در هر محیط صنعتی و پالایشگاهی قطعا یک یا چند ولو به کار برده می‌شود.
کاربرد گسترده شیرآلات صنعتی، منجر به ساخت انواع ولو شده است.

ولو ها را به طور کلی، به 5 تیپ کاری مختلف دسته بندی کرده که هر تیپ دارای مدل های مختلفی است.

انواع ولو

شیرهای صنعتی را به طور کلی می‌توان به 5 دسته زیر تقسیم بندی کرد 

#1 شیرهای کنترلی Control Valves

#2 شیرهای قطع و وصل ON/OFF Valves

#3 ولوهای ایمنی Pressure Safety Valves

#4 ولوهای ایزوله Isolation Valves

#5 ولوهای خود کنترلی Self Control Valves

حتما 5 گام این مقاله را با دقت و توجه کامل مطالعه کنید.

#1 شیرهای کنترلی Control Valves

این شیرها، یک پارامتر فیزیکی را در داخل خط عبوری، کنترل می‌کنند.

به عبارت بهتر، ما می‌توانیم فلوی عبوری از یک پایپ یا فشار یک پایپ را کنترل کنیم.

به شیرهای کنترلی می توانیم درصد بدهیم و این قابلیت را دارند که
در هر لحظه 50% یا 60% یا هر میزان دلخواهی باز باشند و به این میزان دلخواه سیال را عبور دهند.

در انواع ولو ، قطعا این ولوها از اهمیت بسیار بیشتری برخوردار هستند.

انواع ولوهای کنترلی از لحاظ کاربرد

1. دستی

2. اتوماتیک

ولو های صنعتی در اندازه و اشکال مختلفی وجود دارند. موارد استفاده از از آنها همانند طراحی آنها متفاوت است.

برخی از آنها دستی بوده و برخی دیگر به تنظیمات پیچیده ای نیاز دارند.

باتوجه به اینکه ولوهای صنعتی از لحاظ کاربرد دارای انواع مختلفی هستند, فرایند کنترل جریان سیال در تمامی آنها یکسان است.

انواع ولوهای کنترلی از لحاظ ساختمان

شیرهای کنترلی را از نظر عملکرد (Function) به 2 گروه تقسیم بندی می کنیم:

• 1-1 شیر کروی Globe Valve

مکانیزم کار این مدل از شیرهای کنترلی تقریبا یکسان بوده و 3 نوع دارند.

شیر کروی یا بشقابی Globe Valve

پرکاربردترین و رایج ترین نوع شیرهای کنترلی می باشند و عموما وقتی صحبت از شیر های کنترلی می شود، منظورمان گِلاب ولو ها می باشد.

طراحی این نوع شیرها به گونه ای است که جریان سیال نمیتواند در جهت مستقیم جرکت کند. نشیمن گاه در این شیر موازی جریان است.

بنایراین سیال در هنگام عبور از شیر باید تغییر مسیر دهد.

این نوع از انواع ولوهای کنترلی برای کنترل جریان مورد استفاده قرار میگیرند.

در حالت کنترل جریان تمام دیسک و زینگ های نشیمن گاهی در معرض حریان و فشار سیال قرار دارد.

بنایراین در صورت وجود آمدن سایش در تمامی قسمت های آن یکسان است.

این شیرها به انواع مختلف دیسک ها مجهز هستند که از مهترین آنها پلاک دیسک، دیسک مرکب و دیسک های تطبیقی است.

در انتخاب Globe Valves بایستی به نکات زیر توجه کنیم:

• محدودیت سایز (1 اینچ تا 24 اینچ)

• ظرفیت (Capacity) محدود در مقایسه با Ball Valve و Butterfly

• قیمت بالا

• Tight shutoff بودن در سایزهای کوچک

• در سایزهای بالا، کلاس نشتی (leakage class) محدودیت دارد.

• در معرض cavitation کمتر هستند زیرا valveهای low-recover می باشند.

در مقاله زیر به طور کامل در مورد ساختمان این مدل شیرها توضیح دادیم.

