آشنایی با ۶ نوع از انواع شیرهای صنعتی و کاربردهای آن‌ها

شیرها قطعاتی هستند که کاربردهای مختلفی از جمله تنظیم دبی و سطح، مسدود و آزاد کردن مسیر و تنظیم و یا کاهش فشار آب در مدارهای لوله کشی دارند. بعضی از شیرها مصرفی هستند و بعضی هم مسیری، یعنی در مسیر بسته می‌شوند. این شیرها در تاسیسات عمومی و صنعتی به منظورهای مختلف در مسیر جریان نصب می‌شوند و معروف به شیرهای مسیر می باشند. حال انواع این شیرهای مسیر را باهم بررسی می‌کنیم.

۱ – شیر فلکه، اولین مدل از شیرهای صنعتی

نام گذاری این شیرها به این دلیل است که دسته مربوط به باز و بسته کردن آن‌ها به صورت فلکه می‌باشد. به طور کلی شیرهای فلکه از قسمت‌هاي اصلی زیر تشکیل شده اند:

• فلکه
•  میله
• دروازه یا دیسک  (GATE)
• نشیمنگاه
• بدنه

انواع شیر فلکه

• شیر گلویی (GLOBE VALVE)

این نوع شیر یکی از انواع شیرهای صنعتی است که کنترل دبی آب را با تغییر در اندازه مقطع جریان، انجام می‌دهد. ساختمان داخلی این شیر به گونه‌ای طراحی شده است که زمانی که فلکه شیر را می‌چرخانید، می‌توانید اندازه مجرای آب را تنظیم کنید و به این صورت، کم و زیاد شدن فشار جریان آب را کنترل کنید. از این شیرها برای تنظیم کردن دبی و متعادل کردن سیستم استفاده می‌شود. می‌توان جریان سیال را با باز و بسته کردن این شیر در یک مسیر قطع و وصل کرد.

به دلیل نوع ساختمان داخلی در این شیر، تغییر امتداد ۹۰ درجه در مسیر حرکت سیال، دوبار ایجاد می‌شود. این عمل باعث به وجود آمدن مقاومت زیادی در مقابل جریان می‌گردد. یکی از معروف‌ترین شیرهای کنترل و تنظیم مقدار جریان سیال (دبی)، شیر گلویی است.

برای نصب این شیر به این نکته باید توجه کنید که جهت جریان سیال با جهتی که روی شیر نشان داده شده، یکسان باشد. جهت آن به این شکل است که ورود سیال از قسمت پایینی دیسک (بشقاب) و خروج آن، از سطح بالایی دیسک انجام می‌شود.
بهتر است این را هم بدانید که در ایران، شیرهای گلویی با نام شیرهای واشري و بشقابی و همچنین شیر فلکه‌هاي مخصوص بخار شناخته می‌شوند.
شیرهای بشقابی اغلب داراي دیسک و نشیمنگاه مخروطی هستند و این باعث می‌شود، مواد خارجی نتوانند بر روي دیسک و نشیمنگاه بنشینند. بیشترین استفاده از شیر فلکه بشقابی زاویه‌اي، نصب آن‌ها بر روي لوله رفت رادیاتورها، به عنوان شیر تنظیم کننده مقدار جریان می‌باشد.

• شیر کشویی  (GATE VALVE)

  این شیر به وسیله یک دیسک که بطور عمودی در مسیر جریان حرکت می کند، جریان آب را کنترل می‌نماید. شیر کشویی در سیستم لوله کشی کاملا مسیر آب را مسدود یا آزاد می‌کند. می‌توان جریان سیال را با باز و بسته کردن این شیر در مسیری وصل و قطع کرد. در کل شیر کشویی، یک شیر کنترل نیست و نمی‌توان به وسیله آن، مقدار دبی سیال را کنترل و تنظیم کرد بلکه فقط یک قطع کننده در مدار محسوب می‌شود.

۲ – شیر فشار شکن یا شیر تنظیم کننده فشار (PRESSURE REDUCING VALVE)

اگر شیر فشار شکن، از انواع شیرهای صنعتی مربوط به آب باشد باید آن را بعد از کنتور آب ساختمان نصب کنند. به این ترتیب نسبت به نیاز شبکه مصرف داخل ساختمان، کاهش فشار اضافه آب شبکه شهر را انجام می‌دهد تا بالا بودن فشار شبکه شهر سبب بروز مشکل در شبکه مصرف نشود. همچنین استفاده دیگر از شیر فشار شکن یا شیر تنظیم کننده فشار، در سیستم‌هاي حرارت مرکزی و تهویه مطبوع که منبع انبساط بسته دارند، صورت می‌گیرد. در این مورد، محل نصب شیر بر روي لوله آب ورودي به منابع انبساط قرار دارد.

