شیرآلات ابزارهای دستی یا خودکاری هستند که در یک سیستم لوله کشی جریان سیال را کنترل می کنند. شیرها به گونه‌ای ساخته میشوند که میزان مشخصی از دما، فشار، خوردگی و فشار مکانیکی را تحمل کنند.طراح سیستم با در نظر گرفتن ملاحظاتی مانند بهترین وضعیت سرویس دهی، عوامل اقتصادی و نیازهای اختصاصی کاربری، شیرآلات مناسب را برای سیستم انتخاب می کند.از جمله عملکردهای اولیه شیر ها می توان به شروع، توقف و هدایت جریان ، تنظیم، کنترل و کاهش جریان ، جلوگیری از جریان معکوس ، کاهش یا تنظیم فشار اشاره نمود.
پیش از تعیین یا انتخاب یک شیر باید شرایط زیر را برای سیستم در نظر گرفت.
- نوع مایع، بخار یا گاز سیال
آیا سیال واقعی است یا حاوی عناصر جامد است؟
آیا سیال در روند جریان مایع باقی می ماند یا بخار می شود؟
سیال از نوع خورنده است یا از نوع سایش دهنده؟
2 . فشار و دمای سیال
آیا فشار و دمای سیستم تغییر می کنند؟
آیا برای انتخاب شیرآلات مطلوب باید بدترین شرایط ( مقادیر کمینه و بیشینه ) را در نظر گرفت؟
3. ملاحظات جریان سیال
آیا افت فشار حائز اهمیت است؟
آیا در نظر گرفتن حداکثر سایش برای طراحی شیر الزامی است؟
از شیر مورد نظر برای قطع جریان استفاده میشود یا برای کنترل دبی جریان؟
آیا شیر برای جلوگیری از جریان معکوس مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
آیا از شیر برای هدایت جریان ( ترکیب یا انحراف ) استفاده میشود؟
4. تناوب عملکرد شیر
آیا شیر به طور پیوسته فعالیت خواهد کرد؟
آیا با وجود عملکرد کم شیر و اغلب باز خواهد بود؟
نوع عملیات دستی است یا خودکار؟
رده بندی شیرها رابطه فشار-دما را مشخص می‌کند، عملکرد شیر متناسب با همین رابطه است. این رده بندی توسط تولید کننده شیر تعیین میشود.
کلاس فشار شیر باید با توجه به استاندارد ASME B16/34 مشخص شود. فشار داخلی اغلب بر حسب رده بندی کلاس ANSI/ASME بیان میشود و متناسب با نوع، ابعاد و مصالح ساخت، از جمله مصالح نشیمنگاه بین کلاس ANSI 2500-150 متغیر است.
شیرهای کنترل خودکار اغلب جزو Class125 یا Class250 به شمار می روند.
استاندارد ASME B 16/34 نیازمندی های شیرهایی را معرفی می‌کند که از طریق آهنگری، ریخته گری، ورق کاری و با استفاده از مواد اولیه مصرفی و قالب و محصولات لوله‌ای ساخته شده اند.
این استاندارد مصالح قابل قبولی را شرح میدهد که می‌توان با استفاده از آنها شیر را ساخت. برای انتخاب مصالح، پیش از پرداختن به آب بند شیر و قطعات داخلی نشیمنگاه ابتدا باید مصالح سرپوش - بدنه را انتخاب کرد.
برای انتخاب جنس بدنه و متریال شیر فلکه باید به نکات زیر توجه شود :
- رده بندی دما - فشار
- مقاومت در برابر خوردگی
- شوک حرارتی
- فشار لوله کشی
- خطر آتش سوزی
شیرآلات معمولا از متریال زیر ساخته شده اند:
- فولاد کربن
- چدن نشکن
- چدن
- فولاد ضد زنگ
- برنج
- برنز
- پلاستیک پلی وینیل کلراید ( PVC )
برای بدنه شیرهای کوچک از برنج برنز یا فولاد آهنگری شده و برای شیر های بزرگتر متناسب با فشار و نوع سرویس از چدن، چدن نشکن یا فولاد ریخته گری استفاده می شود.
نشیمنگاه ها می توانند به صورت یکپارچه و تراشکاری شده با مصالح بدنه، پرس شده یا پیچ شده ( قابل برداشتن ) تولید شوند. به منظور انطباق با نیازمندی کاربری‌های مختلف می‌توان نشیمنگاه ها را از مصالح مختلفی تهیه کرد.
