شیر سماوری

شیر سماوری

شیر سماوری یا Plug Valve چیست؟ شیرسماوری یاPlug Valve یکی از زیر شاخه های اصلی شیرآلات صنعتی است که با نام پلاگ ولو نیز شناخته می شود گروه پترو صنعت دژکاوه مفتخر است که بهترین برند های شیر سماوری را دراختیار شما بگذارد ،

شبر سماوری دارای یک دیسک استوانه ای و یا مخروطی و یک یا چند مجرای توخالی افقی است که با چرخاندن آن می توان جریان سیال درون شیر را باز، بسته و یا کنترل نمود. از شیر سماوری برای مایعات و یا گازهای مختلف شامل مایعات خنثی از جمله روغن و یا آب، مایعات خورنده اسیدی یا قلیایی، دوغاب، گازهای خنثی مانند بخار و یا هوا، گازهای خورنده شامل کلر و بخارات اسیدی و … استفاده می گردد. امکان ثبت سفارش شیرهای سماوری به شکل های مختلف فلنجی، توپی یا جوش لب به لب و با جنس بدنه ریخته گری شده و یا آهنگری شده وجود دارد.

شیرهای سماوری در دسته بندی شیرهای قطع و وصل قرار می گیرند. از این دسته از شیرآلات صنعتی در فرآیندها و سیستم های پرفشار، استفاده می شود. پلاگ ولو بر اساس استاندارد  API 6D-API 599-BS5353  ساخته می شود و سپس بر اساس استاندارد API 6D نیز مورد تست و آزمایش قرار می گیرد. در صورتی که مایل هستید با جزئیات بیشتری از شیر سماوری آشنا شوید، تا انتهای این مقاله از سایت پترو صنعت کاوه همراه ما باشید.

شیر سماوری چیست؟

شیرسماوری یا شیر مخروطی از جمله شیرآلات صنعتی است که برای قطع و وصل کردن جریان کارایی دارد. تفاوت اصلی شیرسماوری با دیگر شیرآلات صنعتی، از نظر مجرابند می باشند. مجرا بند شیرسماوری یا پلاگ ولو به صورت استوانه ای و یا مخروطی طراحی شده است. این نوع شیر، دارای یک پلاگ و یا دیسک است که همانطور که اشاره کردیم متناسب با نوع و کارایی شیر به شکل استوانه ای و یا مخروطی طراحی می گردد.

شیر سماوری جزو پرمصرف ترین شیرآلات صنعتی در زمینه پایپینگ و لوله کشی صنعتی می باشد. طراحی بدنه شیرسماوری به گونه ای است که افت فشار بسیار کمی را برای جریان سیال ایجاد می کند.

بدنه شیر مخروطی به گونه ای طراحی شده است که در آن یک مجرابند مخروطی و یا استوانه ای استفاده می شود. در این شیرها یک سوراخ برای عبور جریان تعبیه شده است. با چرخش 90 درجه ای دسته، قسمت سوراخ شده مجرا بند با ورودی و خروجی شیر در یک راستا قرار می گیرد و اینگونه مسیر عبور سیال باز می شود. ظرفیت شیرسماوری، وابسته به قطر دهانه مجرابند است. هر چه قطر در نظر گرفته شده برای این شیر، به قطر ورودی و خروجی شیر نزدیک تر باشد، بازدهی شیر نیز بالاتر می رود.

شیر سماوری چیست؟

عملکرد شیر سماوری

با چرخاندن عملگر، استم شیرسماوری منجر به چرخش پلاگ و یا دیسک شیر می شود. مکانیسم شیرسماوری مشابه با شیرهای پروانه ای است. به طوری که برای باز و بسته شدن شیر به یک ربع چرخش شیر نیاز می باشد. به این معنی که با چرخش 90 درجه ای پلاگ شیر سماوری، سیال از آن عبور می کند. در شیرهای سماوری ، زمانی که پلاگ ولو در حالت باز قرار دارد، سیال بدون زاویه وارد شیرسماوری شده و از آن خارج می شود. به همین دلیل دارای کمترین میزان افت فشار می باشد.

