ولو چیست؟

ولو یا VALVE وسیله ای است که برای باز کردن، بستن، مسدود کردن جزئی یا نتظیم جریان سیال استفاده می شود. در واقع یک شیر صنعتی یا ولو یک وسیله مکانیکی است که جریان و فشار سیال را در یک سیستم یا فرآیند کنترل می کند. بنابراین اساس کار ولو، کنترل جریان و فشار سیال است..

انواع شیرآلات صنعتی

در لوله کشی صنعتی یا پایپینگ بسته به نیاز از انواع ولو استفاده می شود. انواع شیرآلات صنعتی عبارتند از::

گیت ولو یا شیر دروازه (Gate Valve)

گلوب ولو یا شیر کروی (Globe Valve)

چک ولو یا شیر چک (Check Valve)

پلاگ ولو یا شیر سماوری (Plug valve)

بال ولو یا شیر توپی (Ball Valve)

باترفلای ولو یا شیر پروانه ای (Butterfly Valve)

نیدل ولو یا شیر سوزنی (Butterfly Valve)

پینچ ولو یا شیر پینچ (Pinch Valve)

پرشر ریلیف ولو یا شیر فشار (Pressure Relief Valve)

در ادامه درباره هر یک از انواع ولو توضیح بیشتری می دهیم.

کاربرد انواع شیرآلات صنعتی چیست؟

عملکرد های اصلی شیرآلات عبارتند از:

• قطع و وصل جریان
• تنظیم فشار سیال
• جلوگیری از برگشت آب
• دستگاه ها را ایمن نگه می دارد
• کنترل جریان سیالات

گیت ولو یا شیر دروازه (Gate Valve)

رایج ترین نوع ولو در هر کارخانه است. گیت ولو یک شیر با حرکت خطی است که برای شروع یا توقف جریان سیال استفاده می شود. این شیرها یا در حالت کاملا باز یا کاملا بسته هستند. شیر دروازه یا گیت ولو تقریبا در تمام فرایندهایی که سیالاتی مانند هوا، گاز، سوخت، آب، بخار، روغن روان کننده، هیدروکربن و سایر سیالات وجود دارند، مورد استفاده قرار می گیرد. گیت ولو به خوبی جریان سیال را قطع می کند.

گلوب ولو یا شیر کروی (Globe Valve)

یکی دیگر از شیرآلات صنعتی، گلوب ولو برای توقف، راه اندازی و تنظیم جریان سیال استفاده می شود. گلوب ولو در سیستم هایی استفاده می شود که کنترل جریان سیال مورد نیاز است و پیشگیری از نشتی نیز ضروری است. گلوب ولو در مقایسه با گیت ولو جریان را بهتر قطع می کند و از آن گران تر است. برای مطالعه بیشتر در مورد شیر کروی ها مقاله شیر کروی چیست و کاربرد انواع گلوب ولو را بخوانید.

انواع گلوب ولو عبارتند از:

• نوع Z (Z types)
• نوع Y (Y types)
• انواع زاویه دار (Angle Types)

چک ولو یا شیر چک (Check Valve)

چک ولو از جریان برگشتی در سیستم لوله کشی جلوگیری می کند. فشار سیالی که از خط لوله عبور می کند، شیر را باز می کند و هر جریان معکوسی، شیر را می بندد.

انواع چک ولو از گروه شیرآلات صنعتی عبارتند از:

• نوع چرخشی (Swing Type)
• نوع بالا برنده (Lift Type)
• نوع صفحه دوگانه (Dual Plate Type)
• ولو چک متوقف کننده (Stop Check Valve)

پلاگ ولو یا شیر سماوری (Plug valve)

پلاگ ولو یک شیر حرکت چرخشی یک چهارم است که برای متوقف کردن یا شروع جریان استفاده می شود. دیسک به شکل مخروطی است که دارای گذرگاهی برای عبور جریان است. پلاگ ولو به عنوان شیر توقف یا راه اندازی جریان سیال استفاده می شود و قادر به حذف حباب است.

