شیر صنعتی

برای دیگر کاربردها، شیر (ابهام‌زدایی) را ببینید.

شیر صنعتی فولادی

شیر صنعتی یا والو (valve) وسیله‌ای است که برای قطع و وصل جریان سیال‌ها در خط لوله‌ها و شبکه‌های لوله‌کشی و محیط‌های صنعتی به کار می‌رود.

چهار وظیفه اصلی ولوها را می‌توان به صورت زیر خلاصه نمود:

باز و بسته کردن جریان
کنترل جریان و تنظیم مقدار سیال عبوری
جلوگیری از بازگشت جریان
کنترل و تنظیم فشار جهت جلوگیری از آسیب رسیدن به دستگاه‌ها و تجهیزات

ولوها از لحاظ شکل و نحوه محدود کردن جریان در انواع مختلف ساخته می‌شوند:

PLUG
BALL
BUTTERFLY
GLOBE
GATE
NEEDLE
DIAPHRAGM
CHECK

اجزا و ساختمان والو با توجه به محدوده دما و فشاری که که والو در آن کار می‌کند، نوع سیال (گاز یا مایع) و میزان خورندگی سیال، تغییر می‌یابد. به عبارت دیگر دو شیری که در یک طبقه بندی هستند ممکن است از لحاظ شکل ظاهری تفاوت داشته باشند.

شیر کشویی [ویرایش]

گیت ولو یا شیر کشویی دارای دیسکی با حرکت خطی است که برای شروع یا قطع جریان سیال استفاده می‌شود. این ولو قابل تنظیم نبوده و قابلیت تنظیم دریچه‌ای جریان را نیز ندارد. نام gate (دروازه) از قرارگرفتن دیسک در جریان سیال مشتق گردیده است. به gate valve گاهی اوقات slide valve نیز گفته می‌شود. این ولوها جهت رساندن افت فشار به پائین‌ترین سطح مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ولوها دارای حرکت خطی می‌باشند.

دو نوع گیت ولو وجود دارد:

۱- نوع اول که به نام موازی معروف است بر اساس استفاده از یک دیسک تخت دروازه‌ای که در بین دو نشیمنگاه موازی قرار گرفته تشکیل گردیده است. (جریان بالادست وجریان پائین دست) این ولوها همچنین دارای یک لبه تیزی در قسمت پائین خود می‌باشند که این لبه تیز برای برش واز بین بردن ذرات جامد ورودی به ولو می‌باشد.

مزیت مهم این قبیل ولوها این است که این ولوها علاوه بر بکار رفتن برای valve seatهای نامتقارن، می‌توانند برای valve seatهای زاویه‌ای نیز بکار روند.

۲- نوع دیگر ازgate valveها بنام gate valveهای با gate گوه‌ای شکل می‌باشند.

دراین نوع از ولوها از دو seat مورب ویک gate مورب استفاده می‌گردد. (به منظور امکان بسته شدن در حالت shut off)

دیسک یک gate valve وقتیکه gate valve فول باز می‌شود، کاملاً از مسیر عبور جریان برداشته می‌شود. این خاصیت باعث از بین رفتن هرگونه مقاومتی در ولو درهنگامی که ولو باز است می‌شود. وقتیکه ولو کاملاً بسته شد توسط یک رینگ آب بند دیسکی صفحه اصلی را آب بند می‌کند و آب بندی خوبی بوجود می‌آید. با قرارگیری دیسک درداخل رینگ آب بندی، مقدار بسیار کمی نشتی و یا اصلاً هیچ مقدار نشتی ممکن است دردیسک عبوری بوجود بیاید (در حالتی که ولو بسته شده است).

شير توپي (ball valve) [ویرایش]

از نظر كار شير كم و بيش مانند شير دروازه‏اي بوده ولی بجاي صفحه‏اي كه در مسير جريان سيال بود، اين عمل بوسيله جسم كروي شكل كه در وسط آن مجرائي موجود است انجام مي‏گيرد. در وقت باز بودن، مجراي مذكور در مسير حركت سيال واقع مي‏گردد ودر وقت بسته بودن طرف ديگر جسم محل عبور سيال را مسدود مي‏نمايد. اين شير از نظر ساختمان آسان‏تر و از نظر قيمت ارزان‏تر از نمونه‏هاي ديگر شيرها مي‏باشد. اين نوع شيرها كاربرد زيادي در صنعت دارند و براي كنترل بسياري از سيالات مانند گازها و روغن مورد استفاده قرار مي‏گيرند. ولي بيش‏تر در سر راه لوله‏هاي هوا، گاز، مواد خورنده و پودر خشك قرار مي‏گيرند. اين شير كمتر درمحل خود محكم مي‏شود و افت فشاركمي ايجاد مي‏نمايد و به راحتي قابل تعمير مي‏باشد. برخلاف شير دروازه‏اي كه وقتي نيمه بازاست سيال به صورت مستقيم حركت مي‏كند در اين حالت اگر شير نيمه باز باشد حركت سيال به صورت مستقيم نيست.. شکل 1-2 ساختمان و اجزا یک نمونه شیر توپی را نمایش می‏دهد. متن صفحه.^[۱]

شير مجرابند (سماوري) [ویرایش]

In American “plug valve” an in britan “cock valve” اين شير براي كنترل مناسب نيست و بايد در حالت بسته ويا كاملا باز باشد. ساختمان آن ساده، داراي يك بدنه، يك مجرابند توپي كه در آن سوراخي براي عبور سيال تعبيه شده و يك كلاهك آب‏بندي مي‏باشد. مجرابند را به اشكال مختلف مي‏سازند. ومعمول‏ترين آن به صورت مخروط ناقص ساخته شده كه با چرخاندن آن در بدنه، سوراخ آن روبروي لوله قرار گرفته و جريان سيال ازآن عبور مي‏كند .اين نوع شير داراي انواع گوناگوني بوده و ممكن است سه راهه وچهار راهه آن‏ها براي انتخاب مسير جريان وجود داشته باشد. در بعضي از شيرهاي سماوري آب بندي مجرابند با بدنه بوسيله نوعي خمير گرافيت انجام مي‏گيرد.اين خمير از سر مجرابند تزريق شده و بوسيله پيچي كه روي آن بسته مي‏شود خمير به‏ داخل شيارهايي كه روي مجرابند تعبيه شده نفوذ كرده و بصورت فيلمي از خميرها بين بدنه و پلاگ قرار مي‏گيرد. اين عمل علاوه برآب‏بندي كردن باعث روان چرخيدن پلاگ شده و از سائيدگي و نيز فساد تدريجي مجرابند و بدنه جلوگيري مي‏كند. شکل 1-3 ساختمان و اجزا این شیر را نمایش می‏دهد.

1-4 شير ساچمه‏اي [ویرایش]

اين نوع شير بخصوص در محل‏هايي كه لوله‏هاي مسيرجريان كوچك هستند و لازم است دبي تحت تنظيم و‏ كنترل باشد مورد استفاده قرارمي‏گيرند. مسيرحركت سيال در داخل شير به‏طور مستقيم نيست و شايد به همين علت مقاومت بيشتري در مقابل جريان از خود نشان مي‏دهد كه خود باعث تنظيم جريان مي‏گردد. اين شير طوري طراحي شده كه باعث تغيير جهت جريان مي‏شود و در حقيقت حركت يك ديسك كه در مسيرجريان واقع مي‏شود عمل باز و بسته نمودن (يا نيمه باز و نيمه بسته بودن) را انجام مي‏دهد. دراين نوع شير چون بندآور و نشيمن‏گاه آن طوري طراحي شده كه بطور سريع روي هم قرار مي‏گيرند، بنابراين وسيله مناسبي است براي جريان‏هاي كه مرتب باز و بسته مي‏شوند. علاوه بر اين هرگاه لازم باشد فشار سيال را در طول مسير كم كنند از شير ساچمه‏اي استفاده می‏كنند. درشير ساچمه‏اي مسير سيال به اندازه ٩٠ درجه انحراف پيدا كرده و سپس با يك انحراف ٩٠ درجه‏اي ديگر در مسير خود جريان مي‏يابد كه اين انحراف باعث افت فشار مي‏گردد. نوع زاويه‏اي آن نيزدرمحل‏هایی كه به علت كمبود فضا نمي‏توان از زانويي استفاده كرد كاربرد دارد. شکل 1-4 ساختمان و اجزا این شیر را نشان می‏دهد. ‏

1-5 شير يك طرفه [ویرایش]

همان‏طور كه از اسم آن بر مي‏آيد از باز پس‏زدن جريان در يك لوله جلوگيري مي‏نمايد و به عبارت ديگر سيال فقط از يك طرف آن مي‏تواند وارد شود و زماني كه در يك مسير قرار دارد جريان سيال از طريق مخالف آن غير ممكن است. در ساير شيرها محل ورود سيال به شير مطرح نيست و مي‏تواند از دو طرف آن باشد. ولی در شیر یک ‏طرفه فقط سيال از يك طرف شير مي‏تواند وارد شود که به همين علت اگر در محلي قرار دارد و مي‏خواهيم جريان را درمسيرمخالف عادي خود عبور دهيم بايستي اين شير را برعكس نمایيم و يا اين ‏كه داخل آن‏ را درآوريم كه در اين صورت حالت شير يك طرفه را از دست خواهد داد. شيرهاي يك طرفه در دو طرح اساسي به نام شيريك طرفه لولايي و شیر یک طرفه فشاری ساخته مي‏شوند كه در زير به توضيح آنها مي‏‏پردازيم.

1-5-1 شيريك طرفه لولايي اين شير كه مصرف بيش‏تري دارد داراي بدنه و درپوش مي باشد كه درون آن ديسكي كه ممكن است يكي يا دوتايي باشد به‏ وسيله پين مخصوصي به بدنه لولا شده و آويزان مي‏باشد. البته در نوع دو‏تايي آن اين پين بين دو ديسك قرار دارد. جريان سيال درموقع ورود ديسك را به طرف مسير خود بلند كرده و از اطراف آن عبورمي‏كند. درموقع قطع جريان دسيك به نشيمن‏گاه چسبيده و اجازه برگشت به سيال را نمی‏دهد. شکل 1-5 نمونه این شیر را نشان می‏دهد.

1-5-2 شير يك طرفه فشاري در اين نوع شير يك طرفه جريان سيال باعث باز شدن شير شده و برگشت جريان باعث بسته شدن شير مي‏گردد. از انواع شيرهاي يك طرفه فشاري مي‏توان شير يك طرفه پيستوني وشير يك طرفه كروي را نام برد.

شير يك طرفه پيستوني شير يك طرفه پيستوني از نظر شكل داخلي شبيه شيرفلكه‏اي مي‏باشد كه جريان باعث فشار پيستون به طرف بالا و انتقال جريان شده كه جهت عكس آن پيستون به طرف پائين آمده و مانع از برگشت سيال به طرف ورودي مي‏شود. اين نوع شير به همراه شير ساچمه‏اي و زاويه‏دار جهت جلوگيري از پديده لرزش در اثر فشار در مسير خطوط لوله به ‏کار برده مي‏شود. شکل 1-6 اجزا شیر یک طفه پیستونی را نشان می‏دهد. شکل 1-6 ساختمان و اجزا شیر یک طرفه پیستونی

شير يك طرفه كره اي [ویرایش]

اين نوع شير يك طرفه در دو نوع كره‏ اي افقي و عمودي وجود دارد. در نوع عمودي مسير جريان مستقيم است و اين شير بيش‏تر درجاهایي‏ كه قطع جريان به صورت فوري لازم باشد بكار مي‏رود. نحوه كار اين نوع شير بدين صورت است كه مسير سيال ورودي يك كره را در داخل سيال معلق نگه داشته وسيال از اطراف آن به طرف ديگر مي‏رود و وقتي كه جريان سيال برعكس شود كره مورد نظر در نشيمن‏گاه خود نشسته كه مانع از عبور سيال به طرف ورودي مي‏شود. یكي از مزاياي اين نوع شير يك طرفه، استفاده ازآن‏ها در سيالاتي كه ويسكوزيته آنها بسيار زياد است مي‏باشد. شکل 1-7 ساختمان و اجزا از شیر یک طرفه کره‏ای را نشان می‏دهد.

1-7 شير ايمني [ویرایش]

همان‏طور كه از نام اين شير بر‏مي‏آيد جهت ايمن ساختن لوله‏ها ودستگاه‏هاي داراي فشار به كار مي‏رود. داراي انواع و اقسام گوناگوني بوده و مي‏توان گفت كه متنوع ترين نوع شيرها از نوع شير ايمني هستند. اين شير قابل تنظيم بوده و با توجه به فشار جاري سيال داخل آن تنظيم مي‏گردند. بدان معني كه هرگاه فشار جريان بيش از فشار تنظيمي برروي شير باشد شير به صورت اتوماتيك جريان را قطع مي‏كند واز طرف ديگر اگر فشار جريان كمتر ازحداقل فشار تنطيمي برروي شير باشد باز هم جريان را قطع خواهد كرد. به همين علت در مسير عبور سيالي كه تغييرات فشار ناگهاني در آن محتمل است از وجود اين شير استفاده مي‏گردد. مدله‏اي مختلفي از اين شير موجود است که همگي از نظر عمل تقريبا مشابه يكديگرند و به هرحال با توجه به يك فشار تنظيم شده بر روي آن‏ها جريان را قطع مي‏كنند. نوع ديگر اين شير را مي توان طوري تنظيم كرد كه به طور اتوماتيك در موقع لزوم باز شود. نمونه این شیر در شکل 1-9 نشان داده شده است.

نوع ديگري از شيرهاي ايمني نيز موجود است که به آن‏ها شیر‏های اطمینان فشارشکن گویند. این شير برخلاف نمونه بالا با توجه به شرايط تنظيمي برروي آن و موقعيت سيال در وقت لازم باز مي‏شود و جريان را تغييرمي‏دهد و يا به عبارت ساده‏تر از فشارلوله مي‏كاهد. نمونه این شیر در شکل 1-10 نشان داده شده است.