هنگامی که نمودار مدار هیدرولیک یا ترسیم جریان فرآیند را باز می کنید، نمادهای دریچه گاز به صورت اشکال هندسی ساده ظاهر می شوند. اما این خطوط و زوایا حاوی اطلاعات مهمی در مورد چگونگی جریان سیال، نحوه پاسخگویی سیستم ها به تغییرات بار و محل مخاطرات ایمنی هستند. یک علامت اشتباه میتواند به معنای تفاوت بین ماشینی باشد که بارهای سنگین را به آرامی بلند میکند و ماشینی که به طور فاجعهآمیزی آنها را رها میکند.
Kritická poznámka k dizajnu: Potlačenie tlaku
دو جهان: سیستم های استاندارد ISO 1219 و ANSI/ISA-5.1
اولین چالش در خواندن نمادهای سوپاپ دریچه گاز، تشخیص این موضوع است که دو زبان نمادین کاملاً متفاوت بر عملکرد صنعتی غالب هستند. استانداردهای ISO 1219 سیستم های قدرت سیال (هیدرولیک و پنوماتیک) را کنترل می کنند، در حالی که استانداردهای ANSI/ISA-5.1 بر ابزار دقیق و کنترل فرآیند حاکم است. اینها فقط سبک های مختلف طراحی نیستند. آنها نشان دهنده فلسفه های مهندسی مختلف در مورد اینکه چه اطلاعاتی بیشتر از همه مهم است.
ISO 1219از یک رویکرد انتزاعی عملکردی پیروی می کند. این استاندارد که در حال حاضر در ISO 1219-1:2012 قرار دارد، از اصول اولیه هندسی مانند مربع ها، دایره ها و خطوط برای نشان دادن توابع جزء به جای اشکال فیزیکی استفاده می کند. دریچه گاز در نماد ISO شبیه بدنه سوپاپ واقعی نیست. در عوض، آن را به عنوان یک انقباض در مسیر جریان نشان می دهد، که به طور مستقیم نقش خود را به عنوان یک عنصر محدود کننده جریان نشان می دهد. وقتی معادله حاکم را در نظر می گیریم، منطقی است: نرخ جریان Q برابر است با ضریب دبی Cd ضربدر سطح روزنه A ضربدر جذر دو برابر افت فشار تقسیم بر چگالی سیال. گذرگاه باریک نماد به صورت بصری به منطقه محدود A در فرمول نگاشت می شود.
استاندارد ملی چین GB/T 786.1-2021 ISO 1219 را با وفاداری بالا، با تأکید بر درک همگانی در سراسر موانع زبان، پذیرفته است. وقتی این نمادها را می بینید، زبانی را می خوانید که برای تجهیزات سیار، ماشین آلات ساختمانی و خطوط تولید خودکار طراحی شده است که در آن سیلندرها و موتورهای هیدرولیک غالب هستند.
ANSI/ISA-5.1مسیر متفاوتی را طی می کند نمودارهای فرآیند و ابزار دقیق (P&ID) در کارخانههای شیمیایی، پالایشگاهها و نیروگاهها از نمادهایی استفاده میکنند که هویت تجهیزات را حفظ میکنند. نماد استاندارد پاپیون برای شیرها اتصال فیزیکی فلنج ها به لوله ها را تقلید می کند. دریچه دریچه گاز در این زمینه اغلب به عنوان نماد سوپاپ کره ای ظاهر می شود (پاپیون با یک نقطه ثابت در مرکز) یا دارای علامت های محرک خاصی است که آن را به عنوان یک شیر کنترل شناسایی می کند. تاکید از "آنچه با سیال چه می کند" به "این چه نوع تجهیزاتی است" و "چگونه فعال می شود" تغییر می کند.
| جنبه | ISO 1219 (قدرت سیال) | ANSI/ISA-5.1 (کنترل فرآیند) |
|---|---|---|
| کاربرد اولیه | سیستم های هیدرولیک، اتوماسیون پنوماتیک، ماشین آلات سیار | فرآوری شیمیایی، پالایشگاه ها، تصفیه آب، نیروگاه ها |
| فلسفه طراحی | انتزاع عملکردی | هویت تجهیزات و حلقه های ابزار دقیق |
| شکل پایه شیر | مربع یا مستطیل | پاپیون (دو مثلث متضاد) |
| نمایندگی دریچه گاز | مسیر جریان باریک با خطوط زاویه | بدنه شیر گلوب یا مجموعه شیر کنترلی |
| معنی خط | جامد = سیال کار، بریده بریده = کنترل خلبان | جامد = لوله کشی فرآیند، خط تیره = خطوط سیگنال |
اختلاط این استانداردها در یک نقاشی باعث ایجاد سردرگمی می شود. شماتیک واحد قدرت هیدرولیک باید کاملاً از ISO 1219 پیروی کند. نمودار جریان فرآیند در سراسر کارخانه که به یک سیستم کنترل توزیع شده متصل می شود باید از ISA 5.1 استفاده کند. هنگامی که باید کنترل هیدرولیک دقیق را روی یک P&ID نشان دهید، افسانه ترسیم باید به صراحت اعلام کند که کدام قرارداد برای کدام بخش اعمال می شود.
