تفاوت بین یک شیر کروی (Globe Valve) و یک شیر دروازه‌ای (Gate Valve) چیست؟

آیا می توان شیر کروی را جایگزین شیر دروازه ای کرد؟ بررسی تفاوت ها و کاربردها

در این مقاله به بررسی تفاوت‌های کلیدی بین شیر کروی (Globe Valve) و شیر دروازه ای (Gate Valve) می‌پردازیم تا به شما در انتخاب مناسب‌ترین شیر برای کاربرد مورد نظرتان کمک کنیم. دانستن این تفاوت‌ها در عملکرد، ساختار، و کاربردها، به شما امکان می‌دهد تا تصمیمات آگاهانه‌تری در پروژه‌های خود بگیرید.

تفاوت‌های ساختاری شیر کروی و شیر دروازه ای

هنگام انتخاب شیر، به خصوص در فضاهای محدود، باید به ساختار آن توجه کرد. شیر دروازه ای تحت فشار سیال به خوبی بسته می‌شود و می‌تواند آب‌بندی محکمی ایجاد کند. اما در طول باز و بسته شدن، سطح آب‌بندی پلاگ شیر و نشیمنگاه شیر به طور مداوم در تماس هستند و ساییده می‌شوند. این امر به مرور زمان باعث فرسودگی سطح آب‌بندی می‌شود، به ویژه زمانی که شیر دروازه ای در حال بسته شدن است و اختلاف فشار در خط لوله زیاد است.

از نظر ساختاری، شیر دروازه ای پیچیده‌تر از شیر کروی است. به طور کلی، شیر دروازه ای در یک قطر یکسان از شیر کروی بلندتر است و ارتفاع شیر کروی از شیر دروازه ای بیشتر است. همچنین، شیر دروازه ای می‌تواند دارای ساقه بالارونده یا ساقه غیر بالارونده باشد، در حالی که شیر کروی فاقد این ویژگی است.

اصل کارکرد شیر کروی و شیر دروازه ای

در شیر کروی، هنگام باز و بسته شدن، ساقه شیر به صورت بالارونده عمل می‌کند. یعنی با چرخاندن چرخ دستی، چرخ دستی می‌چرخد و همراه با ساقه شیر بالا می‌رود. اما در شیر دروازه ای، چرخ دستی چرخانده می‌شود تا ساقه شیر بالا و پایین بیاید، در حالی که موقعیت خود چرخ دستی ثابت می‌ماند.

از نظر دبی، شیرهای دروازه ای باید کاملاً باز یا کاملاً بسته باشند، در حالی که شیرهای کروی این محدودیت را ندارند. همچنین، شیرهای کروی دارای جهت‌های ورودی و خروجی مشخص هستند، در حالی که شیر دروازه ای به این جهت‌گیری حساس نیست.

علاوه بر این:

• شیر دروازه ای فقط دو حالت باز کامل یا بسته کامل دارد.
• حرکت باز و بسته شدن شاتر شیر دروازه ای زیاد است و زمان باز و بسته شدن طولانی است.
• حرکت صفحه شیر کروی بسیار کمتر است و می‌توان آن را در موقعیت معینی برای تنظیم جریان متوقف کرد.
• شیر دروازه ای فقط برای قطع و وصل کردن جریان استفاده می‌شود و عملکرد تنظیم جریان ندارد.

تفاوت در عملکرد

شیر کروی هم برای قطع و وصل و هم برای تنظیم جریان قابل استفاده است. مقاومت سیال در شیر کروی نسبتاً زیاد است و باز و بسته کردن آن دشوارتر است. با این حال، از آنجایی که فاصله بین صفحه شیر و سطح آب‌بندی کوتاه است، حرکت باز و بسته شدن نیز کوتاه است.

