دراین مقاله قصد داریم در مورد شیرآلات ، کاربرد ، انواع و طراحی آنها باهم صحبت کنیم .
فهرست مطالب :
1- ولو چیست ؟
2-وظایف ولو
3-دسته بندی شیرها
4-انواع شیر
5-عملکرد و انواع طراحی
6-اندازه ولو
7-انواع متداول انتهای شیر
8- اهمیت انتخاب مواد ولو
9-استانداردها
10- مراجع
———————————————
ولو چیست ؟
این قطعه به آن دسته از دستگاههایی گفتهمیشود که:
کنترل کار، تنظیم یا بهطور مستقیم در یک سیستم یا فرآیند خاص جریاندارند.
اینها عمدتاً دارای طیف وسیعی از ویژگیها هستند که به تعریف یک برنامه ایده آل کمکمیکند.
در حالی که، اگر نیاز به کنترل جریان وجودداشتهباشد، باید با سیستمی که شامل مایعات لولهکشی، جامدات، گازها یا هر چیزی که احتمالاً شیرهای فولادی ضد زنگ برای کمک در دسترس هستند، ایمنیداشتهباشد.
ولو وسیله یا جسم طبیعیاست که با باز کردن، بستن یا انسداد بخشی از گذرگاههای مختلف، جریان سیال (گازها، مایعات، جامدات سیال یا دوغاب) را تنظیم، هدایت یا کنترلمیکند.
شیرها از نظر فنی اتصالات هستند، اما معمولاً به عنوان یک دسته جداگانه مورد بحث قرارمیگیرند.
در یک شیر باز، سیال در جهتی از فشار بالاتر به فشار کمتر جریانمییابد.
ولو از کلمه لاتین valva گرفتهشدهاست.
به بیان دیگر شیر مکانیزمی برای کنترل جریان سیالات باز و بستهاست.
———————————————
وظایف ولو
این شیرها در واقع کاربردهای مختلفیدارند . همچنین وظایف مختلفی را انجام میدهند که در زیر به آنها اشارهمیشود:
- عملکرد مناسب در شروع یا توقف جریان بر اساس وضعیت شیر.
- تنظیم مداوم جریان و فشار در سیستم لوله کشی.
- نقش عمده ای در کنترل جهت جریان در یک سیستم لوله کشیدارد.
- نرخ جریان گاز در یک سیستم لوله کشی
- از طریق کاهش فشار یا خلاء در سیستم لوله کشی به بهبود ایمنی کمکمیکند.
شیر برقی و کابردهای آن ؟
شیر برقی یا همان solenoid valve قطعه ایاست که در ابعاد مختلف از کوچک تا بزرگ ساختهمیشود.
این محصول کاربردهای مختلفی در زمینه صنعت و مصارف خانگیدارد.
در حقیقت به عنوان یک قطع کننده مسیر سیالاتی مانند مایعات و گازها به کارمیرود.
برای مشاهده محصول خاموش کن 12 ولت 3 سیم و شیربرقی 24 ولت از لینک زیر دیدن فرمایید.
خاموش کن 12 ولت 3 سیم و شیربرقی 24 ولت
———————————————
دسته بندی شیرها :
اکثر شیرها در دسته بندیهای زیر قرارمیگیرند:
- چند چرخشی
- ربع چرخشی
- دستی
- ولوهای فعال
- شیرهای اتوماتیک
1-شیرهای چند چرخشی :
این شیرها مانند یک پیچ یا پیستونهستند.
دسته و پلاگ، صفحه، غشاء یا سایر موانع کنترلی را که در مسیر دسترسی مسدود کننده لوله حرکت میکند، را بایدبچرخانید.همچنین بستگی به دریچه ایدارد که میتواند دیفرانسیلهای بالاتر یا پایین تری داشتهباشد .این قطعه به شما امکانمیدهد آنها را با سرعتهای مختلف باز یا بسته کنید.
2-شیرهای ربع چرخشی :
شیرهای ربع چرخشی انواع شیرهاییهستند که دامنه حرکتی کاملی را در چرخش 90 درجه دسته ارائهمیدهند.
این شرایطیاست که آن را برای موقعیتهایی ایدهآلمیکند.
که دقت آن در مقایسه با عملکرد سریع و باز یا بسته شدن آسان آنقدر مهمنیست.