رمزگشایی نمادهای دریچه گاز ISO 1219
نماد سوپاپ دریچه گاز ISO با یک عنصر محدودیت اولیه شروع می شود. دو خط زاویه دار به سمت داخل مسیر جریان را فشرده می کنند و یک باریک شدن بصری ایجاد می کنند که مستقیماً سطح مقطع کاهش یافته را نشان می دهد که در آن سیال شتاب می گیرد. این هندسه دلخواه نیست. وقتی سیال از این انقباض عبور می کند، اصل برنولی به ما می گوید که سرعت افزایش می یابد و فشار کاهش می یابد. نرخ جریان تابعی از ناحیه دهانه و اختلاف فشار در سراسر آن است.
یک فلش مورب که از بدنه سوپاپ عبور می کند قابلیت تنظیم را اضافه می کند. بدون این پیکان، شما به یک روزنه ثابت نگاه می کنید که معمولاً برای میرایی در مدارهای پیلوت یا به عنوان بافر در اتصالات گیج فشار برای جلوگیری از بال زدن سوزن استفاده می شود. فلش مورب به این معنی است که دوک شیر می تواند حرکت کند و منطقه جریان موثر را تغییر دهد. این مربوط به سوپاپ های سوزنی یا کارتریج های دریچه گاز تنظیم شده به صورت دستی در سخت افزار واقعی است.
شما باید این فلش تنظیم را از فلش های جریان جهت تشخیص دهید. فلش مورب از خود نماد مؤلفه عبور می کند و تغییر وضعیت را نشان می دهد. فلشهای جهت جریان در انتهای خطوط ظاهر میشوند و نشان میدهند که سیال به کدام سمت حرکت میکند. گیج کردن اینها یک اشتباه رایج در میان تکنسین هایی است که تازه وارد طرح واره های هیدرولیک شده اند.
وابستگی ویسکوزیته: منحنی ها در مقابل زاویه ها
یک جزئیات ظریف اما مهم در نمادهای ISO 1219 شکل خطوط محدودیت است. این به طور مستقیم به عدد رینولدز و رژیم جریان مربوط می شود.
- خطوط منحنی (شکل پرانتز):هنگامی که نماد دریچه گاز از خطوط منحنی صاف استفاده می کند، رفتار وابسته به ویسکوزیته را نشان می دهد. این نشان دهنده یک گذرگاه طولانی و باریک است که در آن جریان آرام غالب است. قانون Hagen-Poiseuille اعمال می شود: سرعت جریان به طور معکوس به ویسکوزیته دینامیکی سیال بستگی دارد. همانطور که روغن هیدرولیک در حین کار گرم می شود، ویسکوزیته کاهش می یابد و جریان از طریق این شیر به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. با گرم شدن سیستم، محرک شما سرعت بیشتری میگیرد.
- زوایای تیز (شکل شورون):Налягане в системата/веригата
این تمایز برای کاربردهای کنترل سرعت دقیق که در آن پایداری حرارتی حیاتی است، اهمیت زیادی دارد. بسیاری از کتابخانههای عمومی نماد CAD این تفاوت ظریف را نادیده میگیرند، که منجر به طراحیهایی میشود که در ارتباط با استراتژی جبران حرارتی طراح شکست میخورند. شماتیک های هیدرولیک حرفه ای باید این تمایز را به شدت حفظ کنند.