نشیمنگاه شیر و آب بند یا دیسک شیر گاهی اوقات به عنوان قطعات داخلی شیر در نظر گرفته می شوند و اغلب برای تامین نیازمندی‌های سیستم، با استفاده از مصالح یکسان ساخته می شوند.
در هر حال جنس قطعات داخلی شیر اغلب از جنس بدنه شیر متفاوت است. به منظور قطع مناسب جریان، در بعضی از طراحی ها در کنار آب بند از دیسک های قابل تعویض ترکیبی استفاده می شود. حداکثر مقادیر مجاز نشت برای نشیمنگاه شیرهای کنترل در استاندارد 2-70 موسسه کنترل سیال ( ICF ) ارائه شده است.
مصالح ساقه شیر باید به گونه ای انتخاب شوند که قابلیت سازگاری با سرویس را داشته باشند. در کاربری‌های تهویه مطبوع اغلب از فولاد ضد زنگ و در ساخت شیرهای توپی اغلب از برنز استفاده می شود.
به دلیل حرکت ساقه شیر، قسمت آب بندی به طور پیوسته تحت سایش است و قسمت آب بندی و واشرهای شیر هر دو در معرض فشار و تغییر فشار کنترل سریال هستند. تولیدکنندگان می‌توانند متناسب با فشار و دمای خاص سیال، در رابطه با مصالح و روان کننده ها توصیه هایی ارائه کنند.
حضور جریان در تمامی دستگاه ها به نوعی منجر به افت فشار میشود. تغییر مقطع عرضی و شکل مسیر جریان، وجود موانع در مسیر جریان و تغییر جهت جریان از جمله عواملی هستند که بر افت فشار شیر تاثیر می گذارند. در بیشتر کاربری ها در زمان کارکرد با جریان متلاطم، افت فشار متناسب با مربع جریان تغییر می‌کند. این رابطه زمانی برای شیرهای یکطرفه صدق می کند که به واسطه جریان شیر در وضعیت کاملا باز قرار گیرد.
برای آسودگی در انتخاب شیرها، به ویژه شیرهای کنترل، تولیدکنندگان ظرفیت شیر را به عنوان تابعی از ضریب جریان (CV) معرفی می کنند. با توجه به تعریف ارائه شده در ایالات متحده، Cv جریان آب بر حسب گالن در دقیقه ( دمای 60 درجه F ) است، که با عبور از یک شیر کاملا باز، منجر به افت فشار به میزان 1Psi می شود.
با این حال ممکن است تولیدکنندگان برای ضریب شیر از افت فشار های دیگری نیز استفاده کنند. ضریب جریان تنها به آب اختصاص می یابد.
برای انتخاب شیری که سایر سیال ها را کنترل می کند، باید اختلاف گرانروی سیال را در نظر گرفت.
بدنه شیرها متناسب با کارکرد مورد نیاز، دارای ساختارهای متنوعی هستند.
کارکردهای رایج عبارتند از:
- متوقف کردن جریان
- عبور جریان کامل
- تعدیل کردن جریان بین نواحی انتهایی و هدایت کردن جریان
شیرها به دو صورت خودکار و دستی کار می کنند. ظاهر بدنه در شیرها خودکار و دستی مبتنی بر کاربری مورد نظر تعیین می شود. برای مثال به منظور کنترل رادیاتور از شیرهای زاویه‌ای استفاده می شود. ساختارهای زاویه و مستقیم یکسان است. در برخی از موارد به منظور رفاه نصاب این مزیت توسط تولید‌کننده فراهم می شود.
نوع اتصالات شیر به لوله و طراحی در درجه اول توسط مصالح لوله کشی یا لوله پیشنهادی تعیین میشوند. مبتنی بر نوع مصالح می‌توان شیرها را به یکی از روش‌های ذیل به لوله کشی متصل کرد:
- اتصال فلنچی : پیچ شده به لوله با فلنج اتصال
- اتصال رزوه ای : پیچ شده به لوله زمانی که لوله به خودی خود دارای دنده های اتصال ( نر ) است و دنده های اتصال ( ماده ) روی بدنه شیر تراشکاری شده اند.
