شیر فلکه ای رایج ترین شیر برای سیستم های تامین آب است. این شیر ایزوله حرکت خطی را نشان می دهد و عملکردی برای توقف یا اجازه جریان آب دارد. دریچه های دروازه ای شیر فلکه فولادی برای جداسازی مناطق خاصی از شبکه آبرسانی در طول تعمیر و نگهداری، تعمیرات، تاسیسات جدید و همچنین برای تغییر مسیر جریان آب در سراسر خط لوله استفاده می شود. در این مقاله از فانو به بررسی ویژگی ها , معایب و مزایای شیرفلکه فولادی می پردازیم. با ما همراه باشید.
شیرفلکه چیست؟
شیرفلکه ها ابزاری هستند که در صنعت با توجه به موقعیت و نحوه عمل شیرفلکه ها مورد استفاده قرار می گیرند. مهمترین استفاده شیرفلکه قطع یا ایجاد جریان سیال در درون لوله می باشد .یک شیرفلکه ایده ال شیرفلکه ای است که سیال را با کمترین مقاومت و ایجاد کمترین افت فشار از خود عبور دهد و به بیان دیگر در وقت لازم از عبور سیال به هر صورت از داخل خود جلوگیری کند.
گاهی اوقات برای تنظیم جریان سیال نیز شیرفلکه مورد استفاده قرار می گیرند که این عمل با تغییر مسیر حرکت و با اندکی مقاومت صورت می پذیرد در برخی مواقع نوع بخصوصی از شیرفلکه ها که به طور اتوماتیِک باز و بسته می شو.ند و از بروز اتفاقات جلوگیری می کنند در صنعت بکار می روند.
تاریخچه شیرفلکه:
تاریخچه شیرفلکه بر میگردد به اولین شیرفلکه هایی که به‌وسیله انسان اختراع شد، همان چیزی است که اکنون به عنوان (دریچه) آب بند میشناسیم. دریچه ای که با گذاشتن یا برداشتن آن در مسیر آب، جریان را بسته، باز یا نیمه باز می گذاشتند. شیرهای دروازه ای امروزی در واقع همان آب بند های قدیمی هستند.
طراحی و قطعات شیر فلکه فولادی:
شیر فلکه فولادی طراحی ساده ای دارد و می توان آن را در بسیاری از سرویس های افت فشار کم استفاده کرد که آن را به یکی از رایج ترین شیرهای مورد استفاده امروزه تبدیل می کند. شیرهای دروازه ای به صورت شیرهای تمام پورت طراحی می شوند. این به این معنی است که درگاه شیر به اندازه قطر داخلی لوله اتصال است.
شیر فلکه فولادی تمام سوراخ جریان سیال را بدون هیچ مانعی برای جریان عبور می دهد و باعث افت فشار در خط لوله نمی شود. این همچنین اجازه می دهد تا لوله را با استفاده از یک تمیز کننده تمیز کنید.
ساخت شیرفلکه های فولادی:
شیرفلکه های با بدنه و دیسک فولادی به دو روش زیر قابل تولید هسنتد.
- سازه ی جوشکاری
- ریخته گری
طرز انتخاب صحيح شیر فلکه مورد نیاز:
- نقشه لوله كشي : انقباض و انبساط و ارتعاش لوله و تكيه گاه مناسب براي محلي كه لوله به شير اتصال مي‌يابد بايد مورد توجه قرار گيرد و دقت لازم براي اتصالات انتهايي لوله‌كشي و شيرها بايد بعمل آيد.
- نوع كاري كه شير بايد انجام دهد : كاملاً باز يا بسته – يا تنظيم سيال ، فشار و درجه حرارت در چه حد باشد، دستي يا خودكار ، كاركرد شير چه مقرراتي دارد.
- حجم شير : حجم شير بايد متناسب با لوله‌اي باشد كه اندازه آن با توجه به ظرفيت مايع و افت فشار انتخاب شده است.
- درجه حرارت و فشار
- مواد سازنده شير : بعضي از سيالهاي شيميايي اثر خورندگي و زنگ زدگي و رسوبات بجا مي‌گذارند به همين منظور آستري از ابونيت يا پلاستيك يا سراميك و يا شيشه بكار مي‌برند. مواردي كه بيشتر در ساختمان شير بكار مي‌رود. آلياژهاي چدن – برنز – نیکل – فولاد – مس – آلومینیوم – تيتانيوم – استنلس استیل
- سيستم محركه راه اندازي شير مكانيكي : دستي با پيچ – هیدرولیکی – برق – هوا شیر کشویی فولادی
مشخصات شیر فلکه کشویی فولادی:
- این محصول به طور کلی دارای کلاس کاری 150 الی 2500 است.
- اتصالاتی که برای آن وجود دارد دنده ای، ساکت ولد، بات ولد و همینطور فلنج دار است.
- به طور کلی شیر فلکه کشویی فولادی در سایز های 2.5 الی 30 سانتی متر عرضه می شود.
- آلیاژ استفاده شده در این محصولات از نوع فولاد استیلA105 است که مدلهای کربن چدنی آن نیز دربازار دیده میشود.
