شیر فلکه کشویی چیست و چگونه کار می کند؟

معرفی شیر فلکه کشویی

در این مطلب قصد داریم اطلاع جامعی در مورد انواع شیر فلکه کشویی و کاربرد آن ارائه دهیم و در پایان یک مقایسه جالب ارائه کنیم، پس با ما همراه باشید تا ضمن مرور دانسته های خود، اطلاعات بیشتری در مورد شیرهای کشویی کسب نمایید.

شیر فلکه کشویی، شیر دروازه ای یا گیت ولو، عباراتی هستند که همگی به یک نوع شیر اطلاق می شود. این نوع از شیرآلات، کاربرد بسیار وسیعی در صنایع مختلف دارند و برای استفاده زیرسطحی نیز مناسب می باشند. به همین دلیل، در مواردی که کاربرد شیر فلکه کشویی به صورت زیر سطحی است، به منظور جلوگیری از هزینه های بالای تعمیرات و جایگزینی شیر، هنگام انتخاب متریال، نوع و ... برای شیر فلکه کشویی، باید تمام جزییات متناسب با کارکرد شیر مدنظر قرار گیرد. 

شیر فلکه کشویی از دسته شیرهای مسدود کننده محسوب می شوند. در شیر فلکه کشویی، زبانه روی نشیمنگاه شیر می نشیند و مسیر عبور سیال را مسدود می کند. بنابراین، از این شیر در حالت کاملا باز یا کاملا بسته استفاده می شود و نباید به عنوان شیر کنترل جریان یا تنظیم جریان به کار برده شود. شیر فلکه کشویی را می توان به صورت دستی یا آچار مخصوص (در صورت نصب در یک محفظه) و یا به وسیله یک محور (در صورت نصب در زیر زمین) باز و بسته کرد. شیر فلکه دروازه‌‌ای حرکت خطی دارند و به طور معمول از کلاژر تختی که عمود بر جریان فرآیندی قرار دارد استفاده می‌کند. هنگامی که ساقه شیر کشویی در قسمت رزوه ای به چرخش در می آید، دروازه یا دیسک شیر به سمت بالا یا پایین حرکت کرده و مسیر جریان را باز یا بسته می کند.

باز و بسته کردن شیر فلکه کشویی به صورت خودکار از طریق مکانیزم مخصوص نیز امکان پذیر است که بدین منظور می توان از عملگرها استفاده کرد. شیر فلکه های کشویی به طور استاندارد، در جهت موافق عقربه های ساعت بسته و مخالف آن باز می شوند.  

شیر فلکه کشویی عموما زمانی بیشترین کاربرد را دارد که افت فشار در سیستم اهمیت بالایی داشته باشد، چرا که شیر فلکه کشویی کم ترین افت فشار را در اختیار می گذارد و دلیل آن این است که هنگام باز بودن شیر، مانعی بر سر راه جریان قرار نمی گیرد در نتیجه افت فشار حداقل می شود. 

اندازه جریان باز مایع هم‌زمان با تغییر اندازه دروازه شیر فلکه کشویی، به صورت غیرخطی تغییر می کند. این بدان معنی است که نرخ جریان متناسب با چرخش ساقه شیر، تغییر نخواهد کرد و این تغییر خطی نیست. بسته به ساختمان شیر، دروازه نیمه باز شیر فلکه کشویی سبب ایجاد ارتعاش در آن خواهد شد که این ارتعاش متأثر از عبور جریان است. 

عموماً برای لوله های با سایز بالای 2 اینچ، انتخاب شیر فلکه کشویی معقول است. زیرا، ساخت شیر فلکه کشویی در سایزهای بزرگ نسبت به سایر انواع شیرها، آسان تر است و پیچیدگی کمتری دارد. با این حال، هنگام استفاده از شیر فلکه کشویی در سایزهای بزرگ باید به این نکته توجه داشت که اصطکاک در شیر فلکه کشویی سایز بزرگ می تواند یک مسئله حائز اهمیت یاشد. زمانی که شیر تحت فشار قرار دارد باز و بسته کردن آن دشوارتر است. به همین دلیل، هنگام استفاده از شیر فلکه کشویی سایز بزرگ، از یک شیر کوچک تر در مسیر کنارگذر (Bypass) استفاده می شود که راه اندازی شیر را تسهیل می کند.

