شیرآلات صنعتی مجموعه‌ای از تجهیزات مکانیکی هستند که برای کنترل، هدایت، و تنظیم جریان سیالات (مایعات، گازها، بخار، و دوغاب‌ها) در سیستم‌های لوله‌کشی و فرآیندهای صنعتی به کار می‌روند. این شیرآلات نقش حیاتی در ایمنی، کارایی، و کنترل فرآیندهای مختلف صنعتی ایفا می‌کنند. در این مطلب به صورت کاملا مفصل و کاربردی انواع شیرالات صنعتی را برایتان معرفی کرده ایم. همچنین برای خرید انواع شیرالات تهران توصیه می کنیم به تمامی موارد مهم، توجه نمایید. تا خریدی رضایتمندی را تجربه نمایید. علاوه بر ان خرید از شرکت های معتبری مانند الیار صنعت شایا، پایپکالا و اهن آنلاین می تواند در خریدی مطمئن تر به شما کمک شایانی نماید.

 

کاربرد انواع ولو

• قطع و وصل جریان: مانند شیرهای دروازه‌ای و توپی.
• تنظیم و کنترل جریان: مانند شیرهای کروی و سوزنی.
• جلوگیری از برگشت جریان: مانند شیرهای یک‌طرفه.
• کنترل فشار: مانند شیرهای اطمینان.
• تغییر مسیر جریان: مانند شیرهای سه‌راهی و چهارراهی.

در ادامه به توضیح مفصل هر کدام از شیرآلات پرکاربرد می‌پردازم:

۱. شیر دروازه‌ای (Gate Valve)

• ساختار: این شیر دارای یک دیسک یا گیت (دروازه) است که به صورت عمودی بالا و پایین می‌رود تا مسیر جریان را باز یا بسته کند.
• کاربرد: عمدتاً برای قطع و وصل کامل جریان سیال (حالت کاملاً باز یا کاملاً بسته) استفاده می‌شود. برای تنظیم و کنترل جریان مناسب نیست، زیرا دیسک در حالت نیمه‌باز در معرض فرسایش ناشی از جریان قرار می‌گیرد.
• مزایا: افت فشار بسیار کم در حالت کاملاً باز، مناسب برای سیالات با ویسکوزیته بالا و سیالات حاوی ذرات جامد.
• معایب: زمان باز و بسته شدن طولانی، عدم مناسبت برای تنظیم جریان، احتمال فرسایش و آسیب به گیت در صورت استفاده در حالت نیمه‌باز.

۲. شیر کروی (Globe Valve)

• ساختار: این شیر دارای یک دیسک کروی یا پلاگ (Plug) است که به صورت خطی حرکت کرده و بر روی یک نشیمنگاه (Seat) مخروطی یا کروی قرار می‌گیرد. مسیر جریان در داخل شیر تغییر جهت می‌دهد.
• کاربرد: اصلی‌ترین کاربرد آن برای تنظیم و کنترل دقیق جریان (Throttling) است. همچنین می‌تواند برای قطع و وصل جریان نیز استفاده شود.
• مزایا: قابلیت کنترل دقیق جریان، آب‌بندی خوب در حالت بسته، مناسب برای کاربردهای دما و فشار بالا.
• معایب: افت فشار نسبتاً بالا به دلیل تغییر جهت جریان، وزن و ابعاد بیشتر نسبت به شیرهای دروازه‌ای برای یک اندازه لوله مشخص.

۳. شیر توپی (Ball Valve)

• ساختار: این شیر از یک گوی سوراخ‌دار (توپ) چرخان استفاده می‌کند که با چرخش ۹۰ درجه، مسیر جریان را باز یا بسته می‌کند.
• کاربرد: عمدتاً برای قطع و وصل سریع جریان استفاده می‌شود. نوع خاصی از آن با گوی V-پورت برای تنظیم جریان نیز استفاده می‌شود.
• مزایا: باز و بسته شدن سریع (ربع گرد)، افت فشار کم در حالت کاملاً باز، آب‌بندی عالی، ساختار فشرده.
• معایب: برای تنظیم دقیق جریان‌های با سرعت بالا مناسب نیست، ممکن است در سیالات حاوی ذرات جامد گیر کند.

۴. شیر پروانه‌ای (Butterfly Valve)

• ساختار: این شیر از یک دیسک دایره‌ای شکل تشکیل شده است که در داخل بدنه شیر می‌چرخد. با چرخش ۹۰ درجه دیسک، مسیر جریان باز یا بسته می‌شود.
• کاربرد: برای قطع و وصل سریع جریان و همچنین تنظیم و کنترل جریان در سیستم‌های با فشار و دمای متوسط استفاده می‌شود.
• مزایا: وزن و حجم کم، هزینه نسبتاً پایین، باز و بسته شدن سریع (ربع گرد)، افت فشار نسبتاً کم.
• معایب: آب‌بندی کمتر از شیرهای توپی و دروازه‌ای، در کاربردهای با فشار و دمای بالا عملکرد ضعیف‌تری دارد، ممکن است برای سیالات حاوی ذرات جامد زیاد مناسب نباشد.

۵. شیر یک‌طرفه

ساختار: این شیر Check Valve / Non-Return Valve به گونه‌ای طراحی شده است که سیال را فقط در یک جهت خاص عبور می‌دهد و از برگشت جریان (Backflow) جلوگیری می‌کند. انواع مختلفی دارد، مانند شیر یک‌طرفه لولایی (Swing Check Valve) و شیر یک‌طرفه بالا رونده (Lift Check Valve).

• کاربرد: جلوگیری از برگشت سیال در خطوط لوله (به خصوص در سیستم‌های پمپاژ برای جلوگیری از آسیب به پمپ)، محافظت از تجهیزات حساس در برابر برگشت جریان.
• مزایا: جلوگیری خودکار از برگشت جریان، عملکرد ساده و بدون نیاز به اپراتور. بهتر است بدانید در میان برندهای سازنده این شیر، می توانید قیمت را از نمایندگی شیر ایواز در تهران استعلام نمایید.
• معایب: ایجاد افت فشار در خط، برخی از انواع آن ممکن است در دماهای بالا دچار نشت شوند.

