تله بخار

Steam trap

 

 

تله بخار و کاربرد آن

تله بخار یکی از اجزای اساسی در بسیاری از صنایع است که از خطوط بخار بهره می‌برند. این سیستم جهت حذف بخار کندانس یا تقطیر شده از مسیر مشخصی استفاده می‌شود. بخار یا گازهای داغ، هنگام حرکت در لوله‌های خطوط، به دلیل برخورد با سطح سرد لوله‌ها یا هوای سرد محیط، مقداری از آنها به حالت کندانس یا مایع تبدیل می‌شود. حضور این کندانس یا مایع در خطوط لوله ممکن است مشکلاتی نظیر زنگ زدگی، خوردگی، یا سوراخ‌شدن لوله‌ها را ایجاد کند.

 

تله بخارها وظیفه توزیع و تقسیم انرژی در خطوط لوله را بر عهده دارند تا از آسیب به خطوط جلوگیری کنند و کندانس یا گازهایی که قابلیت حل شدن ندارند، از خطوط خارج شوند و سیستم به طور بی‌مشکل ادامه یابد. هدف اصلی تله بخار، جلوگیری از اتلاف بخار است. این سیستم باید کندانس‌ها و گازهایی که نمی‌توانند حل شوند را از سیستم حذف کرده و هم‌زمان اجازه ندهد که بخار از سیستم خارج شود.

 

تله بخار در واقع نوعی شیر یا ولو اتوماتیک است که در هر نقطه‌ای که بخار وجود داشته باشد، به‌کار گرفته می‌شود تا از اتلاف آن جلوگیری شود. بیشتر تله‌های بخار همچنین گازهای غیرقابل تراکم را نگه‌داری می‌کنند تا بخار بتواند به‌صورت منظم و کنترل‌شده در سیستم حرکت کند.

 

تعریف انجام شده توسط “American National Standard Institute (ANSI)” از تله بخار به‌شرح زیر است : تله بخار، یک شیر است که در شرایط مشخصی باز می‌شود و امکان خروج کندانس یا گازهای اضافی را فراهم می‌سازد، و یا در صورت لزوم، بسته می‌ماند تا بخار با سرعت منظم و کنترل‌شده در سیستم حرکت کند.

 

 

هیچ سیکل بخاری قادر به ادامه کار خود بدون استفاده از تله بخار نمی‌باشد. تله بخار با حذف کندانس و گازهای نامحلول از سیستم، امکان به کارگیری سیستم به حالت بهینه‌ترین و مطلوب‌ترین را فراهم می‌آورد. این ابزار اجازه می‌دهد که سیکل بخار به گردش درآمده و به بهترین شکل ممکن عمل کند.

 

میزان کندانس یا گاز نامحلولی که توسط تله بخار از سیستم خارج می‌شود، به متغیرهای بسیاری بستگی دارد از جمله نوع، مدل، سایز، دمای بخار و دمای محیط. به گفته متخصصان، استفاده بهینه از تله بخار در شرایط کاری مشخص و مناسب است که مدل و مشخصات آن دقیقاً با این شرایط تطابق داشته باشد. تله بخارهای مختلف برای شرایط مختلف به‌کار گرفته می‌شوند و امکان استفاده یکنواخت از یک نوع تله بخار در تمام شرایط وجود ندارد.

 

در برخی موارد، ممکن است دما بسیار بالا باشد یا سیال درون سیستم ضربه‌های قوی ایجاد کند (که به آن ضربه چکش یا ضربه قوچ می‌گویند). در این شرایط، تله بخاری با ویژگی‌های خاص به‌کار می‌رود. همچنین ممکن است سیال درون سیستم خورنده یا تحلیل برنده باشد و نیاز به یک نوع خاص از تله بخار داشته باشد.

 

خطوط بخار و سیستم‌های مختلف که در آنها بخار وجود دارد، هرکدام دارای کارکرد ویژه‌ای هستند و برای اهداف متفاوتی طراحی و اجرا می‌شوند. انتخاب نوع، متریال و ابعاد مناسب برای تله بخار در هر خط لوله یا سیستم، می‌تواند به طور قابل ملاحظه‌ای در افزایش بهره‌وری، کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های مرتبط، و تضمین امنیت محیط برای دستگاه‌ها و افراد تأثیرگذار باشد. این مسائل به خصوص در مواردی که حرارت در بخشی از سیستم بسیار بالاست، بیش از پیش اهمیت پیدا می‌کند.

 

در صورتی که حرارت در بخشی از سیستم بسیار بالا باشد، حضور کندانس باید به سرعت از آن بخش خارج گردد. در غیر این صورت، کارایی بهینه سیستم به شدت کاهش می‌یابد و دستگاه‌ها ممکن است آسیب‌های جدی ببینند. این امر نشان‌دهنده اهمیت حیاتی تله بخار در این شرایط است. تله بخار با انتخاب صحیح نوع و ویژگی‌های مناسب به‌عنوان یک جزء اساسی در تنظیم دما و فشار بخار، می‌تواند به طراحان و مهندسان کمک کند تا بهترین اجرای سیستم را با افزایش بهره‌وری و ایمنی به‌دست آورند.

 

صنایع و کارخانجاتی که از خطوط بخار استفاده می‌کنند، ممکن است با مشکلاتی روبرو شوند که در زیر ذکر شده‌اند :

 

انتقال ضعیف حرارت :

حرارت خیلی ضعیف از خطوط بخار منتقل می‌شود. این ممکن است به دلیل نقص‌های موجود در سیستم یا عدم بهینه‌سازی فرایند انتقال حرارت باشد.

 

آسیب به تجهیزات و سیستم :

تجهیزات نصب شده مانند شیرآلات، گیج‌ها، ترانسمیترهای فشار و دما، و صافی‌ها در اثر تماس با کندانس یا گازهای نامحلول به صورت مداوم آسیب می‌بینند. این آسیب ممکن است باعث کاهش کارایی و عمر مفید تجهیزات شود.

 

عدم انتخاب صحیح تجهیزات حفاظتی :

انتخاب تجهیزات حفاظت از خطوط بخار، مانند تله بخارها، به درستی و با توجه به شرایط محیط و سیستم انجام نمی‌شود یا کیفیت آنها مناسب نمی‌باشد.

 

رد شدن مقداری از کندانس یا گاز نامحلول :

در برخی از موارد، ممکن است مقداری از کندانس یا گاز نامحلول از یک تله بخار رد شود. به همین دلیل، در سیستم‌ها و خطوط بخار بیش از یک تله بخار استفاده می‌شود تا در صورت رد شدن از یکی از تله بخارها، تله بخارهای دیگر بتوانند کندانس یا گاز غیرقابل حل را از سیستم خارج کنند.

 

آسیب به تله بخارها :

تله بخارها به دلیل برخورد مکرر با حرارت بالا و ضربه‌های قوچ، خوردگی و پیری می‌پذیرند. به همین دلیل نیاز به تعمیر یا تعویض دوره‌ای دارند.

 

برطرف کردن این مشکلات نیازمند بهبود فرآیندها، انتخاب تجهیزات مناسب و اجرای نظارت دقیق بر سیستم‌ها می‌باشد.

 

آیا می توان از شیر دستی یا شیر تنظیم کننده به جای تله بخار استفاده کرد؟

استفاده از شیر دستی یا شیر تنظیم‌کننده به جای تله بخار برای تخلیه کندانس یا گازهای غیرقابل انحلال، در برخی موارد ممکن است به نظر معقول بیاید، اما این ایده در عمل ممکن است با چالش‌ها و مشکلاتی مواجه شود.
در زیر چند نکته مهم ذکر شده است :

 

کنترل دقیق :

تله بخارها برای تخلیه کندانس یا گازهای غیرقابل انحلال، به دقت و کنترل بالایی نیاز دارند. شیر دستی یا شیر تنظیم‌کننده ممکن است قابلیت کنترل دقیقی که تله بخار دارد را نداشته باشد.

 

مشکلات ایمنی :

از نظر ایمنی، استفاده از تله بخار به‌خصوص در محیط‌های با فشار بالا یا دمای بالا بهتر است. شیرهای دستی یا تنظیم‌کننده‌ها ممکن است به دلیل عدم اتوماتیک بودن و نیاز به دخالت انسانی، باعث افزایش خطرات ایمنی شوند.

 

استهلاک انرژی :

در مقایسه با تله بخارها، استفاده از شیرهای دستی یا تنظیم‌کننده‌ها ممکن است باعث افت انرژی و کاهش بهره‌وری سیستم شود.

 

نویز و ارتعاش :

تله بخارها عمدتاً اتوماتیک عمل می‌کنند و از ارتعاشات و نویز کمتری نسبت به شیرهای دستی دارند.

 

پایداری و دوام :

تله بخارها برای محیط‌های صنعتی طراحی شده‌اند و معمولاً دوام بیشتری نسبت به شیرهای دستی دارند که ممکن است در معرض سایش و خوردگی قرار گیرند.

 

با این همه، باید توجه داشت که تصمیم به استفاده از یک روش به جای دیگری، باید بر اساس نیازها و شرایط خاص هر سیستم گرفته شود. در صورتی که تله بخارهای معمولی با مشکلات خاصی مواجه هستند، ممکن است نیاز به راهکارهای دیگری باشد. بهتر است همیشه با متخصصان صنعت و مهندسین مشورت شود تا راهکار مناسبی برای هر موقعیت انتخاب شود.

 

این مسائل اصلی هستند که باعث محدودیت‌ها و مشکلات در استفاده از شیر دستی به جای تله بخار می‌شوند. تفاوت در مقادیر کندانس تولید شده در طول زمان و در شرایط متنوع، همچنین تغییرات در دما و شرایط محیطی، می‌توانند باعث ناپایداری در عملکرد شیر دستی شوند.

 

از نظر عملی، تله بخارها به صورت اتوماتیک عمل کرده و به تغییرات در میزان کندانس در سیستم و شرایط مختلف تنظیم می‌شوند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود تا تله بخارها به صورت دقیقتر و کارآمدتری برای تخلیه کندانس عمل کنند و از مشکلات ناشی از نوسانات مقادیر کندانس جلوگیری شود.

 

به عنوان یک راه‌حل مناسب‌تر، در صورتی که مشکلات ناشی از نوسانات کندانس و تغییرات دما و شرایط محیطی وجود دارد، استفاده از تله بخارهای مناسب با ویژگی‌های اتوماتیک و تنظیم خودکار پیشنهاد می‌شود. این تله بخارها بهترین عملکرد را در تخلیه کندانس فراهم می‌کنند و از نظر ایمنی و بهره‌وری اقتصادی بهتری ارائه می‌دهند.

 

کارکرد تله بخار چگونه است ؟

 

تله بخار، یک قسمت حیاتی در سیستم‌های بخار، برای تخلیه کندانس (مایع حاصل از انجماد بخار) از خطوط لوله یا سیستم‌های بخار طراحی شده است. این دستگاه مشابه یک لوله یا ظرف است که در قسمت مرکزی آن یک سوراخ وجود دارد. در پایین‌ترین نقطه، به یک خط لوله یا سیستم بخار متصل شده است تا کندانس (مایع تشکیل شده از خنک شدن بخار) که در کف لوله جمع شده است، از طریق این تله به سیستمی جانبی یا محل خارج شود. لازم به ذکر است که حجم بخار زنده تقریباً 1200 برابر حجم کندانس است. کندانس به دلیل وزن بیشتر، به سمت تله بخار هدایت می‌شود و از خطوط لوله خارج می‌گردد.

 

انواع تله بخارها

 

تله بخارها، از نظر نوع کارکرد، به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند :

 

الف) تله بخارهای مکانیکی (Mechanical Steam Traps) :

این نوع تله بخارها بر اساس اصول مکانیکی عمل می‌کنند. دستگاه‌های مکانیکی مختلفی وجود دارند که با توجه به اختلاف در ویژگی‌های فیزیکی بخار و مایع (کندانس)، از یکدیگر جدا می‌شوند. این تله‌ها عمدتاً بر اساس اثرات چرخشی یا جابجایی مایع به عنوان روش اصلی تخلیه کندانس عمل می‌کنند.

