همه چیز در مورد شیر سماوری یا پلاگ ولو

شیر سماوری یا پلاگ ولو (Plug Valve) نوعی شیر یک چهارم دور است، که از یک قطعه استوانه ای شکل یا مخروطی برای مسدود کردن یا باز کردن مسیر عبور جریان سیال استفاده می کند. زمانی که دسته شیر 90 درجه از حالت باز به بسته تغییر موقعیت می دهد، مغزی داخلی می چرخد ​​و قسمت توپر مغزی در راستای مسیر عبور جریان قرار می گیرد و باعث مسدود شدن جریان می شود. با چرخاندن دسته به حالت باز، استوانه داخلی دوباره چرخانده می شود، اما در این موقعیت سوراخ یا شکاف استوانه در مسیر عبور جریان قرار می گیرد. و اجازه می دهد مایع از شیر عبور کند. از بسیاری جهات، پلاگ ولو یا شیر سماوری از نظر عملکرد شبیه شیر توپی می باشد. که اطلاعات بیشتر در مورد این نوع ولو را می توانید در مقاله همه چیز در مورد شیر توپی بیابید.

در این مقاله مروری بر خصوصیات شیر سماوری یا پلاگ ولو، شامل اجزا و عملکرد، انواع مختلف، مشخصات کلیدی و مزایا و محدودیت ها ارائه می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع دیگر شیر آلات صنعتی، راهنمای ما را در مورد مهمترین نکات خرید و انتخاب شیرهای صنعتی مطالعه فرمایید.

اجزا، قطعات و عملکرد شیر سماوری یا پلاگ ولو

اجزای پلاگ ولو مشابه انواع دیگر شیرهای کنترل سیالات است – اصلی ترین این اجزا عبارتند از:

بدنه شیر
پلاگ یا استوانه شیر
پورت شیر
ساقه یا محور (Stem) شیر
محرک شیر
شکل 1 زیر تصویری ساده از سطح مقطع یک شیر سماوری یا پلاگ ولو را همراه با اجزا آن نشان می دهد.

بدنه شیر سماوری

بدنه یا محفظه شیر شامل درگاه های ورودی و خروجی شیر است و سایر اجزای پلاگ ولو را در یک مجموعه در کنار هم نگه می دارد. بدنه شیرها معمولا از مواد مختلفی از جمله فولاد ، برنج ، برنز ، چدن ، فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم ، PVC یا PVDF ساخته می شود. انتخاب مواد بستگی به شرایط کارکرد شیر دارد. برای کاربردهایی که شامل یک ماده شیمیایی خورنده است (به عنوان مثال اسید سولفوریک)، از شیر سماوری روکش دار استفاده می شود. این شیرآلات با پوشش محافظ PTFE ، PVDF ، PVDC ، پلی اتیلن، پلی پروپیلن یا پلیمر مشابهی که در قسمت داخلی بدنه دریچه پوشیده می شوند. این پوشش از بدنه شیردر برابر اثرات خورنده مواد شیمیایی محافظت می کند. در مواردی که رعایت شرایط بهداشتی ضروری است، مانند کارخانه های تولید لبنیات و مواد غذایی، از مدل های شیر پلاستیکی ضد زنگ بهداشتی استفاده می شود.

پلاگ یا مغزی شیر سماوری

پلاگ یا استوانه شیر بخشی است که به عنوان مکانیزم کنترل جریان شیر سماوری عمل می کند – از لحاظ عملکردی شبیه به توپی یا کره در شیر توپی است و بسته به قرار گرفتن سوراخ آن در جهت جریان یا عمود بر جریان، به سیال اجازه عبور داده و یا از عبور آن جلوگیری می کند.

درگاه یا پورت شیر سماوری:

درگاه (Port) شیر سماوری، دهانه ای است که به مغزی یا پلاگ شیر منتهی می شود. شکل دهانه یا بازشو پلاگ ولو معمولاً مستطیل شکل است اما ممکن است به شکل الماس یا گرد نیز باشد که در شکل زیر نشان داده شده است.