- اتصال جوشی : اتصال از طریق جوشکاری،لحیم کاری غیر مستقیم ( حرارتی )
- اتصال فشاری: اتصال از طریق تبدیل، اتصال فشاری و یا انواع اتصالات مکانیکی که هیچ دنده ای بر روی لوله یا بدنه وجود ندارد.
- اتصال جوش پلاستیک : شیر هایی که از جنس پلاستیک های مختلف ساخته شده‌اند در صورتی به لوله متصل می شوند که جنس پلاستیک های بدنه شیر و لوله با هم همسازی و سازگاری داشته باشد.این کار بوسیله اتوی مخصوص لوله کشی انجام میشود.
- اتصال ماسور ای: بوسیله ارورینگ و مهره روی لوله بسته میشوند.
شیر کشویی جریان را به وسیله یک دیسک گوه‌ای شکل کنترل می کند که روی سطوح ماشین کاری شده قرار می گیرد.
دهانه ورودی شیر به بزرگی قطر داخلی کامل لوله است و جابجایی مدخل، عمود بر مسیر جریان است.
شیرهای کشویی در عمل کاملاً باز یا کاملاً بسته هستند. این شیرها به منظور قطع و وصل جریان طراحی شده‌اند و نباید به منظور تنظیم یا کنترل جریان از آنها استفاده شود.
برای کاربری های مختلف شیرهای کشویی، انواع مختلفی از کشوها در دسترس هستند. برای شیر هایی که در مناطق غیر قابل دسترسی قرار دارند از یک چرخ زنجیر یا یک اپراتور ضربه قوچ استفاده میشود.
شیر سماوری ابزاری برای کنترل جریان به صورت دستی است این شیر با چرخش ۹۰ درجه به وضعیت کاملاً باز یا کاملاً بسته می‌رسد ظرفیت شیرهای سماوری مبتنی بر نسبت فضای اریفیس به فضایی از لوله است که شیر در آنجا نصب شده است.
در کاربری های مربوط به گاز اغلب از شیرهای سماوری روغن کاری شده استفاده می شود.
شیرهای سماوری اغلب به عنوان دستگاه های کنترل قطع / وصل انتخاب می شوند زیرا:
- به نسبت ارزان هستند.
- پس از تنظیم و موقعیت خود را حفظ می کنند.
- موقعیت آنها برای اپراتور به راحتی قابل رویت است.
در صورتیکه اوریفیس شیر کاملاً باز باشد ( به نسبت ابعاد لوله ) کارایی شیر به عنوان یک ابزار کنترل کننده جریان کاهش می یابد.
شیر توپی یا شیر ربع گرد
شیرهای توپی دارای یک توپی دقیق هستند که بین دو سر لوله یا درزبند قرار گرفته‌اند.
ابعاد دهانه در شیرهای توپی مختلف است. گردش 90 درجه دستگیره شیر آن را از وضعیت کاملاً باز به ضعیت کاملا بسته تغییر میدهد. برای استفاده از شیرهای توپی به عنوان قطع کننده جریان، از شیر با دهانه کامل استفاده میشود. برای کاربری های کنترلی یا تعادلی نیز از شیر با دهانه کاهش یافته و از یک توپی صفحه ای و دستگیره شیر استفاده می شود.
بدنه شیرهای توپی می تواند دارای یک، دو یا سه قطعه باشد.
شیرهای پروانه ای از یک بدنه استوانه ای با دهانه فلنچ دار تشکیل شده و از یک دیسک داخلی قابل گردش به عنوان ابزار تنظیم کننده سیال استفاده می‌کنند.
بدنه شیرهای پروانه ای می تواند از دو نوع ویفری یا لاگ باشد. در نوعی ویفری بدنه بین دو فلنج اتصال محکم شده است، پیچ های این فلنج ها تنش کششی خط لوله را تحمل می کنند و بدنه ویفری را تحت فشار قرار می دهند. نوع لاگ دارای سوراخ های پیچ خور بدنه ویفری است، که امکان جدا کردن اجزای شیر از این نقطه را فراهم می آورد.
محور گردش دیسک ساقه شیر است و بر مسیر جریان در مرکز بدنه شیر عمود می شود. برای تغییر وضعیت از حالت کاملاً باز به حالت کاملاً بسته تنها به یک چرخش 90 درجه نیاز است. شیرهای پروانه ای می توانند با استفاده از اهرم‌های ربع گرد دستی به صورت دستی و یا با ارائه یک شفت گسترده توسط یک محرک به صورت خودکار کار کنند.
