طبقه بندی دریچه ها یا شیرها Piping Valve Classifications
سوپاپ ها دستگاه های مکانیکی هستند که به طور خاص برای هدایت، راه اندازی، توقف، مخلوط کردن یا تنظیم جریان، فشار یا دمای سیال فرآیند طراحی شده اند. سوپاپ ها را می توان برای کنترل مایع یا گاز طراحی کرد. با توجه به ماهیت طراحی، عملکرد و کاربردشان، شیرها در انواع مختلفی از سبک‌ها، اندازه‌ها و کلاس‌های درجه بندی فشار وجود دارند. ما سعی خواهیم کرد شیرها را بر اساس عملکرد، کاربرد، حرکت، اندازه پورت و غیره طبقه بندی کنیم. یکی از جنبه های گیج کننده طبقه بندی سوپاپ ها این است که یک شیر خاص در بیش از یک طبقه بندی قرار می گیرد. بنابراین، کاربر هنگام معادل سازی یک شیر خاص با یک طبقه بندی خاص باید مراقب باشد.
طبقه بندی سوپاپ بر اساس عملکرد:
با توجه به ماهیت طراحی و عملکرد آنها در جابجایی سیالات فرآیندی، شیرها را می توان در سه حوزه طبقه بندی کرد.
دریچه های خاموش (همچنین به عنوان شیرهای بلوک یا شیرهای خاموش شناخته می شوند)
شیرهای غیر برگشتی
دریچه های گاز
دریچه های روشن / خاموش / شیرهای خاموش / شیرهای خاموش
دریچه های روشن و خاموش برای شروع یا توقف جریان محیط در طول فرآیند استفاده می شوند. اکثر شیرهای روشن و خاموش با دست کار می کنند، اگرچه می توان آنها را با اضافه کردن یک محرک خودکار کرد. اگرچه عملکرد یک دریچه روشن-خاموش ساده است، ارائه خاموشی محکم بسیار قابل اعتماد و قابل تکرار می تواند به همان اندازه چالش برانگیز باشد.
شیرهای روشن و خاموش معمولاً در کاربردهایی استفاده می شوند که جریان باید به طور کامل و سریع متوقف شود. دلایل می تواند تعمیر و نگهداری، هرگونه خطر ایمنی بالقوه مانند نشت، یا خاموش شدن در لوله / تجهیزات فرآیند پایین جریان باشد. دریچه های روشن و خاموش نیز در کاربردهای اختلاط استفاده می شوند که اندازه گیری دقیق سیالات در حال مخلوط کردن اهمیتی ندارد. سیستم‌های مدیریت ایمنی همچنین به دریچه‌های خودکار روشن و خاموش نیاز دارند تا در صورت وقوع یک موقعیت اضطراری، سیستم را فوراً خاموش کنند.
شیرهای روشن و خاموش متداول عبارتند از دریچه های گیت، پلاگ، توپی، فشارشکن و شیرهای کف مخزن. شیرهای فشار شکن، شیرهای خاموش و روشنی هستند که تنها زمانی باز می شوند که از فشار از پیش تعیین شده فراتر رود.
شیرهای غیر برگشتی
شیرهای بدون بازگشت به سیال اجازه می دهند فقط در یک جهت دلخواه جریان یابد. هر جریانی در جهت مخالف از نظر مکانیکی از وقوع محدود می شود. یک شیر بدون بازگشت تعبیه شده است تا اطمینان حاصل شود که یک محیط از طریق لوله در جهت درست جریان می یابد، جایی که شرایط فشار ممکن است باعث جریان معکوس شود.
دریچه های غیر برگشتی برای جلوگیری از جریان برگشت سیال استفاده می شوند که می تواند به تجهیزات آسیب برساند یا روند را مختل کند. چنین شیرهایی به ویژه برای محافظت از پمپ در کاربردهای مایع یا کمپرسور در کاربردهای گاز از جریان برگشتی هنگامی که پمپ یا کمپرسور خاموش می شود مفید هستند. شیرهای غیر برگشتی نیز در سیستم‌های فرآیندی که فشارهای متفاوتی دارند استفاده می‌شوند که باید جدا نگه داشته شوند.