ساقه یا محور (Stem) شیر سماوری:

محور، پلاگ یا مغزی شیر را به دسته شیر (یا محرک) متصل می کند و همزمان با چرخاندن دسته، محور و پلاگ چرخانده می شوند. محور یا ساقه از بخشی به نام درپوش (Bonnet) عبور می کند که پکینگ آببندی را برای جلوگیری از نشت سیال در خود نگه می دارد. پلاگ ولو ها معمولا با بدنه فلزی ساخته می شوند تا بدون نیاز به برداشتن شیر از روی سیستم لوله کشی، تعمیر شوند. مدل ارزان قیمت دیگری از شیرهای سماوری وجود دارد که جنس پلاستیکی داشته و برای کاربردهای آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از شیرها طور کلی غیر قابل تعمیر هستند.

محرک شیر

محرک شیر برای تغییر موقعیت یا حالت ولو از باز به بسته و بالعکس عمل می کند. پلاگ ولو ها را می توان با استفاده از دسته، اهرم، چرخ دستی یا محرک مجهز به سیستم دستی فعال کرد – که گاهی اوقات به عنوان عملگر نیز شناخته می شود-. از آنجا که عنصر کنترل جریان (پلاگ) دارای سطحی بزرگتر از توپ یا کره در یک شیر توپی با همان سایز یا اندازه است، گشتاور مورد نیاز شیر سماوری نیز می تواند بیشتر باشد. این نیاز بیشتر به نیروی گشتاور باعث می شود که دستگیره های شیرهای پلاگین بزرگتر از دسته های شیرهای توپی باشند. این واقعیت باید هنگام برنامه ریزی برای نصب شیرها مورد توجه قرار گیرد.

برای پلاگ ولو های با اندازه بزرگتر، از محرک های دنده ای، استفاده می شود. راندمان مکانیکی بیشتر باعث می شود که بتوان گشتاورهای عملیاتی را برای حالت دستی فراهم نمود.

اصل اساسی کارکرد شیر سماری ساده است – حرکت یک چهارم دور دسته ولو یا محرک، موقعیت پلاگ یا استوانه را تغییر می دهد تا درگاه شیر از حالت موازی با جهت جریان به حالت عمود بر جهت جریان در بیاید. این حرکت حالت پلاگ ولو را از باز به حالت بسته تغییر می دهد. برگرداندن موقعیت دسته، حالت شیر ​​را به حالت باز در خواهد آورد.

انواع مدل های شیر سماوری یا پلاگ ولو

انواع مختلفی از شیرهای سماوری در بازار موجود است که شامل موارد زیر می شود:

1. پلاگ ولو روغنکاری شده
2. پلاگ ولو بدون روغن
3. پلاگ ولو با درگاه چندگانه

روغن یا روان کننده در شیر های سماوری روغن کاری شده با فشار زیاد بین پلاگ (مغزی) و نشیمنگاه (سیت) شیر تزریق می شود. افزودن روان کننده باعث کاهش اصطکاک، کاهش گشتاورعملکرد شیر و ایجاد آب بندی می شود. به طور کلی شیرهای سماوری روغنکاری شده، نسبت به سایر شیرها بیشتر نیاز به نگهداری دارند. زیرا برای حفظ قابلیت آب بندی شیر، گاهی اوقات فقط پس از چند یا حتی یک بار باز و بسته شدن، نیاز به روانکاری اضافی دارند. بنا بر این، اینگونه شیرها فقط برای کاربردهایی مناسب هستند که نیازی به باز و بسته شدن مکرر شیر وجود ندارد.

