شیر فلکه سوزنی چیست؟

شیر فلکه سوزنی چیست؟

شیر فلکه سوزنی, نوعی شیر است که برای تنظیم جریان در خط لوله استفاده می شود، که شامل یک پلاگین یا دیسک متحرک و یک حلقه ثابت در یک بدنه و به طور کلی کروی است. در این مقاله  به بررسی همه چیز درباره شیرفلکه سوزنی و ویژگی ها و معایب و مزایای آن می پردازیم. با ما در فانو همراه باشید.

شیر فلکه کف فلزی یا شیر فلکه سوزنی انواعی از شیر فلکه‌های پرکاربرد هستند که برای قطع و وصل کردن ناگهانی و بدون افت فشار سیال در لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. دیسک و نشیمنگاه شیرهای کف فلزی مشابه ساختار شیرهای کروی بوده و نام شیر بر همین اساس انتخاب شده است.

دیسک مخروطی شکل موجود در ساختار شیر فلکه سوزنی، توسط ساقه  بر روی نشیمنگاه نشسته و از عبور جریان جلوگیری می‌کند. یکی از اصلی‌ترین قابلیت‌های شیر کف فلزی، کنترل جریان سیال در لوله‌ها ظریف و باریک می‌باشد.

با این شیرها می توان کنترل دقیق جریان سیال را به خصوص در لوله های باریک و ظریف برقرار کرد. میتوانید برای اطلاعات بیشتر درباره شیرفلکه فولادی به مقاله مربوطه مراجعه کنید.

ساختمان شیر سوزنی

از نظر ساختمانی، شیر سوزنی یا کف فلزی بسیار ظریف و کوچک بوده و به علت حساسیت بالا در کنترل جریان سیال، در صنایع نفت و پتروشیمی بیشتری استفاده را دارد. این نوع شیرها مقاومت بالایی در برابر عبور سیال دارند و حتی هنگامی که به طور کامل باز هستند، افت فشار در آن‌ها زیاد خواهد بود.

در هنگام بستن شیر باید توجه شود که به اهرم زیاد فشار وارد نشود زیرا که ممکن است باعث بروز آسیب به نشیمنگاه شده و آب‌ بندی شیر فلکه خراب شود.. شیرهای سوزنی، همانند شیر فلکه های کشویی دارای دو نوع ساقه بالارونده و غیر بالا رونده هستند که در استفاده های صنعتی، نوع ساقه بالا رونده مرسوم تر است. از نظر اجزای شیر نیز، شیر سوزنی شباهت زیادی به شیر کشویی دارد به همین دلیل شاید عنوان شیر فلکه سوزنی را نیز شنیده باشید.

هرچند شیر فلکه سوزنی و شیر کشویی تفاوت هایی با یکدیگر دارند، برخی از برندها، به خصوص برندهای تولید کننده شیر سوزنی برنجی، آن را شیر فلکه کشویی نامیده اند که به نظر می رسد به دلیل هندویل فلکه ای شکل آن باشد، ما نیز به ناچار در بخش محصولات، از این عنوان استفاده کرده ایم. باید توجه داشت اگر کلمه فلکه به نوعی مربوط به خانواده گیت ولوها تلقی شود نمی تواند صحیح باشد.

در این نوع شیر، آب‌بند موازی با خط جهت جریان قرار دارد، این امر بخصوص در حالتی که شیر بسته است، باعث وارد آمدن فشار سیال به دیسک می شود. شاید این مورد نکته منفی در مورد شیر سوزنی باشد، با این حال، از چند جبنه دیگر، دیسک موازی یک مزیت محسوب می شود. این دیسک موازی مقاومت مناسبی در برابر سایش دارد.

تعمیر و نگهداری شیر سوزنی نسبتا ساده است که این به دلیل قابلیت جابجایی و تعویض راحت آببند و دیسک است. این عامل، شیر سوزنی را برای استفاده در سیستم هایی که در آن ها شیر مکررا نیاز به تعمیر دارد مناسب می کند.

ساختمان خاص شیر سوزنی و مسافت کم جابجایی دیسک آن در مواردی که زمان عمل کردن شیر و تنظیم مکرر آن حائز اهمیت است، یک مزیت مهم محسوب می شود.

مقایسه کلی شیرفلکه کشویی و شیرآلات سوزنی

• در یک سایز مشخص معمولا شیرهای سوزنی گرانتر از شیرفلکه کشویی می باشند.
• افت فشار جریان در شیر سوزنی در حالت کاملا باز حدودا 5/5 برابر بیشتر از شیرفلکه کشویی می باشد.
• شیرفلکه کشویی تنها دو حالت کاملا باز یا کاملا بسته دارد و باز و بسته شدن این شیر آهسته است ولی شیر سوزنی زودتر باز و بسته می شود و این کاربرد مهمی می باشد.
• شیرفلکه های کشویی به دلیل طراحی که دارند معمولا برای سیستم هایی که با بخار سر و کار دارند مناسب نمی باشند، ولی از شیرهای سوزنی برای کنترل جریان بخار نیز می توان استفاده نمود.
• مجرای عبور جریان در شیرآلات سوزنی در یک امتداد نیست و این به وضوح از بیرون شیر قابل مشاهده است؛ در حالی که، ورودی و خروجی جریان در شیرفلکه کشویی در یک امتداد قرار دارد.
• هنگامی که شیر سوزنی باز و بسته می شود، دستگیره آن می چرخد و به همراه ساقه شیر بالا و پایین می رود. در حالی که در شیرفلکه کشویی اینگونه نیست؛ در شیر کشویی، وقتی ساقه شیر بالا می رود، موقعیت دستگیره تغییر نمی کند.
• شیرفلکه کشویی را می توان از هر جهت نصب کرد و جریان امکان ورود از هر دو طرف آن را دارد، در صورتی که شیر سوزنی باید مطابق با فلش روی بدنه شیر نصب شود و امکان ورود جریان از هر دوسمت آن وجود ندارد. معمولا جریان در شیر سوزنی از بالا وارد و از پایین خارج می شود.
• بیشترین مورد استفاده از شیرفلکه های کشویی سیستم های لوله کشی آب می باشد. این شیرآلات در خطوطی که نیاز به قطع و وصل جریان بدون ایجاد سر و صدا می باشد استفاده می شود. از طرف دیگر، شیرآلات سوزنی در سیستم های احتراقی بیشتر مورد استفاده می باشند تا بتوان سوخت را به اندازه دلخواه در خطوط عبور داد.