شیر زاویه ای Angle Globe Valve

برای نصب بر روی زانو ها از این مدل گلاب ولو ها استفاده می کنیم.

شیر سوزنی Needle Valve

از ولوهای سوزنی در سایزهای کوچک استفاده می شود (1/2 و 1/4 اینچ)
از این مدل ولو ها برای نمونه گیری (sampling) استفاده می کنیم.

• 1-2 انواع ولو دیافراگم

دسته دیگر کنترل ولو ها، دیافراگم ولو ها می باشند. در صنایع غذایی از این ولوها استفاده زیادی می شود.

شیرهای دیافراگمی را به سه نوع تقسیم بندی می شوند:

شیر دیافراگمی Diaphragm Valve

در نمونه هایی که دارای ذرات متخلخل هستند یا با مواد اسیدی سر و کار داریم، حتما از یکی از مدل های دیافراگم استفاده می کنیم.

شیر گیره ای Pinch Valve (پینچ ولو)

همان طور که مشاهده می کنید، این نوع از شیرهای دیافراگمی دارای 2 لبه می باشند.

شیر Squeeze

6 امین مدل از شیرهای کنترلی که در زیر شاخه انواع ولو های دیافراگمی جای میگیرد، Squeeze ها می باشند.

در روش دیافراگم ، گاها لازم است که پس از مدت زمانی مشخص، دیافراگم را تعویض کرده تا کاهش کیفیت تجهیز را برطرف کنیم.

#2 شیرهای قطع و وصل ON/OFF Valves

شیرهایی که یا کاملا باز بوده و یا کاملا بسته می‌باشند را شیرهای ON و OFF یا همان صفر و یکی می‌گوییم.

ولوهایی که در صنعت عموما به اسم شیرهای حفاظتی استفاده می‌شوند، از این دسته هستند.

مثلا ولوهایی که به فلرینگ (محل انفجار سیالات اضافی در برج های بلند) متصل هستند.
در این کاربرد یا قصد داریم که سیستم به کار خود ادامه دهد که در این حالت شیرِ متصل به فلرینگ نیز، بسته خواهند ماند و
یا آنکه قصد داریم سیال اضافی را به سمت برج های آتش و فلرینگ انتقال دهیم (در این حالت ولوِ مربوطه باز خواهد شد) که
اصطلاحا می‌گوییم سیستم‌ مان shut down خورده و plant (سیستم) متوقف است تا سیالات اضافی سوزانده شوند.

نحوه عملکرد (Function) این شیرها به صورت ROTARY یا همان چرخشی می باشد.

شیرهای قطع و وصل به 4 دسته تقسیم بندی می شوند:

• انواع ولو: شیر توپی Ball Valve (بال ولو)

دسته اول از انواع ولو های قطع و وصل، ولوهای توپی Ball valves هستند که به 3 گروه تقسیم بندی می شوند.

دقت کنید که برای سایزهای بزرگ (بالاتر از 24 اینچ) از این ولوهای توپی به عنوان کنترل ولو هم استفاده می کنیم.

در انتخاب Ball Valves بایستی به نکات زیر توجه کنیم:

در معرض cavitation بیشتری هستند، زیرا valveهای high-recover می باشند.
ارزان قیمت هستند (تقریبا نصف قیمت Globe valve در سایز مشابه)
ایجاد افت فشار (pressure drop) کمتر، در مقایسه با Globe valve
کلاس نشتی (leakage class) در سایزهای مختلف محدودیت ندارد.
محدودیت سایز تا 56 اینچ

• انواع ولو : شیر پروانه ای Butterfly Valve

در شیرهای پروانه ای جریان سیال توسط یک دیسک که در داخل بدنه شیر نصب می‌شود، کنترل میگردد.

زمانی که شیر کاملا باز است دیسک مقاومت کمتری در مقابل جریان ایجاد میکند.

چرخش دسته شیر به اندازه یک ریع دایره دیسک را به طور کامل در مسیر جریان سیال قرار میدهد.