توجه به این نکته نیز مهم است که انتخاب روغن روانکاری، باید بر اساس ماهیت یا خصوصیات محیط یا سیالی که از شیر عبور می کند، انجام شود. روان کننده به عنوان یک آببند کننده، تجدیدپذیر عمل می کند و نباید توسط سیالی که از شیر عبور می کند، حل شود. چرا که حل شدن روغن در سیال عبوری، منجر به آلودگی مایع و از بین رفتن آببندی بین مغزی و بدنه شیر خواهد شد. و شیر در چنین شرایطی نشتی پیدا خواهد نمود. همچنین، هنگام انتخاب روغن روان کننده برای استفاده، باید دمای سیال عبوری را نیز در نظر گرفت.

در شیرهای سماوری بدون روغن از روان کننده برای آب بندی استفاده نمی شود. در عوض یک آستر الاستومری که در پایین پلاگ (مغزی) و بدنه شیر قرار دارد، شرایط آببندی شیر را فراهم می کند. این آستر یا پوشش به منظور کاهش اصطکاک بین مغزی و بدنه شیر و همچنین ایجاد آببندی در شیر مورد استفاده قرار می گیرد. شیر سماوری بدون روغن در مواردی که انجام تعمیر و نگهداری مشکل است، به عنوان مثال در مواردی که سیالات واکنش زا یا مواد شیمیایی خطرناک در خط لوله جریان دارد مورد استفاده قرار می گیرد.

اکثر پلاگ ولوها شامل یک درگاه ورودی و خروجی هستند، اما در برخی از مدلها نیز تعداد بیشتری درگاه برای اتصالات فراهم شده است. چنین شیرهایی فراتر از شیرهای قطع و وصل ساده مورد استفاده قرار می گیرند. پلاگ ولوهای چند پورت به صورت طرح های 3 ، 4 و 5 طرفه در دسترس هستند که می توانند یک شیر سماوری چند منظوره را جایگزین چندین شیر قطع و وصل معمولی کنند. موقعیت شیر ​​می تواند برای اتصال یک درگاه ورودی با یک یا چند درگاه خروجی باشد، چنین خصوصیتی، پلاگ ولو را قادر می سازد تا جریان را منحرف کند یا چند جریان را با هم مخلوط کند. این شیرها به صورت پیکربندی “L” یا “T” در بازار ارائه می شوند.

مشخصات فنی کلیدی شیر سماوری یا پلاگ ولو

مشخصات فنی که به طور معمول توسط تولید کنندگان یا تامین کنندگان برای شیرهای سماوری ذکر می شود، در ادامه ارائه شده است. توجه داشته باشید که این اطلاعات برای دانش عمومی است و صرفا به شما در تعامل با تأمین کنندگان کمک می کند. بنا براین جهت انتخاب دقیق ولو برای انجام پایپینگ یا لوله کشی صنعتی بایستی کاتالوگ محصولات را از سازنده دریافت نمایید. همچنین ممکن است این مشخصات از یک منبع به منبع دیگر تغییر نماید.

