در دنیای سیستم های کنترل سیال ، دریچه ها نقش مهمی در مدیریت جریان مایعات و گازها از طریق خطوط لوله و تجهیزات دارند. در میان انواع مختلف دریچه های موجود ، دریچه های 2 طرفه و 3 طرفه اجزای اساسی هستند که در کاربردهای صنعتی ، سیستم های HVAC و کنترل فرآیند اهداف مختلفی را ارائه می دهند. درک تفاوت بین این دو نوع دریچه برای مهندسان ، تکنسین ها و هر کسی که در طراحی یا نگهداری سیستم درگیر است ، ضروری است.
یک شیر 2 طرفه ، همانطور که از نام آن پیداست ، دارای دو درگاه است: یک ورودی و یک خروجی. این شیر بر اساس یک اصل ساده اجازه یا جلوگیری از جریان در یک مسیر جریان واحد عمل می کند. هنگامی که دریچه باز است ، مایعات می توانند از ورودی به خروجی جریان داشته باشند و هنگام بسته شدن ، جریان کاملاً متوقف شود.
عملکرد اصلی یک شیر 2 طرفه کنترل جریان در طول یک مسیر واحد است. این دریچه ها به گونه ای طراحی شده اند که اجازه عبور و مرور مایعات را دارند و آنها را برای برنامه های روشن/خاموش ایده آل می کنند. مکانیسم داخلی به طور معمول از یک عنصر متحرک مانند توپ ، دروازه ، کره زمین یا دیسک پروانه ای تشکیل شده است که مسیر جریان را مانع یا پاک می کند.
دریچه های 2 طرفه معمولاً در برنامه هایی که کنترل جریان ساده لازم است یافت می شود. آنها در شرایطی که شما نیاز به شروع یا متوقف کردن جریان یک رسانه بدون تغییر مسیر آن به مسیرهای جایگزین دارید ، برتری دارند. سادگی در طراحی آنها باعث می شود که آنها برای عملکردهای کنترل اساسی مقرون به صرفه و قابل اعتماد باشند.
در سیستم های HVAC ، از دریچه های 2 طرفه غالباً برای کنترل جریان آب سرد شده یا آب گرم به کویل های گرمایش و سرمایش استفاده می شود. آنها با تنظیم میزان آب تهویه شده از طریق سیستم ، به حفظ کنترل دما کمک می کنند. در فرآیندهای صنعتی ، این دریچه ها به عنوان دریچه های انزوا عمل می کنند و به پرسنل تعمیر و نگهداری اجازه می دهند تا جریان را به تجهیزات خاص یا بخش هایی از خط لوله برای سرویس دهی خاموش کنند.
امکانات تصفیه آب از دریچه های 2 طرفه برای کنترل جریان مواد شیمیایی و آب تصفیه شده در مراحل مختلف فرآیند تصفیه استفاده می کند. به طور مشابه ، در سیستم های حفاظت از آتش ، این دریچه ها به عنوان نقاط کنترل سیستم های آبپاش و منابع اضطراری آب عمل می کنند.
یک دریچه 3 طرفه دارای سه پورت است و قابلیت کنترل جریان پیچیده تری نسبت به همتای 2 طرفه خود دارد. این دریچه ها می توانند دو عملکرد اصلی را انجام دهند: مخلوط کردن جریان از دو منبع مختلف به یک خروجی یا منحرف کردن یک جریان ورودی واحد به دو مسیر خروجی جداگانه.
تطبیق پذیری دریچه های 3 طرفه در توانایی آنها در رسیدگی به مسیرهای مختلف جریان به طور همزمان نهفته است. بسته به موقعیت دریچه ، می تواند دو جریان ورودی را در یک جریان خروجی ترکیب کند یا یک جریان ورودی را به دو جهت جداگانه تقسیم کند. این عملکرد باعث می شود آنها در برنامه هایی که نیاز به توزیع جریان یا اختلاط دارند ، بسیار ارزشمند باشد.
مکانیسم داخلی یک دریچه 3 طرفه به طور معمول شامل یک عنصر چرخان یا یک پلاگین متحرک است که می تواند مسیرهای جریان متفاوتی را بین سه پورت ایجاد کند. موقعیت دریچه تعیین می کند که پورت ها به هم وصل شده و کدام یک جدا شده اند و امکان کنترل دقیق بر جهت و توزیع جریان را فراهم می کند.
