شیرآلات برنجی چیست انواع شیر برنجی

انواع مختلفی از شیرآلات صنعتی یا ولو برای تنظیم جریان سیال در لوله ها استفاده می شوند. یکی از پر کاربردترین ولوها، شیرآلات برنجی یا ولوهای برنجی (Brass Valve) هستند. از شیر آلات برنجی اغلب در موتورخانه ها استفاده می شود. کاربرد این شیرآلات در باز و بسته کردن جریان و تنظیم شدت جریان است.

برخی از شیرآلات به صورت دستی کار کنند و برخی دیگر از یک محرک (پنوماتیک، هیدرولیکی یا الکتریکی) استفاده می کنند. از آنجایی که ولو ها بخش بزرگی از هزینه های کلی سیستم را شامل می شوند، بایستی آنها را با دقت زیادی انتخاب کرد. این مقاله به طبقه بندی شیرآلات برنجی و عملکرد هریک از ولوها می پردازیم.

شیرآلات برنجی چیست؟

ولوها و شیرآلات صنعتی با جنس های گوناگون در بازار در دسترس هستند. شیرآلات فولادی، چدنی، برنجی و غیره بر اساس کاربرد و جنس سیستم لوله کشی انتخاب می شوند.

برنج آلیاژی از مس و روی است و شیرآلات برنجی در موتورخانه به وفور استفاده می شوند. اغلب شیرآلات برنجی به صورت رزوه ای به سیستم لوله کشی متصل می شوند و قابلیت جداسازی و تعمیر و نگهداری نیز دارند.

بهترین برندهای شیرآلات برنجی

برندهای گوناگونی در بازار شیرآلات برنجی وجود دارند که شیرآلات باکیفیتی تولید و عرضه می کنند. خوشبختانه برندهای معتبر و استاندارد ایرانی و خارجی در بازار در دسترس هستند و امکان خرید آنها از شرکت پردیس فولاد فراهم شده است. در ادامه به بهترین برندهای شیرآلات برنجی اشاره می کنیم.

بهترین برندهای شیرآلات برنجی خارجی

• شیرآلات کیتز ژاپن (KITZ)
• تفلن مایع سیم ایتالیا (CIM)

بهترین برندهای شیرآلات برنجی ایرانی

• شیرآلات کیز ایران
• شیرآلات سام
• شیر سازی سامین
• امین شیر
• شیرآلات شیلان

انواع شیرآلات برنجی

در ادامه انواع شیر برنجی را به شما معرفی می کنیم. مقاله شیرآلات صنعتی چیست را می توانید مطالعه کنید.

گیت ولو یا شیر دروازه ای برنجی (Gate Valve)

گیت ولو یا شیر دروازه ای یکی از رایج ترین شیرآلات در هر کارخانه ها و سیستم های لوله کشی است. گیت ولو یک شیر با حرکت خطی است که برای شروع یا توقف جریان سیال استفاده می شود.

شیرهای دروازه ای به وسیله بالا بردن یا پایین آوردن یک دسته در بالای شیر، جریان سیال را کنترل می کنند. این شیرها یا در حالت کاملا باز یا کاملا بسته هستند و از آنها برای تنظیم شدت جریان استفاده نمی شود. شیر دروازه یا گیت ولو تقریبا در تمام فرایندهایی که سیالاتی مانند هوا، گاز، سوخت، آب، بخار، روغن روان کننده، هیدروکربن و سایر سیالات وجود دارند، مورد استفاده قرار می گیرد. گیت ولو به خوبی می تواند جریان سیال را قطع می کند.