حاشیه نویسی روش فعال سازی
نمادهای ISO نحوه تنظیم سوپاپ دریچه گاز را با اضافه کردن نمادها به مستطیل اصلی نشان می دهند. یک چرخ دستی به عنوان یک خط کوتاه عمودی یا نماد چرخ در انتهای فلش تنظیم ظاهر می شود. مکانیسمهای برگشت فنر به صورت خطوط زیگزاگی دندانهای در یک طرف بدنه شیر نشان میدهند که نشان میدهد با حذف نیروی خارجی، دوک به موقعیت پیشفرض باز میگردد. دنبالههای غلتکی یا بادامکی به صورت دایرههایی ظاهر میشوند که یک خط را لمس میکنند، که نشاندهنده دریچه گازهای وابسته به سفر هستند که موقعیت مکانیکی باعث باز شدن سوپاپ میشود (معمول در سیستمهای تغذیه ابزار ماشین برای توالیهای کاهش سرعت خودکار).
برای کنترل الکترونیکی متناسب، نماد الکترومغناطیس استاندارد یک فلش اضافی به دست میآورد یا فلشهایی را روی مستطیل برقی و بدنه شیر نشان میدهد. این نشاندهنده پاسخ متناسب است که در آن جریان سیمپیچ موقعیت سوپاپ را بهجای روشن و خاموش کردن ساده تعیین میکند. دریچههای حلقه بسته پیشرفته یک نماد حسگر موقعیت (معمولاً مستطیلی در مقابل آهنربای الکتریکی) اضافه میکنند که با خطوط بازخورد نقطهای متصل شده است که نشان دهنده LVDT یا سایر مبدلهای جابجایی است که دادههای موقعیت دوک را در زمان واقعی ارائه میکنند.
جبران فشار: از شیر دریچه گاز تا شیر کنترل جریان
اینجاست که خواندن نماد برای پیشبینی عملکرد سیستم حیاتی میشود. نماد پایه دریچه گاز فقط فلش تنظیم مورب را نشان می دهد. اما بسیاری از کاربردها نیاز به سرعت جریان دارند تا بدون توجه به تغییرات فشار بار ثابت بماند. سطل بیل مکانیکی که امتداد می یابد باید با همان سرعت حرکت کند، چه خالی باشد چه پر از شن. یک دریچه گاز پایه این نیاز را برآورده نمی کند زیرا سرعت جریان برابر است با ضریب تخلیه ضربدر مساحت جذر افت فشار. اگر فشار بار تغییر کند، افت فشار در سراسر دریچه گاز تغییر می کند و سرعت جریان تغییر می کند.
شیر کنترل جریان این مشکل را از طریق جبران فشار حل می کند. یک تنظیم کننده فشار دیفرانسیل به صورت سری با دریچه گاز قابل تنظیم اضافه می کند. رگولاتور فشار پایین دست را حس می کند و به طور خودکار دهانه خود را تنظیم می کند تا افت فشار ثابت را در سرتاسر سوراخ اصلی دریچه گاز حفظ کند. از آنجایی که افت فشار ثابت می ماند، جریان فقط به ناحیه روزنه تنظیم شده بستگی دارد.
نماد ISO این را با افزودن یک فلش کوچک مستقیماً روی خط جریان عبوری از بدنه شیر، علاوه بر فلش تنظیم مورب، نشان می دهد. آن فلش خط جریان نشانگر جهانی برای جبران فشار است. همچنین ممکن است شماتیک های دقیقی را مشاهده کنید که ساختار داخلی کامل را نشان می دهد: یک عنصر دریچه گاز قابل تنظیم به صورت سری با یک دریچه کاهنده فشار، که توسط یک خط پیلوت متصل شده است که فشار بار برگشتی را تغذیه می کند.
جبران دما یک لایه دیگر اضافه می کند. دریچههای کنترل جریان با کارایی بالا دارای عناصر حسگر حرارتی (نوارهای دو فلزی یا سایر دستگاههای پاسخدهنده به دما) هستند که با تغییر ویسکوزیته روغن با دما، به طور خودکار ناحیه دهانه را تنظیم میکنند. نمادها ممکن است علامت دماسنج را در نزدیکی پیکان تنظیم نشان دهند یا شامل نماد صریح حسگر دما باشند.
