همه چیز در مورد شیر سوزنی یا نیدل ولو (Needle Valve)
شیرسوزنی یا نیدل ولو (Needle valve) شیر مخصوصی است که اصولاً برای اندازه گیری جریان سیال استفاده می شوند. استفاده از این نوع ولو در درجه اول محدود به سیستم های کوچکی مانند ابزار دقیق یا تنظیم سوخت است که توانایی کنترل دقیق جریان سیال در آنها پر اهمیت تر می باشد. شیر های سوزنی در دو پیکربندی (Configuration) اصلی بدنه موجود هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سایر شیرهای صنعتی ، لطفاً به مقاله انواع ولو ها یا شیر آلات صنعتی مراجعه فرمایید.
انواع مدل های شیر سوزنی یا نیدل ولو
شیر سوزنی از سه قسمت اصلی تشکیل شده است، بدنه ، نشیمن یا سیت شیر، و مجموعه محور یا ساقه، پکینگ و کلاهک. در بسیاری از موارد، شیرهای سوزنی به اندازه ای کوچک هستند که می توان بدنه آنها را مستقیماً از پروفیل های چهار یا شش گوش ماشینکاری کرد. پیکربندی های معمول برای این نوع ولو، شامل مدل های با جریان Z و L داخل شیر می باشد.
محور یا ساقه شیر سوزنی، معمولاً دارای رزوه های ریز است تا امکان تنظیم سوزن را به اندازه میکرومتر نسبت به سیت (seat) فراهم کند. برای جلوگیری از اثر لرزش در تغییر تنظیمات ولو، غالباً نوعی قفل داخلی یا پیچ روی محور شیر تعبیه می شود. همچنین، برخی اوقات مقیاسی برای اجازه تنظیم مجدد و دقیق سرعت جریان در نظر گرفته می شود. تولیدکنندگان رابطه بین چرخش های محور (Stem) و ضریب جریان Cv را در قالب نمودارها و منحنی هایی ارائه می دهد.
نوک یا انتهای محور (Stem) بسته به نوع کاربرد مورد نظر می تواند نسبتاً بلند و مخروطی یا تا حدی کوتاه و صاف باشد. معمولاً شکل سیت نیز مخروطی است تا با انتهای محور یا سوزن (Needle) مطابقت داشته باشد. حالت مخروطی محور برای تنظیم دقیق جریان مورد استفاده قرار می گیرد. ساقه یا محورهای V شکل، برای قطع جریان بدون وجود نشت در ولو های اریفیسی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از این مدل استم یا محور برای ایجاد جریان کامل با چرخش های نسبتاً کم استم استفاده می شود. ضمناً مدلهایی که از فلز به عنوان متریال قسمت انتهایی استم یا ساقه استفاده می شود، عمر طولانی تری خواهند داشت.
نحوه آببندی شیر سوزنی
پکینگ خاص این نوع ولو ها که داخل سرپوش (Bonnet) قرار گرفته است. عملکرد بدون نشتی از کنار محور شیر را تضمین می کند. معمولاً از ارینگ (O-ring) یا مواد گرافیتی به عنوان پکینگ استفاده می شود. در برخی از مدل ها، برای جلوگیری از ارتباط محیط اطراف رزوه استم با سیال عبوری ، ازاستم (محور) دو تکه استفاده می شود. همچنین در چنین حالتی، روغن روانکاری قسمت بالای شیر وارد سیال نخواهد شد. همچنین سرپوش (Bonnet) هم می تواند به صورت یکپارچه با بدنه ساخته شود و هم اینکه به صورت یک تکه جدا،ساخته شود و بوسیله پیچ و مهره به بدنه متصل شود.
در مواردی که انتشار گازهای فرار نگران کننده است ، یک سیت (Seat) اضافه در شیر تعبیه می شود که در هنگام باز شدن کامل شیر ، محور یا استم را به صورت کامل آببند کند.
شیرهای سوزنی معمولاً با دست کار می کنند اما مدل هایی که به صورت اوتوماتیک کار می کنند نیز در بازار وجود دارد. شیر های سوزنی یا نیدل ولو ها، می توانند به عنوان شیر قطع و وصل نیز در پایپینگ یا لوله کشی صنعتی مورد استفاده قرار بگیرند، اما، باید توجه داشته باشیم که شیرهای مقرون به صرفه دیگری نیز مانند شیر پروانه ای ، شیر کشویی ، شیر توپی ، شیر کروی و شیر سماوری برای قطع و وصل نمودن جریان در دسترس هستند. همچنین در هنگام کار با شیرهای سوزنی باید دقت شود که به دلیل ظرافت زیاد این نوع ولو در صورت وارد آوردن گشتاور بیش از اندازه، ممکن است، قسمت انتهایی استم (محور) یا نشیمن (سیت) آسیب ببیند.
در برخی از مدل های نیدل ولو نیز اصلاحاتی جهت تنظیم سریع جریان را با چرخش کمتر استم نسبت به طرح های استاندارد فراهم شده است.
کاربردها
شیر های سوزنی در نیروگاه ها، پالایشگاه ها، کارخانه های شیمیایی و در اکتشاف نفت و گاز و مقاصد آزمایشگاهی و غیره استفاده می شوند.
نیدل ولو ها معمولاً به عنوان وسیله ای برای کاهش میزان جریان مایعات یا گازها استفاده می شوند. به همین منظور ممکن است، قبل از دستگاه های اندازه گیری که در صورت ورود جریان کامل آسیب می بینند، مورد استفاده قرار بگیرند. کاربرد دیگر این نوع ولو در تنظیم جریان سیلندرهای هوا برای کنترل سرعت پیستون است. همچنین این نوع شیر اغلب در سیستم های کنترل احتراق خودکار برای تنظیم جریان سوخت استفاده می شوند. در پمپ های کنترل شده توسط گاورنر اغلب از شیرهای سوزنی به عنوان راهی برای حفاظت از گاورنر در برابر ضربه قوچ استفاده می کنند. برخی اوقات نیز شیرهای سوزنی به عنوان جزئی از شیرهای کنترل بزرگتر مورد استفاده قرار می گیرند.
انتخاب متریال نیدل ولو یا شیر سوزنی
متریال مورد استفاده برای بدنه این شیر، معمولاً شامل فولاد ضد زنگ، کربن استیل، آلیاژهای نیکل، مس و برنج است. در انتخاب شیرهای سوزنی یا نیدل ولو ها، بایستی فشار سیستم، دمای کار، دبی مورد نیاز و مواد مورد استفاده در ساخت ولو را در نظر داشته باشیم. برای مقابله با فشارهای زیاد، دمای بالا ، مایعات خورنده و غیره ، مدل های خاصی طراحی شده اند که باید از آنها استفاده نمود. همچنین امکان سفارش برخی از این شیرها با قطر دهانه بزرگتر نیز وجود دارد، تا دبی بیشتری از شیر عبور نماید.
شیرهای سوزنی غالباً در پانل های کنترل نصب می شوند. به همین منظور تولیدکنندگان این نوع ولو ها معمولاً سایر قطعات را با شیرهای خود ارائه می کنند تا هماهنگ کردن آنها در یک پنل میسر باشد.
اتصالات پورت معمولاً از یکی از حالت های رزوه ای NPT، اتصالات فشاری (Compression fitting) و جوش سوکتی ارائه می شوند. در برخی از کارهای حساس و خاص، تولید کنندگان می توانند شیر هایی ارائه کنن که به عنوان مثال برای عبور اکسیژن یا نشت هلیوم آزمایش و تایید شده اند.
ملاحظات
تولید کنندگان شیر آلات صنعتی معمولاً فاکتور جریان Cv را در کاتالوگ محصولات خود ارائه می کنند. این پارامتر، بیانگر میزان جریان عبوری از یک شیر بر اساس یک گالن در دقیقه آب در دمای 60 درجه فارنهایت با افت فشار 1 psi می باشد. که با استفاده از آن می توان برای محاسبه میزان جریان مورد انتظار برای سایر سیالات ، در دماها و فشارهای دیگر در یک ولو خاص استفاده کرد. برای تعیین سرعت جریان گازها از درون شیر نیز، از پارامتر ضریب جریان مشابهی استفاده می شود.
سازندگان ولو های صنعتی معمولاً شیرهای سوزنی ( نیدل ولو ) را بر اساس فشار ، دامنه دما و ضریب جریان (که اغلب به دلیل روش اتصال پورت متغیر است) گروه بندی می کنند. علاوه بر این در کاتالوگ های این نوع شیر آلات توصیه هایی برای کاربرد مناسب این شیر ها ارائه شده است که طراحان پایپینگ با استفاده از آن می توانند مناسب ترین گزینه را انتخاب نمایند.
جمع بندی
در این مقاله مطالب مختصری در مورد شیرهای سوزنی یا نیدل ولو ها ، از جمله نکات طراحی شیرها ، کاربردها و ملاحظات انتخاب ولو ارائه شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مرتبط ، می توانید با کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان برای یافتن منابع احتمالی تأمین یا مشاهده جزئیات محصولات مشورت نمایید.
منابع:
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.