معرفی شیرآلات سوزنی و شیرآلات کشویی، بررسی تفاوت آنها
انواع متفاوتی از شیرآلات صنعتی مانند شیرسوزنی، شیرفلکه کشویی، شیرپروانه ای، شیرخودکار، شیرتوپی و... وجود دارد. همه این شیرآلات تجهیزاتی مهم و ضروری در سیستم های لوله کشی و تاسیساتی می باشند. شیرآلات صنعتی از نظر طراحی ظاهر، ساختار و کاربرد باهم تفاوت دارند و این مهم است که کاربرد هرکدام از شیرآلات صنعتی را بدانید تا در انتخاب شیر مورد نیاز پروژه خود اشتباه نکنید. طراحی شیرسوزنی و شیرفلکه کشویی از لحاظ ظاهر شبیه به هم بوده و عملکرد نسبتا مشابهی در خطوط دارند.
شیرسوزنی چیست؟
شیر سوزنی یک شیر با حرکت خطی (Linear motion) است که اصولا برای قطع و وصل و کنترل جریان به کار می رود. عملکرد این شیر ساده است و با چرخاندن هندویل شیر، به راحتی می توان میزان جریان سیال عبوری را تنظیم کرد. عمل باز و بسته شدن شیر می تواند به صورت دستی یا خودکار (با استفاده از عملگر) انجام شود. این عملگر می‌تواند الکتریکی، پنوماتیک یا هیدرولیک باشد که بیشتر در استفاده های صنعتی از این عملگرها استفاده می شود. با این حال، به طور متداول، از عملگر دستی و از نوع هندویل برای باز و بسته کردن آن استفاده می شود.
در وضعیتی که دیسک شیر سوزنی کاملا در برابر مسیر حرکت سیال قرار می گیرد، شیر بسته می شود و مسیر حرکت سیال مسدود می گردد و با خروج دیسک از مسیر، مسیر سیال باز می شود و شیر به حالت باز در می آید.
مهم ترین ویژگی این نوع شیر، موازی بودن آببند با جهت جریان سیال است که این ویژگی سبب می شود شیر برای تنظیم جریان کارآمد باشد و فرسایش دیسک و آببند کاهش یابد؛ هرچند، همین ویژگی مقاومت بالایی در برابر جریان سیال و آشفتگی جریان در درون شیر سوزنی ایجاد می کند.
شیر سوزنی نسبت به سایر انواع شیرها نظیر شیر کشویی، شیر توپی، شیر پروانه ای و ... که مجرای مستقیم دارند، افت فشار بالایی ایجاد می کند؛ بنابراین، در سیستم هایی که افت فشار عامل کنترلی محسوب می شود و به زیان سیستم است، نباید از شیر سوزنی استفاده کرد.
از شیرهای سوزنی به صورت گسترده به منظور کنترل جریان به کار می روند. بنابراین، به منظور جلوگیری از کاهش طول عمر مفید و کارکرد رضایت بخش شیر سوزنی، باید میزان سیال و درجه کنترلی که از این شیر انتظار می رود و همچنین میزان افت فشار و کارکرد مورد نظر در طراحی شیر سوزنی مورد توجه قرار گیرد.
شیرفلکه کشویی چیست؟
شیرآلات کشویی برای قطع و وصل جریان مورد ستفاده قرار می گیرند و نمی توان از آن ها برای تنظیم جریان استفاده نمود. اگر از شیرفلکه کشویی برای تنظیم دبی جریان عبوری در لوله استفاده شود باعث لرزش در شیر و آسب به دیسک آن می شود.
نام گذاری این شیرآلات از نحوه عملکرد آن ها ناشی می شود که یک دیسک مانند دروازه در بین نشیمنگاه با زاویه عمود بر جریان سیال حرکت می کند.
از نظر طراحی ظاهری، شیر کشویی نسبت به شیر سوزنی ارتفاع بیشتری دارد، اما از طول آن ها نسبت به شیر سوزنی کمتر می باشد.
شیرآلات کشویی در حالت کاملا باز مقاومت بسیار کمی در برابر سیال عبوری از شیر دارند و از آنجایی که دیسک به طور کامل در درپوش جمع می شود، افت فشار نسبتاً کم است. البته تجربه ثابت کرده به علت طراحی دیسک و نشیمنگاه شیرفلکه کشویی و نحوه باز و بسته شدن آن، دیسک این شیر نسبت به دیسک شیر سوزنی بیشتر مستعد سایش می باشد.
تفاوت شیر سوزنی (Globe valves) با شیر فکله کشویی (Gate valves)
با این که این دو نوع شیر شبیه به هم هستند، کاربردهای مختلفی دارند.
- شیر سوزنی می تواند هم برای تنظیم و هم قطع و وصل جریان مورد استفاده قرار گیرد، در حالی که از شیر فلکه کشویی تنها برای قطع و وصل جریان در حالت کاملا باز یا بسته شیر استفاده می شود.
- شیر فلکه کشویی برای حالتی مناسب است که قطع و وصل جریان به صورت مکرر انجام می شود و شیر باید مدام باز و بسته شود (به دلیل افت فشار کم نسبت به شیر سوزنی)، در حالی که شیر سوزنی برای حالت باز، بسته یا نیمه باز برای مدت زمان طولانی نیز مناسب است.
- شیر سوزنی نسبت به شیر فلکه کشویی و شیر توپی، در حالت کاملا باز، افت فشار قابل توجهی ایجاد می کند که دلیل آن تغیر جهت جریان سیال در درون شیر سوزنی است.
- دیسک شیر کشویی نسبت به دیسک شیر سوزنی بیشتر در معرض فرسایش قرار دارد. علاوه بر این موارد، از شیر سوزنی در برخی موارد می توان به عنوان شیر تخلیه فشار (Pressure Relief Valve) یا شیر یکطرفه استفاده کرد.
- یکی از مهم ترین تفاوت های شیر سوزنی و شیر فلکه کشویی این است که شیر کشویی را می توان در هر جهتی نصب و استفاده کرد، اما شیر سوزنی در یک جهت قابلیت عبور دادن جریان را دارد.
- در یک سایز مشخص معمولا شیرهای سوزنی گرانتر از شیرفلکه کشویی می باشند.
- افت فشار جریان در شیر سوزنی در حالت کاملا باز حدودا ۵/۵ برابر بیشتر از شیرفلکه کشویی می باشد.
