شیر وسیله‌ای است که در خط لوله قرار گرفته و برای تنظیم جریان هوا یا مایع استفاده می‌شود. انواع مختلف شیرآلات با عملکردها و قابلیت‌های مختلف وجود دارند. اما پترو ایلیا در این مقاله به معرفی شیر سوزنی می‌پردازد.
در بررسی عملکرد شیر سوزنی مشاهده می کنید که این شیر دارای یک پورت کوچک و پیستون سوزنی است که در محدوده پورت به سمت بالا و پایین حرکت می‌کند. در واقع ساختار آن شبیه به یک سوزن داخل سرنگ است که نامگذاریش به همین دلیل می‌باشد. پیستون این شیر اجازه می‌دهد که بتوان جریان را به صورت دقیق کنترل کرد.
برخی شیرآلات فقط دارای دو تنظیم باز و بسته هستند اما در بررسی عملکرد شیر سوزنی خواهید دید که در حالت‌های مختلف نیمه باز/بسته، کاملاً باز/بسته و کمی باز/بسته قرار داد که این ویژگی باعث دقت بیشتری می‌شود.
نحوه ساخت شیر سوزنی
شیر سوزنی برای عقب نگاه داشتن مقادیر زیاد مایع و گاز تحت فشار قرار می‌گیرد. ممکن است این سیالات حاوی مواد شیمیایی باشند که به بسیاری از متریال‌ها آسیب وارد کنند، به همین دلیل بسیار ضروری است که این شیر از متریال‌های بسیار با دوام ساخته شود.
استنلس استیل یکی از متداول‌ترین متریال‌ها برای ساخت شیر سوزنی است، زیرا این فلز در برابر اکثر مواد شیمیایی و در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم بوده و می‌تواند سال‌ها بدون نیاز به تعویض دوام بیاورد. همچنین نیازمند تعمیر و نگهداری کمی می‌باشد. کربن استیل و برنج هم از دیگر متریال‌های متداول هستند.
یکی دیگر از ویژگی‌های مهم شیر سوزنی این است که باید بتواند دماهای بسیار بالا یا پایین را تحمل کند؛ زیرا اغلب سیالاتی که داخل شیرآلات جریان می‌یابند بسیار سرد یا گرم هستند. هر دو این متغیرها می‌توانند آسیب‌زا باشند و هنگام ساخت این شیر باید از دوام آن اطمینان حاصل کرد.
با بررسی عملکرد شیر سوزنی و انواع متفاوتی که دارد می‌توان آن‌ها را در کاربری‌های مختلف با تنظیمات مختلف مورد استفاده قرار داد. این شیر باید با دوام و محکم بوده و در برابر مواد شیمیایی و دماهای مختلف مقاوم باشد.
کاربرد شیر سوزنی
این شیر برای تنظیم دقیق جریان و کالیبراسیون دقیق کانال‌های کوچک استفاده می‌شود. شیر سوزنی در صنایع مختلفی که با کنترل جریان سر و کار دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از این صنایع عبارتند از:
• صنایع پترو شیمی
• سوخت‌های زیستی
• تصفیه فاضلاب
• صنایع شیمیایی
• صنایع دارویی
• صنایع غذایی
نحوه عملکرد شیر سوزنی
قسمت سوزنی این شیر به صورت تو رفته است تا بتواند محدود کردن جریان یا آزاد کردن آن را انجام دهد. شیر سوزنی مجموعه کاملی از قطعات پیچیده و متناسب با هم است که عمده عملکرد آن توسط دو قسمت سوزن و نشیمنگاه صورت می‌گیرد. سوزن دارای یک پیستون مخروطی شکل است که تورفتگی داشته و برای کنترل جریان استفاده می‌شود. نشیمنگاه فضایی است که سوزن از آنجا وارد کانالی که سیال درون آن حرکت می‌کند می‌شود. به عبارت دیگر، نشیمنگاه فضایی است که سوزن وارد آن می‌شود.
سوزن‌ها و نشیمنگاه‌ها کاملاً متناسب با هم طراحی شده‌اند. این یعنی زمانیکه سوزن در جای خود قرار می‌گیرد و کاملاً به حالت تو رفته در می‌آید به هیچ عنوان شکاف هوایی برای فرار گاز یا مایع نخواهد بود.
