شیر سوزنی

شیر های سوزنی یکی از محصولاتی هستند که در تمام خط های لوله کشی مورد استفاده قرار می‌گیرند و بعنوان یکی از مهم ترین اقلام در تاسیسات ساختمانی شناخته می‌شوند. شیر سوزنی یا نیدل ولو معمولا دارای پورتهای کوچکی است که بدلیل پلانگر سوزنی شکلی که دارند, قادرند تا فلوی سیال را بصورت دقیق و کامل تنظیم و کنترل کنند. این محصولات با توجه به شکل سوزنی شکل و خاصی که دارند عموما در مسیر هایی نصب و اجرا می‌شوند که کنترل دبی در آن قسمت مورد نیاز است.

شیر سوزنی چیست؟

شیر سوزنی گونه‌ای از شیرهای صنعتی هستند که در آن از یک قطعه سوزنی شکل که به وسیله رزوه‌های طراحی شده بر روی آن حرکت می‌کند، جریان سیال را کنترل می‌کند.این دسته از شیرها در مسیرهایی عمدتا نصب می گردند که قرار است در این مسیر کار کنترل دبی جریان انجام پذیرد.شیرهای سوزنی یا نیدل ولو ها شیرهایی مشابه شیرهای گلوب و یا بشقابی هستند. وجه تمایز آن‌ها در شکل مسدودکننده اریفیس است. این مسدود کننده به شکل یک مخروط کامل و یا ناقص است.شیرهای سوزنی از بهترین موارد جهت کنترل سیال عبوری است. این خاصیت به سبب کورس کاری بالای این نوع شیرآلات محقق شده است. با چرخش هندل شیر، حرکت عمودی بسیار ریزی در پلاگ شیرایجاد و به تدریج مسیر عبور جریان باز می‌گردد. رزوه‌های ریزی که روی استم (stem) شیر تعبیه شده به این خاصیت کنترلی بهبود می‌بخشند. این شیر کمتر به صورت یک قطعه مجزا در یک سیستم مورد استفاده قرار می گیرند و عمدتا به عنوان قطعه هایی در یک مجموعه دیگر مورد استفاده قرار می گیرند . این شیرها آسیب پذیری زیادی در برابر جریان ناگهان و ازدیاد فشار دارند بنابراین تلاطم جریان را باید قبل از رسیدن به این شیر کنترل نمود.بکار بردن این نوع شیرها در مواقعی که لزجت سیال بالا بوده یا سیال چسبنده است توصیه نمی شود . هنگامی که نیاز به ترکیب دو سیال باشد و این ترکیب سیال مهم است از شیر سوزنی استفاده می شود .شیر های سوزنی بخاطر به سبب خاصیت کنترل کنندگی خوب و بالایی که دارند و همینطور دقت بالا و سهولت باز و بسته کردن و کار کردن آن برای شیر های گیج بسیار پرکاربرد و پر اهمیت هستند .

مشخصات

در هنگام انتخاب این گونه شیرآلات چهار ویژگی اصلی و الزامات کارکردی را باید مدنظر قرار داد:

1. جنس
2. فشار
3. اندازه
4. دما

جنس

جنس غلاف شیر سوزنی بر اساس کاربرد مشخص شده است. متدوال ترین مواد سازندۀ غلاف شیر سوزنی، برنج و فولاد ضدزنگ است زیرا دامنه مقاومت شیمیایی گسترده ای دارند. با این حال، مواد دیگری نیز هستند که برای کاربردهای خاص استفاده می شوند.

فشار

انتخاب یک شیر سوزنی مناسب وابسته به شناخت الزامات کاربردی برای فشار در سیستم است. شیرهای سوزنی قدرتمند می توانند فشار 4000/ تا 5000 psi (معادل 275 تا 413 بار )را در دمای 38 درجه سانتی گراد تحمل کنند. برای فشارهای بالاتر مانند کاربردهای هیدرولیکی فشار بالا، شیرهایی با کارایی بالا وجود دارند که می توانند تا فشار 689 بار را در دمای 38 درجه سانتی گراد تحمل کنند. طراحی های خاصی نیز برای شیر سوزنی وکیوم برای فشار پایین وجود دارد.

