شیر گیوتینی چیست؟

شیر گیوتینی یا شیر چاقویی (Knife Gate Valve) یکی از انواع پرکاربرد شیرهای صنعتی است که به ویژه برای قطع و وصل جریان سیالات با ذرات معلق، خورنده، ساینده یا ویسکوزیته بالا مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع شیر عمدتاً در صنایع نفت‌ و گاز، پالایشگاه، پتروشیمی و تصفیه‌ خانه‌ های آب و فاضلاب کاربرد دارد.

مهم‌ ترین ویژگی شیر گیوتینی، وجود دیسکی مسطح و تیز (شبیه به تیغ) است که به‌ صورت عمودی در مسیر سیال حرکت می‌ کند و با حرکت بالا یا پایین این دیسک، مسیر جریان سیال به شکل کامل باز یا بسته می‌ شود. به همین دلیل، این شیرها برای جداسازی کامل و جلوگیری از نشتی ایده‌آل هستند و می‌ توانند به‌ راحتی مواد جامد یا دوغاب را قطع کنند.

شیرهای گیوتینی با انواع اتصال ویفری و لاگ تولید می شوند و با انواع اکچویتورهای گوناگون از جمله اکچویتور دستی، گیربکسی، پنوماتیکی، برقی و غیره به کار می روند. اگر نیاز به قطع و وصل جریان سیالات سنگین، ساینده یا جامد دارید، شیر گیوتینی یا شیر چاقویی گزینه‌ ای ایده‌آل با قیمت مناسب و دوام بالا است. این شیرها با توجه به طراحی ساده و راندمان کاری بالا، یکی از انتخاب‌های اصلی در صنعت ابزار دقیق و خطوط لوله به شمار می‌ روند.

شیر گیوتینی یکی از انواع شیرهای دروازه ای (Gate Valve) است بنابراین تنها جهت قطع یا وصل جریان کاربرد دارد و برای تنظیم جریان استفاده نمی شود. هنگامی که شیر گیوتینی به طور کامل باز است، هیچ‌ گونه افت فشار قابل توجهی در مسیر جریان سیال ایجاد نمی‌ کند. 

همچنین باید اشاره کرد که شیر چاقویی نسبت به شیرهای قطع و وصل دیگر مانند شیر توپی یا پروانه‌ای، میزان تلاطم و ضربه قوچی (water hammer) کمتری ایجاد می‌ کند. دلیل این امر فرآیند باز و بسته شدن تدریجی و آرام شیر گیوتینی است که از وارد آمدن شوک ناگهانی به سیستم جلوگیری می‌ کند و عمر تجهیزات را افزایش می‌ دهد.

ساختار شیر گیوتینی (شیر چاقویی)

شیر گیوتینی از نظر ساختار مشابه سایر شیرهای دروازه‌ای (Gate Valve) است، اما با توجه به نوع کاربرد و طراحی خاص خود، اجزای کلیدی و متنوعی دارد. این تجهیز صنعتی معمولاً از بخش‌ های زیر تشکیل شده است:

• بدنه (Body): بدنه، اصلی‌ ترین بخش تشکیل‌ دهنده شیر است که تمامی اجزای داخلی را در خود جای می‌ دهد و استحکام و پایداری شیر را در برابر فشار و ضربات محیطی تأمین می‌ کند. بدنه اغلب از جنس چدن، فولاد یا استیل بسته به شرایط فرآیندی انتخاب می‌ شود.
• مجرابند یا دیسک (Gate): دیسک یا مجرابند همان قطعه کلیدی است که با حرکت عمودی جریان سیال را قطع و وصل می‌ کند. در شیر گیوتینی، این بخش دارای لبه‌ های تیز و برنده است تا به‌ راحتی مواد جامد یا دوغاب را قطع کرده و بر روی نشیمنگاه با اطمینان آب‌ بندی نماید.
• نشیمنگاه (Seat): آب‌ بندی شیر بر عهده نشیمنگاه است که سطحی صاف و محکم برای قرار گرفتن دیسک فراهم می‌ کند و مانع نشت سیال حتی در فشارهای بالا می‌ شود. سیت رینگ‌ ها نیز برای افزایش دوام آب‌ بندی و کاهش سایش مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• شفت یا استم (Stem): استم میله‌ای است که اکچویتور را به دیسک شیر متصل می‌ کند و انرژی چرخشی یا فشاری اکچویتور را به حرکت خطی دیسک انتقال می‌دهد. این بخش نقش کلیدی در باز و بسته شدن شیر ایفا می‌ کند.
• اکچویتور (Actuator): شیر گیوتینی هم می‌ تواند دستی (با استفاده از فلکه یا هندویل) و هم به صورت اتوماتیک توسط اکچویتورهای پنوماتیک، هیدرولیک یا الکتریکی عمل کند. در مدل‌های دستی، کاربر با چرخاندن فلکه، استم را به حرکت درمی‌ آورد.
• پکینگ و اورینگ‌ های آب‌ بندی (Packing & O-rings): در محل اتصال استم و بدنه، پکینگ و اورینگ‌هایی قرار دارند که وظیفه آب‌ بندی و جلوگیری از نشت سیال به بیرون را بر عهده دارند. این اجزا از جنس گرافیت یا تفلون بوده و عمر مفید بالایی دارند.

