آموزش شیرهای دستی پایه آبی

معرفی

در سامانه‌های تهویه مطبوع و تأسیساتی، شیرهای پایه آبی یکی از اجزای اصلی و پرکاربرد هستند که در انواع، شکل‌ها، رده‌ها و مدل‌های متنوعی تولید می‌شوند، با این‌وجود اکثر شیرها از ساختار یکسانی بهره می‌برند. در این متن به معرفی انواع شیرهای پایه آبی و نحوه کاربرد شیرهای تاسیساتی در سامانه‌ های پایه‌ آبی می‌پردازیم.

انواع شیرهای پایه آبی

تنوع زیادی در طراحی و تولید شیرهای پایه آبی به‌منظور تأمین نیازهای مختلف تأسیساتی وجود دارد. این تنوع، شامل انواع مدل، دسته، تیپ، رده، نوع کارکرد و نوع سیال مورداستفاده است. در این بخش به پرکاربردترین انواع شیرهای پایه آبی در تهویه مطبوع و سامانه‌ های پایه آبی می‌پردازیم.

شیر کشویی

شیر کشویی یا دروازه‌ای، متداول‌ترین شیر جهت انجام عملکرد قطع و وصل است. شیر کشویی، به‌خاطر داشتن دریچه‌ای که به‌صورت کشو در مقابل جریان سیال قرار می‌گیرد نام‌گذاری شده است. شیرهای کشویی در اندازه‌ها و مواد مختلف از جمله برنج و چدن ساخته می‌شوند. از این شیر بیشتر به‌عنوان جداکننده بخشی از سامانه از بخش‌های دیگر [شیر نگهداری]، جهت انجام تعمیرات و نگهداری استفاده می‌شود. در صورت به‌کاربردن شیر کشویی به‌منظور کنترل جریان سیال، نشیمنگاه و دریچه تحت‌فشار و خوردگی سیال قرار می‌گیرد به همین دلیل؛ این نوع شیر باید در حالت تمام باز و یا تمام بسته قرار بگیرد تا جریان عبوری باعث خورده شدن دریچه شیر نشود.

از شیر کشویی نمی‌توان برای کنترل دبی جریان استفاده نمود.

مزایا:

– افت فشار پایین در مقابل جریان سیال،

– ظرفیت عبوری بالا،

– قیمت پایین،

– آب‌بندی مناسب در حالت بسته،

– نشتی کم.

معایب:

– عملکرد کند،

– نداشتن قابلیت تنظیم جریان (به دلیل خورده شدن دریچه و نشیمنگاه)،

– خوردگی دریچه شیر در حالت نیمه‌باز،

– عملکرد غیرخطی تغییر جریان، متناسب با حرکت دریچه،

– لرزش و ایجاد کاویتاسیون در حالت نیمه‌باز.

شیر کروی

طراحی شیرهای پایه آبی کروی معروف به شیر گلوب به‌گونه‌ای است که جریان سیال عمود، بر دریچه و یا نشیمن‌گاه برخورد نمی‌کند. سیال در هنگام عبور از شیر تغییر مسیر داده و در نتیجه نشیمن‌گاه هم‌جهت با جریان سیال می‌شود. شیرهای کروی برای کنترل جریان مورداستفاده قرار می‌گیرند. در حالت کنترل جریان تمام دریچه و نشیمنگاه در معرض جریان و فشار سیال یکسانی قرار دارد؛ بنابراین در صورت به‌وجود آمدن فرسایش در تمامی قسمت‌های آن یکسان است.

جهت جریان در این شیرها در زمان نصب باید مورد توجه قرار گیرد. شیر گلوب دارای جهت ورودی و خروجی هستند و در صورت نصب در خلاف جهت صحیح، می‌تواند باعث افت فشار زیاد و حتی بروز آسیب به دریچه شیر شود.

مزایا:

– قابلیت ایجاد افت فشار و تنظیم دبی سیال در مدار،

– نشتی کمتر دریچه، نسبت به شیرهای کشویی،

– عملکرد تقریباً خطی تغییر جریان، متناسب با حرکت دریچه.

معایب:

– افت فشار بالا،

– قیمت بالا،

– حجم و وزن زیاد.

 به دلیل یک طرفه بودن جریان دراین نوع شیر؛ نباید در مسیر‌های با جریان دو طرفه به‌کار گرفته شود. به عنوان  مثال نباید این نوع شیرها در مسیر منابع انبساط بسته قرارداده شوند.

