شیر ساچمه ای (کروی) Globe Valve چیست؟

شیر ساچمه ای (کروی) Globe Valve یک شیر با حرکت خطی است که برای قطع و وصل و تنظیم جریان به کار می‌­رود. در این شیر دیسک می­تواند کاملاً از جلوی جریان کنار رفته و هیچ تماسی با آن نداشته باشد و یا اینکه به­ طور کامل جریان سیال را مسدود کند. در حقیت اصل اساسی کارکرد شیر ساچمه ای حرکت عمودی دیسک فوق نشیمنگاه است. هنگام بسته شدن شیر ساچمه ای، دیسک به تدریج جلوی نشیمنگاه را می­‌گیرد و جریان را به مرور کاهش می‌­دهد که همین امر باعث می­‌شود تا از این شیر برای تنظیم جریان استفاده شود. نشیمنگاه شیرهای ساچمه ای ممکن است به دو حالت باشد که یا با بدنه‌­ی شیر بصورت یکپارچه بوده و یا داخل بدنه‌­ی شیر پیچ می­شود.

‌در مقایسه با شیر دروازه ای، یک شیر ساچمه ای عموماً آب بندی بهتری داشته و نشتی کمتری دارد. شیرهای ساچمه ای را می‌­توان طوری تنظیم کرد که دیسک این شیرها در خلاف جهت یا همان جهت حرکت جریان سیال بسته گردد. زمانی که دیسک در خلاف جهت جریان سیال بسته می­‌شود، انرژی جنبشی سیال به باز شدن شیر کمک کرده و مانع از بسته شدن شیر می­‌شود. و برعکس زمانی که شیر در جهت جریان سیال بسته می­‌شود، انرژی جنبشی سیال به بسته شدن شیر کمک کرده و مانع از باز شدن آن می‌­شود. درحالتی که بخواهیم سرعت بسته شدن جریان بالا باشد، حالت دوم ترجیح داده می­‌شود.

معایب شیر ساچمه ای

شیر ساچمه ای (کروی) Globe Valve همچنین معایبی هم دارند. مهمترین کاستی این شیرها افت فشار زیاد در اثر دو یا چند چرخش و تغییر زاویه در جریان است. انسداد و ناپیوستگی در مسیر جریان باعث افت هد می­‌شود و همچنین این تغییر جهت در جریان سبب ایجاد اغتشاش در سیال و تولید سروصدا می­‌گردد. در یک جریان پرفشار ایجاد تغییرات دینامیکی در جریان مانند موانع، ضربه ها و افت فشار می­تواند باعث آسیب جدی به تجهیزاتی چون استم (Stem)، نشیمنگاه (Seat)و عملگر (Actuator) شود. شیرهای ساچمه ای بزرگ برای جریانات پرفشار بسیار مورد استفاده هستند.

از دیگر معایب شیر ساچمه ای می­‌توان به لزوم بزرگ بودن دهانه برای مونتاژ دیسک، داشتن وزنی به مراتب سنگین تر نسبت به شیرهای دیگر با همین نرخ جریان و قرار گرفتن برامدگی دیسک روی استم اشاره کرد.

انواع شیرهای ساچمه ای (Globe Valves Types)

شیر ساچمه ای (کروی) Globe Valve از لحاظ شکل بدنه و نوع دیسک دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام بنا به عملکرد خاصشان در کاربردهای مختلف استفاده می­شوند.

انواع شیر ساچمه ای از لحاظ شکل بدنه

نوع Z-Body

این نوع از شیر ساچمه ای بیشتر برای سیال آب استفاده می­‌شود و ساده ترین و پرکاربرد ترین نوع شیر ساچمه ای می‌­باشد. در این نوع از شیر یک دیافراگم Z شکل در طول بدنه ای کروی، نشیمنگاه را در بر می­‌گیرد. افقی قرار گرفتن نشیمنگاه در این نوع شیر، به استم و دیسک اجازه می­‌دهد تا با زاویه ای مناسب نسبت به محور لوله حرکت کنند. استم از بانت (Bonnet) که با دریچه ای بزرگ بالای بدنه‌­ی شیر نصب شده است، عبور می­کند که این امر یک ساختار متقارن ایجاد کرده و تولید، نصب و تعمیرات شیر را ساده تر می­کند.

