مزایا و معایب شیرهای مختلف

شیر دروازه ای: شیر دروازه ای به دریچه ای گفته می شود که از یک دروازه (صفحه دروازه) برای حرکت عمودی در امتداد محور گذر استفاده می کند. عمدتاً در خطوط لوله برای جداسازی محیط، یعنی کاملاً باز یا کاملاً بسته استفاده می شود. به طور کلی، شیرهای دروازه ای برای تنظیم جریان مناسب نیستند. بسته به جنس دریچه، می‌توان از آن‌ها برای کاربردهای دمای پایین و دما و فشار بالا استفاده کرد.

با این حال، شیرهای دروازه ای معمولاً در خطوط لوله ای که دوغاب یا رسانه های مشابه را حمل می کنند، استفاده نمی شوند.

مزایا:

مقاومت سیال کم

برای باز و بسته شدن به گشتاور کمتری نیاز دارد.

می تواند در سیستم های جریان دو طرفه استفاده شود و به محیط اجازه می دهد در هر دو جهت جریان یابد.

هنگامی که به طور کامل باز می شود، سطح آب بندی در مقایسه با شیرهای گلوب کمتر مستعد فرسایش از محیط کار است.

ساختار ساده با فرآیند ساخت خوب.

طول ساختار فشرده

معایب:

ابعاد کلی بزرگتر و فضای نصب مورد نیاز است.

اصطکاک و سایش نسبتاً بالاتر بین سطوح آب بندی در هنگام باز و بسته شدن، به ویژه در دماهای بالا.

شیرهای دروازه معمولاً دارای دو سطح آب بندی هستند که می تواند مشکلات را در پردازش، سنگ زنی و نگهداری افزایش دهد.

زمان باز و بسته شدن طولانی تر.

شیر پروانه ای: شیر پروانه ای دریچه ای است که از یک عنصر بسته کننده دیسکی شکل برای چرخش حدود 90 درجه برای باز کردن، بسته شدن و تنظیم جریان سیال استفاده می کند.

مزایا:

ساختار ساده، اندازه جمع و جور، سبک وزن و مصرف کم مواد، آن را برای شیرهای با قطر بزرگ مناسب می کند.

باز و بسته شدن سریع با مقاومت جریان کم.

می تواند رسانه های با ذرات جامد معلق را مدیریت کند و بسته به استحکام سطح آب بندی می تواند برای رسانه های پودری و دانه ای استفاده شود.

مناسب برای باز کردن، بسته شدن و تنظیم دو طرفه در خطوط لوله تهویه و حذف گرد و غبار. به طور گسترده در متالورژی، صنایع سبک، نیروگاه ها و سیستم های پتروشیمی برای خطوط لوله گاز و آبراه ها استفاده می شود.

معایب:

محدوده تنظیم جریان محدود؛ هنگامی که شیر 30٪ باز است، سرعت جریان از 95٪ بیشتر می شود.

برای سیستم های لوله کشی با دمای بالا و فشار بالا به دلیل محدودیت در ساختار و مواد آب بندی نامناسب است. به طور کلی، در دمای کمتر از 300 درجه سانتیگراد و PN40 یا کمتر کار می کند.

عملکرد آب بندی نسبتا ضعیف تر در مقایسه با شیرهای توپی و شیرهای گلوب، از این رو برای کاربردهایی با الزامات آب بندی بالا ایده آل نیست.

شیر توپی: یک شیر توپی از یک شیر پلاگین گرفته می شود و عنصر بسته کننده آن کره ای است که 90 درجه حول محور می چرخد.دریچهساقه برای رسیدن به باز و بسته شدن. شیر توپی عمدتاً در خطوط لوله برای قطع، توزیع و تغییر جهت جریان استفاده می شود. شیرهای توپی با دهانه های V شکل نیز قابلیت تنظیم جریان خوبی دارند.

مزایا:

مقاومت جریان حداقل (عملاً صفر).

