بیلوز چیست و چه کاربردهایی دارد

بیلوز (Bellows) قطعه یا محفظه انعطاف پذیری است که هنگامیکه از قسمت خارجی تحت فشار قرار می‌گیرند، فشرده می‌شوند و با جمع شدن به گاز اجازه خروج می‌دهند و با باز شدن باعث جمع شدن گاز در محفظه می‌شود.
کم شدن فشار یا خلا به بیلوز اجازه می‌دهد تا به شکل اولیه خود بازگردد اما این حرکت تا زمانی ادامه دارد که نیروی وارد شده، کمتر از استحکام تسلیم آن باشد.
از نمونه‌های قدیمی بیلوز می‌توان به دمنده‌های شومینه اشاره نمود که از جنس چرم ساخته می‌شد اما امروزه ساخت بیلوز های فلزی برای تجهیزات صنعتی با تکنولوژی‌های پیچیده‌ای انجام می‌شود.
 بیلوز ها بر اساس پروسه ساخت به ۳ دسته تقسیم بندی می شوند:
  • بیلوز فرم دهی شده : اینگونه از بیلوزها با استفاده از فرم دهی و کشش عمیق لوله‌ها با استفاده از روش‌های مختلفی همچون هیدروفرمینگ و فرمدهی سرد تولید می‌شوند.
  • بیلوز به روش الکتروفرم (Electroform): این مدل از بیلوزها بوسیله روش الکتروفرم و از پوشش‌دهی شیمیایی یک لایه فلزی بر روی یک سنبه (Mandrel) تولید می‌شوند. سنبه در انتهای پروسه ساخت بوسیله روش‌های شیمیایی حل می شود و بیلوز باقی می‌ماند.
  • بیلوز به روش جوشکاری: در این روش بیلوزها با استفاده از جوشکاری دیافراگم فرمدهی شده به یکدیگر، ساخته می‌شود.
بیلوز

تولید بیلوز به روش هیدروفرم

  • کاربردهای بیلوزها :

    بدون در نظر گرفتن اینکه یک بیلوز به چه روشی ساخته شده است، کاربردهای متنوعی برای این قطعات در تجهیزات صنعتی وجود دارد که در ادامه به برخی از آن ها به اختصار اشاره می‌شود.
    • قطع کننده‌های خلا : سوییچ‌های برق فشار قوی می‌تواند جرقه ایجاد کند و باعث انفجار شود. لذا می‌بایست هوا از محل‌هایی که احتمال وجود جرقه وجود دارد، خارج شود. این فرآیند با آب‌بندی ناحیه جرقه با استفاده از قطع کننده‌های خلا انجام می شود. بیلوزهایی برای این هدف طراحی شده‌اند که حجم داخل آن‌ها با گاز خنثی پر شده و از انفجار جلوگیری خواهد شد.
    • ابزار اندازه گیری فشار: هنگامیکه باید جریان سیال یا گاز با فشار زیاد اندازه‌گیری شود و نیاز به فضای ایزوله برای گیج فشار باشد از دیافراگم های آب بند در تاسیسات مهم استفاده می‌شود. این آب‌بند یک مانع امن برای جلوگیری از نشتی سیال یا گاز تحت فشار می‌باشد. دیافراگم بیلوز مانند یک سنسور جابجایی خودکفا عمل می‌کند و قابلیت خواندن اندازه برای دستگاه اندازه‌گیری ایجاد می‌کند.
    • لودسل (Load Cell): لودسل‌ها بر اساس فشار یا کرنش وارد شده بر آنها تغییر فرم می‌دهند. این تغییر فرم بوسیله گیج‌های کرنش سنج که ولتاژ بسیار کمی از آن‌ها عبود می‌کند، اندازه‌گیری می‌شود. تغییرات این ولتاژ توسط یک پنل کنترلی به صورت عددهای اندازه‌گیری نمایش داده می‌شود. بیلوز به این گیج‌ها متصل می‌شود تا از تاثیرات عوامل خارجی بر روی آن‌ها محافظت کند.
    • مکانیکال سیل (Mechanical Seal): مکانیکال سیل‌ها به منظور جلوگیری از نشتی پمپ‌ها استفاده می شود. این قطعات به شافت پمپ متصل می‌شوند و دارای دو قسمت ثابت و دوار هستند. برای حفظ آب بندی بین این دو قطعه از یک بیلوز جوشی بین آن‌ها استفاده می‌شود.
    • سنسورها: سنسورهای بیلوز دیافراگمی بوسیله یک بیلوز که بوسیله گاز خنثی پر شده است ساخته می‌شوند. دو قطب الکتریکی داخل محفظه خلا وارد می‌شود و با تغییر جریان عبوری از آن تغییرات دمایی ایجاد می‌گردد. این تغییرات باعث تغییر حجم می‌شود و با انبساط و انقباض بوجود آمده اندازه‌گیری صورت می‌پذیرد.
    • بیلوزهای اگزوز: معمولا موتورهای در حال کار داری ارتعاش می‌باشد. برای حذف تغییرات دمایی و جابجایی‌های ارتعاشی که به دلیل تغییرات دمایی ایجاد می‌شود از بیلوزهای اگزوز خروجی استفاده می‌شود.
    • جبران انبساط لوله کشی‌ها: سیستم های لوله کشی با مسافت‌های طولانی معمولا در معرض انبساط، ارتعاش و جابجایی هستند. معمولا از بیلوزها در اینگونه سیستم‌ها جبران اینگونه تغییرات ابعاد استفاده می‌شود تا از آسیب به سیستم لوله‌کشی جلوگیری به عمل آید.
بیلوز
انواع کاربرد بیلوزها

از بیلوزهای استاندارد ساخته شده از فلزات مختلف می‌توان برای کاربردهای دیگری از جمله سنسورهای ارتفاع سنج، جمع کننده های آب، پمپ های دارویی، دستگاه‌های مدیریت سیال استفاده کرد. بیلوزهای استاندارد می‌توانند کاربردهای زیادی داشته باشند اما می‌توان بیلوزهای سفارشی با عملکردهای مختلف طراحی نمود.

  • برخی از فاکتورهای موثر در طراحی بیلوز ها عبارتند از:
    • ارتعاشات
    • محدودیت های ابعادی
    • نحوه مونتاژ
    • مواد و شرایط کارکرد
    • دمای کارکرد
    • سیکل کاری
    • نرخ فنریت
    • و…
    افت فشار گاز در هنگام عبور از ولو مکش، باعث کاهش دانسیته آن گردیده که در نهایت منجر به کاهش دبی جرمی کمپرسور می‌شود.