شیرفلکه ها و عملکرد آنها

نمای کلی

در اکثر صنایع که خوراک آنها سیالات میباشند برای کنترل و تنظیم جریان سیال و همچنین در مواقع مورد نیاز و یا اضطرار برای قطع جریان و وصل آن، قطعا به شیرفلکه ها نیاز پیدا خواهند کرد. که در این مبحث تا جای ممکن به صورت مختصر انواع شیرفلکه ها و طرز باز و بسته شدن آنها توضیح داده میشوند. عمده ی عملکرد شیرفلکه ها عبارتند از:

• قطع و وصل جریان سیال
• تغییر در مقدار جریان سیال
• کنترل مسیر و سمت و سوی جریان سیال
• تنظیم فشار فرایند و سیستم های پایین دستی
• رهاسازی فشار مضاعف سیستم لوله ها و اجزا

کلیدواژها

1. 1. 1. شیرهای کشویی Gate Valves : توسط نیروی دست با چرخاندن فلکه باعث بالا رفتن یا پایین آمدن قطعه ی گوه ایی شکل یا در بعضی مدل ها قطعه ایی بشکل دیسک میشود. زمانی که گوه کاملا بین دو رینگ نشیمن قرار گرفته باشد از ورود سیال ممانعت میکند. شیرهای کشویی فقط برای قطع و وصل کردن جریان بکار گرفته میشوند. چون امکان کنترل دقیق روی مقدار جریان وجود ندارد نمیتوان آنرا بصورت نیمه باز قرار داد و همچنین این کار باعث میشود گوه یا دیسک در معرض سیالات خورنده قرار گیرند و زودتر از موعد مستهلک شوند. سه نوع مدل از گوه شیرهای کشویی وجود دارد که به اختصار عبارتند از: گوه ی یکپارچه که تقریبا برای همه ی سیالات بکار میروند ولی تنها نقطه ضعف آنها این است که انبساط های گرمایی و حجم های بالای سیال را که باعث برهم ریختن راستای نشیمن میشود را نمیتواند جبران کند. نوع بعدی مربوط به گوه ی منعطف است که بیشتر برای سیالات از نوع بخار که دمای بالاتری دارند استفاده میشود چرا که به خاطر وجود برش های در آن انعطاف پذیری ایجاد شده که به جلوگیری از نشتی سیال کمک میکند. نوع سوم گوه ها ، نوع جداکننده یا موازی است. هر دوی آنها در مواقعی که راستای نیمه ی دیگر برهم ریخته است خود را با سطح نشیمن همراستا می نمایند. گوه های موازی چون با تعداد زیادی فنر پرشده اند همیشه در تماس با نشیمن قرار میگیرند و از هر دو سو کار مهروموم را انجام میدهد. گوه های جداکننده هم بیشتر برای گازهایی که میعان ندارند و در دماهای معمولی تا دماهای بالا بکار می روند.
      2. شیرهای بشقابی Globe Valves : را که همانند شیرهای کشویی با نیروی دست باز و بست میشوند، از شکل طراحی بدنه آنها که سه مدل طرح z و طرح y و طرح زاویه دار است میتوان شناخت. درست در مرکز بدنه فضای حلقوی کوچکی وجود دارد که با بالا بردن زبانه بشقابی شکل مسیر جریان باز میشود. همانند برداشتن درپوش سینک ظرفشویی. برای تنظیم جریان بسیار ایدآل هستند. حدود مکانی زبانه را میتوان از روی دستگیره که به ساقه متصل است و با آن بالا و پایین میرود حدس زد. زبانه بشقابی آن به سه نوع است. نوع زبانه توپی آن برای جریان هایی با فشار و دمای پایین میباشد برای کنترل شدت جریان نیز بکار می آید ولی اساسا برای باز و بسته کردن جریان استفاده میشود. نوع زبانه سوزنی آن بیشتر برای کنترل جریان استفاده میشود نسبت به نوع توپی و نوع ترکیبی. مورد زبانه ترکیبی آن برای دستیابی به بستن کامل جریان و کیپ کردن مورد استفاده قرار میگیرد.
      3. شیر های توپی Ball Valves : ظاهری کاملا منحصر به خود دارند و با چرخش 90 درجه دستگیره باعث بسته یا باز بودن جریان میشوند. توپی که درون آن سوراخکاری شده با چرخش 90 درجه به گونه ایی که راستای سوراخ عمود بر جریان قرار بگیرد باعث قطع جریان میشود و حالت باز آن زمانی است که حفره همراستا با جهت جریان باشد. برای مواردی که به مدام به باز و بستن کامل جریان نیاز است بعلت دوام بالا بسیار متناوب هستند.
      4. شیر های یکطرفه Check Valves : برخلاف دیگیر شیر ها بصورت خودکار عمل میکند و نیاز به نیروی دست نیست. زمانی که فشار سیال عبوری کاهش میابد و یا جهت جریان برعکس میشود درب دریچه بعلت وزن خود بروی مجرای ورودی سیال می افتد و باعث مسدود شدن گذرگاه میشود. نوع بسته شدن دریچه انواع مختلفی دارد. بعضی بواسطه وزن بعضی بواسطه اعمال نیروی فنر به حالت اولیه خود برمیگردند و جریان را قطع میکنند.
         