 

ب) تله بخارهای حرارتی یا ترموستاتیک (Thermostatic Steam Traps) :

این نوع تله بخارها بر اساس تغییرات دما عمل می‌کنند. تغییرات دما باعث تغییر در حالت فیزیکی مایع (کندانس) و بخار می‌شود. ترموستاتیک تله بخارها از المان‌های حرارتی یا ترموستات‌ها برای تحریک فعالیت تله بخارها استفاده می‌کنند. در نتیجه، زمانی که کندانس تشکیل می‌شود و دما کاهش می‌یابد، این تله بخارها به طور اتوماتیک باز شده و کندانس را تخلیه می‌کنند.

 

ج) تله بخارهای حرارتی – دینامیکی یا ترمودینامیکی (Thermodynamic Steam Traps) :

این تله بخارها بر اساس اصول ترمودینامیکی عمل می‌کنند. این دستگاه‌ها از تغییرات در فشار بخار و سرعت جریان به عنوان اصل اصلی برای تخلیه کندانس استفاده می‌کنند. زمانی که کندانس تشکیل می‌شود و وارد تله می‌شود، فشار بخار باعث باز شدن تله بخار می‌شود و کندانس به صورت اتوماتیک تخلیه می‌گردد.

 

این دسته‌بندی‌ها نشان از گستردگی و تنوع تله بخارها در مواجهه با نیازهای مختلف صنایع و سیستم‌های بخار دارند.

 

 

تله بخارهای مکانیکی، از نظر انواع و روش کارکرد، به شرح زیر می‌باشند :

 

تله بخارهای مکانیکی بر اساس اختلاف چگالی بین بخار و آب به عنوان یک قطعه حسگر کار می‌کنند. در این نوع تله بخار، یک شناور یا فلوتر در داخل دستگاه قرار دارد که قادر به تشخیص تغییرات در سطح مایع یا کندانس می‌باشد. زمانی که سطح مایع بالا یا پایین می‌رود، شناور یا فلوتر نیز به همراه آن بالا یا پایین حرکت کرده و مسیر خروج کندانس را باز یا بسته می‌نماید.

 

برای بهتر درک این مدل تله بخار، می‌توانید آن را با یک شناور یا توپی کولر تصور کنید که به عنوان یک حسگر ساده از نوع شیر باز و بسته‌شونده توسط یک توپ یا شناور عمل می‌کند.

 

تله بخارهای مکانیکی با هدف تخلیه سریع کندانس از سیستم‌ها و خطوط بخار طراحی شده‌اند. این تله‌ها به دلیل مزایای فنی و عملکردی خود، جزو تله بخارهای پرکاربرد به شمار می‌آیند.

 

مزایای تله بخارهای مکانیکی به شرح زیر می‌باشند :

 

عمر مفید طولانی : تله بخارهای مکانیکی معمولاً حدود 3 تا 4 سال به مدت کارکرد پایدار و موثر دارند.

 

سازگاری با شرایط متنوع : به دلیل عدم تأثیر قابل توجه دمای سیال یا سرعت آن بر عملکرد، می‌توان از این تله بخارها در شرایط متنوعی استفاده کرد.

 

تخلیه مثبت کندانس : این تله بخارها تنها کندانس مثبت را تخلیه می‌کنند و از وارد آمدن بخار زنده جلوگیری می‌کنند.

 

تخلیه در دمای نزدیک به بخار : کندانس به دمای نزدیک به بخار تخلیه می‌شود که به بهره‌وری بیشتر سیستم کمک می‌کند.

 

قطعات متحرک محدود : وجود تنها یک بخش متحرک در این تله بخارها باعث افزایش طول عمر آنها و سهولت نگهداری می‌شود.

 

طراحی ساده و هزینه‌های نصب مقرون به صرفه : طراحی ساده این تله بخارها و هزینه‌های پایین نصب و راه‌اندازی، آنها را به گزینه اقتصادی و موثر برای سیستم‌های بخار تبدیل می‌کند.

 

مقاومت در برابر ضربه : در مقابل ضربه‌های چکش یا قوچ، تله بخارهای مکانیکی مقاومت بالایی دارند.

 

ظرفیت تخلیه بالا : این تله بخارها قابلیت تخلیه کندانس با ظرفیت بالا را دارند که به بهبود عملکرد سیستم کمک می‌کند.

 

 

انواع تله بخارهای مکانیکی به شرح زیر هستند :

 

تله بخار شناوری یا فلوتری (با توپی آزاد یا با توپی متصل به اهرم) :

 

این نوع تله بخار از شناور یا فلوتر به عنوان قطعه حسگر برای تشخیص تغییرات سطح مایع یا کندانس استفاده می‌کند.

توپی آزاد یا توپی متصل به اهرم در داخل تله بخار قرار گرفته است و وقتی سطح مایع بالا یا پایین می‌رود، توپی نیز با آن حرکت کرده و مسیر تخلیه کندانس را باز یا بسته می‌نماید.

این نوع تله بخار به دلیل سادگی عملکرد و کمیت محدود قطعات متحرک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

تله بخار سطلی معکوس :

در این نوع تله بخار، یک سطل معکوس شده به عنوان حسگر از تغییرات چگالی بخار و کندانس استفاده می‌کند.

وقتی کندانس تولید شده وارد سطل می‌شود، چگالی این مایع باعث ایجاد نیروی آن به سمت تخلیه می‌شود و مسیر تخلیه را باز می‌کند.

این نوع تله بخار برای تخلیه موثر کندانس به کار می‌رود.

 

تله بخار ونتوری :

تله بخار ونتوری بر اساس اصل ونتوری عمل می‌کند و از تغییرات فشار بخار و کندانس برای تخلیه استفاده می‌کند.

وقتی فشار بخار افزایش می‌یابد، یک ونتور درون تله بخار به حرکت درمی‌آید و مسیر تخلیه را باز می‌کند.

این نوع تله بخار به خوبی برای سیستم‌های با نوسانات فشار مناسب است.

 

 

تله بخار شناوری یا فلوتری (با توپی آزاد یا با توپی متصل به اهرم) :

 

در این نمونه از تله بخار که از نوع توپی شناور یا توپی متصل به اهرم تشکیل شده است، کندانس به صورت مداوم تخلیه می‌شود و کنترل باز یا بسته بودن دریچه همیشه به وسیله حرکت توپی بالا یا پایین انجام می‌شود.

 

این نوع تله بخارها معمولاً به همراه یک شیر ترموستاتیک نیز هستند که در صورت ورود هوا به تله بخار (به عنوان مثال در هنگام راه‌اندازی سیستم)، این شیر باز می‌شود و به هوا اجازه خروج می‌دهد. در مکان‌هایی که همواره جریان کندانس به دلیل نرخ انتقال حرارت بالا حاکم است، می‌توان از این نوع تله بخارها بهره برد. سیستم‌هایی نظیر مبدل‌های حرارتی، هوارسان‌ها، کویل‌های حرارتی، چیلرها، یونیت‌های گرمایش و آبگرم‌کن‌ها برای استفاده از این نوع تله بخارها مناسب می‌باشند.

 

در انتخاب تله بخارهای مکانیکی، توجه به اختلاف فشار ورودی و خروجی تله بخار بسیار حائز اهمیت است. اندازه روزنه تخلیه یا اریفیس با توجه به این اختلاف فشار مشخص می‌شود.

 

تله بخار مکانیکی نوع سطل معکوس (Inverted Bucket) :

در این نوع تله بخارها، یک سطل به صورت معکوس یا وارونه درون تله بخار قرار دارد. هنگامی که کندانس وارد تله بخار می‌شود، این سطل در اثر وزن خود و غوطه‌ور شدن در کندانس به پایین رانده می‌شود و باعث باز شدن شیر تخلیه کندانس می‌شود. وقتی که کندانس خارج شود و فقط بخار درون تله بخار باشد، بخار زیر سطل جمع شده و آن را به بالا می‌راند و دوباره شیر تخلیه بسته می‌شود.

 

تله بخارهای سطل معکوس دارای طراحی ساده‌ای هستند و مقاومت بالایی در برابر ضربه‌های قوچ یا همان ضربه چکش دارند. همچنین، مقاومت آنها در برابر فشارهای خیلی بالا تا 100 بار نیز بسیار خوب است، که این امکان را فراهم می‌کند که در سیستم‌های سوپر هیت نیز به راحتی از آنها استفاده شود.

 

در انتخاب تله بخار سطل معکوس، نکته مهم این است که این نوع تله بخار نسبت به دیگر تله بخارها قابلیت تخلیه هوای ضعیف‌تری دارد. در صورت نیاز به تخلیه هوای سریع، استفاده از یک شیر هواگیر در نزدیکی تله بخار ضروری است. همچنین باید به این نکته توجه داشت که به دلیل ساختار سطلی آنها، در آب و هوای خیلی سرد امکان یخ‌زدگی کندانس درون تله بخار وجود دارد.

 

تله بخارهای سطلی مایع در سیستم‌های خشک‌کن‌ها، مخزن‌های گرم‌کن سوخت، کالکتورهای توزیع بخار، یونیت‌های گرمایش، خشک‌شویی‌ها، رادیاتورهای بخار و پرس‌های لاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

تله بخار مکانیکی نوع نازل ونتوری :

تله بخار ونتوری یک نوع تله بخار مکانیکی است که بر اساس جریان دو فاز عمل می‌کند و از این طریق کندانس را از سیستم خارج می‌کند. این تله بخار مبتنی بر نازل ونتوری اقدام به تخلیه کندانس می‌کند، اگر فاز سیال متراکم باشد؛ به عبارت دیگر، اگر مایع یا همان کندانس حضور داشته باشد، از طریق نازل خروجی تخلیه می‌شود. ولی اگر فاز سیال سبک باشد که بخار است، تله بخار ونتوری بسته می‌ماند تا جلوگیری کند بخار به هدر برود. این نوع تله بخار مکانیکی دارای طراحی ساده، نصب آسان، و عمر طولانی است.

 

تله بخارهای حرارتی یا ترموستاتیک :

تله بخارهای ترموستاتیک یا حرارتی دارای یک قطعه یا شیر هستند که توسط انقباض یا انبساط باز و بسته می‌شود. این باز و بسته شدن توسط تفاوت دمای سیال در فاز بخار و فاز مایع انجام می‌شود. به زبان ساده، این نوع تله بخار در واکنش به اختلاف دما بین بخار و کندانس باز و بسته می‌شود. در بسیاری از سیستم‌ها و خطوط بخار و گاز، دمای مشخصی برای سیال وجود دارد. اگر دما از این مقدار پایین‌تر باشد، سیال به فاز مایع تبدیل شده و باید کندانس شده و از سیستم خارج شود. در چنین مواقعی که دما مهم است، تله بخار ترموستاتیک یا حرارتی بهترین گزینه است. استفاده از این نوع تله بخار، به بهره‌وری بالاتری در دمای داخل خط کمک می‌کند.

 

 

مزایای تله بخار ترموستاتیک :

 

کندانس موثر : کندانس در تله بخار ترموستاتیک به مدت کافی درون تله می‌ماند تا دما به زیر دمای اشباع برسد و از دما بیشترین بهره‌وری را ارائه دهد.

عدم رخداد پدیده Steam Flash: این نوع تله بخار باعث نشدن پدیده Steam Flash می‌شود.

تخلیه گازهایی که کندانس نمی‌شوند: گازهایی مانند هوا که به کندانس تبدیل نمی‌شوند، نیز از سیستم توسط تله بخار خارج می‌شوند.

 

تنظیم اتوماتیک : عملکرد تله بخار به صورت اتوماتیک با توجه به عملکرد سیستم تنظیم می‌شود.

 

تحمل دمای سوپرهیت : قابلیت تحمل دمای سوپرهیت تا 70 درجه را دارد.

 

تنظیم دمای تخلیه : دمای تخلیه در هنگام طراحی محصول لحاظ می‌شود و نیاز به تنظیم مجدد در سایت ندارد.

 

استفاده از مواد مقاوم : قطعات داخلی معمولاً از جنس استیل هستند که باعث طولانی شدن عمر تجهیز می‌شود.

