شیر کروی (Globe Valve) چیست؟ چه موقع می توان از این نوع شیر به جای شیر دروازه ای و شیر توپی استفاده کرد؟ در این مقاله ما دامنه کاربرد شیر کروی (که در یک کلام برای تنظیم جریان سیال استفاده می شود)، تفاوت های آن با دیگر انواع شیرها، طرح های جایگزین، و مشحصات آن (استاندارد BS 1873 برای فولاد ریخته گری و استاندارد API 602/BS 5352 برای فولادآهنگری شده) را شرح خواهیم داد.
کاربردهای شیر کروی (Globe Valve)
شیر کروی برای تنظیم جریان سیال و قطع جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرند (هرچند برای عملیات قطع جریان، شیر توپی و شیر دروازه ای همواره ترجیح داده می شوند). شیر کروی شیرهای دو جهته هستند و با شیرهای یک طرفه فرق دارند به این معنی که سیال می تواند از هر دو مسیر وارد شیر شود.
تصویر زیر چگونگی عملکرد شیر کروی و اجزای آن را نشان می دهد: جریان سیال اساساً توسط یک دیسک تنظیم می شود که (به صورت دستی یا به وسیله عملگر) از سیت بلند می شود و به این ترتیب حجم سیال ورودی را تنظیم می کند.
مزایا و معایب شیر کروی (Globe Valve)
مزایای شیر کروی عبارتند از:
- قابلیت اختناق و انسداد خوب.
- نگهداری آسان و سهولت روکش کردن دوباره سیت ها.
- در حالتی که دیسک به استم متصل نباشد می توان از آن به عنوان شیر توقف یک طرفه استفاده کرد.
معایب اصلی شیر کروی عبارتند از:
- این شیر (برخلاف شیر دروازه ای) باعث افت فشار در سیستم لوله کشی می شود: علت این است که جریان سیال در درون شیر خطی نیست و از یک مسیر S شکل عبور می کند (به تصویر زیر بنگرید).
- انسداد در این شیر نیازمند گشتاور بیشتری نسبت به شیر دروازه ای است.
انواع شیر کروی
بر اساس شکل بدنه، سه نوع اصلی شیر کروی وجود دارد:
- نوع مستقیم یا T – Straight or “T” Type
- نوع زاویه ای یا “90 درجه” – Angle or “90 Degrees”
- الگوی Y یا “شیر کروی Y” – Y Pattern or “Wye Globe Valve”
شیر کروی (Globe Valve) در مقایسه با شیر توپی (Ball Valve)
تفاوت اصلی بین شیر کروی و شیر توپی این است که شیر توپی در اصل برای عملیات انسداد طراحی شده است در حالی که شیر کروی اساساً برای فرایند خفگی سیال طراحی شده است. این دو شیر دو نوعِ معیارِ صنعتی برای کاربردهای انسداد (شیر توپی) و تنظیم جریان (شیر کروی) هستند.
شیر کروی به علت افت فشاری که در سیستم لوله کشی ایجاد می کند برای کاربردهای انسدادی مناسب نیست (این مشکل در شیر توپی فول بور (Full Bore Ball Valves) وجود ندارد).
شیر توپی حتی در شرایط عملیاتی باز و بسته شدن مستمر، عمر کاری زیادی دارند؛ اما شیر کروی در چنین شرایطی به آسانی خراب می شوند.
شیر کروی (Globe Valve) در مقایسه با شیر دروازه ای (Gate Valve)
تفاوت های اصلی بین این دو نوع شیر عبارتند از:
- هدف اصلی شیر دروازه ای قطع جریان سیال است در حالی که هدف اصلی شیر کروی خفگی جریان است.
- شیر دروازه ای قابلیت تنظیم جریان ندارند.
- شیر دروازه ای در خط لوله افت فشار ایجاد نمی کنند در حالی که شیر کروی افت فشار ایجاد می کنند.
- شیر کروی سریع تر از شیر دروازه ای باز می شوند.
نتیجه گیری: برای عملیات انسداد (قطع جریان) از شیر توپی یا شیر دروازه ای استفاده کنید، برای تنظیم جریان از شیر کروی استفاده کنید. این شیرها قابل جایگزین با یکدیگر نیستند.
نمودار شیر کروی
نمای عمومی شیر کروی در تصویر زیر نمایش داده شده است:
با این حال، بسته به عوامل زیر، انواع مختلفی از شیر کروی وجود دارد:
- جنس بدنه: ریخته گری شده (BS 1873) و آهنگری شده (API 602/BS 5352)
- طرح کلاهک: استاندارد یا نوع آببند فشاری (برای کاربردهای فشار بالا)
- اتصال کلاهک به بدنه: پیچ و مهره یا جوشکاری
- نوع اتصالات انتهای شیر: فلنجی (که در تصویر نمایش داده شده است)، جوش لب به لب، جوش ساکتی/رزوه شده (بدنه های آهنگری شده)
- نوع دیسک
- نوع استم (متحرک/غیرمتحرک)
- نوع آب بند: مخروطی یا مسطح
- شناسایی: BS, API, EN
- نوع عملگر: دستی، با جعبه دنده، با عملگر
ابعاد شیر کروی
جدول های زیر ابعاد و وزن شیرهای BS 1873 از نوع کلاهک پیچ و مهره ای را نشان می دهند.
