دیافراگم سیل
در فرآیندهایی که فشار وجود دارد انداره گیری دقیق آن اهمیت زیادی دارد. در صنعت، وسایل و تجهیزات گوناگونی برای برآورد دقیق فشار وجود دارد. تجهیزاتی که به مرور قطعاتی به آن ها اضافه شده تا از این طریق دامنه عنملکردی آن ها متنوع تر و کیفیت کاری آن ها بالاتر رود. دیافراگم سیل نیز یکی از همین قطعات جانبی بوده که مدت زمان زیادی از اضافه شدن آن نمی گذرد. زمانی که فعالیت های حساس در حال انجام باشند از دیافراگم سیل برای برآورد فشار استفاده می شود. برای استفاده از این ابزار محدودیت محیطی یا محدودیت شدید دمایی وجود ندارد. در این مقاله می خواهیم به طور کامل به بحث چیستی دیافراگم سیل، مدل های آن و قیمت دیافراگم سیل بپردازیم.
دیافراگم سیل
از دیافراگم سیل که با نام های سیل شیمیایی یا سیل از راه دور(Chemical seal – Remote seal) نیز شناخته می شود، برای اندازه گیری فشار سیال هایی که نباید به طور مستقیم با تجهیزات اندازه گیری در تماس باشند مانند سیال های با دمای بسیار بالا ، سیال های خوردنده یا سیال های با ویسکوزیته بالا و ... به عنوان سنسور فشار استفاده می شود. در واقع ديافراگم سيل مانع از تماس مستقيم سيال، با تجهيزات اندازه گيری مي شود.
دیافراگم سیل توانایی انتقال یافتن یا قدرت کشسانی ابزار ها را دارد و همین ویژگی باعث می شود بتواند ابزار اندازه گیری را درون آن قرار داد و در محدوده سیالات به گردش در آورد بدون این که برخوردی بین سیال موجود و وسیله اندازه گیری رخ دهد. دیافراگم سیل را می توان به طرق مختلف به ابزار اندازه گیری متصل نمود. در برخی موارد استفاده از پیج می تواند گزینه ای مناسب برای وصل این دو قطعه به یکدیگر باشد. گاهی نیز اتصال از طریق جوش بهترین شیوه وصل تلقی می شود. به این صورت که ابزار و دیافراگم سیل با جوش به یکدیگر پیوند زده شوند. در برخی شرایط نیز فلنج ها ابزارهای موثرتری برای وصل کردن دیافراگم سیل و ابزار اندازه گیری هستند.
دیافراگم سیل ها توسط تیوب یا کپیلاری به ترانسمیتر متصل می گردد و بدین ترتیب فشار فرآیند را منتقل می نمایند.
دیافراگم سیل دارای دو وظیفه اصلی می باشد:
۱- جداسازی تجهیزات اندازه گیری فشار از سیال تحت فشار
۲- انتقال فشار سیال به تجهیزات اندازه گیری فشار
دیافراگم سیل گیج فشار
دیافراگم سیل گیج فشار یکی از مهمترین اجزا در سیستم های اندازه گیری فشار است. این دیافراگم عموما از جنس فلزی یا سیلیکون ساخته شده و قادر است فشار را از محیط خارجی به داخل یک حسگر منتقل کند. وظیفه اصلی دیافراگم سیل گیج فشار، تبدیل فشار به حرکت مکانیکی بوده که سپس توسط حسگر فشار به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. در این جا می توان دیافراگم سیل را یک واسطه معرفی نمود. واسطه ای که بین سیال و گیج واقع شده است. در واقع فشار سیال ابتدا به قطعه دیافراگم سیل منتقل شده سپس از این قطعه به گیج فرستاده می شود. می توان دیافراگم سیل را پلی بین سیال و گیج نیز قلمداد نمود.