در کارخانه‌هایی که کارکرد دستگاه‌هاي آن‌ها توسط هواي فشرده صورت می‌گیرد، نیاز به یک کمپرسور و یک تانک هواي فشرده با بالاترین فشار می‌باشد تا با لوله کشی به بخش‌های مختلف کارخانه، هواي فشرده داخل این مخزن به آن‌ها برسانند. برای این مورد، یک شیر فشار شکن هوا در محل مصرف نصب می‌کنند تا با استفاده از آن، بتوانند فشار را تا اندازه دلخواه کاهش دهند.

معمولا برای تجهیزات مختلف داخل موتورخانه مانند منابع آبگرم کویل دار، مبدل‌هاي حرارتی، چیلر جذبی و غیره، نیاز به بخار با فشارهاي مختلفی است. اگر در موتورخانه‌هاي تهویه مطبوع، دیگ بخار وجود داشته باشد، برای تهیه بخار، دیگ را روی بالاترین فشار مورد نیاز تنظیم می‌کنند. سپس از روي کلکتور بخار فشار بالا براي هر دستگاه یک انشعاب می‌گیرند و با نصب یک یا چند شیر فشارشکن در محلی به نام ایستگاه تقلیل فشار، فشار بخار را تا حدی که مورد نیاز دستگاه باشد، کاهش می‌دهند.

براي انتخاب نوع و اندازه شیرهای فشارشکن اطلاعات زیر لازم است:
الف: نوع سیال
ب: ظرفیت
ج: فشار ورودی و خروجی 
این نکته را نیز باید بدانید ک شیرهای فشار شکن دارای یک مکانیزم کاهش دهنده فشار هستند که شامل یک فنر و یک پیچ تنظیم کننده است که می‌توان  توسط این مکانیزم فشار سیال خروجی تنظیم کرد.
لازم به ذکر است که می‌توان توسط نصب یک توری یا صافی در محل ورود سیال به شیر تقلیل فشار ، از ورود مواد خارجی مانند شن، براده‌هاي فلز و زنگ لوله به داخل شیر و ایجاد اختلال در عملکرد آن جلوگیری کرد.

۳ – شیر سماوری (PLUG VALVE)

شیر سماوری یکی از قدیمی‌ترین انواع شیرهای صنعتی است که دلیل نامگذاری آن، شباهت ساختمان آن به شیر سماور است. پلاگ نام قسمتی از این شیر است که وظیفه تنظیم مقدار جریان را انجام می‌دهد. پلاگ دارای یک مجرا در میان خودش است. این مجرا به گونه‌ای طراحی شده است که زمانی که شیر به صورت کامل باز است، دقیقا رو به روی سوراخی که در بدنه شیر ایجاد شده است قرار بگیرد. از مهمترین کاربرد شیر سماوری می‌توان به استفاده در لوله کشی خطوط گاز اشاره کرد.

این شیر با ۴/۱ دور کاملا باز و بسته خواهد شد. معمولا سطح بیرونی پلاگ دارای یک سری خطوط ناقص است که در داخل مخروط ناقصی که با همین شیب در بدنه شیر به طور معکوس ایجاد شده است قرار می‌گیرد. لازم بذکر است پلاگ‌ها ممکن است به صورت استوانه اي، کروي نیز ساخته شوند که چنین پلاگ‌هایی ممکن است روغنی یا غیر روغنی باشند. در نوع روغنی موقعی که شیر ثابت است، پلاگ در نشیمنگاه خود محکم است.

زمانی که پلاگ براي استفاده از شیر چرخانده می‌شود، روغن، سطح تماس پلاگ و بدنه شیر را روغن كاري کرده و میزان اصطکاک بین پلاگ و شیر را کاهش می‌دهد. به این ترتیب عمل باز و بسته کردن شیر را آسان می‌شود و فرسودگی پلاگ و بدنه شیر به حداقل می‌رساند. همچنین روغن، عمل آب بندي دو سطح پلاگ و بدنه شیر را انجام داده و از نشت سیال به خارج جلوگیري می کند. در پلاگ‌هاي نوع غیر روغنی، مکانیزم شیر به صورتی است که وقتی چرخانده می‌شود، پلاگ خود به خود مقدار بسیار کمی از نشیمنگاه خود بلند شده و عمل چرخاندن را آسان‌تر می‌کند.

شیر سماوري معمولا شامل قسمت‌هاي اصلی دسته، پلاگ و بدنه است ولی در بعضی از آن‌ها دسته وجود ندارد، بنابراین بر روي پلاگ، محلی به صورت آچار گیر پیش بینی شده است. در شیر سماوری بدلیل اینکه با ۴/۱ دور چرخاندن محور آن، مسیر جریان کاملا باز یا بسته می شود به نام شیر باز شونده سریع و بسته شونده سریع نیز معروف است.

۴ – شیر یک طرفه (CHECK VALVE)

ساختمان داخلی شیر یک طرفه به گونه‌ای طراحی شده است که آب را تنها در یک جهت عبور می‌دهد و براي جلوگیري از جریان معکوس آب در لوله بکار می‌رود. جهت عبور سیال بر روي بدنه شیر، مشخص شده است که در آن هنگام نصب باید به آن توجه کرد.

شیرهای یک طرفه به دو دسته تقسیم می‌شوند:

الف) شیر یک طرفه بادبزنی

در شیر یک طرفه بادبزنی، امتداد جریان سیال مستقیم است و مقاومت شیر در مقابل عبور سیال کم است. این نوع از انواع شیرهای صنعتی در محل اتصال لوله آب سرد به منابع آبگرم مصرفی کاربرد دارند.

ب) شیر یک طرفه سوپاپی  

در شیر سوپاپی امتداد سیال دو مرتبه تغییر می‌کند و به همین علت افت فشار سیال در این شیر زیاد است. از موارد کاربرد شیر یک طرفه سوپاپی استفاده در شبکه و تاسیسات می‌باشد و به همین علت در بازار ایران آن را شیر یک طرفه نیز می‌نامند. شیر یکطرفه با نام شیر خودکار نیز معروف می‌باشد.

۵ – شیر اطمینان

الف – شیر اطمینان حساس در برابر فشار
ب – شیر اطمینان حساس در برابر درجه حرارت
ج – شیر اطمینان حساس در برابر درجه حرارت و فشار

شیر اطمینان حساس در برابر فشار، اغلب بر روي دیگ‌هاي بخار، ایستگاه‌هاي تقلیل فشار مبدل‌هاي حرارتی، مخازن هواي فشرده سیستم‌هاي حرارت مرکزی با منابع انبساط بسته، نصب می‌گردد. این شیر به محض اینکه فشار داخل سیستم از حد تنظیم شده بر روي شیر اطمینان، بیشتر شود، باز شده و قسمتی از سیال داخل سیستم را تخلیه می‌کند و پس از آن که فشار مقداری کمتر از حد تنظیم شده بر روی شیر شود، شیر بسته خواهد شد.

شیر اطمینان حساس در برابر درجه حرارت و فشار، بر روي منابع آبگرم مصرفی ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و به دلیل اینکه علاوه بر حساس بودن در مقابل فشار در مقابل افزایش درجه حرارت نیز حساس است از انواع شیرهای صنعتی دیگر مطمئن‌تر می‌باشد. زمانی که فشار و یا درجه حرارتی بیش از مقدار تنظیم شده روی این شیر برقرار شود، شیر باز شده و تا زمان رسیدن فشار و حرارت، به مقدار مورد نیاز، باز خواهد ماند. در انتخاب شیر اطمینان، مواردی مانند ظرفیت، فشار تنظیمی و نوع سیال باید بررسی شود.

نکاتی که براي نصب شیر اطمینان باید دقت کرد:

• شیرهای اطمینان و مخصوصا شیرهای اطمینان بخار باید در فواصل زمانی معینی آزمایش شوند.
• فشار آزاد کننده شیر اطمینان، باید متناسب با فشار کار سیستم انتخاب گردد.
• تغییر فشار تنظیم شده بر روي شیر و یا به عبارت ساده‌تر، دستکاري شیر اطمینان به وسیله یک فرد غیر متخصص مجاز نیست.

۶ – شیر شناور (FLOAT VALVE)

کاربرد این نوع از انواع شیرهای صنعتی، برای تنظیم سطح مایع در مخازن است. از متداول‌ترین موارد مصرف شیر شناور استفاده از آن در منابع انبساط باز سیستم‌هاي حرارت مرکزي و تهویه مطبوع، کولرهاي آبی، مخزن فشاري (فلاش تانک) و مخازن زمینی ذخیره آب است. معمولا جنس گوی شناور، مس توخالی و یا پلاستیک می‌باشد.

جمع بندی

در این مقاله در خصوص انواع شیرهای صنعتی صحبت کردیم و کارایی و جزییات آن‌ها را با هم بررسی کردیم. اگر پس از خواندن مقاله باز هم پرسشی در ذهنتان بود، می‌توانید با مشاوران الوپاپینگ تماس بگیرید تا شما را راهنمایی کنند.

سوالات متداول