شیرهای سوزنی(Needle Valves)
شیر سوزنی که اسم خودرا از شکل دیسک و نشیمنگاه خود گرفته از لحاظ ساختمان و طرز کار جزو خانواده شیرهای کروی می باشد با این شیرها می توان کنترل دقیق جریان سیال را به خصوص در لوله های باریک و ظریف برقرار کرد. ساختمان این شیر طوری است که جریان به یک حفره کوچ هدایت می شود و پس از چرخش ۹۰ به نوک یک مخروط هدایت می شود و همانگونه که از شکل پیداست جریان از بین این حفره و یک قطعه سوزنی شکل به خروجی راه می یابد. دیسک این نوع شیر از میله مخروطی شکل نازکی تشکیل شده که از داخل سوراخ مدور صفحه عبور می کند وجربان حرکت سیال را محدود می سازد٬ ساختمان این شیرها بیشتر در کاربراتورها به کار می رود. این نوع شیر از لحاظ ساختمان بسیار ظریف و تقریبا کوچک می باشد و بعلت داشتن مکانیسم مورد اعتماد در عملیات حساس و دقیق به کار گرفته می شود. در آزمایشگاههای نفت و پتروشیمی و وسایل ابزار دقیق کاربرد آن بسیار می باشد. قطر شیرهای سوزنی معمولا از ۲ اینچ تجاوز نمی کند و شیر سوزنی را بیشتر در محل هایی به کار می برند که محدودیت لازم باشد و منظور از محدودیت یعنی تاخیر زمانی و تغییر آرام فشار است.
شیر تخلیه
شیر تخلیه که بیشتر در دیگهای بخار تعبیه می شوند ودرپایین ترین قسمت دیگ نصب می شوند و درصورت لزوم با استفاده از آن٬ رسوب و جرم و دیگر ناخالصی هایی که ته نشین می شوند٬ تخلیه می کنند.
شیر سه راهه دستی(Cross Globe Valves)
هدف از کاربرد این نوع شیرها٬ کنترل کردن درجه حرارت سیال خروجی از سیر سه راهه مخلوط کننده است. این شیر همواره دو راه را به هم مرتبط می کند. این شیر می تواند در یک مسیر اصلی نصب شود و طرف سوم آن به یک انشعاب وصل گردد و توسط آن می توان میزان عبور آب به انشعاب را تنظیم کرد. عملکرد شیرهای سه راه مخلوط کننده٬ دوجریان با یکدیگر مخلوط می شوند و یک جریان مشترک را به وجود می آورند. درحالی که در شیرهای سه راهه تقسیم کننده یا کنار گذر جریان٬ برای کنترل کردن درجه حرارت٬ یک جریان سیال به دو قسمت تقسیم می گردد. در برخی از کاربری ها(مثلا کنترل کردن برج خنک کن) باید در عوض شیر مخلوط کننده٬ از شیر کنار گذر یا تقسیم کننده استفاده شود.
شیرشلنگی( Hose Valve )
این شیرها برای آبیاری باغچه و فضای سبز به کار می رود و در قطرهای ۱/۲٬ ۳/۴٬ ۱ اینچ ساخته می شود.
شیر آبنما( Water Gauge Valve )
این شیرها در آبنماهای شیشه ای برای قطع و وصل ارتباط آب و آبنما به کار می روند.
شیرهای خاص( Special Purpose Valves )
در برخی از کاربری ها٬ از شیرهای خاص استفاده می شود٬ مثلا چهارراهه برای گردش آب در حلقه دیگ٬ یک نوع از شیرهای چهارراهه نیز به عنوان شیر تبدیل وضعیت در سیستم سرمایش به کاربرده می شود. با استفاده از نوع شیر در سیستم های پمپ حرارتی٬ نقش تبخیر کننده(Evaporator) با چگالنده (Condenser) تعویض می گردد. شیرهای شناور نوع دیگری از شیرهای خاص هستند که برای تغذیه آب به یک مخزن با یک منبع و یا در موارد خاص به عنوان شیر تغذیه دیگ به کار برده می شوند.