 

 

انواع تله بخار ترموستاتیک یا حرارتی :

تله بخار ترموستاتیک دو فلزی یا بی متالیک :

در این نوع تله بخار، از دو فلز یا بی متال (دو ماده با ضریب انبساط حرارتی متفاوت) استفاده می‌شود. تغییر دما باعث انبساط یا انقباض این دو ماده می‌شود و شیر تخلیه کننده را باز یا بسته می‌کند.

 

تله بخار ترموستاتیک انبساط مایع :

در این نوع، از انبساط یک مایع با دما استفاده می‌شود. افزایش دما باعث افزایش حجم مایع می‌شود و این تغییر در حجم به باز یا بسته شدن شیر تله بخار منجر می‌شود.

 

تله بخار ترموستاتیک فشار متوازن :

این نوع تله بخار از انبساط هوا یا یک گاز در مقابل فشار بخار استفاده می‌کند. هر افزایش دما باعث افزایش فشار می‌شود و این فشار باز یا بسته شدن شیر تله بخار را کنترل می‌کند.

 

هرکدام از این انواع تله بخار ترموستاتیک بر اساس نیازها و شرایط خاص می‌توانند در سیستم‌ها و خطوط بخار مورد استفاده قرار گیرند.

 

تله بخار بی متالیک :

در تله بخار بی متالیک، از یک فلز بی متال یا دو فلز با خصوصیات حرارتی متفاوت، یا یک دیسک فنری بهره می‌گیرد. این نوع تله بخار ترموستاتیک بر اساس تفاوت دما بین کندانس و بخار عمل می‌کند. این فلزها یا دیسک دارای ضریب انتقال حرارت متفاوت هستند و به یکدیگر مثلث شکل داده شده‌اند.

 

وقتی که کندانس وارد تله بخار می‌شود، در ابتدا فلزها یا دیسک‌ها در وضعیت عادی و صاف هستند و شیر خروجی تله باز است. با ورود کندانس یا بخار، تفاوت دما باعث انبساط فلزها می‌شود. به عبارت دیگر، این تفاوت دما باعث می‌شود فلزها یا دیسک‌ها خمیده شده و به دلیل اتصال دو سر آنها، قسمت میانی از هم فاصله می‌گیرد و شکم می‌دهد. این واکنش باعث بسته شدن تله بخار می‌شود.

 

لازم به ذکر است که این تله بخارها در یک دمای مشخص عمل می‌کنند و اگر اختلاف دما در داخل سیستم زیاد باشد، ممکن است به عملکرد آنها آسیب برسد.

 

ویژگی‌های مثبت تله بخار بی متال :

ابعاد نسبتاً کوچک و جمع و جور : این تله بخار به دلیل ابعاد کمتر خود، جاگیری آسان و جایگاه کمتری اشغال می‌کند.

 

ظرفیت کندانس بالا : توانایی بالا در تخلیه کندانس و جلوگیری از تجمع مواد مایع در سیستم.

 

توان تخلیه بالای کندانس و هوا : این تله بخار دارای توان بالا در خروج هوا و تخلیه کندانس است.

 

مقاومت بالا در برابر انجماد : توانایی مقاومت در برابر انجماد، از خصوصیات این تله بخار می‌باشد.

 

مقاومت بالا در برابر ضربه چکش یا قوچ : تحمل به خوبی ضربات چکش یا قوچ بدلیل مقاومت بالا در برابر آسیب.

 

مقاومت بالا در برابر کندانس خورنده و فشارهای بالا : توانایی مقاومت در برابر کندانس خورنده و فشارهای بالا در سیستم.

 

عملکرد خوب در طیف های مختلف فشار بخار : قابلیت ارائه عملکرد مناسب در محدوده‌های مختلف فشار بخار.

 

تعمیر و نگهداری آسان بدون نیاز به باز کردن تله بخار : امکان تعمیر و نگهداری بدون نیاز به باز کردن کامل تله بخار، که عملیات آسان‌تری را ارائه می‌دهد.

 

عملکرد مناسب در محدوده گسترده‌ای از فشار بدون نیاز به تغییر ابعاد اریفیس : قابلیت ارائه عملکرد مناسب در فواصل مختلف فشار بدون نیاز به تغییر ابعاد اریفیس (سوراخ تخلیه).

نقاط ضعف تله بخار بی متالیک :

 

عملکرد نامناسب در اوقاتی که حذف فوری کندانس مورد نیاز است : این تله بخار ممکن است در شرایطی که نیاز به حذف فوری کندانس وجود دارد، عملکرد نامناسبی داشته باشد.

 

حساسیت نسبت به گرفتگی لوله : تله بخار بی متالیک به حدودی حساس به گرفتگی لوله‌ها باشد که ممکن است در صورت رسوبات یا مواد جامد، عملکرد آن را تحت تاثیر قرار دهد.

 

نیاز به سرد کردن کندانس در صورت فشار برگشتی زیاد : در مواقعی که فشار برگشتی بالا باشد و نیاز به تخلیه کندانس وجود داشته باشد، باید کندانس به دمای زیادی سرد شود تا شیر تله بخار باز شود و تخلیه انجام شود.

 

ممکن است در دماهای پایین تر از دمای بخار تخلیه شود : هنگامی که کندانس در دماهای پایین تر از دمای بخار تخلیه شود، ممکن است بخاری نیز همراه با کندانس تخلیه شود.

 

افت دما در صورت فشار برگشتی بالا : در صورتی که فشار برگشتی بسیار بالا باشد (بیش از 50٪)، ممکن است دمای تخلیه تا حدود 50 درجه پایین برود. برای مقابله با این مسئله، نیاز به نصب یک پایه خنک‌کننده در مسیر تله بخار است.

 

سرعت عملکرد نسبت به تغییرات بار یا فشار نسبتاً پایین است : سرعت عملکرد این تله بخار در مقابل تغییرات بار یا فشار نسبت به برخی از نوع‌های دیگر تله بخارها کمتر است.

 

ویژگی‌های تله بخار انبساط مایع :

 

کاربری روغن به عنوان مایع انبساطی : این نوع تله بخار از یک مایع انبساطی، معمولاً روغن، به عنوان وسیله‌ای برای انتقال حرارت و تغییر حجم استفاده می‌کند.

 

کنترل دما توسط انبساط مایع : تغییرات حجم روغن به عنوان یک مایع انبساطی، تنظیم باز و بسته شدن شیر خروجی تله بخار را کنترل می‌کند. این کنترل به دماهای مختلف (از 60 درجه تا 100 درجه) امکان پذیر است.

 

ایده‌آل برای راه‌اندازی سیستم : به دلیل امکان تنظیم دما در بازه گسترده، تله بخار انبساط مایع به عنوان یک راه‌اندازی ایده‌آل برای سیستم‌ها استفاده می‌شود.

 

حفظ روغن درون تله بخار : حفظ روغن داخل تله بخار از طریق تنظیم خروجی به سمت بالا جلوگیری می‌کند تا روغن به بیرون بریزد.

 

کارکرد اتوماتیک تله بخار : با توجه به تغییرات حجم روغن به عنوان مایع انبساطی، عملکرد تله بخار به صورت اتوماتیک تنظیم می‌شود.

 

تخلیه کندانس در زمان راه‌اندازی : برای تخلیه کندانس در زمان راه‌اندازی سیستم، تله بخار انبساط مایع به عنوان یک گزینه ایده‌آل مطرح است.

 

ویژگی‌های مثبت تله بخار انبساط مایع :

 

قابلیت تخلیه بخار در دمای پایین و کندانس سرد : این تله بخار می‌تواند در دماهای پایین و در شرایط کندانس سرد به بهترین نحو از تخلیه بخار عمل کند.

 

باز بودن تله بخار در زمان راه‌اندازی و تخلیه مناسب هوا : در زمان راه‌اندازی سیستم و تخلیه کندانس، تله بخار به‌صورت مناسب هوا تخلیه می‌کند.

 

مقاومت بالا در شرایط ارتعاش و ضربه چکش یا ضربه قوچ : این نوع تله بخار به مقاومت بالایی در برابر ارتعاشات و ضربات چکش یا قوچ معروف است.

 

معایب تله بخار انبساط مایع :

 

امکان خوردگی لوله انعطاف پذیر درون تله بخار : لوله انعطاف پذیر درون تله بخار ممکن است به خوردگی دچار شود که ممکن است باعث کاهش عمر مفید آن شود.

 

نامناسب برای سیستم‌های حاوی حجم زیاد کندانس : اگر سیستم نیاز به حذف فوری کندانس داشته باشد، تله بخار انبساط مایع ممکن است مناسب نباشد.

 

نیاز به عایق بندی لوله و تله بخار جهت جلوگیری از انجماد : به دلیل استفاده از مایع انبساطی، نیاز به عایق‌بندی لوله و تله بخار جهت جلوگیری از انجماد ممکن است وجود داشته باشد.

 

نیاز به یک تله بخار از نوع دیگر به عنوان راهکار مواز : برخی از سیستم‌ها ممکن است نیاز به تله بخار از نوع دیگری نیز داشته باشند که این امر نیاز به پیچیدگی و هزینه افزوده دارد.

 

 

تله بخار فشار متوازن

 

تله بخار فشار متوازن، اساساً یک نسخه بهبود یافته از تله بخار انبساط مایع است و اقدامات بهبودی در آن اعمال شده است. یک کپسول حاوی یک مایع انبساطی در داخل تله بخار جای گرفته است. این مایع دارای دمای جوش کمتر از آب می‌باشد.

 

زمانی که کندانس سرد در سیستم وجود دارد، تله بخار باز است و هوا به راحتی از آن خارج می‌شود. هنگامی که مقدار بخار افزایش یافته و کندانس کاهش یافته، مایع درون کپسول انبساط می‌یابد و باعث مسدود شدن تله بخار می‌شود. هنگامی که کندانس دوباره تشکیل می‌شود، باعث خنک شدن مایع درون کپسول می‌شود و در نتیجه کپسول کوچکتر و تله بخار باز می‌شود.

 

از زمانی که قطعات داخلی این تله بخار از جنس استنلس استیل ساخته شده‌اند، تحمل تله بخار در برابر ضربات نیز افزایش یافته است. این تله بخار همچنین مقاومت بالایی در برابر سوپرهیت و خوردگی دارد.

 

ویژگی‌های مثبت تله بخار فشار متوازن :

 

ابعاد کوچک و ظرفیت بالا : تله بخار فشار متوازن با ابعاد کوچک، ظرفیت بالا وزنی کم را ارائه می‌دهد، که برای فضاهای محدود و استفاده‌های با حجم بالا بسیار مناسب است.

خروج کامل هوا در هنگام راه‌اندازی : این تله بخار از خاصیت خروج کامل هوا در هنگام راه‌اندازی برخوردار است که کاربران را از مشکلات ناشی از هوا در سیستم محروم می‌سازد.

مقاومت بالا در برابر انجماد : تله بخار فشار متوازن به دلیل مقاومت بالا در برابر انجماد، در شرایط آب‌وهوایی سرد و یخ‌زدگی امکان استفاده را فراهم می‌کند.

امکان تطبیق تله بخار با تغییر فشار و دمای سوپرهیت : این تله بخار امکان تطبیق با تغییرات فشار و دما در سوپرهیت را فراهم می‌کند، که عملکرد بهینه را در شرایط مختلف تضمین می‌کند.

تعمیر و نگهداری آسان : با توجه به ساختار ساده و استفاده از قطعات مقاوم و قابل دسترس، تله بخار فشار متوازن امکان تعمیر و نگهداری آسان را فراهم می‌کند.

 

معایب تله بخار فشار متوازن :

آسیب‌پذیری مدل‌های قدیمی در برابر ضربه چکش و مواد خورنده : تله بخار فشار متوازن مدل‌های قدیمی ممکن است در برابر ضربات چکش یا تاثیرات مواد خورنده حساسیت داشته باشد، که ممکن است به آسیب و خرابی در سیستم منجر شود.

بسته ماندن تله بخار تا زمانی که دمای کندانس به دمای پایین‌تر از دمای بخار برسد : در برخی شرایط، تله بخار ممکن است تا زمانی که دمای کندانس به دمای پایین‌تر از دمای بخار نرسد، بسته بماند که ممکن است زمانی طولانی را به طور ناخواسته ایجاد کند.