اندازه پورت و مجرا

شیرهای سوزنی دارای اندازه پورت و مجرای بسیار متنوعی هستند. پورت های اتصال نیز می توانند انتهای نری یا مادگی داشته باشند. متداول ترین شیرهای سوزنی بین 2 تا 12 میلی متر (1.8 تا 2 اینچ) هستند. استفاده از اندازه مناسب پورت و مجرا به عملکرد موثر سیستم و جریان کمک می کند و احتمال خوردگی و نشت کاهش می یابد.

دما

شیرهای سوزنی برای کاربردهای دمای کم و زیاد مناسب هستند. لازم است که جنس غلاف و جنس ماده آببندی را به خصوص برای دماهای بسیار بالا به درستی انتخاب کنید تا شیر بتواند دوام لازم را در آن شرایط داشته باشد. دوتا از متداول ترین مواد آببندی تفلون برای دامنه دمایی منفی 54 تا 232 درجه سانتی گراد و پلی اتر اتر كتون برای افزایش مقاومت دمایی تا 315 درجه سانتی گراد می باشد.

کاربرد شیرهای سوزنی

رایج‌ترین مصرف این نوع شیرها در حوزه ابزار دقیق است و با توجه به اهمیت گزینه تحمل فشاری بالا در بسیاری از شیرهای ابزاردقیقی، شیرهای سوزنی با بدنه‌های فورج یکپارچه نیز تولید می‌گردند.عموما کاربرد این شیرها در خطوط انتقال سیالات که شامل مواد دارویی ، مواد غذایی ، مواد شیمیایی هست و همچنین از این نوع شیرآلات در صنایع دارویی ، صنایع غذایی و صنایع شیمیایی نیز استفاده می‌کنند.ازجمله کاربردهای شیر سوزنی می توان به استفاده در موارد زیر اشاره کرد :

• صنایع غذایی
• صنایع دارویی
• صنایع شیمیایی
• نیروگاهها

ساختار شیرهای سوزنی

شیر سوزنی در ساختار شبیه شیر کروی است با این تفاوت که به جای دیسک دارای یک قطعه مخروطی شکل بلند شبیه به یک سوزن در انتهای میله اصلی شیر می باشد. همین قطعه مخروطی شکل باعث می گردد که سطح نشستن در این نوع شیر کمتر از شیر کروی گردد . شیر سوزنی در مسیرهای عمدتا نصب می گردند که قرار است در این مسیر کار کنترل دبی جریان انجام پذیرد . شیر سوزنی به خاطر داشتن رزوه های ریز روی دسته که باعث می شود حرکت سوزن شیر به ازای چرخش دسته کم باشد و در نتیجه دقت عمل شیر در کنترل جریان زیاد می شود.

روش کار شیر سوزنی

سیال پس از ورود به شیر های سوزنی به سیستم داخلی آن و یک محفظه کوچک وارد می‌شود. در آن قسمت جهت جریان سیال بصورت 90 درجه تغیر می‌کند و سپس به طرف یک مخروط می‌رود و راه خروج خود را پیدا می‌کند .در این شیرآلات سوزنی قطعه ای که بصورت مخروط می‌باشد, بعنوان دیسک عمل میکند . ضخامت مخروط ذکر شده پایین است و می تواند از سوراخی که روی صفحه آن تعبیه شده عبور کند و باعث شود تا مسیر عبور کاهش پیدا کند.