از آنجایی که شیر دروازه ای فقط می‌تواند کاملاً باز یا کاملاً بسته باشد، وقتی کاملاً باز است، مقاومت جریان متوسط در مسیر بدنه شیر تقریباً صفر است. بنابراین، باز و بسته کردن شیر دروازه ای بسیار آسان‌تر خواهد بود، اما دروازه از سطح آب‌بندی دور است و زمان باز و بسته شدن طولانی است.

نصب و جهت جریان

اثر جریان شیر دروازه ای در هر دو جهت یکسان است. هیچ الزامی برای جهت ورودی و خروجی وجود ندارد و سیال می‌تواند در هر دو جهت جریان یابد. اما شیر کروی باید دقیقاً مطابق با جهت مشخص شده توسط فلش بدنه شیر نصب شود. همچنین مقررات روشنی برای جهت ورودی و خروجی شیر کروی وجود دارد. جهت جریان شیر کروی معمولاً از بالا به پایین است.

• در کاربردهای شیر کروی، خط لوله به وضوح در یک خط افقی از بیرون دیده نمی‌شود.
• مسیر جریان شیر دروازه ای در یک خط افقی است.
• حرکت شیر دروازه ای بیشتر از شیر کروی است.

از دیدگاه مقاومت جریان، مقاومت جریان شیر دروازه ای در حالت باز کامل کم است، در حالی که مقاومت جریان شیر کروی زیاد است. ضریب مقاومت جریان شیر دروازه ای معمولی حدود 0.08 تا 0.12 است، نیروی باز و بسته شدن کم است و سیال می‌تواند در دو جهت جریان یابد. مقاومت جریان یک شیر کروی معمولی 3 تا 5 برابر شیر دروازه ای است. هنگام باز و بسته کردن، برای دستیابی به عملکرد آب‌بندی خوب، لازم است با زور بسته شود. اسپول شیر کروی فقط زمانی با سطح آب‌بندی تماس پیدا می‌کند که کاملاً بسته باشد، بنابراین سایش سطح آب‌بندی کم است. برای شیرهای کروی که به دلیل مقاومت جریان زیاد به یک عملگر مجهز نیاز دارند، باید به تنظیم مکانیسم کنترل گشتاور توجه کنیم.

روش های نصب شیر کروی

دو راه برای نصب شیر کروی وجود دارد:

• روش اول: سیال می‌تواند از پایین هسته شیر وارد شود. مزیت این روش این است که وقتی شیر بسته است، بسته بندی تحت فشار نیست و عمر بسته بندی می‌تواند افزایش یابد. علاوه بر این، کار تعویض بسته بندی را می‌توان در شرایطی انجام داد که لوله جلوی شیر تحت فشار باشد. عیب این روش این است که گشتاور محرک شیر زیاد است، حدود 1 برابر جریان رو به بالا، نیروی محوری ساقه شیر زیاد است و ساقه شیر به راحتی خم می‌شود. بنابراین، این روش به طور کلی فقط برای شیرهای کروی با قطر کوچک (زیر DN50) قابل استفاده است.
• روش دوم: شیرهای کروی بالای DN200 از سیال برای جریان از بالا استفاده می‌کنند. (برای یک شیر کروی برقی، سیال معمولاً از بالا جریان می‌یابد) عیب ورود سیال از بالا دقیقاً برعکس راه ورود از پایین است.

مهر و موم

سطح آب‌بندی شیر کروی یک ضلع ذوزنقه‌ای کوچک از هسته شیر است (به طور خاص، شکل هسته شیر). وقتی هسته شیر جدا شود، معادل بسته شدن شیر است (اگر اختلاف فشار زیاد باشد، البته عملکرد آب‌بندی خوب نیست، اما اثر ضد معکوس بد نیست). شیر دروازه ای توسط سمت هسته شیر آب‌بندی می‌شود و اثر آب‌بندی به خوبی شیر کروی نیست. برای یک شیر دروازه ای، افتادن هسته شیر ​​مانند یک شیر کروی معادل بسته شدن شیر نیست.

منابع:

ویکی پدیا