| نوع سوپاپ | ویژگی های نماد ISO | رفتار فیزیکی | برنامه های کاربردی معمولی |
|---|---|---|---|
| روزنه ثابت | فقط خطوط محدودیت، بدون فلش | جریان با فشار و دما تغییر می کند | میرایی مدار پایلوت، بافر گیج فشار |
| دریچه گاز قابل تنظیم | فلش تنظیم مورب | جریان با فشار بار و دما تغییر می کند | تنظیم سرعت ساده، کنترل با دقت پایین |
| کنترل جریان جبران شده با فشار | فلش مورب به اضافه فلش خط جریان | جریان ثابت با تغییرات بار، با دما تغییر می کند | درایوهای خوراک ماشین ابزار، نیروی محرکه وسیله نقلیه |
| فشار و دما جبران شده است | هر دو فلش به علاوه نشانگر دما | جریان بدون توجه به بار یا دما ثابت است | قالب گیری تزریقی دقیق، فعال سازی هوافضا |
دریچههای چک دریچه گاز: خواندن نمادهای ترکیبی
اکثر مدارهای هیدرولیک عملی نیاز به کنترل نامتقارن دارند. شما می خواهید که محرک به آرامی در یک جهت حرکت کند (مرکز حرکتی) اما به سرعت در جهت مخالف برگردد. این امر مستلزم ترکیب یک دریچه گاز با یک سوپاپ بازرسی است که ISO 1219 آن را شیر بازرسی یا دریچه گاز یک طرفه می نامد.
این نماد یک آرایش موازی را نشان می دهد: محدودیت دریچه گاز و شیر برگشتی در کنار هم قرار می گیرند، معمولاً در یک مستطیل چین دار یا جامد قرار می گیرند که نشان می دهد آنها در یک بدنه سوپاپ ادغام شده اند. نماد شیر چک شامل یک دایره کوچک (نماینده توپ یا پاپت) است که روی یک صندلی V شکل فشرده شده است. درک جهت جریان از طریق این نماد ترکیبی مستلزم توجه دقیق به جهت گیری شیر چک است.
فشار دادن جریان به توپ به سمت نقطه نشیمنگاه V شکل، شیر برگشت را میبندد. توپ محکم روی صندلی میبندد و جریان را در آن مسیر مسدود میکند. تمام مایع باید از محدودیت دریچه گاز مجاور عبور کند و حرکت کنترل شده و آهسته را ایجاد کند. جریانی که توپ را از روی صندلی دور می کند، شیر برگشت را باز می کند. توپ بلند می شود و جریان آزاد با حداقل مقاومت را امکان پذیر می کند. بیشتر سیال دریچه گاز را دور می زند و مسیر کم مقاومت را از طریق شیر برگشتی برای حرکت برگشت سریع طی می کند.
قانون خواندن انتقادی:جهتی که دریچه چک مسدود می شود جهت دریچه گاز است. جهتی که شیر چک باز می شود جهت جریان آزاد است. تکنسین های جدید اغلب این منطق را معکوس می کنند و فکر می کنند فلش سوپاپ جهت کنترل شده را نشان می دهد. برعکس را نشان می دهد - جهت کنترل نشده و سریع بازگشت.
بسیاری از شیرهای چک دارای فنری در پشت توپ هستند که به صورت خط زیگزاگ در نماد نشان داده شده است. این فنر فشار ترک خوردگی معمولا بین 0.5 تا 3 بار ایجاد می کند که باید قبل از باز شدن شیر بر آن غلبه کرد. این در محاسبات فشار سیستم قابل چشم پوشی نیست. این فشار ترک بر مقاومت کل سیستم می افزاید و بر تعادل نیروی محرک تأثیر می گذارد.
معماری مدار: جایی که نمادها ظاهر می شوند بیشتر از چیزی که به نظر می رسند اهمیت دارد
همان نماد شیر چک دریچه گاز که در موقعیت های مختلف در یک مدار هیدرولیک قرار می گیرد، رفتارهای سیستم کاملاً متفاوتی را ایجاد می کند. اینجاست که خواندن نماد از شناسایی ساده اجزا فراتر می رود و به تجزیه و تحلیل در سطح سیستم تبدیل می شود.
معماری کنترل متر در
هنگامی که نماد دریچه گاز در خط تغذیه منتهی به محرک ظاهر می شود، شما به کنترل کنتور در نگاه می کنید. جهت گیری شیر چک اجازه می دهد تا جریان آزاد در طول عقب نشینی (چک باز می شود) اما جریان تغذیه را از طریق دریچه گاز در طول کشش مجبور می کند. این جریان ورودی به سیلندر را محدود می کند و سرعت گسترش را کنترل می کند.
متر-این برای بارهای مقاومتی که در آن نیروی بار مخالف جهت حرکت است (مانند هل دادن یک جسم سنگین به بالا از سطح شیب دار) قابل قبول است. اما برای بیش از حد بارها به طرز فاجعه باری از کار می افتد. سیلندر هیدرولیکی را در نظر بگیرید که وزن معلق را پایین می آورد. گرانش پیستون را سریعتر از پمپ روغن به محفظه انتهای میله به پایین می کشد. محفظه گسترش دهنده خلاء ایجاد می کند و هوای محلول را از محلول بیرون می کشد. شما دچار کاویتاسیون، نویز، حرکت تند و در نهایت از دست دادن کنترل می شوید. بار فرار می کند.
