انواع عملکرد شیرآلات صنعتی

شیرآلات صنعتی به عنوان هدایت کننده و تنظیم کننده جریان سیال نقش بسیار مهمی در سیستم لوله کشی دارند لذا عملکرد شیرآلات صنعتی با یکدیگر متفاوت بوده و می بایست که هر کدام از شیرآلات نسبت به وظیفه خود مورد استفاد قرار گیرد . استفاده درست و به موقع از شیرآلات صنعتی باعث بالاتر رفتن عمر سیستم لوله کشی و افزایش بهره وری از سیستم می شود.

شیرآلات صنعتی به صورت کلی و با توجه به عملکردشان به صورت زیر تقسیم بندی می شوند:

• شیرآلات قطع و وصل (on/off)
• شیرآلات برای تنظیم جریان
• شیرآلات برای جلوگیریر از
• برگشت جریان
• شیرآلات برای تغییر مسیر جریان
• شیرآلات مورد استفاده جهت ایمنی
• شیرهای کنترل و تنظیم کننده های فشار
• شیرآلات و عبارات کلاسه بندی نشده

در ادامه به معرفی انواع شیرها به ترتیب عملکرد اشاره شده خواهیم پرداخت:

1- شیرآلات صنعتی مناسب برای تنظیم جریان

Globe valve

از نوع مستقیم یا زاویه ای : از این شیر اغلب جهت تنظیم جهت جریان استفاده می شود .برای خطوط با سایز بزرگتر از 6 اینچ جهت کنترل جریان معمولا از شیرهای کشویی و یا شیر پروانه ای مناسب استفاده می شود . برای داشتن عملکرد بهتر ، توسط سازندگان توصیه شده که عبور جریان سیال از سمت دسته به نشیمنگاه باشد ، تا به بسته شدن خط کمک نماید و مانع لرزش و برخورد دیسک به نشیمنگاه در حالتی که شیر بسته می باشد شود .در موارد زیر جهت جریان باید از نشیمنگاه به طرف دسته باشد :
چنانچه خطر جدا شدن دیسک از دسته و مسدود شدن شیر وجود داشته باشد . از یک دیسک ترکیبی استفاده شده باشد ، چرا که این جهت جریان ، تنش های خستگی کمتری اعمال خواهد نمود .

Angle valve

یک نوع شیر کروی globe می باشد که ابتدا وانتها بدنه آن نسبت به هم زاویه 95 درجه دارند و استفاده از آن موجب صرفه جویی در مصرف زانوی 90 درجه مانیسمان می شود .به هرحال مسیرهای زاویه دار در لوله کشی اغلب در معرض تنظیم های بیشتری نسبت به مسیرهای مستقیم قرار می گیرند ،که در این نوع شیر باید مورد توجه قرار گیرد .

Regular –disc globe valve

برای تنظیم دقیق جریان مناسب نمی باشد چراکه دیسک و نشیمنگاه نسبت به هم دارای تماس ناز ( تقریبا خطی ) می باشند .

Plug type disc globe valve

برای سرویس های تنظیم کننده ای که دارای شرایط سخت و در معرض مخلوط های جامد در مایع می باشند مانند سیستم های تامین کننده آب بویلر و سرویس های تخلیه باد به کار می روند .به هنگام تنظیم جریان های محصور شده ، نسبت به شیرآلات صنعتی regular seated در معرض تنش خستگی قرار می گیرند .

Wye body globe valve

دارای مجراهای خطی و دسته 45 درجه نسبت به آن ها با شکل y می باشد . به دلیل الگوی جریان آرامتری که در این شیر به وجود می آید ، جهت سیالات خورنده مناسب می باشد .

Compositition globe valve

برای مواردی که تنظیم جریان مشکل و سفت شدن شیر لازم باشد مناسب است. ساختار قابل تعویض دیسک ترکیبی آن مشابه شیرآلات آب می باشد . ارتعاشات در دیسک انعطاف پذیر خنثی می شود و مانع آسیب دیدگی نشیمنگاه و برای تضمین بسته بودن شیر مناسب می باشد . تنظیم جریان در یک محیط بسته موجب آسیب دیدگی سریع نشیمنگاه می شود .

