یکی از پرکاربردترین شیرآلات مهم صنعتی در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و آب و فاضلاب که در کلیه خطوط انتقال سیالات مایع ، گاز، دوفازی و سیالات حامل ذرات معلق جامد بکار می رود شیرهای کروی )Globe valve ( است.
علت نامگذاری این شیر به کروی بخاطر شکل ظاهری آن است که بشکل گرد میباشد ولی شکلهای دیگری نیز برای بدنه آن وجود دارد.ساختمان دریچه و نشیمنگاه آن طوری است که به مجرد برقرار شدن جریان تماس آنها با هم قطع می شود .همچنین باز نبودن کامل شیر کروی موجب فرسودگی ان نمی شود.
و لذا از آن می توان برای تنظیم و کنترل جریان استفاده کرد. متناسب بودن تعداد دور دسته شیر با حجم مجرای خروجی مایع کار تنظیم مقدار جریان را با دست آسان می سازد .
امروزه در شبکه های مختلفی از این شیر بهره می گیرند مانند تاسیسات ساختمانی، موتورخانه ها، خروجی پمپها، پالایشگاهای نفت، نیروگاهها ، پتروشیمی ها، صنایع آب ، صنایع غذایی، نساجی و هر جایی که نیاز به تنظیم میزان دبی عبوری جریان باشد.
تاریخچه شیر کروی
به طور کلی تاریخچه انواع شیر به دوران یونان و روم باستان بر می گردد حتی مصریان باستان نوعی ساعت آبی ساخته بودند که با آن جریان آب را کنترل می کردند.
دوره یونان و روم شاهد توسعه بسیاری از ماشین آلات مکانیکی و هیدرولیکی و اولین استفاده از شیرآلات با طراحی پیشرفته بود. در مورد شیر سماوری ، طرح آن تا قرن نوزدهم تقریباً بدون تغییر باقی مانده بود
انواع شیرآلات سنتی مانند شیرهای دروازه ای و شیر کروی با پیشرفت های انجام شده در مواد و در دسترس بودن پلاستیک های جدید و… دوباره ارزیابی شده اند. این امر همچنین منجر به تولید دیسک مخروطی روان کاری شده ، دیافراگم و شیرآلات توپی و پروانه ای شده است که همگی محصولاتی صنعتی و قابل اتکا در صنایع امروزی هستند.
کاربردهای شیر کروی (Globe Valve)
شیرهای کروی برای تنظیم جریان سیال و قطع جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرند (هرچند برای عملیات قطع جریان، شیرهای توپی و شیرهای دروازه ای همواره ترجیح داده می شوند). شیرهای کروی شیرهای دو جهته هستند و با شیرهای یک طرفه فرق دارند به این معنی که سیال می تواند از هر دو مسیر وارد شیر شود.
تصویر زیر چگونگی عملکرد شیر کروی و اجزای آن را نشان می دهد: جریان سیال اساساً توسط یک دیسک تنظیم می شود که (به صورت دستی یا به وسیله عملگر) از سیت بلند می شود و به این ترتیب حجم سیال ورودی را تنظیم می کند.
مزایای استفاده از شیرهای کروی
- در مقایسه باشیرهای دروازه‌ای (Gate Valve) بهتر بسته می شوند.
- برای باز و بسته کردن مکرر مناسب بوده و بدون ترس از ساییده شدن سیت و دیسک می توان از آن استفاده کرد.
- به سادگی تعمیر می شوند، به صورتی که می توان از قسمت بالای شیر به سیت و دیسک دسترسی داشت.
- عملگر این نوع شیرها نسبت به شیر دروازه‌ای به دلیل کوتاه تر بودن طول حرکت مجرابند، سریع تر عمل می نمایند.
- معمولاًبا اکچویتر اتوماتیک عمل می کنند.
- تعمیر و تنظیم راحت سیت
- سرعت بالا در قطع و وصل نسبت به gate valve
- قابلیت مناسب در قطع و وصل جریان سیال
- در صورت قطع ارتباط دیسک با میله به عنوان چک ولو به کار می رود
- توانایی بالا در نگه داری جریان سیال
معایب استفاده از شیرهای کروی
- مقاومت ها و اختلالات در مسیر جریان باعث ایجاد افت فشار می شود.
- افت فشار ایجاد شده از دو یا تعداد بیشتری Right Angle Valve بسیار زیاد است. دلیل آن تغییر زاویه های متعدد می باشد.
- در فشارهای بالا در خطوط لوله ضربات سیالات می تواند بخش های داخلی تریم را تخریب کند.
- شیرهای بزرگ نیاز به نیروی کافی جهت باز کردن دارند که صدای بسیار بلندی را نیز ایجاد می کند.
- معمولاً شیرهای کروی از دیگر شیرهای با همین کلاس فشاری سنگین‌تر می باشند.