تمام شیرهای چک، شیرهای غیر برگشتی هستند.
شیرهای دریچه گاز برای تنظیم جریان، دما یا فشار سرویس استفاده می شوند. این دریچه‌ها می‌توانند به هر موقعیتی در مسیر حرکت شیر حرکت کنند و آن موقعیت را حفظ کنند، از جمله موقعیت‌های کاملا باز و بسته. بنابراین آنها می توانند به عنوان دریچه های روشن و خاموش نیز عمل کنند.
دریچه های دریچه گاز مجهز به محرک ها یا سیستم های محرک هستند که قابلیت رانش و موقعیت یابی بیشتر و همچنین کنترل خودکار را فراهم می کنند. تعداد کمی از طرح‌های دریچه گاز نیز با چرخ دستی دستی ارائه می‌شوند، اما دقت در آنجا یک نگرانی است.
رگولاتورهای فشار، دریچه‌های فشاری هستند که موقعیت دریچه‌ها را برای حفظ فشار ثابت در پایین دست تغییر می‌دهند. شیرهای کنترل، همچنین بخشی از خانواده شیرهای دریچه گاز، می توانند شرایط جریان را برای مطابقت با الزامات فرآیند تغییر دهند. برای دستیابی به کنترل خودکار، این شیرها همیشه مجهز به عملگر هستند.
با توجه به ماهیت کاربرد آنها، شیرها را می توان در سه حوزه طبقه بندی کرد.
شیرهای سرویس عمومی
شیرهای سرویس ویژه
شیرهای سرویس شدید
شیرهای سرویس عمومی
شیرهای سرویس عمومی آن دسته از دریچه هایی هستند که برای اکثر کاربردهای معمولی طراحی شده اند که دارای درجه بندی فشار و دمای کم یا متوسط (رده بندی فشار بین کلاس 150 تا 600 و دمای بین 50- تا 350 درجه سانتیگراد)، سیالات غیر خورنده و فشار رایج هستند. قطره هایی که منجر به کاویتاسیون یا چشمک زدن نمی شوند. شیرهای سرویس عمومی درجاتی از قابلیت تعویض و انعطاف پذیری در طراحی تعبیه شده است تا امکان استفاده از آنها در طیف وسیع تری از کاربردها را فراهم کند. جنس بدنه آنها معمولاً فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ است.
شیر سرویس ویژه
شیرهای سرویس ویژه آن دسته از دریچه هایی هستند که سفارشی مهندسی شده یا برای یک برنامه منفرد طراحی شده اند که خارج از پیش نمایش برنامه های کاربردی فرآیند عادی است. به دلیل طراحی و مهندسی منحصر به فرد آن، تنها در داخل پارامترها و شرایط خدمات آن برنامه کاربردی فرآیند خاص عمل می کند. چنین شیرهایی معمولا دمای بسیار بالا، فشار بالا یا یک محیط خورنده را کنترل می کنند
شیر سرویس شدید
شیرهای سرویس شدید، شیرهای سرویس ویژه ای هستند که با ویژگی های خاصی برای رسیدگی به کاربردهای فرآیندی بسیار شدید طراحی شده اند، مانند افت فشار بالا که منجر به کاویتاسیون شدید، چشمک زدن، جریان خفه شده یا سطوح بالای نویز می شود. چنین شیرهایی ممکن است دارای تریم های بسیار مهندسی شده یا دیسک های ویژه ای باشند تا اثرات منفی کاربرد بر روی شیر را به حداقل برسانند یا از آن جلوگیری کنند. علاوه بر قطعات بدنه سوپاپ بسیار مهندسی شده، شیرهای سرویس شدید ممکن است برای غلبه بر نیروهای اعمال فرآیند نیاز به کنترل تحریک ویژه داشته باشند.
طبقه بندی سوپاپ بر اساس حرکت
با توجه به ماهیت حرکت مکانیکی خود، شیرها را می توان به دو ناحیه دسته بندی کرد.
