شیرآلات صنعتی

شیرآلات صنعتی از نظر انرژی به کار رفته جهت به کار انداختن آنها به سه دسته کلی تقسیم می شوند:
·    شیرهای دستی

·    شیرهای با محرک الکتریکی، پنوماتیکی و یا هیدرولیکی

·    شیرهای اتوماتیک یا خودکار

شیردستی

به شیرهایی که در آنها انرژی مورد نیاز برای بهکار انداختن شیر توسط انسان تامین میشود شیر دستی مـیگوینـد. ایـن شـیرها عمدتا برای قطع و وصل جریان، کنترل بده و انحراف جریان بهکار میروند. شیرهایی که برای قطع و وصل جریان بـهکـار مـی رونـد مجاز نیستند برای کنترل جریان نیز بهکار روند ولی شیرهای کنترل با در نظر گرفتن مساله ایجاد افت فشار زیادتر مجاز بـه اسـتفاده برای قطع و وصل هستند.

شیرهای دستی، بر حسب نوع حرکت قطعه متحرک در داخل شیر به چهار گروه تقسیم میشوند:

الف – انسداد محوری:

 در این نوع شیرها جهت حرکت قطعه متحرک موازی جهت جریـان اسـت. شـیرهای بـشقابی و پیستونی از شیرهای متداول انسداد محوری هستند.

ب- کشویی:
 قطعه متحرک همانند دریچهای عمل کرده که در جهت عمود بر جریان حرکت است. شیرهای دروازهای از نوع کشویی هستند.

ج- گردان: 
قطعه متحرک را یک توپی یا صفحه دیسک تشکیل میدهد که این قطعه با چرخش حول محور ساقه شیر، باعث قطع جریان میشود. شیرهای توپی، بشقابی و پروانهای از شیرهای متداول گردان هستند.

د – بدنه انعطافی:
 در این نوع قطعه متحرک با خم کردن بدنه انعطافی شیر باعث قطع جریان میشود. از شـیرهای متداول این طبقه میتوان شیرهای فشردنی و دیافراگمی را نام برد .

انتخاب نوع شیرهای دستی

برای انتخاب نوع دستی توجه به دو عامل روش تنظیم جریان توسط قطعه متحرک (دیـسک) و نحـوه عبـور جریـان از
درون شیر ضروری است. 
شیرهایی که برای قطع و وصل جریان به کار می روند در صورت بازشدگی کامل، افت فشار ناچیزی دارند و جریان به صورت مستقیم از درون شیر عبور می کند.

شیرهای انسداد محوری  به خاطر پر پیچ و خم بودن مسیر جریان دارای افت فشار بالایی بوده و کمتر بـه منظـور قطـع و وصـل استفاده می شوند.
شیرهای کنترل بدنه  برای تنظیم مقدار جریان بهکار می روند. شیرهای انـسداد محـوری بـرای ایـن منظـور مناسـبند زیـرا مقـدار بازشدگی دهانه شیر را میتوان متناسب با بدنه مورد نظر تنظیم کرد. شیرهای گردان و نیز بدنـه انعطـافی از مکـانیزم کنتـرل جریـان خوبی برخوردارند. اما کنترل در محدوده معیّنی از دهانه شیر صورت می پذیرد.
شیر دروازه ای که در آن دیسک دایرهای در درون نشیمن دایرهای شیر می لغزد، به دلیل ایجاد تلاطم و خلاءزایی به ویژه در زمـانی که شیر در حال بسته شدن باشد برای کنترل جریان به کار نمی رود.

شیرهای با محرک الکتریکی، پنوماتیکی و هیدرولیکی:

شیرهای با محرک الکتریکی شیرهای برقی و شیرهای پنوماتیکی و هیدرولیکی، شیرهایی می باشند که بـرای بـه کـار انـداختن آنها، انرژی توسط نیروی انسان تامین نشده و انرژی از خارج سامانه اعمال می شود.

شیرهای اتوماتیک یا خودکار:

برای عملکرد این مدل از شیرها ، انرژی لازم از خود سامانه مانند انرژی موجود در خطوط لوله انتقال آب  تامین می شود ؛ مانند فشارشکن، یک طرفه، کنترل سطح آب در مخازن و غیره.

