کنترل جریان سیالات از مهمترین فعالیت‌ها در فرایندهای گوناگون صنعتی است. سیالات صنعتی تحت فشار با سطوح دمایی متفاوت و شرایط خاصی از گرانروی برای انبوه فرآیندهای صنعتی و تولیدی استفاده می‌شوند که در تمامی موارد نیاز به قطع و وصل و یا کنترل دبی آنها داریم. شیر دیافراگمی پنوماتیک یکی از الگوهای مهندسی شده در طراحی شیرهای کارآمد برای فرآیندهای متنوع صنعتی مناسب روش‌های گوناگون انتقال سیالات است.

انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک برای استفاده در کنترل سیالات بسیار چگال و یا سیالات با سطح فشار بسیار زیاد طراحی می‌شوند. در عین حال این شیرها مناسب استفاده در جابجایی سیالات خطرناک سمی و حتی رادیواکتیو می باشند. این شیرها طبق الگوهای عملکرد خودکار پنوماتیکی مناسب حضور در بالاترین و حساس‌ترین فرآیندهای صنعتی طراحی شده اند. الگوی طراحی این شیرها به شکلی است که با کمترین ایجاد اعوجاج در عبور سیال می‌توانند مقدار دبی خط فرآیند را تحت کنترل کامل داشته باشند.

شیر دیافراگمی پنوماتیک چیست؟

برای طراحی انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک از یک صفحه انعطاف‌پذیر که بسیار مقاوم است، با هدف کنترل جریان سیال استفاده شده ‌است. هر شیر دیافراگمی پنوماتیک الگوی کارکردی خطی دارد. در این شیرها از صفحه انعطاف‌پذیر با آب‌بندی کامل در فضای بالای مجرای عبور سیال استفاده شده ‌است. این صفحه انعطاف‌پذیر تحت حرکت خطی محرک خودکار پنوماتیکی شیر جابه‌جا می‌شود و با نشستن کامل در نشیمنگاه تعریف ‌شده در بخش داخلی بدنه شیر، مسیر عبور سیال را به‌ طور کامل مسدود خواهد کرد.

با قطع هوای فشرده و جابجایی محرک پنوماتیکی صفحه ارتجاعی نیز حرکت کرده و در موقعیت تعریف ‌شده، بخشی از سطح مقطع عبور سیال را باز خواهد کرد. در این حالت صفحه ارتجاعی هیچ‌گونه ممانعتی برای عبور سیال ندارد.

صفحه منعطف مهمترین بخش فنی در طراحی انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک است. هر اندازه این صفحه که اصطلاحاً از آن به‌ عنوان دیافراگم یاد می‌کنیم، قابلیت ارتجاعی بالاتری داشته باشد، مقدار آب‌بندی کامل‌تری خواهد داشت و بهتر می‌تواند مسیر عبور سیال را مسدود نماید. در عین ‌حال مقاومت فیزیکی دیافراگم و تحمل فشار تا شرایط خاص سیال مانند مواجه شدن با عبور سیالات اسیدی، بازی و گاهاً خیلی داغ و حتی بسیار چگال از دیگر مشخصه‌های کلیدی برای طراحی انواع دیافراگم است. سازندگان انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک از دیافراگم‌های الاستومری با متریال‌های متنوع مانند پلی‌اتیلن، پروپیلن و… برای طراحی این‌ گونه از شیرها استفاده می‌کنند. متریال دیافراگم و نوع طراحی نشیمنگاه آن برای مسدود کردن عبور سیال از مهمترین بخش ها برای بررسی مشخصات شیر دیافراگمی پنوماتیک است.

عمده خرابی شیر دیافراگم پنوماتیک نیز مربوط به پارگی و یا از آببندی خارج شدن همین صفحه ارتجاعی است. برای تعمیر شیر دیافراگی پنوماتیک لازم است تا از روش های اصولی و تست های مربوطه در زمینه عدم نشتی سیال استفاده کنید.

مکانیزم عملکرد شیر دیافراگمی پنوماتیک نیز با الگوی استفاده از هوای فشرده طراحی شده ‌است. در بخش کنترل حرکت دیافراگم این شیرها، یک بازوی متحرک مکانیکی یا همان اسپول طراحی شده ‌است که تحت تاثیر قدرت هوای فشرده جابجا می‌شود. با وصل شدن هوای فشرده که مقدار فشار مناسبی دارد، این بازوی مکانیکی حرکت کرده و باعث جابجایی دیافراگم می‌شود. به ‌این ‌ترتیب با کنترل فشار هوا می‌توانیم مقدار جابجایی بازوی مکانیکی و همچنین مقدار جابجایی دیافراگم را تحت کنترل داشته باشیم. اسپول طراحی ‌شده در شیر دیافراگمی پنوماتیکی مجهز به یک فنر برگشت است تا با قطع شدن جریان هوای فشرده به حالت اولیه بازگردد.

انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک کدامند؟

انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک براساس نوع طراحی محفظه دیافراگم برای کنترل عبور سیال دسته‌بندی می‌شوند. این نوع شیرها را در دو گروه کلی قرار می‌دهند.