۶. شیر اطمینان

• ساختار: این شیر Safety Valve / Relief Valve به صورت خودکار باز می‌شود تا فشار اضافی را از یک سیستم یا مخزن آزاد کند و از افزایش فشار بیش از حد و آسیب به تجهیزات جلوگیری نماید. شیر اطمینان (Safety Valve) برای گازها و بخار و شیر تخلیه (Relief Valve) برای مایعات استفاده می‌شود.
• کاربرد: حفاظت از مخازن تحت فشار، بویلرها، خطوط لوله و سایر تجهیزات در برابر افزایش ناگهانی فشار.
• مزایا: حفاظت حیاتی از تجهیزات و ایمنی پرسنل، عملکرد خودکار.
• معایب: نیاز به نگهداری و بازرسی منظم برای اطمینان از عملکرد صحیح.

۷. شیر دیافراگمی

• ساختار: این شیر Diaphragm Valve از یک دیافراگم انعطاف‌پذیر برای کنترل جریان استفاده می‌کند. دیافراگم با حرکت به سمت بالا و پایین، مسیر جریان را باز یا بسته می‌کند و سیال را از اجزای داخلی مکانیکی شیر جدا می‌کند.
• کاربرد: مناسب برای سیالات خورنده، ساینده، دوغاب‌ها، و سیالات با خلوص بالا، مانند صنایع داروسازی، غذایی، و شیمیایی.
• مزایا: آب‌بندی کامل و عدم نشت، جداسازی سیال از اجزای مکانیکی (کاهش آلودگی و خوردگی)، عدم نیاز به روانکاری، نگهداری آسان.
• معایب: محدودیت در دما و فشار بالا (به دلیل جنس دیافراگم)، افت فشار نسبتاً بالا، برای سیالات با ذرات بزرگ مناسب نیست.

۸. شیر پلاگ

• ساختار: این شیر Plug Valve / Cock Valve از یک پلاگ (استوانه‌ای یا مخروطی) با سوراخی در مرکز آن استفاده می‌کند که با چرخش ۹۰ درجه، مسیر جریان را باز یا بسته می‌کند.
• کاربرد: عمدتاً برای قطع و وصل سریع جریان، و در برخی موارد برای تغییر مسیر جریان (با پلاگ‌های چند پورت) استفاده می‌شود.
• مزایا: باز و بسته شدن سریع، ساختار ساده و فشرده، مقاومت در برابر سیالات حاوی ذرات معلق.
• معایب: نیاز به گریس‌کاری منظم (در برخی انواع)، احتمال نشت در درازمدت (در انواع بدون گریس)، افت فشار نسبتاً بالا.

اینها مهمترین و پرکاربردترین انواع شیرآلات صنعتی هستند. هر کدام از آنها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که بر اساس نوع سیال، فشار، دما، و نیاز فرآیند انتخاب می‌شوند.

۹. شیر سوزنی

شیر سوزنی یک نوع شیر کنترلی برای تنظیم جریان سیال است که معمولاً در سیستم‌های هیدرولیکی، پنوماتیکی، یا لوله‌کشی صنعتی استفاده می‌شود.

 

ویژگی‌ها و عملکرد شیر سوزنی:

• ساختار: شیر سوزنی دارای یک ساقه باریک و مخروطی است که مانند یک سوزن عمل می‌کند.
• نحوه عملکرد: با چرخش شیر، سوزن به داخل نشیمنگاه شیر حرکت کرده و میزان بازشدن مسیر عبور سیال کاهش یا افزایش می‌یابد. این تنظیم دقیق جریان را ممکن می‌سازد.
• کاربرد: این شیر برای تنظیم‌های دقیق جریان مایعات یا گازها استفاده می‌شود، جایی که نیاز به کنترل جزئی و دقیق سرعت سیال باشد.
• مزیت: به دلیل ساختار خاص سوزنی، شیر می‌تواند جریان را به آرامی و با دقت زیاد کنترلبکند.

۱۰. شیر اطمینان فول لیفت

شیر اطمینان فول لیفت (Full Lift Safety Valve) یکی از انواع شیرهای اطمینان است که ویژگی خاصی در نحوه تخلیه فشار دارد. برای درک کامل آن، ابتدا باید مفهوم کلی شیر اطمینان و سپس تفاوت آن با انواع دیگر را توضیح دهم.

شیر اطمینان (Safety Valve) چیست؟ همانطور که قبلاً اشاره شد، شیر اطمینان یک وسیله حفاظتی حیاتی در سیستم‌های تحت فشار است. وظیفه اصلی آن جلوگیری از افزایش فشار سیستم (مانند مخازن، بویلرها، خطوط لوله) به بالاتر از حد مجاز طراحی شده، با تخلیه خودکار سیال (گاز یا بخار) به اتمسفر یا به یک سیستم جمع‌آوری است. این عمل از آسیب جدی به تجهیزات و خطرات احتمالی برای پرسنل جلوگیری می‌کند.

شیرهای اطمینان با فشار کاری سیستم (Set Pressure) تنظیم می‌شوند. وقتی فشار سیستم به این حد رسید، شیر شروع به باز شدن می‌کند.

انواع شیر اطمینان بر اساس نحوه باز شدن (Lift Type)

1. شیر اطمینان معمولی (Conventional Safety Valve / Low Lift Safety Valve):

• این شیرها به محض رسیدن فشار به Set Pressure، شروع به باز شدن می‌کنند.
• دیسک شیر به تدریج و به میزان کمی (کمتر از ۲۰ درصد قطر نشیمنگاه) بالا می‌آید.
• با افزایش بیشتر فشار (معمولاً ۳ تا ۱۰ درصد بالاتر از Set Pressure که به آن “فشار افزایشی” یا “Overpressure” می‌گویند)، دیسک به طور کامل باز می‌شود و به ظرفیت تخلیه کامل می‌رسد.
• این نوع شیر برای کاربردهایی که نیاز به باز شدن سریع و تخلیه حجم زیاد سیال ندارند، مناسب است.