پلاگ ولو یا شیر سماوری را می توان در شرایط گوناگون از حالت خلاء تا کاربردهای فشار و دمای بالا استفاده کرد

انواع پلاگ ولو عبارتند از:

پلاگ ولو با پورت مستطیلی (Rectangular Port)

پلاگ ولو با پورت گرد (Round Port)

پلاگ ولو با پورت لوزی (Diamond Port)

پلاگ ولو روانکار (Lubricated Plug Valve)

پلاگ ولو غیر روانکار (Non-lubricated Plug Valves)

پلاگ ولو چند پورته (Multi-Port Plug Valves)

بال ولو یا شیر توپی (Ball Valve)

یک شیر حرکت چرخشی یک چهارم است که از یک دیسک توپی شکل برای توقف یا شروع جریان استفاده می کند. اکثر شیرهای توپی از نوع سریع الاثر هستند که برای کارکردن شیر نیاز به چرخش 90 درجه ای دسته سوپاپ دارد. شیر توپی کوچکتر و سبکتر از گیت ولو با همان اندازه و درجه است.

انواع بال ولول عبارتند از:

شیر توپی 3 طرفه (3 Way Ball Valve)

شیر توپی شناور (Floating Ball Valve)

شیر توپی نصب شده بر روی ترانیون  (Trunnion Mounted Ball Valve)

شیر توپی با ورودی بالا (Top entry)

شیر توپی با ورودی جانبی (Side entry or split body)

شیر توپی با بدنه سه تکه (Three-piece body)

باترفلای ولو یا شیر پروانه ای (Butterfly Valve)

شیر پروانه ای یک شیر حرکت چرخشی یک چهارم است که برای توقف، تنظیم و شروع جریان استفاده می شود. شیر پروانه ای بدنه مدور کوتاهی دارد. باترفلای ولو به دلیل طراحی فشرده و وزن سبک در مقایسه با سایر ولوها به فضای کمتری نیاز دارد.

انواع شیرهای پروانه ای یا باترفلای ولو عبارتند از:

انتهای فلنج دار (Flanged Ends)

انتهای ویفری (Wafer type Ends)

انتهای لاگ (Lug type Ends)

انتهای مناسب جوش لب به لب (Butt Welded type End)

شیر پروانه ای افست صفر (Zero offset Butterfly Valve)

شیر پروانه ای افست دوبل (Double offset Butterfly Valve)

شیر پروانه ای افست سه گانه (Triple offset Butterfly Valve)

نیدل ولو یا شیر سوزنی (Needle Valve)

نیدل ولو یا شیر سوزنی از نظر طراحی شبیه گلوب ولو است و بزرگترین تفاوت آنریال وجود دیسک نوک تیز سوزنی شکل است. شیرهای سوزنی برای کنترل بسیار دقیق جریان در سیستم های پایپینگ با قطر کوچک طراحی شده اند. نام این ولو از شکل دیسک مخروطی نوک تیز الهام گرفته است.

پینچ ولو یا شیر پینچ (Pinch Valve)

پینچ ولو یا شیر پینچ به عنوان شیر گیره ای یا clamp valve نیز شناخته می شود. این یک شیر حرکت خطی دارد. از پینچ ولو برای شروع، تنظیم و توقف جریان سیال استفاده می شود. در این ولو یک لوله لاستیکی، که لوله پینچ نام دارد، طی مکانیزم پینچ حرکت سیال را کنترل می کند. Pinch Valve برای انتقال دوغاب ها، مایعات با مقادیر زیادی جامدات معلق و سیستم هایی که مواد جامد را به صورت پنوماتیکی انتقال می دهند، ایده آل است.

پینچ ولو (Pinch valve) یک نوع شیر بوده که برای کنترل جریان سیال در لوله ها و تجهیزات مختلف استفاده می شود. این شیر دارای دوتیغه بوده و با چرخش آن ها، جریان سیال را ایجاد، مسدود یا کنترل می کند. پینچ ولوها با توجه به مواد سازنده آن ها برای کاربردهای مختلفی مانند کنترل جریان آب، گاز، شیمیایی و غیره استفاده می شود. همچنین این شیر برای جلوگیری از جریان سیال در هنگام توقف خطوط لوله و نگهداری آن ها نیز کاربرد دارد.

مزیت اصلی این مدل شیر عبور مستقیم جریان و عدم وجود قطعات متحرک داخلی است. محیط و مایع عبوری از دریچه کاملاً از ناحیه کار شیر جدا می شوند.

این شیر از یک لایه پوششی ساخته شده از لاستیک یا مواد مصنوعی دیگر با مکانیسم گسترش تشکیل شده است. تمام قسمت های اپراتور شیر در قسمت بیرونی شیر قرار دارند. این لایه لاستیکی به بدنه شیر معروف است. بدنه شیر پینچ از مواد طبیعی و مصنوعی ساخته شده است که خواص مقاومتی خوبی دارند. این خواص کمترین آسیب را به دریچه وارد می کند و ازاین رو مانعی برای جریان وجود ندارد.