شیرهای حرکت خطی (همچنین به عنوان شیرهای چند چرخشی نیز شناخته می شوند)
شیرهای حرکتی چرخشی (همچنین به عنوان شیرهای چرخشی یک چهارم نیز شناخته می شوند)
شیرهای حرکت خطی / شیرهای چند چرخشی
دریچه های حرکت خطی آن دسته از دریچه هایی هستند که دارای طراحی ساقه کشویی هستند که یک عنصر بسته را به بدنه شیر فشار می دهد که موقعیت های باز و بسته را بیشتر تنظیم می کند. دستگاه بسته می تواند یک دیسک، نوار یا مواد انعطاف پذیر مانند دیافراگم باشد. دریچه‌های حرکت خطی در عملکرد آهسته‌تر عمل می‌کنند، اما دقت و پایداری بالاتری در موقعیت عضو بسته دارند.
شیرهای خطی به دلیل طراحی ساده، تعمیر و نگهداری آسان و تطبیق پذیری با اندازه های بیشتر، کلاس های فشار و گزینه های طراحی شناخته شده اند. این نوع شیرها با اندازه های مختلف و گزینه های طراحی مختلف بسیار متنوع هستند. یک شیر حرکت خطی نیز در مقایسه با شیر دوار در برابر کاویتاسیون مقاوم‌تر است. اگرچه شیرهای خطی معمولاً گرانتر هستند.
شیرهای دروازه ای، شیرهای گلوب، شیرهای پینچ، شیرهای دیافراگمی، شیرهای سه طرفه، شیرهای زاویه ای همگی به دسته شیرهای حرکت خطی تعلق دارند.
شیرهای حرکتی چرخشی / شیرهای چرخشی ربع
شیرهای حرکتی چرخشی دریچه هایی هستند که از یک عنصر بسته کننده استفاده می کنند که در یک چهارم دور (45 درجه) می چرخد تا جریان را باز یا بسته کند. دریچه‌های چرخشی معمولاً از نظر اندازه کوچکتر هستند و وزن کمتری نسبت به شیرهای حرکتی خطی دارند. لازم به ذکر است که شیرهای دوار محدود به افت فشار خاصی هستند و به مشکلات کاویتاسیون و چشمک زدن معروف هستند. با این حال، با ادامه پیشرفت فناوری، این مشکلات کمتر رایج می شوند.
شیرهای توپی، شیرهای پروانه ای، شیرهای دوشاخه و شیرهای کروی همگی متعلق به شیرهای حرکتی چرخشی هستند.
طبقه بندی سوپاپ بر اساس اندازه پورت
با توجه به ماهیت مسیر عبور جریان، شیرها را می توان به دو ناحیه دسته بندی کرد.
دریچه های پورت کامل
دریچه های پورت کاهش یافته
دریچه های پورت کامل
شیرهای تمام پورت آن دسته از دریچه هایی هستند که عنصر بسته شدن آنها جریان را محدود نمی کند. گذرگاه های جریان داخلی شیر به اندازه کافی بزرگ هستند تا جریان را بدون محدودیت قابل توجهی عبور دهند.
دریچه های پورت کامل عمدتاً با سرویس های خاموش و مسدود کننده استفاده می شوند، جایی که جریان باید متوقف یا منحرف شود. شیرهای پورت کامل همچنین امکان استفاده از پیگ را در خط لوله برای حذف هرگونه تجمع یا مقیاس فرآیند فراهم می کند.
دریچه های پورت کاهش یافته
شیرهای پورت کاهش یافته آن دسته از دریچه هایی هستند که عنصر بسته شدن آنها جریان را محدود می کند. مساحت جریان درگاه عنصر بسته شدن کمتر از مساحت قطر داخلی خط لوله است. این محدودیت به شیر اجازه می دهد تا با حرکت جریان از طریق عنصر بسته، افت فشار را کاهش دهد و پس از عبور جریان از محدودیت، امکان بازیابی فشار جزئی را فراهم می کند.
هدف اصلی شیرهای پورت کاهش یافته، کنترل جریان از طریق کاهش جریان یا از طریق دریچه گاز است، که به عنوان تنظیم عنصر بسته برای ارائه سطوح مختلف جریان در یک دهانه معین از شیر تعریف می شود.