ایـن شـیرها ، خـود بـه دو گـروه تقـسیم می شوند که عبارتند از:
الف – شیرهایی که انرژی سامانه مستقیما به شیر وارد می شود تا عمل مورد نظر را انجام بدهد مانند شیرهای یک طرفه معمولی، شیرهای شناور (فلوتر) کوچک و غیره.
ب – شیرهایی که انرژی سامانه به طور مستقیم برای به کار انداختن شیر کافی نیست و در نتیجه از سامانه پیلـوت بـرای تقویـت نیروی مورد نیاز شیر استفاده می شود. در این شیرها سامانه پیلوت مانند مغز شیر عمل می کند و شیر اصلی از فرمان هایی کـه از سامانه پیلوت صادر می شود، تبعیت می کند؛ مانند شیرهای فشارشکن، شیرهای اطمینان پیلوت دار و شیرهای کنترل سطح آب در مخازن .

انواع شیر فلکه

شیر فلکه صنعت آب را به انواع زیر میتوان تقسیم نمود. ابتدا در ذیل تقسیم بندی کلی آورده شده و سپس بـه جزییـات بـیشتـر پرداخته میشود :

1- قطع و وصل
2- کنترل دستی و یا محرک دار شبکه ها و خطوط انتقال
3- کنترل دستی و یا محرک دار سدها و ورودی مخازن
4- کنترل اتوماتیک پیلوت دار
5- یک طرفه
6- شناور
7- هوا
8- آتش نشانی
9- حفاظت از شکستگی خط لوله
10- مخصوص ایستگاه های پمپاژ

شیر فلکه قطع و وصل

مزیت اصلی شیرهای قطع و وصل ایجاد حداقل افت فشار است که با توجه به موقعیت نصب آنها کـه ممکـن اسـت بـه صـورت مدفون و یا داخل حوضچه ایستگاه پمپاژ و یا شیرخانه باشند، دارای شرایط خاصی از نظر طراحی هستند. شیرهای قطع و وصل مـورد استفاده در صنعت آب عبارتند از:

1-    شیرهای کشویی (Gate Valves)
2-     پروانه ای
3-     توپی
4-    کروی

** شیرهای کشویی

 شیرهایی هستند که برای قطع و وصل جریان مورد استفاده قرار می گیرند. یا به طور کامل باز هستند و یا کاملاً بسته می باشند. دیسک شیرهای کشویی در زمانی که شیر کاملاً باز است از مسیر خارج می شوند و در بونت شیر قرار می گیرند.
در واقع در gate valve ها ، در زمان باز بودن، سیال از مسیری عبور می­کند که از نظر سایز و ابعاد با سایز خط یکسان می باشد. لازم به ذکر است که اگر از این مدل شیر، برای تنظیم جریان استفاده شود، به دلیل آنکه هنگامیکه جریان به دیسک شیر برخورد می­کند ارتعاشات درون دیسک شروع شده و علاوه بر آن باعث ایجاد سایش و فرسایش درون دیسک می شود. بنابراین هرگز نباید از شیرهای کشویی برای تنظیم جریان استفاده کرد. در این مدل از شیر باید دقت کرد که چه در زمان نگه داری در انبار و چه در زمان بسته بودن شیر برو روی خط، هرگز نباید شیر در وضعیت نزدیک به حالت بسته باشد.
هر شیر کشویی از پنج قسمت عمده تشکیل شده است:

·    سرفلکه (Handwheel): باز و بسته کردن این مدل از شیر­ها اکثراً از طریق سر فلکه و یا Handwheel انجام می شود. استفاده از اکت­های بادی و برقی بر روی این مدل از شیر­ها رایج نمی باشد.
·    بدنه (Body): بدنه قسمتی از شیر است که به سایر اقلام و تجهیزات وصل می شود. این اتصال عموماً از طریق نوع فلنچ، دنده و یا جوش می­باشد.
·    بونت (Bonnet): قسمتی از شیر است که قسمت های متحرک شیر درون آن قرار دارند و به بدنه عموماً از طریق پیچ وصل می شود.
·    تریم (Trim): به مجموعه دیسک، استم، و سیت رینگ های (Seat Ring) یک شیر کشویی، Trim آن شیر می ­گویند.
·    محور ولو (Stem): استم در شیر کشویی وظیفه جابجا کردن دیسک درون شیر را دارا می باشد. در واقع عاملی است که گشتاور وارد آمده بر Hand Wheel و یا دسته را به دیسک منتقل می کند و عامل حرکت آن ، به بالا و پایین می شود.

 شیرهای کشویی ، خود به دسته های زیر تقسیم می شود :

شیرهای کشویی با سامانه آب بندی فلز به فلز گوره ای شکل:

به دلیل شرایط مناسب نصب به صورت مدفون و در اندازه های تا قطر 300 میلیمتر، بیشتر در شبکه ها مورد اسـتفاده قرار می گیرند. نقطه ضعف اصلی این شیرها آسیب پذیری شدید در مقابل اجسام سخت موجود در خط لوله مانند ماسه است.

شیر فلکه کشویی زبانه لاستیکی:
این نوع نسبت به انواع دیگر با سامانه آببندی فلز به فلز گوره ای شکل مزایای بیشتری دارند چون اولا تاثیر اجسام سخت داخل خط لوله بر روی سامانه آب بندی کننده بسیار کمتر است ثانیا حفره های در کف شیر وجود ندارد تا اجـسامی در آن رسـوب پیـدا کـرده و مشکل زا شود.

شیر فلکه کشویی با سامانه آببندی فلز به فلز موازی:
دیسک این نوع از یک صفحه تخت تشکیل یافته است که سوراخی معادل قطر اسمی شیر در آن وجود دارد. در شـرایط تمـام باز این سوراخ در مقابل سوراخ های ورودی و خروجی بدنه قرار می گیرد و مقطع عبور کامل را به وجود می آورد و در شرایط بسته شدن دیسک شیر حرکت میکند تا قسمت بدون سوراخ شیر مقطع عبور آب را قطع کند، در این شیرها عمل آب بنـدی اصـلی توسـط نشیمن های واقع در بدنه انجام می شود. این نشیمن ها به دو صورت طراحی می شوند ؛ یکی به صورت متحـرک بـدین معنـی کـه فشار آب باعث فشرده شدن نشیمن آب بندی به سطح دیسک می شود و دوم به صورتی که درپشت نشیمن های آب بندی کننده فنرهایی تعبیه می شود تا فشار ثابتی را به صورت دایم به سطح دیسک وارد کنند و عمل آب بندی انجام شود. در این نوع شیرها، چـون دیـسک به هیچ عنوان حالت لقی نداشته و در تمام مسیر حرکت خود با نشیمن های آب بنـدی کننـده در تمـاس اسـت، بنـابراین سـیال را میتوان با سرعت های زیاد از این نوع شیر عبور داد.
این نوع سامانه های عادی مورد استفاده ندارند زیرا ابعاد بزرگ، وزن زیاد و قیمت بالایی دارند ولی در شـرایطی کـه اجـسام خارجی در خط لوله زیاد یا سرعت عبور آب بسیار بالا باشد، مورد استفاده قرار می گیرند.

شیر فلکه های کشویی چاقویی:

جزو اصلی سامانه های فاضلاب هستند که در آنها دیسک از جنس فولاد ضد زنگ سـاخته می شود و لبه پایینی آن نسبتا تیز می باشد تا بتواند اجسام الیافی شکل را قطع کند.

 شیرفلکه های پروانه ای :

در زمره شیرهای قطع و وصل محسوب می شوند که قسمت محرک آنها از یک دیسک مـدور کـه دارای حرکـت دورانی 90 درجه هستند تشکیل یافته است. در صورتی که کاملا باز باشد این دیسک موازی جریان در خـط لولـه قـرار مـیگیـرد و حداکثر جریان عبوری را ممکن می سازد. البته در صنایع دیگر انواع جدیدی از این نوع ارائه شده که تا حدودی قابلیت کنترل نیز دارند.
اصولا این مدل همانند شیرهای کشویی بزرگ باید قابلیت بسته شدن در حالت جریان کامل را داشته باشند ولی بعـد از بسته شدن باید فشار توسط سامانه کنارگذر در طرفین شیر یکسان گشته و سپس اقدام به باز کردن شود.
در صنعت آب با سامانه آب  بندی لاستیکی مورد استفاده قرار می گیرند ولی در صنایع دیگر با سامانه آب بندی فلز بـه فلـز نیز توصیه می شوند. این نوع اصولا در تمامی جهات و زوایا قابل نصب هستند .