انواع شیر گیوتینی بر اساس نوع متریال

انتخاب شیر گیوتینی (شیر چاقویی) براساس متریال، نقش مهمی در کارایی، طول عمر و کیفیت آب‌بندی این تجهیز دارد. با توجه به نوع سیال، فشار و دمای فرآیند، بدنه و اجزای داخلی این شیرها در متریال‌ های مختلفی تولید می‌ شوند:

1. شیر گیوتینی استیل (Stainless Steel Knife Gate Valve)

شیر چاقویی استیل بهترین گزینه برای صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و مصارف بهداشتی به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌ زدگی است. بدنه، دیسک و سیت رینگ از جنس استنلس استیل (با گریدهای 304، 316 یا 316L با توجه به نوع و دمای سیال) و معمولاً سیت از جنس تفلون (PTFE) یا ترکیب لاستیکی برای افزایش کیفیت آب‌ بندی و مقاومت به مواد شیمیایی انتخاب می‌ شود. این مدل اغلب با عملگر پنوماتیکی و از همان رده متریال تولید و مونتاژ می‌ شود تا عملکرد قابل اعتماد و طول عمر بالا داشته باشد.

2. شیر گیوتینی فولادی (Carbon Steel Knife Gate Valve)

این مدل مناسب برای پروژه‌های صنعتی و فرآیندهایی که نیاز به تحمل فشار و دمای بالا دارند؛ اغلب در صنایع نفت و پتروشیمی به کار می‌ رود. بدنه و دیسک از فولاد کربنی یا فولاد آلیاژی، که مقاومت مکانیکی بالایی دارد. سیت و سیت رینگ نیز می‌ تواند از جنس استنلس استیل، برنز یا مواد پلیمری مقاوم انتخاب شود. معمولاً با پوشش‌ هایی مانند کروم یا نیکل برای افزایش مقاومت در برابر سایش و مواد خورنده تولید می‌ شود.

3. شیر گیوتینی چدنی (Cast Iron Knife Gate Valve)

اقتصادی‌ ترین مدل برای انتقال آب، فاضلاب و سیالات با خورندگی پایین و مورد استفاده در پروژه‌های شهری، تصفیه‌ خانه‌ ها و شبکه‌های توزیع آب است. بدنه از چدن (در گریدهای GGG40 – چدن داکتیل و GG25 – چدن خاکستری)، دیسک از چدن یا استیل، سیت معمولاً از لاستیک EPDM یا NBR برای آب‌ بندی بهتر در فشارهای پایین تا متوسط انتخاب می شود. این مدل‌ به صورت دستی یا با عملگر گیربکسی عرضه می‌ شود و هزینه نگهداری پایینی دارد.

اکچویتورهای مورد استفاده با شیر گیوتینی

شیر گیوتینی به دلیل نیاز به کنترل دقیق جریان سیالات سنگین، ساینده یا حاوی ذرات جامد، با انواع عملگرها (اکچویتورها) قابل استفاده است تا بهترین عملکرد را در شرایط مختلف فرآیندی ارائه دهد. انتخاب نوع اکچویتور بستگی به سایز، فشار خط، میزان تکرار عملکرد و نیاز به خودکارسازی سیستم دارد. انواع اکچویتورهای پرکاربرد مورد استفاده با شیرهای چاقویی عبارتنداز:

• فلکه دستی (Handwheel):رایج‌ ترین نوع عملگر دستی، مخصوصاً برای سایزهای کوچک و کاربردهایی با نیاز به باز و بسته‌ کردن محدود است. اپراتور با چرخاندن فلکه، استم شیر را حرکت داده و دیسک را باز یا بسته می‌ کند.
• اهرم دستی (Lever):در برخی مدل‌ های خاص با سایز کوچک تا متوسط، اهرم به‌جای فلکه برای عملکرد آسان‌تر و سرعت باز و بسته‌کردن بیشتر استفاده می‌ شود.
• چرخ زنجیری (Chain Wheel): ایده‌آل برای شیرهای نصب‌ شده در ارتفاع یا نقاط غیرقابل دسترس است. کاربر با کشیدن زنجیر، فلکه را می‌ چرخاند و شیر را به راحتی باز و بسته می‌ کند.
• گیربکس دستی: برای سایزهای بزرگتر از 12 اینچ، معمولاً از گیربکس برای افزایش گشتاور و کاهش فشار کاری اپراتور استفاده می‌ شود.
• اکچویتور پنوماتیک (Pneumatic Actuator): با استفاده از فشار هوای فشرده، به صورت سینگل اکت (فنر برگشتی) یا دابل اکت عمل می‌ کند و امکان باز و بسته‌کردن سریع و خودکار شیر را فراهم می‌ سازد. سرعت عملکرد بالا، مناسب برای کنترل از راه دور و خطوطی که نیاز به باز و بسته شدن مکرر دارند. عدم نیاز به نیروی برق و ایمنی بالا در محیط‌های انفجاری از مزایای این مدل است.
• اکچویتور الکتریکی (Electric Actuator): مجهز به موتور الکتریکی برای باز و بسته کردن خودکار شیر است و قابلیت استفاده با کنترلرها و سیستم‌ های اتوماسیون صنعتی را دارد. مناسب برای خطوطی که دسترسی به هوا یا هیدرولیک وجود ندارد.
• اکچویتور هیدرولیکی (Hydraulic Actuator): به کمک فشار روغن هیدرولیک نیروی بسیار بالایی برای حرکت دادن دیسک شیر تأمین می‌ کند. این نوع اکچویتور برای شیرهای گیوتینی بزرگ و بسیار سنگین یا خطوط با فشار بالا ایده‌آل است. 

جدول مزایا و معایب شیر گیوتینی (شیر چاقویی)

کاربردهای شیر گیوتینی

قیمت شیر گیوتینی

خرید شیر چاقویی از فروشگاه ابزاردقیق پیکاتک