هیدرولیک خط لوله ۴-۱ شیرها

هیدرولیک خط لوله ۴-۱ شیرها – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  مکانیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

هیدرولیک خط لوله

پمپ ها، شیرها، حفره زایی، ناپایداریهای گذرا

فصل ۴

(بخش ۱-  شیرها)

شیرها به عنوان بخش مهمی از طراحی خط  لوله به شمار می آیند . کاربرد آنها را می توان به شرح ذیل در نظر گرفت : تنظیم جریان و فشار، محافظت از خط لوله و پمپ ها از فشار بیش از حد، کمک جهت ممانعت از بروز ناپایداری ها، جلوگیری از جریان معکوس به سمت پمپ ها، حذف هوا و انجام عملیات مختلف دیگر. در صورتی که شیرها به طور مناسب انتخاب و به کار گرفته نشوند احتمال بروز مشکل وجود خواهد داشت. بستن بسیار سریع یک شیر / سوپاپ کنترلی، با استفاده از یک شیر فلکه یا شیر کنترل نامناسب، و پر کردن یا جریان یابی سریع سیال بداخل خط لوله، با سرعت بیش از حد، ممکن است سبب بروز ناپایداری های هیدرولیکی شدیدی شود. در صورتی که شیرها در معرض پدیده کاویتاسیون یا حفره زایی قرار گیرند، احتمال بروز سریع خوردگی یا نشتی بوجود آمده و بنابراین می بایست آنها را تعویض نمود. در این فصل نوع عملکردهای مختلف شیرها و ویژگی های هیدرولیکی آنها مورد بررسی قرار می گیرد. چنین  مولفه ای  شامل  مشکلات مربوط به  اسراف انرژی و گشتاور پیچشی می باشد. مشکلات حفره زایی / کاویتاسیون و ناپایداری های هیدرولیکی / گذرا متعاقباً در فصول بعدی مورد بحث قرار می گیرند .

طبقه بندی گسترده ای در خصوص انواع مختلف شیرهای استفاده شده برای اهداف مختلف مشخص شده است. جدول ۴-۱ مشخص کننده کاربردهای متعارف در این زمینه است. برای بحث پیرامون این موضوع، شیرها و کاربردهای آن ها را می توان به ۴ دسته تقسیم نمود :     ۱) شیرهای خودکار ، ۲) شیرهای تنظیم کننده فشار ، ۳) شیرهای یک طرفه، و ۴) شیرهای کنترل هوا . این دسته بندی ها به صورت انحصاری نمی باشند چرا که احتمال کاربرد انواع مشابه شیرها با توجه به کنترل های مختلف جهت انجام هر کدام از چهار عملکرد فوق نیز وجود دارد . این نوع همپوشانی بین دسته بندی ها در ارتباط با کاربرد شیرهای لیست شده در جدول ۴-۱ می باشد. به طور مثال، یک شیر تنظیم کننده جریان را می بایست به گونه ای طراحی نمود که سبب ایجاد کاویتاسیون یا حفره زایی چندانی نشود. چنین موردی ممکن است نیازمند شیرهای متعدد به صورت سری باشد، به گونه ای که آنها هر دو قابلیت مربوط به شیرهای تنظیم کننده جریان و کنترل کاویتاسیون را داشته باشند.

هیدرولیک خط لوله ۴-۱ شیرها

۴-۱ . شیرهای خودکار

واژه شیر خودکار غالباً به جای نوع شیر به عملکرد شیر اشاره دارد. این مورد را می توان به هر نوع شیری که جهت تنظیم حالت ثابت جریان یا فشار در یک سیستم به کار می رود تعمیم داد. چنین موردی شامل جدا سازی، بلوکه سازی یا بخش بندی شیرها جهت ممانعت از جریان یابی در بخش های خاصی از لوله می باشد. موارد استعمال شیرهای خودکار را می توان بعنوان پارامترهای ذیل در نظر گرفت: جهت کنترل جریان بدون ایجاد ناپایداری های احتمالی و اصلی، کاویتاسیون بیشتر، یا افت فشار در لوله و قابلیت به کار گیری تحت شرایط مورد انتظار.

