شیر سماوری

یک شیر سماوری، استوانه‌ای یا مخروطی شکل است و می‌تواند برای کنترل جریان سیّالات، درون بدنۀ شیر بچرخد. شیرهای سماوری بیش از یک مجرای حفره‌ای دارند که جهت سهولت حرکت جریان، از درون شیری که باز است،‌ اغلب به‌صورت افقی تعبیه می‌شوند. متداول‌ترین نوع شیر‌های سماوری مدلی است که دارای دو خروجی باز و بسته‌شو هستند.

این دو خروجی معمولاً در دو سوی شیر، مقابل هم قرار گرفته‌اند و یکی از مجراها، ورودی به خروجی است و میله و دستۀ آن در بالای شیر قرار دارد. همچنین یک شیر سماوری از یک شیر ربع‌گرد نیز استفاده می‌کند که در مواقعی که نیاز به عملکردی فوری و تکرارشونده داریم،‌ به کار می‌آید. سرهای شیر می‌تواند از نوع فلنج،‌ جوشی یا از نوع سرجوش‌خورده باشند.

انواع شیر سماوری و موارد مصرف آن

گرچه انواع مختلفی از شیرهای سماوری داریم، اما چهار دستۀ کلی از این شیر وجود دارد که هر یک مزایای خاصی دارد.

شیر سماوری روان‌کاری شده (روغنی)

شیر روغن‌کاری شده همان‌طور که از نامش پیداست از مواد روغنی که اغلب ساخته شده از یک روغن پایه و بهبود‌دهندۀ گِران‌رَوی (مانند سیلیکافیوم یا آمورف) است که تحت فشار بین سطح و نشیمن‌گاه بدنه تزریق می‌شود تا اصطکاک و شیارهای درزبندی را بپوشاند. تولیدکنندگان شیر به‌طور کلی مواد روغنی را برای جریان سیّال توصیه می‌کنند و شیرها اغلب باید پس از یکی دو دوره (سیکل) به‌طور کامل آب‌بندی شوند و در برخی موارد بعد از هر دوره این کار انجام می‌شود. به دلیل تعمیر و نگهداری زیادی که شیر سماوری لازم دارد، اغلب از آن در کارهایی استفاده مي‌شود که مدام تکرار نمی‌شوند.

شیرهای سماوری روغنی در فرایندهایی به کار گرفته می‌شود که از سیّالاتی حاوی ذراتی با سایندگی ملایم استفاده می‌شود؛ مانند کاربرد در صنایع بالادستی کثیف، سامانه‌های لوله‌کشی گاز که نیاز به شیرهای کنارگذر دارند و شیرهای تخلیۀ از زیر، در جایگاه‌های شیر و شیرهای کیکر.

شیرهای سماوری روان‌کاری نشده

این شیر‌ سماوری از یک بخش شیپوری شکل یا مخروطی مانند استفاده می‌کند که به‌عنوان یک گوِه عمل کرده و یک غلاف پلیمری را به‌سوی حفرۀ بدنه فشار می‌دهد. استفاده از این غلاف، اصطکاک را بین مکانیسم سماوری و بدنه کاهش می‌دهد. در عملکردهایی که لازم است تعمیر و نگهداری به حداقل برسد،‌ اغلب از شیرهای سماوری روان‌کاری نشده، به‌جای نوع روان‌کاری شدۀ آن استفاده می‌شود؛ نظیر سرویس‌های خاص در سولفور، فلورید هیدروژن، یا در مواردی که احتمال به دام افتادن، انسداد یا جامد شدن مایعات وجود دارد. به‌هرحال،‌ شیرهای روان‌کاری نشده، در زمینۀ دما و سازگاری با مواد غیرفلزی تشکیل دهندۀ آن‌ها، دارای محدودیت هستند.

سه نوع اصلی شیرهای سماوری روان‌کاری نشده عبارت‌اند از:

– شیر سماوری دارای غلاف الاستومر

– شیر سماوری آسانسوری

– شیر سماوری کاملاً صاف

شیرهای سماوری غیرمتمرکز (خارج از مرکز)

در طراحی این شیرهای سماوری از یک نیم‌مجرابند استفاده شده که مزیت آن در کاربردهایی است که نیاز به نیروی آب‌بندی بیشتر با حداقل اصطکاک دارند که ناشی از وضعیت‌های باز و بستۀ شیر است. شیرهایی با نشیمن‌گاه گشتاوری، دارای قابلیت‌های بهبود‌یافته‌ای در بستن هستند. شیرهای غیرمتمرکز در حیطۀ گسترده‌ای از کنترل جریان و کاربرد‌های جداسازی مورد استفاده هستند که شامل آب‌های تمیز و کثیف، فاضلاب، گل‌ولای و دوغاب،‌ هوا و خدمات دیگر می‌شود.

شیر سماوری دوگانه

این شیرهای سماوری پیچیده، از قطعات متعددی استفاده می‌کنند که قابلیت انسداد و عبور دوگانه‌ را به معنای واقعی در یک شیر میسّر می‌سازد. در شیر سماوری از مکانیسمی استفاده می‌شود که بین وضعیت باز و بسته می‌چرخد و از هر دو واشر آب‌بندی در مسیر جریان محافظت می‌کند. در طی چرخش، ‌تماسی بین آب‌بند و بدنه وجود ندارد و وقتی شیر بسته است، قطعات کشویی روی نشیمن‌گاه بدنه گسترده می‌شود تا مانع از ساییدگی و خوردگی روی نشیمن‌گاه‌ها شود. از این شیرها اغلب به این سبب استفاده می‌شود که از آلودگی محصول در کاربردهایی که نیاز به جداسازی دوگانه ندارند، جلوگیری شود.