از آنجا که دیافراگم سیل گیج فشار از یک جنس خاص ساخته شده ، باید برای اندازه گیری فشار انتخاب شود. عوامل زیر در انتخاب دیافراگم مناسب برای سیستم های اندازه گیری فشار موثر هستند:
- دما
- محیط
- فشار
همچنین، طراحی دیافراگم باید به گونه ای باشد که توانایی انتقال فشار به حسگر را داشته باشد و در عین حال دقت اندازه گیری فشار را حفظ کند. به همین دلیل، انتخاب و استفاده از دیافراگم سیل گیج فشار یکی از موارد حیاتی در انجام اندازه گیری دقیق فشار است.
نحوه عملکرد دیافراگم سیل
در دیافراگم سیل، فشار سیال ابتدا به یک دیافراگم انعطاف پذیر وارد می شود. فضای داخلی بین این دیافراگم و ابزار اندازه گیری فشار به طور کامل با مایع پرکننده مخصوصی، پر و کابلیره شده است. بنابراین فشار سیال ابتدا به دیافراگم وارد می شود و سپس از طریق خاصیت کششی دیافراگم به مایع پرکننده منتقل می شود و سپس به تجهیز اندازه گیری فشار (مانند ترانسمیتر ) منتقل می شود.
موارد کاربرد دیافراگم سیل:
۱- اندازه گیری فشار سیالات با دمای بسیار زیاد و یا دمای بسیار پایین
۲- اندازه گیری فشار سیالات بسیار خورنده
۳- اندازه گیری فشار سیالات چسبنده با ویسکوزیته بالا
۴- اندازه گیری فشار سیالات سمی
۵- اندازه گیری فشار سیالاتی که ممکن در دمای پایین منجر به مسدود شدن پورت اتصال تجهیزات اندازه گیری شوند
۶- اندازه گیری فشار در شرایط محیطی سخت که امکان به نصب تجهیزات اندازه گیری فشار
از آنجایی که از دیافراگم سیل اغلب برای کاربرد در شرایط سخت محیطی استفاده می شود باید توجه داشت که جنس دیافراگم سیل، نوع مایع پر کننده و کپیلاری (در صورت استفاده) به نحوی انتخاب شود که از لحاظ دمایی و خورندگی(Corrosion) ، با سیال و محیط سازگاری کامل را داشته باشد.
برای تهیه دیافراگم سیل لازم است که نکاتی مورد توجه قرار گیرد. این نکات می تواند به ترتیب زیر باشد:
- حتما برآوردی دقیق از میزان دمای فرآیند صورت گیرد. در چنین مواقعی بر اساس میزان دمای موجود بهتر می توان نوع دیافراگم سیل را انتخاب کرد.
- فشار عامل مهم دیگر است که نباید نسبت به آن بی توجه بود. هر چقدر فشار سیال بالا باشد لازم است در انتخاب دیافراگم سیل و نحوه نصب آن بیشتر دقت شود.
- سیال های غلیظ را نسبت به سیال های رقیق سخت تر می توان اندازه گرفت. از این رو اطلاع از غلظت سیال می تواند عنصر مفید دیگری در کاربرد دیافراگم باشد.
دیافراگم سیل ترانسمیتر فشار
دیافراگم سیل ترانسمیتر فشار یک قطعه مهم و حیاتی در صنعت ابزارهای دقیق است که برای اندازه گیری و انتقال فشار جهت کنترل بهتر سیستم استفاده می شود. این دیافراگم همانند یک صفحه انعطاف پذیر عمل می کند و هنگامی که فشار به آن اعمال می شود، به طور مناسب تغییر شکل می دهد و این تغییر شکل به منبع تغذیه ترانسمیتر فشار انتقال داده می شود تا فشار مورد نظر را اندازه گیری نماید.
ویژگی های دیافراگم سیل ترانسمیتر فشار را می توان به ترتیب زیر دانست:
- این دیافراگم ها معمولاً از فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای دیگر مانند تیتانیوم ساخته می شوند که دارای خواص مهندسی مناسبی برای این کار هستند.
