انواع شیر فلکه کشویی

شیر فلکه کشویی از جمله اتصالات بسیار پرکاربرد در سیستم لوله کشی و پاپینگ می‌باشد. این نوع شیرآلات به دلیل عملکرد خاصی که دارد در انواع پروژه های تاسیساتی و صنعتی بسیار بکار گرفته می‌شود. وظیفه این شیر فلکه در قطع و وصل کردن یا عبور و عدم عبور سیالات می‌باشد. بر همین اساس برای قطع و وصل جریان و حتی کنترل دقیق دبی در خطوط بزرگ استفاده می‌کنند.

این شیرها با توجه به عملکردی که دارد به آن شیر دروازه‌ای، شیرآلات ON/OFF و شیر قطع و وصل نیز گفته می‌شود. از جمله انواع پرکاربرد آن میتوان به شیر کشویی زبانه لاستیکی اشاره کرد که مناسب برای عموم فرآیندهای صنعتی، جهت کنترل دقیق و مطمئن میباشد. در ادامه به بررسی کامل شیر کشویی می‌پردازیم:

مکانیزم طراحی و عملکرد شیر فلکه کشویی

شیر فلکه کشویی در دسته‌ی انواع شیرهای دروازه‌ای قرار میگیرد. سیستم دروازه‌ای به نصب گیت هایی که قابلیت جابجایی خطی و یا دورانی دارند، اطلاق می‌گردد. عملکرد شیر کشویی وابسته به حرکت خطی گیت کشویی آن می‌باشد. تمامی شیرهای فلکی دارای یک پوسته‌ی نسبتاً بزرگی بوده که در فضای داخلی آن یک محیط ریل مانند، جهت جابه‌جایی کشویی گیت تعبیه شده است.

این گیت کشویی در شیر فلکه به استم محوری شکل با طراحی مارپیچی متصل است تا از این طریق زمانی که فلکه‌ی شیر به صورت پادساعتگرد در حرکت است، گیت کشویی بر روی مارپیچ استم به سمت رو به بالا حرکت کرده و باعث باز شدن مسیر عبور جریان می‌شود؛ و بلعکس.

کاربرد شیر کشویی

به طور کلی از شیر فلکه کشویی به منظور قطع و وصل کردن سیالات، خصوصاً سیالاتی که خاصیت رسوب پذیری دارند، استفاده می‌شود. اگرچه میتوان از این شیر کشویی در موقعیت های نیمه‌باز و کنترل دبی استفاده کرد اما در این حالت باعث ایجاد تلاطم های شدید حین عبور سیال می‌گردد. در نتیجه تشدید سرعت خوردگی دیسک، خرابی و انحراف دیسک را به همراه خواهد داشت.

در صنعت از این نوع از انواع شیرآلات صنعتی بیشتر برای قطع و وصل جریان سیالات روان با دمای کم که اثرپذیری واکنش شیمیایی محدودی دارند، نظیر آب خام، آب آشامیدنی، فاضلاب‌ها، روغن‌ها، هوای فشرده و تمامی گازهای خنثی استفاده میشود.

ساختمان شیر فلکه کشویی

شیر فلکه کشویی مانند هر نوع اتصالات قطع و وصل دیگری، دارای ساختمان و اجزایی می‌باشد که باعث بوجود آمدن آن شده‌اند. اصلی ترین بخش های شیر کشویی به شرح زیر می‌باشند:

1.‌ دستگیره:

این بخش از شیر در بالاترین قسمت آن قرار دارد و با عنوان hand wheel شناخته می‌شود. دستگیره، وظیفۀ فرستادن فرمان به سایر بخش های شیر فلکه جهت باز و بسته کردن شیر دارد. بر این اساس اپراتور با این قسمت می‌تواند شیر را باز و یا ببندد. این بخش براساس تکنولوژی که در ساخت آن بکار گرفته شده دارای انواع مختلفی می‌باشد که از جمله میتوان به شکل دستی، گیربکسی، برقی پنوماتیکی باشد.

2. ساقه:

به این بخش از شیر کشویی، Stem نیز گفته می‌شود. ساقه شیر فلکه به صورت یک میله است که از یک سمت به دستگیره و از سمت دیگر به دیسک متصل می‌شود. این بخش وظیفه انتقال فرمانِ دستگیره برای باز و بسته شدن به دیسک را دارد.

3. بانت:

قسمت فوقانی بدنه شیر کشویی، bonnet نام دارد. این قسمت در فرایند تعمیرات شیر فلکه کشویی دخیل است. بدین شرح که برای تعمیرات بخش های داخلی شیر فلکه کشویی، می‌توان این قسمت را که به وسیله پیچ ومهره به بدنه اصلی متصل است را باز نمود و برای تعمیرات اقدام کرد.

4. بدنه:

قسمت اصلی ظاهری شیر را body یا بدنه می‌گویند.