- شیر فلکه کشویی فولادی به طور کلی بیشتر در محل هایی استفاده می شود که قرار است; جریان سیال به طور دقیق بسته و یا کاملا باز شود. در واقع شیر فلکه های کشویی افت فشار کمی دارند و استفاده از آن بر سر لوله های طویل می تواند یک انتخاب بی نظیر محسوب شود.
شیر فلکه فولادی gate valves:
همانطور که گفتیم, این شیرها بیشتر در محل هایی به کار می رود که بخواهند جریان سیال را به طور کامل بسته یا باز نمایند . از خواص این شیرها کم بودن افت فشار در طول آن می باشد به همین دلیل در سر راه لوله های طویل از این شیرها به کار می رود .
هنگامی که کشو یا بند آور (gate) کاملا به بالا هدایت شده و از مسیر جریان سیال خارج گردیده و در نتیجه هیچ مقاومتی در مقابل عبور جریان ندارد ولی اگر کشو به پایین ترین محل خود هدایت شده باشد در نتیجه سیال بعلت تغییر مسیر و تصادم با کشو ایجاد تلاطم و افت فشار می نماید . در لوله کشی ها اغلب لوله و شیر به هم پیوسته اند (بوسیله جوشکاری یا بوسیله پیچ ) ولی به طور کلی اتصال شیر و لوله بوسیله فلنچ و پیچ و مهره انجام گردیده و برای جلوگیری از نشتی بین لوله فلنج شیر لائی آب بندی یا gasket گذارده می شود .
-
ساختمان ساقه (stem)
ساقه میله بلند و باریکی است که از یک طرف به فلکه دست (hand wheel) و ازطرف دیگر به کشویی (gate) متصل می باشد ساقه متصل به کشوی شیر از جعبه ای به نام (stuffing box) عبور می کند .
دو نوع gate valve وجود دارد:
نوع اول كه به نام موازي معروف است بر اساس استفاده از يك ديسك تخت دروازه اي كه در بين دو نشيمنگاه موازي قرار گرفته تشكيل گرديده است.(جريان بالادست وجريان پائين دست) اين ولوها همچنين داراي يك لبه تيزي در قسمت پائين خود مي باشند كه اين لبه تيز براي برش واز بين بردن ذرات جامد ورودي به ولو مي باشد.
- مزيت مهم اين قبيل ولوها اين است كه اين ولوها علاوه بر بكار رفتن براي valve seatهای نامتقارن ، مي توانند برای valve seat هاي زاويه اي نيز بكار روند.
- نوع ديگر از gate valve ها بنام gate valve هاي با gate گوه اي شكل مي باشند. دراين نوع از ولوها از دو seat مورب ويك gate مورب استفاده مي گردد.(به منظور امكان بسته شدن در حالتshut off همان طور که می دانیم ساقه کشو را بالا و پایین می برد و بدین ترتیب مقدار باز و بسته کردن شیر را کنترل می کند .
فراموش نکنیم که در شیر کشویی جهت حرکت سیال کاملا مستقیم بوده و در صورتی که شیر کاملا باز باشد کشو از مسیر جریان خارج شده و افت فاشر به حداقل می رسد همچنین تلاطم جریان بسیار کم است.
رینگ آب بندی شیرفلکه ها در صنعت آب
رینگ آب بندی شیرفلکه ها در صنعت آب بسته به نوع شیرفلکه ها دارد و می تواند از جنس فولاد ضدزنگ، برنج و یا برنز باشد و بهتر است توسط جوشکاری در بدنه ی شیرفلکه ها تعبیه شود چون در این روش به غیر از ضد زنگ شدن محل آببندی، سختی سطحی زیادتری نیز به دست می آید که عمر شیرفلکه را زیاد می کند.
بوش هایی که محور شیرفلکه ها در آن حرکت می کنند باید از جنس فسفر برنز و یا فولاد ضد زنگ با روکش تفلون باشد. بهتر است طراحی بوش ها طوری باشد که آب به داخل یاتاقان های بدنه شیرفلکه وارد نشود. چون به غیر از پوسیدگی، موضوع رسوب گذاری آب در این محل ها نیز مهم است و به مرور زمان کارکرد شیرفلکه را سنگین و مشکل می کند.
چون شیرفلکه های بزرگ صنعت آب ممکن است مدتهای طولانی باز و یا بسته باشند و هیچ حرکتی انجام ندهند، در این صورت مشکل رسوب گرفتن محور شیرفلکه ها و بوش ها مشکل ساز خواهد شد.
جمع بندی :
شیر فلکه فولادی از بدنه فولادی و دیسکی داخل ان برای کنترل جریان سیال و اهرمی در بالای ان برای باز و بسته کردن شیر فلکه فولادی کلاس 150 ساخته شده است تفاوت شیر فلکه فولادی فلنجدار کشویی و شیر فلکه سوزنی فلنجدار فولادی در نوع عملکرد باز و بسته شدن آن میباشد. در این مقاله به بررسی ویژگی ها , معایب و مزایای شیرفلکه فولادی پرداختیم. از همراهی شما ممنونیم.