به دنبال کامل‌ترین خدمات هستید؟
ما با به‌روزترین تجهیزات و محصولات در کنار شما هستیم. برای دریافت مشاوره در انتخاب و خرید تجهیزات می‌توانید، همین حالا با ما تماس بگیرید.نمای خارجی شیر سوزنی شامل دسته (هندویل) است که می‌تواند میله‌ای یا گرد باشد، این دسته به اِستم متصل است و کاربر به راحتی به آن دسترسی دارد. سوزن داخل نشیمنگاه فیت شده و برای سهولت در عملکرد رزوه شده است. کاربر برای به کار انداختن شیر باید اِستم را بچرخاند و این امر با استفاده از هندویل به راحتی امکان‌پذیر است. با چرخیدن سوزن، قسمت‌های رزوه‌دار نیز چرخیده و سوزن از نشیمنگاه به سمت بالا یا پایین می‌رود.
به دلیل وجود رزوه، تغییر عمق سوزن برای هر چرخش بسیار کم است، بنابراین حداکثر دقت وجود خواهد داشت ، زیرا می‌توان سوزن را با کمترین درجه بالا و پایین کرد. ورودی این شیر نسبت به بقیه بدنه کوچک است، بنابراین در فشارهای بالا مشکلی پیش نخواهد آمد. اما در کل این طراحی بدان معناست که شیر سوزنی برای استفاده در جریان‌های زیاد و پُر فشار مناسب نیست.
مزایای شیر سوزنی
شیرها انواع مختلفی دارند و همگی برای تنظیم سطح جریان عملکرد یکسانی دارند. هر کدام از انواع شیرآلات مزایای مختص به خود را دارند و هر کدام هم برای یک نوع کاربری خاص مناسب می‌باشند. شیر سوزنی برای کاربری‌هایی مناسب است که دقت و صحت تنظیم جریان از اهمیت بالایی برخوردار است.
مزایای شیر سوزنی عبارتند از:
• انعطاف‌پذیری: در بسیاری از شیرآلات فقط امکان قطع و وصل کامل جریان وجود دارد اما با استفاده از این شیر می‌توانید جریان را در حالت‌های مختلفی قرار دهید. می‌توانید جریان را در حالت خیلی کم (به طوریکه جریان برقرار باشد) یا خیلی زیاد (اما نه حداکثر جریان) قرار دهید. این ویژگی تطبیق‌پذیری شیر سوزنی را زیاد کرده است.
• دقت: دقت این شیر بسیار بالاست و دلیل انتخاب آن برای بسیار از کاربری‌ها همین ویژگی است. از آنجایی که می‌توان سوزن را تا درجه خیلی کم تنظیم کرد بنابراین امکان تنظیم جریان با اندازه‌گیری‌های دقیق نیز وجود دارد.
• افزایش بازدهی: چون می‌توان جریان را با دقت زیادی تنظیم کرد، بنابراین بازدهی شیر نیز بسیار بالا خواهد بود. به جای اینکه جریان بیش از حد نیاز اتلاف شود می‌توان فقط مقداری که نیاز است را استفاده کرد در نتیجه در هزینه و انرژی صرفه‌جویی می‌شود.
• سطح ایمنی بالا: این شیر علاوه بر دقت و انعطاف‌پذیری، از ایمنی بسیار خوبی نیز برخوردار است. میزان نشتی، خرابی و آسیب دیدن این شیر بسیار کم است.
معایب شیر سوزنی
این شیر معایب چندانی ندارد اما هیچ محصولی بدون اشکال نیست. در واقع می‌توان گفت نکات ذکر شده بخش‌هایی هستند که شیر سوزنی در آن‌ها زیاد قوی نیست و ممکن است در حوزه تخصص یک شیر دیگر باشد.
معایب این شیر عبارتند از:
• ناسازگاری با جریان‌های شدید و با فشار بالا: ورودی شیر که سوزن در نشیمنگاه قرار می‌گیرد بسیار کوچک است و حتی در حالت کاملاً باز اجازه نمی‌دهد که مایع و گاز زیادی به طور همزمان وارد شیر شود. با توجه به این ساختار پس این شیر انتخاب مناسبی برای کاربری‌های با جریان شدید نیست.
• عدم امکان تخمین دقیق موقعیت سوزن: از آنجایی که این شیر دقت بالایی دارد، هر با چرخاندن دسته شیر باعث می‌شود که سوزن مقدار بسیار کمی بالا یا پایین برود. چون تمامی این حرکت در محدوده نشیمنگاه صورت می‌گیرد، کاربر دیگر نمی‌تواند محل دقیق سوزن را مشخص کند. کاربر این شیر نمی‌تواند تنها با چند بار چرخاندن هندویل به سرعت باعث کم یا زیاد شدن جریان شده و محل دقیق سوزن را تخمین بزند.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!