برای آشنایی با شیرهای سوزنی تصویر زیر را مشاهده کنید:

پرشر ریلیف ولو یا شیر کاهش فشار یا شیر تخلیه فشار (Pressure Relief Valve)

تخلیه فشار یا کاهش فشار یک عملیات است که از طریق استفاده از یک قطعه قابل تنظیم یا بازشونده انجام می شود. شیر تخلیه فشار یا کاهش فشار یک قطعه یا وسیله در صنعت است که برای کاهش فشار درون یک سیستم یا دستگاه استفاده می شود. این قطعه به عنوان فیلتر هوا یا رگولاتور معروف است. این قطعه به کاربر امکان می دهد تا به سادگی فشار هوا را در یک محل خاص کاهش دهد یا به آن افزوده شود.

رگولاتورها و فیلترهای هوا به عنوان بازشونده‎های فشار نیز مشهور هستند. آن ها برای قطع کردن شیرها به فشار پایین تر، فشار بالاتر یا فشار تغییر نشده توسط کاربر مورد استفاده قرار می گیرند. این قطعات به عنوان فیلتر هوا استفاده می شوند تا به سادگی فشار هوا در یک محل خاص کاهش یا افزایش یابد.

این شیرها به عنوان یک ایمنی برای جلوگیری از شکست سیستم یا تجهیزات درنتیجه افزایش فشار ناشی از انجام عملیات اضطراری یا ناخواسته یا هرگونه خطا یا نقصی در دستگاه مورد استفاده قرار می گیرند. با فشرده شدن فشار بیش از اندازه درون سیستم، شیر تخلیه فشار، فشار را به صورت خودکار کاهش می دهد و از احتمال شکست دستگاه جلوگیری می کند. در واقع، عمل شیر تخلیه فشار یعنی کاهش فشار درون سیستم به روش منظم و قابل پیش بینی، به گونه ای که شکست سیستم یا تجهیزات به دلیل فشار بیش از حد ممکن نشود.

شیر کاهش فشار یا شیر اطمینان برای محافظت از تجهیزات یا سیستم پایپینگ در شرایط فشار بیش از حد یا خلاء استفاده می شود. این شیر، فشار اضافی یا خلاء ایجاد شده را با فشار کنترل شده آزاد می کند

.

انواع پرشر ریلیف ولو عبارتند از:

• شیرهای کاهش فشار با قابلیت بسته شدن دوباره (Reclosing-type pressure relief devices)
• شیرهای کاهش فشار بدون قابلیت بسته شدن دوباره (Non-reclosing type pressure relief devices)
• شیرهای ایمنی (Safety Relief Valves)
• شیر کاهش فشار (Pressure Relief Valve)
• شیر کاهش خلاء (Vacuum Relief Valve)
• شیر تخلیه فشار (Vacuum Relief Valve)

 معیارهای انتخاب صحیح ولو یا شیرآلات صنعتی مورد نظر (Valve Selection)

با توجه به ویژگی های مایع؛ شما باید دریچه ای را انتخاب کنید که در برابر سایش و خوردگی سیال و سایر علائم مقاوم باشد. عوامل مؤثر در انتخاب شیر تخلیه فشار عبارت اند از:

• نقشه کشی

توجه به نقشه ضروری است تا لوله کشی با نقشه انجام شود و انقباض و انبساط و لرزش لوله و پشتیبانی آن از محل اتصال لوله به شیر در نظر گرفته شود.

• نوع کاری که باید با شیر انجام شود

اینکه هر دو شیر باید در فشار و دمای بالا یا در فشار و دمای پایین کار کنند و یا اینکه شیر باید به صورت دستی یا خودکار کار کند. تأثیر مهمی در انتخاب سوپاپ دارد.

• حجم شیر

موضوع مهم دیگر محاسبه سایز است، ابتدا باید اندازه لوله ای که می تواند ظرفیت حرکت مایع را با افت فشار فراهم کند محاسبه شود و حجم شیر نیز با مقدار محاسبه شده تطبیق داده شود.