امکان باقی‌ماندن کندانس در خط بخار در سیستم‌هایی مانند مبدل‌های حرارتی : در برخی موارد، کندانس ممکن است در خط بخار سیستم، به ویژه در مبدل‌های حرارتی، باقی بماند که ممکن است عملکرد سیستم را تحت‌تأثیر قرار دهد.

ممکن است با زیاد شدن فشار نیز کپسول فشرده یا منبسط شود و عملکردی شبیه افزایش یا کاهش دما داشته باشد : با افزایش فشار، کپسول ممکن است فشرده یا منبسط شود که می‌تواند به تغییرات ناخواسته در عملکرد سیستم، مانند افزایش یا کاهش دما، منجر شود.

 

تله بخار فشار متوازن در موارد زیر به خوبی کاربرد دارد :

 

صنایع غذایی :

در صنایع غذایی، تله بخار فشار متوازن برای فرآیندهای پخت، انجماد، و سایر عملیات حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

اتوکلاو :

در تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی، اتوکلاوها از تله بخار فشار متوازن به منظور ایجاد شرایط بهداشتی و استریل برای وسایل پزشکی استفاده می‌کنند.

 

جکت‌های بخار : 

در صنایع مختلف، جکت‌های بخار از تله بخار فشار متوازن برای انتقال حرارت در فرآیندهای گرمایی استفاده می‌شوند.

 

تجهیزات بیمارستانی :

تجهیزات پزشکی و بیمارستانی، به ویژه دستگاه‌های استریلیزاسیون، از تله بخار فشار متوازن برای ایجاد شرایط بهداشتی بهره می‌برند.

 

خشک‌کن :

در صنایع مختلف، خشک‌کن‌ها از تله بخار فشار متوازن برای فرآیندهای خشک کردن محصولات استفاده می‌کنند.

 

رادیاتور بخار :

رادیاتورهای بخار در سیستم‌های گرمایشی و تهویه مطبوع از تله بخار فشار متوازن بهره می‌برند.

 

خطوط اصلی بخار :

در صنایع مختلف، خطوط اصلی بخار از تله بخار فشار متوازن برای انتقال ایمن و بهینه بخار به نقاط مختلف سیستم استفاده می‌کنند.

 

فیلتر و سپراتور :

در سیستم‌های بخار، فیلترها و سپراتورها از تله بخار فشار متوازن برای جدا کردن ذرات و تصفیه بخار استفاده می‌کنند.

 

تله بخار ترمودینامیکی

 

تله بخار ترمودینامیکی، یک مدل پیچیده و اثربخش در دنیای تکنولوژی بخار است که به تغییرات سرعت و فشار سیال در سیستم وابسته است. در طول فرآیند راه‌اندازی، دیسکی درون تله بخار نصب شده است که به اثر فشار ورودی بالا وارد حرکت می‌شود. این حرکت باعث تخلیه کندانس سرد با هوا از داخل سیستم می‌شود. در مقابل، هنگامی که بخار یا کندانس داغ در سیستم جابجا می‌شود، پدیده فلاش بخار رخ می‌دهد و دیسک تحت تأثیر تغییر فشار دوباره به پایین کشیده می‌شود و سیستم بسته می‌شود.

 

در این حالت، فشار دیسک بر سیت نشسته و مسیر خروجی را مسدود می‌کند، که باعث ثبات فشار درون سیستم می‌شود. هنگامی که تله بخار خنک می‌شود، فشار بالای دیسک نیز کاهش می‌یابد و بخار به شکل کندانس تبدیل می‌شود، باعث باز شدن تله بخار می‌شود. این سیکل به صورت تکراری تکرار می‌شود و به همین دلیل، نزدیک تله بخار بارها و بارها صدای کلیک با افت و خیز دیسک را به گوش می‌رساند. این باز و بسته شدن تقریباً هر 20 تا 40 ثانیه یکبار رخ می‌دهد.

 

مزایای تله بخار ترمودینامیکی :

 

عملکرد منظم بدون تغییر و تنظیم در بازه کاری : این نوع تله بخار از یک عملکرد پایدار و بدون نیاز به تنظیم‌های مکرر در بازه کاری خود بهره‌مند است.

ابعاد کوچک و طراحی ساده : طراحی ساده و ابعاد کوچک این تله بخار را برای استفاده در فضاهای محدود و سیستم‌های کوچک مناسب می‌سازد.

ظرفیت بالا با توجه به ابعاد کوچک : با وجود ابعاد کوچک، این تله بخار دارای ظرفیت بالاست، که امکان اجرای فرآیندهای با حجم زیاد را فراهم می‌کند.

تعمیر و نگهداری آسان : ساختار ساده آن و استفاده از قطعات قابل دسترس تعمیر و نگهداری این تله بخار را ساده و کارآمد می‌کند.

امکان کنترل کارکرد با شنیدن صدای کلیک : قابلیت کنترل کارکرد تله بخار با شنیدن صدای کلیک به کاربر اطلاعات مفیدی درباره وضعیت و عملکرد سیستم ارائه می‌دهد.

استفاده از دیسک متجرک به عنوان یک شیر یکطرفه : بهره‌گیری از دیسک متجرک به عنوان یک شیر یکطرفه، کنترل دقیقتر جریان بخار را فراهم می‌کند.

قابلیت استفاده در فشارهای بالا و سوپرهیت : مقاومت در برابر فشارهای بالا و دماهای سوپرهیت، این تله بخار را برای کاربردهای مختلف با شرایط محیطی متنوع مناسب می‌سازد.

مقاوم در برابر ارتعاشات سیستم و ضربه قوچ و انجماد : مقاومت در برابر ارتعاشات و ضربات قوچ، همچنین مقاومت در برابر انجماد، این تله بخار را به یک سیستم پایدار و قابل اعتماد تبدیل می‌کند.

 

معایب تله بخار ترمودینامیکی :

 

نیاز به عایق‌بندی در مناطق خیلی سرد : در مناطقی با شرایط خیلی سرد، برای آرام‌تر کردن حرکت دیسک، نیاز به عایق‌بندی دارد تا از اثرات منفی سرما جلوگیری شود.

مشکل در صورت اختلاف فشار زیاد : در صورت اختلاف فشار زیاد بین دو سر تله بخار، سرعت بخار زیر دیسک کاهش می‌یابد و این ممکن است به عملکرد نامطلوب تله بخار منجر شود. نصب یک شیر هواگیری در چنین شرایطی ممکن است مشکل گشا باشد.

انتخاب اشتباه ابعاد تله بخار : انتخاب ابعاد نادرست تله بخار می‌تواند به مشکلاتی منجر شود. اگر ابعاد تله بخار بیشتر از نیاز باشد، تعداد زیادی از باز و بسته شدن دیسک ممکن است فرسوده شود و این موضوع باعث کاهش عمر مفید دستگاه خواهد شد.

 

موارد استفاده اصلی تله بخار ترمودینامیکی :

 

خطوط توزیع بخار : تله بخار ترمودینامیکی در خطوط توزیع بخار به عنوان یک سیستم کنترلی برای ایجاد جریان بخار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ظروف گرم‌کن : در ظروف گرم‌کن‌ها، تله بخار به عنوان یک وسیله کنترلی برای تأمین بخار و حفظ دمای مطلوب استفاده می‌شود.

گرمکن‌های مخازن : در گرمکن‌های مخازن، تله بخار برای انتقال حرارت به مخازن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پرس‌ها : در پرس‌ها و دستگاه‌های صنعتی که نیاز به بخار جهت عملیات گرمایش یا تشکیل شکل دارند، تله بخار ترمودینامیکی به عنوان یک کنترل‌کننده موثر استفاده می‌شود.

خشک‌شویی‌ها : در خشک‌شویی‌ها، تله بخار به منظور ایجاد جریان بخار برای فرآیند خشک‌کنی و حفظ دما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کالکتورها : در سیستم‌های گرمایشی و تهویه مطبوع، تله بخار در کالکتورها به عنوان یک عنصر کنترلی جهت تأمین بخار برای گرمایش و سرمایش استفاده می‌شود.

 

کاربردهای دیگر کلیدی تله بخار شامل :

 

کاربردهای قطره‌ای : هنگامی که بخار انرژی گرمایی خود را از دست می‌دهد و به شکل مایع متراکم می‌شود، تله بخار برای حذف میعانات از جمله آب و هوا استفاده می‌شود.

کاربردهای فرآیندی : در فرآیندهای صنعتی و مهندسی، تله بخار برای حذف مایعات و هوا از مبدل‌های حرارتی یا رادیاتورها استفاده می‌شود تا انتقال گرما به صورت کارآمدتری انجام شود.

کاربردهای ردیابی : در کاربردهای ردیابی بخار، تله بخار برای حذف مایعاتی که در لوله‌ها به وجود آمده‌اند، مورد استفاده قرار می‌گیرد تا جریان بخار به طور بهینه اداره شود.

خطوط شیر سماوری : در خطوط شیر سماوری، تله بخار به عنوان یک وسیله کنترلی استفاده می‌شود تا جلوگیری از خروج غیرمطلوب بخار از سماورها و حفظ دما انجام شود.

 

راهنمای انتخاب تله بخار مناسب :

 

سرویس قطره‌ای فشار کم : برای سرویس قطره‌ای با فشار کم، تله بخار با ساختارهایی همچون سطل معکوس، تله بخار مکانیکی یا تله بخارهای ترموستاتیکی بی‌متال مناسب خواهد بود.

سرویس قطره‌ای فشار متوسط : برای سرویس قطره‌ای با فشار متوسط، تله بخارهای مکانیکی سطلی معکوس ترجیحاً استفاده می‌شوند. همچنین، در برخی مواقع می‌توان از تله‌های ترمودینامیکی نوع دیسک نیز استفاده کرد.

سرویس قطره‌ای فشار بالا : برای سرویس قطره‌ای با فشار بالا، تله بخارهای مکانیکی سطل معکوس ترجیحاً مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سرویس قطره‌ای ورودی توربین بخار : در صورت استفاده در سرویس قطره‌ای ورودی توربین بخار، تله بخارهای ترمودینامیکی پیستونی به عنوان گزینه‌های مناسب در نظر گرفته می‌شوند.

 

در کل، برای انتخاب تله بخار مناسب، نیاز است که عواملی مانند فشار، نوع خدمت، و نوع سیال بخار در نظر گرفته شود تا تطابق مطلوب بین نیازهای سیستم و ویژگی‌های تله بخار ایجاد شود.

 

به طور کلی از تله بخار شناور و ترموستاتیک برای سیستم‌های بخار کم‌فشار تا حداکثر 30 PSIG و تله بخارهای ترمودینامیکی برای فشار بخار بیشتر از 30 PSIG است.

 

دلایل خرابی تله بخارها

خرابی تله بخارها می‌تواند به مشکلات جدی در سیستم بخار منجر شود. برخی از دلایل شایع خرابی تله بخارها شامل موارد زیر هستند:

 

خوردگی به خاطر شرایط میعانات :

وجود آب با املاح یا خاکسترها می‌تواند باعث خوردگی قطعات تله بخار شود. استفاده از مصالح مقاوم به خوردگی و اعمال تصفیه‌ی مناسب برای آب می‌تواند این مشکل را کاهش دهد.

 

ضربه‌ی قوچ یا Water Hammer :

ضربه‌ی قوچ یا تغییرات ناگهانی در جریان سیالات می‌تواند باعث آسیب به تله بخار شود. طراحی مناسب سیستم و استفاده از مخابرات صحیح می‌تواند این مشکل را کاهش دهد.

 

کثیفی و زباله‌ها :

انباشت کثیفی و زباله‌ها در سیستم می‌تواند مسدودیت در تله بخار ایجاد کرده و باعث اختلال در عملکرد آن شود. نظافت و تصفیه منظم سیستم می‌تواند از این مشکل جلوگیری کند.

خرابی تله بخار می‌تواند باعث نقض عملکرد سیستم بخار شود، از جمله افزایش مصرف بخار، آسیب به تجهیزات، ضربه‌ی قوچ، و در نهایت خطرات ایمنی. بنابراین، نظارت دقیق، نگهداری منظم و اقدامات پیشگیری از اهمیت بسیاری برخوردارند.