بالای حرکت مکانیکی شامل یک دریچهاست که به عنوان روش تحریک نیز در نظر گرفتهمیشود. همچنین در بیشتر موارد شیرها در یکی از این دسته ها قرارمیگیرند.
3-شیرهای دستی :
همانطور که از نام به وضوح پیش بینیمیشود، اینها عمدتاً شیرهایی هستند که با دست تنظیممیشوند. اینها شیرهاییهستند که از چرخهای دستی، سطوح دستی، چرخ دنده یا زنجیر برای فعال کردن استفادهمیکنند.
4-ولوهای فعال :
این نوع شیرها معمولاً به موتورهای الکتریکی، سیستمهای هوا یا پنوماتیک، سیستم2های هیدرولیک یا شیر برقی متصلمیشوند. این شیرها به کنترل از راه دور و اتوماسیون برای کاربردهایی با دقت بالا یا مقیاس بزرگ کمکمیکنند.
5-شیرهای اتوماتیک :
اینها برخی از شیرهایی هستند که فقط زمانی فعال میشوند که شرایط جریان خاصی برآوردهشود.
به عنوان مثال،شیرهای اتوماتیک شامل شیرهای برگشتیاست که در طول جریان برگشتی بستهمیشوند یا دریچه های تخلیه فشار که هر زمان که شرایط فشار بیش از حد تشخیصدادهشود فعالمیشود.
———————————————
انواع ولو
شیرها در طیف بسیار گسترده ای با ویژگی ها، استانداردها و گروه بندی های مختلف یافتمیشوند .
به شما کمکمیکند تا در مورد کاربرد آنها و عملکرد مورد انتظار ایدهبگیرید. طراحی شیر یکی از اساسیترین راهها برای مرتبسازی طیف وسیعی از شیرهای موجوداست و همچنین برای یک پروژه یا فرآیند مناسباست.
برخی از رایج ترین انواع شیرها به همراه کاربرد آنها در زیرذکرشدهاست :
1-شیر چرخشی یا دوار
این شیرها به عنوان شیرهای چرخشی ربع نیز شناخته میشوند که بیشتر بر حرکت چرخشی مانع جریان متکیهستند.
در حداکثر موارد، چرخش به زاویه 90 درجه محدودمیشود که آن را یک چهارم چرخش میکند، در حالی که، شیرهای مختلف دیگری وجوددارند.
که میتوانند با کمک درجه بیشتری از چرخش عملکنند که میتوانند بیش از 2 موقعیت در حالت عادی داشتهباشند.
دریچههایی که واقعاً یک چهارم چرخشدارند، در زاویه 0 درجه به طور کامل بستهمیشوند و در زاویه 90 درجه کاملاً بازمیشوند.
شیرهای توپی، شیرهای پلاگین و شیرهای پروانه ای نمونه هایی از شیرهای یک چهارم چرخشیهستند.
2-شیر خطی
دو نوع مختلف شیر خطی وجود دارد که اول چند چرخشی و دیگری محوریاست.
این دو دریچه با تکیه بر حرکت خطی مانع جریان یافتمیشوند.
در حالی که از نظر ساختار و عملکرد کاملاً متفاوتهستند.
3-شیر چرخشی کنترل جریان
شیر چرخشی کنترل جریان، شیرهاییهستند که با چرخاندن یک میله رزوهدار مانع را حرکتمیدهند که به آن میله نیز گفته میشود که میتواند به مانع متصلشود.
این نوع شیرها بیشتر برای کاربردهای کنترل جریان استفادهمیشوند.
4- شیر محوری
شیرهای محوری آن دسته از شیرهاهستند که از نیروی پنوماتیک یا الکترومغناطیسی برای لغزش انسداد در امتداد محور استفادهمیکنند.
شیرهای کواکسیال نشیمنگاهی از نمونههایی از شیرهای محوریهستند.
اینها دریچه هاییهستند که به سرعت عملمیکنند و فقط برای فرآیند روشن/خاموش استفادهمیشوند.
5-ولو فعال
شیر فعال به عنوان جزئی از یک سیستم لوله کشی گفته میشود که بیشتر در کنترل جریان رسانه از طریق سیستم استفادهمیشود.
