بدنه شیرآلات Body Valve
بدنه ولو که مابقی اجزای دیگر درون آن جاگذاری و نگهداری می شود، انتهای بدنه شیرآلات از نظر نوع اتصال فلنجی (Flange) و رزوه ای (Threaded) و جوشی (Butt Welded Or Socket Welded) با روش ریخته گری و فورج بدنه یک تیکه و دو تیکه و سه تیکه نسبت به سایز تولید می گردد. لازم بذکر است ضخامت و نوع تولید وابسته به فشار و دمای کاری می باشد
درپوش یا بونت ولو (Bonnet valve)
درپوش برای جلوگیری از ورود گرد و غبار و ایزوله کردن اجزای داخل ولو درپوش روی بدنه به روش های پیچی (Bolted Bonnet) و روش جوشی (Welded Bonnet) و یا روش رزوه ای (Threaded Bonnet) مونتاژ می شود. در روشی پیچی و رزوه ای معمولا یک واشر آببندی مابین درپوش و بدنه قرار داده می شود که به آن Bonnet Gasket می گویند
مجرابند ولو (Closure member)
مجرابند به جسمی که جلوی عبور سیال را گرفته و مسیر عبور سیال را از طریق مجرا تعبیه شده مشخص می کنند، شکل مجرابند با توجه به شیرآلات دیسکی و توپی و مخروطی و غیره می
تریم ولو (Trim valve)
تریم به مجموعه از قطعاتی گفته می شود که در آببند کردن ولو تاثیر مستقیم دارند. جنس تریم به دلیل اینکه بیشترین تماس را با سیال دارند از جنس های مقاوم به خوردگی انتخاب می شوند. دیسک (Disc)، سیت (Seat)، استم (Stem)، بوش یا آببند (Gland) از اجزا مجموعه ای هستند که به آن تریم گفته می شود
نشیمنگاه شیر یا سیت ولو (Seat)
سیت برای آببند کردن اطراف مجرابند (دیسک، بال و غیره) و نشستن مجرابند روی آن استفاده می شود. جنس سیت بدلیل ارتباط بیشتر با سیال و مجرابند باید با توجه به سیال عبوری و فشاری کاری و درجه حرارت به درستی انتخاب شود. سیت به دو دسته Metal Seat و Soft Seat تقسیم بندی می شوند محدوده دمایی و نشتی مجاز بر دقیقه در استاندارد API598 مشخص می باشد
استم یا ساقه ولو (Stem)
استم به رابط مابین مجرابند و عملگر گفته می شود که انتقال نیرو از عملگر (اهرمی و گیربکس) ولو به مجرابند (دیسک و بال) را انجام می دهد، ساقه ولو از اجزای تریم (Trim) باید دارای مقاومت به سایش و خوردگی و دارای استحکام بالایی باشد و معمولا از جنس استیل با گرید های مختلف با روش فورج تولید می شوند، ساقه ولو از قسمت بالا یا با رزوه و یا به خار و رابط به عملگر نصب می شود و از قسمت پایین با روش های پرس و جوش و غیره متصل می گردد
یوک شیرآلات (Yoke)
به رابط بدنه و درپوش شیر با عملگر یوک گفته می شود جنس یوک باید دارای مقاومت به ضربه و فشار باشد
پکینگ یا گسکت آب بندی ولو (Packing)
برای آببند کردن و جلوگیری از ورود گرد و غبار به شیر از پکینگ ما بین استم و درپوش استفاده می شود، از گسکت های آب بندی در قسمت های دیگه مانند بین درپوش و بدنه و غیره مورد استفاده قرار می گیرد
تقسیم بندی شیرآلات
انواع شیرآلات بر اساس سایز
ولو ها به دو دسته ولوهای سیستم متریک و ولوهای سیستم اینچی تقسیم بندی می شوند.
ولوهای سیستم اینچی (System Inch) معمولا بر اساس کلاس کاری (150، 300، 600، 900، 1500، 2500) PSI و فشار و حرارت (Pressure & temperature rating)
بر اساس استاندارد ASME B16.34 می باشد. به اندازه اسمی ولو در سیستم اینچی NPS می گویند.
