انواع شیرهای صنعتی

 


اهداف این مبحث:

  • انواع شیرهای صنعتی
  • شیر ایمنی خودکار
  • شیرهای خودکار
  • نکات مهم در تعیین مقدار تنظیم شیرهای ایمنی

 


 

   شیرهای صنعتی ابزاری هستند که در صنعت با توجه به موقعیت و نحوه عملکردشان، استفاده های فراوانی دارند. مهمترین کاربرد آن ها، قطع یا هدایت جریان سیال در درون لوله است.

 

  • انواع شیرهای صنعتی
  •  شیر دروازه ای Gate Valve

   عمل اصلی این شیر در حقیقت قطع کامل و یا ایجاد ارتباط بین دو جریان سیال است. این بدان معناست که این نوع شیرها بایستی کاملاً بسته باشند و در واقع بصورت نیمه باز نمی توان از آنها استفاده کرد.

   شیر دروازه ای با تغییر مکان دادن دروازه ای که در مسیر حرکت سیال است عمل می نماید. این Gate به صورت عمودی در مسیر جریان حرکت کرده و در زمان های لازم، جریان سیال را قطع و یا برقرار می کند.

 

 

نکته:

   در مورد این نوع شیرهای دروازه ای گفتنی است که همگی دارای اجزای یکسان هستند. آن ها با توجه به مدل های مختلف از نظر نوع شرکت سازنده با یکدیگر تفاوت جزئی دارند؛ ولی نکته ای را که بایستی بدان توجه نمود این است که به طور کلی تمامی شیرها دارای مکانیزم یکسان بوده و فقط از لحاظ ساختمانی با یکدیگر تفاوت دارند.

 

  • شیر توپی ball valve

   از نظر کار شیر توپی کم و بیش مانند شیر دروازه ای عمل کرده، لیکن به جای صفحه ای که در مسیر جریان سیال بود، این عمل بوسیله جسم کروی شکل که در وسط آن مجرایی تعبیه شده است انجام می گیرد.

 

 

 

   در زمان باز بودن، مجرای مذکور در مسیر حرکت سیال قرار می گیرد و در وقت بسته بودن، طرف دیگر جسم کروی که سوراخ ندارد، محل عبور سیال را مسدود می نماید. شیرهای توپی از نظر ساختمان آسان تر و از نظر قیمت ارزان تر از نمونه های دیگر شیرها هستند.

   شیرهای توپی کاربرد زیادی در صنعت دارند و برای کنترل بسیاری از سیالات مانند گازها و روغن مورد استفاده قرار می گیرند، ولی بیشتر در سر راه لوله های هوا، گاز، مواد خورنده و پودر خشک قرار می گیرند. از دیگر مزایای این شیرها این است که، افت فشار کمی ایجاد می نماید و به راحتی قابل تعمیر هستند. برخلاف شیر دروازه ای که وقتی نیمه باز است سیال به صورت مستقیم حرکت می کند در این حالت اگر شیر نیمه باز باشد حرکت سیال به صورت مستقیم نخواهد بود.

 

 


بیشتر بخوانید: 

برای مطالعه در مورد مفهوم، کاربرد، جنس و نکات مهم در انتخاب

انواع شیرهای صنعتی می توانید از لینک زیر استفاده نمایید:

شیر صنعتی یا وَلو


 

  • شیر مجرابند یا سماوری plug valve

   به این نوع شیر در زبان انگلیسی cock valve و در زبان آمریکایی plug valve می گویند که دارای ساختمان بسیار ساده ای است. این شیر برای کنترل مناسب نبوده و باید در حالت بسته و یا کاملاً باز باشد. ساختمان آن ساده و دارای یک بدنه و  یک پلاگ توپی است که در آن سوراخی برای عبور سیال تعبیه شده و یک کلاهک آب بندی دارد.

 

   پلاگ را به اشکال مختلف می سازند و معمول ترین آن به صورت مخروط ناقص ساخته شده که با چرخاندن آن در بدنه، سوراخ آن روبروی لوله قرار گرفته و جریان سیال از آن عبور می کند. این نوع شیر دارای انواع گوناگونی بوده و ممکن است سه راهه و چهار راهه آنها برای انتخاب مسیر جریان وجود داشته باشد. در بعضی از شیرهای سماوری، آب بندی پلاگ با بدنه بوسیله نوعی خمیر گرافیت انجام می گیرد. این خمیر از سر پلاگ تزریق شده و بوسیله پیچی که روی آن بسته می شود خمیر بداخل شیارهایی که روی پلاگ تعبیه شده نفوذ کرده و بصورت فیلمی از خمیرها، بین بدنه و پلاگ قرار می گیرد. این عمل علاوه بر آب بندی کردن، باعث روان چرخیدن پلاگ شده و از سائیدگی و نیز فساد تدریجی پلاگ و بدنه جلوگیری می کند.

