مقدمه

منیفولدها (Manifolds) یکی از تجهیزات کلیدی در سیستم‌های ابزار دقیق است که وظیفه‌ی کنترل، قطع و وصل و ایزولاسیون جریان سیال قبل از ورود به تجهیزات اندازه‌گیری مانند گیج فشار (Pressure Gauge) و ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter) را بر عهده دارد. این تجهیز علاوه بر افزایش ایمنی، نقش مهمی در نگهداری و تعمیرات تجهیزات ابزار دقیق ایفا می‌کند.

به بیان ساده‌تر، منیفولد به کاربر اجازه می‌دهد که تجهیز اندازه‌گیری را بدون توقف فرآیند اصلی نصب، سرویس یا کالیبره کند.

وظایف و کاربردهای منیفولدها

• ایزوله کردن (Isolation): قطع و وصل جریان سیال به تجهیز برای جلوگیری از آسیب یا در زمان تعمیر و کالیبراسیون
• بالانس یا اکولایز (Equalization): ایجاد تعادل فشار بین دو سمت ترانسمیتر یا گیج اختلاف فشار برای جلوگیری از شوک فشاری به یک سمت تجهیز
• تخلیه (Vent/Drain): تخلیه سیال یا گاز باقیمانده به‌منظور جداسازی تجهیز یا بررسی صحت عملکرد

اجزای اصلی منیفولدها

• بدنه (Body): ساخته‌شده از استنلس استیل (316 SS) یا آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی (هستلوی، مونل، اینکونل و…)
• شیرهای سوزنی: برای کنترل دقیق قطع و وصل جریان
• پورت‌های ورودی/خروجی: اتصال به فرآیند، تجهیز و خطوط تخلیه یا تست
• پیچ‌ها و آب‌بندها: از جنس PTFE

انواع منیفولدها

1. نیدل ولو (Needle Valve)

نیدل ولو ساده‌ترین و ابتدایی‌ترین نوع منیفولد به شمار می‌رود که تنها شامل یک شیر ایزوله است. این تجهیز عمدتاً برای نصب روی انشعابات خطوط، دستگاه ها و… مورد استفاده قرار می‌گیرد و وظیفه اصلی آن، قطع و وصل جریان سیال به ابزار اندازه‌گیری است. ساختار این شیر به‌گونه‌ای طراحی شده که امکان کنترل دقیق جریان و جلوگیری از ضربه ناگهانی سیال به تجهیز را فراهم می‌سازد. در برخی مدل‌ها، پیچ ونت یا درین نیز روی نیدل ولو تعبیه شده است تا اپراتور بتواند عمل هواگیری یا تخلیه سیال را به‌سادگی انجام دهد. به دلیل طراحی ساده، نیدل ولو در کاربردهایی که نیاز به ایمنی یا انعطاف بالاتر ندارند، گزینه‌ای اقتصادی و قابل‌اعتماد محسوب می‌شود.

2. منیفولد دو راهه (Two Valve Manifold)

منیفولد دو راهه یک سطح بالاتر از نیدل ولو قرار دارد و شامل دو شیر است: یک شیر ورودی (ایزوله) برای قطع و وصل جریان سیال و یک شیر ونت برای تخلیه فشار باقی‌مانده. این ترکیب باعث می‌شود که تجهیز اندازه‌گیری به‌طور ایمن از مدار جدا شده و سیال محبوس‌شده در خطوط بدون خطر خارج شود. مزیت اصلی این نوع منیفولد، افزایش ایمنی در مقایسه با نیدل ولو و سهولت در سرویس‌کاری تجهیز است. به همین دلیل، منیفولد دو راهه برای تجهیزاتی که نیازمند ایزوله‌سازی سریع و تخلیه ایمن هستند، انتخاب مناسبی به شمار می‌رود.