1. شیر اطمینان فول لیفت (Full Lift Safety Valve):

• تعریف: این نوع شیر اطمینان به گونه‌ای طراحی شده است که به محض رسیدن فشار به Set Pressure، دیسک آن به سرعت و به طور کامل تا حداکثر میزان ممکن (حداقل ۲۵ تا ۵۰ درصد قطر نشیمنگاه) بالا می‌آید و شیر بلافاصله به ظرفیت تخلیه کامل خود می‌رسد. به عبارت دیگر، تقریباً تمام مسیر تخلیه به سرعت باز می‌شود.
• مکانیزم عمل: این عملکرد به دلیل وجود یک محفظه (Blowdown Ring یا Adjusting Ring) در زیر دیسک است. هنگامی که فشار به Set Pressure می‌رسد و دیسک کمی بالا می‌رود، سیال به داخل این محفظه وارد می‌شود و به سطح بزرگتری از دیسک نیرو وارد می‌کند. این نیروی اضافی باعث می‌شود که دیسک به طور ناگهانی و با یک “پاپ” (Pop) سریع به سمت بالا جهش کرده و به طور کامل باز شود.
• Overpressure (فشار افزایشی): برخلاف شیرهای معمولی، شیر اطمینان فول لیفت برای رسیدن به ظرفیت تخلیه کامل، به Overpressure کمتری (معمولاً حدود ۳ درصد) نیاز دارد. این ویژگی باعث می‌شود که شیر با دقت بیشتری عمل کرده و از افزایش فشار بیش از حد در سیستم جلوگیری کند.
• Blowdown (فشار بستن/ضربه برگشت): پس از تخلیه فشار و کاهش آن در سیستم، شیر در فشاری پایین‌تر از Set Pressure بسته می‌شود. این اختلاف فشار به “Blowdown” معروف است و برای شیرهای فول لیفت معمولاً بین ۵ تا ۱۰ درصد Set Pressure است. این Blowdown باعث می‌شود که شیر بلافاصله پس از کاهش فشار بسته نشود و از لرزش (Chattering) و باز و بسته شدن مکرر شیر جلوگیری می‌کند.

مزایای شیر اطمینان فول لیفت:

• ظرفیت تخلیه بالا: به دلیل باز شدن کامل و سریع دیسک، این شیرها می‌توانند حجم بسیار زیادی از سیال را در مدت زمان کوتاهی تخلیه کنند.
• پاسخ سریع: واکنش سریع به افزایش فشار و رسیدن فوری به ظرفیت تخلیه کامل.
• کاهش Overpressure: به حداقل رساندن میزان افزایش فشار بیش از حد مجاز در سیستم.
• حفاظت بهتر: به دلیل ظرفیت بالا و پاسخ سریع، حفاظت بهتری را برای تجهیزات فراهم می‌کنند، به خصوص در مواردی که احتمال افزایش ناگهانی و شدید فشار وجود دارد (مانند بویلرها).

کاربردها:

شیرهای اطمینان فول لیفت به طور گسترده‌ای در صنایع زیر استفاده می‌شوند:

• صنایع نفت و گاز و پتروشیمی: برای حفاظت از مخازن تحت فشار، برج‌های تقطیر، راکتورها و خطوط لوله.
• نیروگاه‌ها: بخصوص در بویلرها و سیستم‌های بخار که نیاز به تخلیه سریع حجم زیادی از بخار دارند.
• مخازن ذخیره سازی گازهای تحت فشار: مانند مخازن LPG و LNG.
• هر سیستمی که در آن احتمال افزایش ناگهانی و شدید فشار وجود دارد و نیاز به تخلیه حجم بالایی از سیال برای جلوگیری از آسیب است.

به طور خلاصه، شیر اطمینان فول لیفت یک شیر اطمینان پیشرفته‌تر است که با باز شدن کامل و سریع دیسک خود، ظرفیت تخلیه بسیار بالایی را فراهم می‌کند و به طور موثرتری از سیستم‌ها در برابر افزایش ناگهانی فشار محافظت می‌نماید.

۱۱. شیرالات پنوماتیک

شیرهای پنوماتیک (Pneumatic Valves) از اجزای کلیدی در سیستم‌های کنترل پنوماتیک هستند که برای هدایت، کنترل، و تنظیم جریان هوای فشرده به عملگرها (سیلندرها، موتورهای پنوماتیک) و سایر اجزای سیستم استفاده می‌شوند. عملکرد آنها شبیه به شیرآلات هیدرولیک است، با این تفاوت که سیال کاری آنها به جای روغن هیدرولیک، هوای فشرده است.

ساختار کلی شیرهای پنوماتیک: شیرهای پنوماتیک معمولاً دارای پورت‌های (روزنه‌های) ورود و خروج هوا، و مکانیسم‌های داخلی برای تغییر مسیر جریان هستند. آنها بر اساس تعداد پورت‌ها، تعداد وضعیت‌ها، و نحوه فعال‌سازی دسته‌بندی می‌شوند.

دسته‌بندی اصلی شیرهای پنوماتیک:

1. بر اساس تعداد پورت‌ها و وضعیت‌ها (Way/Position Valves):

این رایج‌ترین دسته‌بندی برای شیرهای پنوماتیک است و نحوه تغییر مسیر هوا را مشخص می‌کند.