 

  • شیر ساچمه ای Globe valve

   این نوع شیر بخصوص در محل هایی که لوله های مسیر جریان کوچک هستند و لازم است دبی تحت تنظیم و کنترل باشد مورد استفاده قرار می گیرند. مسیر حرکت سیال در داخل شیر بطور مستقیم نیست و شاید به همین علت مقاومت بیشتری در مقابل جریان از خود نشان می دهد که خود باعث تنظیم جریان می گردد.

   این شیر باعث تغییر جهت جریان سیالی که از شیر عبور می کند می شود و در حقیقت حرکت یک دیسک که در مسیر جریان واقع می شود، عمل باز و بسته نمودن (یا نیمه باز و نیمه بسته بودن) را انجام می دهد. در این نوع شیر چون بند آور و نشیمنگاه آن طوری طراحی شده که بطور سریع روی هم قرار می گیرند، بنابراین وسیله مناسبی است برای جریان هایی که مرتب باز و بسته می شوند.

 

   علاوه بر این هرگاه لازم باشد فشار سیال را در طول مسیر کم کنند از شیر ساچمه ای استفاده می کنند. در شیر ساچمه ای مسیر سیال به اندازه ۹۰ درجه انحراف پیدا کرده و سپس با یک انحراف ۹۰ درجه ای دیگر در مسیر خود جریان می یابد که این انحراف باعث افت فشار می گردد. نوع زاویه ای آن نیز در مکانی که به علت کمبود فضا نمی توان از زانویی استفاده کرد کاربرد دارد.

 

  • شیر یک طرفه Check valve

   همان طور که از اسم آن بر می آید از باز پس زدن جریان در یک لوله جلوگیری می نماید و به عبارت دیگر سیال فقط از یک طرف آن می تواند وارد شود و زمانیکه در یک مسیر قرار دارد جریان سیال از طریق برعکس آن غیر ممکن است. در سایر شیرها محل ورود سیال به شیر مطرح نیست و می تواند از دو طرف آن باشد. لیکن در اینجا فقط سیال از یک طرف شیر می تواند وارد شود به همین علت اگر در محلی قرار دارد و می خواهید جریان را در مسیر مخالف عادی خود عبور دهید بایستی این شیر را بر عکس نمایید و یا اینکه داخل آنرا در آورید که در این صورت حالت شیر یک طرفه را از دست خواهد داد.

  • شیر یک طرفه لولایی Swing check valve

   این شیر که مصرف بیشتری دارد دارای بدنه و درپوش است که درون آن دیسکی وجود دارد که تکی یا دوتاییست و بوسیله پین مخصوصی به بدنه لولا شده و آویزان است.

 

 

   البته در نوع دو تایی آن این پین بین دو دیسک قرار دارد. جریان سیال در موقع ورود دیسک را به طرف مسیر خود بلند کرده و از اطراف آن عبور می کند و در موقع قطع جریان دسیک به نشیمنگاه چسبیده و اجازه برگشت به سیال را نمی دهد.

 

 

  •  شیر یک طرفه فشاری

   در این نوع شیر یک طرفه جریان سیال باعث باز شدن شیر شده و برگشت جریان باعث بسته شدن شیر می گردد. از انواع شیرهای یک طرفه فشاری می توان ۱- شیر یک طرفه پیستونی و  ۲- شیر یک طرفه کروی را نام برد.

 

۱- شیر یک طرفه پیستونی

   شیر یک طرفه پیستونی از نظر شکل داخلی شبیه شیر فلکه ای است که جریان باعث فشار پیستون به طرف بالا و انتقال جریان شده که جهت عکس آن پیستون به طرف پایین آمده و مانع از برگشت سیال به طرف ورودی می شود.

 

 

   این نوع شیر به همراه شیر ساچمه ای و زاویه دار جهت جلوگیری از پدیده لرزش در اثر فشار در مسیر خطوط لوله استفاده می شود.