از مهم ترین ویژگی های شیر سماوری، حجم دبی است. نحوه محاسبه دبی به این صورت می باشد که حجم دبی خروجی برابر است با حجم دبی ورودی با احتساب افت فشار ناشی از برخورد سیال به پلاگ. در واقع میزان افت فشار سیال در اثر عبور از شیرسماوری از حجم دبی ورودی کم می شود و اینگونه دبی خروجی محاسبه می گردد.

در شیرسماوری به دلیل اینکه افت فشار بسیار کم است، حجم دبی ورودی و خروجی دارای اختلاف کمی با یکدیگر هستند. به همین دلیل شیرسماوری و یا شیرمخروطی، قادر به ایجاد دبی مطلوبی است.

شیرهای سماوری معمولا به صورت دو پورت ورودی و خروجی تولید می شوند. اصطلاحا به این نوع از شیرهای صنعتی، چهار وجهی یا چهار راهی نیز گفته می شود. اما با توجه به اینکه چند پورت ورودی دارند، از آن ها برای انحراف جریان نیز استفاده می گردد.

عملکرد شیر سماوری

مزیت ها و معایب شیر سماوری چیست؟

شیرسماوری مشابه با دیگر شیرآلات صنعتی دارای برخی مزایا و معایب است که در ادامه به آن ها پرداخته ایم.

مزایای شیر سماوری

  • طول عمر شیرهای سماوری، نسبت به دیگر شیرآلات قطع و وصل بیشتر است.
  • قیمت شیرهای مخروطی نسبت به شیرهای توپی جهت استفاده برای برخی سیالات خاص، ارزان تر می باشد.
  • با توجه به عملکرد ربع گرد بودن، سرعت عمل باز و بسته شدن این شیرآلات نسبت به شیرآلات قطع و وصلی دیگر بالاتر می باشد.
  • برای تزریق مواد آببندی در شیرهای سماوری، نیاز به خارج کردن آن از سیستم لوله کشی نمی باشد. چراکه امکان تجدید آب بندی کردن از قسمت بالایی شیر امکان پذیر خواهد بود.
  • از تفاوت های اصلی شیرسماوری با شیرتوپی، مقاومت بالای آن در دماهای بسیار بالا است.
  • شیرهای سماوری به دلیل اینکه طراحی ساده تری دارند، با قطعات کمتری تولید می شوند. ضمن اینکه تعمیر و نگهداری این نوع شیر صنعتی نیز آسان است.
  • شیر سماوری در همان وضعیت که تنظیم می شود، باقی می ماند.
  • وضعیت باز و بسته کردن شیر به راحتی و توسط اپراتور قابل کنترل است.
  • این نوع شیرها عایق بندی خوبی دارند و میزان نشتی آن ها بسیار کم است.

معایب شیر سماوری

  • در نخستین حرکت به دلیل وجود اصطکاک بالا، به نیروی زیادی نیاز می باشد.
  • در شیرهای سماوری بزرگ برای باز و بسته کردن به گیربکس و یا یک محرک نیاز است.
  • شیرهای سماوری نسبت به دیگر شیرآلات صنعتی از جمله شیرهای توپی، دارای قیمت بالاتری هستند.

کاربرد پلاگ ولو چیست؟

پلاگ ولو و یا شیرسماوری، در واقع یک شیر دستی ربع چرخشی می باشد که با استفاده از یک پلاگ مخروطی یا استوانه ای، جریان را قطع و وصل می کند. بدنه شیر سماوری و یا شیرمخروطی باید به گونه ای طراحی شود که با چرخش 90 درجه ای پلاگ، سیال به راحتی عبور کند. با این طراحی می توان گفت که شیرسماوری برای قطع و وصل کردن جریان کارایی دارد. به طوری که اگر از آن برای کنترل کردن سیال استفاده شود، شیر دچار افت فشار شده و به تدریج و با گذشت زمان، آسیب می بیند.