• الف) شیرهای ۲/۲ (Two-Way, Two-Position Valve):
• پورت‌ها: دو پورت (یک ورودی، یک خروجی).
• وضعیت‌ها: دو وضعیت (باز/بسته).
• کاربرد: برای قطع و وصل ساده جریان هوا (مثل یک کلید روشن/خاموش). به عنوان مثال، برای قطع جریان هوا به یک عملگر پنوماتیک.
• عملکرد: در یک وضعیت کاملاً بسته است و در وضعیت دیگر کاملاً باز.
• ب) شیرهای ۳/۲ (Three-Way, Two-Position Valve):
• پورت‌ها: سه پورت (یک ورودی، یک خروجی به عملگر، یک خروجی تخلیه).
• وضعیت‌ها: دو وضعیت.
• کاربرد: کنترل سیلندرهای پنوماتیک یک‌طرفه (Single-Acting Cylinders).
• عملکرد: در یک وضعیت، هوا را از ورودی به عملگر می‌فرستد و در وضعیت دیگر، ورودی را می‌بندد و هوای داخل عملگر را به اتمسفر تخلیه می‌کند.
• ج) شیرهای ۵/۲ (Five-Way, Two-Position Valve):
• پورت‌ها: پنج پورت (یک ورودی، دو خروجی به عملگر (پورت A و B)، دو خروجی تخلیه (اگزوز R و S)).
• وضعیت‌ها: دو وضعیت.
• کاربرد: کنترل سیلندرهای پنوماتیک دوطرفه (Double-Acting Cylinders).
• عملکرد: در یک وضعیت، هوا را به پورت A فرستاده و پورت B را تخلیه می‌کند (برای خروج پیستون)، و در وضعیت دیگر، هوا را به پورت B فرستاده و پورت A را تخلیه می‌کند (برای ورود پیستون). این رایج‌ترین نوع شیر برای کنترل سیلندرهای دوطرفه است.
• د) شیرهای ۵/۳ (Five-Way, Three-Position Valve):
• پورت‌ها: پنج پورت (مشابه ۵/۲).
• وضعیت‌ها: سه وضعیت (یک وضعیت مرکزی).
• کاربرد: کنترل دقیق‌تر سیلندرهای دوطرفه، به خصوص زمانی که نیاز به توقف پیستون در هر موقعیتی وجود دارد.
• عملکرد: علاوه بر دو وضعیت انتهایی (مثل ۵/۲)، یک وضعیت مرکزی نیز دارند. وضعیت مرکزی می‌تواند حالت‌های مختلفی داشته باشد:
• مرکز بسته (Closed Center): همه پورت‌ها در حالت مرکزی بسته هستند، پیستون در جای خود قفل می‌شود.
• مرکز باز (Open Center): همه پورت‌ها به پورت تخلیه متصل می‌شوند، پیستون آزادانه حرکت می‌کند.
• مرکز تحت فشار (Pressurized Center): هر دو پورت A و B تحت فشار قرار می‌گیرند، پیستون قفل می‌شود و نیروی نگهدارنده دارد.

1. بر اساس نحوه فعال‌سازی (Actuation Type):

این دسته‌بندی مشخص می‌کند که چگونه وضعیت شیر تغییر می‌کند.

• الف) دستی (Manual): توسط اهرم، دکمه، یا پدال به صورت فیزیکی کنترل می‌شود. (مثال: شیر پدالی، شیر اهرمی)
• ب) مکانیکی (Mechanical): توسط یک مکانیزم فیزیکی مانند فنر، غلتک، یا بادامک فعال می‌شود. (مثال: شیر با غلتک برای تشخیص موقعیت)
• ج) الکتریکی (Solenoid): توسط یک سیم‌پیچ الکتریکی (سلونوئید) که با اعمال جریان برق یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند، فعال می‌شود. این رایج‌ترین نوع فعال‌سازی در سیستم‌های خودکار است. (مثال: شیر برقی تک‌سلونوئید، شیر برقی دو‌سلونوئید)
• د) پنوماتیکی (Pilot Operated): توسط یک سیگنال هوای فشرده دیگر (pilot air) فعال می‌شود. این شیرها برای کنترل شیرهای بزرگتر یا در محیط‌هایی که استفاده از برق خطرناک است، مناسب هستند.
• ه) ترکیبی: مثلاً فعال‌سازی الکتریکی/فنر برگشت (Solenoid/Spring Return) یا پنوماتیکی/فنر برگشت.

1. بر اساس نوع عملکرد (Function):

• شیرهای کنترل جهت (Directional Control Valves – DCV):

همان شیرهای x/y هستند که در بالا توضیح داده شد. وظیفه آنها هدایت جریان هوا به مسیرهای مورد نظر است.

• شیرهای کنترل جریان (Flow Control Valves):
• کاربرد: برای تنظیم سرعت حرکت عملگرها (مثلاً تنظیم سرعت پیستون سیلندر).
• عملکرد: با محدود کردن میزان هوای فشرده‌ای که به عملگر می‌رسد یا از آن خارج می‌شود، سرعت را کنترل می‌کنند.
• شیرهای کنترل فشار (Pressure Control Valves):
• کاربرد: برای تنظیم و کنترل فشار هوای فشرده در بخش‌های مختلف سیستم.
• انواع:
• رگولاتور فشار (Pressure Regulator): فشار خروجی را با وجود نوسانات فشار ورودی، در یک مقدار ثابت نگه می‌دارد.
• شیر اطمینان پنوماتیک (Pneumatic Safety Valve): در صورت افزایش فشار بیش از حد در یک بخش از سیستم، هوای اضافی را تخلیه می‌کند.
• شیرهای منطقی (Logic Valves):
• شیر AND (AND Valve): تنها زمانی اجازه عبور هوا را می‌دهد که دو سیگنال ورودی همزمان وجود داشته باشند (مثلاً برای اطمینان از اینکه اپراتور هر دو دست خود را از منطقه خطر دور کرده است).
• شیر OR (OR Valve): با دریافت حداقل یک سیگنال ورودی، اجازه عبور هوا را می‌دهد.