کاربرد قابل اعتماد در محیط های خورنده و مایعات با نقطه جوش کم، زیرا در حین کار نمی چسبد (بدون روغن کاری).

در محدوده وسیعی از فشار و دما به آب بندی کامل دست می یابد.

باز و بسته شدن سریع، با سازه های خاص دارای زمان باز و بسته شدن کوتاه از 0.05 تا 0.1 ثانیه، مناسب برای سیستم های اتوماسیون در نیمکت های تست بدون ضربه در حین کار.

موقعیت یابی خودکار در موقعیت های مرزی با عنصر بسته شدن توپ.

آب بندی قابل اعتماد در هر دو طرف محیط کار.

بدون فرسایش سطوح آب بندی از محیط های پر سرعت در هنگام باز یا بسته شدن کامل.

ساختار فشرده و سبک وزن، آن را به مناسب ترین ساختار شیر برای سیستم های رسانه ای با دمای پایین تبدیل می کند.

بدنه شیر متقارن، به ویژه در ساختارهای بدنه شیر جوش داده شده، می تواند در برابر فشار ناشی از خطوط لوله مقاومت کند.

عنصر بسته شدن می تواند اختلاف فشار بالا را در طول بسته شدن تحمل کند. شیرهای توپی کاملاً جوش داده شده را می توان در زیر زمین دفن کرد و اطمینان حاصل کرد که اجزای داخلی فرسوده نمی شوند و حداکثر عمر مفید آن 30 سال است که آنها را برای خطوط لوله نفت و گاز ایده آل می کند.

معایب:

ماده حلقه آب بندی اصلی یک شیر توپی پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) است که تقریباً در برابر تمام مواد شیمیایی بی اثر است و دارای ویژگی های جامعی مانند ضریب اصطکاک کم، عملکرد پایدار، مقاومت در برابر پیری، مناسب بودن محدوده دمایی وسیع و عملکرد آب بندی عالی است.

با این حال، خواص فیزیکی PTFE، از جمله ضریب انبساط بالاتر، حساسیت به جریان سرد و هدایت حرارتی ضعیف، نیاز به طراحی مهر و موم صندلی ها بر اساس این ویژگی ها دارد. بنابراین، هنگامی که مواد آب بندی سخت می شود، قابلیت اطمینان آب بندی به خطر می افتد.

علاوه بر این، PTFE دارای درجه مقاومت در برابر دمای پایین است و فقط در دمای زیر 180 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. فراتر از این دما، مواد آب بندی پیر می شوند. با توجه به استفاده طولانی مدت، معمولاً در دمای بالای 120 درجه سانتیگراد استفاده نمی شود.

عملکرد تنظیمی آن نسبتاً پایین‌تر از شیرهای کره‌ای است، به خصوص شیرهای پنوماتیکی (یا شیرهای الکتریکی).

Globe Valve: به دریچه ای اطلاق می شود که در آن عنصر بسته (دیسک سوپاپ) در امتداد خط مرکزی صندلی حرکت می کند. تغییر دهانه صندلی به طور مستقیم با حرکت دیسک سوپاپ متناسب است. با توجه به کوتاه بودن مسیر باز و بسته شدن این نوع شیر و عملکرد قطع کننده مطمئن آن و همچنین رابطه متناسب بین تغییر دهانه صندلی و حرکت دیسک شیر، برای تنظیم جریان بسیار مناسب است. بنابراین، این نوع شیر معمولاً برای اهداف قطع، تنظیم و دریچه گاز استفاده می شود.

مزایا:

در طی فرآیند باز و بسته شدن، نیروی اصطکاک بین دیسک سوپاپ و سطح آب بندی بدنه سوپاپ کوچکتر از شیر دروازه ای است و آن را در برابر سایش مقاوم تر می کند.

ارتفاع دهانه معمولاً فقط 1/4 کانال صندلی است که آن را بسیار کوچکتر از شیر دروازه ای می کند.