برخی از استانداردها مرتبط با گیت ولو در سیستم های پایپینگ به شرح زیر است:

• استاندارد ASME B16.34 درباره رتبه بندی ولوها بر اساس دما و فشار کاری است.
• استاندارد API 6D مشخصات ولوهای خطوط لوله انتقال سیال را تعیین می کند. در این استاندارد تمامی اطلاعات مورد نیاز برای طراحی، ساخت، آزمایش و مستندسازی اسناد مرتبط با شیر دروازه ای، بال ولو (شیر توپی)، شیر یک طرفه و پلاگ ولو (شیر سماوری) را تا کلاس فشاری ۲۵۰۰ را تعریف می کند.
• استاندارد API 598 اطلاعات مورد نیاز برای بازرسی شیر و تست های آن را بازگو می کند.
• استاندارد API 600 اطلاعات مورد نیاز در مورد گیت ولوهای فولادی پیچ و مهره ای در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی را بازگو می کند.
• استاندارد API 595 در مورد گیت ولوهای چدنی با اتصال فلنجی است.
• استاندارد API 597 در مورد گیت ولوهای فولادی ونتوری با اتصال فلنجی یا جوشی است.

گلوب ولو یا شیر کروی برنجی (Globe Valve)

گلوب ولو یا شیر کروی یکی دیگر از انواع شیر برنجی است. از گلوب ولو برای توقف، راه اندازی و تنظیم جریان سیال استفاده می شود. گلوب ولو در سیستم هایی استفاده می شود که کنترل جریان سیال مورد نیاز است و پیشگیری از نشتی نیز ضروری است. گلوب ولو در مقایسه با گیت ولو جریان را بهتر قطع می کند و از آن گران تر است. شیر کروی به گونه ای طراحی شده که بدون نیاز به خارج کردن ولو از سیستم، امکان تعمیر و بازرسی آن وجود دارد. به دلیل طراحی مخروطی شکل شیر کروی، نقطه تماس با سیت (نشیمن گاه) نسبتا زیاد است و آب بندی خوبی ایجاد می کند.

انواع گلوب ولو عبارتند از:

• نوع Z (Z types)
• نوع Y (Y types)
• انواع زاویه دار (Angle Types)

بال ولو یا شیر توپی برنجی (Ball Valve)

بال ولو یا شیر توپی پر کاربردترین شیر برنجی است. شیر توپی یک شیر مدور با حرکت یک چهارم است که از یک دیسک توپی شکل برای توقف یا شروع جریان استفاده می کند. اکثر شیرهای توپی از نوع سریع الاثر هستند که برای کارکردن شیر نیاز به چرخش 90 درجه ای دسته سوپاپ دارد. شیر توپی کوچکتر و سبکتر از گیت ولو با همان اندازه و درجه است. میتوانید بال ولو یا شیر توپی چیست را مطالعه کنید.

انواع بال ولو عبارتند از:

• شیر توپی 3 طرفه (3 Way Ball Valve)
• شیر توپی شناور (Floating Ball Valve)
• شیر توپی نصب شده بر روی Trunnion  (Trunnion Mounted Ball Valve)
• شیر توپی با ورودی بالا (Top entry)
• شیر توپی با ورودی جانبی  (Side entry or split body)
• شیر توپی با بدنه سه تکه (Three-piece body)

باترفلای ولو یا شیر پروانه ای برنجی (Butterfly Valve)

شیر پروانه ای یک شیر دوار با حرکت چرخشی یک چهارم است که برای توقف، تنظیم و شروع جریان استفاده می شود. شیر پروانه ای یکی از شیرآلات برنجی است که به سرعت باز و بسته می شود. با چرخش 90 درجه ای دسته شیر، دریچه به طور کامل باز یا بسته می شود. شیر پروانه ای بدنه مدور کوتاهی دارد. باترفلای ولو به دلیل طراحی فشرده و وزن سبک در مقایسه با سایر ولوها به فضای کمتری نیاز دارد.

انواع باترفلای ولو عبارتند از:

• انتهای فلنج دار (Flanged Ends)
• انتهای ویفری  (Wafer type Ends)
• انتهای لاگ  (Lug type Ends)
• انتهای مناسب جوش لب به لب (Butt Welded type End)
• شیر پروانه ای افست صفر (Zero offset Butterfly Valve)
• شیر پروانه ای افست دوبل (Double offset Butterfly Valve)
• شیر پروانه ای افست سه گانه (Triple offset Butterfly Valve)

پلاگ ولو یا شیر سماوری برنجی (Plug valve)