مزایای استفاده از شیرهای پنوماتیک:

• پاکیزگی: هوای فشرده پاک است و خطر آلودگی را کاهش می‌دهد.
• سادگی طراحی و نگهداری: سیستم‌های پنوماتیک معمولاً ساده‌تر هستند.
• ایمنی: در محیط‌های قابل اشتعال یا انفجاری، هوای فشرده گزینه امن‌تری نسبت به برق یا هیدرولیک است.
• سرعت بالا: قابلیت تغییر وضعیت سریع.
• مقرون به صرفه بودن: هزینه اولیه و نگهداری نسبتاً پایین.

کاربردها:

شیرهای پنوماتیک در طیف گسترده‌ای از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله:

• خطوط تولید و مونتاژ: کنترل روبات‌ها، فیکسچرها، و ابزارهای پنوماتیک.
• صنایع غذایی و داروسازی: به دلیل پاکیزگی و ایمنی.
• ماشین‌آلات بسته‌بندی.
• تجهیزات پزشکی.
• صنایع خودروسازی.

۱۲. شیرالات برقی

شیرآلات برقی پنوماتیک (یا شیرهای برقی سلونوئیدی) نوع خاصی از شیرهای کنترلی هستند که با استفاده از نیروی الکترومغناطیسی یک سیم‌پیچ (سلونوئید) عمل می‌کنند. این شیرها نقش بسیار مهمی در اتوماسیون صنعتی و کنترل دقیق جریان هوای فشرده یا گازها دارند.

 

انواع شیرآلات برقی پنوماتیک

۱. شیر برقی دو حالته (Two-Way Solenoid Valve)

• تعداد پورت: ۲ پورت (ورودی + خروجی)
• تعداد وضعیت: ۲ وضعیت (باز/بسته)
• عملکرد: وقتی سیم‌پیچ فعال می‌شود، مسیر جریان باز می‌شود و هوا عبور می‌کند. در حالت غیرفعال مسیر بسته است یا بالعکس.
• کاربرد: کنترل قطع و وصل ساده جریان هوا یا گاز.

۲. شیر برقی سه حالته (Three-Way Solenoid Valve)

• تعداد پورت: ۳ پورت (ورودی، خروجی، و تخلیه)
• تعداد وضعیت: معمولاً ۲ وضعیت
• عملکرد: در یک وضعیت، هوای فشرده به خروجی می‌رود؛ در وضعیت دیگر، خروجی به اتمسفر تخلیه می‌شود.
• کاربرد: مخصوص سیلندرهای پنوماتیکی تک‌اثر (Single Acting Cylinder) یا جاهایی که نیاز به کنترل تخلیه هوا دارند.

۳. شیر برقی چهار یا پنج حالته (Four/Five-Way Solenoid Valve)

• تعداد پورت: ۴ یا ۵ پورت (معمولاً ۱ ورودی، ۲ خروجی به عملگر، و ۲ اگزوز)
• تعداد وضعیت: دو یا سه وضعیت (دو موقعیت اغلب)
• عملکرد: هوا را متناسب با وضعیت سیم‌پیچ‌ها به یک یا چند خروجی هدایت می‌کند و هوا را از خروجی دیگر تخلیه می‌کند.
• کاربرد: کنترل سیلندرهای دوطرفه (Double Acting Cylinder) برای حرکت رفت و برگشت پیستون.
• انواع:
  • شیر ۵/۲: ۵ پورت، ۲ وضعیت
  • شیر ۵/۳: ۵ پورت، ۳ وضعیت (شامل موقعیت مرکزی، مثل مرکز بسته، مرکز باز، یا مرکز تحت فشار)

۴. شیر برقی سلونوئید تک‌عمل (Single Solenoid Valve)

• این شیرها فقط یک سیم‌پیچ دارند.
• با اعمال برق شیر باز (یا بسته) می‌شود و وقتی برق قطع شود، فنر داخلی شیر را به موقعیت اولیه برمی‌گرداند.
• معمولاً در سیستم‌های ساده و اقتصادی استفاده می‌شود.

۵. شیر برقی سلونوئید دوبل (Double Solenoid Valve)

• دو سیم‌پیچ دارد که هر کدام یک وضعیت شیر را فعال می‌کند.
• وقتی یکی از سیم‌پیچ‌ها برق می‌گیرد، شیر به آن وضعیت تغییر می‌کند و با قطع برق هر کدام، شیر در جای خود باقی می‌ماند.
• کاربرد در سیستم‌هایی که نیاز به نگهداری وضعیت بدون مصرف برق دارند.

۶. شیر برقی پنوماتیکی-فعال

• در شیرهای سلونوئیدی بزرگ یا با فشار بالاتر، برق فقط مدار فرمان (پیلوت) را فعال می‌کند و شیر اصلی توسط اختلاف فشار پنوماتیکی باز و بسته می‌شود.
• مزیت: امکان استفاده از شیرهای بزرگ با مصرف برق کمتر.

نکات مهم درباره شیرآلات برقی پنوماتیک:

• ولتاژ کاری: می‌توانند با ولتاژهای مختلف DC (مثلاً 12V، 24V) یا AC (110V، 220V) کار کنند.
• زمان پاسخ: بسیار سریع هستند و برای کاربردهای اتوماسیون ایده‌آل‌اند.
• نوع نصب: از نظر مکانیکی می‌توانند به صورت دریچه‌ای (poppet valve)، سوزنی، یا کشویی باشند.
• سایز پورت‌ها و ظرفیت جریان: بسته به نیاز سیستم انتخاب می‌شود.
• نوع تغذیه و کنترل: می‌توانند توسط سیستم‌های PLC، رله‌ها، و سایر کنترل‌کننده‌های الکترونیکی فرمان‌پذیر باشند.