ولوهای سیستم متریک Metric system (ISO ,DIN ,EN) معمولا برا اساس PN: pressure number (bar) و فشار و حرارت بر اساس استاندارد EN 1092-1: Pressure &temperature rating می باشد. به اندازه اسمی شیرآلات در سیستم متریک DN می گویند
در استاندارد ASME B16.34 در جدول شماره 2 مشخص کرده است که هر متریال با توجه کلاس کاری می تواند چه رنج دمایی را تحمل کنند، فشار بیان شده در جدول شماره 2 همان MAWP متریال در دما مشخص شده می باشد
جدول ارتباط بین کلاس شیرآلات با فشار
انواع شیرآلات از نظر اپراتوری
شیرآلات دستی یا اپراتوری (Manual Valve)
ولوهای دستی به ولوهایی گفته می شود که گشتاور مورد نیاز آن زیر 500 NM باشد و توسط اپراتور با دست نیرو باز و بست آن تامین می شود عملگر این ولوها اهرمی (شیر پروانه ای)، فلکه (شیر کشویی)، دسته (شیر گازی) و در سایز 8 اینچ به بالاتر اکثرا شیر با عملگر گیربکسی چرخدنده حلزونی یا پیچی با فلکه نیروی باز و بست توسط اپراتور تامین می شود
شیرآلات اتوماتیک یا خودکار (Actuators)
به تمامی ولوهایی که بدون نیاز به اپراتور خودکار یا با دستور اتوماتیک plc یا کنترل از راه دور باز و بسته می شوند شیر اتوماتیک گفته می شوند، شیر مکانیکی خودکار (شیر یک طرفه، شیر اطمینان و غیره)، شیرآلات با اکچیتور پنوماتیک، شیرآلات با اکچیتور برقی، شیرآلات با اکچیتور هیدرولیکی، شیرآلات سلونوئیدی با بوببین برقی تقسیم بندی شیرهای اتوماتیک را تشکیل می دهند.
شیر مکانیکی خودکار
شیرآلات خودکار مکانیکی به طور اتوماتیک یا با فشار سیال مثل شیر یک طرفه یا در رنج تنظیمی کالیبراسیون شده مثل شیر اطمینان اتوماتیک سیال را عبور یا خروج می دهد
شیر پنوماتیک (Pneumatic Valve)
شیر پنوماتیک متشکل از شیر با اکچیتور پنوماتیک می باشد شیر بدلیل فشار باد از دیگر شیرهای اتومتیک با سرعت بیشتری باز و بست را انجام می دهد. از مدل شیر های پنوماتیک می توان به شیر توپی پنوماتیک، شیر پروانه ای پنوماتیک و گلوب ولو پنوماتیک اشاره کرد در بعضی از شیرهای پنوماتیک می توان از یک پوزیشنر با عملگر پنوماتیک استفاده کرد و با 4 تا 20میلی آمپر سیال عبوری توسط شیر کنترل و شیر به تدریج قطع و وصل شود
شیر با اکچیتور برقی (Electric Valve Actuator)
شیر با عملگر برقی از اجزای شیر و عملگر برقی تشکیل می شود که به آن MOV یا Motor Operated Valve می گویند که با تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی و انتقال نیرو موجب باز و بسته شدن شیر می شود.
شیر با اکچیوتور هیدرولیک (Hydraulic Actuators)
شیر با اکچیتور هیدرولیکی از اجزای شیر با عملگر هیدرولیکی که با سیال روغن کار می کند تشکیل می شود، از شیر هیدرولیکی برای معادن و یا تونل که احتمال انباشته شدن گاز وجود داشته باشد به علت جلوگیری از ایجاد جرقه و اشتعال از این عملگر با شیر استفاده می شود.
شیر سلونوئیدی برقی (Solenoid Valve)
در طراحی خطوط پایپینگ نقاط Seat و Unseat نیروی لحظه ای بیشتری برای باز و بسته کردن استفاده می شود، بوبین برقی این شیر دارای ساختار بسار ساده و در ولتاژهای 220v ,24v dc ,24v ac تولید می شوند و به راحتی قطع و وصل سیال را انجام می دهد.
انواع شیرآلات از نظر حرکت مکانیکی
مجرابند شیرآلات خطی (شیر کشویی، شیر کروی) با حرکت عمودی یا افقی مسیر سیال را قطع یا وصل می کنند.
مجرابند شیرآلات چرخشی با چرخش 90 یا 180 درجه مجرابند مسیر عبور سیال را قطع و وصل می کنند. از نمونه این شیرها می توان به شیر توپی و شیر پروانه ای و غیره اشاره کرد.
انواع شیرآلات از نظر نحوه ی عبور سیال
ولوهای قطع و وصل فقط برای باز و بسته کردن مسیر سیال استفاده می شوند و از این مدل ولوها (شیر کشویی) به علت ایجاد تلاطم (ضربه قوچی) نمی توان برای کنترل سیال استفاده کرد.
ولوهای کنترل جریان هم برای قطع و وصل و هم برای کنترل جریان استفاده می شوند این ولوها با اپراتور و یا اتوماتیک کنترل جریان سیال را انجام می دهند.