تصویر 2

شیر توپی

در شیر توپی از یک توپی که در وسط آن یک سوراخ قرار دارد، برای کنترل سیال استفاده می‌گردد. توپی توسط محرک شیر 90 درجه چرخیده و شیر را در وضعیت باز و یا بسته قرار می‌دهد. شیر توپی نیز بیشتر برای باز و بسته کردن صددرصد جریان به کار می‌روند(عمل قطع و وصل). در صورت قرارگیری دسته این شیرها در امتداد لوله، شیر باز و در جهت عمود بر لوله، شیر بسته می‌شود.

مزایا:

– قیمت پایین،

– هزینه‌های نگهداری پایین،

– عدم نیاز به نیروی زیاد، جهت تغییر وضعیت عملگر شیر،

– عملکرد سریع،

– قابلیت عبور حجم بالای سیال،

– آب‌بندی مناسب،

– معلوم بودن وضعیت باز و بسته باتوجه‌به وضعیت عملگر شیر،

– قابلیت ساخت با مواد مختلف و در نتیجه تنوع در انواع لوله کشی‌ها.

معایب:

– نداشتن قابلیت تنظیم جریان به دلیل ایجاد خوردگی در شیر،

– در اکثر مدل‌ها، نداشتن قابلیت تعمیر.

شیر پروانه‌ ای

در شیر پروانه‌ ای جریان سیال توسط یک دیسک که در داخل بدنه شیر به‌عنوان دریچه قرار گرفته است، کنترل می‌گردد. زمانی که شیر کامل باز است دیسک مقاومت کمتری در مقابل جریان ایجاد می‌کند. چرخش دسته شیر به‌اندازه یک ربع دایره دیسک را به طور کامل در مسیر جریان سیال قرار می‌دهد. توانایی کنترل جریان شیر پروانه ای تنها در ۳۰ درجه اول چرخش است؛ بنابراین می‌بایست توجه داشت که بازکردن یک یا دو دندانه از شیر جریان زیادی آزاد می‌‌گردد.

مزایا:

– حجم کم،

– افت فشار کم،

– عملکرد سریع و آسان،

– مناسب برای جریان‌های با دبی بالا،

– مناسب برای سیالات دارای ذرات جامد معلق،

– معلوم بودن وضعیت باز و بسته به دلیل شکل عملگر.

معایب:

– احتمال بالای ایجاد کاویتاسیون،

– تحت‌تأثیر قرار گرفتن جابه‌جایی دیسک نسبت به فشار سیال.

شیر سوزنی

شیر سوزنی در ساختار به‌جای دیسک دارای یک قطعه مخروطی شکل بلند در انتهای محور شیر است. همین قطعه مخروطی شکل باعث می‌گردد که سطح نشیمن در شیر کمتر از دیگر مدل‌ها گردد. شیر سوزنی در مسیرهایی نصب می‌گردد که قرار است در این مسیر کار کنترل دبی جریان انجام پذیرد.

مزایا:

– مناسب برای تنظیم دبی دقیق،

– مناسب برای ایجاد افت فشار دقیق،

– بسیار مناسب برای تنظیم جریان در دبی‌های پایین،

– کم‌حجم.

معایب:

– کاربرد شیرهای تاسیساتی از این نوع فقط در دبی‌های پایین هست،

-آسیب‌پذیری در صورت وجود مواد معلق در سیال،

– احتمال بالای ایجاد کاویتاسیون و خفقان در سیال،

– نامعلوم بودن وضعیت باز و یا بسته بودن شیر.

شیر یک‌ طرفه

یکی دیگر از انواع شیرهای پایه آبی، شیر یک‌ طرفه یا شیر خودکار است و به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که تنها از یک‌جهت اجازه عبور سیال را می‌دهند. از نکات اصلی برای انتخاب شیر یک‌طرفه، حداقل فشار لازم برای بازشدن دریچه این نوع شیرها است.