این کنترل با دستکاری انواع مختلف مانع در داخل شیر ایجادمیشود.
شیرهای فعال آنهایی هستند که از دستگاههای مکانیکی به نام محرک استفاده میکنند که شیر را با کمک یک منبع تغذیه مانند هوای فشرده یا برق کارمیکنند.
تقریباً تمام شیرهای فعال در یک نسخه دستی یا در یک شیر فعال همراه با یک تغییر دستی موجودهستند.
محبوب ترین انواع شیرهای خودکار در یکی از این سه دسته اصلی قرار می گیرند که خطی، دوار و خود فعالهستند.
6-ولو توپی
اینها به شیرهایی گفته میشود که عمدتاً مجهز به دستگیره های چرخشی 90 درجه هستند.
شیرهایی هستند که از یک توپ برای کنترل جریان و همچنین کنترل روشن و خاموش کردن آسان استفادهمیکنند.
معمولاً توسط اکثر اپراتورها پذیرفته شدهاست که در مقایسه با شیرهای دروازه ای سریعتر و آسان تر عمل میکنند.
توضیحات ولو توپی :
شیر توپی یک شیر حرکت چرخشیاست.
با چرخاندن گوی توخالی داخل شیر می توانیم شیر را روشن و خاموش کنیم.
در عملکرد روشن/خاموش بسیار خوباست، همچنین در عملیات دریچه گاز خوباست ، اما جریان سیال باعث سایش توپ میشود که باعث ایجاد نشتیمیشود.
هنگامی که سوراخ توپ دقیقاً در دهانه لوله باشد به آن حالت بازمیگویند .
هنگامی که سوراخ عمود بر دهانه شیر باشد، به آن حالت بستهمیگویند.
در شکل زیر می توانید موقعیت های مختلف شیر را مشاهدهکنید.
انواع شیر توپی :
بر اساس نوع بدنه :
- بدنه سینگل
- بدنه سه تکه
- شکاف بدنه
- بدنه ورودی بالا
- بدنه جوش داده شده
بر اساس پورت ولو :
پورت کامل: در اینجا قطر داخلی شیر برابر با قطر لولهاست.
پورت ونتوری کاهش یافته: در اینجا، قطر داخلی شیر یک لوله کوچکتر از قطر داخلی لولهاست.
کاربردهای شیر توپی :
- به عنوان زهکش و دریچه برای کاربردهای مایعات و گازی
- در سیستمهای جریان در کشتی ها و سیستمهای حفاظت آتش یافت میشود.
- به دلیل مشکل در تمیز کردن در صنایع داروسازی استفاده نمیشود.
- در خدمات تمیز استفادهمیشود.
مزایا :
- به سرعت باز و بسته میشود و عملکرد ضد نشت را فراهم میکند.
- دمای بالا، جریان بالا و فشار بالا را حفظ و تنظیم میکند.
- هزینه نگهداری کم
- هزینه اولیه کم
- عمر طولانی
معایب :
- تمیز کردن آن بسیار سخت و مستعد آلودگیاست.
- نمیتوان برای دریچه گاز دائمی استفاده کرد.
7-شیر پروانه ای :
شیر پروانه ای به روشی بسیار فشرده با یک شیر حرکت چرخشی با عملکرد سریع طراحی شدهاست که برای فضاهای تنگ کاملا ایده آلاست. بدنه شیر پروانه ای در پیکربندی های مختلف یافت میشود.
8-شیر دروازه :
شیر دروازه ای به یکی از رایج ترین انواع شیرها گفتهمیشود که از حرکت خطی برای شروع یا توقف جریان استفادهمیکند.
این شیرها عمدتاً در فرآیند تنظیم جریان استفادهنمیشوند، بلکه در موقعیت های کاملاً باز یا بسته استفادهمیشوند.
توضیحات شیر دروازه :
شیر دروازه ای ساده ترین نوع شیراست که با نامهای شیر روشن/خاموش یا شیر چاقویی یا شیر کشویی نیز شناختهمیشود.
شیر دروازه به گونه ای طراحی شدهاست که در شرایط کاملاً باز یا کاملاً بسته کارکند.
هنگامی که شیر کاملاً باز است یا دروازه در شرایط باز است مقاومت بسیار ناچیزی در برابر جریان آب وجود دارد و هنگامی که در حالت بستهاست یا دروازه بستهاست جریان سیال را محدودمیکند.