پلاگ ولو نیز یک شیر برنجی با حرکت چرخشی یک چهارم است که برای متوقف کردن یا شروع جریان استفاده می شود. دیسک به شکل مخروطی است که دارای گذرگاهی برای عبور جریان است. پلاگ ولو به عنوان شیر توقف یا راه اندازی جریان سیال استفاده می شود و قادر به حذف حباب است. پلاگ ولو را می توان در شرایط گوناگون از حالت خلاء تا کاربردهای فشار و دمای بالا استفاده کرد

انواع پلاگ ولو عبارتند از:

• پلاگ ولو با پورت مستطیلی (Rectangular Port)
• پلاگ ولو با پورت گرد (Round Port)
• پلاگ ولو با پورت لوزی (Diamond Port)
• پلاگ ولو روانکار (Lubricated Plug Valve)
• پلاگ ولو غیر روانکار (Non-lubricated Plug Valves)
• پلاگ ولو چند پورته (Multi-Port Plug Valves)

نیدل ولو یا شیر سوزنی برنجی (Butterfly Valve)

نیدل ولو یا شیر سوزنی نوع دیگری از شیر برنجی است که از نظر طراحی شبیه گلوب ولو است. بزرگترین تفاوت نیدل ولو با گلوب ولو در وجود دیسک نوک تیز سوزنی شکل است. شیرهای سوزنی برای کنترل بسیار دقیق جریان در سیستم های لوله کشی با قطر کوچک طراحی شده اند. نام این ولو از شکل دیسک مخروطی نوک تیز الهام گرفته است.

پینچ ولو یا شیر پینچ برنجی (Pinch Valve)

پینچ ولو به عنوان شیر گیره ای یا clamp valve  نیز شناخته می شود. این یک شیر حرکت خطی دارد. از پینچ ولو برای شروع، تنظیم و توقف جریان سیال استفاده می شود. در این ولو یک لوله لاستیکی، که لوله پینچ نام دارد، طی مکانیزم پینچ حرکت سیال را کنترل می کند. Pinch Valve برای انتقال دوغاب ها، مایعات با مقادیر زیادی جامدات معلق و سیستم هایی که مواد جامد را به صورت پنوماتیکی انتقال می دهند، ایده آل است.

چک ولو یا شیر یک طرفه برنجی (Check Valve)

چک ولو یا شیر یک طرفه یکی دیگر از انواع شیرآلات برنجی است که از جریان برگشتی در سیستم لوله کشی جلوگیری می کند. تا زمانی که فشار جریان در خط لوله ثابت باشد، جریان بدون مانع در یک جهت حرکت می کند. در صورت ایجاد جریان بازگشتی چک ولو بسته می شود و سیستم را در برابر جریان معکوس محافظت می کند.

انواع چک ولو عبارتند از:

• نوع سویینگ (Swing Type)
• نوع بالا برنده (Lift Type)
• نوع صفحه دوگانه (Dual Plate Type)
• ولو چک متوقف کننده (Stop Check Valve)

شیر یک طرفه یا چک ولو برنجی در سایزهای مختلف از 0.5 تا 3 اینچ در بازار موجود است. چک ولو برنجی توانایی تحمل فشار تا 16 اتمسفر را دارد.

از مزایای شیر یک طرفه برنجی این است که امکان تعویض زبانه ی شیر بدون نیاز به باز کردن مجموعه ولو وجود دارد.

پرشر ریلیف ولو یا شیر کاهش فشار (Pressure Relief Valve)

شیر کاهش فشار، شیر فشار شکن یا شیر اطمینان برای محافظت از تجهیزات یا سیستم پایپینگ در شرایط فشار بیش از حد یا خلاء استفاده می شود. این شیر، فشار اضافی یا خلاء ایجاد شده را با فشار کنترل شده آزاد می کند.