• دما و فشار

نوع شیر کاملاً با دما و فشار سیال مرتبط است. استفاده از شیرآلات راحت برای تسهیل کار در کشورهای مختلف استاندارد شده و در دسترس همگان است.

• جنس شیر

بر جریان سیالات خورنده ناشی از اثرات شیمیایی – زنگ زدگی و رسوبات – برای جلوگیری از آلودگی. شیرها باید با آبونیت، پلاستیک، سرامیک یا شیشه پوشانده شوند. در ساخت شیرآلات بیشتر از چدن، برنز، نیکل، مس، فولاد، فولاد ضدزنگ و همچنین آلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم استفاده می شود

.

• افت فشار

هنگام قرار دادن دستگاه شیر در خط لوله، به دلیل مقاومت و تغییر جهت سیال و اصطکاک لوله و تغییرات اجتناب ناپذیر شرایط جریان، افت فشار ایجاد می شود. افت فشار به صورت آب، گاز، بخار انواع مختلف محاسبه می شود.

• مکانیزم راه اندازی شیر تخلیه

یکی از مؤثرترین مسائل انتخاب سوپاپ، سیستم فعال سازی واحد است. سیستم شیر می تواند مکانیکی، هیدرولیک، برقی یا پنوماتیکی باشد. یک ابزار دستی بسیار ساده که به طور مستقیم یا غیرمستقیم با استفاده از یک دسته یا پیچ بر روی شیر کار می کند. محرک بخشی از یک شیر اتوماتیک است که دستورات سیستم محرک را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند و باعث باز و بسته شدن شیر می شود.

فرمان برقی به دلیل گرانی تجهیزات رایج نیست. کنترل هیدرولیک زمانی استفاده می شود که دسترسی به هوای خشک و فشرده وجود نداشته باشد یا دمای هوا به حدی پایین باشد که آب موجود در هوا متراکم شده و منجر به مسدود شدن مجرای مویرگی شود.به طور کلی بیش از دو نوع کنترل هوا وجود دارد، دیگر استفاده نمی شود.

انواع ولو بر اساس نوع عملکرد

ولوها عملکردهای مختلفی را یک در سیستم پایپینگ انجام می دهند، مانند:

• توقف و شروع جریان سیال: باز یا بسته بودن یک ولو، اجازه عبور سیال را می دهد یا جریان سیال را متوقف می کند.
• کنترل جریان سیال: برخی از ولوها به شما امکان می‌دهند تا جریان سیال را کاملا قطع یا کاملا باز کنید. همچنین می توانید با باز کردن به صورت نیمه یا بخشی از ولو، جریان سریال را کنترل کنید.
• کنترل جهت جریان سیال: وجود ولو با چند پورت به شما امکان می دهد در مورد مسیر حرکت سیال تصمیم بگیرید.
• تنظیم شدت جریان یا فشار در سیستم پایپینگ: برخی از شیرهای کنترل اتوماتیک با تنظیم باز و بسته شدن، جریان و فشار درون سیستم را حفظ می کنند.
• کاهش فشار یا خلاء سیستم پایپینگ یا تجهیزات: شیر تخلیه فشار و خلاء، کل سیستم پایپینگ را از فشار بیش از حد و خلاء محافظت می کند.

.

ولوهای جداسازی یا ایزولاسیون (Isolation valve)

ولوهای جداسازی یا ایزولاسیون در صورت نیاز منبع سیال را جدا یا قطع می کند. گیت ولو، بال ولو، پلاگ ولو، ولو پیستونی، ولو دیافراگمی، ولو پروانه ای و شیر پینچ در این دسته قرار می گیرند.

ولوهای رگولاسیون یا کنترلی (Regulation valve)

ولوهای رگولاسیون یا کنترلی، جریان سیال را تنظیم می کنند. گلوب ولو، ولو سوزنی، ولو پروانه ای، ولو دیافراگمی، ولو توپی، پلاگ ولو و شیر پینچ به عنوان شیر کنترل استفاده می شوند. همانگونه که می بینید برخی از ولوها دارای اهداف دوگانه هستند. مانند گلوب ولو و شیر توپی که می توانند به عنوان شیر ایزولاسیون و شیر کنترلی استفاده شوند.

ولو ایمنی (Safety relief valve)

شیر تخلیه فشار و خلاء برای جلوگیری از فشار بیش از حد و خلاء در سیستم استفاده می شود که از آسیب رسیدن به لوله ها و تجهیزات پیشگیری می کند.

