شیرآلات صنعت آب –شیر آلات قطع و وصل

شیرآلات صنعت آب متعلقاتی از سامانه های انتقال و توزیع آب هستند که عمدتا برای کنترل جریان، فشار و هوا به کار مـیرونـد. قطـع و وصـل جریـان، کنتـرل بـده، انحراف جریان، کنترل فشار و یا تخلیه هوا از اهم عملکرد شیرها هستند.لازم به توضیح اسـت کـه شـیرآلات مـصرفی در صنعت آب با توجه به ماهیت خاص، با سایر شیرآلاتی که در صنعت نفت، پتروشیمی، نیروگاهی و … استفاده میشـوند تفـاوتهـایی دارند. در این نگاره به بررسی انواع شیرهای قطع و وصل جریان پرداخته خواهد شد.

شیرهای قطع و وصل

مزیت اصلی شیرهای قطع و وصل ایجاد حداقل افت فشار است که با توجه به موقعیت نصب آنها کـه ممکـن اسـت بـه صـورت مدفون و یا داخل حوضچه ایستگاه پمپاژ و یا شیرخانه باشند، دارای شرایط خاصی از نظر طراحی هستند. شیرهای قطع و وصل مـورد استفاده در صنعت آب عبارتند از:

-شیرهای کشویی

– شیرهای پروانه ای

-شیرهای توپی

-شیرهای کروی

شیرهای کشویی(Gate valves)

این شیر بیشتر در محله ایی به کار میرود که جریان سیال به طور کامل باز و بسته میشود. از خواص این شیر، کم بودن افـت فشار در طول آن است. لذا در سر راه لوله های طویل معمولا از این شیر استفاده می نمایند.

در این نوع شیرها معمولا اتصال شیر و لوله به وسیله فلنج و پیچ و مهره بوده و برای جلوگیری از نشتی بین فلنج شـیر و لولـه، واشـر آببندی گذارده میشود. قسمتی از شیر که در بالای بدنه قرار گرفته و به وسیله فلنج و پیچ و مهره به بدنه اتصال یافته، سـرپوش فلـزی نامیده میشود و به منظور محکم شدن و جلوگیری از نشتی بین بدنه و سرپوش، واشر گذارده شده است شیرهای کـشویی بزرگ اصولا باید قابلیت بسته شدن در حالت جریان کامل را داشته باشند ولی بعد از بسته شدن بایـد فـشار توسـط سـامانه کنارگـذر در طرفین شیر یکسان گردد و سپس اقدام به بازکردن شیر شود.

شیرهای کشویی از نظر آب بندی به انواع مختلف زیر تقسیم میشوند:

الف)شیرهای کشویی با سامانه آببندی فلز به فلز گوه ای شکل

این شیرها به دلیل شرایط مناسب نصب به صورت مدفون و در اندازههای تا قطر ۳۰۰ میلیمتر، بیشتر در شبکه ها مورد اسـتفاده قرار میگیرند. نقطه ضعف اصلی این شیرها آسیب پذیری شدید در مقابل اجسام سخت موجود در خط لوله مانند ماسه و از بین رفتن آب بندی است.

ب) شیرهای کشویی زبانه لاستیکی

این شیرها نسبت به شیرهای با سامانه آببندی فلز به فلز گوهای شکل مزایای بیشتری دارند چون اولا تاثیر اجسام سخت داخل خط لوله بر روی سامانه آببندی کننده بسیار کمتر است ثانیا حفرهای در کف شیر وجود ندارد تا اجـسامی در آن رسـوب پیـدا کـرده و مشکل زا شود.

ج) شیرهای کشویی با سامانه آببندی فلز به فلز موازی

این شیرها در سامانه های عادی مورد استفاده ندارند زیرا ابعاد بزرگ، وزن زیاد و قیمت بالایی دارند ولی در شـرایطی کـه اجـسام خارجی در خط لوله زیاد یا سرعت عبور آب بسیار بالا باشد، مورد استفاده قرار میگیرند.

د) شیرهای کشویی چاقویی

این شیرها جزو شیرهای اصلی سامانه های فاضلاب هستند که در آنها دیسک از جنس فولاد ضد زنگ سـاخته میشود و لبه پایینی آن نسبتا تیز میباشد تا بتواند اجسام الیافی شکل را قطع کند.

شیرهای پروانه ای (Butterfly valves)

شیرهای پروانه ای در زمره شیرهای قطع و وصل محسوب میشوند که قسمت محرک آنها از یک دیسک مـدور کـه دارای حرکـت دورانی ۹۰ درجه هستند تشکیل یافته است. در صورتی که شیر کاملا باز باشد این دیسک موازی جریان در خـط لولـه قـرار مـی گیـرد و حداکثر جریان عبوری را ممکن میسازد. البته در صنایع دیگر انواع جدیدی از این شیرها ارائه شده که تا حدودی قابلیت کنترل نیز دارند.

اصولا شیرهای پروانه ای همانند شیرهای کشویی بزرگ باید قابلیت بسته شدن در حالت جریان کامل را داشته باشند ولی بعـد از بسته شدن باید فشار توسط سامانه کنارگذر در طرفین شیر یکسان گشته و سپس اقدام به باز کردن شیر شود.

این شیرها در صنعت آب با سامانه آببندی لاستیکی مورد استفاده قرار میگیرند ولی در صنایع دیگر با سامانه آببندی فلز بـه فلـز نیز توصیه میشوند. این شیرها اصولا در تمامی جهات و زوایا قابل نصب هستند.

مزایای شیرهای پروانه ای

– آسانی کاربرد

– نداشتن قطعات لغزنده و کشویی

– افت فشار کمتر نسبت به شیرهای کشویی

– قابلیت کنترل

– ارزانی و سبک بودن وزن نسبت به سایر شیرهای قطع و وصل

– امکان ساخت شیرهای با قطر بزرگتر تا ۵۰۰۰ میلیمتر

شیرهای پروانه ای از نظر فرم بدنه به دو صورت بدنه ویفری (بدون فلنج) و بدنه فلنجدار تولید مـیشـوند کـه هـر کـدام مزایـای مربوط به خود را دارند.

الف) شیرهای پروانه ای با بدنه ویفری

معمولا به شیرهای پروانه ای با بدنه ویفری شیرهای بدون فلنج نیز اطلاق میگردد. شایان ذکر است که وزن و ابعاد ایـن شـیرها نسبت به شیرهای پروانهای فلنجدار بسیار کمتر بوده و نیز چون شیر در وسط دو فلنج خط لوله قرار گرفته و با پیچ هـایی کـه از روی بدنه شیر عبور میکنند بسته میشوند لذا تمام تنش های کششی خط لوله به جای اعمال شدن به بدنه شیر فقـط بـه پـیچهـا اعمـال میشوند.

ب)شیر پروانه ای فلنجدار با بدنه دو سر فلنج

شیرهای پروانه ای با بدنه های فلنجدار در اندازه های مختلف به کار برده میشوند و معمولا در دماهای بالا، تـنشهـای بـه وجـود آمده را به خوبی تحمل میکنند. نوع فلنجدار این شیرها به فلنجهای استاندارد موجود روی لوله ها از دو طرف با پـیچ و مهـره محکـم شده می شود.

ج)شیرهای پروانه ای تک فلنج

در مواقعی که شیر پروانه ای فقط در یک طرف به فلنج دستگاه لوله کشی وصل شود شیر را تک فلنج گویند. در ایـن حالـت شـیر فقط به صورت شیر انتهایی یا شیر مجزاکننده دستگاه لوله کشی استفاده میشود.

شیرهای توپی (Plug valves)

این شیرها از نوع شیرهای گردان هستند که در آنها قطعه متحرک با چرخش ۹۰ درجه باعث قطع و وصل جریـان شـده و در دو نوع زیر ساخته میشوند:

الف – با مقطع کامل عبور جریان

ب – با مقطع کاهش یافته عبور جریان

ردیف الف این شیرها برای عمل قطع و وصل مورد استفاده قرار میگیرند و ردیف ب آنها تا حدودی قابلیت کنترل دارند.

شیرهای توپی به واسطه هم قطر بودن با خط لوله و مستقیم بودن جریان در خط، افت فشار بسیار اندکی تولید میکنند. جریان در داخل شیر کاملا مستقیم است. مزیت اصلی این شیرها محفوظ بودن سامانه آببندی شیر از تماس اجسام خارجی است که کاربرد آنها را در آبهای ناخالص افزایش میدهد، ضمنا این شیرها ویژگی های آببندی خوبی نیز دارند.

شیرهای کروی (Globe valves)

شیرهای کروی از گروه شیرهای گردان و نوع خاصی از شیرهای توپی هـستند کـه قطعـه متحـرک آنهـا کـروی شـکل اسـت . نشیمن گاه شیر به صورت دایره ساخته میشود تا تنش وارده به آن به طور یکنواخت توزیع شود. جنس نشیمنگاه این شیرها معمولا از نوع مصالح نرم هستند تا به راحتی بتوانند بر سطح کره قرار گیرند و به این دلیل این شیرها از نظر آببندی بسیار خوب هستند. از ایـن نوع شیرها نیز برای قطع و وصل کامل جریان استفاده میشود و معمولا در درجه حرارتهای متفـاوت و بـا فـشارهای مختلـف کـار میکنند. این شیرها در کلیه زوایا قابل نصب بوده و معمولا از گیربکس حلزونی جهت باز و بسته کردن شیر استفاده میشود