مزایای شیر سوزنی

• قابلیت بالا در قطع جریان
• ماشین کاری و تعویض آببندها
• قابلیت نسبتا مناسب در تنظیم جریان
• دارای سه نوع مختلف T شکل، Y شکل و 90 درجه که هرکدام قابلیت های منحصربه فرد خود را دارند.

معایب شیر سوزنی

• افت فشار بالا نسبت به شیر فلکه کشویی
• برای بسته شدن کامل و آببند شدن شیر در حالت بسته، نیاز به نیروی بیشتر و عملگر بزرگ تر دارد.

انواع شیر سوزنی از نظر شکل بدنه

شیر فلکه سوزنی از نظر ساختمان و شکل بدنه به سه نوع عمده شیر سوزنی T شکل، شیر سوزنی 90 درجه (انگل گلوب ولو) و شیر سوزنی Y شکل تقسیم می شود که در شکل فوق ساختمان آن ها را مشاهده می کنید. در ادامه این بخش به معرفی این سه نوع شیر سوزنی خواهیم پرداخت.

• شیر سوزنی 90 درجه (انگل گلوب ولو)

شیر فلکه سوزنی 90 درجه شکل تغیر یافته ای از شیر سوزنی T شکل است که دو خروجی آن با زاویه 90 درجه نسبت به هم قرار دارند و جریان سیال یک چرخش 90 درجه ای در درون شیر انجام می دهد و ضریب جریان این نوع شیر سوزنی از نوع Y شکل پایین تر است.

شیر سوزنی 90 درجه برای حالت هایی که با جریان سیال پالسی و جهنده سر و کار دارند مناسب است؛ زیرا توانایی کنترل ضربات سیال ناشی از این نوع جریان را دارند.

• شیر سوزنی T شکل

این نوع شیر سوزنی متداول ترین و پرکاربردترین نوع شیرهای سوزنی است که از یک دیافگرالم Z شکل در آن استفاده شده است. تنظیم افقی آببند (Seat) به دیسک و ساقه این امکان را می دهد تا عمود بر خط افق جابجایی داشته باشند.

این نوع طراحی شیر سوزنی، کم ترین ضریب جریان و بیش ترین افت فشار را دارد. از این نوع شیر سوزنی در سیستم هایی نظیر خطوط بایپس که تنظیم جریان سنگین مد نظر است در کنار شیرهای کنترلی استفاده می شود.

همچنین از این نوع شیر سوزنی در مواردی استفاده می شود که تنظیم جریان مد نظر است و نگرانی بابت افت فشار نداریم. به عبارتی، می توان گفت بزرگترین محدودیت این نوع شیر سوزنی افت فشار بالای آن است.

• شیر سوزنی Y شکل

شیر سوزنی Y شکل گزینه مناسبی در میان شیرهای سوزنی با افت فشار بالا است. در این نوع شیر سوزنی، آببند و ساقه با زاویه تقریبا 45 درجه نسبت به جریان قرار دارند که این زاویه باعث می شود جریان سیال نرم تر شود و مسیر جریان به صورت کاملا باز قرار گیرد.

در این حالت، کم ترین مقاومت در برابر جریان سیال شکل خواهد گرفت و افت فشار کاهش پیدا خواهد کرد. این نوع شیر سوزنی می تواند به مدت طولانی در حال باز بماند بدون اینکه دچار فرسایش شدید شود و این را مدیون زاویه 45 درجه آببند و ساقه است.

این نوع شیر سوزنی عموما برای حالت هایی مناسب است که تنظیم جریان به صورت فصلی مدنظر است. همچنین برای تنظیم جریان در هنگام راه اندازی و شروع کار سیستم این نوع شیر سوزنی مناسب است.

جمع بندی :

شیر فلکه صنعتی از جنس چدن که یک سوزن در انتهای میله اصلی آن قرار دارد و برای کنترل دبی از آن استفاده میشود. شیر یا ولو های کشویی که جهت تنظیم دقیق میزان جریان به کار میروند و اغلب از جنس چدن هستند.

شیر فلکه هایی که از جنس چدن هستند و دیسک داخلی آنها میتواند از پلاستیک یا فلز باشد. شیرگیت هایی که یک طرف خروجی آنها دارای مهره ماسوره است.

شیر فلکه های کشویی چدنی و پلیمری با زبانه های لاستیکی و فلزی. شیر گیت هایی با بدنه ساخته شده از جنس برنج. شیرآلات صنعتی که میله ای شبیه به سوزن وظیفه قطع و وصل جریان را بر عهده دارد.