طراحی ساده و فشرده، افت فشار کم و عملکرد سریع از جمله ویژگی‌های مشترک در تمامی شیرهای پروانه‌ای است. عملکرد سریع این شیرها مناسب کنترل خودکار است و افت فشار کم برای جریان های بالا کارایی دارد.
در بعضی مواقع واژه‌های شیر اطمینان، شیر رها کننده و شیر اطمینان فشار شکن به صورت مترادف مورد استفاده قرار می گیرند.
اگرچه عملکرد این ابزار ها مشابه یکدیگر است ( اطمینان و ایمنی ) نحوه عملکرد و کارکرد آن ها در سیستمهای تهویه مطبوع تفاوت‌های عمده‌ای دارد.
شیر اطمینان به سرعت باز میشود ( عملکرد ناگهانی ). از این شیرها برای گازها و بخارها استفاده می شود ( مانند بخار و هوای فشرده )
شیر رها کننده در صورت افزایش بیش از اندازه فشار، به صورت تدریجی بسته می شود.
از این شیر اغلب برای مایعات مانند آب گرم نشده استفاده می شود.
شیر اطمینان فشار شکن دارای عملکرد دوگانه است: برای گازها و بخارها به سرعت و برای مایعات به تدریج باز می شود. در اغلب کاربری های تهویه مطبوع از این شیر برای آب گرم استفاده میشود.
شیر رها کننده فشار حساس به درجه حرارت ( شیر اطمینان ترکیبی و شیر اطمینان فشار شکن دما و فشار ) با افزایش بیش از حد دما یا فشار فعال میشود. از این شیرها اغلب برای آب گرم قابل انتقال استفاده می شود.
به کارگیری این ابزارهای ایمنی باید با قوانین ساختمان و آیین نامه های اجرایی مرتبط با ASME Boiler and Pressure Vessel مطابقت داشته باشد.
برای تعیین سایز شیر به صورت مطلوب باید ظرفیت مورد نیاز و فشار تعیین شده مشخص باشند.
در کاربری یک شیر کاهنده فشار، شیر اطمینان باید دارای ظرفیت کافی باشد تا در صورت عمل نکردن شیر کاهنده در وضعیت باز از افزایش خطرناک فشار جلوگیری کند.
نقطه تنظیم فشار شیر اطمینان باید به میزانی بالا باشد که در شرایط عادی امکان بسته بودن شیر را فراهم کرده و در عین حال در زمان گردش جریان، امکان باز شدن و دوباره نشاندن شیر را مهیا کند.
حداقل اختلاف 5psi یا 10% ( هر کدام که بزرگتر باشد ) برای فشار ورودی توصیه شده است.
بررسی شیرهای اطمینان در تاسیسات مختلف متناسب با شرایط کارکرد متفاوت است. در شرایط عادی شیرهای اطمینان با فشار کارکرد کمتر از 400psig باید هر یک ماه یک بار به صورت دستی ارزیابی شده و هر یک سال یک بار بر مبنای فشار بررسی شوند.
برای نصب یک شیر اطمینان موارد زیر را در نظر بگیرید:
- شیر را به صورت عمودی نصب کنید به گونه ای که دهانه تخلیه شیر باز بوده یا به مسیر تخلیه لوله کشی شده باشد.
- اگر شیر بسیار محکم باشد، وزن لوله کشی تخلیه توسط بدنه شیر تحمل شود و احتمال منحرف شدن نشیمنگاه وجود دارد. نصب یک زانویی تشتک قطره گیر در سمت تخلیه شیر اطمینان، مانع از انتقال وزن لوله کشی تخلیه بر روی بدنه میشود.
- تنها بر روی دنده های نر ( 2 تا 3 دنده اول) از مقدار محدود روغن کاری دنده لوله استفاده کنید.
- برای جلوگیری از انحراف اتصالات تمیز فلنج با واشرهای آب بندی جدید را نصب کرده و آنها را به خوبی هم تراز و موازی کنید. به منظور جلوگیری از آسیب دیدن واشرهای آب بندی می توانید از آچار با قابلیت تعیین گشتاور استفاده کنید.