Double disc globe valve

شامل دو دیسک قرار گرفته روی نشیمنگاه جدا از هم ، که توسط یک شفت به هم ربط داده شده اند و عملگر را از تنش های ناشی از فشرده شدن سیال جریان یافته درون به شیر آزاد می سازد . عمدتا جهت شیرآلات کنترل و تنظیم کننده فشار بخار و یا سایر گازها به کار می رود . البته تضمینی برای بسته شدن کامل آن وجود ندارد .

Needle valve

شیر سوزنی یک شیر کوچک است که برای کنترل جریان و تنظیم در مایعات و گازها به کار می رود . مقاومت در برابر جریان به طور دقیق توسط یک نشیمنگاه با سطح مقطع بزرگ کنترل می شود و تنظیم شیر به وسیله رزوه های ریز دسته صورت می گیرد .

شیر فشاری Squeeze valve

برای تنظیم جریان مایعات سنگین و لزج ، فاضلاب ها و پودر به کار می رود . حداکثر میزان بسته شدن آن حدود %80 است ، که محدوده تنظیم شیر را معلوم می کند مگر اینکه نوع دیگری از این شیر که دارای یک هسته ( نشیمنگاه ) مرکزی می باشد به کار برده شود ، که در این صورت کاملا بسته خواهد شد .

Pinch valve

جهت تنظیم جریان مایعات سنگین و لزج ، فاضلاب و پودر می باشد . بسته شدن شیر به صورت کامل مقدور می باشد اما در صورت امکان شکست سریع تیوپ انعطاف پذیر آن وجود دارد ، مگر اینکه در این زمینه طراحی مناسبی صورت گرفته باشد.

2- شیرآلات قطع و وصل (on/off)

انواع شیرهای کشویی (gate valve)

Solid wedge gate valve

شیر فلکه کشویی و یا دروازه ای لغزنده دارای یک دیسک گوه ای صلب یا انعطاف پذیر می باشد .علاوه بر سرویس های قطع / وصل (on/off) ، این شیرآلات صنعتی را می توان جهت تنظیم جریان ، معمولا برای سایزهای بزرگتر یا مساوی 6 اینچ به کار برد . اما چنانچه دیسک مربوطه در مسیر خروجی به طور کامل مهار نشود ، دچار لرزش خواهد شد .برای اکثر سیالات از جمله بخار ، آب ، روغن ، هوا و گاز مناسب می باشد . گوه انعطاف پذیر (flexible wedge) جهت غلبه بر چفت شدن شیرآلات صنعتی به هنگام کاهش دما در سرویس های دما بالا ، و به حداقل رساندن گشتاور محرک لازم به وجود آمد . گوه انعطاف پذیر در اینجا داده نشده است . می توان این نوع دیسک را به دو چرخ قرار گرفته روی یک محور خیلی کوتاه شبیه دانست .

Double disc parallel – seat gate valve

دارای دو دیسک موازی می باشد که در هنگام بسته شدن شیرآلات صنعتی به وسیله یک spreader در محل نشیمنگاه خود فشرده می شوند . در دماهای عادی جهت مایعات و گازها به کار می رود و برای تنظیم جریان مناسب نمی باشد . برای جلوگیری از ایرادات ناشی از مونتاژ مانند قفل شدن دیسک ها ، نصب آنها معمولا به صورت عمودی بوده و دسته شیر رو به بالا قرار می گیرد.

Double disc ( split wedge ) wedge gate valve

دیسک ها به صورت گوه بدون استفاده از spreader روی نشیمنگاهای زاویه دار قرار می گیرند .شرح آن مانند شیر فلکه کشویی دو دیسک با نشیمنگاه های موازی می باشد . اما برای شیرهای کوچک با سرویس های بخار ساخته می شود . اغلب ، ساختار این نوع شیرآلات طوری است که امکان گردش دیسک و توزیع فرسایش را می دهد.

Single seat single disc gate valve

جهت انتقال خمیر کاغذ و سایر سوسپانسیون ها و برای گازهای فشار پایین به کار می روند . در صورتی که جریان از طرف نشیمنگاه وارد شود ، عملکرد مطلوبی نخواهد داشت . چنانچه نیاز به سفت کردن شیر نباشد برای تنظیم جریان مناسب می باشد.