انواع شیر کاهش فشار برنجی عبارتند از:

• شیرهای کاهش فشار با قابلیت بسته شدن دوباره (Reclosing-type pressure relief devices)

• شیرهای کاهش فشار بدون قابلیت بسته شدن دوباره (Non-reclosing type pressure relief devices)
• شیرهای ایمنی (Safety Relief Valves)
• شیر کاهش فشار (Pressure Relief Valve)
• شیر کاهش خلاء (Vacuum Relief Valve)
• شیر تخلیه فشار  (Vacuum Relief Valve)

انواع شیرآلات برنجی بر اساس نوع عملکرد

شیرآلات برنجی عملکردهای مختلفی را یک در سیستم لوله کشی صنعتی انجام می دهند. مانند:

• توقف و شروع جریان سیال. باز یا بسته بودن یک ولو، اجازه عبور سیال را می دهد یا جریان سیال را متوقف می کند.
• کنترل جریان سیال. برخی از ولوها به شما امکان می‌دهند تا جریان سیال را کاملا قطع یا کاملا باز کنید. همچنین می توانید با باز کردن به صورت نیمه یا بخشی از ولو، جریان سریال را کنترل کنید.
• کنترل جهت جریان سیال. وجود ولو با چند پورت به شما امکان می دهد در مورد مسیر حرکت سیال تصمیم بگیرید.
• تنظیم شدت جریان یا فشار در سیستم پایپینگ. برخی از شیرهای کنترل اتوماتیک با تنظیم باز و بسته شدن، جریان و فشار درون سیستم را حفظ می کنند.
• کاهش فشار یا خلاء سیستم پایپینگ یا تجهیزات. شیر تخلیه فشار و خلاء، کل سیستم پایپینگ را از فشار بیش از حد و خلاء محافظت می کند.

طبقه بندی ولو بر اساس اتصالات انتهایی

یکی از روشهای طبقه بندی شیرآلات صنعتی، دسته بندی آنها براساس اتصالات انتهایی شیر است.

• پیچی یا رزوه ای که با رزوه همسان با انتهای لوله وصل می شود. از این اتصالات معمولا در ابعاد کمتر از 1.5 اینچ استفاده می شود.
• اکثر ولوهای مورد استفاده در سیستم پایپینگ دارای انتهایی از نوع فلنجی است. از این اتصالات معمولا در ابعاد بیشتر از 2 اینچ استفاده می شود.
• از ولوهای دارای انتهای جوش لب به لب (یا بات ولد Butt-welded ) در شرایط فشار و دمای بسیار بالا استفاده می شود. از این اتصالات معمولا در کلاس بالاتر از 900 استفاده می شود.
• از ولوهای دارای سوکت جوشی در فشار کم استفاده می شوند. از این اتصالات معمولا در ابعاد کمتر از 2 اینچ استفاده می شود.
• چک ولو و شیر پروانه ای با انتهای ویفری در بازار موجود هستند. این نوع انتها زمانی استفاده می شود که فضای کار بسیار محدود باشد.

انواع شیرآلات برنجی بر اساس درجه بندی فشار و دما

یکی دیگر از روشهای طبقه بندی شیرآلات برنجی، دسته بندی آنها براساس درجه بندی فشار و دما است.

بر اساس درجه بندی فشار و دما، انواع شیرهای زیر در بازار موجود است.

• ولوهای کلاس 150 (فشار مجاز = 16 بار)
• ولوهای کلاس 300 (فشار مجاز = 40 بار)
• ولوهای کلاس 400 (ولوهای کلاس 400 گاهی اوقات در صنعت پایپینگ استفاده می شوند و کمتر رایج هستند.)
• ولوهای کلاس 600 (فشار مجاز = 100 بار)
• ولوهای کلاس 900 (فشار مجاز = 160 بار)
• ولوهای کلاس 1500 (فشار مجاز = 250 بار)
• ولوهای کلاس 2500 (فشار مجاز = 400 بار)

انواع شیرآلات برنجی بر اساس نحوه باز و بسته شدن

یکی دیگر از روشهای طبقه بندی شیرآلات برنجی، دسته بندی آنها براساس نحوه باز و بسته شدن ولو است. هر شیر با حرکت خطی، چرخشی یا یک چهارم چرخش باز و بسته می شود.

در تصویر زیر تفاوت روش های باز شدن شیر را مشاهده می کنید.