نمادهای دریچه دریچه گاز باید بلافاصله این سؤال را ایجاد کنند: اگر این بار بخواهد محرک را بکشد چه اتفاقی می افتد؟ اگر پاسخ شامل فرار بالقوه باشد، مدار نیاز به طراحی مجدد دارد.
معماری کنترل متر خروجی
قرار دادن نماد سوپاپ دریچه گاز در خط برگشت، کنترل کنتور خروجی را ایجاد می کند. اکنون سوپاپ برگشت در حین امتداد باز می شود (جریان آزاد به داخل) اما در حین جمع شدن بسته می شود و روغن برگشتی را مجبور به عبور از دریچه گاز می کند. اگزوز محدود شده باعث ایجاد فشار برگشتی در محفظه جمع شدن می شود. این فشار برگشتی مانند یک ترمز هیدرولیک عمل می کند و مقاومتی را ایجاد می کند که با حرکت مخالفت می کند صرف نظر از اینکه بار فشار می آورد یا می کشد.
خروجی متر در صلبیت بار برتری دارد. حتی با وجود بارهای بیش از حد مانند وزنههای معلق یا وسایل نقلیه که از شیبها پایین میآیند، فشار برگشتی از فرار جلوگیری میکند. این سیستم سرعت کنترل شده را در هر دو جهت حرکت حفظ می کند. این توضیح میدهد که چرا تجهیزات ساختمانی و آسانسورهای صنعتی بهطور پیشفرض از تنظیمات کنتور استفاده میکنند.
اما کنتور یک خطر متفاوت را معرفی می کند: تشدید فشار. در سیلندرهای دیفرانسیل که ناحیه انتهای میله از ناحیه انتهای درپوش کوچکتر است، محدود کردن اگزوز انتهای میله در حالی که انتهای کلاهک تحت فشار قرار می گیرد، می تواند فشار انتهای میله را بسیار بیشتر از فشار منبع پمپ ایجاد کند. نسبت ضرب فشار برابر با نسبت مساحت است. نسبت مساحت 2 به 1 می تواند فشارهای انتهای میله ای را دو برابر فشار تغذیه ایجاد کند که اگزوز توسط دریچه گاز بسته مسدود شود. این می تواند شلنگ ها را ترکاند یا بشکه های سیلندر را ترک کند. خواندن مدار مستلزم محاسبه این روابط فشار است، نه فقط شناسایی نمادها.
معماری Bleed-Off Control
پیکربندی سوم، نماد سوپاپ دریچه گاز را در یک خط انشعاب که منبع تغذیه را به مخزن متصل می کند، موازی با مسیر محرک اصلی قرار می دهد. این باعث می شود بخشی از جریان پمپ خارج شود و باقیمانده به محرک برود. کنترل تخلیه بازده انرژی بهتری را ارائه می دهد زیرا پمپ فقط فشار مورد نیاز برای بار را تولید می کند، نه فشار اضافی برای غلبه بر محدودیت دریچه گاز. اما ثبات سرعت ضعیف است. هر گونه تغییر بار، نسبت تقسیم جریان را تغییر می دهد و باعث نوسانات زیادی در سرعت می شود.
| معماری | مکان نماد | مناسب بودن بار | از دست دادن انرژی | ریسک اولیه |
|---|---|---|---|---|
| متر در | خط تامین به محرک | فقط بارهای مقاومتی | زیاد (تلفات شیر تسکین دهنده) | کاویتاسیون و فرار با بارهای بیش از حد |
| متر خروجی | خط برگشت از محرک | بارهای مقاومتی و بیش از حد | بالا (افت فشار گاز) | تشدید فشار باعث خرابی قطعه می شود |
| Bleed-Off | شاخه به مخزن | برنامه های کاربردی با دقت پایین | پایین تر (بدون افت فشار دریچه گاز) | پایداری سرعت ضعیف با تغییر بار |
نمادهای ANSI/ISA-5.1 در سیستم های کنترل فرآیند
با حرکت از قدرت سیال به ابزار دقیق پردازش، زبان نماد دریچه گاز به طرز چشمگیری تغییر می کند. نمودارهای فرآیند و ابزار دقیق به کارخانههای شیمیایی، پالایشگاهها، تأسیسات دارویی و سیستمهای تصفیه آب خدمت میکنند. در اینجا، "دریچه گاز" گاهی اوقات یک اصطلاح محاوره ای برای هر دریچه ای است که در خدمات مدولاسیون جریان استفاده می شود، اما اصطلاحات استاندارد انواع شیرها را با طراحی بدنه و روش فعال سازی تمایز می دهد.