ساختار درونی و بیرونی شیر ساچمه ای از نوع Z-Body
ساختار درونی و بیرونی شیر ساچمه ای از نوع Z-Body

نوع Y-Body

شیر ساچمه ایی Y-Body نوعی اصلاح شده از شیر ساچمه ای است که برای کاهش افت فشار ذاتی شیرهای ساچمه ای طراحی شده است. نشیمنگاه و استم (Stem) در این شیر زاویه ای حدود 45˚ باهم دارند. این زاویه سبب جریان قوی تری هنگام باز بودن شیر شده و مقاومت استم، بانت (Bonnet) و آب بندی شیر را در برابر فشار جریان بیشتر می­‌کند.

شیرهای ساچمه ای Y-Body بهترین انتخاب برای جریانات با فشار بالا می­‌باشند. در سایزهای کوچک و برای جریان های متناوب، افت فشار در مقایسه با جریانات قوی و پرفشار مسأله­‌ی مهمی نیست. بنابراین عبور جریان از شیرهای ساچمه ای Y-Body با سایز کوچک، به سادگی شیرهای بزرگتر نیست.

ساختار درونی و بیرونی شیر ساچمه ای از نوع Y-body
ساختار درونی و بیرونی شیر ساچمه ای از نوع Y-body

نوع Angle Valve

شیر ساچمه ای Angle Valve مدلی اصلاح شده از شیرهای ساچمه ای است. دیافراگم این شیر با داشتن زاویه های مناسب می­تواند یک صفحه‌­ی صاف ساده باشد. در این شیر سیال قادر است با یک چرخش 90˚ وارد شده و به صورت متقارن تر از دیگر شیرهای ساچمه ای از قسمت پایین خارج شود. از مزایای شیر ساچمه ای Angle Valve این است که می­تواند هم به­ عنوان شیر و هم به عنوان زانویی لوله در سیستم عمل کند. برای شرایط متوسط فشاری، دمایی و دبی این شیرها تفاوت چندانی با دیگر شیرهای ساچمه ای ندارند اما شرایط تخلیه­‌ی شیرهای ساچمه ای Angle Valve برای سیالات با سرعت بالا و سیالات خورنده مناسب می‌­باشد.

ساختار درونی و بیرونی شیر ساچمه ای از نوع Angle valve
ساختار درونی و بیرونی شیر ساچمه ای از نوع Angle valve

انواع شیر ساچمه ای از لحاظ شکل دیسک

شیر ساچمه ای با دیسک توپی شکل (Ball Disc Globe Valve)

دیسک توپی شکل بر روی سطح صاف مخروطی شکل نشیمنگاه جای می­‌گیرد. دیسک توپی شکل در درجه­‌ی اول در سیستم های با دما وفشار پایین استفاده می‌­شود. این نوع از شیر قادر به تنظیم جریان است اما استفاده از آن برای قطع و وصل کامل جریان ترجیح داده می­‌شود.

شیر ساچمه ای با دیسک مخروطی (Plug Disc Globe valve)

به دلیل نوع ساختار دیسک، این نوع از شیرها نسبت به دو نوع دیسک توپی و دیسک ترکیبی برای تنظیم دبی جریان مناسب تر هستند. این نوع از دیسک در شکل های مختلفی موجود هستند اما به­ طور کلی همه­‌ی آنها بلند و مخروطی شکل هستند.