• ولوهای با حرکت خطی از یک عامل بستن جریان استفاده می کنند که در یک خط مستقیم حرکت می کند و جریان را شروع یا متوقف یا نیمه باز می کند. عامل بستن جریان می تواند یک دیسک یا ماده انعطاف پذیری مانند دیافراگم باشد. ولوهای حرکت خطی در عملکرد کندتر هستند، اما سطح دقت و پایداری بالاتری در فرایند بستن دارند.
• ولوهای حرکتی چرخشی یک دیسک را می چرخانند یا آن را از پین لولا که دیسک را نگه می دارد می چرخانند.
• شیرهای ربع چرخشی با چرخش 90 درجه، شیر را به طور کامل بسته یا کاملا باز می کنند. به دلیل این چرخش سریع، عملکرد آنها بسیار سریعتر از شیرهای حرکت خطی است.

انواع ولو بر اساس انواع محرک مورد استفاده

یک راه دیگر برای طبقه بندی ولوها بر اساس انواع محرک مورد استفاده است. ولو را می توان به صورت دستی با کمک چرخ دستی، اهرم، زنجیر یا چرخ دنده حرکت داد.

همچنین می توان از یک منبع تغذیه خارجی مانند موتور الکتریکی، هوا، سیال هیدرولیک یا میدان مغناطیسی برای راه اندازی ولو از اتاق کنترل استفاده کرد.

چک ولوها نیز هنگامی که در معرض جریان برگشتی قرار می گیرند، به طور خودکار به راه می افتند.

مزایای شیرآلات برنجی

همانگونه که می دانید، برنج آلیاژی است که از مس و روی تشکیل شده است. افزودن روی به مس، برنج را مستحکم تر از مس خالص می کند و در عین حال خواص بسیاری مانند چکش خواری، مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی آن را حفظ می کند. این ویژگی ها برنج را به انتخاب مناسبی برای کاربردهایی که در آن استحکام و انعطاف پذیری لازم است، تبدیل می کند. به طور کلی می توان درباره مزایای شیرآلات برنجی موارد زیر را ذکر کرد:

• شیرآلات برنجی آنتی باکتریال هستند: یکی از مزایای برنج ویژگی آنتی باکتریال بودن آن است. مطالعات نشان داده است که برنج می تواند تا 99 درصد از باکتری ها را در عرض 24 ساعت از بین ببرد. به دلیل وجود روی موجود در آلیاژ برنج، هنگامی که در معرض نور خورشید قرار بگیرد، می تواند میکروب ها را از بین ببرد. از این رو برای شیرآلاتی که مصارف بهداشتی دارند، انتخاب مناسبی است.
• شیرآلات برنجی دوام بالایی دارند: یکی دیگر از مزایای برنج نسبت به مس این است که دوام بالاتری دارد. استحکام برنج از مس بیشتر است و کمتر از آن دچار فرورفتگی یا خراش می شود. همچنین کمتر از مس در معرض خوردگی قرار می گیرد.
• شیرآلات برنجی هدایت حرارتی خوبی دارند: برنج رسانای حرارتی خوبی است. این ویژگی به این معنی است که می تواند گرما را به طور موثر انتقال دهد. از این رو به یک ماده ایده آل برای استفاده در سیستم های دارای مبدل های حرارتی و سایر کاربردهای مشابه تبدیل می شود که در آن گرما باید سریع و کارآمد جابجا شود.
• شیرآلات برنجی ارزانتر از شیرآلات مسی هستند: مزیت دیگر برنج نسبت به مس این است که قیمت کمتری دارد. زیرا برنج یک آلیاژ است و تولید آن به انرژی و منابع کمتری نسبت به مس خالص نیاز دارد. علاوه بر این، ضایعات برنج را می توان بازیافت و دوباره استفاده کرد و هزینه آن را کاهش داد.
• ماشین کاری شیرآلات برنجی آسان است: برنج آلیاژ نرمی است که برش و شکل دادن به آن آسان است. همچنین ماشین کاری برنج آسان است، به این معنی که می توان آن ها را بدون شکستگی یا ترک به اشکال پیچیده تبدیل کرد.
• شیرآلات برنجی ظاهری زیبا و جذاب دارند: شیرآلات برنجی رنگ طلایی جذابی دارد که از نظر زیبایی شناسی، آن را دلپذیر می کند.
• شیرآلات برنجی نیاز چندانی به تعمیر و نگهداری ندارند: به طور کلی برنج نیاز چندانی به تعمیر و نگهداری پیدا نمی کند و به راحتی قابل تمیز شدن است.
• شیرآلات برنجی مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارند: شیرآلات برنجی در برابر خوردگی مقاوم هستند. به همین دلیل از آنها برای کار در شرایط بسیار خورنده، با حضور بسیاری از مواد شیمیایی، آب، دوغاب و موارد دیگر استفاده می شود.
• قطعات موجود در شیرآلات برنجی ضریب اصطکاک پایینی دارند: برنج ضریب اصطکاک کمی دارد. از این رو برای قطعاتی که روی هم کشیده می شوند یا می لغزند، انتخاب مناسبی است.
• شیرآلات برنجی به راحتی نصب می شوند: یکی دیگر از مزایای شیرآلات های برنجی نصب آسان آنها است. از آنجایی برنج یک آلیاژ بسیار نرم است که برش و شکل دادن به آن آسان است. علاوه بر این، شیرآلات برنجی را می توان با استفاده از لحیم کاری به لوله ها و تجهیزات متصل کرد که فرآیند نصب را سریع و آسان می کند.
• شیرآلات برنجی آب بندی خوبی دارند: یکی دیگر از مزایای شیرآلات برنجی این است که آب بندی خوبی دارند. این بدان معناست که احتمال نشتی آنها نسبت به انواع دیگر شیرآلات کمتر است. افزون بر این با گذشت زمان نیز کمتر دچار نشتی می شوند.
• شیرآلات برنجی در برابر آتش مقاوم هستند: یکی دیگر از مزایای شیرآلات برنجی این است که در برابر آتش مقاوم هستند. برنج دیرتر از سایر مواد دچار حریق می شود و در گسترش آتش نقشی ندارد.