۱۳. شیرالات کرایوژنیک

شیرآلات کرایوژنیک (Cryogenic Valves) شیرهای ویژه‌ای هستند که برای کار در دماهای بسیار پایین (معمولاً زیر -۱۵۰ درجه سانتی‌گراد یا -۲۳۸ درجه فارنهایت) طراحی و ساخته می‌شوند. این شیرها در صنایع مختلفی که با گازهای مایع و فرآیندهای سرمایشی سروکار دارند، استفاده می‌شوند.

اصول عملکرد و طراحی شیرآلات کرایوژنیک

1. مواد سازنده:

• فولاد ضد زنگ آستنیتی (Austenitic Stainless Steel): به دلیل مقاومت بالا در برابر شکنندگی در دماهای پایین، متداول‌ترین ماده است.
• آلیاژهای آلومینیوم و برنز: در برخی کاربردها استفاده می‌شوند، به‌ویژه برای قطعاتی که نیاز به هدایت حرارتی مناسب دارند.
• پلیمرهای خاص: برای عایق‌بندی و آب‌بندی.

1. عایق‌بندی حرارتی:

• خلاء (Vacuum): فضای خالی بین بدنه شیر و قطعات داخلی برای کاهش انتقال حرارت از محیط به سیال کرایوژنیک.
• عایق‌های چندلایه (Multi-Layer Insulation – MLI): استفاده از لایه‌های متعدد مواد عایق با بازتاب بالا برای کاهش انتقال حرارت تابشی.
• فوم‌های عایق: پلی‌یورتان یا مواد مشابه برای کاهش انتقال حرارت هدایتی.

1. آب‌بندی:

• آب‌بندهای فلزی: برای اطمینان از آب‌بندی در دماهای بسیار پایین.
• مواد پلیمری خاص (PTFE, PCTFE): با خواص مکانیکی مناسب در دماهای پایین.

1. طراحی برای جلوگیری از تله‌های مایع:

• طراحی باید به گونه‌ای باشد که از تجمع مایع (به‌ویژه اکسیژن مایع) در قسمت‌هایی که ممکن است باعث انفجار شود، جلوگیری کند.

انواع شیرآلات کرایوژنیک

1. شیرهای توپی (Ball Valves):

• برای قطع و وصل سریع جریان استفاده می‌شوند.
• آب‌بندی خوبی دارند و برای گازهای مایع مناسب هستند.

1. شیرهای دروازه‌ای (Gate Valves):

• برای کاربردهایی که نیاز به افت فشار کم است.
• معمولاً برای خطوط لوله بزرگ استفاده می‌شوند.

1. شیرهای کروی (Globe Valves):

• برای تنظیم جریان و کنترل دقیق استفاده می‌شوند.
• افت فشار بیشتری نسبت به شیرهای دروازه‌ای دارند.

1. شیرهای یک‌طرفه (Check Valves):

• برای جلوگیری از بازگشت جریان استفاده می‌شوند.
• در سیستم‌هایی که نیاز به جریان یک‌طرفه دارند، کاربرد دارند.

1. شیرهای سوزنی (Needle Valves):

• برای کنترل بسیار دقیق جریان‌های کم استفاده می‌شوند.
• در آزمایشگاه‌ها و سیستم‌های دقیق کاربرد دارند.

کاربردهای شیرآلات کرایوژنیک

1. صنایع گازهای مایع:

• تولید، ذخیره‌سازی و انتقال گازهای مایع مانند نیتروژن مایع، اکسیژن مایع، آرگون مایع و LNG (گاز طبیعی مایع‌شده).

1. صنعت هوافضا:

• سیستم‌های سوخت موشک‌ها و فضاپیماها.
• تست و آزمایش قطعات در دماهای پایین.

1. پزشکی:

• ذخیره‌سازی نیتروژن مایع برای نگهداری نمونه‌های بیولوژیکی و سلول‌ها.
• دستگاه‌های MRI (تصویربرداری رزونانس مغناطیسی) که از هلیوم مایع برای خنک‌کردن آهنرباها استفاده می‌کنند.

1. صنعت فولاد:

• تامین اکسیژن برای کوره‌های قوس الکتریکی.

1. تحقیقات علمی:

• آزمایش‌های فیزیکی در دماهای بسیار پایین.
• ابررساناها و سایر فناوری‌های پیشرفته.

ملاحظات نگهداری

• بازرسی دوره‌ای: بررسی نشتی، خوردگی و عملکرد صحیح.
• آب‌بندی: اطمینان از سلامت آب‌بندها و تعویض در صورت نیاز.
• آماده‌سازی قبل از استفاده: خنک‌کردن تدریجی شیر قبل از قرارگرفتن در معرض دمای بسیار پایین برای جلوگیری از شوک حرارتی.
• اجتناب از رطوبت: رطوبت می‌تواند منجر به یخ‌زدگی و اختلال در عملکرد شود.

۱۴. شیرالات دفنی

شیرآلات دفنی (Buried Valves) نوعی از شیرآلات هستند که به طور خاص برای نصب در زیر زمین طراحی شده‌اند. این شیرها معمولاً در شبکه‌های توزیع آب، فاضلاب، گاز و سیستم‌های آبیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. طراحی آن‌ها به گونه‌ای است که در برابر خوردگی، فشار خاک، و عوامل محیطی دیگر مقاوم باشند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی داشته باشند.

ویژگی‌های کلیدی شیرآلات دفنی

1. مقاومت در برابر خوردگی:

• پوشش‌های اپوکسی یا پلی‌اتیلن: برای محافظت از بدنه شیر در برابر خوردگی ناشی از رطوبت و مواد شیمیایی موجود در خاک.
• استفاده از مواد مقاوم به خوردگی: مانند فولاد ضد زنگ یا چدن داکتیل با پوشش‌های ویژه.

1. مقاومت مکانیکی بالا:

• طراحی قوی بدنه: برای تحمل فشار خاک و بارهای ترافیکی در صورت نصب در زیر خیابان‌ها.
• اتصالات محکم: برای جلوگیری از نشتی و خرابی در اثر فشار و ارتعاشات.