- آنها دارای خواص مکانیکی مناسبی برای تحمل فشارهای مختلف در دمای محیط می باشند.
- دارای استحکام شیمیایی مناسبی برای مقاومت در برابر مواد شیمیایی موجود در محیط کاری هستند.
- انتخاب مواد دیافراگم بستگی به شرایط کاری و نیازهای اندازه گیری دارد.
- دیافراگم های سیل ترانسمیتر فشار باید دقیق، قابل اعتماد و محکم باشند تا به خوبی عمل کنند.
- فقدان نیاز به ابزار آب بندی بود و به طور مناسب می توان آن را با دیافراگم سیل جفت نمود.
نصب دیافراگم سیل ترانسمیتر فشار به دو صورت است. می توان این قطعه را مستقیم و بدون واسطه بر روی سنسور نصب کنند یا این که می توانند از کپیلاری کمک گرفته و فرآیند نصب را از طریق آن دنبال کنند.
دیافراگم سیل ویکا
دیافراگم سیل فشار ویکا ملزوم مهم دیگری هست که از تجهیزات در زمان محاسبه اندازه محافظت می کند. استفاده از این محصول نیز منوط به موقعیت سیال و شرایط حاکم بر آن است. چنانچه سیال در دمای بالایی قرار داشته باشد و میزان فشار موجود بر سیال نیز افزایشی باشد از دیافراگم سیل ویکا استفاده خواهد شد. عموما در محیط های کاملا صنعتی که محصولات تولیدی آن ها خطرناک هست این محصول کاربرد ویژه ای دارد.
اندازه و ابعاد مختلف این نوع دیافراگم باعث شده مشکلی در تهیه مدل مورد نظر وجود نداشته باشد. شرکت بزرگ ویکا توانسته شرایط ساخت این محصول را با قطعات و فلزهای متنوع فراهم کند. به علاوه سال ها فعالیت این مجموعه در تولید این ابزار آن را به یک برند معتبر تبدیل نموده است. نصب این محصول مانند دیافراگم سیل ترانسمیتر فشار هم به شکل مستقیم بر سنسور و هم با کمک گرفتن از کپیلاری شدنی است.
قیمت دیافراگم سیل
همانطور که عنوان شد، دیافراگم سیل یکی از اجزای مهم و حیاتی در سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک است که برای کنترل جریان و فشار سیال در داخل لوله ها و تجهیزات مختلف استفاده می شود. قیمت دیافراگم سیل معمولا بسته به نوع و اندازه آن، متغیر است. این اجزا معمولا از موادی مانند لاستیک، پلی‌اورتان، نایلون و فلزات مقاوم ساخته می‌شوند که به دلیل تحمل فشار و دمای بالا، نقاط ضعف حداقلی دارند.
بنابراین قیمت دیافراگم سیل بسته به مواد استفاده شده در ساخت آن، ابعاد، فشار کاری و دما، تولید کننده و نوع کاربری متغیر است. همچنین توجه به استانداردهای مربوطه و کیفیت ساخت محصول نیز بر قیمت این محصول تاثیرگذار است. قیمت دیافراگم سیل معمولا در مقایسه با سایر اجزای سیستم هیدرولیک و پنوماتیک، تا حدودی مناسب است اما قیمت نباید عاملی باشد که باعث چشمپوشی از کیفیت گردد. انتخاب دیافراگم با کیفیت و با قیمت مناسب، می‌تواند عمر کاری و کارایی سیستم را بالا ببرد و از هزینه‌های ناشی از تعمیرات مکرر و تعویض قطعات جلوگیری کند.