Globe Valve به عنوان دستگاه دریچه گاز:سوپاپ گلوب به عنوان نیروی کار برای سرویس دریچه گاز در سیستم های فرآیندی عمل می کند. نماد ISA 5.1 آن شکل استاندارد پاپیون (دو مثلث متضاد در نقاط خود را با یک دایره سیاه و سفید جامد در مرکز نشان می دهد). آن نقطه مرکزی نشاندهنده حرکت عمود بر جهت جریان است و از واقعیت فیزیکی یک شیر کرهای که پلاگین به صورت عمودی حرکت میکند تا به تدریج مسیر جریان را مسدود کند، تقلید میکند.
این را با نماد دریچه دروازه (پاپیون توخالی یا پاپیون با خط عمودی) مقایسه کنید که برای سرویس ایزوله روشن و خاموش استفاده می شود. تلاش برای دریچه گاز با دریچه دروازه باعث تلاطم شدید و فرسایش در دهانه های جزئی می شود. دریچه های توپی از یک دایره در مرکز پاپیون استفاده می کنند که نشان دهنده عمل بسته شدن چرخشی است. در حالی که عملکرد یک چهارم چرخش شیرهای توپی را برای جداسازی عالی می کند، شیرهای توپی استاندارد خطی بودن کنترل جریان ضعیف را ارائه می دهند. دریچه های توپ ناچ V حرکت چرخشی را برای مدولاسیون تطبیق می دهند، اما حتی این شیرها به ندرت با عملکرد سوپاپ گلوب برای دریچه گاز مداوم مطابقت دارند.
شیرهای کنترل دستی (HCV):هنگامی که یک شیر با کارکرد دستی به جای جداسازی تجهیزات، نقش مهمی در کنترل فرآیند ایفا می کند، ISA 5.1 آن را به عنوان شیر کنترل دستی طبقه بندی می کند. این نماد ممکن است یک محرک چرخ دستی را در بالای بدنه شیر نشان دهد و برچسب ابزار HCV و سپس یک عدد (مانند HCV-201) را نشان دهد. این نام به اپراتورها و کارکنان تعمیر و نگهداری سیگنال می دهد که موقعیت این شیر برای شرایط فرآیند خاص محاسبه و تنظیم شده است. در طول عملیات معمولی نباید به طور تصادفی یا کاملاً باز شود.
تمایز مهم است. یک شیر دستی معمولی ممکن است فقط یک شماره خط داشته باشد (مانند V-201). مشاهده HCV به شما می گوید که موقعیت دریچه گاز مستقیماً بر متغیرهای فرآیند مانند دمای راکتور، نسبت رفلاکس ستون یا فشار راکتور تأثیر می گذارد. آشفتگی با HCV بدون درک عواقب فرآیند می تواند باعث ایجاد آلارم، انحراف کیفیت محصول یا حوادث ایمنی شود.
روزنه محدود (RO) و روزنه جریان (FO):لولهکشی فرآیند نیز از دستگاههای دریچه گاز ثابت استفاده میکند. نماد روزنه محدودیت به صورت دو خط موازی کوتاه عمود بر خط فرآیند ظاهر می شود که گاهی با RO یا FO حاشیه نویسی می شود. برخلاف شیرهای قابل تنظیم که قبلاً مورد بحث قرار گرفت، RO یک نصب دائمی است: یک سوراخ دقیق در یک صفحه فلزی که بین فلنج های لوله قرار دارد. روزنه های محدود حداکثر جریان را در خطوط تخلیه تخلیه محدود می کنند، حداقل گردش جریان را برای پمپ های گریز از مرکز فراهم می کنند، یا افت فشار عمدی را برای الزامات فرآیند ایجاد می کنند. اندازه آنها در طول طراحی است و نمی توان بدون برداشتن و تعویض فیزیکی صفحه روزنه تنظیم کرد. خواندن این نمادها به درستی به معنای تشخیص مکان هایی است که طراح عمداً محدودیت های جریان دائمی را ایجاد کرده است.
