگر را گویند. در این عملکرد، یک جریان مستقل به یک و یا دو مسیر مستقل دیگر منحرف می‌شود.

عملگرها

عملگرهای شیر، تأمین‌کننده و یا انتقال‌دهنده‌ی نیروی موردنیاز جهت تغییر وضعیت دریچه شیر هستند. ساده‌ترین کار عملگرها باز و بسته کردن شیر است. در عملگرهای جدید امکان باز و بسته‌شدن تدریجی شیر و نیز تنظیم دقیق میزان‌باز بودن شیر امکان‌پذیر است. این عملگرها می‌توانند با یک کنترل‌کننده همراه بوده و بر روی شیر بسته شوند، تا امکان کنترل راحت‌تر و حتی از راه دور شیرها به‌صورت مستقل امکان‌پذیر شود. انواع مختلفی از عملگرها وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیر است:

عملگر دستی

عملگرهای دستی نیازی به منبع انرژی خارجی جهت تغییر وضعیت شیر نداشته و شامل یک دسته و یا یک چرخ‌دستی با سازوکار انتقال و افزایش نیرو هستند. مزیت این نوع عملگرها، سادگی، ارزان بودن و قابلیت اطمینان بالا است. در شیرها هرگونه ایراد و یا اختلال در عملکرد، به‌راحتی قابل تشخیص و تعمیر است. تصویر 1، چند مدل از عملگرهای دستی را نشان می‌دهد.

مزایا:

– قیمت پایین،

– قابلیت اطمینان از عملکرد،

– عدم نیاز به منبع انرژی،

– عدم نیاز به نگهداری،

– هزینه‌های عیب‌یابی و تعمیرات پایین.

معایب:

– به دلیل دستی بودن، قابلیت استفاده در سامانه‌های کنترلی خودکار و از راه‌دور را ندارد.

تصویر 1

عملگر موتوری

در این نوع عملگرها از یک الکتروموتور و یک مکانیزم افزایش نیرو جهت انجام تحریک شیر استفاده می‌شود. این نوع عملگرها هم عملکرد کاهشی داشته و هم عملکرد قطع و وصل دارند. لذا قابلیت تحریک شیر به میزان دلخواه و بادقت بالا را دارند.

مزایا:

– قابلیت ایجاد جریان‌های متغیر (عملکرد کاهش)،

– عدم نیاز به فشار حداقلی در پشت شیر جهت عملکرد،

– مصرف انرژی کم نسبت به عملگرهای برقی،

– حفظ حالت تنظیم شده، در صورت قطع جریان برق.

معایب:

– قیمت بالا،

– هزینه‌های عیب‌یابی و تعمیرات بالا.

عملگر برقی

این نوع عملگرها از خاصیت مغناطیسی یک سیم‌پیچ جهت جابه‌جایی محرک آهنی شیر استفاده می‌کنند. این نوع عملگرها، عملکرد کاهشی نداشته و فقط عملکرد قطع و وصل دارند. شیرها در دو نوع کلی تولید می‌شوند:

1. در حالت عادی [قطع برق] بسته (NC).
2. در حالت عادی [قطع برق] باز (NO).

این شیرها پس از تحریک [وصل برق] از حالتی به حالت دیگر تغییر می‌کنند.

مزایا:

 – سرعت در عملکرد،

– ساختار ساده،

– قیمت کم.

معایب:

– نیاز به حداقل فشار در پشت شیر جهت عملکرد، در بعضی از مدل‌ها،

– مصرف انرژی الکتریکی زیاد نسبت به عملگرهای موتوری.

عملگر هیدرولیکی

این نوع عملگرها از نیروی فشار روغن که در محل دیگر تولید شده جهت تغییر موقعیت محور واقع در یک پیستون استفاده می‌نماید. جابه‌جایی محور باعث تحریک و جابه‌جایی دریچه شیر می‌شود.

مزایا:

 – قدرت بالا.

معایب:

– سرعت پایین.

عملگر پنوماتیکی

این نوع عملگرها از نیروی هوای فشرده‌ای که در محل دیگر تولید شده جهت تغییر موقعیت محور واقع در یک پیستون استفاده می‌کند. جابه‌جایی محور باعث تحریک و جابه‌جایی دریچه شیر می‌شود.

مزایا:

– سرعت بالا.

معایب:

 – قدرت کم.

عملگر دما پایه

این نوع عملگرها از تغییر طول شفت عملگر، ناشی از تغییرات دمایی استفاده می‌کنند. این تغییرات دمایی ناشی از تغییرات دمای محیط و یا دمای داخلی سیال است. از طریق این افزایش و کاهش طول، نیروی محور باعث تحریک و جابه‌جایی دریچه شیر می‌شود.