مواردی مانند سادگی در طراحی، کاربردهای متنوع و افت فشار کم در سرویس‌های مختلف امروزه شیر فلکه کشویی را به یکی از پرکاربرد‌ترین شیرهای صنعتی تبدیل کرده‌است. به دلیل اینکه تغییر وضعیت شیر از حالت باز به حالت بسته نیازمند چندین دور چرخش ساقه شیر است، این عملکرد کند سبب جلوگیری از ضربه قوچ می شود. 

همانطور که در ابتدای مطلب اشاره شد، شیر فلکه کشویی در درجه اول برای کاربردهای قطع و وصل جریان طراحی شد تا قادر به انتقال طیف گسترده ای از سیال ها نظیر دوغاب های شامل ذرات جامد، گرانول ها و پودرها باشد. این نوع شیرها در سرویس های برودتی و سرویس های خلا نیز عملکرد خوبی دارند. 

انواع شیر فلکه کشویی بر اساس مجرای شیر

شیر فلکه کشویی از نظر مجرا (Port) به دو دسته تقسیم می شود. شیر فلکه کشویی مجرای کاملا باز (Full Port) و شیر فلکه کشویی رگولار بور (Regular/ Reduced Pore). در شیر کشویی با مجرای کاملا باز، به دلیل اینکه هیچ مانعی در مسیر سیال وجود ندارد، و مجرای شیر کاملا باز و به اندازه دهانه لوله است، کمترین افت فشار را در شیر خواهیم داشت. البته این تنها مزیت این نوع شیر فلکه نیست، چطور؟ در ادامه به یک مزیت مهم این نوع شیر کشویی، بخصوص در استفاده های خاص صنعتی خواهیم پرداخت.

در خطوط لوله، عبور مداوم سیال، بویژه سیالاتی که حاوی رسوبات و ذرات جامد هستند، پس مدتی درون خط لوله رسوب تشکیل می شود. این رسوبات با کاهش مجرای عبور جریان، سبب بروز افت فشار در سیستم انتقال می شوند و عملکرد سیستم را مختل می کنند. بنابراین، به منظور رفع این مسئله، باید سطح درونی لوله ها پاکسازی و تمیزکاری می شوند. 

تمیزکاری سطح داخلی خط لوله با استفاده از پیگ های تمیز کننده انجام می شود. پیگ وسیله هایی هستند که به منظور پاکسازی و رفع انسداد لوله ها از آن ها استفاده می شود. زمانی که در یک خط لوله از شیر کشویی با مجرای کاملا استفاده می شود، پیگ ها به راحتی می تواند در طول خط لوله جابجا شوند و از مجرای شیر عبور نمایند. بنابراین، در چنین سیستم های انتقالی، شیر فلکه کشویی فول بور انتخاب مناسبی است. 

انواع شیر فلکه کشویی بر اساس جنس بدنه

شیر فلکه کشویی بر اساس نوع سیال، فشار کاری و سایر خصوصیات مورد نیاز برای کاربردهای گوناگون با جنس های مختلفی تولید می شوند. به طور عمده دسته بندی رایج شیر فلکه کشویی بر اساس جنس به چند خانواده تقسیم می شود که عبارتند از شیر فلکه کشویی برنجی، شیر فلکه کشویی چدنی، شیر فلکه کشویی استنلس استیل و شیر فلکه کشویی فولادی. علاوه بر شرایط کارکرد، تفاوت قیمت شیر فلکه های کشویی با متریال گوناگون در انتخاب جنس بدنه این نوع شیرآلات موثر است. در ادامه به بررسی هر یک از انواع شیر فلکه کشویی خواهیم پرداخت.