- افت فشار بالا
- نیروی بالا و محرک زیاد برای تغییر وضعیت شیر open- close
انواع شیرهای کروی
بر اساس شکل بدنه، سه نوع اصلی شیر کروی وجود دارد:
- نوع مستقیم یا T – Straight or “T” Type
- نوع زاویه ای یا “90 درجه” – Angle or “90 Degrees”
- الگوی Y یا “شیر کروی Y” – Y Pattern or “Wye Globe Valve”
مدل Z Type
این مدل ساده‌ترین و پرکاربردترین طراحی در بین طراحی‌هاست. در بدنه کروی این شیر یک قسمت Zمانند وجود دارد که نشیمنگاه در آن است. قرارگیری سیت‌ها به صورت افقی به استم و دیسک اجازه حرکت عمودی در لوله را می‌دهد که نتیجه آن افت فشار زیاد است. در این طراحی ساخت، تعمیر و نصب آن به سادگی انجام میشود. این مدل از ولوها برای جایی که افت فشار مهم نباشد و خفگی مورد نیاز باشد، کاربرد دارد.
مدل Y Type
طراحی Yشکل راه‌حلی برای مشکل افت فشار در طراحی Zشکل میباشد. در این مدل از شیرهای کروی ، نشیمنگاه و استم با زاویه‌ی تقریباً 45 درجه در خط لوله قرار می‌گیرند. بدنه Yشکل برای فشارهای بالا و سرویس‌های Critical، جایی که افت فشار مهم بوده است، کاربرد دارد.
مدل Angle Type
در مدل گلاب ولو انجل جهت جریان بدون استفاده از زانویی یا جوش‌کاری اضافه در خطوط لوله تغییر 90 درجه‌ای پیدا خواهد کرد. این مدل از شیرها برای جریان‌های نوسانی به کار می‌روند. همچنین آنها توانایی اداره تاثیرات ضربه‌های سیالات را دارند.
تقسیم‌بندی شیرهای کروی بر اساس اتصال بدنه و بونت
بونت رزوه‌ای (Screwed Bonnet): این مدل ساده‌ترین طراحی موجود محسوب میشود و در شیرهای ارزان استفاده میشود
بونت پیچ‌دار (Bolted Bonnet): این مدل محبوب‌ترین طراحی در بین بقیه مدل‌ها را دارا میباشد و در بسیاری از شیرهای کروی استفاده میشود. این طراحی به گسکت برای آب‌بندی مفصل در بین بدنه و بونت نیاز دارد.
بونت جوشی (Welded Bonnet): این طراحی نیز در جایی که بازکردن شیر مورد نیاز نباشد محبوبیت و وعمومیت دارد. آنها وزن کمتری نسبت به مدل Bolted Bonnet دارند.
بونت (Pressure-Seal Bonnet): از این مدل به طور گسترده در جایی که فشار و دما بالا است کاربرد دارند. در این نوع شیر هرچه فشار موجود در فضای خالی بالای بدنه بیشتر باشد، فشار وارد شده بر گسکت نیز افزایش می‌یابد و عمل نشت‌بندی به خوبی انجام می‌گیر
شکل ظاهری شیرهای کروی
شیر کروی از آن دسته شیرهای خطی ) (linearمی باشد که مجرابند آن بشکل یک دیسک است و قسمت انتهایی آن بشکل کروی یا مخروطی ساخته می شود و با قرارگیری روی یک حلقه نشیمن یا Seat Ring مسیر را باز ، بسته یا به میزان معینی باز میکند
یعنی علاوه برon/off قادر به تنظیم دبی جریان عبوری نیز می باشد و به همین در خطوط عبور سیال در کنار شیرهای کنترلی یا Control Valve بصورت سری ،مورد استفاده در صنایع مختلف بعلاوه یک محرک پنوماتیکی یا الکتریکی ، استفاده میشود.
معمولا این شیر بصورت Metal Seat بکار میرود بدین معنی که دیسک و نشیمن آن از فلز ساخته می شوند ولی در برخی موارد آنرا بصورت Soft Seat نیز تولید می کنند که استفاده بسیار محدوده دارند. بدنه این شیرها از لحاظ شکل ظاهری به راحتی قابل تشخیص هستند زیرا بدنه آنها یا بحالت گرد است و یا شکلی مانند S انگلیسی بحالت خوابیده دارد که در زیر این موضوع کاملا قابل تشخیص است.
مقایسه انواع شیر کروی (Globe Valves Types)
هر کدام از شیر های کروی Globe Valves عملکرد خاصی دارند که نوع بدنه و دیسک آن ها این تفاوت را بوجود می آورد.
از انواع شیر کروی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
شیر کروی z-body: ساده ترین و شایع ترین نوع شیر کروی است که در مسیر جریان آب قرار می گیرد.
شیر کروی y-body: بدلیل اینکه شیر های کروی باعث افت فشار در جریان می شدند. این نوع از شیر کروی به صورت اصلاح شده طراحی شد تا مناسب جریان های پر فشار باشد.
شیر کروی Angle valve: یک مدل اصلاح شده از شیر کروی می باشد که در سیستم هم به عنوان شیر و هم به عنوان زانویی عمل می کند. در شرایط عادی فشاری و دمایی تفاوتی با دیگر انواع شیر کروی ندارند اما برای تخلیه ی جریان های پر سرعت و سیالات خورنده مناسب هستند.
شما می توانید شیرآلات کروی مورد نیاز خود را از گروه صنعتی فانو تهیه نمایید.