 

خوردگی، ضربه‌ی قوچ، و آلودگی‌ها می‌توانند به عنوان عوامل اصلی باعث اختلال در عملکرد تله بخارها شوند.
این مسائل به صورت زیر تأثیر می‌گذارند :

 

خوردگی :

خوردگی یا زنگ‌زدگی قطعات تله بخار به عنوان نتیجه‌ای از تماس با آب حاوی املاح یا مواد خورنده می‌باشد. این مشکل می‌تواند منجر به تخریب سطح داخلی تله بخار شده و باعث اختلال در حرکت قطعات شود.

 

ضربه‌ی قوچ (Water Hammer) :

ضربه‌ی قوچ ناشی از تغییرات ناگهانی در جریان سیالات است که می‌تواند به عنوان یک ضربه شوکی به سیستم انتقال یابد. این ضربه می‌تواند باعث خستگی و آسیب به ساختار و قطعات تله بخار شود.

 

آلودگی‌ها :

وجود کثیفی، رسوبات، یا آلودگی‌های دیگر در سیال بخار می‌تواند به تله بخار نفوذ کرده و مسدودیت‌هایی ایجاد کند. این آلودگی‌ها می‌توانند باعث عدم عملکرد صحیح تله بخار شده و منجر به افت فشار و افزایش مصرف بخار گردند.

برای پیشگیری از این مشکلات، نگهداری منظم، نظافت سیستم، استفاده از مواد مقاوم به خوردگی، و طراحی مناسب در ساختار تله بخارها از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. همچنین، اقدامات پیشگیرانه مانند استفاده از فیلترها و تصفیه‌کننده‌ها نیز می‌توانند در کاهش اثرات خوردگی و آلودگی‌ها مؤثر باشند.

 

یک تله بخار چه ویژگی‌هایی باید داشته باشد؟

 

تله بخار ایده‌آل برای داشتن عملکرد بهینه و کارآمدی باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:

 

توانایی عبور میعانات و ثبات عملکرد :

تله بخار باید به صورت موثر به عبور میعانات اجازه دهد و در عین حال بخار را به دام بیاندازد. عملکرد استاندارد تله بخار در تمام شرایط مختلف بخاری باید حفظ شود.

 

کارآمدی انرژی :

تله بخار باید بهینه و کارآمد در مصرف بخار باشد. این به معنای اطمینان از انتقال بخار خشک به فضا بدون ترکیب هوا و دیگر میعانات است.

 

تهویه هوا :

تله بخار باید دارای قابلیت تهویه هوای خوب باشد تا جلوی مخلوط شدن هوا با بخار را بگیرد. این ویژگی مهم است زیرا مخلوط شدن هوا می‌تواند دمای بخار را کاهش دهد.

 

جلوگیری از بخار فلش :

تله بخار باید از جلوگیری از بخار فلش جلوگیری کند. بخار فلش می‌تواند باعث تخریب تله بخار و افت فشار در سیستم شود.

 

اطمینان حاصل از عملکرد در شرایط مختلف :

تله بخار باید در برابر عوامل خارجی مختلف مانند خوردگی، ضربه‌ی قوچ، و آلودگی‌ها مقاومت داشته باشد تا اطمینان از عملکرد استحکام و پایداری داشته باشد.

 

در کل، تله بخار باید به طور همزمان توانمندی در عبور بخار و کنترل ترکیب هوا، مصرف انرژی کم، و مقاومت در برابر مشکلات خارجی را داشته باشد. انتخاب نوع تله بخار مناسب بر اساس نیازهای سیستم بخار بسیار حائز اهمیت است.

چرا نمی‌توان به جای تله بخار از یک شیر معمولی استفاده کرد؟

 

استفاده از یک شیر معمولی به جای تله بخار در سیستم‌های بخاری به مشکلاتی منجر می‌شود که از نظر عملکرد و ایمنی تجهیزات تأثیرات منفی خواهد داشت. در زیر توضیحاتی در مورد این مشکلات آورده شده است :

 

نوسانات در مقدار میعانات :

 

یکی از مشکلات اصلی استفاده از شیر معمولی به جای تله بخار، نوسانات ناپیوسته در میعانات تولید شده است. این نوسانات می‌توانند باعث شوک‌های حرارتی و مکانیکی در سیستم بخار شده و به عملکرد نامناسب و ضربه‌ی قوچ منجر شوند.

 

عدم تنظیم بهینه دبی بخار :

تله بخارها از طراحی خاصی برخوردارند که این امکان را فراهم می‌کند تا به صورت خودکار دبی بخار را تنظیم کنند و مطابق با نیاز سیستم عمل کنند. در مقابل، شیرهای معمولی به صورت دستی تنظیم می‌شوند و نمی‌توانند به نحو موثر و خودکار با تغییرات در میعانات و فشار سیستم سازگاری یابند.

 

ضربه‌ی قوچ و خطرات ایمنی :

عدم توانایی در مدیریت نوسانات و تنظیم دقیق دبی بخار می‌تواند منجر به ضربه‌ی قوچ شود که این موضوع خطرات ایمنی جدی را به همراه دارد. از جمله این خطرات ممکن است آسیب به تجهیزات، لوله‌ها و ساختارهای سیستم، و حتی آسیب به افراد باشد.

 

نقص در انتقال حرارت :

عدم تطابق میعانات تولید شده با ظرفیت تنظیم شده شیر، می‌تواند منجر به انباشت میعانات در لوله‌ها یا تجهیزات گردد و در نتیجه راندمان انتقال حرارت را کاهش دهد.

از این رو، استفاده از تله بخارها که دارای قابلیت تنظیم خودکار و استجابت به تغییرات مختلف در سیستم هستند، بهترین راهکار برای حفظ عملکرد بهینه و ایمنی سیستم‌های بخاری می‌باشد.

گسکت چیست؟

Gasket

درزبند یا گَسکِت (به انگلیسی: Gasket) یا به نادرستی پولک آب‌بندی، آب‌بندی مکانیکی است که برای پر کردن فضای میان دو جسم برای جلوگیری از نشت بکار می‌رود. درزبندها را معمولاً از راه برش دادن در صفحه‌های لاستیکی، فلزی، نمدی، مقوایی، فایبرگلاسی، سیلیکونی یا بسپاری می‌سازند. درزبندهای مربوط به کاربردهای ویژه ممکن است حاوی آزبست هم باشند¹.

یک قطعه کوچک و انعطاف پذیر است و برای جلوگیری از نشتی سیال بین دو سطح متصل به هم، مانند دو فلنج، قرار می گیرد. گسکت ها از مواد مختلفی بسته به نوع کاربرد و شرایط محیطی ساخته می شوند. برخی از مواد رایج برای ساخت گسکت ها عبارتند از: لاستیک، کاغذ، چوب پنبه، مس، فوم، فلز و غیره. فلنج ها نیز قطعاتی هستند که برای اتصال لوله ها یا شیرآلات به یکدیگر یا به دیگر تجهیزات استفاده می شوند. فلنج ها دارای شکل و اندازه های مختلفی هستند و با پیچ و مهره به هم محکم می شوند. برای اینکه بین دو فلنج که گسکت را در بین خود دارند، فشار مناسب ایجاد شود و نشتی جلوگیری شود، باید تعداد، اندازه و جایگاه پیچ و مهره ها را به درستی انتخاب کرد.

همانطور که گفتیم گسکت قطعه الاستیک است و برای درزبندی بین دو سطح که با فلنج ها به هم متصل شده اند، استفاده می شود. گسکت ها از مواد متنوعی تهیه می شوند که بر اساس نوع و شرایط کاربرد آن ها متفاوت هستند. مثلاً :

• برای سیالات سرد و کم فشار می توان از گسکت های لاستیکی یا کاغذی استفاده کرد،
• اما برای سیالات گرم و فشار بالا باید از گسکت های فلزی یا نیمه فلزی استفاده کرد.

گسکت ها از مواد مختلفی ساخته می شوند و بر اساس شکل و ظاهر آن ها، انواع مختلفی دارند.

برای مثال :

• گسکت تخت
• گسکت رینگی
• گسکت اسپیرال وند
• گسکت پوشش فلزی

از انواع رایج گسکت ها هستند.

برای انتخاب گسکت مناسب باید به نکات زیر توجه کرد :

 

نوع و خاصیت سیال جاری در لوله ها : بسته به نوع سیال و شرایط محیطی، باید گسکتی را انتخاب کرد که در برابر خوردگی، سمیت، دما و فشار مقاوم باشد. برای مثال :

برای سیالات خورنده یا سمی، باید از گسکت های فلزی یا نیمه فلزی که دارای پوشش ضد خوردگی هستند، استفاده کرد.

برای سیالات گرم یا فشار بالا، باید از گسکت های مسی یا فلزی که دارای خاصیت هدایت حرارتی و مقاومت مکانیکی بالا هستند، استفاده کرد.

 

اندازه و شکل فلنج ها :

بسته به نوع و اندازه فلنج هایی که قرار است به هم متصل شوند، باید گسکتی را انتخاب کرد که با آن ها هماهنگ باشد. برای مثال :

• برای فلنج های گردن جوشی که دارای شکل مخروطی هستند، باید از گسکت های رینگی که دارای شکل حلقوی هستند، استفاده کرد.
• برای فلنج های کور که دارای شکل تخت هستند، باید از گسکت های تخت که دارای شکل مستطیلی یا بیضوی هستند، استفاده کرد.

فشار و دمای کاری :

برخی گسکت ها ممکن است تحت فشار و دمای بالا یا پایین شکل و اندازه خود را تغییر دهند و باعث نشتی شوند. برای اینکه این اتفاق نیفتد باید گسکتی را انتخاب کرد که دارای قابلیت تحمل فشار و دمای کاری باشد. برای مثال :

برای فشار بالا یا دمای بالا، باید از گسکت های فلزی یا نیمه فلزی که دارای خاصیت تراکم پذیری و انبساط حرارتی کم هستند، استفاده کرد.

به علاوه، برای انتخاب گسکت مناسب باید به موارد زیر نیز توجه کرد :

سازگاری با فلنج ها : گسکت باید با جنس و شکل فلنج ها سازگار باشد و بتواند بین آن ها قرار گیرد. برای مثال، برای فلنج های فولادی، باید از گسکت های فلزی یا نیمه فلزی استفاده کرد و برای فلنج های پلاستیکی، باید از گسکت های لاستیکی یا فومی استفاده کرد.

ضخامت و اندازه گسکت : گسکت باید به اندازه کافی ضخیم باشد تا بتواند فضای خالی بین دو فلنج را پر کند و از نشتی جلوگیری کند. اما اگر گسکت بیش از حد ضخیم باشد، ممکن است باعث کاهش فشار در سیستم شود و یا باعث تغییر شکل فلنج ها شود. برای مثال، برای فلنج های کور، باید از گسکت های تخت با ضخامت کم استفاده کرد و برای فلنج های گردن جوشی، باید از گسکت های رینگی با ضخامت متوسط استفاده کرد.

روش نصب و تعویض گسکت : گسکت باید به روشی نصب و تعویض شود که از آسیب رسیدن به آن یا فلنج ها جلوگیری کند. برای مثال، برای نصب گسکت های رینگی، باید از ابزارهای مناسب استفاده کرد و برای تعویض گسکت های تخت، باید از مواد شیمیایی یا حرارتی برای جدا کردن آن ها از فلنج ها استفاده کرد.

 

گسکت ها از مواد مختلفی تهیه می شوند و بر اساس نوع مواد سازنده آن ها، به سه دسته اصلی تقسیم می شوند :

گسکت های غیر فلزی :

این نوع گسکت ها از مواد غیر فلزی مانند لاستیک، کاغذ، چوب پنبه، فوم و غیره ساخته می شوند.
این گسکت ها مزایایی مانند : قیمت پایین، انعطاف پذیری بالا، سازگاری با سیالات مختلف و نصب آسان دارند.
اما این گسکت ها معایبی مانند : عدم مقاومت در برابر دما و فشار بالا، عدم مقاومت در برابر خوردگی و سایش و عدم تراکم پذیری کافی دارند.
برای مثال، گسکت های لاستیکی برای سیالات سرد و کم فشار مناسب هستند، اما برای سیالات گرم و فشار بالا مناسب نیستند.