جالب توجه این که توانایی کنترل جریان این نوع شیرها تنها در ۳۰درجه اول چرخش است.

بنابراین می بایست توجه داشت که باز کردن یک یا دو دندانه از شیرها جریان زیادی از سیال را آزاد میکند.

موارد استفاده از شیرهای پروانه ای

1. باز و بسته کردن جریان سیال

2. کنترل جریان سیال

برای این 2 کاربرد از این نوع از انواع ولوهای کنترلی استفاده می کنیم.

• انواع ولو : شیر پروانه ای لاگ لاستیکی Eccentric Disk

این مدل ولوها هم شبیه شیرهای پروانه ای می باشند.

• انواع ولو : شیر سماوری Plug Valve

شیرهای سماوری از متداولترین نوع شیرهای صنعتی به شمار می آیند. که از یک دسته متحرک برای کنترل جریان استفاده میشود.

وقتی شیر باز است سیال از درون دهانه پلاک عبور میکند.

چرخش دسته به اندازه یک ریع دایره پلاک را ۹۰درجه  می جرخاند و شیر کاملا بسته می‌شود.

لازم به ذکر است که اتصال بدنه شیر و پلاک برای جلوگیری از نشتی سیال ضروری است.

اما این کار باعث اصطحکاک و نهایتا سایش شیر میگردد که برای رفع این نوع از اصطحکاک ها محفظه داخل شیر به صورت دوره ای روغن کار میگردد.

#3 انوع ولو های ایمنی Pressure Safety Valves

این شیرها همانند شیر زود پز می‌باشند که خیلی از مواقع صدای مربوط به آن را هم شنیده‌اید.
در واقع این شیر هر موقع فشار داخل زودپز بیش از حد بشود، با انتقال فشار به بیرون، مانع از ترکیدن زود پز می‌شود.

همچنین مخازن ذخیره سازی در صنایع نفت و گاز و همچنین صنایع خوراکی را در نظر بگیرید،
این مخازن اگر فشارشان به یک حدی برسد، هر لحظه ممکن است که دچار ترکیدگی و انفجار شوند.
برای همین بایستی حتما از ولوهایی برای کاهش فشار و ایجاد ایمنی در سیستم استفاده شود که به آنها ولو ایمنی گفته می‌شود.

این مدل شیرها نیز دارای 3 نوع زیر می باشند:

مکانیزم عملکرد این ولوها، مکانیکی بوده که در بسته ابزار دقیق به طور کامل در مورد این ولوها صحبت کرده ایم.

#4 ولوهای ایزوله Isolation Valves = شیرهای کشویی Gate Valve

این ولوها برخلاف سه گروه ولو قبلی، در زیر مجموعه ولوهای پایپینگی قرار می‌گیرند
(سه دسته ولو قبلی، از شیرهای ابزار دقیقی، محسوب می‌شوند).

یعنی آنکه اپراتور، این ولوها را با نیروی بازو، باز یا بسته می‌کند.

همچنین خرید این ولوها بر عهده واحد ابزار دقیق نیست.
از آنجایی که در میان انواع ولو هایی که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد،
این نوع ولو ها بسیار حائز اهمیت می باشند و به همین دلیل بایستی با این مدل ولوها نیز به طور کامل آشنا شوید.

ولوهای ایزوله یا کشویی دارای 3 نوع پرکاربرد هستند که مکانیزم مشابهی نیز دارند.

نمایشگر ویدی

• Single Seat / Single Disk Valve

مکانیزم کارکرد این شیرها بسیار ساده بوده و بازهم تاکید می کنیم که خرید، بهره برداری و کار با این ولوها برعهده واحد پایپینگ می باشد.

این ولو ها دارای یک پلاگ بوده که با بستن ولو، این پلاگ بر روی Seat قرار گرفته و مسیر عبور سیال بسته می شود.

• شیر اسپلیت Split Valve

در جاهایی که سیال عبوری ویسکوزیته بالایی دارد یا اینکه حجم عبوری سیال خیلی بالا هست، ممکن است که
پلاگی که برای مدل Single Disk در نظر گرفتیم بر روی seat لیز خورده یا حرکت کند و نشتی داشته باشیم.