معایب شیرآلات برنجی

در کنار تمام مزایای یاد شده برای شیرآلات برنجی، استفاده از آنها چالش هایی را نیز به همراه دارد. برجسته ترین معایب شیرآلات برنجی عبارتند از:

• شیرآلات برنجی دارای سرب هستند: برخی از آلیاژهای برنج دارای سرب هستند که برای سلامت انسان خطرناک است. از این رو برای استفاده در سیستم هایی که مصارف انسانی دارند، بایستی از بدون سرب بودن آن ها مطمئن شد.
• شیرآلات برنجی وزن سنگینی دارند: برنج یک آلیاژ نسبتا سنگین است. از این رو برای سیستم هایی که نیاز به کاهش وزن نهایی دارند، انتخاب مناسبی نیست.
• شیرآلات برنجی مستعد اکسیداسیون سطحی هستند: هنگامی که برنج در معرض اکسیژن قرار می گیرد، اکسید می شود. از این رو انتخاب مناسبی برای مناطقی با سطح رطوبت بالا و مناطق ساحلی نیست. در صورت اکسیداسیون سطحی برای حفظ زیبایی ظاهری نیاز به پرداخت و پولیش سطحی دارد.
• شیرآلات برنجی ممکن است پر سر و صدا باشند: یکی دیگر از معایب شیرآلات برنجی این است که ممکن است نویز داشته باشند. این صدا در اثر عبور آب و سیالات از درون آن ها ایجاد می شود و می تواند آزار دهنده باشد.

جمع بندی

استفاده از شیرآلات برنجی در کاربردهای مختلف، مزایای بسیاری دارد. اتصالات برنجی به دلیل استحکام و قابلیت های مقاومت در برابر خوردگی مناسبی که دارند، گزینه ای در دسترس برای بسیاری از پروژه های صنعتی هستند. دوام و انعطاف پذیری و چکش خواری از مزایای دیگر آلیاژ برنج است. در نظر گرفتن همه این عوامل به شما کمک می کند تا تصمیمی آگاهانه در مورد خرید شیرآلات برنجی بگیرید.

سوالات متداول