 

۲- شیر یک طرفه کروی

   این نوع شیر یک طرفه در دو نوع کره ای افقی و عمودی وجود دارد. در نوع عمودی مسیر جریان مستقیم است و این شیر بیشتر در مکانی که قطع جریان به صورت فوری لازم باشد بکار می رود. نحوه کار این نوع شیر به این صورت است که مسیر سیال ورودی یک کره را در داخل سیال معلق نگاه داشته و سیال از اطراف آن به طرف دیگر می رود و وقتیکه جریان سیال برعکس شود، کره مورد نظر در نشیمنگاه خود نشسته که مانع از عبور سیال به طرف ورودی می شود. یکی از مزایای این نوع شیر یک طرفه استفاده از آن ها در سیالاتی است که ویسکوزیته بسیار زیادی دارند.

 

  • شیر پروانه ای Butterfly valve

   یکی دیگر از انواع شیر دستی، شیر پروانه ای است که دارای ساختمانی ساده و بهترین نوع شیر برای جریان های زیاد است. بند آور آن به صورت صفحه دایره ای شکل است که از بالا به ساقه و دسته شیر متصل است و از پایین بوسیله یک پاشنه به بدنه وصل شده است بطوری که بند آور می تواند حول این پاشنه حرکت کرده و جریان سیال را قطع و یا از شیر عبور دهد.

 

 

   زمانی که بند آور موازی جریان قرار می گیرد، حداکثر مقدار سیال از شیر عبور می کند. بهره برداری از شیرهای پروانه ای بزرگ بوسیله نیروی برق و استفاده از چرخ دنده ها و یا هیدرولیک صورت می گیرد. با توجه به این که بیشترین جریان در این نوع شیرها زمانی است که بند آور حالت ۹۰ درجه نسبت به جریان ها داشته باشد. لازم است که بدانید در زوایای مختلفی که بند آور با جریان می سازد، مقدار جریان عبوری از شیر چه مقدار خواهد بود.

 

  • شیر ایمنی Safety valve

   همان طور که از نام این شیر بر می آید جهت ایمن ساختن لوله ها و دستگاه های دارای فشار به کار می رود. و دارای انواع و اقسام گوناگونی بوده و می توان گفت که متنوع ترین نوع شیرها از نوع شیر ایمنی هستند.

 

 

   این شیر قابل تنظیم بوده و با توجه به فشار جاری، حرکت سیال داخل آن تنظیم می گیرد. بدان معنی که هرگاه فشار جریان بیش از فشار تنظیمی بر روی شیر باشد، شیر به صورت اتوماتیک جریان را قطع می کند و از طرف دیگر اگر فشار جریان کمتر از حداقل فشار تنظیمی بر روی شیر باشد باز هم جریان را قطع خواهد کرد. به همین علت در مسیر عبور سیالی که تغییرات فشار ناگهانی در آن محتمل است از وجود این شیر استفاده می گردد.

   مدل های مختلفی از این شیر موجود است که همه از نظر عمل تقریباً مشابه یکدیگرند و به هر حال با توجه به یک فشار تنظیم شده بر روی آنها جریان را قطع می کنند و نوع دیگر این شیر را می توانید طوری تنظیم نمایید که به طور اتوماتیک در موقع لزوم باز شود.

   نوع دیگری از شیرهای ایمنی نیز موجود است که به آنها Safety relief valve می گویند. این شیر برخلاف نمونه بالا با توجه به شرایط تنظیمی بر روی آن و موقعیت سیال در وقت لازم باز می شود و جریان را تغییر می دهد و یا به عبارت ساده تر از فشار لوله می کاهد.

 

  • شیر ایمنی خودکار

   شیر ایمنی خودکار شیری است که آن را در سر چاه های نفت و گاز، دستگاه های تفکیک کننده، ظروف لوله های جریان نصب می کنند و در مواقع اضطراری و خطر جریان نفت را بطور خودکار قطع می کند و برای این کار از دستگاه های مختلفی بنام کنترل کننده (pilot) استفاده می شود. دو نوع پایلوت بر روی شیر ایمنی قرار دارد:

۱- فشار زیاد H.pilot 

۲- فشار کم L L.pilot

   منظور از تنظیم پایلوت ها بر روی فشار بالا و پایین این است که اگر فشار در سیستم (فرض کنید خط لوله) بالا رود، بطوری که از فشار تنظیمی برای H.pilot زیادتر شود فشار پشت پیستون نگهدارنده دروازه که به صورت باز است را از مجرای تخلیه به بیرون هدایت کرده و در نتیجه شیر بسته خواهد شد و در پی آن مسیر جریان قطع خواهد گردید.