شیر فلکه کشویی برنجی

شیر فلکه کشویی برنجی در صنایع تاسیساتی آب، شبکه های آبرسانی، سیستم های آبیاری، شبکه های نفت، روغن و گازوئیل، صنایع تانکرسازی، پنوماتیک و هیدرولیک، مواد شیمیایی و صنایع ساختمان شامل سیستم تهویه مطبوع، سیستم های بخار اشباع و به طور کلی در سیستم هایی که حاوی مواد خورنده نباشد قابل استفاده می باشد. 

شیر فلکه کشویی برنجی سیم ایتالیا و شیر فلکه کشویی برنجی کیز ایران دو محصول با کیفیت از دو برند خارجی و داخلی معتبر هستند که به طور گسترده در پروژه های متعددی به کار رفته اند و به عبارتی امتحان خود را در بازار ایران پس داده اند. شیر فلکه کشویی سیم ایتالیا در دو نوع سبک Cim 50 و سنگین Cim 70B تولید و عرضه می شوند. تفاوت اصلی Cim 50 و Cim 70B در فشار کاری و دمای کار کرد این دو مدل است.

شیر فلکه کشویی کیز ایران بر اساس استاندار ملی ایران به شماره 3664 و از جنس برنج فورج پذیر تولید شده، فرم اصلی دنده ها از نوع اینچی بوده و مشخصات آن مطابق استاندارد EN ISO-228 می باشد. در سیستم تولید به روش فورجینگ فاصله بین مولکولی تا سر حد امکان کم گشته و مقاومت بدنه را در آزمایشات انهدام بالا می برد، درنتیجه تحمل فشار کار افزایش می یابد، همین عامل شیر کشویی کیز ایران را از نظر کیفیت و کارکرد در دسته شیرهای برنجی مرغوب جای می دهد. شیر کشویی کیزایران در سایزهای 2/1 تا 3 اینچ و در دو فشار کاری 16 و 20 بار تولید و عرضه می شوند.  

تعبیه دو عدد اورینگ از جنس NBR بر روی میل شیرهای کشویی کیزایران علاوه بر واشر آببندی که زیر مهره ی شش پر قرار دارد، آببندی در ناحیه بالای درپوش را چندبرابر کرده است و در نتیجه با گذر زمان نیازی به رگلاژ مهره شش پر جهت گرفتن آببندی ندارد.

شیر فلکه کشویی چدنی

شیر فلکه کشویی چدنی نوع دیگری از شیرهای کشویی می باشد که در معمولا در دو فشار کاری 10 و 16 بار تولید و عرضه می شوند. این نوع از شیر کشویی به صورت روتین در سایزهای 1 تا 14 اینچ ساخته می شوند و دارای انواع گوناگونی از جمله شیر کشویی چاقویی، شیر کشویی زبانه فلزی، شیر کشویی زبانه لاستیکی و ... می باشد. 

شرکت میراب به عنوان یکی از شناخته شده ترین و با کیفیت ترین برندهای تولید شیر آلات چدنی، انواع مختلف شیر کشویی چدنی را در سایزها و فشارهای کاری مختلف تولید و عرضه می کند. شیرهای کشویی چدنی میراب به چند دسته عمده تقسیم می شوند که عبارتند از شیر کشویی چاقویی میراب، شیر کشویی زبانه لاستیکی میراب و شیر کشویی زبانه فلزی میراب. خانواده شیرهای کشویی میراب برای طیف وسیعی از کارکردها مناسب بوده اند و همین موضوع میراب را به عنوان بازیگر شماره یک شیرهای کشویی چدنی به صنعت شیرآلات صنعتی معرفی کرده است. 

جهت دریافت مشاوره و اطلاعات بیشتر در مورد شیرهای کشویی برنجی و چدنی با کارشناسان ولو ایران تماس حاصل فرمایید.