 از کاربردهای پلاگ ولو موارد زیر است:

  • از شیرسماوری برای انواع سیالات شامل روغن یا آب، مایعات خورنده شامل اسیدی یا قلیایی، گازهایی شامل بخار یا هوا، گازهای خورنده شامل کلر و بخارات اسیدی استفاده می شود. به طور کلی شیرهای سماوری می توانند به طور موثری گاز و سوخت مایع را جا به جا کنند.
  • از شیر سماوری برای کاربری هایی با دما و فشار پایین استفاده می شود. البته برخی از مدل های این شیر جهت استفاده در کاربردی هایی با دما و فشار بالا کارایی دارند.
  • متناسب با ظرفیت بالای این دسته از شیرها، از آن ها برای کنترل جریان مستقیم استفاده می شود.
  • شیرهای مخروطی در خطوط انتقال انرژی، صنایع شیمیایی، تاسیسات صنعتی، کشتیرانی، صنایع فولاد، کارخانه سیمان، پالایشگاه نفت و … کارایی دارند.
  • از شیرسماوری در خطوط گاز و همینطور سیستم های تحت فشار، برای باز و بسته کردن سریع استفاده می گردد.
اجزای اصلی شیر سماوری

اجزای اصلی شیر سماوری

شیرسماوری متشکل از چندین اجزا ساده است که در ادامه پیرامون هریک توضیحاتی را آورده ایم.

بدنه شیر سماوری

شیر سماوری مطابق با استاندارد API 6D-API 599-BS5353 ساخته می شود. بدنه این شیر شامل درگاه های ورودی و خروجی شیر می باشد و دیگر اجزای شیرمخروطی را در کنار یکدیگر نگه داشته است.

در ساخت بدنه شیرسماوری از متریال مختلفی شامل فولاد، برنج، برنز، چدن، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و PVC  یا PVDF استفاده می گردد. اینکه در ساخت بدنه از چه متریالی استفاده شود، به شرایط کارکرد شیر بستگی دارد.

برای استفاده در جهت قطع و وصل کردن جریان سیالی که یک ماده شیمیایی خورنده همچون اسید سولفوریک است، از شیرهای سماوری روکش دار با پوشش محافظ PTFE ، PVDF ، PVDC ، پلی اتیلن، پلی پروپیلن یا پلیمر استفاده می شود. پوشش های نامبرده، از بدنه شیر در برابر اثرات خورنده مواد شیمیایی، محافظت می کنند. در برخی موارد که رعایت شرایط بهداشتی ضرورت دارد، از شیرسماوری پلاستیکی ضد زنگ استفاده می گردد.

پلاگ شیر سماوری

پلاگ شیرسماوری و یا شیر مخروطی، از مهم ترین اجزای آن است که دارای تاثیر زیادی در طول عمر این دسته از شیرها می باشد. پلاگ شیرسماوری و یا شیرمخروطی، به شکل یک استوانه و یا یک مخروط طراحی می شود. سوراخ و یا پورت تعبیه شده بر روی پلاگ شیرسماوری، به یکی از چهار حالت زیر طراحی می شود:

  • شیرسماری که دارای پلاگ صد در صد تریم است. در این صورت حجم دبی ورودی با حجم دبی خروجی برابر می باشد. ضمن اینکه پوشش دهی و پرداخت کاری پلاگ نیز به صورت صد در صد انجام شده است.
  • شیر سماوری با 50 درصد تریم که در این صورت حجم دبی خروجی برابر با نصف حجم ورودی است. پوشش دهی و پرداخت کاری این نوع، 50 درصد کمتر از نمونه قبلی می باشد.
  • شیرسماوری با پلاگ 12 درصد تریم که در این صورت حجم دبی خروجی برابر با 0.25 درصد از حجم ورودی است. پرداخت و پوشش دهی سطحی آن نیز 12 درصد کمتر از حالت های قبلی می باشد.
  • شیرسماوری با پلاگ V port که از نظر کارکرد مشابه با 50 درصد تریم است.

