اصول کار شیرهای کنترل جریان

مبانی شیرهای کنترل جریان

شیرها برای هزاران هدف استفاده می شوند، از کارهای ساده و پیش پا افتاده، مانند پر کردن آب در سینک آشپزخانه، تا کارهای مهم و دشوار مانند کنترل جریان آب در یک راکتور هسته ای.

صرف نظر از کاربرد، شیرها در کنترل جریان مایعات و گازها در زندگی روزمره بسیار مهم هستند.

شیرهای خاصی برای جداسازی سیستم ها، تخلیه فشار سیستم و/یا خلاء برای تعمیر و نگهداری استفاده می شوند. برخی دیگر برای جلوگیری از برگشت جریان یا جریان دریچه گاز در یک سیستم استفاده می شوند.

نوع شیر مورد استفاده باید با پارامترهای سرویس مورد نظر هماهنگ باشد. در غیر این صورت، شیرها می توانند عملکرد ضعیفی داشته باشند یا حتی به طور فاجعه باری از کار بیفتند. بیایید نگاهی به انواع شیرهای رایج و کاربردهای آنها بیندازیم.

شیرهای کروی (Globe Valves)

شیر کروی رایج ترین شیر مورد استفاده است و در کاربردهایی که نیاز به عملیات مکرر و/یا کاهش جریان دارند استفاده می شود.

یک شیر کروی معمولاً از یک بدنه کروی و یک دیوار پل تشکیل شده است که بخش های ورودی و خروجی شیر را از هم جدا می کند.

جریان توسط یک عنصر یا توپی از نوع دیسکی تنظیم می شود که با نشیمنگاه دیواره پل شیر یک آب بندی را شکل داده و می تواند با تنظیم شفت متصل به آن باز یا بسته شود.

شیرهای دروازه ای (Gate Valves)

شیر دروازه ای نیز یک شیر پرکاربرد است. این شیر دقیقا برای انجام عمل روشن/خاموش استفاده می شود، زیرا به گونه ای طراحی شده است که در حالت کاملا بسته یا کاملا باز عمل کند.

شیر دروازه ای با بلند کردن و پایین آوردن یک گیت یا گوه که در برابر سطح نشیمنگاه آب بندی شده قرار دارد، جریان سیال را کنترل می کند. شیرهای دروازه ای طراحی مستقیم دارند و هنگامی که در لوله کشی خط مستقیم نصب می شوند، جایی که حداقل مقدار محدودیت جریان مورد نظر است، مفید هستند.

به دلیل ارتعاش بیش از حد در شرایط نیمه باز، شیرهای دروازه ای معمولاً برای کاهش جریان سیال استفاده نمی شوند، بلکه برای باز و بسته کردن کامل آن استفاده می شوند.

شیرهای پروانه های (Butterfly Valves)

شیر پروانه ای یک شیر می باشد که ساده طراحی شده است که سبک وزن، جمع و جور و ارزان است، به ویژه در اندازه های بزرگتر. این دیسک در اصل یک دیسک صاف و مدور است که در مرکز آن لولا شده و با یک چهارم چرخش شفت کاملا بسته یا باز می شود.

اغلب به جای یک شیر دروازه ای استفاده می شود، اما دارای توانایی اضافی برای تنظیم جریان است.

شیرهای توپی (Ball Valves)

شیر توپی از یک پلاگین توپی شکل با یک سوراخ دایره ای در مرکز آن در داخل بدنه شیر خود استفاده می کند.

همچنین می تواند با یک چهارم چرخش شفت به طور کامل باز یا بسته شود.

شیرهای سوزنی (Needle Valves)

شیر سوزنی از نظر ساختار شبیه به شیر کروی است و برای تنظیم دقیق جریان در سیستم های فشار بالا و/یا با دمای بالا استفاده می شود.

آنها برای خطوط و لوله هایی با قطر کم طراحی شده اند که نیاز به کنترل دقیق بر جریان گازها، بخار، روغن، آب یا هر مایع سبک دیگری دارند. دریچه از یک شفت نوک تیز تشکیل شده است که جریان را از طریق ورد به یک نشیمنگاه کنترل می کند.

شیرهای سماوری (Plug Valves)

شیر پلاگ جریان سیال را از طریق عبور از درپوش داخلی، به شکل مخروطی استوانه ای یا مخروطی، که دارای یک دهانه مستقیم است، کنترل می کند.

دریچه با چرخاندن درپوش (پلاگ و شفت) به میزان یک چهارم دور کار می‌کند تا اجازه عبور مستقیم سیال را بدهد، سیال را مسدود کند یا هر زاویه‌ای بین آن‌ها را مسدود کند. به دلیل طراحی ساده و ارزان بودن آن محبوبیت زیادی دارد.

شیر یک طرفه (Check Valves)

شیر یک طرفه (Check Valves)  برای جلوگیری از برگشت جریان در یک سیستم استفاده می شود. دو طرح متداول عبارتند از شیر یک طرفه لولایی ((swing check و شیر یک طرفه فشاری(lift Check) اینها با اجازه دادن عبور جریان در یک جهت از پیش تعیین شده در بدنه خود عمل می کنند.

یک شیر یک طرفه لولایی متشکل از یک دیسک لولایی است که هنگام شروع جریان باز می شود و به دلیل گرانش یا معکوس شدن جریان بسته می شود. هنگامی که به طور کامل باز می شود، شیر یک طرفه لولایی مقاومت کمتری نسبت به شیر یک طرفه فشاری ارائه می دهد.

شیر یک طرفه فشاری زمانی استفاده می شود که افت فشار آنقدر مهم نباشد. مسیر جریان آن بسیار شبیه به شیر کروی است و همچنین در هنگام شروع جریان باز شده و در مسیر برگشت جریان بسته می شود.

اکثر شیرهای یک طرفه با یک فلش در قسمت بیرونی بدنه برچسب گذاری شده اند که جهت جریان را نشان می دهد و به نصب صحیح کمک می کند.

مرجع

www.instrumentationtools.com

Basics of Control Valves