کپیلاریcapillary
دیافراگم سیل و کپیلاری در تاسیسات هیدرولیک از اهمیت بالایی برخوردارند. همانطور که عنوان شد دیافراگم سیل از جنس مواد انعطاف پذیری ساخته شده است و وظیفه اصلی آن، جلوگیری از نفوذ مایعات و گازها از به ابزارهای اندازه گیری دیگر است. وظیفه دیافراگم سیل در فرآیندها از اهمیت بالایی برخوردار است؛ زیرا اگر این محصول صدمه ببیند یا نقص فنی داشته باشد، امکان نشت مایع از محل مورد نظر به درون لول گیج وجود خواهد داشت که می تواند باعث افت عملکرد و خرابی سیستم های اندازه گیری شود.
گاهی برای افزایش اطمینان بیشتر و مراقبت اصولی تر از ابزارهای اندازه گیری و دیافراگم سیل از کپیلاری استفاده می شود. کپیلاری باعث می شد دمای زیاد مایع نتواند به دیافراگم سیل و لول گیج آسیب برساند. در واقع به عنوان یک مانع بین این دو قرار می گیرد. چنانچه در اندازه گیری از کپیلاری استفاده شود باید منتظر این مورد بود که دریافت اندازه واقعی سیال با اندکی وقفه همراه باشد. راه حل قطعی برای پشتیبانی از لول گیج و پیشگیری از ایجاد صدمه به آن کپیلاری است. علاوه بر این زمانی که به اجبار لول گیج درونی ظرفی با مواد مذاب قرار می یرد، کیپلاری مانع از رسیدن حرارت به لول گیج . خراب شدن آن می شود. نصب کپیلاری علی رغم مزیت ها و فواید زیاد در برگیرنده عیوبی نیز هست. ممکن است تاثیرات دمایی بین اندازه گرفته شده و اندازه واقعی اختلاف اندازد. عیب دیگر به این صورت است که اگر ارتفاع درصدی تغییر کند خطایی در محاسبات به وجود خواهد آمد. تاخیر در ارایه جواب از طرف این ابزار خود می تواند یک عیب اساسی باشد.
مایع پرکننده دیافراگم سیل (Fill fluid) :
از مواد پرکننده متفاوتی برای استفاده در فضای میان دیافراگم و تجهیز اندازه گیری استفاده می شود که هر کدام در رنج دمای مشخصی دارای قابلیت عملکرد مناسب می باشند. مایعات پرکننده متنوعی وجود دارد که معمولا می توانند از محدوده دمایی 90- تا ۴۰۰+ درجه سانتیگراد را پوشش دهند.
اگر دیافراگم سیل دچار نشتی شود مایع پرکننده می توانند با سیال ترکیب شود، بنابراین در هنگام استفاده از دیافراگم سیل در صنایع غذایی باید از ماده پرکننده ای استفاده شود که دارای تاییدیه مواد غذایی (به طور مثال FDA) باشد.
کلام آخر
دیافراگم سیل یک وسیله مهم بوده که برای کنترل جریان مواد به صورت اتوماتیک استفاده می‌شود. این وسیله دارای یک دیافراگم از جنس مطاطی یا پلاستیکی است که برای جدا کردن دو فضای مختلف یا کنترل جریان مواد به کار می‌رود. دیافراگم سیل اغلب در سیستم‌های فشار آب، گاز، نفت، شیمیایی و دیگر صنایع به کار می‌رود.
یکی از مزایای استفاده از دیافراگم سیل، این است که این وسیله به راحتی قابل تنظیم بوده و می‌تواند جریان مواد را به صورت دقیق کنترل کند. علاوه بر این، دیافراگم سیل دارای عمر مفید بالایی است و نیاز به تعمیرات و نگهداری کمتری دارد. از طرف دیگر، استفاده از دیافراگم سیل باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری در سیستم‌های صنعتی می‌شود.
در نهایت، دیافراگم سیل یک وسیله کارآمد و موثر برای کنترل جریان مواد است که در صنایع مختلف به کار می‌رود. این وسیله باعث افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و دقت بیشتر در کنترل جریان مواد می‌شود و از اهمیت بسزایی برخوردار است..