انواع شیرهای صنعتی در صنعت آب و فاضلاب

در صنعت آب و فاضلاب، کنترل جریان سیالات (آب، فاضلاب، مواد شیمیایی) نه‌تنها برای بهره‌وری بلکه برای ایمنی و دوام سیستم‌ها ضروری است. شیرآلات صنعتی به‌عنوان ابزارهای مکانیکی، وظیفه هدایت، قطع، تنظیم و جلوگیری از برگشت جریان را بر عهده دارند.

نکات کلیدی در انتخاب شیر مناسب

• نوع سیال: آب تمیز، فاضلاب، مواد شیمیایی یا خورنده؟
• فشار کاری: فشار بالا نیازمند شیرهای مقاوم‌تر مانند توپی یا دروازه‌ای.
• هدف عملیاتی: قطع و وصل سریع یا تنظیم دقیق؟
• شرایط محیطی: دما، خوردگی، ذرات جامد.

1. شیر دروازه‌ای (Gate Valve)
• ساختار: دیسک کشویی که عمود بر جریان حرکت می‌کند.
• کاربرد: قطع و وصل کامل جریان در خطوط اصلی.
• مزایا: افت فشار کم، مناسب برای سیالات تمیز، عمر بالا.
• محدودیت: برای تنظیم جریان مناسب نیست، سرعت عملکرد پایین.





2. شیر توپی (Ball Valve)
• ساختار: گوی سوراخ‌دار که با چرخش ۹۰ درجه مسیر را باز یا بسته می‌کند.
• کاربرد: قطع سریع جریان در خطوط فشار بالا.
• مزایا: آب‌بندی عالی، عملکرد سریع، مناسب برای سیالات خورنده.
• محدودیت: کنترل دقیق جریان دشوار است.





3. شیر پروانه‌ای (Butterfly Valve)
• ساختار: دیسک چرخان در مرکز لوله.
• کاربرد: تنظیم و قطع جریان در خطوط با حجم بالا و فشار پایین.
• مزایا: وزن کم، نصب آسان، قیمت مناسب.
• محدودیت: آب‌بندی ضعیف‌تر نسبت به شیرهای توپی یا سماوری.



4. شیر سماوری (Plug Valve)
• ساختار: مخروط یا استوانه‌ای چرخان برای تنظیم جریان.
• کاربرد: کنترل دبی در خطوط بخار، مواد شیمیایی و خورنده.
• مزایا: مقاومت در برابر سایش، مناسب برای ذرات جامد.
• محدودیت: نیاز به گشتاور بالا برای عملکرد.





5. شیر سوزنی (Needle Valve)
• ساختار: سوزن مخروطی برای تنظیم جریان‌های کم.
• کاربرد: آزمایشگاه‌ها، سیستم‌های دقیق.
• مزایا: تنظیم بسیار دقیق، مناسب برای ویسکوزیته بالا.
• محدودیت: ظرفیت جریان محدود.





6. شیر یک‌طرفه (Check Valve)
• ساختار: مکانیزم خودکار برای جلوگیری از برگشت جریان.
• کاربرد: محافظت از پمپ‌ها و تجهیزات.
• مزایا: عملکرد خودکار، افزایش ایمنی.
• محدودیت: افت فشار نسبی بالا.





7. شیر دیافراگمی (Diaphragm Valve)
• ساختار: دیافراگم انعطاف‌پذیر برای کنترل جریان.
• کاربرد: تصفیه‌خانه‌ها، سیستم‌های آبیاری، سیالات خورنده.
• مزایا: کنترل دقیق، مناسب برای محیط‌های آلوده.
• محدودیت: مناسب برای فشارهای متوسط.