شیر مکانیکی خودکار
شیرآلات همانند سفتی ولو و فشار شکن و یا شیر یک طرفه که یا با تنظیم کالیبراسیون شیر یا با فشار شیر سیال را عبور یا قطع یا کاهش می دهند.
معرفی انواع شیر صنعتی
شیر دروازه ای (Gate Valve)
شیر دروازه ای که به آن شیر کشویی یا گیت ولو گفته می شود، در شیر دروازه ای از شیرهای خطی (Linear) که برای قطع و وصل جریان سیال استفاده می شود، شیر دروازه ای با توجه به مکانیزم طراحی و ساخت ساده و همچنین عملکرد آسان در باز و بسته شدن شیر بیشترین مصرف را در شیرهای خطی قطع و وصل را دارد. شیر کشویی در حالت باز کمترین افت فشار را ایجاد می کند از شیر دروازه ای بدلیل ایجاد آشفتگی و عدم آببندی در حالت نیمه باز نمی توان برای کنترل سیال استفاده کرد.
مزایای شیر دروازه ای
انواع شیر دروازه ای
شیر گوه ای (Wedge Gate Valve)
مجرابند شیر گوه ای همانطور که از اسمش مشخص می باشد مثل گوه می باشد. مجرابند گوه ای آببندی شیر در فشار بالا را تسهیل می کنند استاندارد طراحی این شیر API600 ,API602 ,API603 و استاندار BS EV ISO 10434 می باشد و طراح حتما برای استفاده شیر در خطوط پایپینگ الزامات استاندارد API6D می بایست در نظر بگیرد.
مجرابند شیر گوه ای
مجرابند شیر گوه ای با زاویه 3 تا 5 درجه به شکل مخروطی استوانه می باشد، این نوع مجرابند مخروط آب بندی کامل بین آن و نشیمنگاه را فراهم می کند.
شیر دروازه ای چاقویی (Knife Gate Valve)
شیر داروازه ای چاقویی از قدیمی ترین نوع شیر می باشد که در زمان قدیم از نوع ساده آن به عنوان دریچه آب بند در مسیر آب قرار می گرفت. شیر چاقویی بدلیل اینکه مجرابند این شیر کاملا از مسیر سیال خارج شده کمترین افت فشار را متحمل می کنند. شیر چاقویی برای مواردی که سیال دارای ذرات معلق بوده و یا الیاف مثل جلبک، طناب و غیره در سیال موجود باشد پیشنهاد می شود از شیر چاقویی استفاده شود. این شیر با عملگر دستی و پنوماتیک و گیربکسی مونتاژ می شود.
شیر کروی (Globe Valve)
شیر کروی که به آن شیر سوزنی یا شیر بشقابی هم گفته می شود برای قطع و وصل و کنترل جریان استفاده می شود. مجرابند این شیر مخروطی استوانه ای کوتاه هست که قسمت پایین آن دارای زاویه نشیمنگاه می باشد که با نشستن روی ست آب بندی را به طور کامل انجام می دهد. شیر سوزنی در مدل شیر سوزنی 90 و شیر سوزنی 180 درجه تولید می شوند، طراحی شیر سوزنی 90 درجه به گونه ای می باشد که سیال با چرخش 90 درجه ای از بین مجرابند و سیت خروج می کنند و در شیر سوزنی 180 درجه سیال از لحظه ورود تا خروج با 180 درجه چرخش عبور می کنند. شیر گلوب با استاندارد API6D طراحی می شود.
انواع شیر کروی
شیر کروی Z شکل (Z type globe valve)
شیر کروی Z شکل از پرکاربرد ترین نوع شیر کروی می باشد که سیال از لحظه ورود تا خروج با 180 درجه چرخش خارج می شود، بدلیل چرخش 180 درجه ای سیال ممکن است این شیر افت فشار بیشتری متحمل می شود.
شیر کروی y شکل (Y pattern globe valve)
شیر کروی Y شکل که زاویه آن 45 درجه می باشد و سیال از هنگام ورود تا خروج با چرخش کمتری خارج می شود که افت فشار کمتری در مواقعی که شیر کامل باید باز باشد را متحمل می شود.
شیر کروی 90 درجه ای (angle type globe valve)
شیر کروی 90 درجه ای که ورود و خروج شیر دارای زاویه 90 درجه ای می باشد برای مواردی که مسیر 90 درجه ای یا انتقال خط باشد می توان به راحتی از شیر کروی 90 درجه ای استفاده کرد.