در سیستم های HVAC ، دریچه های 3 طرفه برای کنترل دما در برنامه های گرمایشی و سرمایش ضروری هستند. آنها می توانند آب گرم و سرد را برای دستیابی به دمای مورد نظر برای سیستم های کنترل آب و هوا مخلوط کنند. به عنوان مثال ، در یک سیستم گرمایش ، یک شیر 3 طرفه ممکن است آب گرم را از یک دیگ بخار با آب برگشتی خنک تر مخلوط کند تا سطح دمای بهینه حفظ شود.
فرآیندهای صنعتی از دریچه های 3 طرفه در برنامه های کاربردی که نیاز به انحراف جریان یا اختلاط دارند ، بهره مند می شوند. در پردازش شیمیایی ، این دریچه ها می توانند جریان های فرآیند را به مراحل مختلف درمانی هدایت کنند یا مواد شیمیایی مختلف را به نسبت دقیق مخلوط کنند. آنها همچنین در سیستم های هیدرولیکی که در آن جریان باید به محرک ها یا مؤلفه های مختلف هدایت شود ، متداول هستند.
تفاوت عملیاتی اساسی بین دریچه های 2 طرفه و 3 طرفه در قابلیت های کنترل جریان آنها نهفته است. یک شیر 2 طرفه به صورت باینری کار می کند-یا باز یا بسته است ، اجازه می دهد یا از جریان در یک مسیر واحد جلوگیری یا جلوگیری می کند. این باعث می شود آنها برای برنامه های کنترل روشن/خاموش ساده مناسب باشند.
در مقابل ، دریچه های 3 طرفه قابلیت کنترل متناسب را ارائه می دهند. آنها می توانند به تدریج توزیع جریان بین مسیرهای مختلف را تنظیم کنند ، و آنها را برای برنامه هایی که نیاز به اختلاط دقیق جریان یا منحرف دارند ، ایده آل می کند. توانایی حفظ جریان ثابت در حالی که متفاوت بودن توزیع بین رسانه ها یک مزیت اصلی دریچه های 3 طرفه است.
از دیدگاه ساخت و ساز ، دریچه های 2 طرفه به طور کلی ساده تر و جمع و جور تر از دریچه های 3 طرفه هستند. پورت اضافی و مکانیسم های داخلی پیچیده تر مورد نیاز برای دریچه های 3 طرفه منجر به طرح های بزرگتر و پیچیده تر می شوند. این پیچیدگی اغلب به هزینه های بالاتر تولید و نیازهای بالقوه نگهداری بیشتر ترجمه می شود.
الزامات محرک نیز بین دو نوع شیر متفاوت است. در حالی که دریچه های 2 طرفه به طور معمول نیاز به حرکت خطی یا چرخشی ساده برای کار دارند ، دریچه های 3 طرفه ممکن است برای دستیابی به موقعیت دقیق برای کنترل جریان به سیستم های فعال سازی پیشرفته تری نیاز داشته باشند.
هنگام انتخاب بین دریچه های 2 و 3 طرفه ، باید چندین عامل عملکرد در نظر گرفته شود. ویژگی های جریان ، افت فشار و زمان پاسخ همه نقش های مهمی در عملکرد سیستم دارند.
دریچه های 2 طرفه به طور کلی ویژگی های جریان بهتری را با افت فشار کم در هنگام باز کردن ارائه می دهند ، زیرا مسیر جریان به طور معمول مستقیم تر است. با این حال ، آنها ممکن است باعث بی ثباتی جریان در سیستم هایی شوند که وقفه ناگهانی جریان مشکل ساز باشد.
دریچه های 3 طرفه ، در حالی که به طور بالقوه به دلیل هندسه داخلی پیچیده تر ، افت فشار بیشتری را معرفی می کنند ، با حفظ جریان مداوم حتی در هنگام هدایت یا مخلوط کردن جریان ، ثبات سیستم برتر را ارائه می دهند.
ملاحظات اقتصادی و نگهداری
اختلاف هزینه اولیه بین دریچه های 2 طرفه و 3 طرفه می تواند قابل توجه باشد ، در حالی که دریچه های 3 طرفه معمولاً به دلیل افزایش پیچیدگی آنها ، قیمت های بالاتر را فرماندهی می کنند. با این حال ، کل هزینه مالکیت باید عوامل فراتر از قیمت خرید اولیه را در نظر بگیرد.
در برخی از برنامه ها ، یک دریچه 3 طرفه واحد می تواند چندین دریچه 2 طرفه را جایگزین کند ، که به طور بالقوه هزینه های کلی سیستم ، پیچیدگی نصب و نیازهای نگهداری را کاهش می دهد. امکان انجام عملکردهای اختلاط یا منحرف کردن با یک شیر به جای چند مؤلفه می تواند سرمایه گذاری اولیه بالاتر را توجیه کند.
