شیر قطع جریان عمدتاً برای تنظیم و متوقف کردن جریان سیال در خط لوله استفاده می‌شود. تفاوت آنها با شیرهایی مانند شیرهای توپی و شیرهای دروازه‌ای این است که به طور خاص برای کنترل جریان سیال طراحی شده‌اند و محدود به سرویس‌های بسته شدن نیستند. دلیل نامگذاری شیر قطع جریان این است که طرح قدیمی‌تر دارای یک بدنه کروی خاص است و می‌تواند به دو نیمکره تقسیم شود که توسط خط استوا از هم جدا می‌شوند، جایی که جریان تغییر جهت می‌دهد. عناصر داخلی واقعی نشیمنگاه بسته معمولاً کروی نیستند (مثلاً شیرهای توپی) بلکه معمولاً مسطح، نیم‌کره یا به شکل توپی هستند. شیرهای کروی در هنگام باز بودن، جریان سیال را بیشتر از شیرهای دروازه‌ای یا توپی محدود می‌کنند و در نتیجه افت فشار بیشتری در آنها ایجاد می‌شود. شیرهای کروی دارای سه پیکربندی بدنه اصلی هستند که برخی از آنها برای کاهش افت فشار در شیر استفاده می‌شوند. برای اطلاعات در مورد سایر شیرها، لطفاً به راهنمای خرید شیر ما مراجعه کنید.

طراحی شیر

شیر فلکه از سه قسمت اصلی تشکیل شده است:بدنه و نشیمنگاه سوپاپ، دیسک و ساقه سوپاپ، پکینگ و درپوش. در حین کار، ساقه رزوه‌دار را از طریق چرخ دستی یا محرک شیر بچرخانید تا دیسک شیر از نشیمنگاه شیر بلند شود. مسیر عبور سیال از شیر، مسیری Z شکل است به طوری که سیال می‌تواند با سر دیسک شیر تماس پیدا کند. این با شیرهای دروازه‌ای که سیال عمود بر دروازه است، متفاوت است. این پیکربندی گاهی اوقات به عنوان بدنه شیر Z شکل یا شیر T شکل توصیف می‌شود. ورودی و خروجی با یکدیگر همسو هستند.

پیکربندی‌های دیگر شامل زاویه‌ها و الگوهای Y شکل هستند. در شیر قطع کن زاویه‌ای، خروجی ۹۰ درجه از ورودی زاویه دارد و سیال در امتداد مسیر L شکل جریان می‌یابد. در پیکربندی بدنه شیر Y شکل یا Y شکل، ساقه شیر با زاویه ۴۵ درجه وارد بدنه شیر می‌شود، در حالی که ورودی و خروجی در یک راستا باقی می‌مانند، همانند حالت سه راهه. مقاومت الگوی زاویه‌ای در برابر جریان کمتر از الگوی T شکل است و مقاومت الگوی Y شکل نیز کمتر است. شیرهای سه راهه رایج‌ترین نوع از این سه نوع هستند.

دیسک آب‌بندی معمولاً مخروطی شکل است تا با نشیمنگاه شیر متناسب باشد، اما می‌توان از یک دیسک صاف نیز استفاده کرد. هنگامی که شیر کمی باز می‌شود، سیال به طور یکنواخت در اطراف دیسک جریان می‌یابد و سایش روی نشیمنگاه و دیسک شیر توزیع می‌شود. بنابراین، شیر هنگامی که جریان کاهش می‌یابد، به طور موثر کار می‌کند. به طور کلی، جهت جریان به سمت ساقه شیر است، اما در محیط با دمای بالا (بخار)، هنگامی که بدنه شیر سرد و منقبض می‌شود، جریان اغلب معکوس می‌شود تا دیسک شیر محکم آب‌بندی شود. شیر می‌تواند جهت جریان را تنظیم کند تا از فشار برای کمک به بسته شدن (جریان بالای دیسک) یا باز شدن (جریان زیر دیسک) استفاده کند، در نتیجه به شیر اجازه می‌دهد که بسته شود یا باز نشود.

دیسک یا درپوش آب‌بندیمعمولاً از طریق قفس به سمت نشیمنگاه شیر هدایت می‌شود تا از تماس مناسب، به ویژه در کاربردهای فشار بالا، اطمینان حاصل شود. برخی از طرح‌ها از نشیمنگاه شیر استفاده می‌کنند و آب‌بندی در سمت میله شیر از فشار دیسک، در مقابل نشیمنگاه شیر قرار می‌گیرد تا فشار روی پکینگ را هنگام باز شدن کامل شیر آزاد کند.

طبق طراحی عنصر آب‌بندی، شیر قطع جریان می‌تواند به سرعت با چندین چرخش ساقه شیر باز شود تا جریان به سرعت شروع شود (یا بسته شود تا جریان متوقف شود)، یا به تدریج با چرخش‌های متعدد ساقه شیر باز شود تا جریان تنظیم‌شده‌تری از طریق شیر ایجاد شود. اگرچه گاهی اوقات از پلاگ‌ها به عنوان عناصر آب‌بندی استفاده می‌شود، اما نباید آنها را با شیرهای سماوری اشتباه گرفت، که دستگاه‌هایی با چرخش ربع دایره هستند، شبیه به شیرهای توپی که از پلاگ‌ها به جای توپی‌ها برای توقف و شروع جریان استفاده می‌کنند.

کاربرد

شیرهای قطع و وصل برای خاموش کردن و تنظیم جریان در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، نیروگاه‌ها و کارخانه‌های فرآوری استفاده می‌شوند. آن‌ها در لوله‌های بخار، مدارهای خنک‌کننده، سیستم‌های روانکاری و غیره که در آن‌ها کنترل مقدار سیال عبوری از شیرها نقش مهمی دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انتخاب جنس بدنه شیر کروی معمولاً در کاربردهای فشار پایین از چدن یا برنج/برنز و در فشار و دمای بالا از فولاد کربنی آهنگری شده یا فولاد ضد زنگ است. جنس مشخص شده بدنه شیر معمولاً شامل تمام قطعات تحت فشار است و "تریم" به قطعاتی غیر از بدنه شیر، از جمله نشیمنگاه، دیسک و ساقه شیر اشاره دارد. اندازه بزرگتر توسط کلاس فشار ASME تعیین می‌شود و پیچ و مهره‌های استاندارد یا فلنج‌های جوشکاری سفارش داده می‌شوند. اندازه گیری شیرهای کروی نسبت به اندازه گیری برخی دیگر از انواع شیرها تلاش بیشتری می‌طلبد زیرا افت فشار در شیر می‌تواند مشکل ساز باشد.

طراحی ساقه بالارونده رایج‌ترین نوع طراحی در شیرهای قطع جریان است، اما شیرهای ساقه غیر بالارونده نیز یافت می‌شوند. کلاهک (بونت) معمولاً پیچ و مهره‌ای است و می‌توان آن را به راحتی در حین بازرسی داخلی شیر جدا کرد. سیت و دیسک شیر به راحتی قابل تعویض هستند.

دریچه‌های توقفمعمولاً با استفاده از عملگرهای پیستونی یا دیافراگمی پنوماتیکی، که مستقیماً روی ساقه شیر عمل می‌کنند تا دیسک را به موقعیت خود حرکت دهند، خودکار می‌شوند. پیستون/دیافراگم را می‌توان با فنر تنظیم کرد تا در صورت از دست دادن فشار هوا، شیر را باز یا بسته کند. همچنین از یک عملگر چرخشی الکتریکی استفاده می‌شود.