شیرهای پروانه ای(butterfly valves)
شیر پروانه ای چدنی معمولا در دو نوع چدن داکتیل و چدن خاکستری تولید می شود. این نوع شیرفلکه در انواع مختلف اعم از چدن ، فولاد ، استنلیس استیل و پلیمری ساخته می شوند و بسته به نوع سیالی که قرار است از آن عبور کند مورد استفاده قرار می گیرد.
دیسک شیر پروانه ای که از اهمیت ویژه ای برخوردار است می تواند از جنس کروم ، استیل ۳۱۶، استیل ۳۰۴ و یا … باشد که براساس نوع کاربرد، ساخته می شود. شیر پروانه ای از بخش های متعددی همچون بدنه، دیسک، لاینر و عملگر که ممکن است دستی، هیدرو لیکی و یا پنوماتیکی باشد تشکیل شده است. بین بدنه و دیسک از یک لاستیکی جهت آب بندی بهتر استفاده می شود. این نوع لاستیکی میتواند EPDM یا NBR و یا … باشد که بسته به نوع سیال کاری بر روی شیرفلکه قرار می گیرد.
معمولا برای چرخش دیسکی که در ساخت شیر پروانه ای بکار رفته است از یک اهرم استفاده می شود. با چرخش این اهرم بدلیل ارتباطی که بین اهرم و دیسک استیل وجود دارد، شیرفلکه باز شده و جریان برقرار می گردد. البته در سایزهای بزرگ به جای اهرم از گیربکس استفاده می کنند. در برخی موارد هم از عملگرهای برقی بهره برده می شود. شیر پروانه ای بر روی خطوط انتقال گاز و مایع در فشار های کم و جریان های Slurry مورد استفاده قرار می گیرد.
گستره کاربرد شیر پروانه ای
پالایشگاهها، مجتمع های پتروشیمی، کارخانجات مختلف صنعتی، تاسیسات و …
استفاده از شیرهای ویفری برای آب سرد، آب گرم، اسیدها و بازها و خطوط هوا و بسیاری دیگر از سیالات مناسب است. این محصول برای جایگزینی برخی شیرهای استیل و نیز برخی شیرهایی که به تعداد زیاد نیاز به تعویض قطعه یدکی دارند جایگزین مناسبی است.
استفاده از این نوع شیر برای موتورخانه های ساختمانی و صنعتی توصیه میگردد، چرا که برای جریان آب با دمای بالا مناسب است و نسبت به مدل کشویی حجم کمتری را اشغال میکند و قیمت پایین تری دارد. از این شیر به منظور قطع وصل یا کنترل جریان سیال استفاده می گردد. در صورتیکه سیال آب باشد تا دمای ۸۰ درجه سانتی گراد و سرعت عبوری حداکثر باشد می توانید از این شیرها استفاده نمایید.
شیر پروانه ای ویفری برای موتورخانه های خانگی و صنعتی در سایزهای مختلف از ۲ اینچ به بالا و در خطوط آب گرم و سرد مناسب است و پیشنهاد میگردد. برای خطوط آب گرم لاستیک شیرها از نوع EPDM توصیه میشود. لازم به ذکر است که استفاده از این شیرها به جای شیرهای کشویی در موتوخانه ها موجب کاهش اندازه موتورخانه و نیز کاهش هزینه ها میگردد.
مکانیزم داخلی شیر پروانه ای بی فلنج
شیر پروانه ای بی فلنج با چرخش دسته در جهت موافق عقربه ساعت، پروانه که به محور متصل شده در موقعیت باز، کاملا در وسط قرار میگیرد و بهترین شرایط را برای عبور جریان با کمترین افت فشار فراهم میکند. با حرکت دسته در جهت خلاف عقربه ساعت پروانه در موقعیت بسته قرار میگیرد و یک آب بندی کامل را ایجاد میکند.
مزایای شیر پروانه ای بدون فلنج
ایجاد افت فشار با مقدار کم
آببندی از هر دو سمت پروانه به خوبی انجام می پذیرد.
لاستیک آببندی داخل بدنه به آسانی قابل استفاده می باشد .
امکان نصب شیر در تمامی حالت ها (عمودی افقی مایل ) وجود دارد.
به منظور قطع و وصل و همچنین کنترل جریان سیال مناسب است.
شیرهای کنترل و ایمنی
براساس تعریف ثبت شده در استاندارد ISA-S75.05 شیر کنترل (CONTROL VALVE) ابزاری است که با اعمال نیرویی غیر از نیروی دست عمل میکند. شیر کنترل به تنظیم میزان جریان سیال در یک سیستم کنترل فرایندی میپردازد، شیر کنترل شامل یک شیر می باشد که به یک مکانیزم محرکه، که توانایی تغییر عامل کنترل کننده سیال را دارد وصل است. این تغییری که شیرهای کنترل هیدرولیکی ایجاد میکنند براساس سیگنالی است که این شیرها از سیستم کنترل دریافت میکند. شیر وسیله ای است که درکنترل کردن جریان و فشار سیالات استفاده میشود.
موضع شیر: تعیین کننده حالت یا وضعیت شیر است، بطور مثال موضع باز یا موضع بسته
موضع سوئیچی شیر: هر شیر توسط قسمت متحرکی مثل فنر موضع معینی به خود میگیرد، مثلا باز یا بسته. هر موضع سوئیچ شده بوسیله یک مربع نشان داده میشود. مربعهایی که در کنار هم قرار گرفته اند، نشانگر تعداد موضعهای سوئیچی شیر ذکرشده هستند. به عنوان مثال دو مربع یعنی دو موضع سوئیچی جهت جریان در داخل مربعها تعیین میشوند.
شیرها توسط انواع مکانیزمهای دستی، برقی، مکانیکی، هیدرولیکی و پنوماتیکی تحریک میشوند.
طبقه بندی شیرها از نظر نوع عملکرد:
شیر کنترل مسیر(دایرکشنال )
شیرکنترل فشار ( پرشر کنترل )
شیرکنترل دبی (فلو کنترل )
طبقه بندی شیرها از نظر نوع تحریک:
شیر دستی
شیر فشار سیال (هیدرولیکی- نیوماتیکی)
شیر مکانیکی
شیر برقی
به طور کلی شیرهای کنترل و ایمنی تجهیزاتی برای مهار جریان و فشار سیالات هستند.
اصولا شیرهای کنترل و ایمنی در مواردی به کار می روند که در جریان سیال (اعم از مایع و گاز) اختلاف فشار داشته باشد.
مطالب خواندنی : وصاله یا اتصالات در انواع لوله ها را بشناسید ؟
وظایف اصلی شیرهای کنترل و ایمنی عبارتند از:
قطع و وصل کامل جریان
جلوگیری از بازگشت مایعات و گازهای عبور کرده
تنظیم عبور مقدار مورد نیاز مایعات و گازها
تنظیم و کنترل مقدار و فشار مایعات و گازها
کنترل و ایمن نگه داشتن دستگاه های تحت فشار
برای انتخاب شیرهای کنترل و ایمنی علاوه بر توجه به نوع شیر موردنیاز (که در ادامه به انواع مهم ترین آنها اشاره شده است) لازم است به سایز٬ نوع اتصال (دنده ای یا فلنجی) ٬ دمای کار٬ فشار کار٬ نوع سیال عبوری٬ نوع فرمان پذیری و عملکرد٬ جنس بدنه٬ برند محصول و … توجه فرمایید.
جنس و مواد
مصالحی که در ساخت شیر به کار برده می شود٬ براساس نوع٬ کاربرد٬ فشار کار و … متفاوت است.