در پایان شیرهای سماوری کاربردهای مفیدی دارند و فناوری جدید و طراحی‌ها، حوزۀ کاربردی این شیرها را در بسیاری از فرایندها افزایش می‌دهد. در صورت نیاز به دریافت اطلاعات بیشتر در مورد این نوع از شیرها، در بخش بررسی انواع مختلف شیرها یا دیگر بخش‌های این وب‌سایت جستجو کنید.

طراحی شیر سماوری

متداول‌ترین طراحی شیر سماوری به‌صورت سرویس مستقیم و دوراهی است و سازه‌ای که شیر را می‌بندد در میانۀ بدنه طراحی شده است. سازۀ مسدود‌کنندۀ شیر متشکل از یک توپک و یک غلاف است، از مدخل بالایی در بدنه قابل دسترس و با یک کلاهک بونت، آب‌بندی شده است. نقشۀ نموداری شیر سماوری در زیر نشان داده شده است.

گذرگاه در حالت باز، با ورودی‌ و خروجی‌‌های شیر در یک خط قرار دارد. وقتی سازۀ مسدود‌کننده، ۹۰ درجه از وضعیت باز می‌چرخد، بخش صلب شیر، جلوی عبور جریان را می‌گیرد و جریان مایع متوقف می‌شود.

در تأسیساتی که با مواد شیمیایی خورنده (نظیر اسید هیدروکلریدریک، اسید سولفوریک و غیره) سروکار داریم، بدنه‌های شیرهای سماوری کاملاً با پوششی از PTFE, PVDF، PVDC، پلی اتیلن،‌ پلی پروپلین و موادی مشابه پوشش داده می‌شود.

شیرهای سماوری سه راهه بسیار متداول هستند و مجرای سوم زاویۀ قائمه با دهانۀ ورودی می‌سازد. در این طراحی سه راهه از عامل مسدود کننده، ‌برای انحراف یا ترکیب جریان استفاده می‌شود.

انحراف جریان_جریان از مدخل ورودی وارد شده و در درون شیر حرکت می‌کند، و از مجراها به یکی دو خروجی هدایت می‌شود. وقتی شیر ۹۰ ‌درجه می‌چرخد جریان به خروجی دیگری راه پیدا می‌کند. در وضعیت مابین این دو، جریان به هر دو خروجی تقسیم می‌شود.

ترکیب جریان_جریان از دو مدخل ورودی به یک خروجی هدایت می‌شود. در زیر شش مدل از این چینش‌ها نشان داده شده است.

برای آنکه یک چرخش ربع‌گرد بدون تماس با بخش بالایی و پایینی شیر سماوری، داشته باشیم نیاز به آرایشی حلقه مانند (کولار) برای مسدود کردن داریم. کولار توقف طوری طراحی شده که هم‌اندازۀ بالای شیر باشد و در نتیجه با میلۀ شیر می‌چرخد. روی کلاهک بونت در مسیر ربع‌گرد، یک کلید ثابت تعبیه شده است. با حرکت میلۀ شیر، مانع از حرکت کولار توقف و شیر به خارج از قلمروی ربع‌گرد می‌شود.

کاربردهای شیر سماوری

• شیرهای سماوری بیشتر در تأسیساتی با فشار و دمای پایین کاربرد دارند، اما گاهی به شکلی طراحی می‌شوند که مناسب دما و فشار بالا نیز باشند.
• شیرهای سماوری، شیر‌هایی با ظرفیت بالا هستند که می‌توان از آن‌ها برای کنترل جریان هدایتی حتی در سامانه‌هایی با وکیوم متوسط استفاده کرد.
• شیرهای سماوری می‌توانند به‌طور مؤثری گاز و سوخت مایع را جابه‌جا کنند.
• شیرهای سماوری، قادرند جریان‌هایی با بیشترین دما، مانند آب رسیده به دیگ بخار، محصول میعان و سازه‌هایی از این ‌دست را به‌ سلامت جابه‌جا کنند.
• شیرهای سماوری در تنظیم جریان مایعاتی کاربرد دارند که حاوی جامدات معلق نظیر دوغاب‌ها هستند.

مزایا و معایب شیرهای سماوری

مزایا

• شیرهای سماوری طراحی ساده و تعداد کمی قطعات دارند.
• شیرهای سماوری به‌راحتی باز و بسته می‌شوند. (به‌جز در ابعاد بزرگ‌تر)
•  شیرهای سماوری را می‌توان در محل عملیات، تعمیر و نگهداری کرد.
• شیرهای سماوری گران‌روی پایینی دارند.
• شیرهای سماوری عایق‌بندی خوبی را در برابر نشتی‌ها تأمین می‌کنند.

معایب

• نخستین حرکت (برای باز کردن یا بستن شیر)‌ به دلیل اصطکاک بالا نیاز به مقدار زیادی نیرو دارد.
• NPS 4 (DN100)  و شیرهای سماوری بزرگ‌تر نیاز به گیربکس یا یک محرک دارند.
•  در شیرهای سماوری به سبب شیر مخروطی آن، انتقال جریان محدود می‌شود.
• به‌طورکلی،‌ شیرهای سماوری بهای بالاتری نسبت به شیرهای توپی دارند.