Single disc parallel seats gate valve

بر خلاف شیر لغزشی تک نشیمنگاه ، ورود جریان به این شیرآلات از هر دو طرف می تواند صورت گیرد .تنش در دسته و درپوش این نوع از شیرآلات نسبت به شیرآلات فلکه کشویی از نوع گوه ای کمتر می باشد . عمدتا جهت هیدروکربن های مایع و گاز به کار می رود.

Plug gate valve

این شیر دارای یک دیسک مخروطی با سطح مقطع دایره ای است که بالا و پایین حرکت می کند . برای مسدود کردن مسیر عبور کامل جریان مناسب بوده اما فقط در سایزهای کوچک موجود می باشد.

شیرهای plug

دارای یک دیسک استوانه ای یا مخروطی می باشد . از فواید این نوع از شیر صنعتی کم حجمی و حرکت دورانی 90 درجه دسته آن می باشد. شیر plug باریک مخروطی در بعضی موارد در موقعیت خود قفل می شود و نیاز به گشتاور محرکه زیادی دارد . این مساله تا حدی با استفاده از نشیمنگاه با اصطکاک کم ( تفلون،غیره )، یا توسط روغنکاری ( با این ایراد که سیال دچار آلودگی می شود ) قابل رفع است .
مشکل اصطکاک در مکانیزم هایی که در آن ها دیسک قبل از دوران در موقعیت خود از نشیمنگاه جدا می شود ، یا در طراحی های خارج از مرکز (eccentric) نیز وجود دارد . استفاده های اصلی از این نوع شیرآلات صنعتی برای آب ، روغن ، فاضلاب و گازها می باشد .

Line blind valve

این یک وسیله برای مسدود کردن جریان می باشد که شامل فلنج با یک دیسک از نوع spectacle یا دیسک کورکننده می باشد .

Butterfly valve ( شیر پروانه ای )

مزایای آن حرکت دورانی دسته ( 90 درجه یا کمتر ) ، کم حجمی و عدم تله شدن سیال در آن می باشد .در تمام سایزها موجود می باشد و می توان شیر پروانه ای را با جنسی که نسبت به خوردگی مقاوم باشد و یا در مدل های سیستم های بهداشتی تولید کرد . این شیرآلات صنعتی جهت مایعات ، پودرها و سیستم های خلا به کار می روند. نشیمنگاه پلاستیکی ارتجاعی که در اغلب موارد استفاده می شود دارای محدودیت دمای می باشد ،اما بسته شدن شیر پروانه ای به طور کامل در دماهای بالا در مدلی که دارای آب بند رینگ فلزی در محدوده دیسک است ، امکان پذیر می باشد .چنانچه شیر پروانه ای فلنجدار باشد ، می توان آن را در بین فلنج پیچ و مهره کرد .فلنج های از نوع فلنج اسلیپون یا فلنج دنده ای آببند مناسبی با برخی از شیرهای پروانه ای از نوع ویفری به وجود نخواهد آورد ، زیرا در آنها نشیمنگاه ارتجاعی موجود جهت انجام فعالیت آب بندی مجموعه ، بزرگتر ساخته می شود.

Rotary ball valve

از فواید این نوع از شیرآلات صنعتی آب بندی مطمعن آن می باشد ، گشتاور محرکه کم ، فراوانی در سایزهای بزرگ ، حجم کم ، حرکت 90 درجه دورانی دسته و امکان تعویض تمام قسمت های صدمه دیده در خط در برخی طراحی ها می باشد .از معایب آن امکان گیر افتادن سیال در بدنه ( و در دیسک به هنگام بسته بودن ) می باشد و دیگر اینکه فقط جسم انعطاف پذیری که در پشت نشیمنگاه قرار دارد ،وظیفه تحمل فرسایش را بر عهده دارد .مشکل دوم با استفاده از شیرآلات صنعتی خارج از مرکز با یک نشیمنگاه قابل جلوگیری می باشد که دارای توپی با کمی خروج از مرکز بوده و به هنگام بسته شدن بر روی نشیمنگاه فشرده می شوند .استفاده عمده آن برای خطوط گاز و آب ، روغن ها ، فاضلاب و گازهای سیستم های خلا می باشد . این شیر در حدی که مجرای آن برای تنظیم جریان شکل داده شده باشد نیز موجود می باشد .