- کابل یا زنجیری که به اهرم آزمایش متصل شده است باید امکان کشش عمودی را فراهم کنند و وزن آن نباید توسط شیر تحمل شود.
شیرهای یکطرفه از جریان معکوس جلوگیری کرده و به جای قطع و وصل جریان مسیر جریان را کنترل می کنند. شیرهای لولایی، شیرهای توپی شیرهای ویفری، شیر سایلنت و شیر قطع کن از جمله أنواع شیر یکطرفه متداول هستند ساختار بیشتر شیرهای یکطرفه به‌صورت بدنه فلنجی یا پیچی است.
شیرهای یکطرفه لولایی دارای دیسک هایی هستند که با لولا نصب شده و متناسب با جریان، باز و بسته می شوند.
نشیمنگاه ها اغلب از جنس فلز هستند اما صفحات از مصالح ترکیبی فلزی یا غیر فلزی ساخته میشوند. برای سیالاتی که حاوی ذرات کثیف هستند یا در شرایطی که به قطع شدیدترین نیاز است، از صفحات غیر فلزی استفاده می شود. شیرهای یکطرفه Y شکل دارای دهانه دسترسی بوده و امکان تمیز کردن و سمباده کاری مجدد را فراهم می کند.
به دلیل ساختار طراحی مستقیم، افت فشار در شیرهای یکطرفه لولایی از افت فشار شیرهای یکطرفه سوپاپی کمتر است. در زمان رویارویی با جریان های ضربانی برای کاهش لرزش، از شیرهای یکطرفه بازوی اهرم با بارگذاری فنری یا وزنه‌ای استفاده می شود.
شیرهای یکطرفه سوپاپی دارای بدنه و نشیمنگاهی مشابه شیرهای گلوی و زاویه‌ای هستند.
دیسک هدایت شونده شیر توسط جریان باز شده و در زمان جریان معکوس بسته میشود. به دلیل ساختار طراحی بدنه افت فشار این شیر از افت فشار شیر یکطرفه لولایی بیشتر است.
استفاده از شیرهای یکطرفه سوپاپی برای گاز، هوای فشرده یا سیستمهای سیالی توصیه میشود که دارای افت فشار بحرانی نیستند.
شیرهای یکطرفه توپی مشابه شیرهای یکطرفه سوپاپی هستند، با این تفاوت که برای فرایند قطع جریان به جای دیسک از یک توپی استفاده میشود. برخی از شیرهای یکطرفه توپی به طور خاص برای جریان افقی یا جریان رو به بالا عمودی طراحی شده اند.
شیرهای یکطرفه ویفری مشابه شیرهای پروانه ای برای قرار گرفتن بین فلنج های لوله طراحی شده‌اند و در لوله کشی های بزرگتر مورد استفاده قرار می گیرند ( لوله کشی 4inch یا بزرگتر ).
شیرهای یکطرفه ویفری دارای دو ساختار کلی هستند:
- دو قطعه پروانه‌ای با بارگذاری فنری که با مکانیزمی لولایی کار می‌کند.
- یک قطعه پروانه‌ای که مشابه شیرهای یکطرفه سوپاپی است.
در شیرهای سایلنت یا شیرهای یکطرفه با بارگذاری فنری یک فنر به صورت مثبت و سریع، دیسک هدایت شونده شناور را می بندد. ضربه قوچ در شیرهای یکطرفه ای که به آرامی بسته می شوند مانند شیر لولایی روی میدهد، اما در این شیرها تا حد زیادی از ضربه قوچ جلوگیری میشود. شیرهای یکطرفه سایلنت در خطوط دهش پمپ مورد استفاده قرار می گیرند.
مشاورین شرکت بامین تهویه امکان ارائه مشاروه جهت انتخاب و خرید انواع شیرآلات صنعتی را به مشتریان محترم دارا میباشد.
فروشگاه اینترنتی بامین تهویه تمامی اطلاعات فنی و تصاویر شیرآلات صنعتی را با نازل ترین قیمت ها جهت مقایسه و خرید آسان، خارج از محدوده زمانی ومکانی و به آسان ترین روش ممکن را در اختیار مشتریان محترم قرار داده است.
بامین تهویه تخصصی ترین وب سایت کشور در زمینه تأسیسات
دیدگاهی یافت نشد!