انواع شیر سوزنی

مدلهای مختلفی از این شیر با توجه به نوع کاربرد آن یافت میشود. انواع شیر سوزنی عبارتند از :

1. شير سوزني بخار
2. شير سوزني برنجی
3. شير سوزني فولادی

شیر سوزنی بخار

شیر های سوزنی برای سیالات و مواد زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرند و تفریبا جنس آن ها نیز برای هر نوع ماده ای فرق می‌کند. شیر های سوزنی برای بخار نیز همان کاربرد را دارند و بسیار تاثیر گذار می‌باشند و همینطور جریان آن را کنترل می‌کنند.شیر سوزنی بخار را در سه نوع بندآور کروی ، بندآورترکیبی ، بندآور سر پوش دار طراحی می کنند. در شیر سوزنی بخار جهت جریان سیال بر خلاف شیر کشویی تغییر می کند که این تغییر جهت باعث متلاطم شدن جریان می شود ضمن اینکه در شیر سوزنی بخار افت فشار بیشتر از شیر کشویی است . در شیر سوزنی بخار دریچه به صورت یک دیسک شبیه به بشقاب بوده از این جهت به آن ها شیر بشقابی نیز می گویند . متناسب بودن تعداد دور دسته شیر با حجم مجرای خروجی مایع کار تنظیم مقدار جریان را با دست آسان می سازد . شیر سوزنی بخار طوری قرار می گیرد که وقتی بندآور در جهت خلاف جریان می بندد انرژی جنبشی سیال مانع از بستن می شود و به باز شدن شیر کمک می کند ووقتی که بندآور در جهت جریان می بندد انرژی جنبشی کمک به بستن آن می کند و مانع از باز شدن شیر می شود . این ویژگی نسبت به سایر طرح ها برتر هستند خصوصا وقتی که بستن سریع جریان مورد نیاز باشد .

شیر سوزنی برنجی

شیر های سوزنی دارای انواع مختلفی هستند و از آلیاژ ها و متریال های مختلف ساخته می‌شوند که یکی از آن ها شیر های سوزنی برنجی می‌باشد. این محصولات در برابر مواد خورنده و شیمیایی مقاومت قابل توجهی از خود نشان می‌دهند.شیرهای سوزنی برنجی برای سیستم های هیدرولیک، آب شرب، کاربردهای دمای بالا، و لوله کشی گاز مناسب هستند. این شیرها برای سیالات خنثی و غیرخورنده مناسب هستند و بیشترین کاربرد آن ها برای آب شرب است. با این حال، نباید از این شیرها برای آب شور (آب دریا)، آب مقطر، اسیدها یا کلریدها استفاده کرد.

شیر سوزنی فولادی

شیر های سوزنی فولادی نیز بسیار با کیفیت است. شیرهای سوزنی از جنس فولاد ضدزنگ مقاومت شیمیایی خیلی خوبی در برابر بسیاری از سیالات دارند. این ماده بسیار بادوام است و در برابر دما و فشار بالا مقاوم است. فولاد ضد زنگ برای سیالات سخت و خورنده مثل آب دریا مناسب است.

انواع شیر سوزنی از نظر کاربرد

اين شيرها از نظر كاربرد به سه دسته تقسيم می شوند :

شیرهای سوزنی  نرمال يا استاندارد

از اين شيرها در خطوط لوله براي كنترل استفاده مي شود;در اين شيرها فشار زياد در قبل از شير به فشار كمتر در بعد از شير تغيير مي يابد .

شیرهای سوزنی رینگ پره ای

اين شيرها برای كاهش فشـاري بيشتر از نـوع اول مـورد استفاده قرار مي گيرند.

شیرهای سوزنی با سیلندر سوراخ دار

اين شيرها برای كنترل دبي و كاهش فشار زياد مـورد استفـاده قـرار مي گيرند.شيرهاي سوزني كه براي تخليه به اتمسفر استفاده مي شوند در دو نوع هود دار و بدون هود توليد مي شوند.شيرهاي سوزني بدون هود در شرايطی بكار مي رود كه جت آب خروجی از شير، مانعي از قبيل ديواره بتني نداشته باشند.در اين شرايط نصب شير بايد بگونه ای انجام گيرد كه بعد از آن امكان آسيب ديدن سازه ها بعلت جت آب وجود نداشته باشد .

لینک های مرتبط :

شیر سوزنی فولادی