5. دیسک:

این بخش وظیفه اصلی قطع و وصل کردن جریان سیال را دارد. به طوری که با حرکت خطی خود به سمت بالا و یا پایین می‌تواند مانع عبور سیال و یا اینکه اجازه عبور را به سیال بدهد.

6. سیت:

seat جهت مهار آب بندی شیر فلکه مورد استفاده قرار میگیرد که می‌تواند از جنس های متفاوتی از جمله EPDM و NBR باشد. علاوه بر آن سیت می‌تواند از آلیاژ فلز باشد که با توجه به نوع سیال و میزان خوردگی آن انتخاب می‌شود.

انواع آلیاژ

همانطور که گفته شد، شیر فلکه کشویی کاربرد فراوانی در تاسیسات و صنایع مختلف دارد. اما باتوجه به آنکه سیالات صنایع مختلف با یکدیگر متفاوت است و هرکدام ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاصی دارند، نمیتوان گفت شیر فلکه‌ای که برای تمامی آنها استفاده می‌شود، از یک نوغ متریال ساخته شده است.

درواقع شیر کشویی قابل تولید در انواع آلیاژهای مختلف است. مواردی نظیر پروژه، میزان دما، میزان فشار سیال، نوع سیال و میزان خورندگی آن عواملی هستند که در انتخاب نوع آلیاژ شیر فلکه تاثیر گذار می‌باشند. از جمله انواع آلیاژ این اتصال میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

آلیاژ برنجی:

آلیاژ برنج و برنز از جمله آلیاژهای بسیار پرکاربرد در صنایع لوله و اتصالات می‌باشد. از این آلیاژ برای شیر فلکه کشویی در آبرسانی ساختمان ها که دارای فشار و دمای بالایی نیستند، استفاده می‌شود. نوع اتصال شیرآلات برنجی و برنزی به صورت رزوه‌ای بوده و اغلب به صورت توپیچ هستند. همچنین بیشتر شیرآلات این نوع آلیاژ در سایزهای پایین و عموماً تا سایز 4 اینچ کاربرد دارند.

آلیاژ چدنی:

از شیر کشویی با آلیاژ چدن برای سیستم های موتورخانه تاسیسات و بخش یوتیلیتی پروژه های صنعتی بکار گرفته می‌شود. نوع اتصال شیرآلات چدنی به صورت فلنجدار بوده که با وجود دو عدد فلنج می‌توان شیر کشویی را در مسیر لوله کشی قرار داد. بر خلاف نوع آلیاژ برنجی، شیر چدنی سایزهای متفاوتی دارد که اغلب از سایز 2 اینچ الی 16 اینچ در بازار موجود است.

آلیاژ فولادی:

این آلیاژ از دیگر آلیاژهای پرکاربرد و بسیار مهم در صنعت میباشد. از شیرآلات فولادی اغلب برای پروژه های صنعتی و هنگامی میزان دما و فشار سیال بسیار بالا باشد، استفاده می‌شود. همچنین از آن برای قطع و وصل جریان سیالاتی از قبیل بخار، نفت و پتروشیمی نیز استفاده نمود. شیرآلات فولادی به دو صورت ریخته گری با استاندارد ASTM A216 و فورج با استاندارد ASTM A105 تولید میشود.

آلیاژ استنلس استیل:

از آلیاژ استنلس استیل برای پروژه هایی بکار گرفته می‌شود که میزان خوردگی موضعی بالایی داشته و یا اینکه برای پروژه هایی نظیر داروسازی، صنایع غذایی و مواد بهداشتی استفاده می‌شود. آلیاژ استنلس استیل در دو گرید رایج 304 و 316 موجود می‌باشد که دارای تفاوت هایی از نظر میزان مقاومت در برابر خوردگی می‌باشد.

ویژگی ها و مزایای شیر فلکه کشویی

همانطور که متوجه شدید، شیر فلکه کشویی از آلیاژهای مختلفی ساخته می‌شود. هر کدام از این آلیاژها باتوجه به خصوصیتی که دارند، ویژگی ها و مزایای متنوعی را به این نوع شیرآلات افزوده‌اند. از جمله مزایای شیر کشویی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• از آب‌بندی کامل در حین عبور سیالات رسوب دار برخوردار می‌باشند.
• معمولاً ساقه آنها را به شکل هرزگرد طراحی کرده تا حین باز و بسته شدن حرکت خطی به سمت بالا و پایین نداشته باشد.
• از آنها میتوان جهت آب بند کردن سیالات گازی و یا سیالات دو فاز نیز استفاده نمود.
• قابلیت طراحی با گیت های بزرگ را داشته که مناسب کنترل دبی خطوط بزرگ است.
• در صورت هماهنگی و سازگاری کامل با سیال برای قطع و وصل کامل جریان کارایی دارند.