در این مقاله به بررسی انواع شیرآلات و کاربردهای آنها می پردازیم.
استاندارد JIS شیرها را به صورت زیر تعریف می کند:
وسیله ای متحرک که با باز کردن یا بستن یک گذرگاه، جریان سیال را اجازه می دهد، از آن جلوگیری می کند یا آن را کنترل می کند. بر اساس ساختار و ویژگی های شیر می توان آنها را به دسته های زیر تقسیم کرد:
1. دریچه هایی که با چرخاندن عنصر شیر در داخل گذر بر جریان تأثیر می گذارند: مثلا شیرهای توپی، شیرهای پروانه ای
2. دریچه هایی که بر جریان توسط عنصر سوپاپ تأثیر می گذارند که به عنوان یک مهر و موم یا پلاگ در داخل گذرگاه عمل می کند.: مثلاً شیرهای گلوب
دریچه هایی که با "قرار دادن" عنصر سوپاپ در مسیر عبور جریان را تحت تأثیر قرار می دهند: مثلا شیرهای دروازه ای
در گذرگاه استوانه‌ای بدنه شیر پروانه‌ای، یک صفحه پروانه‌ای دیسکی شکل حول یک محور می‌چرخد و در درجه اول با چرخش 90 درجه دیسک، جریان را کنترل می‌کند.
شیر دروازه
ساختار شیر دریچه ای شبیه سیل گیر است. ویژگی اصلی این شیر این است که در حالت کاملا باز افت فشار بسیار کمی دارد. با این حال، سوپاپ باید به طور کامل از گذرگاه بلند شود تا کاملاً باز شود، به این معنی که چرخ دستی باید چندین بار چرخانده شود. اندازه باز شدن شیر پروانه ای بسیار کوچک است و با افت فشار بسیار کم مشخص می شود. این نوع شیر معمولاً برای آب و هوا استفاده می شود.
بیایید در مورد شیرهای توپی و شیرهای گلوب که بیشتر در سیستم‌های بخار استفاده می‌شوند بحث کنیم.
شیر توپیشیرهای توپی قابلیت خاموش شدن عالی دارند و با چرخش دسته 90 درجه بسته می شوند و استفاده از آنها را بسیار راحت می کند. ساختار شیر توپی می تواند پر سوراخ باشد، به این معنی که دهانه شیر به اندازه قطر داخلی لوله است و در نتیجه افت فشار بسیار پایینی ایجاد می کند. یکی دیگر از ویژگی های اصلی این است که احتمال نشتی پکینگ را کاهش می دهد زیرا میل سوپاپ فقط باید 90 درجه بچرخد.
البته باید توجه داشت که این نوع شیر فقط در موقعیت های کاملا باز یا کاملا بسته قابل استفاده است. نمی توان از آن به عنوان یک شیر نیمه باز برای کنترل جریان برای هر منظوری استفاده کرد.
شیرهای توپی معمولاً از صندلی های نرم حلقوی استفاده می کنند. اگر سوپاپ در حالت نیمه باز استفاده شود، فشار روی نشیمنگاه موضعی وارد می شود که ممکن است باعث تغییر شکل نشیمنگاه شود. پس از تغییر شکل صندلی، عملکرد آب بندی بدتر می شود و منجر به نشتی می شود.
دریچه جهانشیرهای گلوب برای کاربردهای مختلف از کنترل جریان گرفته تا خاموشی سیال مناسب هستند.
هنگامی که دوشاخه و نشیمنگاه در تماس نزدیک هستند، دریچه بسته می شود. هنگامی که دوشاخه از صندلی خارج می شود، دریچه باز می شود. بنابراین، کنترل جریان نه با باز شدن صندلی، بلکه توسط بالابر دوشاخه (فاصله بین دوشاخه و صندلی) تعیین می شود. ویژگی این نوع شیر این است که حتی در حالت نیمه باز هم آسیب سیال و دوشاخه از سیال بسیار کم است. در برخی از کاربردها، هنگامی که کنترل دقیق جریان مورد نیاز است، اغلب از شیرهای گلوب سوزنی استفاده می شود.
البته باید توجه داشت که چون مسیر عبور جریان این نوع شیرها S شکل است، افت فشار آن بیشتر از سایرین است. علاوه بر این، میل سوپاپ باید بارها چرخانده شود تا دریچه باز یا بسته شود که ممکن است باعث نشتی پکینگ شود. علاوه بر این، از آنجایی که میل سوپاپ باید بارها چرخانده شود تا زمانی که دوشاخه محکم روی صندلی قرار گیرد تا دریچه بسته شود، تعیین اینکه چه زمانی سوپاپ کاملا بسته است دشوار است. بسیاری از موارد نشان داده اند که سفت کردن ناخواسته بیش از حد میل سوپاپ می تواند به سطح آب بندی آسیب برساند.
اطلاعات تکمیلیدریچه های دیافراگمی با «قطع» مسیر عبور از بیرون، جریان را کنترل می کنند و عمدتاً در سیستم های مایع استفاده می شوند، اما گاهی اوقات دریچه هایی با نام مشابه در سیستم های بخار یافت می شوند. این یک شیر اتوماتیک با یک محرک دیافراگمی است که معمولاً به عنوان "شیر دیافراگمی" نامیده می شود. بنابراین، هنگام ذکر این نام، تشخیص دقیق آن مهم است.