شیر سوزنی در پایپینگ

شیر سوزنی که به آن Needle Valve و یا Plug Valve نیز گفته می‌شود از جمله شیر فلکه های بسیار پرکاربرد در سیستم پایپینگ صنایع مختلف می‌باشد. به این دلیل به آنها سوزنی گفته می‌شود زیرا دارای یک پیستون کوچکی به شکل سوزن هستند که وظیفه باز و بسته کردن مسیر جریان سیال را بر عهده دارد.

این نوع شیر در دسته‌ی شیرهای خطی قرار دارد. بدین منظور که دریچه های آن برای کنترل جریان سیال، صرفاً حرکت خطی رفت و برگشتی است. Needle Valve از نظر طراحی و ظاهری شباهت زیادی به Globe Valve اما در Needle به جای استفاده از دیسک صفحه‌ای؛ دسیک سوزنی استفاده شده است.

از این شیر می توان برای تنظیم دبی سیالات مختلف عبوری یا حتی جداسازی جریان سیالات از یکدیگر در دقت بسیار بالا استفاده کرد. شیرهای سوزنی دارای دقت عملکرد فوق العاده‌ای در کنترل جریان سیال دارند؛ همین موضوع باعث شده که از آنها در صنایع مختلف بسیار استفاده شود.

این شیرها به صورت دستی یا خودکار کار می‌کنند. در زمان انتخاب شیرهای سوزنی حتما به پارامترهایی مانند جنس بدنه شیر، دما، فشار عملیاتی و همچنین سایز آن توجه داشته باشید.

اجزای شیر سوزنی

شیر سوزنی همانند سایر شیرآلات دیگر دارای قسمت ها و اجزای مختلفی می‌باشد که با یکدیگر جمع شده و باعث عملکرد این شیرفلکه می‌شوند. اگر بخواهیم اجزای شیر سوزنی را به قسمت های مختلفی تقسیم کنیم، این شیر به سه دسته‌ کلی 1. نشیمن سوپاپ 2. ساقه 3. بدنه تقسیم می‌شود.

اما در یک نگاه جزئی‌تر، Needle Valve از 9 جزء اصلی تشکیل شده است. این اجزا عبارتند از:

1. دستگیره شیر (Valve Handle)
2. مهره (Nut)
3. کاپوت (Bonnet)
4. بدنه شیر (Valve Body)
5. نشیمنگاه (Seat)
6. واشر اورینگ (O-Ring)
7. پکینگ (Packing)
8. ساقه (Stem)
9. پیچ دسته (Handle Screw)

بدنه شیرهای سوزنی معمولا از جنس برنج، برنز، فولاد ضدزنگ و … بوده و همچنین نشیمنگاه آنها نیز از مواد پلیمری مانند پی وی سی (PVC) است.

انواع نیدل ولو

شیر سوزنی باتوجه نوع ساختار، مسیر حرکت سیال و همچنین محرکی که آنرا فعال می‌کند، دارای انواع مختلفی می‌باشد. انواع این شیر براساس ساختار و مسیر سیال به شرح زیر است:

1. شیر T شکل:

جریان معمولی سیال از این نوع شیرها به صورت افقی یا عمودی است. با بسته شدن دریچه سوزنی، عملا جریان سیال محدود شده تا زمانی که دبی سیال به صفر برسد.

2. شیر مورب یا زاویه‌ای:

در این نوع نیدل ولوها، مسیر جریان سیال به کلی تغییر می‌کند. تغییر جهت جریان سیال در شیرهای زاویه‌ای با توجه به کاربردی که دارند میباشد. این تغییر تا سقف 90 درجه رخ می‌دهد.

3. شیر Z شکل:

در شیرهای Z شکل زمانی که دریچه سوزنی کامل باز شود، جریان سیال مسیری همانند حرف Z را در پیش می‌گیرد. با بسته شدن دریچه سوزنی نیز، جریان به طور کل قطع میشود.

علاوه بر آن همانطور که پیشتر گفتیم، شیر سوزنی براساس نوع محرک (actuator) نیز تقسیم بندی می‌شود. شیرهای نیدل ولو براساس این عامل به سه گروه زیر طبقه بندی می‌گردند:

1. شیرهای دستی: محرک این شیرها به صورت دستی کار میباشد. هر سه مورد مذکور (Tشکل، مورب و Z شکل) جزء این دسته هستند.
2. شیر برقی: محرک این شیرها با برق کار می‌کند.
3. شیر پنوماتیک: عملکرد این شیرها به صورت پنوماتیکی میباشد.

کاربرد و نقش شیر سوزنی

در سیستم پاپینگ و لوله کشی، مهندسان هرموقع بخواهند جریان سیال را با دقت کنترل و تنظیم نمایند، یکی از اصلی‌ترین گزینه هایشان برای انتخاب، انواع شیر سوزنی است. این شیرها عملکرد مناسبی در کنترل جریان سیالات غیرلزج مانند هوا، آب، بخار و گازهای دیگر دارند. همین موضوع باعث شده تا در صنایع مختلف برای کنترل دقیق و بهتر جریان از نیدل ولو استفاده شود.

به طور کلی نقش های اصلی Plug Valve شامل:

• کنترل جریان سیال
• تنظیم فشار سیال عبوری
• تخلیه جریان از مسیر لوله کشی

شیرآلات سوزنی را میتوان در موارد زیر بکار گرفت:

• دریچه های قطع و وصل جریان گاز
• سیستم های اندازه گیری جریان سیال
• سیستم های کنترل احتراق خودکار
• گاورنرهای پمپ فشار ثابت

مزایا و معایب نیدل ولو

وظیفه‌ی شیر سوزنی، کنترل جریان سیال است و بخاطر ساختار و اجزایی که دارد دارای مزایا و معایبی می‌باشد. اصلی ترین مزایای این نوع شیرآلات میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• دقت بالا در کنترل جریان سیال
• ابعاد کوچک (در زمان نصب با مشکل فضا برای نصب آن ها مواجه نمی‌شوند)
• ساختمان و عملکرد ساده

با اینکه نیدل ولو دارای ویژگی های بسیار سودمندی دارد اما این شیر دارای نقطه ضعف هایی است که تبدیل به معایب آن شده‌اند. معایب این شیر غبارتد از:

• افت فشار نسبتاً زیاد جریان سیال
• عملکرد ضعیف در جریان های با دبی بالا
• آسیب پذیر در برابر ذرات جامد موجود در جریان سیال
• عدم امکان قطع و وصل آنی جریان سیال به کمک آن