مهم‌ترین کاربرد شیرهای تاسیساتی از نوع شیر خودکار به شرح زیر است:

– جهت جلوگیری از بازگشت سیال به آب شهری بعد از کنتور واحد،

– نصب قبل از تمامی سامانه‌های گرم‌کننده آب گرم بهداشتی جهت جلوگیری از برگشت ثقلی آب و یا در اثر انبساط آب (به دلیل گرم‌شدن در گرم‌کننده)،

– در نصب موازی پمپ‌ها بعد از هر پمپ یک شیر یک‌طرفه نصب می‌شود تا در صورت خاموش شدن یک پمپ، سیال در جهت برعکس از کلکتور رفت به پمپ خاموش برنگردد.

شیر یک‌ طرفه انواع متنوعی داشته که دو نوع عمده آن به شرح زیر است:

شیر یک‌طرفه دریچه‌ای

این نوع شیر به دلیل هزینه پایین، سادگی عملکرد و احتمال خرابی پایین از رایج‌ترین نوع شیرهای یک‌ طرفه است. این نوع شیر به‌وسیله یک نوع دیسک (به عنوان دریچه شیر) که در کنار دیواره ورودی جریان به صورت ثقلی آویزان شده و به حفره ورودی جریان تکیه داده و باز و بسته می‌شود. در صورت عبور جریان از حفره، قابلیت جابه‌جایی دریچه وجود داشته ولی در جهت برعکس دریچه بر روی حفره نشسته و مسیر شیر بسته می‌شود. دریچه به دلیل آویزان بودن به‌صورت ثقلی باید در جهت مناسب قرار گرفته تا به طور صحیح عمل کند.

این نوع شیرها فقط به‌صورت افقی و با زاویه نصب کاملاً عمود بر ثقل باید نصب شوند تا عملکرد صحیح شیر مختل نشود.

مزایا:

– ارزان بودن،

– سادگی،

– قابلیت عبور دبی بالای سیال.

معایب:

– محدودیت در جهت نصب،

– تشدید و افزایش صدا در ضربه‌های قوچ و زمان قطع ناگهانی جریان.

شیر یک‌طرفه فنری

در این نوع شیر یک‌طرفه، جهت بازشدن دریچه از یک محور و فنر استفاده می‌شود تا در امتداد جریان باز شده و دوباره در صورت قطع جریان و یا جریان خلاف جهت بر روی نشیمنگاه خود بنشیند. این نوع شیر در اثر ضربه قوچ صدای کمتری دارد.

مزایا:

– قابلیت نصب در تمام جهت‌ها،

– عدم ایجاد صدا در قطع و وصل جریان و ضربه‌های قوچ.

شیر شلنگی

این نوع شیرها به‌عنوان اتصال‌دهنده سامانه‌ها به شلنگ‌های خروجی و یا انتقال‌دهنده سیالات استفاده می‌شوند. ساختار داخلی این نوع شیرها بیشتر از نوع کروی و یا دریچه‌ای هستند. کاربرد شیرهای تاسیساتی از نوع شلنگی در سامانه‌های آتش‌نشانی فراوان دارد.

شیر سماوری

شیر سماوری که یکی از انواع شیرهای پایه آبی می باشد همانند شیر توپی است و به صوت ربع‌گرد، باز و بسته می‌شود. ولی به‌جای توپی از یک سیلندر گردشی سوراخ‌دار (همانند شیرهای سماور) جهت عبور جریان استفاده می‌کند. کاربرد شیرهای تاسیساتی از نوع شیر سماوری در عملکرد سریع و کار در دما و فشار بالا می باشد.

شیر رادیاتوری

شیرهای پایه آبی رادیاتوری، برای باز و بستن جریان و نیز تنظیم مقدار جریان عبوری از رادیاتورهای گرمایشی به‌صورت دستی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شیرها به همراه شیر دومی [که به زانو معروف است] تولید می‌شود. زانو در مسیر خروجی رادیاتور نصب شده تا با ایجاد افت فشار در رادیاتورهای با دبی بیشتر، بتوان جریان متوازن در کل رادیاتورها برقرار نمود.

شیر رادیاتوری دماپایه

این نوع شیر رادیاتور مجهز به عملگر دماپایه [حرارتی] بوده که تحریک آن از طریق دمای محیط عملگر شیر صورت می‌پذیرد. نام رایج این نوع شیر در بازار، شیر ترموستاتیک رادیاتوری است. این شیر شامل محوری است که با دمای محیط انبساط یافته و باعث جابه‌جایی دریچه شیر و کم‌شدن جریان عبوری می‌شود. در صورت ادامه گرمایش محیط و رسیدن به دمای تنظیمی (بروی عملگر شیر توسط کاربر)، جریان شیر کاملاً متوقف می‌شود.