021-22568705

شیر فلکه کشویی استنلس استیل

شیر فلکه کشویی استنلس استیل عمدتا در نوع استیل 304 و استیل 316 تولید و عرضه می شوند. این نوع از شیر فلکه کشویی از کاربرد وسیعی در صنایع شیمیایی، نفت و گاز و پتروشیمی، صنایع دارویی و سایر صنایعی که با سیال خورنده سروکار دارند، برخوردار است. شیر فلکه کشویی استنلس استیل، بنا به ماهیت متریال به کار رفته در ساخت آن، مقاومت بالایی در برابر انواع خوردگی ها را داراست و به همین دلیل شاید بتوان گفت حساس ترین کاربرد را در میان سایر انواع شیرهای کشویی دارد، بنابراین در انتخاب این دسته از شیرهای کشویی باید دقت نظر بیشتری به خرج داد. در مواردی که صرفا خوردگی اسیدی مطرح است شیر کشویی استنلس استیل 304 گزینه مناسبی است، اما در شرایطی که سیال حاوی محلول های کلرید است استفاده از استیل 316 باید در دستور کار قرار گیرد.  

شیر فلکه کشویی فولادی

شیر کشویی فولادی یا کربن استیل بسته به کاربرد می تواند از انواع مختلف فولاد کربنی ساخته شود. این نوع از شیرآلات در انواع کلاس های کاری و در سایزهای مختلف تولید و عرضه می شوند و در گستره کاربرد وسیع در خطوط روغن، نفت و ... دارند. این نوع از شیر کشویی گستره دمای کارکرد بالایی دارد و در سیستم هایی که با دمای بالا سر وکار دارند گزینه مناسبی است. علاوه بر تمام این ها، شیر کشویی فولادی در مواردی که سیال خورنده در سیستم حضور نداشته باشد از لحاظ قیمت نیز مقرون به صرفه تر از نوع استنلس استیل شیر کشویی است. از پرکاربردترین و پر فروش ترین شیرهای کشویی فولادی می توان به شیر کشویی از جنس A 216 WCB اشاره کرد. 

جهت دریافت مشاوره، خرید و استعلام قیمت شیر فلکه کشویی کربن استیل و استنلس استیل با کارشناسان ولوایران تماس بگیرید.

021-22568705

تفاوت شیر فلکه کشویی ساقه بالارونده و ساقه غیر بالارونده

شیر فلکه کشویی از نظر نوع حرکت دروازه به دو نوع شیر فلکه کشویی با ساقه بالارونده (Rising Stem Gate Valve)، و ساقه غیر بالارونده (Non-Rising Stem Gate Valve) تقسیم می شود که در هر دو نوع شیر فلکه کشویی، ساقه به دروازه فیکس می شود. در شیر فلکه کشویی بالا رونده، با چرخش اهرم یا عمل کردن عملگر خودکار، ساقه و دروازه همزمان شروع به بالا رفتن می کنند و مسیر جریان باز می شود. عملگر به قسمت رزوه ای ساقه متصل است و با چرخش آن ساقه شروع به بالا رفتن می کند. میزان باز و بسته بودن شیر فلکه کشویی بالا رونده به صورت چشمی قابل مشاهده است. در شیر فلکه کشویی با ساقه غیر بالارونده، موقعیت باز یا بسته بودن شیر از طریق یک نشانگر تشخیص داده می شود. شیر دروازه ای غیر بالارونده در موقعیت هایی استفاده می شود که محدودیت فضای عمودی وجود دارد.

نوع اتصال در شیر فلکه کشویی

یکی از مهم ترین مولفه های اثرگذار بر انتخاب نوع شیر کشویی، نوع اتصالی است که شیر را به خط لوله یا سیستم انتقال متصل می کند. چندین نوع اتصال و استاندارد مختلف برای اتصال شیر وجود دارد که بر اساس نوع شیر کشویی و متریال مورد استفاده در آن، برای هر جنس از شیر یک یا چند نمونه متداول اتصال وجود دارد. انواع اتصالات شیر کشویی عبارتند از اتصال فلنجی، جوشی و رزوه ای. اتصال  فلنجی بیشتر در شیرآلات فولادی، چدنی و استنلس استیل کاربرد دارد، اتصال رزوه ای در شیر کشویی برنجی و استیل متداول است و اتصال جوشی اغلب برای شیر کشویی فولادی به کار می رود.