شیرهای سماوری از نظر انواع پلاگ به دو دسته پلاگ ولو با توپی استوانه ای و پلاگ ولو با توپی مخروطی تقسیم می شوند.

پلاگ ولو با توپی استوانه ای

از شیرسماوری با پلاگ استوانه ای، بر اساس نوع آب بندی پلاگ و بدنه استفاده می شود. معمولا در این دسته از شیرهای سماوری از یک ترکیب آببند کننده یا انبساط حجمی توپی استفاده می شود.

پلاگ ولو با توپی مخروطی

در این نوع شیرسماوری با پلاگ مخروطی، با توجه به اینکه جا به جایی آن به صورت طولی است، توپی مخروطی به گونه ای است که می تواند نشتی به وجود آمده در اثر سایش ذرات را برطرف کند و آب بندی مورد نظر را انجام دهد.

این عمل به دو صورت قابل انجام است. در مورد اول پلاگ با قرار گیری بر روی نشیمنگاه بدنه، به صورت 90 درجه نیز می چرخد. در حالت دوم، پلاگ در زمان چرخش از نشیمنگاه بلند می شود و پس از چرخش، مجدد بر روی سطح بدنه قرار می گیرد.

ساقه یا محور (Stem) شیرسماوری

ساقه یا محور، پلاگ یا مغزی شیر را به دسته شیر و یا محرک متصل می کند. همزمان با چرخش دسته، محور و پلاگ با هم می چرخند. محور شیرسماوری از بخشی به نام درپوش و یا بونت عبور می کند که در بردارنده پکینگ آببندی برای جلوگیری از نشت سیال است.

محرک شیرسماوری

محرک شیرسماوری جهت تغییر موقعیت شیر از حالت باز به بسته و برعکس کارایی دارد. شیرهای سماوری را می توان با محرک های مختلفی شامل دسته، اهرم، چرخ دستی و یا محرک های مجهز به سیستم دستی فعال نمود.

پلاگ مورد استفاده در شیرسماوری، نسبت به شیرهای توپی بزرگ تر می باشند. به همین دلیل به گشتاور بیشتری نیز نیاز دارند. در همین راستا دستگیره در نظر گرفته شده برای شیرسماوری بزرگ تر از شیرهای توپی است. برای شیرهای مخروطی با اندازه بزرگ تر، معمولا از محرک های دنده ای استفاده می گردد.

معیار طبقه بندی شیر سماوری

طبقه بندی شیر سماوری با در نظر گرفتن معیارهای مختلفی صورت می گیرد که در ادامه به آن ها پرداخته ایم.

طبقه بندی شیرسماوری بر اساس نوع اتصال

  • فلنجی
  • جوشی
  • رزوه ای
  • خاردار
  • جوشی سوکتی

بدنه پلاگ ولو و یا شیر مخروطی معمولا در سایزهای پایین دو اینچ، به صورت رزوه ای طراحی می شود. این در حالی است که در سایزهای بزرگ، معمولا این دسته از شیرها به صورت فلنجی طراحی می گردند. شیرهای سماوری مورد استفاده در فشارهای بالا به صورت جوشی با ساقه بلند و یا ساقه کوتاه تولید می گردند.

طبقه بندی شیرسماوری بر اساس جنس بدنه شیر

  • فولادی (فولاد ضد زنگ)
  • برنجی
  • چدنی
  • استیل

از شیرسماوری برنجی برای تاسیسات آب گرم استفاده می شود، چراکه قادر به تحمل فشار تا 16 بار می باشد. از شیرسماوری فولادی معمولا برای انتقال انرژی مخصوصا سیال گاز استفاده می گردد. از شیرهای مخروطی استیل نیز برای سیال گاز استفاده می کنند. به طوری که در ایستگاه های گاز جهت تقلیل فشار کارایی دارند.