گسکت های فلزی :

این نوع گسکت ها از مواد فلزی مانند مس، فولاد، آلومینیوم و غیره ساخته می شوند.
این گسکت ها مزایایی مانند : مقاومت در برابر دما و فشار بالا، مقاومت در برابر خوردگی و سایش، تراکم پذیری بالا و هدایت حرارتی خوب دارند.
اما این گسکت ها معایبی مانند :  قیمت بالا، انعطاف پذیری پایین، عدم سازگاری با برخی سیالات و نصب دشوار دارند.
برای مثال، گسکت های مسی برای سیالات گرم و فشار بالا مناسب هستند، اما برای سیالات خورنده یا سمی مناسب نیستند.

گسکت های کامپوزیت :

این نوع گسکت ها از ترکیب مواد فلزی و غیر فلزی ساخته می شوند.
این گسکت ها مزایایی مانند : مقاومت در برابر دما و فشار بالا، انعطاف پذیری بالا، سازگاری با سیالات مختلف و تراکم پذیری بالا دارند.
اما این گسکت ها معایبی مانند : قیمت بالا، نیاز به ابزارهای خاص برای نصب و تعویض و عدم مقاومت در برابر خوردگی و سایش دارند.
برای مثال، گسکت های اسپیرال وند که از ترکیب فلز و چوب پنبه ساخته می شوند، برای سیالات گرم و فشار بالا مناسب هستند، اما برای سیالات خورنده یا سمی مناسب نیستند.

شیرآلات صنعتی چیست؟

شیرآلات صنعتی وسایلی هستند که در صنعت برای قطع، اتصال و کنترل جریان مایعات و گازها در خطوط لوله کاربرد دارند.
این شیرآلات می‌توانند به صورت دستی یا اتوماتیک عمل کنند و در برخی موارد برای جلوگیری از وقوع حوادث غیرمنتظره نیز استفاده می‌شوند. یک ولو (Valve) یا شیر با کیفیت، اجازه عبور سیالات را با حداقل مقاومت و کاهش فشار می‌دهد. از شیرآلات همچنین برای تغییر مسیر جریان، تنظیم فشار و دما استفاده می‌شود. به همین دلیل، شیرآلات یکی از اجزای اساسی در صنایع متنوع از جمله صنایع نفت و گاز هستند. اجزای اصلی یک شیرآلات شامل بدنه، درپوش یا بونت، مجرابند، یوک، کلاهک، شفت، دیسک، نشیمنگاه، تریم و عملگر می‌شوند.
شیرآلات صنعتی دارای مشخصات فنی متنوعی هستند که برای انتخاب مناسب ترین شیرآلات برای هر کاربرد خاص بسیار مهم هستند.

در زیر به برخی از اصلی‌ترین مشخصات فنی شیرآلات اشاره خواهم کرد:

1. جنس بدنه : جنس بدنه شیرآلات معمولاً از مواد متنوعی مانند فولاد، آلومینیوم، مس، چدن یا پلاستیک تولید می‌شود. انتخاب جنس مناسب بر اساس خصوصیات مایع یا گازی که در آن تاثیر می‌گذارد بسیار حائز اهمیت است.

2. نوع عملکرد : شیرآلات می‌توانند دستی یا اتوماتیک باشند. شیرآلات دستی توسط اپراتور انسانی کنترل می‌شوند، در حالی که شیرآلات اتوماتیک به صورت خودکار با توجه به پارامترهای مشخص عمل می‌کنند.

3. کاربرد : هر شیرآلات برای کاربردهای خاصی طراحی شده است. مثلاً شیرآلات مخصوص صنایع نفت و گاز، شیمیایی، آب و فاضلاب و… وجود دارد. انتخاب شیرآلات با توجه به کاربرد موردنظر بسیار مهم است.

4. اندازه (سایز) : ابعاد شیرآلات، از جمله قطر و ارتفاع، بسیار مهم هستند و باید با انتظام توزیع سیالات در سیستم مطابقت داشته باشند.

5. حرکت مکانیکی : این ویژگی به نحوه باز و بسته شدن شیرآلات اشاره دارد. ممکن است شیرآلات به صورت گردشی (دورانی)، خطی یا دیگر انواع حرکت مکانیکی عمل کنند.

6. نحوه عبور سیالات : شیرآلات می‌توانند بر اساس نحوه عبور سیالات، مانند شیرهای گیت، شیرهای کشویی، شیرهای توپی، و… دسته‌بندی شوند. هر نوع شیر برای جریان مایعات مشخصی مناسب است.

7. ضریب شیرآلات : ضریب شیرآلات (Cv یا Kv) نسبت جریان به افت فشار را نشان می‌دهد. این مقدار مهم است برای انتخاب شیرآلات مناسب با توجه به میزان جریان موردنیاز.

8. افت فشار : میزان افت فشار در طول شیرآلات نقش مهمی در کارایی و کاربری دارد. افت فشار باید در محدوده مطلوب باشد.

در انتخاب و طراحی شیرآلات صنعتی، معمولاً ترکیب مشخصات مختلف از اهمیت بسیاری برخوردار است تا به بهترین عملکرد در شرایط خاص دست یافت.

ویژگی‌های شیرآلات صنعتی متنوع و بسته به نیازهای مختلف صنایع می‌توانند متغیر باشند.

در زیر به برخی از ویژگی‌های مهم این شیرآلات اشاره خواهم کرد :

1. جنس بدنه : جنس بدنه می‌تواند از مواد مختلفی مانند استیل، چدن، آلومینیوم، مس و پلاستیک باشد. انتخاب جنس مناسب بستگی به خصوصیات مایع یا گازی دارد که از آن عبور می‌کند.

2.نوع عملکرد : شیرآلات می‌توانند دستی یا اتوماتیک باشند. شیرآلات دستی توسط اپراتور انسانی کنترل می‌شوند، در حالی که شیرآلات اتوماتیک به صورت خودکار با توجه به پارامترهای مشخص عمل می‌کنند.

3. کاربرد : هر نوع شیرآلات برای کاربردهای خاصی طراحی شده است. مثلاً شیرآلات برای صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، تصفیه آب، تولید برق و … وجود دارند.

4. اندازه (سایز) : ابعاد شیرآلات باید با ابعاد لوله‌ها و تجهیزات متناسب باشند تا به تنظیم مناسب جریان کمک کنند.

5. حرکت مکانیکی : شیرآلات ممکن است به صورت گردشی (دورانی)، خطی یا به شکل دیگری عمل کنند.

6. نحوه عبور سیالات : شیرآلات ممکن است به صورت شیرهای گیت، شیرهای کشویی، شیرهای توپی و … دسته‌بندی شوند.

7. ضریب شیرآلات : ضریب شیرآلات (Cv یا Kv) نسبت جریان به افت فشار را نشان می‌دهد و برای انتخاب شیرآلات مناسب بسیار مهم است.

8. افت فشار : میزان افت فشار در طول شیرآلات نقش مهمی در کارایی و کاربری دارد. افت فشار باید در محدوده مطلوب باشد.

 

استانداردهای شیرآلات صنعتی

نیز بسیار مهم هستند تا اطمینان حاصل شود که شیرآلات با مشخصات مناسب ساخته شده‌اند و به عنوان یک تجهیزات صنعتی قابل اعتماد عمل می‌کنند. استانداردهایی مانند API 591، API 598، ISO 52008، API 6D و BS 6755 در این زمینه به کار می‌روند. همچنین استانداردهای محلی مانند IGS و IPS نیز در کشورهای خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شیرآلات صنعتی به تنوع ویژگی‌ها و کاربردها مختلفی دارند. در ادامه، به ۱۰ نوع از پرکاربردترین شیرهای صنعتی اشاره خواهم کرد:

1. شیرهای توپی (Ball Valve) : این شیرها دارای یک کروی (توپ) دوطرفه هستند که با چرخش ۹۰ درجه به سرعت می‌توانند جریان را باز و ببندند. آن‌ها مناسب برای کنترل جریان مایعات و گازها هستند.

2. شیرهای کروی (Globe Valve) : این شیرها دارای بدنه‌ای به شکل کروی هستند و برای کنترل دقیق جریان و تنظیم فشار در سیستم‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

3. شیرهای ایمنی (Safety Valve) : این شیرها برای جلوگیری از افزایش فشار به مرز خطرناک در تجهیزات و تأسیسات مورد استفاده هستند. آن‌ها در صنایعی که با فشارهای بالا سروکار دارند بسیار اهمیت دارند.

4. شیرهای کشویی (Gate Valve) : این شیرها دارای درپوشی مستقیم برای تنظیم جریان هستند. آن‌ها برای قطع یا باز کردن جریان به صورت کامل به کار می‌روند.

5. شیرهای یک‌طرفه (Check Valve) : این شیرها فقط به یک جهت جریان را عبور می‌دهند و جلوگیری از برگشت جریان را انجام می‌دهند. آن‌ها برای جلوگیری از برگشت مایع یا گاز به سیستم بکار می‌روند.

6. شیرهای کنترل (Control Valve) : این شیرها به کنترل دقیق جریان، فشار، و دما در سیستم‌های صنعتی اختصاص دارند. آن‌ها معمولاً با الکتروپنوماتیک یا هیدرولیک کنترل می‌شوند.

7. شیرهای سوزنی (Needle Valve) : این شیرها دارای سوزن بلند و نازک هستند که به کنترل دقیق جریان یا فشار در سیستم‌های با فشار بالا و دقت بالا اختصاص دارند.

8. شیرهای تنفسی (Breather Valve) : این شیرها برای انجام تعادل فشار در مخازن و تجهیزات در مقابل تغییرات دما و فشار بیرونی به کار می‌روند.

9. شیرهای مخروطی (Plug Valve) : این شیرها دارای یک دیسک یا مخروط بلند هستند که به سرعت می‌توانند جریان را باز و بسته کنند. آن‌ها برای مواردی مانند گاز و سیالات سمی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

10. شیرهای دیافراگمی (Diaphragm Valve) : این شیرها دارای دیافراگم هستند که با تغییر شکل دیافراگم، جریان را کنترل می‌کنند. آن‌ها برای کنترل سیالات خوراکی و سیالات حساس به تلفنی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هر نوع شیرآلات صنعتی مشخصات و کاربردهای خاصی دارد و انتخاب آن‌ها باید با توجه به نیاز و شرایط خاص هر سیستم صورت گیرد.
کارایی شیرآلات صنعتی در سیستم‌ها و تجهیزات صنعتی بسیار مهم است و وابسته به نوع شیرآلات، مشخصات فنی، و نوع عملگری که برای کنترل آنها استفاده می‌شود، متغیر است.

در زیر به برخی عوامل مهم که تأثیرگذار بر کارایی شیرآلات صنعتی هستند، اشاره می‌کنم :

1. نوع و نحوه عملکرد شیرآلات : شیرها برای ماموریت‌های مختلف طراحی شده‌اند. برخی برای قطع و وصل جریان به کار می‌روند (مانند شیرهای توپی)، برخی برای تنظیم جریان (مانند شیرهای کنترل) و برخی برای جلوگیری از برگشت جریان (مانند شیرهای یک‌طرفه). انتخاب نوع شیر متناسب با نیاز کاربری حائز اهمیت است.

2. مشخصات فنی شیرآلات: مشخصاتی مانند سایز، ضریب شیرآلات (Cv یا Kv)، جنس بدنه، و مشخصات فشار و دما بسیار حائز اهمیت هستند. انتخاب شیرآلات با مشخصات صحیح و متناسب با شرایط محیطی و کاربری موجب افزایش کارایی می‌شود.

3. عملگرهای شیرآلات : عملگرها (اکچویتورها) برای باز و بسته کردن شیرآلات به کار می‌روند. نوع عملگر (الکتریکی، پنوماتیکی، هیدرولیکی، سلنوئیدی و غیره) تأثیر زیادی بر کارایی شیرآلات دارد.

4.تنظیمات و کنترل : برخی شیرآلات نیاز به تنظیم دقیق جریان دارند. این تنظیمات می‌توانند به صورت دستی یا اتوماتیک انجام شوند. عملگرهای کنترلی و کنترل‌های اتوماتیک تأثیر زیادی بر کارایی دقیق و پایدار شیرآلات دارند.