متریال بدنه شیر – موادی که بدنه یا محفظه شیر از آن ساخته شده است، مانند فولاد ضد زنگ، PVC ، PVDF ، برنج ، چدن یا برنز.
تعداد پورت ها – مدل پورت ولو، مانند دو طرفه، 3 طرفه یا 4 طرفه.
متریال پلاگ یا مغزی شیر سماوری – موادی که پلاگ (مغزی) کنترل جریان از آن ساخته شده است. گزینه های متداول مواد شامل برنج ، فولاد ضد زنگ یا پلاستیک است.
شکل شیر یا ولو- شکل شیر را به صورت خطی ، L یا T نشان می دهد.
سایز لوله – قطر لوله ای که شیر در آن نصب شده است. اندازه شیرهای سماوری متداول با اندازه لوله ها هماهنگی دارند تا سهولت در اندازه گیری و نصب را تسهیل کنند.
شکل پورت – نمایانگر مدل و طرح پورت ( مانند مستطیل ، الماسی یا مدور) است.
نوع اتصال – نشان دهنده مدل اتصالات پورت مورد نظر برای شیر است. گزینه های معمول برای این مورد شامل جوشی ، رزوه ای ، خاردار ، فلنج و جوشی سوکتی ( socket weld) است.
جنسیت اتصال – مشخص می کند نوع اتصال به اصطلاح نر یا ماده است.
نوع رزوه – برای اتصالات رزوه ای ، نوع رزوه را روی پورت شیر مانند NPT ، UNF ، NPTF ، BSPT و غیره منعکس می کند.
متریال نشیمن یا سیت (Seat) شیر – موادی که سیت شیر از آن ساخته شده است، مانند فلز یا فلوروپلیمر را مشخص می کند.
متریال آب بندی – مواد استفاده شده جهت آب بندی شیر
سرعت جریان یا ضریب جریان – اندازه گیری توانایی شیر برای عبور سیال، بر اساس واحد حجم در واحد زمان است. بعضی اوقات ، دبی به صورت ضریب جریان Cv بیان می شود که به عنوان تعداد گالن های آب 60 درجه فارنهایت تعریف می شود که می تواند در هر دقیقه با افت فشار 1 psi از دریچه عبور کند.
حداکثر نرخ فشار یا دامنه فشار – محدوده فشار عملیاتی شیر را تعیین می کند. این مقدار ممکن است دمای عملکرد را نیز منعکس کند.
کاربرد سیال یا مایع عبوری– نوع مایع یا گازی را که شیر در معرض آن قرار دارد نشان می دهد، مانند آب، گاز طبیعی، مازوت، هوا، روغن هیدرولیک، مواد غذایی، حلال ها و غیره. ماهیت سیال و ویژگی های آن مواد مناسب را برای بدنه شیر، مواد آب بند، سیت یا نشیمنگاه، مغزی و سایر اجزا تعیین می کند.
نوع محرک یا اکچویتور – وسایلی را که توسط آن شیر سماوری (پلاگ ولو) تغییر وضعیت می دهد، توصیف می کند. مثلاً انواع دستی (دسته یا اهرم)، یا الکتریکی.
گشتاور عملیاتی – مقدار گشتاور مورد نیاز برای چرخاندن شیر بین حالت باز و بسته را بر اساس N-m یا lbs-F مشخص می کند.

مزایا و محدودیت ها

شیرهای سماوری دارای مزیت های زیر می باشند:

• از نظر طراحی ساده هستند. شیر سماوری از این نظر مشابه شیر کشویی می باشد.
• با توجه به نیاز به چرخش یک چهارم دور برای تغییر وضعیت از حالت باز به بسته، عملکرد آنها سریع است.
• برای مدل های قابل تعمیر ، تعمیر و نگهداری می تواند در حالت نصب نیز انجام شود.
• مدل های با تعداد وروی های (port) بیشتر نیز در بازار موجود هستند.
• افت فشار جریان در آنها حداقل می باشد.

همچنین برخی از محدودیت های شیر سماوری عبارتند از این که پلاگ ولو قادر به تنظیم دقیق جریان نیست، همچنین به دلیل اصطکاک قابل توجه، نیازمند گشتاور عملیاتی بالاتری می باشد و ممکن است به یک محرک (اکچویتور) اتوماتیک در اندازه های بزرگتر نیز نیاز داشته باشد.

خلاصه

در این مقاله خلاصه ای از موراد مربوط به شیرهای سماوری، از جمله اجزا سازنده، انواع مختلف، مشخصات اصلی، مزایا و محدودیت ها ارائه شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سایر موضوعات و همچنین دریافت راهنمایی های بیشتر با کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان مشورت نمایید.

منابع:

https://www.thomasnet.com/articles/pumps-valves-accessories/about-plug-valves/?_ga=2.170097696.1853457978.1614586864-1562872844.1614586860

https://www.piping-world.com/plug-valve-introduction

https://hardhatengineer.com/what-is-plug-valve-a-complete-guide-for-engineer/