طبقه بندی شیرسماوری بر اساس محرک یا اکچویتور

  • دستی یا اهرمی
  • الکتریکی

طبقه بندی شیرسماوری بر اساس روغن کاری

  • پلاگ ولو روانکاری شده (Lubricated Plug Valves)
  • پلاگ ولو بدون روانکاری (Non-Lubricated Plug Valves)

طبقه بندی شیرسماوری بر اساس سایز و کلاس

  • تولید در ابعاد 0.5 تا 24 اینچ
  • تولید در کلاس 150، 300، 600، 900، 1500 و 2500

طبقه بندی شیر سماوری بر اساس آلیاژهای مورد استفاده در ساخت آن ها

  • ASTM A182 F11
  • ASTM A182 F22
  • ASTM A182 F347
  • ASTM A182 F91
  • ASTM A182 F304,304L
  • ASTM A182 F316,316L
  • ASTM A217 WC9
  • ASTM A217 C12A
  • ASTM A351 CF8, CF3
  • ASTM A351 CF8M, CF3M

طبقه بندی شیرسماوری بر اساس ظاهر و بدنه

  • شیرسماوری استاندارد
  • شیر سماوری وارونه

طبقه بندی شیرسماوری بر اساس پلاگ

  • پلاگ ولو با توپی استوانه ای
  • پلاگ ولو با توپی مخروطی

انواع شیرسماوری

در ادامه به شرح انواع شیر سماوری یا شیر مخروطی می پردازیم:

پلاگ ولو روانکاری شده (Lubricated Plug Valves)  

دسته ای از شیرهای سماوری نیاز به روغن کاری و یا گریس کاری دارند. از این نوع شیرسماوری زمانی که تعداد دفعات باز و بسته شدن در خطوط لوله کشی بسیار زیاد است و یا اینکه رسوبات و مواد جامد در خط وجود دارد، استفاده می شود.

در تولید این نوع شیر معمولا از فلزات استفاده می گردد. به همین دلیل احتمال وجود نشتی با آن ها وجود دارد. در صورتی که فاصله میان قطعات در این روش کاهش پیدا کند، گشتاور بیشتری تولید می شود که منجر به بروز سایش در قطعات داخلی شیر می گردد. معمولا برای رفع این مشکل بر روی بدنه شیر و پلاگ آن، شیارهایی را ایجاد می کنند. سپس با تزریق گریس از قسمت بالایی شیر، روان کاری آن صورت می گیرد و آببندی به شیوه مطلوبی ایجاد می گردد.

معمولا برای روانکاری شیرهای سماوری، از گریس های پایه سنتتیک، پایه حیوانی و پایه گیاهی استفاده می گردد. البته بر اساس نتایج استفاده از گریس در این زمینه، گریس های پایه سنتتیک کارایی بهتری در روانکاری پلاگ شیرهای مخروطی دارند.

این دسته از شیرهای سماوری، دارای مزیت های بسیاری هستند که در ادامه به آن ها اشاره کرده ایم :

  • سهولت در باز و بسته شدن
  • جلوگیری از اصطکاک میان قطعات
  • تعویض نشیمن بدون آسیب دیدن آن
  • جلوگیری از اکسیداسیون داخل شیر
  • و …

از شیر سماوری با قابلیت روغن کاری پلاگ، معمولا در صنعت گاز استفاده می گردد.

پلاگ ولو بدون روانکاری  (Non-Lubricated Plug Valves)

این دسته از شیرهای سماوری نیاز به روغن کاری ندارند. در این نوع شیرمخروطی، جهت آببندی مجرابند و بدنه، از دو رینگ ثابت داخل بدنه که مجرا بند در میان آن ها می چرخد، استفاده می گردد. یا سطح بین بدنه و مجرابند را با استفاده از مواد پلیمری می پوشانند که تماس میان دو فلز ایجاد نشود.