مجموعه های شیر کنترل:شیرهای کنترل کاملاً خودکار در نمودارهای ISA نماد بدنه شیر را با نمادهای محرک و کنترلر ترکیب می کنند. یک محرک پنوماتیکی به صورت یک دیافراگم قارچی شکل بالای دریچه ظاهر می شود. یک محرک الکتریکی به عنوان نماد موتور نشان داده می شود. برچسب ابزار اغلب بسته به متغیر کنترل شده، FCV (شیر کنترل جریان)، PCV (شیر کنترل فشار)، یا LCV (شیر کنترل سطح) را می خواند.
هنگامی که نشانههای ایمن خرابی را میبینید، پیچیدگی افزایش مییابد. یک فنر نشان داده شده در نماد محرک نشان دهنده رفتار بسته شدن شکست (FC) یا باز شدن شکست (FO) است. در صورت از دست دادن هوا، فنر دریچه را به موقعیت ایمن از پیش تعیین شده هدایت می کند. خواندن صحیح این برای تجزیه و تحلیل ایمنی ضروری است. یک دریچه گاز روی خط تغذیه راکتور که در اثر هدررفت هوای دستگاه باز نمی شود، می تواند باعث واکنش فرار شود. یکی که بسته نمی شود ممکن است باعث آسیب خلاء به کشتی ها از جریان های خروج مداوم شود.
اشتباهات رایج در خواندن نمادها و نحوه اجتناب از آنها
دقت مورد نیاز در خواندن نمادهای دریچه دریچه گاز جای کمی برای فرضیات باقی می گذارد. چندین خطای تکرار شونده حتی تکنسین های با تجربه را در هنگام کار در صنایع مختلف یا جابجایی بین سیستم های استاندارد آزار می دهد.
اشتباهات کلیدی که باید مراقب باشید
- اشتباه گرفتن "دریچه گاز" خودرو با دریچه گاز هیدرولیک:در مهندسی خودرو، "دریچه گاز" به طور خاص به معنای بدنه دریچه گاز موتور است که ورودی هوا را کنترل می کند (نمادهای سوپاپ پروانه ای). یک تکنسین خودرو که شماتیک هیدرولیک را میخواند ممکن است "دریچه گاز" را ببیند و انتظار منطق کنترل الکترونیکی دریچه گاز را داشته باشد، زیرا این نماد نشان دهنده محدودیت جریان غیرفعال در انتقال سیال نیست.
- اشتباه خواندن نمادهای تک جهتی:خطرناک ترین خطا شامل معکوس کردن منطق سوپاپ های چک دریچه گاز است. تکنسین ها با دیدن فلش سوپاپ برگشت، تصور می کنند جهت کنترل شده را نشان می دهد.این رفتار واقعی مدار را معکوس می کند.فلش شیر چک جهت جریان آزاد را نشان می دهد. جهت دریچه گاز جایی است که شیر برگشت جریان را مسدود می کند و سیال را مجبور به عبور از محدودیت می کند.
- نادیده گرفتن جزئیات نمادها در کتابخانه های CAD:مهندسی مدرن به شدت به نرم افزار CAD با کتابخانه های نماد از پیش ساخته شده متکی است. متأسفانه، بسیاری از کتابخانه ها دارای نمادهایی هستند که به طور کامل با استانداردهای فعلی مطابقت ندارند. یک مشکل رایج عدم تمایز بین نمادهای دریچه گاز وابسته به ویسکوزیته (خطوط منحنی) و مستقل از ویسکوزیته (خطوط زاویه ای) است.
- درجه بندی فشار مشرف و جهت جریان:برخی از نمادها شامل اطلاعات تعبیه شده در مورد رتبه بندی فشار از طریق وزن خط یا حاشیه نویسی هستند. خواندن نادرست جهت جریان، درک شما از قرار گرفتن شیر در موقعیت کنتور ورودی یا خروجی را معکوس می کند.
بهترین روش مستلزم حفظ کتابخانههای نمادهای سفارشی است که مطابق با استانداردها را اعمال میکنند و یک برگه افسانه نماد جامع را به هر بسته طراحی اضافه میکنند. افسانه باید به صراحت بیان کند که کدام استاندارد بر کدام نوع طراحی حاکم است و نمادهای نمونه با توضیحات متنی را نشان دهد.
