تفاوت شیر کشویی و شیر سوزنی در چیست؟

تفاوت شیر کشویی و شیر سوزنی ، شیر وسیله ای است که جریان گازها، مایعات یا مواد سست را از طریق یک روزنه مانند لوله با باز کردن، بستن یا مسدود کردن یک درگاه یا گذرگاه تنظیم می کند. در این مقاله علاوه بر بررسی همه چیز درباره شیر کشویی و شیر سوزنی , به بررسی تفاوت های شیر کشویی و شیر سوزنی نیز می پردازیم. یک شیر با انجام هر یک از عملکردهای زیر، جریان و فشار سیال سیستم یا فرآیند را کنترل می کند:

• کنترل جهت جریان سیال
• توقف و شروع جریان سیال
• تغییر (گسست) مقدار جریان سیال
• تنظیم فشار سیستم پایین دست یا فرآیند
• کاهش فشار بیش از حد جزء یا لوله

طرح ها و انواع شیرهای زیادی وجود دارد که یک یا چند مورد از عملکردهای ذکر شده در بالا را برآورده می کند. انواع مختلفی از شیرها و طرح ها با خیال راحت طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی را در خود جای می دهند.

آشنایی با انواع شیرآلات:

به دلیل تنوع انواع سیستم ها، سیالات و محیط هایی که شیرها باید در آنها کار کنند، مجموعه وسیعی از انواع شیرها توسعه یافته است. نمونه هایی از انواع متداول عبارتند از: شیر توپی، شیر پروانه ای، شیر گلوب، شیر دروازه، شیر پلاگین، شیر دیافراگمی، شیر کاهنده، شیر سوزنی، شیر چک و شیر ایمنی/تسکین.

هر نوع شیر برای رفع نیازهای خاص طراحی شده است. برخی از دریچه‌ها قادر به مهار جریان هستند، انواع دیگر شیرها فقط می‌توانند جریان را متوقف کنند، برخی دیگر در سیستم‌های خورنده به خوبی کار می‌کنند و برخی دیگر با سیالات با فشار بالا کار می‌کنند.  هر نوع شیر دارای مزایا و معایب ذاتی خاصی است.

اگرچه همه شیرها اجزای اصلی و عملکرد یکسانی برای کنترل جریان دارند، روش کنترل جریان می تواند به طور چشمگیری متفاوت باشد. به طور کلی، چهار روش برای کنترل جریان از طریق شیر وجود دارد:

• یک دیسک را حرکت دهید، یا به یک روزنه یا روی آن وصل کنید (به عنوان مثال، گلوب یا سوزن یا برخی از انواع شیرهای چک).
• یک سطح صاف، استوانه ای یا کروی را روی یک روزنه بلغزانید (مثلاً دریچه های دروازه و دریچه).
• یک دیسک یا بیضی را حول محوری بچرخانید که در امتداد قطر روزنه قرار دارد (مثلاً یک پروانه یا توپ یا برخی از انواع شیرهای چک).
• یک ماده انعطاف پذیر را به داخل گذرگاه جریان (به عنوان مثال، شیرهای دیافراگمی) منتقل کنید.
• هر روش کنترل جریان دارای ویژگی هایی است که آن را به بهترین انتخاب برای کاربرد یا عملکرد خاص تبدیل می کند.

شیر فلکه و انواع آن

شیر فلکه برای قطع و وصل کردن جریان آب و دیگر سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این قطعه مکانیکی کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. دسته‌ بندی شیر فلکه‌ها براساس نوع کاربرد آن ‌ها متفاوت خواهد بود، به طور مثال شیر فلکه استفاده شده در موتورخانه‌ها معمولاً از نوع شیرهای سماوری، دروازه‌ای و شیر سوزنی است. همچنین شیر فلکه را می‌توان بر اساس دمای کار، فشار کار و نوع ماده سیال تقسیم‌بندی کرد.

از نظر جنس، شیر فلکه‌ها به دسته‌های شیر فلکه چدنی، آلومینیومی، برنجی، پلیمری و غیره تقسیم می‌شوند. از انواع شیر فلکه، شیر فلکه کشویی و شیر فلکه کف فلزی هستند که کاربردهای زیادی دارند و در مدل‌های مختلف در بازار عرضه می‌شوند. در ادامه به بررسی تفاوت شیر کشویی و شیر سوزنی می پردازیم.

انواع شیر فلکه و موارد استفاده از آن

شیر فلکه کشویی چیست؟

شیرآلات کشویی برای قطع و وصل جریان مورد ستفاده قرار می گیرند و نمی توان از آن ها برای تنظیم جریان استفاده نمود. اگر از شیرفلکه کشویی برای تنظیم جریان عبوری در لوله استفاده شود باعث لرزش در شیر و آسب به دیسک آن می شود.