شیر ساچمه ای با دیسک ترکیبی (Composition Disc Globe Valve)

این نوع از شیرها از یک واشر محکم و غیر فلزی روی دیسک استفاده می­کنند تا آب بندی بهتر و محکم تری را برای شیر فراهم کند. شیر ساچمه ای با دیسک ترکیبی معمولاً برای جریان های با فشار و دمای بالا استفاده می­شود. این شیرها همچنین دارای دیسک نسبتاً منعطفی هستند و در برابر فرسایش و خوردگی مقاومت بالایی دارند و در صورت هرگونه خرابی می­توان دیسک آن­ها را تعویض نمود.

دیسک های شیر ساچمه ای
دیسک های شیر ساچمه ای

جدول استانداردها

API 602 (DN20-DN40) , BS 1873 (DN50-DN150) ,
API 602 , ASME B16.34 ,
استانداردها
40-600 mmقطر شیر
ASME B16.34 Up to 100 bar فشار کاری
ASME B16.34  تا حدود 400˚C دمای کاری
Face To Face  ASME/ANSI B16.10
Flange End  ASME/ANSI B16.5 & B16.47
Butt Weld End  ASME/ANSI B16.25
Flanges drilled   ANSI 300(DN20-DN150)
اتصال
API 598 , API 6D استاندارد بازرسی
Carbon Steel: ASTM A216 WCB , ASTM A352 LCB ,
ASTM A217 WC6 , ASTM A217 WC9 , ASTM A217 C5 ,
ASTM A217 C12 , ASTM A351 CF8(M) ,
ASTM A351 CF3(M) ,  EN-GJL-250 JL1040 ,
EN-GJS-400-18-LT JS1025
بدنه شیر Body
ASTM A216 WCB + 13CR
ASTM A352 LCB + 13CR
ASTM A217 WC6 +13CR
ASTM A217 WC9 + 13CR
ASTM A217 C5 + 13CR
ASTM A217 C12 + 13CR
ASTM A351 CF8(M)
ASTM A351 CF3(M)
دیسک Disk
ASTM A182 F6 , ASTM A182 F304 ,
ASTM A182 F6 ASTM A182 F304/ F316
ASTM A182 F304L/ F316L
استم Stem
ASTM A 105 + STL , ASTM A 182 F316L + STL ,  
ASTM A276 410 , ASTM A276 F304 , ASTM A276 410 ,
ASTM A182 F304/ F316 ,
ASTM A182 F304L/ F316L
نشیمنگاه Seat
SS304 + Graphite PTFE  , SS316 + Graphite اب بندی Packing

جمع بندی

شیر ساچمه ای (کروی) Globe Valve از جمله شیرهای پرکاربرد در صنعت می­‌باشد و بسیاری از شیرهای ایمنی و شیرهای شناخته شده در حقیقت زیر مجموعه­‌ی شیرهای ساچمه ای هستند. این شیرها توسط برندهای مختلف و با جنس های مختلفی تولید می­‌شوند و در صنایع فرایندی و آب و فاضلاب مورد استفاده هستند.

از برند های معروف در زمینه­‌ی تولید و فروش شیرهای ساچمه ای می­توان به شرکت ایتالیایی OMB ، شرکت آلمانی KSB ، شرکت چینی Neway و شرکت اسپانیایی Babcock اشاره کرد.

جهت انتخاب شیر ساچمه ای مناسب برای یک سیستم باید به یکسری نکات مهم توجه کرد. در صورتی که جریان ما پرفشار باشد برای ایجاد افت هد کمتر بهتر است از شیر ساچمه ای نوع Y-Body استفاده کرد و برای سیالات پر سرعت و خورنده شیر ساچمه ای نوع Angle Valve بهتر است.

برای تنظیم دبی جریان استفاده از شیرهای با دیسک مخروطی توصیه می­‌شود و در صورت داشتن جریان با دما و فشار بالا استفاده از شیر ساچمه ای با دیسک ترکیبی (Composition Disc Globe Valve) بهتر است.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا