دیافراگم سیل چیست و چه کاربردی دارد؟

معرفی دیافراگرام سیل (Diaphragm Seal)

دیافراگم سیل یک دیواره نازک و انعطاف پذیر است که تجهیز اندازه گیری ابزار دقیق را از سیال جدا می کند. این تجهیز معمولا به گیج ها و ترانسمیترهای فشار و پرشر سوئیچ ها متصل می شود. در برخی حالت ها دیافراگم سیل از طریق یک اتصال کپیلاری (Capillary) انعطاف پذیر به تجهیز اندازه گیری متصل می شود. فضای داخل این اتصال کپیلاری با یک سیال (Transmitting Fluid) پر می شود که فشار را از دیافراگم سیل،  به صورت هیدرولیکی  منتقل کند. اتصال بین سیال مورد اندازه گیری و دیافراگم از طریق یک صفحه نسبتا پهن برقرار می شود که دقت اندازه گیری را تضمین کند (مخصوصا در فشار بسیار پایین کمتر از 600 mbar).

کاربردهای دیافراگم سیل

در حالت عادی، اتصال مستقیم بین سیال و تجهیز ابزار دقیق مشکلی به وجود نمی آورد، اما در مواردی که سیال خورنده است یا محیط های مخصوصی که اتصال مستقیم ابزار اندازه گیری و سیال باعث آسیب رسیدن به قسمت های اندازه گیری ابزار می شود، استفاده از دیافراگم سیل لازم است. به عنوان مثال می توان به محیط های با دمای بسیار بالا یا بسیار پایین، مواردی که اتصال فرایند به ابزار اندازه گیری بسیار دشوار است، موارد اندازه گیری فشار سیال خورنده (Corrosive) یا ساینده (Abrasive) و یا سمی (Toxic)، سیال با گرانروی بالا (High Viscous)، سیالی که به آسانی به حالت جامد در می آید، سیال چسبناک و یا در مواردی که سیال به لحاظ شیمیایی با متریال ابزار اندازه گیری سازگار نیست، اشاره کرد. طراحی های مختلف دیافراگم سیل، متریال و سیال پرکننده آن برای بسیاری از کاربردهای صنعتی مانند تولید بیواتانول، تولید کود و فیلتراسیون فاضلاب، موجود است.

انواع دیافراگم سیل از نظر نوع اتصال

دیافراگم سیل معمولاً بر اساس نحوه اتصال طبقه بندی می شوند. نوع اتصال مورد استفاده باید بر اساس کاربرد مورد نظر تعیین شود. در ادامه به معرفی برخی از انواع این تجهیزات ابزار دقیق بر اساس اتصال آن ها می پردازیم:

اتصال رزوه ای (Threaded)

این نوع دیافراگم سیل ها مخصوص اتصالات فرایندی رزوه ای هستند و همانطور که در قسمت های پیشین گفته شد می توانند به گیج ها و ترنسمیترهای فشار، پرشر سوئیچ ها و المان های خنک کننده متصل شوند.

اتصال فلنجی (Flanged)

اینگونه دیافراگم سیل ها به  شکل مستقیم بر روی لوله ها، مخازن و اتصالات استاندارد فلنجی نصب می شوند. به طور معمول مشخصات فلنج باید بر اساس سازگاری فرایند انتخاب شود. متریال های مختلفی برای فلنج و دیافراگم سیل وجود دارد و هرکدام مطابق با استاندارد خود برای کاربردهای گوناگون در فرایند انتخاب می شوند.

دیافراگم سیل هایجنیک (Hygienic)

در محیط هایی مانند آزمایشگاه های دارویی و پزشکی محدودیت های سختگیرانه ای برای جلوگیری از انتشار آلودگی به مواد دارویی وجود دارد. نوع خاصی از دیافراگم سیل ها وجود دارد که برای استفاده در صنایع غذایی و بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرند. در اتصالات این نوع دیافراگم سیل ها باید ملاحظات بهداشتی رعایت شود. طراحی آن ها برای اجتناب از انتشار آلودگی و نفوذ باکتری در فرایند، انجام شده است. در اکثر موارد اتصالات این نوع دیافراکم سیل ها از نوع کلمپی (Clamped Diaphragm Seal) است. جداسازی این نوع اتصال از قسمت فرایند ساده و این امکان را فراهم می کند که در زمان های گندزدایی و تمیزکاری، براحتی جداشده و دوباره نصب شوند.

دیافراگم سیل اینلاین (In-Line)

برخی از دیافراگم سیل ها برای نصب، داخل خط لوله قرار می گیرند. این نوع دیافراگم سیل ها در اندازه های مختلفی وجود دارند. آن ها فرایند T در خط لوله را جایگزین کرده و به جریان آرام اجازه عبور می دهند و در واقع  مانع ایجاد تلاطم می شوند. استفاده از این  نوع  دیافراگم ریسک آسیب رسیدن به تجهیز اندازه گیری و دیافراگم را به حداقل می رسانند. همچنین با استفاده از این نوع دیافراگم سیل فضای لازم برای رشد باکتری ها از بین می رود و از جمع شدن توده ای سیال به مرور زمان در اطراف دیافراگم  جلوگیری می کند.

متریال های مورد استفاده در دیافراگم سیل ها

متریال دیافراگم سیل طبیعتا باید مقاوم تر از متریال تجهیز اندازه گیری باشد و یا نسبت به متریال تجهیز با سیال فرایند سازگارتر باشد. معمولا متریال بکار رفته در ساخت این نوع تجهیزات، فولاد زد زنگ 316L، هستلوی (Hastelloy c276) و اینکونل (Inconel) هستند.

مزایای استفاده از دیافراگم سیل

در حالت کلی مزایای استفاده از یک دیافراگم سیل عبارت است از:

• حذف گرفتگی (Clogging) و تبلور (Crystallization) در ابزار اندازه گیری
• به حداقل رسیدن خوردگی
• حفاظت از المان های حسگر در برابر دمای بالا

با استفاده از دیافراگم سیل، امکان استفاده از ابزار اندازه گیری در دماهای -90ºC تا 399ºC  مهیا می شود.