   با توجه به توضیحات بالا بایستی فشار جریان همواره بین فشارهای تنظیمی جهت فشار بالا و فشار پایین قرار گیرد. پایلوت ها در جاهای مختلف نصب می شوند و چون کنترل کننده هستند بر روی هر گونه شیری می توانند نصب شده و فرمان را صادر نمایند. پایلوت ها همچنین می توانند بر روی شیرهای خلاص (Relief valves) نصب شده و بر اساس موارد تنظیمی فشار را به بیرون تخلیه کرده و باعث بسته شدن شیر گردند.

 

  • شیرهای خودکار

   شیر کنترل کننده عبارتست از یک مانع متغیر که در معبر یک لوله قرار می گیرد تا بدان وسیله مقدار ماده سیال یا گاز که از داخل آن لوله می گذرد کنترل گردد. این شیر خودکار ممکن است از راه دور بوسیله تنظیم دستی و یا خودکار عمل نماید. برای کنترل شیرهای خودکار یک عامل ایمنی، جهت ایمن ساختن مسیر جریان در مقابل عوامل مختلفی نظر فشار یا دما و یا سطح مایعات در ظروف و غیره در نظر گرفته شده است. در این نوع از شیرها ارسال فرمان توسط عوامل مختلفی نظیر هوا و یا روغن هیدرولیک انجام می شود تا شیر مورد نظر باز و یا بسته شود.

در تنظیم فشار شیرهای خودکار باید به انواع فشارهای آن توجه داشت:

۱- فشار کار کردن (operating press) فشاری را گویند که همیشه دستگاه تحت آن فشار کار می کند.

۲- حداکثر فشار کار کردن با طراحی شده (Max . Working Or Design Press) حداکثر فشاریست که در موقع عمليات تحت آن فشار قرار می گیرد.

٣- حداکثر فشار آزمایش شده (Max . test press) حداکثر فشاری است که دستگاه و یا لوله را بعد از نصب مورد آزمایش قرار می دهند.

۴- فشار تنظیمی شیرهای ایمنی: حداکثر فشاری است که شیر ایمنی را می توانید روی آن تنظیم نمایید که برای شیرهای ایمنی حداکثر ۱۰ درصد بیشتر از حداکثر فشار طراحی شده و برای شیرهای خلاصی حداکثر ۲۰ درصد بیشتر از حداکثر فشار طراحی شده نباید تنظیم شوند.

 

  • نکات مهم در تعیین مقدار تنظیم شیرهای ایمنی

   در مورد تنظیم شیرهای ایمنی خودکار نکات مهمی را می بایست در نظر داشته باشید تا براساس این اطلاعات، مقادير تعیین شده برای تنظیم شیر خودکار که در مواقع اضطراری عمل خواهند کرد را روی آنها اعمال کرده و با یک تنظیم صحیح به یک عامل ایمنی مناسب دست پیدا کنید. این نکات مهم عبارتند از :

١- همواره اندازه فشار تنظیمی شیرهای ایمنی را مد نظر داشته باشید و به هیچ عنوان فشار کار کردن را به آن حد بالا نبرید.

۲- شیرهای لوله های ورودی و خروجی شیرهای ایمنی را همواره به حالت باز نگاه داشته تا شیر ایمنی بتواند به صورت اتوماتیک کار خود را انجام دهد.

۳- در مواقع تعمیر کلی دستگاه ها شیرهای ایمنی را جهت بازرسی و تنظیم مجدد به محل مربوطه انتقال دهید و تنظیم آن ها را مجدداً بررسی نمایید.

۴- در موقع برگشت شیرهای ایمنی و نصب مجدد آن روی دستگاه ها به تاریخ اعتبار حد تنظیمی شیر ایمنی توجه کنید و تاریخ آن را ثبت نمایید تا در موقع مقرر مجدداً جهت تنظیم فرستاده شود.

۵- روی بدنه شیرهای اطمینان خلاص (S.R.V) پلاک های پلاستیکی نصب شده است که نباید آن ها را با پلاگ فلزی مسدود نمایید زیرا علت قرار دادن پلاک های پلاستیکی این است که چناچه بیلوز داخلی شیر ایمنی سوراخ شود جریان از طریق این پلاک ها خارج شده و مشخص شود که شیر ایمنی عمل کرده است.