نام گذاری این شیرآلات از نحوه عملکرد آن ها ناشی می شود که یک دیسک مانند دروازه در بین نشیمنگاه با زاویه عمود بر جریان سیال حرکت می کند. از نظر طراحی ظاهری، شیر کشویی نسبت به شیر سوزنی ارتفاع بیشتری دارد، اما از طول آن ها نسبت به شیر سوزنی کمتر می باشد.

شیرآلات کشویی در حالت کاملا باز مقاومت بسیار کمی در برابر سیال عبوری از شیر دارند و از آنجایی که دیسک به طور کامل در درپوش جمع می شود، افت فشار نسبتاً کم است. البته تجربه ثابت کرده به علت طراحی دیسک و نشیمنگاه شیرفلکه کشویی و نحوه باز و بسته شدن آن، دیسک این شیر نسبت به دیسک شیر سوزنی بیشتر مستعد سایش می باشد.

در زمینه صنعت آب و سیالات با دمای کمتر از 80 درجه سانتی‌گراد، استفاده از شیر فلکه کشویی بسیار رایج می‌باشد. این نوع شیرها یا به طور کامل باز هستند و یا کاملاً بسته. اگر شیر کشویی را به حالت نیمه بسته قرار داد، طول عمر شیر فلکه کاهش یافته و موجب فرسایش زود هنگام آن می‌شود.

به علت جمع شدن کامل درپوش، افت فشار در شیر کشویی بسیار کم بوده و همین امر سبب می‌شود تا در لوله‌هایی با طول زیاد از این نوع شیر استفاده شود. همچنین امکان کم و زیاد کردن فشار در طول مسیر عبور سیال با استفاده از شیر کشویی وجود ندارد.

شیر فلکه کشویی در دو نوع شیر کشویی زبانه لاستیکی و شیر کشویی زبانه فلزی تولید شده و کاربرد دارد.

شیرسوزنی چیست؟

شیر سوزنی یک شیر با حرکت خطی (Linear motion) است که اصولا برای قطع و وصل و کنترل جریان به کار می رود. عملکرد این شیر ساده است و با چرخاندن هندویل شیر، به راحتی می توان میزان جریان سیال عبوری را تنظیم کرد. عمل باز و بسته شدن شیر می تواند به صورت دستی یا خودکار (با استفاده از عملگر) انجام شود.

این عملگر می‌تواند الکتریکی، پنوماتیک یا هیدرولیک باشد که بیشتر در استفاده های صنعتی از این عملگرها استفاده می شود. با این حال، به طور متداول، از عملگر دستی و از نوع هندویل برای باز و بسته کردن آن استفاده می شود.

در وضعیتی که دیسک شیر سوزنی کاملا در برابر مسیر حرکت سیال قرار می گیرد، شیر بسته می شود و مسیر حرکت سیال مسدود می گردد و با خروج دیسک از مسیر، مسیر سیال باز می شود و شیر به حالت باز در می آید.

مهم ترین ویژگی این نوع شیر، موازی بودن آببند با جهت جریان سیال است که این ویژگی سبب می شود شیر برای تنظیم جریان کارآمد باشد و فرسایش دیسک و آببند کاهش یابد؛ هرچند، همین ویژگی مقاومت بالایی در برابر جریان سیال و آشفتگی جریان در درون شیر سوزنی ایجاد می کند.

شیر سوزنی نسبت به سایر انواع شیرها نظیر شیر کشویی، شیر توپی، شیر پروانه ای و … که مجرای مستقیم دارند، افت فشار بالایی ایجاد می کند؛ بنابراین، در سیستم هایی که افت فشار عامل کنترلی محسوب می شود و به زیان سیستم است، نباید از شیر سوزنی استفاده کرد.

از شیرهای سوزنی به صورت گسترده به منظور کنترل جریان به کار می روند. بنابراین، به منظور جلوگیری از کاهش طول عمر مفید و کارکرد رضایت بخش شیر سوزنی، باید میزان سیال و درجه کنترلی که از این شیر انتظار می رود و همچنین میزان افت فشار و کارکرد مورد نظر در طراحی شیر سوزنی مورد توجه قرار گیرد.

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. 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 آب‌بندی شیر فلکه خراب 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.
• 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.
• 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.
• 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.

جمع بندی

در این مقاله علاوه بر بررسی همه چیز درباره شیر کشویی و شیر سوزنی , به بررسی تفاوت شیر کشویی و شیر سوزنی نیز می پردازیم. امیدواریم این مقاله برای شما مفید بوده باشد. از دیگر مقالات ما دیدن فرمایید.