پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

تعریف شیر و کارکرد آن

شیر وسیله ای است جهت مهار جریان و فشار سیالات و وظایف اصلی آن عبارتند از:

– قطع و وصل کامل جریان مایعات و گازها

– تنظیم عبور مقدار مورد نیاز مایعات و گازها

– جلوگیری از بازگشت مایعات و گازهای عبور کرده

– تنظیم و کنترل مقدار و فشار مایعات

-کنترل و ایمن نگه داشتن دستگاه های تحت فشار

انواع مختلف شیرها:

شیرهای صنعتی از نظر نوع کارکرد به سه دسته تقسیم بندی می شوند:
-١  Manual Valves:شیرهای دستی که با نیروی انسانی کار می کنند.
-٢ Control Valves :شیرهای خودکاری که با نیروی هوا، مایعات و گازهای کنترل شونده کار می کنند.
-٣ Solenoid Valves : شیرهای خودکاری که با نیروی برق کار می کنند.
همچنین از نظر شکل ظاهری می توان آنها به صورت زیر تقسیم بندی نمود:
-١شیرهای سوزنی Needle Valves
-٢شیرهای سماوری Plug Or Cock Valves
-٣شیرهای کروی Globe Valves
-۴شیرهای کشویی Gate Valves
-۵شیرهای دیافراگمی Diaphragm Valves
-۶شیرهای یکطرفه Non Return or Check Valves
-٧شیرهای پروانه ای Butterfly Valves
-٨شیر اطمینان Safety Valves
-٩شیرهای خودکار Control Valves
-١٠شیرهایی که محرک آنها الکترو موتور می باشند Electric Motor Operated Valves
-١١شیرهایی که محرک آنها سولنویید می باشد. Solenoid Valves

عوامل زیر در انتخاب نوع شیر مهم می باشند:

-١نقشه لوله کشی
-٢نوع کاری که شیر باید انجام دهد
-٣حجم شیر و اندازه لوله
-۴درجه حرارت و فشار
-۵مواد سازنده شیر
-۶سیستم بکار اندازی شیر و سیستم محرکه شیر Actuating Uni

شیر کشویی یا دروازه ای :

از این نوع شیر بیشتر در جاهایی که بخواهند جریان سیال را بطور کامل باز و بسته نمایند استفاده می کنند . از خصوصیات اصلی آن کم بودن افت فشار در طول آن است و به همین دلیل در سر راه لوله های طویل از آن اسفاده می شود.

هنگامی که شیر به طور کامل باز است کشو یا بند آور کاملا به بالا هدایت شده و از مسیر جریان سیال خارج شده و هیچگونه مقاومتی در مقابل جریان عبوری ندارد.ولی هنگامی که شیر به حالت بسته درآید به پایین ترین محل خود هدایت شده و در نتیجه سیال به علت تغییر مسیر و تصادم با کشو ایجاد تلاطم و افت فشار می نماید.

این نوع شیرها از دو قسمت ساقه و کشو تشکیل شده اند و بعلت آنکه میزان باز و بسته کردن شیر متناسب با دور ساقه نیست،تنظیم دقیق مایع یا گاز،از سایر شیرها مشکل تر است، لذا از این نوع شیر فقط برای باز و بسته کردن کامل استفاده می شود.

شیر کروی:

این شیر اسم خود را از شکل ظاهری بدنه خود که کروی شکل است گرفته، ساختمان داخل آن طوری است که مایع از نقطه ورودی به شیر تا خروج از آن ۱۸۰ درجه تغییر جهت می دهد. ساختمان دریچه و نشیمنگاه آن طوری است که به مجرد برقرار شدن جریان تماس آنها با هم قطع می شود، بنابراین باز نبودن کامل شیر کروی اشکالاتی را که شیر کشویی در حالت نیمه باز بودن را داراست، ندارد.لذا می توان از آن جهت تنظیم و کنترل جریان استفاده کرد.ضمنا متناسب بون تعداد دور دسته شیر با حجم مجرای خروجی مایع، کار تنظیم مقدار جریان را با دست آسان می سازد.برخی از مشخصات این نوع شیر ها را در زیر مرور می کنیم:

۱- جهت جریان سیال برخلاف شیر کشویی تغییر می کند.

۲- تغییر جهت جریان سیال ایجاد تلاطم می نماید.

۳- تلاطم افت فشار را افزایش می دهد.

۴- این شیر فشار بیشتری نسبت به شیر کشویی ایجاد می کند.

۵- در این نوع شیر فرسودگی مربوط به اصطکاک از شیرهای کشویی کمتر است.

۶- شیر کروی برای مواقعی که شیر باید برای مدت زیادی باید نیمه باز باشد قابل استفاده است.

۷- جنس این نوع شیر اغلب از نیکل یا فولاد زنگ نزن است.

شیر سوزنی:

این شیر اسم خود را از شکل دیسک و نشیمنگاه خود گرفته است و از لحاظ طرز کار جزو شیرهای کروی است. با این نوع شیر می توان کنترل دقیق جریان سیال را خصوصا در لوله های باریک و ظریف برقرار نمود.این نوع شیر از لحاظ ساختمانی بسیار ظریف بوده و تقریبا کوچک است و بعلت دارا بودن مکانیسم مورد اعتماد در عملیات حساس و دقیق بکار می رود، همچنین در کاربراتورها و آزمایشگاه های نفت و پتروشیمی و وسایل ابزار دقیق بسیار پرکاربرد است.

شیر مخروطی:

این نوع شیر تکامل یافته شیر سماوری است که برای قطع و وصل کامل جریان مورد استفاده قرار می گیرد.وقتی شیر کاملا باز باشد در خط مستقیم بدون برخورد با مانع در مجرایی به اندازه لوله متصل به آن حرکت می کند، لذا افت فشار کم و در حد شیر کشویی است.در این نوع شیر سطح اصطکاک بین دریچه و بدنه زیاد است و کار باز کردن و بستن شیر حصوصا در شیر های با سایز بزرگتر که تحت فشار زیاد کار می کنند مشکل است.در زیر دو نمونه از این نوع شیر را به همراه برش جانبی آنها مشاهده می کنیم:

یکی از خصوصیات خوب این شیر آنست که می توان با ۴/۱ دور می توان آن را باز یا بسته کرد، همچنین باید دقت کرد که این نوع شیر در درجه حرارت مناسبی بدرستی کار می کند و در صورت تجاوز دما از حد مجاز بعلت انبساط دریچه، شیر به سختی باز یا بسته می شود.

شیر گلوله ای:Ball valves

از این نوع شیر برای قطع و وصل کامل استفاده می شود.با ربع دور گردش باز یا بسته می شود.در صورت باز بودن شیر، مواد در خط مستقیم بدون برخورد با مانع در مجرایی به اندازه لوله ای متصل به آن حرکت می کند. این نوع شیرها روان و نذم بوده و با گشتاور کم کار می کنند که این خود در مواقعی که از دور کنترل می شوند امتیاز این نوع شیرها محسوب می شوند و در دجه های مختلف حرارت و با فشارهای مختلف کار می کنند. انواع این شیرها عبارتند از:

۱- گلوله ای شناور Floating Ball

۲- گلوله ای سوار شده روی محور گردنده Trunnion Mounted Ball