 در این نوع شیرها در صورت برداشتن عملگر از روی شیر معمولاً شیر به‌صورت کامل باز قرار گرفته و جریان به‌صورت دائم برقرار می‌شود.

عملکرد صحیح این نوع شیرها وابسته به در ارتباط بودن عملگر دماپای شیر با دمای آزاد محیط بوده و در صورت پوشیده شدن عملگر با اجسامی همچون پرده عملکرد شیر مختل خواهد شد.

شیر صافی

شیرهای صافی، ابزار کارآمدی در جداسازی آلاینده‌ها و ضایعاتی با اندازه‌های متفاوت هستند و عمدتاً به‌منظور حفاظت از تجهیزات حساس پس از خود، طراحی و نصب می‌گردند. صافی‌ها می‌توانند نقش پیش‌تصفیه را در فرآیندهای تصفیه ایفا نمایند و به طول عمر فیلترهای اصلی کمک نمایند. شیرهای صافی دارای تنوع در شکل و ساختار هستند که دو شکل کلی مورداستفاده در تأسیسات به شرح زیر است:

شیر صافی نوع Y

به این نوع از شیرها، صافی سه‌راهی نیز گفته می‌شود که رایج‌ترین نوع صافی است. این نوع صافی برای جلوگیری از عبور ذرات ریز مناسب بوده و باید به‌صورت مرتب تمیز و نگهداری شوند. در ضمن نصب این نوع از صافی باید به صورتی باشد که سبد جمع‌کننده آن به‌طرف پایین باشد لذا خود شیر باید در امتداد افق نصب گردد. در حالت نصب به صورت عمودی در صورت قطع جریان، ذرات از توری خارج و به لوله باز خواهند گشت.

شیر صافی نوع T

این نوع صافی نیز به دلیل شکل آن نام‌گذاری شده و قسمت جمع‌کننده آن باید روبه پایین قرار گیرد. این نوع صافی‌ها معمولاً بزرگ‌تر و دارای توری‌هایی با اندازه روزنه بزرگ‌ جهت عبور جریان‌های بیشتر هستند. در این مدل، توری سطح و حجم بیشتری داشته و افت فشار کمتری نسبت به مدل Y دارد. این نوع صافی‌ها در استخرها و محیط‌هایی جهت جمع‌آوری ذرات معلق بزرگ‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. وزن و حجم این نوع صافی‌ها معمولاً زیاد بوده و در بعضی موارد نیاز به نصب پایه به‌صورت مجزا دارند.

شیرهای صافی دارای جهت ورودی و خروجی هستند و باید در زمان نصب به جهت شیر توجه نمود.

شیر هواگیر دستی

شیرهای هواگیر از انواع شیرهای پایه آبی جهت خارج کردن هوای تجمع یافته در مخازن، لوله‌کشی‌ها و تجهیزات گرمایشی و سرمایشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شیر نه به جهت شکل عملکرد آن‌ها بلکه به‌خاطر نوع کاربری نام‌گذاری شده و انواع متنوعی دارند. هوای جمع‌شده در سامانه‌های پایه آبی می‌تواند مشکلات متعددی از جمله ایجاد صدا و اخلال در گردش سیال را باعث شود. شیرهای هواگیر باید در بالاترین نقطه مخازن و دیگر محل‌های تجمع هوا، نصب شوند. شیرهای هواگیر دستی انواع مختلفی می‌توانند داشته باشند. نام‌گذاری این نوع شیر به دلیل نوع عملگر دستی آن می‌باشد.

شیر تخلیه

شیرهای تخلیه جهت تخلیه مخازن و سامانه‌های پایه آبی جهت انجام عملیات نگهداری و یا کاهش فشار و یا تخلیه ضایعات مورداستفاده قرار می‌گیرند. این نوع شیر نیز به دلیل نوع کاربری نام‌گذاری شده‌اند و می‌توانند انواع ساختار را داشته باشند. بعضی از انواع این نوع شیرهای پایه آبی به جهت داشتن قابلیت اتصال به سرشلنگی‌ها می‌توانند هم‌خانواده شیرهای شلنگی محسوب شوند. این نوع شیر‌ها باید قابلیت آب‌بندی بالایی داشته باشند.