در پروژه های ساختمانی معمولا شیرهای چدنی٬ برنزی٬ برنجی و گاهی استیل(SS) استفاده می شود ولی در پروژه های صنعتی مانند: نیروگاهها٬ کارخانه های پتروشیمی٬ پالایشگاه ها٬ کشتی سازی و صنایع دارویی/ غذایی و … براساس نوع سیالی که از شیر عبور می کند ویا محیطی که شیر در آن قرار دارد٬ بدنه و دیگر اجزای آنرا از فولاد کربنی٬ فولاد آلیاژی٬ فولاد زنگ نزن (استنلس استیل) می سازند.
به طور کلی شیرهای کنترل و ایمنی به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
۱- شیرهای دستی که با نیروی انسانی کار می کنند (Manual Valves).
۲- شیرهای خودکار که با نیروی هوا٬ مایعات و گازهای کنترل شونده کار می کنند (Control Valves).
۳- شیرهای خودکار که با نیروی برق کار می کنند (Electric Motor Operated Valves).
شیرهای کنترل و ایمنی دارای انواع زیر می باشند
۱- شیرهای دیافراگمی (Diaphragm Valves)
۲- شیر دوراهه و سه راهه موتوری
۳- شیر فشارشکن (Pressure Reducting Valve)
۴- شیرهای پروانه ای (Butterfly Valves)
۵- شیرهای اطمینان (Sufety Valves)
۶- شیرهای خودکار (Control Valves)
۷- شیرهای متعادل کننده (Balancing Valves)
۸- شیرهای تخلیه کننده فشار (Pressure reliefe Valves)
شیرهای خودکار (Control Valves):
شیرهای خودکار معمولا شیرهایی هستند که هماهنگ با یک کنترل کنننده خودکار برای کنترل کردن مقدار گذر جریان استفاده می شوند٬ شیرهای کنترل را به گروه های زیر تقسیم می کنند:
نوع دارای عملگر (ActuatorTypes)
یک عملگر شیر سیگنال خروجی از کنترل کننده (مثلا یک سیگنال الکتریکی یا بادی) را به حرکت خطی یا دورانی تبدیل می کند. عملگرها دارای اندازه ها٬ نوع ها٬ خروجی ها و مودهای (mod) کنترلی متفاوت و گسنرده ای هستند. متداول ترین عملگرهای مورد استفاده برای شیرهای خودکار عبارتند از: عملگرهای مغناطیسی (SOLENOID)٬ بادی (Pneumatic)٬ موتور الکتریکی٬ الکترونیکی٬ هیدرولیکی و ترموستاتیکی.
شیرهای ترموستاتیک رادیاتور با سنس دمای هوا و انبساط حجمی یا طولی بخش عملگر خود (در دمای مورد نظر)٬ موجب قطع جریان آبگرم رادیاتور و حفظ تعادل دمای هوای اتاق می شوند.
دو راهه (یک و دو نشیمنگاهی) (TWO-WAY Single Anddouble- Seat)
در شیرهای خودکار دو راهه سیال از دهانه ورودی وارد می شود و از دهانه خروجی٬ خارج خواهد شد. با توجه به موقعیت ساقه شیر (STEM) و دیسک شیر (DISK)٬ ممکن است جریان کامل و یا جریان کمتری از درون شیر بگذرد. شیرهای دو راهه می توانند دارای یک یا دو نشیمنگاه باشند.
در مورد شیرهای یک نشیمنگاهی٬ برای بستن شیر از یه نشیمنگاه و یک دیسک استفاده می شود. شیرهای دو نشیمنگاهی٬ نوع خاصی از شیرهای دو راهه هستند که دارای دو نشیمنگاه و دو دیسک هستند. از این شیرها در مواردی استفاده می شود که مقدار افت فشار در هنگام بسته شدن شیر٬ بیش از حد شیرهای یک نشیمنگاهی باشد.
شیرهای برقی تدریجی٬ تک ضرب٬ نرمالی اپن٬ نرمالی کلوز و … از انواع شیرهای خودکار دو راهه می باشند.