آنها در هر دو کاربردهای روی زمینی و زیرزمینی استفادهمیشوند.
از آنجایی که شیر دروازه تنها می تواند در شرایط کاملا باز یا بسته کار کند، بنابراین در کنترل جریان بسیار بداست.
حالا بیایید در مورد قسمتهای مختلف شیر دروازه صحبت کنیم.
مزایا :
- مقاومت کمتری در برابر سیال ارائه میدهد
- میتوان آن را با دوغاب و مایعات چسبناک استفاده کرد
- ساده در نگهداری
معایب :
- باز و بسته شدن آن زمان براست.
- در گاز دادن چدتن مناسب نیست.
9-ولو دروازه چاقو :
اینها به شیرهایی گفته میشود که برای کنترل جریان محیطی که حاوی مواد جامد هستند استفادهمیشود، شیر دروازه چاقویی دارای یک دروازه کاملا نازکاست که از طریق عمل خطی کنترل میشود که مواد را برش داده و آب بندی ایجادمیکند.
این شیرها برای اجرای فشار بالا چندان مناسبنیستند در حالی که این شیرها برای استفاده با گریس، روغن، خمیر کاغذ، دوغاب و فاضلاب که ممکناست عملکرد انواع شیرهای دیگر را مختل کند، ایده آل در نظر گرفتهمیشوند.
10- شیرکروی :
شیر کروی به آن دسته از شیرهایی گفته میشودکه :
معمولاً در عملیات کنترل تعدیل استفادهمیشوند.
اینها در سه نوع بدنه T-body، Y-Pattern و بدنه زاویه ای موجودهستند.
شیر کروی یکی دیگر از انواع شیرهای بسیار مهم و مفیداست.
به دلیل شکل کروی آن به دریچه کروی معروفاست اما امروزه شکل کروی خود را از دستدادهاست.
اما همچنان به دلیل همان قسمتهای داخلی آن را دریچه کروی مینامیم.
این کره شامل یک چیدمان صندلی و دوشاخهاست.
برای شروع، توقف، و همچنین برای تنظیم جریان سیال استفادهمیشود.
به دلیل مسیر جریان سیال عمود بر آن، در گاز دادن نیز بسیار خوباست.
مشکل نشتی کمتری نسبت به شیر دروازه ایجادمیکند.
همانطور که در شکل زیر مشاهده میکنید، شیر کروی به دلیل الگوی جریان عمود بر افت، فشار بسیار بالایی میدهد.
قطعات :
- بدنه مرز فشار اولیه شیراست. تمام قسمتهای داخلی را در کنار هم نگه می دارد. با کاپوت متصلمیشود.
- کاپوت از طریق پیچ به بدنه متصل میشود. این یک مرز فشار ثانویهاست.
- ساقه به صورت عمودی در داخل کاپوت حرکت میکند و دریچه را باز و بسته میکند. حاوی بسته بندی برای از بین بردن نشتیاست.
- دوشاخه عنصری است که جریان سیال را کاهش میدهد. با ساقه متصل میشود و با حرکت ساقه باز و بسته میشود. در حالت بسته، روی صندلی قرار میگیرد و جریان مایع را متوقفمیکند.
- ساقه رابط بین محرک و دوشاخهاست. با چرخاندن محرک میتوانیم با حرکت پلاگین شیر را باز و بستهکنیم.
- نشیمنگاه بخشی از شیراست که در آن دوشاخه قرار میگیرد و جریان سیال را متوقفمیکند.
کاربردهای آن :
- 1-سیستم آب خنک کننده
- 2-سیستم روغن سوخت
- 3-سیستم آب تغذیه
- 4-سیستم تغذیه شیمیایی
- 5-سیستم روغن توربین
مزایا :
- دارای قابلیت دریچه گاز
- باز و بسته شدن در مقایسه با شیر دروازه سریعاست
- سریع الاثر است
معایب :
- برای کاربردهای تمیز یا استریل خوبنیست.
- افت فشار بسیار بالا
- نویز در کاربردهای فشار بالا
11-شیر سوزنی :
شیرهای سوزنی بیشتر در سیستمهای لوله کشی با قطر کوچک که نیاز به کنترل دقیق جریاناستاستفادهمیشود.