5. مواد سیال : نوع مایع یا گازی که از طریق شیرآلات عبور می‌کند نیز تأثیرگذار بر کارایی شیرهاست. خصوصیات مایع از جمله دما، فشار، و خواص شیمیایی بسیار مهم هستند.

6. محیط اطراف : شرایط محیط اطراف شیرآلات نیز باید در نظر گرفته شود. مثلاً دما، رطوبت، شرایط آب و هوا، و شرایط محیطی متغیر دیگر.

7. تعویض و نگهداری: تعویض و نگهداری منظم شیرآلات برای حفظ کارایی و عمر مفید آنها بسیار مهم است.

کارایی شیرآلات صنعتی به عنوان یک قسمت حیاتی از تجهیزات صنعتی و سیستم‌ها، مستلزم توجه به تمامی این شیرآلات صنعتی بر اساس مکانیزم کارکرد به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند، که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارند. این دسته‌بندی‌ها به تعیین نوع مناسب شیرآلات برای موارد مختلف در صنایع کمک می‌کنند. در ادامه به دو دسته از این شیرآلات بر اساس مکانیزم کارکرد اشاره می‌کنم:

1. شیرآلات پروانه‌ای (Butterfly Valves) :

– عملکرد : شیرآلات پروانه‌ای به وسیله یک پروانه یا دیسک گرد کار می‌کنند. این دیسک به صورت مستقیم در مسیر جریان سیال قرار دارد و با دوران پروانه، جریان را باز و بسته می‌کند.
– کاربردها : این نوع شیرآلات برای کنترل جریان سیالات به صورت سریع و باز و بسته کردن سریع مناسب هستند. از آنها در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، و تأسیسات ساختمانی استفاده می‌شود.

2. شیرآلات یک‌طرفه (Check Valves) :

– عملکرد : شیرآلات یک‌طرفه به جلوگیری از برگشت جریان سیال در خطوط لوله کمک می‌کنند. آنها اجازه عبور جریان در یک جهت و جلوگیری از عبور آن در جهت معکوس را می‌دهند.
– کاربردها : این نوع شیرآلات برای جلوگیری از برگشت جریان در خطوط لوله مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثلاً در سیستم‌های پمپاژ، تجهیزات حرارتی و سیستم‌های تخلیه فاضلاب از آنها استفاده می‌شود.

همچنین در ادامه دسته‌بندی‌های دیگری بر اساس مکانیزم کارکرد دیگر نیز وجود دارند که می‌توانند بر اساس نیاز و شرایط خاص مورد استفاده قرار گیرند.
عوامل می‌باشد تا به اهداف مورد نظر خدمت کنند.
شیرآلات کشویی یا دروازه‌ای، شیرآلاتی هستند که برای کنترل جریان سیال در خطوط لوله بلند و بزرگ استفاده می‌شوند. این نوع شیرآلات به وسیله یک دروازه یا کشویی عمل می‌کنند که با باز و بسته کردن آن، جریان سیال را کنترل می‌کنند.

ویژگی‌های این نوع شیرآلات عبارتند از :

1.افت فشار کم : شیرآلات کشویی دارای افت فشار کمی هستند، به عبارت دیگر، هنگامی که کاملاً باز هستند، افت فشار در سیال بسیار کم است. این ویژگی می‌تواند در سیستم‌هایی که نیاز به حفظ فشار سیال دارند، مزیت باشد.

2. باز و بسته کردن کامل : یکی از ویژگی‌های اصلی شیرآلات کشویی این است که می‌توانند جریان سیال را به طور کامل ببندند یا باز کنند. این ویژگی مخصوصاً در مواردی که نیاز به قطع کامل جریان دارید، حائز اهمیت است.

3. ارتفاع بزرگ : شیرآلات کشویی دارای ارتفاع بزرگی هستند که در نصب و دسترسی به آنها نیاز به فضای مناسب دارد.

4.مصرف انرژی کمتر : به دلیل افت فشار کم، شیرآلات کشویی معمولاً از مصرف انرژی کمتری برخوردارند و در برخی از موارد به مدیریت فشار و جریان کمک می‌کنند.

5.استفاده گسترده : این نوع شیرآلات در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع آب و فاضلاب، تولید برق، و بسیاری از بخش‌های صنعتی دیگر استفاده می‌شوند.

شیرآلات کشویی یا دروازه‌ای به دلیل ویژگی‌های خود برای مواردی که نیاز به کنترل دقیق جریان و قطع کامل آن وجود دارد، انتخاب مناسبی هستند.
شیرآلات بشقابی (Check Valves) یک نوع شیرآلات صنعتی هستند که برای جلوگیری از برگشت جریان سیال در خطوط لوله مورد استفاده قرار می‌گیرند. ویژگی اصلی این شیرآلات، توانایی جلوگیری از جریان سیال به سمت معکوس در یک خط لوله است.

شیرآلات بشقابی به صورت افقی طراحی شده‌اند و معمولاً دارای یک مسیر جریان شکل حرف “S” هستند. وقتی که فشار سیال در جهت درست (از پایین به بالا) اعمال می‌شود، شیر باز می‌شود و جریان به طور آزاد ادامه پیدا می‌کند. اما هنگامی که فشار به سمت معکوس (از بالا به پایین) اعمال می‌شود، شیر بسته می‌شود و جلوگیری از برگشت جریان ایجاد می‌کند.

انواع شیرآلات بشقابی شامل سیر زاویه‌ای، شیر سوزنی و شیر تایپ Y می‌شوند :

1.سیر زاویه‌ای (Swing Check Valve) : در این نوع شیرآلات، مسیر جریان به صورت یک سیر (سهم) از پایین به بالا است. وقتی فشار در جهت درست اعمال می‌شود، سیر از بالا به پایین می‌آید و جریان را ادامه می‌دهد. اما در صورت فشار معکوس، سیر به بالا می‌رود و جریان را مسدود می‌کند.

2. شیر سوزنی (Lift Check Valve) : این نوع شیرآلات دارای یک سوزن عمودی هستند. هنگامی که فشار در جهت درست اعمال می‌شود، سوزن بالا می‌رود و جریان را ادامه می‌دهد. اما در صورت فشار معکوس، سوزن به پایین می‌آید و جریان را مسدود می‌کند.

3. شیر تایپ Y (Y-Type Check Valve) : این نوع شیرآلات شبیه به سیر زاویه‌ای هستند، اما دارای یک شعاع تایپ Y هستند. این طراحی به بهبود عملکرد و کاهش افت فشار کمک می‌کند.

شیرآلات بشقابی معمولاً در سیستم‌هایی که نیاز به جلوگیری از برگشت جریان سیال دارند، از جمله خطوط فاضلاب، خطوط گاز، و سیستم‌های تهویه و تبرید، استفاده می‌شوند.

شیرآلات مخروطی یا سماوری (Plug Valves) از انواع شیرآلات صنعتی هستند که برای قطع و وصل کامل جریان سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شیرآلات معمولاً ارتفاع کمی دارند و دارای یک سیت که به صورت مخروطی طراحی شده است می‌باشند. ویژگی اصلی این سیت مخروطی است که به وسیله دوران به سرعت می‌توان جریان را باز و بسته کرد.

مزیت‌های شیرآلات مخروطی عبارتند از:

1. باز و بسته کردن سریع : به دلیل طراحی مخروطی سیت، این شیرها به سرعت می‌توانند جریان را قطع یا وصل کنند.

2. سازگاری با مواد مختلف : شیرآلات مخروطی می‌توانند با مختلف مواد مایع کار کنند و تا حدودی مقاوم به نوسانات فشار و دما باشند.

3.قیمت مناسب : این نوع شیرآلات معمولاً قیمت مناسبی دارند و به صورت گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

4. کم افت فشار : شیرهای مخروطی بسیار کم افت فشار دارند و به خوبی جریان را کنترل می‌کنند.

5. بدون نقص در ترکیبات شیمیایی : این شیرآلات به خوبی می‌توانند با مواد شیمیایی در تماس باشند و به عنوان یک انتخاب مناسب در صنایع شیمیایی مورد

شیرآلات توپی (Ball Valves)

از جمله انواع متداول شیرآلات صنعتی هستند. مکانیزم عملکرد این شیرها بر اساس استفاده از یک توپ کروی به عنوان مانع برای عبور جریان سیالات است. توپ کروی داخل شیر به دور محور خود چرخش می‌کند و می‌تواند جریان سیالات را باز و بسته کند. این شیرها به صورت ربع گرد طراحی شده‌اند، به این معنا که توپ کروی 90 درجه دوران می‌کند و مسیر جریان را کاملاً باز یا بسته می‌کند.

ویژگی‌های شیرآلات توپی شامل :

1. باز و بسته کردن سریع : شیرآلات توپی به سرعت و به صورت کاملاً باز یا بسته جریان را کنترل می‌کنند. این ویژگی آن‌ها را به عنوان یک انتخاب عالی برای کنترل جریان در سیستم‌هایی که نیاز به باز و بسته کردن سریع دارند معرفی می‌کند.

2. سازگاری با مواد مختلف : شیرآلات توپی می‌توانند با مختلف مواد مایع کار کنند و مقاوم به نوسانات فشار و دما باشند.

3.  کم افت فشار : این نوع شیرآلات دارای افت فشار کمی هستند که برای حفظ کارایی و کنترل دقیق جریان مفید است.

4.مصرف انرژی کمتر برای باز و بسته کردن : باز و بسته کردن توپ کروی نیاز به مصرف انرژی کمتری دارد.

شیرهای اطمینان (Relief Valves) به منظور ایجاد ایمنی در مواقعی که فشار سیال به حداکثر برسد یا از حداکثر بیشتر شود، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شیرآلات مقداری از سیال را به سمت خارج تخلیه می‌کنند تا فشار را کاهش دهند و از ایجاد آسیب به خطوط لوله یا تجهیزات جلوگیری کنند.

دو نوع شیرهای اطمینان وجود دارند:

1. شیرهای ایمنی (Safety Valves) : این نوع شیرها برای گازها مورد استفاده قرار می‌گیرند و به شکل تدریجی فشار را کم می‌کنند تا از ایجاد فشار اضافی در سیستم جلوگیری شود.

2. شیرهای فشار شکن (Pressure Relief Valves) : این نوع شیرها برای مایعات استفاده می‌شوند و تدریجاً فشار را کاهش می‌دهند تا از وقوع افت فشار ناگهانی در سیستم جلوگیری کنند.

شیرآلات اطمینان به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله صنایع پتروشیمی، نفت و گاز، و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا از ایمنی و عملکرد بهینه سیستم‌ها و تجهیزات مرتبط مراقبت شود.
شیرآلات تنفسی (Breather Valves) یا همان شیرهای تهویه مخازن در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. عمده وظیفه‌شان تهویه مخازن یا تجهیزاتی که شامل انواع مایعات یا گازها هستند، به منظور جلوگیری از مچاله شدن (vacuum) یا انفجار (explosion) مخزن می‌باشد. این تجهیزات به تعادل فشار داخل و خارج مخزن کمک کرده و در موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:

1. تهویه مخازن : در مخازنی که به طور متناوب با دمای محیط در تماس هستند و تغییر حجم داخلی آنها اتفاق می‌افتد، نیاز به تهویه دارند. شیرآلات تنفسی به مخزن اجازه می‌دهند تا هوای داخلی خود را تبادل کند و فشار را تنظیم کند.

2. جلوگیری از مچاله شدن : در مواقعی که مخازن خالی می‌شوند وجود شیرآلات تنفسی از ایجاد مچاله جلوگیری می‌کند. مچاله در اثر کاهش فشار وارد شده در مخزن به وجود می‌آید که می‌تواند به تجهیزات و ساختار مخزن آسیب برساند.

3. جلوگیری از انفجار : در مواقعی که فشار داخلی مخزن به حداکثر برسد یا از حداکثر بیشتر شود، شیرهای تنفسی به خروج بخارها یا گازها از مخزن کمک می‌کنند تا از انفجار جلوگیری شود.

شیرآلات تنفسی در دسته‌بندی شیرآلات صنعتی بر اساس کانال جریان به دو نوع مجرای کامل و مجرای کاهنده می‌آیند:

– شیرالات با مجرای کامل (Full Bore Valves) : در این نوع شیرها، مسیر جریان به طور کامل باز است و هیچ گونه محدودیتی در مسیر جریان وجود ندارد.