هیدرولیک خط لوله ۴-۱ شیرها

شیرهای دروازه ای / کشویی   

این نوع از شیرها دارای یک شکل کاملاً بسته با یک دیسک یا صفحه مدور یا مستطیلی شکل یا یک گیت یا دروازه می باشند که به صورت عمود بر مسیر جریان به حرکت در می آیند. برخی از شیرهای دروازه ای از دیسک یا صفحه مدور نوک تیز  و شیارهای راهنما  برخوردار می باشند. بخش مخروطی نشیمنگاه شیر قابلیت آب بندی مناسب به هنگام قرار گیری صفحه در سطح نشیمنگاه را خواهد داشت. این دیسک / صفحه به طور معمول از طریق گردش فلکه به وسیله دست بالا می آید. شیر دروازه ای همچنین در قالب شیر دو صفحه ای نیز  عرضه  می شود، به گونه ای که به هنگامی که شیر بسته است هر دو طرف این صفحه به صورت گوه مانند در نشیمنگاه ها قرار می گیرند.

هیدرولیک خط لوله ۴-۱ شیرها

شیرهای پروانه ای

یک شیر پروانه ای معمولی که در شکل ۴-۱ نشان داده شده است متشکل از یک صفحه ای است که از قابلیت دوران ۹۰ درجه ای از حالت کاملاً باز به حالت کاملاً بسته بهره مند است. طرح های صفحه ای جایگزین متعددی در این زمینه وجود دارند. چنین مواردی شامل انواع متقارن (همانند شکل ۴-۱)، نامتقارن ، خارج از مرکز و عبور جریان هستند. شکل صفحه یا دیسک بر روی ظرفیت و گشتاور جریان تاثیر گذار است.

شیر‌های مخروطی، توپی و سماوری

عملکرد این سه نوع شیر یکسان می‌باشد و از اینرو تنها شیر مخروطی در شکل ۱-۴ نشان داده شده است. بخش متحرک این شیر به طور کلی مخروطی شکل می‌باشد که دارای یک سوراخ استوانه‌‌ای است که از طریق آن مایع جریان می‌یابد. در صورتی که این نوع شیر یک شیر دهانه کامل ‌باشد، جریان در آن دقیقاً همانند قطر لوله در ناحیه ورودی شیر خواهد بود. به هنگامی که این شیر به طور کامل باز شد، هیچ گونه انسداد و در نتیجه افت باری وجود نخواهد داشت.

شیر کروی

این نوع از شیر برای کاربردهای گسترده‌ای، شامل کنترل دستی و کنترل اتوماتیک، مناسب می‌باشد شکل (۱-۴). جریان معمول در این شیر از چپ به راست می‌باشد، اما شیر را می‌توان به صورت معکوس به کار گرفت. محل یا موقعیت یک شیر کروی هیدرولیکی را می‌توان با اضافه نمودن یا حذف مایع از محفظه بالای دیافراگم قابل انعطاف تغییر داد. این عمل را می‌توان به صورت دستی یا اتوماتیک از طریق کنترل‌های پیلوت محقق نمود. با تغییر نوع کنترل، می‌توان یک شیر کروی را چنان انطباق داد که قابلیت حفظ فشار ورودی ثابت، فشار خروجی ثابت، نرخ جریان ثابت و سطح ثابت از جریان در داخل مخزن را داشته باشد و بتوان از آن بعنوان یک وسیله کاهش فشار و نوسان و یا بطور کلی بعنوان شیر کنترلی بهره برد. مایع تحت فشار برای عمل این شیر معمولاً از طریق فشار داخل لوله تامین می‌گردد.

هیدرولیک خط لوله ۴-۱ شیرها

شیر‌های کنترل کاویتاسیون / حفره زایی

شیرهای متعددی وجود دارند که آنها را به عنوان شیرهای کنترل کاویتاسیون / حفره زایی طبقه بندی کرده‌اند. بر این اساس، در ارتباط با اتلاف انرژی دو اصل را می توان برای شیرها در نظر گرفت. یکی از این اصول ایجاد سرعت زیاد و در نتیجه افت بالای بار / اصطکاک می باشد و دیگری استفاده از اصل روزنه جهت تولید افت موضعی است. با تقسیم جریان به جریان‌های کوچکتر و قرار دادن روزنه‌های چند گانه به صورت سری، عملکرد کاویتاسیون به میزان قابل توجهی ارتقاء یافته و نویز شیر نیز به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. بیشترین مورد استفاده به صورت افتهای سری چند مرحله ای می‌باشد. این امر را می‌توان از طریق داشتن یک مسیر جریان پیچ درپیچ و یا با قرار دادن روزنه‌های متعدد به صورت سری به وجود آورد.