دریچههای سوزنی نام خود را از نقطه روی یک دیسک مخروطی شکل گرفتهاند که در داخل آن استفادهشدهاست.
12- پینچ ولو :
این شیرها بیشتر برای جابجایی مواد جامد، دوغابها و مایعات با مواد جامد معلق استفادهمیشوند.این دریچهها با استفاده از یک حرکت خطی یافت میشوند و همچنین دارای یک آستین داخلی برای جداسازی رسانههستند.
توضیحات پیچ ولو :
شیر پینچ یا گاهی اوقات دریچه فشاری نامیدهمیشود یک شیر کنترل جریاناست که بر اساس عمل فشرده سازی آستین لاستیکی در داخل شیر عملمیکند.
دریچه توسط هوای فشرده باز یا بستهمیشود، که آستین لاستیکی را فشردهمیکند و ناحیه عبور را کنترلمیکند.
دریچه هیچ محدودیتی در موقعیت باز ندارد و به طیف وسیعی از رسانه ها اجازه میدهد از سوراخ عبورکنند.
آستین لاستیکی انعطاف پذیر داخلی سوپاپ، محیط را جدا میکند و خطر آلودگی را کاهشمیدهد.
انواع آن :
- NO
- NC
- CO
مزایا :
- بسیار مناسب برای رسانههای ساینده یا خورنده.
- مسیر جریان مستقیم است و هیچ ادغام یا گرفتگی در ذرات رسانه جاری وجودندارد.
- اصطکاک و تلاطم کمتر در داخل شیر.
- رسانه را از هرگونه آلودگی عاری میکند.
- تعمیر و نگهداری آسان و ارزان تر.
- قابلیت آب بندی استثنایی
- سریع در عملیات
محدودیت ها :
- این شیر به دلیل خاصیت الاستومری آستین برای کاربردهای دمای بالا مناسب نیست.
- به دلیل اختلاف فشار بالا، آستین لاستیکی میتواند فرو بریزد یا اعوجاج شود و باعث شود که دریچه کاملاً باز نشود.
- استفاده از شیر برای کاربردهای خلاء توصیه نمیشود زیرا ممکناست آستین در اثر مکش فرو بریزد.
———————————————
عملکرد و انواع طراحی :
- 1-شیرهای ایزوله: توپی ، پروانه ای ، دیافراگمی ، دروازه ، پینچ ، پیستون و شیرهای پلاگین
- 2-شیرهای تنظیمی: توپی ، پروانه ای ، دیافراگمی، گلوب، سوزنی، پینچ و دوشاخه
- 3-شیرهای ایمنی: طراحی شده به عنوان دریچههای تخلیه فشار و خلاء
- 4-سوپاپهای غیر قابل برگشت: سوپاپ ها را چک کنید.
- 5-شیرهای با هدف ویژه: عمدتاً به عنوان شیرهای چند پورت، شناور، پایه، دروازه چاقو و شیرهای کور خطی ارائه میشوند.
———————————————
اندازه ولو :
شیرها ممکناست بخش بسیار کوچکی از هر فرآیند یا سیستم لوله کشی با توجه به فضا باشند که اغلب بخش قابل توجهی از بودجه طراحی و ساختاست.
مشخص شدهاست که آنها تأثیر بسیار حیاتی در هزینههای بلند مدت و همچنین بر عملکرد کلی سیستمدارند.
انتخاب اندازه صحیح شیر در بهینه سازی هزینهها که ایمنی، دقت و قابلیت اطمینان در عملیات را تضمین میکند، کاملاً ضروریاست.
اولین و مهمترین چیزی که مورد توجه قرارمیگیرد اندازه کلی شیر از نظر ابعاد فیزیکی و همچنین از نظر اندازه داخلی و دبیاست.
انتخاب شیری که به خوبی در فضای مورد نیاز قرار نمیگیرد میتواند هزینههای اضافی را به همراه داشتهباشد.
انتخاب دریچه ای که نرخ جریان ایده آل را ارائهنمیدهد میتواند منجر به جریان نادرست شود که حداقل خرابی کامل سیستم را کنترل میکند.
در صورتی که شیر خیلی کوچک باشد، میتواند با ایجاد یک فشار برگشتی در بالادست، جریان پایین دست را کاهشدهد.