در بسیاری از مکان ها شامل صنایع زیر زمینی، امکان روانکاری قطعات وجود ندارد که در چنین شرایطی می توان از این دسته از شیرهای سماوری استفاده کرد. از مزیت های شیرسماوری بدون نیاز به روغن کاری، این است که در این صورت روغن روانکاری در معرض سیال قرار نمی گیرد. همین موضوع از بروز مشکلات در تجهیزات پایین دستی جلوگیری می کند. به طوری که می توان از این نوع شیر در خطوط سیالات حساس استفاده کرد.

در شرایطی که به شیرسماوری با تعمیرات کم نیاز است، همانند سرویس های سولفور، فلورید هیدروژن و یا زمانی که احتمال جامد شدن سیالات و انسداد شیر وجود دارد، شیرهای سماوری روانکاری نشده به نوع روانکاری شده، ترجیح داده می شوند.

در این نوع شیرمخروطی، غالبا از سیت غیرفلزی استفاده می شود. به همین دلیل برای کاربردهای خاصی از نظر دما، فشار و نوع سیال انتقالی مناسب می باشد.

شیر سماوری خارج از مرکز 

شیرسماوری خارج از مرکز دارای یک نیم مجرا بند می باشد و مزیت اصلی آن این است که برای کاربردهایی که به نیروی آب بند بیشتر و حداقل اصطکاک نیاز است، کارایی دارند. این دسته از شیرها در مقایسه با شیرهای سماوری خارج از مرکز، از قابلیت انسداد بالاتری برخوردار می باشند.

از شیرسماوری خارج از مرکز، معمولا برای استفاده جهت انتقال آب های کثیف، فاضلاب، گل و لای و لجن، هوا و … استفاده می گردد.

شیر سماوری کشویی دوگانه (انسداد و عبور دوگانه)

شیرسماوری کشویی دوگانه، پیچیده ترین طرح شیرسماوری است. چراکه دارای قطعات متعددی می باشد که زمینه کارایی موثر این نوع شیر در زمینه انسداد و عبور دوگانه را فراهم می کند. از این دسته از شیرها، در صنعت مواد غذایی، جهت جلوگیری از آغشته شدن دو محصول با یکدیکر استفاده می گردد.

سخن آخر

در این مقاله از وبسایت پترو صنعت کاوه، به بررسی جزئیات شیر سماوری پرداختیم. شیرسماوری دارای کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف از جمله صنایع شیمیایی، تاسیسات صنعتی، کشتیرانی، صنایع فولاد، کارخانه سیمان، پالایشگاه نفت و … می باشد.

ضمن اینکه شیرهای پلاگ ولو در انواع مختلف از نظر جنس بدنه شامل فولادی، چدنی، استیل و در انواع مختلف از نظر نوع اتصال شامل فلنجی، جوشی، رزوه ای، خاردار، جوشی سوکتی و … تولید می شوند.

وجود انواع مختلفی از شیرهای سماوری، برای بسیاری از افراد در هنگام خرید این نوع شیر، چالش انگیز شده است. به طوری که نمی دانند کدام شیر سماوری برای کاربرد مدنظر آن ها مناسب تر است. شما عزیزان می توانید برای خرید شیرسماوری متناسب با کاربردی که مدنظر دارید، با کارشناسان پتروصنعت کاوه تماس بگیرید و مشاوره رایگان دریافت کنید.

مجموعه پترو صنعت کاوه ارائه دهنده انواع شیرآلات صنعتی از جمله انواع شیرهای سماوری می باشد. شما عزیزان می توانید ابتدا از طریق تماس با کارشناسان تیم فروش مجموعه، پیرامون شیرتوپی مورد نظر و متناسب بودن آن با کاربردی که مدنظر دارید، مشاوره دریافت کنید. سپس اقدام به ثبت سفارش و خرید شیرتوپی با کیفیت بالا و قیمت مناسب از طریق این مجموعه نمایید.

تماس با کارشناسان ما