شیر توپی (Ball Valve)
شیر توپی یا بال ولو پر مصرف ترین شیر در مصارف صنعتی و کشاورزی می باشد، شیر توپی با چرخش 90 درجه ای بال یا همان توپی جریان سیال را قطع و وصل می کند. از شیر توپی نیز می توان برای کنترل سیال هم استفاده کرد، استاندارد طراحی شیر توپی API608 و BS EN ISO 17292 می باشد.
انواع شیر توپی از نظر بال
شیر توپی فول بور (Full Bore Ball valve)
شیر توپی فول بور که در آن اندازه بور (قطر سوراخ) برابر با قطر خط می باشد و حجم سیال عبوری و خروجی تقریبا یکسان می باشد.
شیر توپی ردیوس بور (Reduced Bore Ball Valve)
در شیر توپی ردیوس بور انداز بور (قطر سوراخ بال) از سایز خط یک یا دو اندازه کوچکتر می باشد.
شیر توپی V پورت (V Port Ball Valve)
بور این شیر توپی به شکل V می باشد و برای کنترل جریان می توان استفاده کرد، که با توجه به درصد میزان سیال عبور بال هم انتخاب می شود.
انواع شیر توپی از نظر مهار گوی
شیر توپی فلوتینگ (Floating Ball Valve)
بال شیر توپی فلوتینگ از بال به استم وصل می باشد و از پایین مابین دو سیت قرار گرفته و با ورود سیال بال به سیت چسبیده و آب بند را انجام می دهد.
شیر توپی ترینیون (Trunnion Ball Valve)
بال شیر توپی ترینیون از بالا و پایین به دو عدد استم متصل می باشد و بال بین سیال و سیت نگه داشته می شود و آب بندی انجام می شود.
انواع شیر توپی از نظر مونتاژ
شیر توپی تاپن تری (Ball Valve Top Entry)
این مدل شیر توپی تاپن تری بال یا همان توپی از قسمت بالا مونتاژ می شود.
شیر توپی سایدن تری (Ball Valve Side Entry)
بال شیر توپی سایدن تری از بغل مونتاژ می شود و بعد فلنج با بیچ به بدنه بسته می شود.
شیر پروانه ای (Butterfly Valve)
شیر پروانه ای بدلیل عملکرد آسان و قیمت ارزان از پر مصرف ترین ولوهای صنعتی و کشاورزی و غیره می باشد این شیر با انتقال نیرو از عملگر (اهرم، گیربکس) به شافت و دیسک با چرخش 90 درجه ای دیسک جریان سیال را قطع و یا وصل می کند.
انواع شیر پروانه ای از نظر نوع اتصال
شیر پروانه ای ویفری (Butterfly Valve Wafer Type)
شیر پروانه ای ویفری بدلیل سبکی وزن و نوع اتصال پر مصرف ترین مدل شیر پروانه ای می باشد. شیر پروانه ای ویفری از دو سوراخ بالا و دو سوراخ پایین به فلنج متصل می شود. سیت شیر پروانه ای ویفری آسیپ پذیرترین نقطه شیر پروانه ای می باشد که در طول مدت نیاز به تعویض دارد.
شیر پروانه ای لاگ (Butterfly Valve Lug Type)
شیر پروانه ای لاگ از لحاظ ضخامت بدنه و تعداد سوراخ بین شیر پروانه ای ویفری و شیر پروانه ای فلنجی می باشد.
شیر پروانه ای فلنج دار (Butterfly Valve Flange Type)
شیر پروانه ای فلنج دار بیشترین عرض را در بین مدل های شیر پروانه ای را دارد و ضخامت شیر پروانه ای فلنج دار رابطه مستقیم با فشار کاری دارد و در کلاس های بالاتر ضخامت آن بیشتر می باشد.
متریال اجزاء شیر پروانه ای
بدنه شیر پروانه ای
شیر پروانه ای با توجه به درجه حرارت و نوع سیال و فشار کاری جنس بدنه در چدن و فولاد و استیل و آلومینیوم برنز و دابلکس ساخته می شود.
دیسک شیر پروانه ای
دیسک شیر پروانه ای با توجه به نوع سیال و فشار کاری و درجه حرارت در جنس های EPDM,PTFE ,SS 304 ,SS 316 ,AL-B ساخته می شود، که دیسک یا با شافت یک تیکه ریخته گری یا با شافت جوش داده می شود.
سیت شیر پروانه ای
سیت شیر پروانه ای یا همان لاینر در جنس های EPDM ,PTFE ,SS 304 ,SS 316 ,AL-B تولید می شوند، متریال سیت شیر پروانه ای با توجه به نوع سیال و فشار کاری و درجه حرارت انتخاب می شود.