کلاس 150 ابعاد به اینچ (میلی متر)
| Sizes | L / L1 | H (Open) | W |
| 2″ | 8 (203) | 13-3/8 (340) | 8-7/8 (225) |
| 2-1/2″ | 8-1/2 (216) | 14-1/2 (368) | 8-7/8 (225) |
| 3″ | 9-1/2 (241) | 16-1/2 (419) | 11-7/8 (302) |
| 4″ | 11-1/2 (292) | 17-3/8 (441) | 12-3/4 (325) |
| 5″ | 14 (356) | 24 (610) | 12-3/4 (325) |
| 6″ | 16 (406) | 24 (610) | 17-3/4 (451) |
| 8″ | 19-1/2 (495) | 26-3/4 (679) | 21-5/8 (549) |
| 10″ | 24-1/2 (622) | 30 (762) | 30 (762) |
| 12″ | 27-1/2 (699) | 33-7/8 (860) | 30 (762) |
| 14″ | 31 (787) | 56 (1422) | 31-1/2 (800) |
| 16″ | 36 (914) | 64 (1626) | 35-1/2 (902) |
| اپراتور دنده برای سایز 10 اینچ به بالا توصیه می شود | |||
کلاس 300 ابعاد به اینچ (میلی متر)
| Sizes | L / L1 | H (Open) | W |
| 2″ | 10-1/2 (267) | 13-3/8 (340) | 9 (229) |
| 2-1/2″ | 11-1/2 (292) | 15-3/8 (390) | 9 (229) |
| 3″ | 12-1/2 (318) | 16-1/2 (419) | 13 (330) |
| 4″ | 14 (356) | 19-3/8 (492) | 14 (356) |
| 5″ | 15-3/4 (400) | 21-1/2 (546) | 15-3/4 (400) |
| 6″ | 17-1/2 (445) | 24-3/8 (619) | 17-3/4 (451) |
| 8″ | 22 (559) | 31-1/4 (794) | 22 (559) |
| 10″ | 24-1/2 (622) | 45 (1143) | 34 (864) |
| 12″ | 28 (711) | 49 (1245) | 34 (864) |
| اپراتور دنده برای سایز 8 اینچ به بالا توصیه می شود | |||
کلاس 600 ابعاد به اینچ (میلی متر)
| Sizes | L / L1 | H (Open) | W |
| 2″ | 11-1/2 (292) | 15-1/2 (394) | 9-1/2 (241) |
| 2-1/2″ | 13 (330) | 17 (432) | 11 (279) |
| 3″ | 14 (356) | 19 (483) | 13 (330) |
| 4″ | 17 (432) | 21 (533) | 14 (356) |
| 5″ | 20 (508) | 25 (635) | 15-3/4 (400) |
| 6″ | 22 (559) | 26-7/8 (683) | 18 (457) |
| 8″ | 26 (660) | 35 (889) | 20 (508) |
| 10″ | 31 (787) | 49 (1245) | 24 (610) |
| 12″ | 33 (838) | 58 (1473) | 30 (762) |
| اپراتور دنده برای سایز 8 اینچ به بالا توصیه می شود | |||
کلاس 900 ابعاد به اینچ (میلی متر)
| Sizes | L / L1 | H (Open) | W |
| 2″ | 14-1/2 (368) | 20-1/2 (521) | 12 (305) |
| 3″ | 15 (381) | 22-3/4 (578) | 14 (356) |
| 4″ | 18 (457) | 26-1/2 (673) | 21-1/2 (546) |
| 6″ | 24 (610) | 36 (914) | 20 (508) |
| 8″ | 29 (737) | 37 (940) | 24 (610) |
| اپراتور دنده برای سایز 6 اینچ به بالا توصیه می شود | |||
ابعاد شیر کروی کلاس 1500 ابعاد به اینچ (میلی متر)
| Sizes | L / L1 | H (Open) | W |
| 2″ | 14-1/2 (368) | 24 (610) | 14 (356) |
| 3″ | 18-1/2 (470) | 26 (660) | 16 (406) |
| 4″ | 21-1/2 (546) | 28 (711) | 18 (457) |
| 6″ | 27-3/4 (705) | 37-1/2 (952) | 24 (610) |
| 8″ | 32-3/4 (832) | 45 (1143) | 24 (610) |
| اپراتور دنده برای سایز 6 اینچ به بالا توصیه می شود | |||
ابعاد شیر کروی کلاس 2500 ابعاد به اینچ (میلی متر)
| Sizes | L / L1 | H (Open) | W |
| 2″ | 17-3/4 (451) | 25-1/2 (648) | 16 (406) |
| 3″ | 22-3/4 (578) | 32-1/2 (825) | 20 (508) |
| 4″ | 26-1/2 (673) | 47 (1194) | 24 (610) |
| 6″ | 36 (914) | 70-1/2 (1790) | 28 (711) |
| 8″ | 40-1/4 (1022) | / | / |