3. منیفولد سه راهه (Three Valve Manifold)

منیفولد سه راهه به‌طور ویژه برای نوعی از گیج‌های اختلاف فشار طراحی شده است. این نوع منیفولد شامل دو شیر ایزوله (برای هر یک از طرفین فشار بالا و پایین) و یک شیر اکولایز است. نقش شیر اکولایز بسیار حیاتی است؛ زیرا با باز شدن آن، فشار دو سمت تجهیز برابر می‌شود و از اعمال اختلاف فشار ناگهانی به سنسور تجهیز جلوگیری می‌کند. این ویژگی به اپراتور اجازه می‌دهد پیش از شروع به کار، شرایط ایمن را برقرار کرده و در هنگام جداسازی تجهیز از خط نیز از آسیب به سنسور جلوگیری کند. منیفولد سه راهه ترکیبی از ایمنی، دقت و قابلیت اطمینان را در فرآیندهای حساس فراهم می‌سازد.

4. منیفولد پنج راهه (Five Valve Manifold)

منیفولد پنج راهه پیشرفته‌ترین و پرکاربردترین نوع منیفولد در سیستم‌های ابزار دقیق است که عمدتاً برای گیج ها و ترانسمیترهای اختلاف فشار به‌کار می‌رود. این تجهیز شامل پنج شیر است: دو شیر ایزوله برای قطع جریان از سمت فشار بالا و پایین، یک شیر اکولایز برای برابر کردن فشار دو سمت، و دو شیر ونت یا درین برای تخلیه سیال و انجام هواگیری. این طراحی چندمنظوره، بالاترین سطح انعطاف را در عملیات بهره‌برداری و کالیبراسیون فراهم می‌آورد. اپراتور می‌تواند به‌راحتی تجهیز را از مدار جدا کند، فشار دو سمت را برابر نماید، سیال باقی‌مانده را تخلیه کند و سپس بدون ایجاد آسیب یا خطای اندازه‌گیری، عملیات سرویس یا کالیبراسیون را انجام دهد. منیفولد پنج راهه استانداردترین انتخاب در واحدهای صنعتی حساس به شمار می‌آید.

5. منیفولد دبل بلاک (Double Block)

منیفولد دبل بلاک نوعی طراحی پیشرفته از شیرهای منیفولد است که با هدف ایجاد ایزولاسیون مضاعف در شرایط عملیاتی حساس توسعه یافته است. این منیفولد از دو شیر ایزوله متوالی تشکیل می‌شود؛ به این صورت که شیر اول جریان ورودی سیال به سمت بدنه را کنترل می‌کند و شیر دوم به‌عنوان لایه ایمنی نهایی، مانع از ورود ناخواسته سیال به تجهیز اندازه‌گیری می‌شود. چنین ساختاری در فرآیندهایی که با فشار یا دمای بالا سروکار دارند، اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا امکان نشت یا ورود ناگهانی سیال به تجهیز را به حداقل رسانده و سطح ایمنی عملیات را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. استفاده از منیفولد دبل بلاک علاوه بر تضمین حفاظت از تجهیزات ابزار دقیق، به اپراتورها این اطمینان را می‌دهد که فرآیندهای کالیبراسیون و تعمیر و نگهداری در محیطی کاملاً ایمن و کنترل‌شده انجام می‌پذیرد.

مزایای استفاده از منیفولد

• کاهش زمان تعمیر و نگهداری.
• افزایش ایمنی در فشارهای بالا.
• جلوگیری از خرابی تجهیزات اندازه‌گیری گران‌قیمت.
• کاهش هزینه‌های عملیاتی و خاموشی سیستم.

محل نصب منیفولد

• بین تجهیز و پایپینگ اصلی فرآیند.
• به صورت مستقیم روی تجهیز نصب می‌شود (Direct Mount).
• یا به صورت Remote از طریق تیوب و فیتینگ متصل می‌گردد.