به همین منظور از این مدل Split که دارای یک زائده در کفِ seat هست، استفاده می کنیم تا بهتر از نشتی جلوگیری کنیم.

• شیر چاقویی (گیوتینی) Knife Valve

این ولوها شبیه گیوتین یا چاقو بوده که با بالا و پایین رفتن، مسیر عبور سیال را باز یا بسته می کنند.

شیرهای کشویی جریان سیال را با قرار دادن دریچه فلزی در مسیر جریان کنترل می کند.

زمانی که شیر کاملا بسته می باشد، دریچه کاملا پایین آمده و جریان متوقف می گردد و
با محدود کردن جزیان سیال، دبی کنترل می گردد.

در برخی از شیرهای کشویی از دسته ای متصل به ساقه برای بالا و پایین آوردن دریچه استفاده می شود.

ساقه از میان محفظه آب بندی که روی سرپوش شیر قرار دارد، عبور می کند.

محفظه آب بندی از ماده ای به نام پکینگ پرشده است که از نشتی جلوگیری می کند.

در قسمت بالای شیر، ساقه محکم به دسته شیر پیچانده شده است.

وقتی دسته شیر در جهت پاد ساعتگرد میچرخد، دسته و دریچه متصل به آن بالا می آید و شیر باز می‌شود و
حرکت دسته شیر در جهت ساعتگرد، دریچه و سافه پایین آمده و شیر را می بندد.

این نوع شیر به شیرهای دسته بالا رونده نام گذاری می شوند.

در این نوع شیرها با نگاه به دسته شیر می‌توان در مورد باز و بسته بودن شیر اظهار نظر کرد.

نکته قابل توجه این که در کنترل جریان سیال، پایه دریچه تحث فشار فیزیکی قرار گرفته که منجر به سایش بیش از اندازه آن می‌گردد.

از این رو شیرهای کشویی برای کنترل جریان سیال مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

#5 انواع ولو های خود کنترلی Self Control Valves

اگر فلوی عبوری از داخل پایپ زیاد بشود، این ولو بیشتر باز شده و
اگر فلوی عبوری کمتر بشود، این ولو نیز به سمت بسته شدن می‌رود.

به عبارت بهتر این ولوها، خودشان، خودشان را کنترل می‌کنند و نیازی به هیچ نیروی بیرونی یا خارجی نیست.

چک ولوها نیز یکی از این نوع ولوها هستند.

انواع شیرهای یکطرفه Check valve

شیرهای یکطرفه به گونه ای طراحی شده اند که تنها از یک جهت اجازه جریان سیال را می دهند.

از فاکتورهای اصلی برای انتخاب شیرهای یک طرفه حداقل فشار لازم برای کارکردن این نوع شیرها است.

مهمترین کاربرد این نوع شیرها به عنوان یکی از انواع ولوهای کنترلی در صنایع شیمیایی، پمپ ها و تجهیزات نیروگاهی است.

انواع ولو های یک طرفه کنترلی

ولو های خود کنترل به 3 دسته زیر تقسیم بندی می شوند:

1. شیرهای یک طرفه بالا رونده ( دیافراگمی- پیستونی- کروی)

2. شیرهای یک طرفه دورانی

3. شیرهای یک طرفه لولایی

شیر یکطرفه بالارونده

شیر یکطرفه دورانی

شیر یکطرفه لولایی

این ولوها نیز از جمله شیرهای پایپینگی (مرتبط با واحد لوله کشی) به حساب می‌آیند.

چرا باید انواع ولو های صنعتی را به صورت تدریجی باز و بسته کرد؟

نکته قالب توجه که در تمامی شیرها باید رعایت کرد این است که باز و بست ناگهانی و سریع شیرهای صنعتی باعث ایجاد فشار ناگهانی می گردد که می تواند به شیر صدمه وارد کند.

در شرایط وخیم تر باعث ترک خوردن لوله ها شود که به پدیده شوک الکتریکی موسوم است.