معمولاً فقط یک سطح آب بندی روی بدنه شیر و دیسک شیر وجود دارد که ساخت و تعمیر آن را آسان تر می کند.

دارای درجه مقاومت دمایی بالاتری است زیرا بسته بندی معمولاً مخلوطی از آزبست و گرافیت است. شیرهای گلوب معمولاً برای شیرهای بخار استفاده می شوند.

معایب:

با توجه به تغییر جهت جریان محیط از طریق شیر، حداقل مقاومت جریان یک شیر گلوب بالاتر از اکثر انواع شیرهای دیگر است.

با توجه به زمان طولانی تر، سرعت باز شدن در مقایسه با شیر توپی کندتر است.

شیر دوشاخه: به شیر دوار با یک عنصر بسته به شکل استوانه یا دوشاخه مخروطی اطلاق می شود. دوشاخه سوپاپ روی دریچه پلاگین 90 درجه چرخانده می شود تا گذرگاه روی بدنه سوپاپ را وصل یا جدا کند و به باز یا بسته شدن شیر برسد. شکل پلاگ سوپاپ می تواند استوانه ای یا مخروطی باشد. اصل آن شبیه شیر توپی است که بر اساس شیر پلاگین ساخته شده است و عمدتاً در بهره برداری میادین نفتی و همچنین صنایع پتروشیمی استفاده می شود.

سوپاپ ایمنی: به عنوان یک وسیله حفاظت از فشار بیش از حد در کشتی ها، تجهیزات یا خطوط لوله تحت فشار عمل می کند. هنگامی که فشار داخل تجهیزات، کشتی یا خط لوله از مقدار مجاز بیشتر شود، شیر به طور خودکار باز می شود تا ظرفیت کامل آزاد شود و از افزایش بیشتر فشار جلوگیری می کند. هنگامی که فشار به مقدار مشخص شده کاهش می یابد، شیر باید به طور خودکار به سرعت بسته شود تا از عملکرد ایمن تجهیزات، کشتی یا خط لوله محافظت شود.

تله بخار: در حمل و نقل بخار، هوای فشرده و سایر رسانه ها، آب میعانات تشکیل می شود. برای اطمینان از کارایی و عملکرد ایمن دستگاه، تخلیه به موقع این رسانه های بی فایده و مضر برای حفظ مصرف و استفاده از دستگاه ضروری است. این توابع زیر را دارد: (1) می تواند به سرعت آب میعانات تولید شده را تخلیه کند. (2) از نشت بخار جلوگیری می کند. (3) حذف می کند.

شیر کاهنده فشار: شیری است که فشار ورودی را از طریق تنظیم به فشار خروجی مورد نظر کاهش می دهد و به انرژی خود محیط متکی است تا به طور خودکار فشار خروجی را ثابت نگه دارد.

شیر چک: همچنین به عنوان شیر بدون برگشت، جلوگیری از جریان برگشتی، شیر فشار برگشتی یا شیر یک طرفه نیز شناخته می شود. این دریچه ها به طور خودکار توسط نیروی ایجاد شده توسط جریان محیط در خط لوله باز و بسته می شوند و آنها را به نوعی دریچه اتوماتیک تبدیل می کند. شیرهای چک در سیستم‌های خط لوله استفاده می‌شوند و عملکرد اصلی آن‌ها جلوگیری از جریان برگشتی متوسط، جلوگیری از معکوس شدن پمپ‌ها و موتورهای محرک و رهاسازی رسانه‌های ظرف است. شیرهای بازرسی همچنین می توانند در خطوط لوله تامین کننده سیستم های کمکی که فشار ممکن است از فشار سیستم بالاتر رود استفاده شود. آنها را می توان به طور عمده به نوع دوار (چرخش بر اساس مرکز ثقل) و نوع بالابر (حرکت در امتداد محور) طبقه بندی کرد.