انواع شیرهای به‌کاررفته در منیفولدها

1. شیر ایزوله (Isolation / Block Valve)

• قطع و وصل مستقیم فشار فرآیند به تجهیز.
• وظیفه اصلی: قطع و وصل جریان سیال جهت جدا کردن تجهیز از فشار فرآیند هنگام سرویس یا کالیبراسیون.

2. شیر اکولایز (Equalizer / Balance Valve)

• مساوی کردن فشار بین دو سمت تجهیز اختلاف فشار.
• کاربرد: جلوگیری از شوک فشاری در لحظه راه‌اندازی.
• در منیفولدهای سه‌راهه و پنج‌راهه وجود دارد.

اهمیت شیر اکولایز:

باز کردن اکولایز قبل از ایزوله باعث می‌شود فشار به‌طور همزمان به دو سمت دیافراگم اعمال شود و از آسیب به تجهیز جلوگیری گردد.

3. شیر تخلیه یا ونت (Vent / Drain Valve)

• تخلیه سیال یا گاز باقی‌مانده از لاین و تجهیز.
• کاربرد: آماده سازی تجهیز جهت جداسازی و کالیبراسیون
• معمولاً دارای اتصال 1/4NPT برای تیوب تخلیه هستند.

رنگ‌بندی شیرهای منیفولدها

رنگ‌بندی شیرهای منیفولد به‌منظور تشخیص سریع و کاهش خطا در بهره‌برداری استانداردسازی شده است. بر این اساس:

• شیرهای ایزوله (Isolation) به رنگ آبی مشخص می‌شوند.
• شیر اکولایز (Equalize) با رنگ سبز نمایش داده می‌شود.
• شیرهای تخلیه یا ونت (Vent/Drain) با رنگ قرمز شناخته می‌شوند.

این کدگذاری رنگی باعث سهولت در کاربری، افزایش ایمنی و جلوگیری از اشتباهات اپراتوری در زمان سرویس و کالیبراسیون می‌گردد.

ساختار و طراحی شیرها

• تقریباً تمام شیرهای منیفولد از نوع سوزنی ساخته می‌شوند.
• دلایل استفاده:
  • کنترل تدریجی و دقیق جریان.
  • آب‌بندی مطمئن در فشارهای بالا (تا 6000 psi و بیشتر).
  • مقاومت در برابر دما و سیالات خورنده.

اجزای نیدل ولو:

1- Stem (میله سوزنی)

2- Seat (نشیمن‌گاه)

3- Packing (آب‌بند میله)

4- Handle (دسته)

چیدمان شیرها در منیفولدها

• منیفولد دو راهه: 1 شیر ایزوله + 1 شیر تخلیه.
• منیفولد سه راهه: 2 شیر ایزوله + 1 شیر اکولایز.
• منیفولد پنج راهه: 2 شیر ایزوله + 1 شیر اکولایز + 2 شیر تخلیه/ونت.

جنس و آب‌بندی

• آب‌بندی: معمولاً از جنس PTFE با مقاومت در برابر فشار و دما.
• بدنه: استنلس استیل 316 یا آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی.

کاربردهای اصلی

• گیج فشار و ترانسمیتر فشار.
• گیج اختلاف فشار و ترانسمیترهای اختلاف فشار (برای محاسبه فلو با اوریفیس پلیت و سایر المان‌های اولیه، اندازه گیری ارتفاع مخازن و…).
• سیستم‌های فشار بالا یا حساس (ایمنی و کالیبراسیون).

نتیجه‌گیری

منیفولدها نقش حیاتی در ایمنی، دقت و دوام تجهیزات ابزار دقیق دارند. انتخاب نوع مناسب منیفولد (دو راهه، سه راهه، پنج راهه یا دبل بلاک) بستگی به شرایط فرآیندی و حساسیت تجهیز دارد. طراحی دقیق، استفاده از متریال مقاوم و رعایت دستورالعمل نصب و بهره‌برداری، عملکرد بهینه و طول عمر بالای این تجهیز را تضمین می‌کند.