شیر سوزنی
در انواع متنوعی از فرایندهای صنعتی که با جریان سیال های مختلف سرکار داریم موضوع کنترل سیال و جریان آن مطرح می شود که یکی از پرکاربردترین انواع تجهیزات می توان شیر سوزنی٬ نیدل ولو را نام برد که در این مقاله قصد داریم به بررسی تفصیلی این محصول بپردازیم.
مانند بسیاری از شیرها وظیفه شیرهای سوزنی یا نیدل ولو ها ایمن کردن و افزایش بازدهی عملکرد سیستم های صنعتی است.
وظیفه اصلی شیرهای سوزنی کنترل جریان سیال در لوله ها است.
عملکرد نیدل ولو مشابه گلاب ولو است و برای قطع و وصل جریان مایع در لوله به کار می رود. اگرچه عملکرد و کاربرد این دو مدل شیر یکسان است، اما طراحی متفاوتی دارند.
در طراحی گلاب ولوها یک دیسک در نظر گرفته شده است. این در حالی است که در نیدل ولوها یک سوزن بلند و نازک در انتهای شفت ولو قرار گرفته است. این سوزن را اغلب به عنوان پیستون شیر سوزنی می شناسند.
شیر سوزنی چیست؟
شیر سوزنی شامل یک اهرم یا فلکه کوچک بر روی پیستون برای کنترل موقعیت پیستون می شود. به دلیل طراحی دقیق و منحصر به فرد نیدل ولوها در بین شیر صنعتی کنترل مقدار سیال عبوری از شیر با دقت و صحت بالا امکان پذیر است.
شکل ۱: اجزای داخلی شیر سوزنی
انواع شیر سوزنی
نیدل ولوها به دو دسته اصلی دستی و اتوماتیک تقسیم می شوند. که در ادامه به معرفی هر دو آنها می پردازیم.
نیدل ولوهای دستی
در نیدل ولوهای دستی از اهرم یا فلکه برای کنترل فاصله بین سوپاپ استفاده می شود. وقتی که فلکه در یک جهت می چرخد، پیستون بالا می رود و ولو باز شده و جریان مایع می تواند از ولو عبور کند. وقتی که فلکه در جهت عکس بچرخد، پیستون به سمت پایین می رود و مسیر عبور جریان مسدود می شود.
نیدل ولوهای تمام اتوماتیک
نیدل ولوهای تمام اتوماتیک به یک موتور هیدرولیک یا به یک اکچوئیتر هوا وصل می شوند. اکچوئیتر یا موتور هیدرولیک شیر را به صورت اتوماتیک باز و بسته می کند. موتور یا اکچوئیتر موقعیت پیستون را با توجه به تایمرها یا داده های خارجی که به آنها وارد می شود، تنظیم می کند.
کنترل دقیق جریان عبوری سیال از شیر با هر دو مدل دستی و تمام اتوماتیک امکان پذیر است.
بنابراین نیدل ولوها را می توان برای تنظیم بهتر عبور جریان مایع در سیستم به کار برد.
شکل۲: نمونه‌های متفاوتی از شیرهای سوزنی با بدنه فورج یکپارچه
کاربرد نیدل ولو
کاربرد اصلی نیدل ولو کنترل جریان و محافظت گیج از خطرات ناشی از افزایش ناگهانی فشار مایعات و گازها در داخل لوله ها می باشد.
شیر سوزنی ایده آل ترین انتخاب برای سیستم هایی است که متریال آنها ویسکوزیته و غلظت کمتری دارند٬ می باشد.
عموما شیرهای سوزنی در حالت های زیر به کار می روند:
- سیستم های هیدرولیک با فشار کاری پایین
- فرآیندهای شیمیایی و سرویس های مایع و گاز
- کنترل و یا کاهش جریان
- تنظیم دقیق جریان سیال
- در مواردی که میخواهیم سرعت جریان عبور مایع از لوله خیلی کم باشد.