شیرهای ماسوره‌ای[۱]

از جمله  دیگر انوع شیرهای کنترل کاویتاسیون شیر ماسوره‌ای می‌باشد. این شیر به صورت مستقیم یا زاویه دار می‌باشد. این شیر به شکل یک قالب استوانه‌ای شکل بوده که دارای روزنه‌ های بی‌شماری است و همچنین از یک ماسوره‌ ثانویه، با قابلیت قرار دادن روزنه‌ها در مسیر جریان، بهره مند می‌باشد. دلیل آنکه چنین شیری می‌تواند صدمه دیدگی به وجود آمده به واسطه پدیده کاویتاسیون را کاهش دهد آن است که کاویتاسیون معمولا در اطراف افشانه‌ها یا ژیگلورهای کوچک به وجود می‌آید، جایی که از ناحیه مرزی کاملا بدور بوده و به احتمال کمتری باعث آسیب دیدگی و بروز پدیده خوردگی می‌شود. این شیر عملکرد مناسبی در فشارهای بالا دارد. نوع دیگر این شیر به نام شیر چند افشانکی[۲] خوانده می‌شود، که می‌توان آن را به صورت درون- خط به کار گرفت و عملکردی همانند یک شیر کنترل را دارد.

[۱] – Sleeve Valves

[۲] – Poly–Jet  Valve

شیرهای هاول بانگر[۱]

شیر نشان داده شده در شکل (۱-۴)، یکی از شیرهای معروف تخلیه- آزاد، در حال کار را نشان می دهد. این شیر بعنوان گذرگاهی فرعی در توربینها، برای کنترل سیل و آبیاری، تخلیه مخازن و یا برای هوا دهی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیر برای فشارهای کم و زیاد مناسب بوده و می‌تواند دارای عملکردی مناسب، بدون کاویتاسیون، برای مواردی باشد که افت فشار زیاد با سرعت بالا مد نظر است. این شیر شامل یک مخروط ثابت است که بوسیله پره‌ هایی که داخل شیر تعبیه شده است پشتیبانی می‌گردد. جریان آب به وسیله حرکت ماسوره خارجی، که در مقابل مخروط ثابت قرار گرفته است، کنترل می‌شود. به هنگامی که آب در هوای آزاد تخلیه می‌گردد، افشانک تعبیه شده در آن باعث پاشیدن آب در یک گستره زاویه مخروطی شکل و پهناور شده و این افشانک همچنین می‌تواند به صورت اسپری مناسبی عمل نماید.

[۱] – Howell–Bunger Valves

شیرهای افشانک تو خالی[۱]

شیر افشانک تو خالی نیز به عنوان یک شیر تخلیه- آزاد به شمار می‌آید که به صورت نسبتاً گسترده‌ای برای تخلیه آب از مخازن به کار گرفته می‌شود. این شیر که در حقیقت نوع قدیمی شیر هاول بانگر به شمار می‌آید دارای خصیصه‌های مشترک زیادی با این شیر می‌باشد. اما تفاوت اصلی آن است که امر کنترل به وسیله یک سوزن داخلی اعمال می‌گردد که به سمت ناحیه بالا دست در خلاف جریان حرکت می‌نماید. در صورتی که این شیر بخوبی ماشین کاری و هوا گیری شود، می‌توان آن را به عنوان شیر بدون کاویتاسیون نامید. از آنجاییکه ساختن این شیر بسیار پر هزینه‌تر از شیر هاول بانگر می‌باشد و دارای مزیتی نیز بر آن نیست، شاهد مصرف چندان آن در طی سالیان متمادی نبوده ایم.

هیدرولیک خط لوله ۴-۱ شیرها

شیرهای سوزنی و لوله‌ای[۲]

اینگونه از شیرها بعنوان شیرهای توسعه یافته اولیه برای کنترل تخلیه آزاد در مخازن مد نظر می باشند. هم اکنون برخی از این نوع شیرها همچنان مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما آنها دیگر ساخته نمی‌شوند. اطلاعات تاریخی مربوط به ارائه و استفاده از آنها را می‌توان در فصل ۲۲ مرجع ۱۴ الف یافت.

[۱] – Hollow-Jet Velves

[۲] – Needle and Tube Valves