– شیرالات با مجرای کاهنده (Reducing Bore Valves) : این نوع شیرها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در حالت کاملاً باز نیز می‌توانند به تنظیم فشار و کنترل جریان کمک کنند.

انتخاب نوع شیرآلات تنفسی و ویژگی‌های آن به ویژگی‌های مخزن و نیازهای خاص شما بستگی دارد.

ابزار دقیق

ابزار دقیق یک زیرساخت برای سیستم کنترل و اتوماسیون است که شامل ابزارهایی نظیر فلومتر، فلوکنترلر، کنترلر فشار، پمپ، دتکتور گاز، ژنراتور، راکتور آزمایشگاهی و غیره می‌شود. این ابزارها به ما امکان می‌دهند تا پارامترهای حیاتی فیزیکی مانند دما، فشار، جریان، سطح مایعات و غیره را در فرآیندهای صنعتی با دقت بالا اندازه‌گیری، انتقال، نمایش، ثبت و کنترل کنیم.

 

ابزار دقیق به دو دسته‌ی عمده تقسیم می‌شوند :

نوع کنترل، که شامل کنترلر‌های دما، فشار، رطوبت و سطح می‌شوند، و نوع نمایش که به عنوان ایندیکاتور یا نمایشگر شناخته می‌شوند. همچنین، ابزارهای انتقال اطلاعات مقادیر به صورت سیگنال‌های استاندارد نیز وجود دارند که به نام ترانسمیتر یا منتقل‌کننده شناخته می‌شوند.

 

ابزار دقیق همچنین می‌تواند از نظر پارامتری که بر روی آن عملیات انجام می‌دهد، دسته‌بندی شود. به عنوان مثال:

 

کنترل دما :

این بخش شامل ابزارهایی مانند کنترلر دما، ترانسمیتر دما و ترمومتر می‌شود.

 

کنترل فشار:

در این دسته ابزارهای اندازه‌گیری و کنترل دقیق فشار جای دارد.

 

کنترل جریان :

ابزارهایی که جریان سیالات را اندازه می‌گیرند و کنترل می‌کنند نظیر فلومترها یا ابزارهای اندازه‌گیری جریان در این بخش قرار می‌گیرند.

 

کنترل سطح :

برای اندازه‌گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها از ابزارهایی مانند ابزارهای سطح‌سنجی استفاده می‌شود.

 

کنترل سرعت :

این بخش شامل ابزارهای اندازه‌گیری و کنترل سرعت می‌شود.

 

کنترل رطوبت :

ابزارهای اندازه‌گیری و کنترل رطوبت نیز جزء ابزارهای دقیق می‌باشند.

 

کاربرد ابزار دقیق در صنایع مرتبط

امروزه در پروژه‌های صنعتی، ابزارهای دقیق تقریباً حتی در صحبت‌های ابتدایی در مورد نیازهای فرآیندها و سیستم‌های صنعتی اهمیت زیادی دارند. صنایع مختلف از ابزارهای دقیق برای بهبود سرعت عملیات، کاهش خطا و دستیابی به نتایج بهتر استفاده می‌کنند.

 

نوع عملکرد ابزارهای دقیق :

ابزارهای دقیق به دو صورت دسته‌بندی می‌شوند. به عنوان مثال، ابزارهای کنترلی، مانند کنترلر دما، فشار و رطوبت یا سطح را کنترل می‌کنند و به کنترلر‌ها مشهورند. به همین ترتیب، ابزارهای نمایشی مقادیر مانند دما، فشار، فلو، و سطح را نمایش می‌دهند و به عنوان ایندیکاتورها یا نمایشگرها شناخته می‌شوند. همچنین، ابزارهای انتقال مقادیر به صورت سیگنال‌های استاندارد که به ترانسمیترها یا منتقل‌کننده‌ها معروف‌اند، نیز وجود دارند.

 

سمت‌های مختلف ابزار دقیق :

همچنین می‌توان از نظر پارامترهایی که این ابزارها بر روی آن‌ها عملیات انجام می‌دهند، دسته‌بندی کرد. به عنوان مثال، بخش‌های ابزار دقیق مرتبط با دما، مانند کنترلر دما، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما هستند.

 

 

ابزارهای دقیق به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند، از جمله :

 

 اندازه‌گیری و کنترل دقیق فشار

فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو

سنجش سطح یا اندازه‌گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها

سنجش سرعت یا ابزار سرعت‌سنجی

سنجش رطوبت و…

 

همچنین، می‌توان ابزارهای دقیق را از نظر پارامتری که بر روی آن‌ها عملیات انجام می‌دهند دسته‌بندی کرد.
به عنوان مثال، بخش‌های مربوط به دما شامل کنترلر دما، ترانسمیتر دما، ترمومتر یا نمایشگر دما می‌شوند.
ابزارهای اندازه‌گیری و کنترل دقیق فشار، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو، ابزار سنجش سطح یا اندازه‌گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها و ابزار سنجش سرعت می‌توانند به دیگر دسته‌بندی‌های متعلق به این زمینه اضافه شوند.

تله بخار چیست؟

تله بخار در سیستم‌های بخار هدف اصلی از استفاده از تله بخار در سیستم‌های بخار، جلوگیری از ورود آب به داخل تجهیزات مصرف کننده حرارت یا لوله‌های تقطیری است. تله بخار به بخار اجازه می‌دهد که از آن عبور کند اما آب را جدا کند. معمولاً تله بخار بعد از هر مرحله تبادل حرارت در سیستم نصب می‌شود.

وظیفه تله بخار

وظیفه اصلی تله بخار، جداسازی کندانس، هوا و دی اکسید کربن از جریان بخار در سیستم است.
زمانی که بخار حرارت خود را از دست می‌دهد و چگال می‌شود، تله بخار باید آن را به سرعت از جریان جدا کند تا جلوی وقوع پدیده ضربه قوچ گرفته شود. همچنین حضور هوا در سیستم بخار می‌تواند به تخصیص بخشی از حجم سیستم به خود انتقال دهد، که در نتیجه دمای هوا و بخار کاهش می‌یابد و باعث عدم یکنواختی در انتقال حرارت می‌شود.

در صورت حضور دی اکسید کربن، بخار می‌تواند آن را به دیواره‌های سطح انتقال حرارت منتقل کرده و عملکرد انتقال حرارت را کاهش دهد. همچنین دی اکسید کربن می‌تواند به عنوان ماده محلول در کندانس تشکیل شود و باعث خوردگی لوله‌ها و تجهیزات گردد.

محل استفاده از تله بخار

تله بخار معمولاً در مواقع زیر نصب می‌شود:

• بعد از مبدل حرارتی
• بعد از کندانسور
• در نقطه پایانی خط اصلی بخار

انواع تله بخار

تله‌های بخار از چند نوع مختلف استفاده می‌کنند، از جمله :

• تله‌های ترموستاتیکی
• تله‌های مکانیکی
• تله‌های ترمودینامیکی

تله‌های ترموستاتیکی :

این نوع از تله‌ها از تفاوت دما بین کندانس و بخار برای تشخیص استفاده می‌کنند. تله‌های فانوسی و تله‌های دوفازی از انواع معمولی تله‌های ترموستاتیکی هستند. این تله‌ها با تشخیص تفاوت دمایی شیرهای خود به صورت خودکار باز یا بسته می‌شوند و مایع را جدا می‌کنند.

تله‌های مکانیکی :

تله‌های بخار مکانیکی از تفاوت چگالی بین کندانس و بخار برای تغییر موقعیت المان‌هایشان استفاده می‌کنند. این نوع تله‌ها معمولاً در دماهای نزدیک به دمای اشباع بخار عمل می‌کنند. تله‌های مکانیکی شامل تله‌های توپی شناور، تله‌های شناور و اهرم، تله‌های سطل وارونه و سطل باز هستند.

تله‌های ترمودینامیکی :

تله‌های ترمودینامیکی از اختلاف انرژی سینتیکی (سرعت) بین کندانس و بخار برای کنترل شیرها استفاده می‌کنند.
تله‌های دیسکی معمولی‌ترین نمونه‌های این نوع تله‌ها هستند.

 

عدم استفاده از تله بخار

عدم استفاده از تله بخار می‌تواند منجر به وقوع پدیده ضربه قوچ شود. زمانی که بخار با سرعت بالا حرکت می‌کند و روی کندانس حرکت می‌کند، این موضوع می‌تواند به وقوع پدیده ضربه قوچ منجر شود. برای پیشگیری از این مشکل، استفاده از تله‌های ترمودینامیکی یا تله‌های سطل وارونه توصیه می‌شود و یا راستای لوله‌کشی تغییر داده شود.

ورق مونل 400 چیست؟

ورق مونل 400 در بازار به نام آلیاژ مونل 400 نیز شناخته می‌شود.
آلیاژهای مونل 400 به دلیل دارا بودن مس در محیط‌های اکسنده مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهند. فولاد مونل 400 به راحتی و طی مراحل معمول، ساخت و تولید می‌شوند. ورق مونل 400 دارای استانداردهای جهانی B 127 از انجمن  ASTM،SB 127 از سازمان ASME،4544 از  AMS وQQ-N-281  از Federal است.

ترکیبات شیمیایی آلیاژ مونل شامل : 0.70-0.63 درصد نیکل، 0.34-0.28 درصد مس، 0.3 درصد کربن، 0.2 درصد منگنز، 2.50 درصد آهن، 0.024 درصد سولفور و 0.5 درصد سیلیسیم است.

ویژگی های مونل

مونل یک آلیاژ تک فازی ست زیرا نیکل و مس می توانند به هر نسبتی در یکدیگر حل شوند.
در مقایسه با فولاد انجام عملیات ماشین کاری روی مونل دشوارتر از فولاد است.
برای ماشیکاری روی مونل باید سرعت کم چرخانده شود و نرخ پیشروی نیز کم باشد.

مونل در برابر خوردگی و اسیدها مقاوم است و برخی از انواع آن می تواند در برابر آتش ناشی از اکسیژن خالص نیز مقاومت کند.

از مونل عموما در مواردی که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی باشد استفاده می شود. مونل از فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل گرانتر است.

چگالی آلیاژ مونل 400 برابر با 8.8 گرم بر سانتیمتر مکعب است.
محدوده ذوب آن بین 1350 تا 1300 درجه سانتیگراد بوده و سختی آن 65 راکول B ست. مونل 400 این توانایی را دارد تا چقرمگی خود را در محدوده ی دمایی قابل توجهی حفظ کند.

آلیاژ مونل 400 در دماهای زیر صفر نیز خواص مکانیکی بسیار خوبی از خود نشان میدهد.
در دمای زیر سفر استحکام و سختی آن افزایش می یابد و شکل پذیری یا مقاومت ضربه آن نیز مقداری کم می شود.
آلیاژ مونل 400 حتی زمانی که به وسیله ی هیدروژن مایع خنک می شود نیز دچار تردی و شکنندگی نمی شود.
این یکی از تفاوت های عمده ی آلیاژ مونل با مواد آهنی ست که با کاهش دما هر چند استحکام آن ها بیشتر می شود اما شکننده تر نیز می شوند.

مشخصات آلیاژ مونل به وسیله استانداردهای زیر تعریف می شود :

استاندارد ISO 6208 برای ورق، پلیت و تسمه

استاندارد ISO 9723 برای میله

استاندارد ISO 9724 برای سیم

استاندارد ISO 9725 برای فورجینگ

استاندارد DIN 17751 برای لوله و تیوب

مونل 400

مونل 400 از استحکام و مقاومت بالایی در محیط های اسیدی و قلیایی برخودار است و به طور خاص برای شرایط احیا بسیار مناسب است. همچنین از شکل پذیری و هدایت گرمایی خوبی نیز برخوردار است.
از مونل 400 عمدتا درصنایع دریایی، شیمیایی و فرایندهای هیدروکربنی، مبدلهای حرارتی، شیرها و پمپ ها استفاده می شود.

مونل 400 توسط استانداردهای زیر پوشش داده می شود :

BS 3075

3076 NA 13

DTD 204B

ASTM B164