نیمه هادی ها و کاربردهای تخصصی
فراتر از سیستم های هیدرولیک سنتی و کارخانه های فرآیند، نمادهای دریچه گاز در زمینه های بسیار تخصصی ظاهر می شوند که در آن اصطلاحات دوباره تغییر می کنند. تجهیزات تولید نیمه هادی از جریان گاز دقیق کنترل شده برای رسوب بخار شیمیایی (CVD)، رسوب فیزیکی بخار (PVD) و فرآیندهای اچ استفاده می کند. این سیستمها از کنترلکنندههای جریان جرمی (MFC) استفاده میکنند که حسگرهای جریان، الکترونیک کنترل و دریچههای دریچه گاز را در یک ابزار ادغام میکنند.
نماد MFC در شماتیک تجهیزات اغلب به صورت یک مستطیل حاوی نماد فرستنده جریان (دایره با FT) و نماد دریچه کنترل نشان می دهد. در حالی که شیر دریچه گاز داخلی از نظر فیزیکی شبیه به سایر شیرهای سوزنی است، مهندسان MFCها را به عنوان ابزار هوشمند به جای دریچه های ساده در نظر می گیرند. تمایز مهم است: دریچه گاز MFC را به صورت دستی تنظیم نمی کنید. شما یک نقطه تنظیم را به کنترل کننده آن ارسال می کنید، که به طور خودکار شیر را برای دستیابی به نرخ جریان جرمی هدف قرار می دهد.
ابزارهای فرآیند نیمه هادی نیز بین کنترل بالادست و پایین دست تمایز قائل می شوند. یک کنترل کننده جریان جرمی بالادست جریان ثابت را بدون توجه به تغییرات فشار پایین دست حفظ می کند. یک دریچه گاز پایین دست (اغلب یک شیر پروانه ای روی اگزوز پمپ خلاء) فشار محفظه را کنترل می کند. اصطلاح "شیر دریچه گاز" در سیستم های خلاء اغلب به طور خاص به شیرهای کنترل فشار اشاره دارد تا دستگاه های کنترل جریان. زمینه معنا را تعیین می کند.
نتیجه گیری: نمادها به عنوان زبان مهندسی
نمادهای دریچه گاز به عنوان واژگان در زبان نقشه های مهندسی عمل می کنند. مانند هر زبانی، معنای دقیق به زمینه، دستور زبان (سیستم های استاندارد) و نحو (معماری مدار) بستگی دارد. یک نماد هندسی منفرد - دو خط زاویهدار که مسیر جریان را به هم میچسبانند - اطلاعاتی در مورد دینامیک سیال، استراتژی کنترل، ویژگیهای بار و حالتهای خرابی احتمالی را حمل میکند.
خواندن این نمادها به خوبی مستلزم حرکت فراتر از تشخیص الگوی ساده است. شما باید فیزیک پشت هندسه را درک کنید: چگونه معادله برنولی با شکل نماد مرتبط است، عدد رینولدز چه چیزی در مورد حساسیت ویسکوزیته به شما می گوید، و چگونه مکانیسم های جبران فشار در نماد نماد ظاهر می شوند. شما باید سیستم های استاندارد را درک کنید: چه زمانی باید انتظار انتزاع عملکردی ISO 1219 در مقابل شناسایی تجهیزات ANSI/ISA-5.1 را داشت. و شما نیاز به تفکر در سطح سیستم دارید تا تفسیر کنید که چگونه موقعیت نماد در معماری مدار تعیین می کند که آیا بار می تواند فرار کند یا فشار می تواند تا سطوح مخرب تشدید شود.
برای مهندسانی که سیستمهای جدید طراحی میکنند، نمادها باید دقیقاً قصدشان را به سازندهها، تکنسینهای راهاندازی و کارکنان تعمیر و نگهداری در سالهای آینده منتقل کنند. برای تکنسین هایی که مشکلات را عیب یابی می کنند، خواندن صحیح نمادها به معنای شناسایی این است که آیا استراتژی کنترل با ویژگی های بار مطابقت دارد یا خیر و آیا نصب واقعی شیرها از طراحی پیروی می کند یا خیر.
نماد دریچه دریچه گاز ثابت می کند که ارتباطات مهندسی موثر نه به گرافیک دقیق، بلکه به نمادهای دقیق و استاندارد شده بستگی دارد که روابط فیزیکی پیچیده را در اشکال هندسی ساده رمزگذاری می کند. درک این زبان، طرحهای اولیه را از کاغذ صرف به نقشههای راه تبدیل میکند که نشان میدهد سیستمها چگونه کار میکنند، کجا ممکن است شکست بخورند، و چگونه آنها را بهتر کنیم.






