ولو بدون بازگشت (Non-Return valve)

شیر بدون برگشت یا نان-ریترن مانند چک ولو چرخشی و چک ولو بالابرنده، از جریان برگشتی در سیستم جلوگیری می کند.

ولوهای خاص (Special Pupose valve)

برخی از شیرآلات صنعتی برای خدمت به یک هدف خاص طراحی شده اند. مانند ولو چند پورته، ولو نایف گیت و ولو خطی کور.

طبقه بندی شیرآلات صنعتی بر اساس اتصالات انتهایی

یکی از روش های طبقه بندی شیرآلات صنعتی، دسته بندی آنها براساس اتصالات انتهایی شیر است.

• پیچی یا رزوه ای که با رزوه همسان با انتهای لوله وصل می شود. از این اتصالات معمولا در ابعاد کمتر از 1.5 اینچ استفاده می شود.
• اکثر ولوهای مورد استفاده در سیستم پایپینگ دارای انتهایی از نوع فلنجی است. از این اتصالات معمولا در ابعاد بیشتر از 2 اینچ استفاده می شود.
• از ولوهای دارای انتهای جوش لب به لب (یا بات ولد Butt-welded) در شرایط فشار و دمای بسیار بالا استفاده می شود. از این اتصالات معمولا در کلاس بالاتر از 900 استفاده می شود.
• از ولوهای دارای سوکت جوشی در فشار کم استفاده می شوند. از این اتصالات معمولا در ابعاد کمتر از 2 اینچ استفاده می شود.
• چک ولو و شیر پروانه ای با انتهای ویفری در بازار موجود هستند. این نوع انتها زمانی استفاده می شود که فضای کار بسیار محدود باشد.

انواع ولو بر اساس جنس مورد استفاده

یکی دیگر از روش های طبقه بندی شیرآلات صنعتی، دسته بندی آنها براساس جنس آنها است. مهمترین مواد مورد استفاده برای تولید انواع ولو عبارتند از:

• فولاد کربنی
• فولاد آلیاژی
• چدن
• برنز
• فولاد زنگ نزن
• چدن داکتیل
• چدن داکتیل با روکش نیکل
• آلومینیوم
• مس
• برنج
• سیلیکون برنز
• آلومینیوم برنز
• مونل (Monel)
• استلایت (Stellite)
• هاستلوی (Hastelloy)
• شیشه
• فولادهای خاص
• غیر فلزات مانند PP، PVC

انواع ولو بر اساس درجه بندی فشار و دما

یکی دیگر از روش های طبقه بندی شیرآلات صنعتی، دسته بندی آنها براساس درجه بندی فشار و دما است.

بر اساس درجه بندی فشار و دما، انواع شیرهای زیر در بازار موجود است.

ولوهای کلاس 150 (فشار مجاز = 16 بار)

ولوهای کلاس 300 (فشار مجاز = 40 بار)

ولوهای کلاس 400 (ولوهای کلاس 400 گاهی اوقات در صنعت پایپینگ استفاده می شوند و کمتر رایج هستند.)

ولوهای کلاس 600 (فشار مجاز = 100 بار)

ولوهای کلاس 900 (فشار مجاز = 160 بار)

ولوهای کلاس 1500 (فشار مجاز = 250 بار)

ولوهای کلاس 2500 (فشار مجاز = 400 بار)

انواع شیرآلات صنعتی بر اساس نحوه باز و بسته شدن

یکی دیگر از روشهای طبقه بندی شیرآلات صنعتی، دسته بندی آنها براساس نحوه باز و بسته شدن ولو است.

ولوهای با حرکت خطی

از یک عامل بستن جریان استفاده می کنند که در یک خط مستقیم حرکت می کند و جریان را شروع یا متوقف یا نیمه باز می کند. عامل بستن جریان می تواند یک دیسک یا ماده انعطاف پذیری مانند دیافراگم باشد. ولوهای حرکت خطی در عملکرد کندتر هستند، اما سطح دقت و پایداری بالاتری در فرایند بستن دارند.

ولوهای حرکتی چرخشی

یک دیسک را می چرخانند یا آن را از پین لولا که دیسک را نگه می دارد می چرخانند.

شیرهای ربع چرخشی

با چرخش 90 درجه، شیر را به طور کامل بسته یا کاملا باز می کنند. به دلیل این چرخش سریع، عملکرد آنها بسیار سریعتر از شیرهای حرکت خطی است.