• شیر دیافراگمی با برآمدگی داخل بدنه: برای آب‌بندی کامل عبور سیال از یک نشیمنگاه در طراحی فضای داخلی بدنه این شیرها استفاده شده ‌است. محور اسپول تحت تأثیر هوای فشرده، دیافراگم انعطاف‌پذیر شیر را به سمت این نشیمنگاه جابجا می‌کنند. این نوع شیر دیافراگمی پنوماتیک را گاهاً با عنوان شیر غیر تراز یا زینی می‌شناسند و قابلیت آب‌بندی کامل عبور سیالات را دارند. آب‌بندی کامل ویژگی کلیدی است که استفاده از این مدل‌ها را متداول کرده ‌است. اما به ‌هر حال بخش برآمده‌ی نشیمنگاه باعث ایجاد اغتشاش در جریان سیال خواهد شد. عمده کاربرد این نوع شیر برای عبور سیالات گازی و یا مایعات خورنده می‌باشد.
• شیر دیافراگمی بدون برآمدگی داخل بدنه: در طراحی فضای داخلی بدنه این شیرها هیچ بخش برآمده برای نشیمنگاه اسپول در جابجایی دیافراگم استفاده نشده ‌است. لذا در شرایطی که شیر باز است، مسیر عبور سیال عاری از هر گونه اغتشاش می‌باشد. این نوع شیر دیافراگمی پنوماتیک را با عنوان شیر تراز یا خط مستقیم نیز معرفی می‌کنند. معمولاً از این نوع شیر برای کنترل دبی عبور سیال استفاده می‌شود. زیرا می‌توانند بدون ایجاد هر گونه اعوجاج و یا تغییر فشار در عبور سیال مقدار دبی عبوری خط فرآیند را تحت کنترل داشته باشند. این نوع شیر دیافراگمی برای استفاده در فرایندهای پرفشار و یا سیالات خیلی داغ و حتی سیالات با ذرات جامد که احتمال رسوب شدن آنها زیاد است، کارایی دارند.

اجزا شیر دیافراگمی پنوماتیکی

انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک الگوی طراحی نسبتاً ساده‌ای دارند. کل طراحی این نوع از شیرآلات صنعتی متکی بر تعریف دیافراگم قابل‌انعطاف در داخل پوسته با شرایط آب‌بندی کامل است. اجزای این شیرها به‌ قرار زیر هستند.

• پوسته که در مدل‌های مختلف از نوع برآمدگی دار و یا بدون برآمدگی می‌باشد.
• دیافراگم انعطاف‌پذیر طراحی ‌شده از پلیمرهای الاستومری مانند پلی‌اتیلن و پلی پروپیلن
• اسپول که تحت تاثیر هوای فشرده برای جابجایی دیافراگم انعطاف‌پذیر طراحی‌ شده است.

کاربرد شیر دیافراگمی پنوماتیک

الگوی کاربرد شیر دیافراگمی پنوماتیک بسته به طراحی بدنه و همچنین نوع دیافراگم طراحی ‌شده در آنها متفاوت است. دیافراگم اصلی‌ترین بخش در این شیرها می‌باشد که کاملاً تحت تاثیر عبور سیال قرار می‌گیرد. جنس دیافراگم و تأثیر آن از شرایط متنوع دما سیال، فشار سیال، فرکانس کاری و یا مقاومت در مواجهه با سیالات خورنده و اسیدی شرایط کاربردی این شیرها را کاملاً متفاوت خواهد کرد. اما در کل عموم مدل‌ها را با استفاده از دیافراگم‌های الاستومری طراحی می‌کنند که مقدار مقاومت بالایی در مواجهه با مواد شیمیایی و همچنین دماهای زیاد دارند. در یک دسته‌بندی کلی عموم مدل‌ها با طراحی دیافراگم‌های الاستومری برای کار در دماهای زیر ۶۵ درجه سانتی‌گراد کارآیی عالی دارند. اما در دماهای بالاتر، امکان گسیختگی دیافراگم زیاد است. معمولاً مصرف‌کنندگان نهایی باید شرایط طراحی دیافراگم شیر را طبق الگوی عبور سیال انتخاب نمایند. از لحاظ فنی انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک مناسب شرایط کاربردی زیر می‌باشند.

• انتقال سیالات سمی و خطرناک
• انتقال سیالات با ذرات جامد
• انتقال سیالات رادیواکتیوی
• انتقال سیالات انفجاری
• و…

طراحی دیافراگمی در محل عبور سیال با مقدار آب‌بندی کامل به شکلی است که مانع از نشت سیالات، تحت هر شرایطی می‌شود. لذا این شیرها از قابلیت‌های کاربردی در عبور سیالات خاص مانند سیالات سمی و… برخوردار هستند. از طرفی کنترل پنوماتیک این شیرها مناسب استفاده در فضاها با سطح دسترسی سخت و یا مکان‌های حساس به حضور سیگنال‌های الکتریکی است. اگر موقعیت نصب شیر به شکلی است که امکان دسترسی برای کنترل دستی وجود ندارد و یا مکان نصب شیر تحت حضور سیالات سمی و خطرناک ناامن است و حتی حضور هر گونه سیگنال الکتریکی خطر انفجار را به دنبال دارد، استفاده از این شیرها با کنترل هوای فشرده انتخاب کارآمدی است.

خرید شیر دیافراگمی پنوماتیک

انواع شیر دیافراگمی پنوماتیک (pneumatic diaphragm valve) با قابلیت‌های گوناگون مناسب نصب در صنایع مختلف طراحی شده‌اند. قیمت شیر دیافراگمی پنوماتیک کاملاً وابسته به سایز مدخل‌های شیر، جنس بدنه، الگوی طراحی و نوع دیافراگم تعیین می‌شود. نمونه‌های بدنه استیل مناسب نصب در صنایع غذایی هستند. اما از نمونه‌های بدنه چدنی عموماً در صنایع نفت و گاز و یا پتروشیمی برای عبور سیالات سمی و انفجاری استفاده می‌شود. در عین ‌حال عمده نصب شیر دیافراگمی پنوماتیک در صنایع هسته‌ای و عبور سیالات رادیواکتیو نیز متداول است.