شیر سوزنی چیست؟

شیر سوزنی یا نیدل ولو از نظر ساختار بسیار شبیه به شیر کروی است و از گونه شیرهای صنعتی محسوب می شود.

شیرهای سوزنی در تمام خط های لوله کشی کاربرد دارند و به عنوان یکی از مهم ترین محصولات در تأسیسات ساختمانی شناخته شده اند. در واقع شیر سوزنی یک شیر با حرکت خطی است.

این محصولات معمولا پورت های کوچکی دارند که به علت پلانگر سوزنی خود، توانایی تنظیم و کنترل فلوی سیاه را دارند. اندازه این پورت ها بین 1.8 الی 2 اینچ متغیر است. محل نصب این شیرها عموما در مکان هایی است که کنترل دبی در آن قسمت مورد نیاز است (با توجه به شکل سوزنی و خاص آن ها).

این محصولات جریان تمیز یا سیالات را به صورت دقیق کنترل می کنند و می توان از آن ها به عنوان شیرهای انسدادی استفاده نمود. بنابراین شیرهای سوزنی صرفا جهت نرخ پایین جریان استفاده می شوند و نسبت به سایر انواع شیرها مانند شیر کشویی، شیر توپی، شیر پروانه ای و … که مجرای مستقیم دارند باعث ایجاد افت فشار از ورودی تا خروجی شیر می شوند. بنابراین در مواقعی که افت فشار یک عامل کنترلی محسوب شود و برای سیستم مضر باشد به هیچ عنوان نباید از شیرهای سوزنی استفاده کرد.

جهت جلوگیری از کاهش طول عمر مفید و عملکرد رضایت بخش شیر سوزنی بهتر است که میزان سیال و درجه کنترل، میزان افت فشار و کارکرد مورد نظر در طراحی شیر سوزنی مورد توجه بیشتری قرار بگیرد. بنابراین به این نتیجه می رسیم که حداکثر میزان فشار دیفرانسیلی در سطح دیسک از 20 درصد حداکثر فشار بالادستی یا 1380 کیلوپاسکال فراتر نرود.

هنگام انتخاب شیرآلات سوزنی باید به چهار ویژگی اصلی توجه بسیاری داشت :

• جنس
• اندازه
• دما
• فشار

شیرهای سوزنی بسیار شبیه به شیرهای گلوب یا بشقابی هستند. تفاوت آنها در شکل مسدودکننده اریفیس است که این مسدودکننده شبیه یک مخروط کامل یا ناقص است.

جلوگیری از ارتعاش، استهلاک و کاهش یا افزایش یکنواخت سطح مقطع عبور سیال نسبت به حرکت قطعه مسدود کننده مهم ترین ویژگی و مزیت شیرهای سوزنی محسوب می شود. یکی از نقاط ضعف شیرهای سوزنی عدم دسترسی به قطعات داخل شیر است و برای هرگونه تغییرات یا خارج کردن اجسام خارجی که ممکن است داخل شیر گیر کرده باشد باید تمام شیر از خط لوله خارج شود زیرا مکانیزم داخل شیر پیچیده است و برای دسترسی به آن باید تمام قطعات شیر را باز کرد.

نحوه عملکرد شیرهای سوزنی

در شیرهای سوزنی جریان به سمت یک حفره کوچک می رود و بعد از چرخش 90 درجه خود به سمت نوک یک مخروط می رود. این شیرها به این دلیل که بسیار قابل اطمینان هستند در مواردی که حساس و نیاز به دقت بالایی است بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربرد شیر سوزنی

• از کاربردهای اصلی شیرسوزنی می توان کنترل جریان و محافظت گیج را نام برد که از خطرات ناشی از افزایش ناگهانی فشار مایعات و گازها در داخل لوله است.
• کاربرد دیگر این شیرها در مواقعی که متریال آن ها ویسکوزیته هستند و غلظت کمتری دارند نیز استفاده می شود.
• این شیرها در سیستم های هیدرولیک با فشار کاری کم و فرآیندهای شیمیایی، سرویس های مایع و گاز بیشتر به کار می روند.
• در خطوط انتقال سیالات که شامل مواد دارویی، غذایی و شیمیایی هستند.
• یکی از اصلی ترین کاربرد شیر سوزنی می توان به استفاده از این شیرها به عنوان شیرهای خاموش و روشن و دریچه گاز نیز اشاره کرد.
• در انواع صنایع برای کنترل و اندازه گیری مایعات مانند گاز، آب، هوا، بخار و … کاربرد دارند.
• در آزمایشگاه های نفت و پتروشیمی و به طور کل در زمینه ابزار دقیق بسیار استفاده می شوند.

دسته های مختلف شیرهای سوزنی

شیرهای سوزنی به چهار دسته کلی تقسیم می شوند و این تقسیم بندی از نظر تغییرات نسبت به افت فشار در شیر و جلوگیری از خلاء زایی انجام می شود :

• شیر سوزنی معمولی
• شیر سوزنی رینگ پره ای
• شیر سوزنی شیاردار
• شیر سوزنی با سبد مشبک

شیر سوزنی معمولی : کاربرد این شیر در مواقعی است که به عنوان شیر قطع و وصل می شود و تنظیم جریان در شرایطی که اختلاف فشار زیاد است. کاربرد دیگر این شیر در کنترل خطوط لوله است و اینکه در آن ها فشار زیاد در قبل از شیر به فشار کم تر در بعد از شیر تبدیل می شود اما حتما در خروجی شیر فشار بیشتر از فشار اتمسفر باید باشد.

شیر سوزنی رینگ پره ای : از این شیر برای تخلیه به اتمسفر می توان استفاده کرد و بیشتر برای کاهش فشار بیشتر از نوع اول مورد استفاده قرار می گیرد.

شیر سوزنی شیاردار : از این شیر جهت اپتیمم کردن کارکرد پمپ استفاده می شود. همچنین جهت تنظیم جریان و فشار در مواقعی که اختلاف فشار زیاد و فشار پایین دست مانند ورودی مخازن کم باشد کاربرد دارد.

شیرسوزنی با سبد مشبک : این شیر ضد کاویتاسیون است و جهت کاهش فشار زیاد و یا تخلیه به اتمسفر کاربرد بسیاری دارد.