در صورتی که شیر بیش از حد بزرگ باشد میتواند جریان را کنترلکند که میتواند به شدت کاهش یابد و میتواند از حالت کاملاً باز یا کاملاً بسته حرکتکند.
هنگام انتخاب یک اندازه دقیق، باید هر دو قطر رابط را همراه با نرخ جریان کلی شیر در نظر گرفت که باید با توجه به نیاز شما مقایسهشود.
برخی از دریچه ها جریان بسیار خوبی را ارائه میدهند در حالی که برخی دیگر جریان را منقبض میکنند و فشار را افزایش میدهند، به این معنی که گاهی اوقات برای تنظیم جریان باید یک شیر بزرگتر از آنچه که قطر آداپتور به تنهایی نشان میدهد نصبکنید.
اتصالات انتهای شیر :
فقط در نظر گرفتن اندازه و طراحی مهم نیست، باید اتصالات انتهای شیر را نیز در نظرگرفت.
بنابراین، در ادامه یک اتصال انتهای شیر مورد بحث قرار گرفتهاست که باید در مورد آن بدانید.
———————————————
انواع متداول انتهای شیر :
مفهوم چنین اتصال انتهایی شیر به دلیل اتصال انتهایی سازگار با لولهاست.
در عین حال، یک ویژگی عملکردی برای نوع انتهایی معمولی نیز وجود دارد که ممکناست یک شیر رادر مقایسه با سایرین برای نیاز بیشتر مناسبکند.
اتصالات انتهایی شیر شامل انواع دیگریاست که عبارتنداز :
پیچی یا رزوه ای: بیشتر در اتصالات ابزار یا نقاط نمونه استفادهمیشود.
فلنجد: یکی از رایج ترین انتهای برای استفاده از لوله کشی
جوش لب به لب: به طور گسترده در عملیات فشار بالا یا دمای بالا استفادهمیشود.
سوکت جوش داده شده: در لوله کشی با سوراخ کوچک که در آن اتصالات رزوه ای مجاز نیست بسیار استفادهمیشود.
Wafer and Lug: معمولاً برای شیرهای فشرده نصب شده در سیستمهایی با فضای محدود استفادهمیشود.
———————————————
اهمیت انتخاب مواد ولو :
اهمیت انتخاب مواد ولو بسته به نوع استفاده، ماده ای که شیرها با آن ساخته میشوند، یک جنبه حیاتی است که عملکرد ایمن را تضمینمیکند.
هزینه تعمیر و نگهداری و تعویض را در طول عمر عملیات شما کاهشمیدهد.
معمولاً شناختهشدهاست که دریچههای ساخته شده از فولاد ضد زنگ گزینههای عالی در طیف وسیعی از محیطهای پردازشهستند که شامل محیطهای خورنده مانند مواد شیمیایی، آب شور و اسیدها با استانداردها و فرآیندهای بهداشتی کامل با استفاده از فشار بسیار بالا یا دمای بالامیباشد.
به غیر از این انتخاب یک ماده بدنه صحیح باید از نظر سازگاری شیمیایی مورد ارزیابی قرار گیرد که بسیار مهماست.
در صورت وجود الاستومر در شیر، باید ارزیابی کاملی از نظر سازگاری شیمیایی آن و همچنین محدودیتهای فشار و دما انجامشود.
———————————————
استانداردها
انتخاب یک استاندارد شیر نیز مهماست، اما برای آن ممکناست لازمباشد دریابید که شیر باید استانداردهای خاصی را رعایت کند تا الزامات نظارتی برای ایمنی، بهداشت و سایر نگرانیها را برآوردهکند.
سازمانهای استاندارد و مقررات بالقوه مختلفی وجود دارد که برخی از سازمانهای استاندارد عمومی رایج عبارتنداز:
- گروه CSA
- انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)
- موسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI)
- انجمن استاندارد سازندگان (MSS)
- سازمان بین المللی استاندارد (ISO)
- سازمان بهداشت و ایمنی عمومی (NSF)
- NACE International (NACE)
- موسسه نفت آمریکا (API)
———————————————
مراجع
Types of Valves: Application, Working, Design & Methods
مطالب مرتبط
اتصال لوله ، انواع آن به همراه عکس و توضیحات