1. دسترسی آسان برای تعمیر و نگهداری:

• امکان نصب اکستنشن‌ها (Extension Spindles): برای دسترسی به مکانیزم عملکرد شیر از سطح زمین.
• طراحی ماژولار: برای تعویض آسان قطعات بدون نیاز به بیرون آوردن کل شیر از زیر زمین.

1. آب‌بندی مطمئن:

• استفاده از آب‌بندهای با دوام: برای جلوگیری از نشتی و حفظ کیفیت سیال عبوری.
• تست‌های دقیق آب‌بندی: قبل از نصب برای اطمینان از عملکرد صحیح.

انواع شیرآلات دفنی

1. شیرهای توپی دفنی (Buried Ball Valves):

• کاربرد: برای قطع و وصل جریان در شبکه‌های آب و گاز.
• مزایا: آب‌بندی خوب، عملکرد سریع، و مقاومت بالا در برابر خوردگی.
• ویژگی‌ها: دارای اکستنشن برای دسترسی از سطح زمین، پوشش‌های محافظتی برای بدنه.

1. شیرهای پروانه‌ای دفنی (Buried Butterfly Valves):

• کاربرد: برای کنترل جریان در خطوط لوله بزرگ آب و فاضلاب.
• مزایا: وزن کم، نصب آسان، و قابلیت استفاده در فضاهای محدود.
• ویژگی‌ها: دارای گیربکس برای کاهش نیروی مورد نیاز برای باز و بسته کردن شیر، پوشش‌های مقاوم به خوردگی.

1. شیرهای کشویی دفنی (Buried Gate Valves):

• کاربرد: برای قطع و وصل جریان در شبکه‌های آب و فاضلاب.
• مزایا: افت فشار کم در حالت باز، مناسب برای خطوط لوله مستقیم.
• ویژگی‌ها: طراحی مقاوم در برابر خوردگی، اکستنشن برای دسترسی آسان، آب‌بندی مطمئن.

1. شیرهای یک‌طرفه دفنی (Buried Check Valves):

• کاربرد: برای جلوگیری از بازگشت جریان در شبکه‌های آب و فاضلاب و سیستم‌های آبیاری.
• مزایا: عملکرد خودکار، نصب آسان، و مقاومت در برابر خوردگی.
• ویژگی‌ها: طراحی مقاوم در برابر ضربه قوچ، آب‌بندی مطمئن.

1. شیرهای فشارشکن دفنی (Buried Pressure Reducing Valves):

• کاربرد: برای کاهش و تنظیم فشار آب در شبکه‌های توزیع آب.
• مزایا: حفظ فشار ثابت در خروجی، جلوگیری از آسیب به لوله‌ها و تجهیزات.
• ویژگی‌ها: قابلیت تنظیم فشار، عملکرد خودکار، و مقاومت در برابر خوردگی.

ملاحظات نصب و نگهداری

1. انتخاب محل مناسب:

• دور از مناطق با ترافیک سنگین و ارتعاشات زیاد.
• در نظر گرفتن عمق مناسب برای جلوگیری از یخ‌زدگی.

1. آماده‌سازی بستر:

• تسطیح و تراکم بستر برای جلوگیری از نشست نامتقارن.
• استفاده از مواد محافظتی مانند شن و ماسه نرم برای جلوگیری از آسیب به پوشش شیر.

1. نصب صحیح:

• رعایت دستورالعمل‌های سازنده برای نصب و راه‌اندازی.
• اطمینان از محکم بودن اتصالات و عدم وجود نشتی.

1. بازرسی دوره‌ای:

• بررسی عملکرد شیر و اکستنشن‌ها.
• کنترل نشتی و خوردگی.
• روغن‌کاری قطعات متحرک در صورت نیاز.

1. علامت‌گذاری محل نصب:

• استفاده از نشانگرهای سطحی برای مشخص کردن محل دقیق شیر.
• ثبت اطلاعات مربوط به شیر در نقشه‌های شبکه.

۱۵. شیرالات کنترل فشار PLV

شیرالات کنترل فشار، یا شیرهای PLV (Pressure Limiting Valve)، برای کنترل و محدود کردن فشار سیال در یک سیستم استفاده می‌شوند. این شیرها در کاربردهای مختلفی از جمله سیستم‌های تاسیسات، صنایع، و خودروها کاربرد دارند. تفاوت‌های کلیدی این شیرها با سایر شیرهای کنترل فشار در نحوه عملکرد و طراحی آن‌هاست.

نحوه عملکرد:

شیرهای PLV به گونه‌ای طراحی شده‌اند که زمانی که فشار سیال به مقدار تنظیم‌شده رسید، به طور خودکار عمل می‌کنند و جریان سیال را محدود می‌کنند تا از عبور فشار بیشتر از حد مجاز جلوگیری کنند. این عملکرد برای محافظت از تجهیزات، لوله‌ها و سایر اجزای سیستم در برابر آسیب ناشی از فشار بیش از حد حیاتی است.

انواع شیرهای PLV:

انواع مختلفی از شیرهای PLV وجود دارد که هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب هستند. برخی از رایج‌ترین انواع عبارتند از:

• شیرهای دیافراگمی: این شیرها از یک دیافراگم لاستیکی یا فلزی برای کنترل فشار استفاده می‌کنند. دیافراگم در پاسخ به تغییرات فشار، حرکت می‌کند و جریان سیال را محدود می‌کند. این نوع شیرها به طور معمول برای کاربردهای با فشار متوسط و کم استفاده می‌شوند.
• شیرهای پیستونی: این شیرها از یک پیستون برای کنترل فشار استفاده می‌کنند. پیستون در پاسخ به تغییرات فشار، حرکت می‌کند و جریان سیال را محدود می‌کند. این نوع شیرها به طور معمول برای کاربردهای با فشار بالا استفاده می‌شوند.
• شیرهای نوع چک: این شیرها در واقع ترکیبی از شیرهای چک و کنترل فشار هستند. در فشارهای پایین، به عنوان شیر چک عمل می‌کنند و از بازگشت سیال جلوگیری می‌کنند. اما در فشارهای بالاتر، به عنوان شیر کنترل فشار عمل می‌کنند و فشار را محدود می‌کنند.