چرا شیر سوزنی کاربرد زیادی دارد؟
نیدل ولوها به دلیل ویژگی هایی که دارند کاربردهای فراوانی را در صنایع غذایی دارویی آزمایشگاهی و… دارند و از طرفی برای نصب همراه با منیفولدها و شیرهای گیج بسیار پرمصرف هستند.در ادامه لیستی از مهمترین ویژگی هایی که نیدل ولوها را پر طرفدار کرده آورده ایم:
- کنترل دقیق
- دقت بالا
- سهولت در نگهداری
- باز و بسته شدن آسان
نیدل ولوها برای سیستمهای وکیوم (خلا) در مواردی که کنترل دقیق جریان گاز در فشارهای پایین نیاز است نیز انتخاب هوشمندانه ای هستند .
با توجه به نوع متریالی که در ساخت شیر به کار می رود، می توان از این شیرها برای سیستم هایی با دمای بالا و یا اکسیژنی استفاده کرد.
متریال شیرها
متریال به کار رفته در ساخت شیر سوزنی
- استنلس استیل
- استیل برنج
- برنج
- برنز
- یا آلیاژ فلز
بنابراین در انتخاب متریال شیر باید توجه داشت که فرآیند با متریال انتخابی سازگار باشد.
در یک سیستم صنعتی اگر تجهیزات به درستی انتخاب شوند، عمر مفید سیستم و تجهیزات افزایش می یابد.
با توجه به نوع عملکرد شیرهای سوزنی، این مدل شیرها بهترین انتخاب برای کنترل جریان سیال عبوری هستند.
نمونه‌هایی از شیر سوزنی مورد استفاده در حوزه ابزار دقیق
فاکتورهای مهم در خرید شیر سوزنی
در انتخاب و خرید شیر سوزنی یا نیدل ولو باید چند مورد را مورد بررسی قرار بدیم :
- سایز اتصال یا سایز کانکشن
- متریال شیر سوزنی ( برنجی یا تمام استیل ….)
- متریال آب بندی
- بیشترین فشار کاری
- عملگر نیدل ولو
- نوع اتصال
- کیفیت متریال
شیر سوزنی تابلویی (پنلی)
در صنعت یک مدل شیر سوزنی طراحی شده است که با افزایش طول کوچکی که در طول ساقه شیر داده می شود، با یک مهره اضافه قابلیت نصب بر روی تابلو را پیدا می کنند.
شیرهای سوزنی پنلی معمولا در آزمایشگاه ها استفاده می شوند. نمونه ای از کاربرد شیرهای سوزنی را در شکل زیر مشاهده می فرمائید.
شکل ۴: شیرهای سوزنی نصب شده روی یک پنل آزمایشگاهی
شیرهای سوزنی با توجه به نوع کاربرد و شرایط محیطی مانند دمای کاری و فشار کاری ساخته و نام گذاری می شوند.
به عنوان مثال شیر سوزنی دسته فلزی نامی است که برای جداسازی از سایر مدل‌های شیرهای سوزنی مرسوم است.
این شیرها با بدنه‌هایی با مقاطع مختلفی مانند
- شش ضلعی
- دایره‌ای
- و یا با بدنه‌هایی کتابی
بسته به فشار کاری لازم، طراحی و تولید می‌گردند.
همانند شیرهای گلوب شیرهای سوزنی در قالب y-type نیز ساخته می‌شوند.
ممکن است شیرهای سوزنی را با توجه به نوع اتصال: تیوبی و دنده‌ای – دنده‌ای MxF ، FxF، MxM -و مولتی پورت نیز دسته‌بندی کنند.
نوک پلاگ شیر سوزنی در میزان خاصیت کنترلی شیر بسیار تاثیرگذار است.
انواع مختلف Tip در شیرهای سوزنی می‌تواند کاربردهای متفاوتی داشته باشد.
شیرهایی سوزنی زاویه‌ای (Angle Type)
در شیرهای سوزنی ورودی و خروجی شیر زاویه ۹۰ درجه با یک دیگر می سازند که نیاز بسیاری از کاربردها را برطرف می کند.
نیدل ولوها را می توان برای کنترل جریان در سیستم های حساس به کار برد. همچنین در کاربردهایی که افزایش ناگهانی فشار مایع ممکن است به سیستم آسیب برساند نیدل ولوها بهترین انتخاب هستند.
در ادامه اگر به دنبال مطالعه بیشتری در زمینه ولوها از جمله مثلا اینکه شیر توپی چگونه کار می کند و یا در زمینه شناخت بیشتری از تفاوت شیر توپی و شیر پروانه ای میتوانید به مقالات مربوط به آن مراجعه کنید.