۶- چناچه بعد از چندین بار استفاده از شیر ایمنی، مقدار تنظیمی آن بهم خورد فورأ جهت تنظیم مجدد آن اقدام نمایید.

۷- هرگز اندازه فشار تنظیمی شیرهای ایمنی را بیشتر و یا مساوی با حداکثر فشار آزمایش شده قرار ندهید.

۸- شیرهای ایمنی را طوری روی دستگاه نصب کنید که ایجاد لرزش ننماید.

 

  • شیر ایمنی خودکار سر چاه

   لوله انتقال جریان نفت به کارخانه و کلیه وسایلی که سر چاه نصب می شوند را طوری انتخاب نمایید که قدرت تحمل حداکثر فشار چاه را در شرایط عادی داشته باشند و برای ایمن نگاه داشتن آن ها از شیر ایمنی خودکار که مجهز به کنترل کننده های H. L باشد استفاده نمایید.

 

 

   در بعضی از شیرهای ایمنی خودکار به جای استفاده از کنترل کننده کم و زیاد از یک کنترل کننده که شامل هر دوی آن هاست، استفاده می شود.

 

  • شیر کنترل Control valve

   این شیر جهت کنترل جریان سیال در مسیر عبور آن قرار داده می شود. این شیر به طور اتوماتیک و معمولاً با فشار هوا کار می کند. در موقع لزوم می توان آن را با دست باز و بسته نمود و بدیهی است که در این حالت دیگر شیر کنترل نخواهد بود و فقط یک شیر معمولی است.

 

 

   این شیر با توجه به موقعیت محل و اینکه چه چیزی را بایستی کنترل کند بطور اتوماتیک باز و بسته می شود. بطور مثال اگر قرار باشد فشار را کنترل کند، از محل دیگری که فشارش مورد نظر است بطور مداوم با شیر ارتباط برقرار است و با تغییر فشار آن، محل شیر بازتر و یا بسته تر می شود تا فشار لازم در آن محل ثابت بماند. معمولاً این شیر برای کنترل فشار، دبی و یا سطح مایع در یک ظرف مورد استفاده قرار می گیرد و نسبت به تغییرات آن ها نیز باز و بسته می گردد.

   از این شیر نمونه های مختلفی وجود دارد که از لحاظ عملکرد یکی هستند و فقط از لحاظ ساختمان با یکدیگر تفاوت دارند. دو نمونه از شیرهای کنترل که با هوا کار می کنند عبارتند از :

۱- شیرهایی که با قطع جریان هوا بسته می شود ۲- شیرهایی که با قطع جریان هوا باز می شود.

 

 

  • شیر محدود کننده جریان Chock valve

   از این نوع شیر جهت کنترل مقدار جریان استفاده می گردد که جریان وقتی به آن می رسد بستگی به این که شیر از چه نوع محدود کننده ای باشد کم می شود و مقدار آن نیز طی محاسباتی قابل تعویض یا تنظیم است.

 

 

 

   شیرهای محدود کننده به دو نوع ثابت و قابل تنظیم تقسیم می شود. محدود کننده های ثابت به این صورت هستند که در آن عامل محدود کننده با توجه به سایز محاسبه شده داخل بدنه شیر قرار می گیرد و در مسیر جریان قرار گرفته و جریان از داخل آن عبور می کند ولی محدود کننده های قابل تنظیم که خود دارای گونه های مختلفی هستند دارای عامل محدود کننده قابل تنظیم بر روی عددهای محاسبه شده هستند که فرق این دو با هم در این است که اگر بخواهید شماره عامل محدود کننده را در شیرهای محدود کننده کم یا زیاد کنید بایستی حتما شیر را ببندید و جریان را قطع کنید که این خود باعث وقفه در امر تولید خواهد شد ولی در گونه های قابل تنظیم می توانید بدون قطع جریان عامل محدود کننده را که به دسته وصل است روی عدد مورد نظر نگاه دارید. انواع مختلف این نوع شیرها موجود هستند ولی معروف ترین آنها ساخت شرکت Cameron است.

   با پیشرفت صنعت و ازدیاد مصرف شیر، کارخانجات سازنده نیز افزایش یافته و کوشش سازندگان برای مرغوبی جنس و قیمت کم باعث شده است که شیرهای بسیار مختلفی همان طور که دیده شده است طراحی و ساخته شود.

 

 

مقالات مرتبط