مزایا و معایب شیر فلکه کشویی

محدودیت‌های شیر فلکه کشویی

یکی از محدودیت­ های شیر فلکه کشویی در سیستم­ های اختناق است. این شیرها توانایی کنترل فشار در چنین سیستم­ هایی را ندارند. این محدودیت سبب می ­شود تا شیر فلکه کشویی بیشتر در سیستم­ های ساده قطع و وصل جریان سیال به عنوان مسدود کننده مورد استفاده قرار گیرند. به دلیل مدت زمان بیشتری که برای باز و بسته شدن شیر فلکه کشویی نیاز است، در جریانات سیالی که حاوی ذرات جامد است احتمال کثیف شدن وجود دارد. علاوه براین، در برخی موارد و کاربردها آب­ بندی شیر فلکه کشویی دشوار است.

آیا شیر توپی بهتر از شیر فلکه است؟

قبل از پرسیدن این سؤال که «آیا شیر توپی بهتر از شیر فلکه است؟»، باید تعیین کنیم که تفاوت های اصلی بین این دو چیست. اولین چیزی که باید در نظر داشته باشیم این است که هر دوی آن ها اساساً کارکرد یکسانی دارند به همین دلیل همواره با هم مقایسه می شوند. 

مهم ترین تفاوت میان شیر توپی و شیر کشویی در کیفیت ساختاری و نحوه ساخت آن ها است. شیر فلکه کشویی بوسیله دریچه دایره ای یا چهارگوش که به بالا و پایین حرکت می کند (به صورت عمودی) باز و بسته می شود، در حالی که شیر توپی از یک توپی و بوش تشکیل شده است که به صورت چرخش افقی باز و بسته می شود به همین دلیل به شیر توپی، شیر چرخشی نیز می گویند. 

شیر کشویی از دریچه و نشیمنگاه تشکیل شده است که جدا از هم هستند و زمانی از این شیرها استفاده می شود که حداقل محدودیت ممکن در برابر حرکت سیال مورد نیاز باشد. در حالی که شیر توپی از دسته شیرهای ربع گرد است و عملکرد متفاوتی دارد. شیر توپی از یک توپی تو خالی تشکیل شده است و زمانی که سوراخ توپی در مسیر جریان سیال قرار گیرد، شیر به حالت باز در می آید. این کارکرد شیر توپی سبب می شود تا باز یا بسته بودن آن با چشم قابل تشخیص باشد، چیزی که در مورد شیر کشویی لزوما صادق نیست. 

بنابراین، اگر بخواهیم به سوال اصلی این بخش جواب دهیم باید بگوییم که هر شیری کاربرد مخصوص به خود را دارد و باید دید کدام عملکرد شیر برای کاربرد مدنظر ما مهم تر است. به طور مثال، شیر های توپی به دلیل نوع ساخت و شات آف بودن، درصد نشتی بسیار پایین تری نسبت به شیر کشویی دارد، به دلیل ربع گرد بودن سریع تر باز و بسته می شود و طول عمر بالاتری نیز دارد. 

راهنمای انتخاب شیر فلکه کشویی

برای انتخاب صحیح شیر فلکه کشویی مورد نیاز باید مواردی نظیر: نقشه لوله­ کشی جهت تعیین ارتعاشات و انقباض و انبساط موجود در خط لوله که به شیر انتقال می یابد؛ کارکرد شیر؛ نوع سیال عبوری جهت تعیین جنس مناسب شیر؛ سایز شیر و فشارکاری که متناسب با خط لوله و فشار سیال عبوری است، نوع اتصال شیر کشویی و در نهایت سیستم محرکه مناسب برای راه­ اندازی شیر در نظر گرفته شوند.

جهت دریافت مشاوره، خرید و استعلام قیمت انواع شیر فلکه کشویی با کارشناسان ولو ایران تماس بگیرید.مشاوران و کارشناسان ما علاوه بر ارائه پیش فاکتور، در صورت نیاز شما را در انتخاب شیر فلکه کشویی متناسب با نیازتان یاری خواهند کرد.

021-22568705