کاربردهای شیرهای PLV:

شیرهای PLV در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می‌شوند، از جمله:

• سیستم‌های تاسیسات ساختمان: برای کنترل فشار آب در سیستم‌های لوله کشی و جلوگیری از آسیب به لوله‌ها و اتصالات.
• صنایع: برای کنترل فشار در خطوط لوله و مخازن مختلف.
• سیستم‌های آبیاری: برای کنترل فشار آب در سیستم‌های آبیاری و جلوگیری از آسیب به سیستم‌های آبیاری.
• سیستم‌های هیدرولیکی: برای کنترل فشار سیال در سیستم‌های هیدرولیکی و جلوگیری از آسیب به اجزای سیستم.
• سیستم‌های گاز طبیعی: برای کنترل فشار گاز در خطوط لوله گاز و جلوگیری از خطرات ناشی از فشار بیش از حد.

ملاحظات طراحی:

انتخاب نوع شیر PLV به عوامل مختلفی از جمله فشار کاری، دبی، نوع سیال، و محیط کاری بستگی دارد. عوامل مهم در طراحی شیرهای PLV عبارتند از:

• مقاومت در برابر خوردگی: این شیرها باید در برابر خوردگی ناشی از سیال مورد استفاده مقاوم باشند.
• دقت در تنظیم فشار: شیرهای PLV باید فشار را با دقت تنظیم کنند و تغییر فشار را به حداقل برسانند.
• پاسخ سریع: شیرها باید به تغییرات فشار به سرعت پاسخ دهند تا از آسیب به سیستم جلوگیری شود.
• دوام و طول عمر: شیرها باید دوام کافی برای کار مداوم داشته باشند.
• عایق کاری مناسب: در برخی موارد، عایق کاری برای جلوگیری از اتلاف گرما و یا کاهش انتقال صدا ضروری است.

شیرهای PLV نقش مهمی در کنترل فشار سیال در سیستم‌های مختلف دارند. انتخاب مناسب نوع شیر PLV بر اساس نیازهای خاص کاربرد، منجر به عملکرد مطلوب و عمر طولانی سیستم می‌شود. در ادامه به بررسی نحوه نصب شیرالات در سیستم لوله کشی را توضیح می دهیم. شیرالات یا از طریق فلنج ها در سیستم لوله کشی نصب می گردند و یا از طریف جوش که تفاوت این دو را در ادامه برایتان توضیح می دهیم.

تفاوت شیرالات فلنجی و بدون فلنج

تفاوت اصلی بین شیرهای فلنج‌دار و بدون فلنج در نحوه اتصال آنها به لوله‌ها و تجهیزات دیگر است.

شیرهای فلنج‌دار:

• اتصال: با استفاده از فلنج‌ها به لوله‌ها و تجهیزات دیگر متصل می‌شوند. فلنج‌ها قطعات صفحه مانند هستند که روی لوله‌ها یا تجهیزات جوش داده می‌شوند و شیر به این فلنج‌ها متصل می‌شود. این اتصال اغلب نیازمند استفاده از پیچ و مهره و واشرهای مخصوص است.
• مزایا:
• انعطاف‌پذیری: امکان تعویض شیر به راحتی و بدون نیاز به جوشکاری مجدد وجود دارد.
• تعمیر و نگهداری آسان: شیر به راحتی قابل جدا شدن و تعمیر است.
• قابلیت انطباق: با انواع مختلف لوله‌ها و تجهیزات قابل استفاده است.
• حمل و نقل آسان: شیرهای فلنج‌دار معمولاً به راحتی قابل حمل و جابجایی هستند.
• معایب:
• هزینه بیشتر: فلنج‌ها و قطعات مرتبط با آنها هزینه بیشتری دارند.
• زمان نصب بیشتر: نصب شیرهای فلنج‌دار نسبت به شیرهای بدون فلنج زمان بیشتری می‌برد.
• احتمال نشت بیشتر (در صورت عدم نصب صحیح): در صورت عدم استفاده صحیح از پیچ و مهره و واشر ممکن است نشت وجود داشته باشد.

شیرهای بدون فلنج:

• اتصال: به صورت مستقیم به لوله‌ها جوش داده می‌شوند.
• مزایا:
• هزینه کمتر: به دلیل عدم نیاز به فلنج و قطعات مرتبط، هزینه کمتری دارند.
• نصب سریع‌تر: نصب شیرهای بدون فلنج نسبت به شیرهای فلنج‌دار سریع‌تر است.
• نشت کمتر: با جوشکاری صحیح، خطر نشت بسیار کمتر است.
• معایب:
• انعطاف‌پذیری کمتر: تعویض شیر نیازمند جوشکاری مجدد و هزینه و زمان بیشتری است.
• سازگاری محدود: معمولاً با یک نوع خاص از لوله‌ها و تجهیزات قابل استفاده است.
• حمل و نقل دشوارتر: به دلیل جوشکاری مستقیم، حمل و نقل شیرهای بدون فلنج ممکن است پیچیده‌تر باشد.

انتخاب بین شیرهای فلنج‌دار و بدون فلنج به عوامل مختلفی مانند هزینه، زمان نصب، نیاز به تعویض، نوع لوله، و شرایط کاری بستگی دارد. اگر انعطاف‌پذیری و تعمیر و نگهداری آسان اهمیت بیشتری دارد، شیرهای فلنج‌دار مناسب‌ترند. اما اگر هزینه و زمان نصب سریع‌تر مهم‌تر است، شیرهای بدون فلنج انتخاب بهتری هستند.