      5. شیرهای کنترلی Control Valves : این نوع از دستگاه ها Actuator (عملگرهای مکانیکی) که بالای بیشتر انواع شیر فلکه ها نصب میشوند به صورت مکانیسم کنترل فرایند که اتوماتیک انجام میشود با دریافت اطلاعاتی مانند موقعیت دیسک و مقدار فشار، دما و یا دبی سیال عبوری سیگنالهایی را به واحد پردازشی که ارسال میکند، در واحد پردازش بر اساس مقادیر پیش فرض و یا مقادیر مدنظر برای کنترل سیستم، با توجه به نیاز به افزیاش و یا کاهش فشار و یا دما ویا دبی سیال، اندازه ی دریچه ورودی را به مقدار لازم تغییر می دهد. شیرفلکه هایی که بر روی آنها عملگرهای مکانیکی نصب میشوند عبارتند ازبشقابی، پروانه ایی، توپی، سماوری. عملگرهای مکانیکی Actuator .از نظر مکانیسم عملکردی به ترتیب شامل اکتریکی، پنوماتیک دیافراگمی، پنوماتیک سیلندری، پنوماتیک پیستونی،الکتروهیدرولیکی، موتوری هستند

            6.  شیرهای دیافراگمی Diaphragm Valves : گونه ی دیگر از شیرفلکه ها که هم با نیروی دست باز و بسته میشوند و هم چنین توسط دستگاه های کنترلی که روی آنها بسته میشوند میتوان آنها را اتوماتیک باز و بست و یا نیمه باز کرد. این مدل به علت عدم نشتی در هنگامی که دیافراگم به طور کامل به روی نشیمن آمده، برای اکثر سیالات سمی و رادیو اکتیو و سیالات دوغ آبی استفاده میشود. مدل قرار گرفتن دیافراگم برروی نیشمن به دوصورت مدل بدنه زین شکل و مدل بدنه صاف است.

        7.  شیرهای پروانه ایی  Butterfly Valves : شیرهای پروانه ایی به علت عملکرد سریعشان در باز و بستن جریان سیال و همچنین کنترل شدت جریان در صنعت بسار متداول هستند. آنها را هم میتوان با نیروی دست و هم با دستگاه های کنترلی باز و بست کرد. نوع بسته شدن صفحه ی شیر پروانه ای را به سه مدل هم مرکز، غیر مرکز دوبل، و غیر مرکز سه تایی تقسیم بندی کرد و مدل اتصال بدنه ی شیر پروانه ایی به دیگر ادوات را به چهار گونه ی ویفری، لاگی و شبه لاگی، فلنجی و یا دبل فلنجی، و جوشی عرضه میشوند.

     8. شیرهای سوزنی Needle Valves : عمدتا بعلت داشتن زبانه بلند و نوک تیز مانند سوزن برای تنظیم نسبتا دقیقتر جریان و یا مواقعی که نیاز به جریان آهسته تر سیال داریم به کار گرفته میشوند ، معمولا برای سیالات گازی شکل و بخار گزینه ی مناسبی هستند. در دو نوع طراحی بدنه که عبارتند است طراحی مستقیم و طراحی زاویه دار عرضه میشوند.

 

9. شیرهای ایمنی و اطمینان Safety and Relief Valves : شیر های اطمینان از نوع عملکرد خودبخودی هستند و نیازی به دخالت نیروی دست ندارند. فرق بین شیرهای ایمنی و اطمینان در اینست که شیر اطمینان زمانی که فشار سیال به بالاتر از مقدار تعین شده ی ایمن میرسد در صورت اضطرار و به آهستگی درچه باز میشود و سیال عبور میکند درحالی که در شیرهای ایمنی زمانی که فشار سیال به مقدار تعیین شده می رسد، درچه را بلافاصله باز میکند و سیال عبور میکند و تازمانی که فشار به پایینتر از جد مجاز نرسد دریچه باز می ماند.

 

 

توضیحات فراتر از ویدیو

هر شیرفلکه ایی تقریبا از اجزایی شامل بدنه (Body)، ساقه(Stem) ، کلاهک (Bonnet) ، نشیمن (Seat) ، رینگ یا واشر نشیمن (Seat Ring) ، دیسک (Disc) تشکیل شده است. که بنابه ماهیت سیال (خورندگی، سمی، وجود ذرات الکترومغناطیسی) و مقادیر فیزیکی سیال (دما و فشار و غلظت) و ویژگی های محیط (رطوبت، اکسایش، دما و فشار) جنس این اجزا انتخاب میشوند برای مثال واشر نشیمن در سیال اسیدی میتوانند از میان انواع مواد ضد خورندگی نوع پلی تترا فلورو اتیلن PTFE یا همان تفلون را استفاده کنند. برای بدنه که اگر در محیط آبی قرار گرفته که نیاز به استحکام و انسجام بیشتر دارد و از درون آن سیال ترش در جریان است برای جلوگیر از اکسایش از نوع استنلس استیل SS استفاده میشود و برای جلوگیری از خوردگی داخلی با توجه به نوع اسید و غلظت آن برای مثال اسید سولفوریک بالای 10 درصد از آلیاژ 904 استفاده می کنند.