مزایای پروانه ای 

– آسانی کاربرد
– نداشتن قطعات لغزنده و کشویی
– افت فشار کمتر نسبت به شیرهای کشویی
– قابلیت کنترل
– ارزانی و سبک بودن وزن نسبت به سایر شیر فلکه های قطع و وصل
– امکان ساخت شیرهای با قطر بزرگتر تا 5000میلیمتر

از نظر فرم بدنه به دو صورت بدنه ویفری (بدون فلنج) و بدنه فلنج دار تولید مـی شـوند کـه هـر کـدام مزایـای مربوط به خود را دارند.
**مدل پروانه ای با بدنه ی ویفری  :
معمولا به مدل پروانه ای با بدنه ویفری انواع بدون فلنج نیز اطلاق می گردد. شایان ذکر است که وزن و ابعاد نسبت به شیرهای پروانهای فلنجدار بسیار کمتر بوده و نیز چون شیر در وسط دو فلنج خط لوله قرار گرفته و با پیچ هـایی کـه از روی بدنه عبور می کنند بسته می شوند لذا تمام تنش های کششی خط لوله به جای اعمال شدن به بدنه شیر، فقـط بـه پـیچ هـا اعمـال می شوند.

این نوع در انواع زیر مورد استفاده قرار میگیرند:
– ویفری با لاستیک آببندی روی دیسک

– شیر فلکه پروانه ای بدون فلنج ویفری با لاستیک آببندی داخل بدنه

  شیرآلات توپی :
از نوع شیرهای گردان هستند که در آنها قطعه متحرک با چرخش  90درجه باعث قطع و وصل جریـان شـده و در دو
نوع زیر ساخته میشوند:
الف – با مقطع کامل عبور جریان
ب – با مقطع کاهش یافته عبور جریان

- ردیف الف : برای عمل قطع و وصل مورد استفاده قرار میگیرند.

- ردیف ب : آنها تا حدودی قابلیت کنترل دارند.

نوع توپی به واسطه هم قطر بودن با خط لوله و مستقیم بودن جریان در خط، افت فشار بسیار اندکی تولید می کنند. جریان در داخل شیر کاملا مستقیم است. مزیت اصلی این شیرها محفوظ بودن سامانه آب بندی شیر از تماس اجسام خارجی است که کاربرد آنها را در آب های ناخالص افزایش می دهد، ضمنا این مدل ویژگیهای آببندی خوبی نیز دارند.
از نظر طراحی بدنه و توپی، به دو نوع 1- یک محور و 2- دو محور تقسیم می شوند. در توپی یک محور، وزن تـوپی توسط سامانه آب بندی تحمل می شود. این نوع  در اقطار کوچک ساخته می شوند و ارزان تر از نوع دو محور هستند. در تـوپی دو محور، وزن توپی توسط محورهایی که جزیی از توپی هستند تحمل می شود و سامانه آب بندی فقط فشار خط لوله را تحمل می کند. این نوع  کارایی بهتری نسبت به نوع اول دارند. به طور کلی توپی نسبت به شیرهای کشویی و پروانه ای گران تر هستند. در این شیرها اکثرا سامانه آب بندی از جنس تفلون است و توپی شیر ازجنس فولاد ضد زنگ انتخاب می شود.

شیر فلکه های کنترل اتوماتیک پیلوت دار:
در صنعت آب این مدل به گونه هایی اتلاق می شوند که انرژی لازم برای عملکرد شیرها از انـرژی موجـود در خـط لولـه گرفتـه می شود. این انرژی توسط پیلوت رله شده و شیر اصلی را به کار میاندازد. بدنه اصلی ایـن بدنـه شـیر بـشقابی اسـت و فقـط مکانیزم داخلی به دو نوع پیستونی و دیافراگمی تقسیم می شوند.

نوع  کنترل اتوماتیک مانند شیرهای کنترل تلمبه، شیرهای فشارشکن و غیره ترجیحا در حالت افقی نصب می شوند .

انواع کنترل اتوماتیک پیلوت دار:

1.     شیرهای فشارشکن
2.    اطمینان
3.    ثابت نگهدارنده فشار
4.    کنترل بدنه
5.    کنترل سطح آب در مخازن
6.    کنترل تلمبه
7.    سولونوئیدی قطع و وصل الکتریکی
8.    یک طرفه پیلوت دار با زمان باز و بسته شدن قابل کنترل
9.    قطع و وصل پیلوت دار دستی
10.    کنترل چند منظوره

به طور خلاصه با مراجعه به تصویر زیر با دسته بندی انواع ولوها براساس نحوه عملکرد آشنا خواهید شد:

جهت کسب اطلاعات بیشتر لطفا به سایت زیر مراجعه کنید:

http://valvesend.com