شیر کروی

شیر کروی همان گلاب ولو میباشند که برای کنترل فلو ، فشار و دما در سیالات ( مایعات و گاز ) یکی از بهترین گزینه ها ، گلوب ولو میباشند

که درصنایع پتروشمی و تولیدی و صنعتی مصارف زیادی دارد و معمولا به صورت کنترل ولو یا شیر خودکار در خطوط لوله مورد استفاده قرار میگیرد . این محصولات در ساده ترین حالت از یک قسمت متحرک دیسک مانند که با قرار گرفتن در حفره ای به نام سیت باعث کنترل فلو میگردد تشکیل شده است . تجهیز فوق در اثر نیمه باز بودن فرسوده نمیشوند و این نکته بکار گرفتن این شیر نسبت به شیرهای دیگر نظیر کشوئی و پروانه ای بهترین الویت است. زیرا تعمیر و نگه داری این شیر ها به سادگی انجام میگیرد و معمولا از جنس فولاد ضد زنگ و کربن استیل ساخته میشوند .در آخر در مورد شیرهای کروی باید گفت که این نوع شیر برای کنترل سیال طراحی شده است و بعلت تغییر ناگهانی مسیر سیال ، باز کردن و بستن شیر ، خیلی سریعتر انجام می شود و با توجه به کاربرد وسیع از مواد مختلف در دسترس میباشند

در ایران شیرهای کروی، سوزنی و پیستونی همگی به نام شیرآلات سوزنی شناخته می شوند. پرکاربرد ترین نوع شیر برای کنترل جریان، شیر سوزنی می باشد. این نوع از شیر با توجه به ساختار بدنه و نوع دیسکی که دارد امکان تنظیم دبی جریان را میدهد

شیر کروی ، سوزنی

در اینگونه از شیرآلات عضو مسدود کننده جریان در جهت عمود بر سطح سیت حرکت می کند که همین منجر به افت فشار بسیار شدید در این مدل از شیرآلات می شود. میتوان ادعا کرد که شیرهای سوزنی بیشترین میزان افت فشار را مابین شیرآلات دارا می باشند. عموماً طراحان سیستم پایپینگ از این مدل شیر برای قطع و وصل جریان استفاده نمی کنند زیرا افت فشار ایجاد شده در آن برای طراح قابل قبول نیست.

در شیرهای سوزنی و در دماهای پایین سیال باید از سمت زیر دیسک به قسمت دیگر وارد شود. یعنی آنکه در چنین شرایطی برای عملکرد بهتر شیر باید فشار بر قسمت تحتانی دیسک وارد شود. در اکثر شیرهای سوزنی به منظور نصب صحیح ولو توسط اپراتور، جهت نصب بر روی بدنه شیر حک شده است. در موارد بسیار کم یاب و خارج از عرف، شیر سوزنی به نحوی نصب می شود که فشار بر قسمت فوقانی دیسک وارد شود که از آن¬ها می توان به سیستم-های دما بالای بخار اشاره کرد.

قسمت های مختلف شیر های کروی

از مهمترین مزایای شیرهای کروی می توان به کم بودن طول کورس دیسک اشاره کرد، به زبان دیگر فاصله ای که دیسک بین حالت کاملاً باز و کاملاً بسته طی می کند بسیار کم می باشد از این رو، شیرهای کروی زمان عکس العمل مناسبی را دارند . تعمیرات ولوهای کروی ساده می باشد و در بسیاری از مواقع این مدل از شیرآلات بدون خارج شدن از خط تعمیر می شوند.

از مهمترین معایب شیر کروی که پیشتر نیز به آن اشاره شد، افت فشار بسیار بالای این مدل از شیر می باشد. همچنین برای باز و بسته کردن این مدل شیر به نیروی گشتاور زیادی نیاز است.

از نظر ساختار ظاهری به سه دسته کلی Z type، Wye Type و مدل Angle تقسیم بندی می شوند. در شکل زیر هر سه مدل آن نمایش داده شده است.

انواع شیرهای کروی بر حسب ساختار ظاهری آن

مدل Z بر اساس نحوه حرکت سیال در شیر به آن اطلاق شده است. در این تایپ شیر کروی، سیال پس از برخورد اولیه به شیر به اندازه 90 درجه تغییر زاویه می دهد و سپس در زمان خارج شدن از شیر نیز به اندازه یک 90 درجه تغییر جهت می دهد. این دو تغییر جهت سیال باعث شده که میزان افت فشار در این تایپ شیر کروی بسیار بیش¬تر از سایر مدل ها باشد. در این تایپ از شیر، Stem و دیسک در جهت عمود بر حرکت سیال حرکت می کنند.

لازم است اشاره شود که به دلیل آنکه افت فشار در این تایپ زیاد می باشد، استفاده از آن در خطوطی که شیر برای مدت طولانی باز می باشد و سیال از آن عبور می کند مناسب نیست. این تایپ از شیر برای خطوط By-Pass بسیار مناسب می باشند

در تایپ y یا به عبارتی Wye استم و بونت دارای یک زاویه 45 درجه نسبت به مسیر ورودی سیال دارا می باشند. این تغییر زاویه اندک باعث می شود تا سیال با زاویه کمتر از 90 درجه وارد شیر شود و با همچین زاویه ای از آن خارج شود. از این رو، این تایپ از شیر کروی، کمترین میزان افت فشار را مابین تایپ های مختلف شیر های کروی دارا می باشد. بنابراین در سیستم هایی که برای مدت طولانی سیال جریان دارد و شیر باز است، برای تنظیم جریان از این تایپ از شیر های کروی استفاده می شود

تایپ زاویه ای (شیر 90 درجه )

شیر 90 درجه و یا Angle Valve برای جاهایی مناسب است که سیال باید یک تغییر مسیر 90 درجه را در طول مسیر خود طی کند. در واقع این مدل از ولو، به صورت همزمان وظیفه یک شیر کروی و یک زانویی 90 درجه را انجام می دهد. معمولاً از شیر های 90 درجه برای سیال های تمیز استفاده می شود.

محور درون ولو های کروی، همانند شیر های کشویی دارای دو حالت است Rising Stem و Non Rising Stem می باشد. در حالت Rising در حالتی که شیر باز است شفت از محور شیر بالا می زند و در خارج از کلاهک شیر قرار می گیرد در صورتیکه در حالت Non Rising Stem محور شیر پس از باز شدن درون شیر قرار دارد

قسمت Seat شیرهای کروی یا ممکن است با بدنه به صورت یکپارچه باشند و یا ممکن است به بدنه پیچ شده باشند. در بسیاری از شیرهای کروی مابین محل عبور استم از بدنه شیر به سمت بونت از آب بندی به نام Backseat استفاده می شود. در واقع این آب بند، وظیفه آب بندی بین محور و کلاهک را دارد. هنگامی که شیر کاملاً باز است و محور در بالاترین نقطه خود قرار دارد، دیسک بر روی Backseat نشسته و مانع از ورود سیال به قسمت کلاهک یا Bonnet می شود

قسمت های مختلف شیر سوزنی

به همین دلیل که طول کورسی که دیسک در این مدل از شیرها طی می کند بسیار کم می باشد و در واقع زمان پاسخ سریعی دارند، بدنه بسیاری از کنترل ولوها، شیر سوزنی می باشد. استفاده از کنترل ولوها در صنایع مختلف از جمله صنایعی که سیال آنها بخار می باشد بسیار رایج است