8.شیر فشارشکن (Pressure Reducing Valve – PRV)
• ساختار:کاهش فشار ورودی سیال به یک مقدار خروجی ثابت و قابل تنظیم، حتی در صورت تغییر فشار ورودی یا دبی جریان.
انواع:
- مستقیم (Direct-Acting): ساده، مناسب برای دبی کم
- پیلوت‌دار (Pilot-Operated): دقیق، مناسب برای دبی بالا
- متعادل (Balanced): مقاوم در برابر نوسانات فشار ورودی
- کاهنده و نگهدارنده: حفظ فشار خروجی در حداقل مقدار مشخص
• کاربردها: شبکه‌های توزیع آب شهری سیستم‌های بخار، HVAC، پنوماتیک و هیدرولیک صنایع نفت، گاز و شیمیایی ورودی ساختمان‌ها برای محافظت از لوله‌ها و تجهیزات
• مزایا: حفاظت از تجهیزات در برابر فشار بالا، کاهش مصرف انرژی و نشتی، افزایش ایمنی و پایداری سیستم




9.شیر کنترل سطح (Float Valve)
• ساختار:تنظیم سطح مایع در مخازن با باز و بسته شدن خودکار شیر بر اساس موقعیت شناور.
شناور (Float): متصل به اهرم یا بازوی مکانیکی
مکانیزم قطع و وصل: با بالا یا پایین رفتن سطح مایع، شناور حرکت کرده و شیر را باز یا بسته می‌کند
• کاربردها: مخازن ذخیره آب شهری و روستایی ،منابع تغذیه سیستم‌های آبیاری ، برج‌های خنک‌کننده و سیستم‌های صنعتی
• مزایا: جلوگیری از سرریز یا خشک شدن مخزن، عملکرد خودکار بدون نیاز به برق یا کنترلر، افزایش بهره‌وری و کاهش هدررفت آب


10.شیر تخلیه هوا (Air Release Valve)

تخلیه هوای محبوس در خطوط لوله، که در اثر پر شدن، تخلیه یا تغییرات فشار ایجاد می‌شود.
• ساختار:
- بدنه اصلی: از جنس چدن یا فولاد ضدزنگ
- شناور داخلی: با بالا رفتن سطح آب، مسیر خروج هوا را می‌بندد
- مکانیزم خودکار: باز و بسته شدن شیر بدون نیاز به برق یا کنترلر
• انواع:
شیر تخلیه هوا ساده: فقط خروج هوا هنگام پر شدن لوله
شیر ترکیبی (Double Orifice): تخلیه هوا هنگام پر شدن و ورود هوا هنگام تخلیه
شیر خلأشکن: جلوگیری از ایجاد خلأ در خطوط
• کاربردها: خطوط انتقال آب شهری و روستایی ، بالاترین نقاط شبکه لوله‌کشی ، تصفیه‌خانه‌ها و پمپ‌خانه‌ها ، سیستم‌های آبیاری تحت فشار
• مزایا: جلوگیری از ضربه قوچ ناشی از حباب‌های هوا ، افزایش راندمان پمپ‌ها و جریان پیوسته ، کاهش خوردگی داخلی لوله‌ها





11.شیر سولو (Surge Anticipator Valve)

• ساختار: پیش‌بینی و تخلیه فشار اضافی ناشی از ضربه قوچ هنگام خاموش شدن ناگهانی پمپ‌ها.
- شیر پیلوت‌دار: با دریافت سیگنال فشار، مسیر تخلیه را باز می‌کند
- مکانیزم تأخیری: باز شدن شیر قبل از وقوع ضربه قوچ
- اتصال به خط برگشت یا تخلیه: برای آزادسازی فشار
• نحوه عملکرد:
1. هنگام خاموش شدن پمپ، فشار برگشتی در خط افزایش می‌یابد.
2. شیر سولو با دریافت این فشار، مسیر تخلیه را باز می‌کند.
3. فشار اضافی به بیرون هدایت شده و از آسیب به لوله‌ها جلوگیری می‌شود.
• کاربردها: پمپ‌خانه‌های آب شهری ، خطوط انتقال با طول زیاد ، منابع ذخیره با اختلاف ارتفاع بالا
• مزایا: محافظت از تجهیزات در برابر شوک فشار ، افزایش عمر مفید لوله‌ها و اتصالات ، عملکرد خودکار و بدون نیاز به اپراتور

12.شیر صافی (Strainer Valve)

• ساختار: یک تجهیز مکانیکی است که وظیفه‌اش حذف ذرات جامد و ناخالصی‌ها از جریان سیال در خطوط لوله‌کشی است. این شیر نقش محافظتی دارد و از آسیب به پمپ‌ها، شیرآلات حساس و تجهیزات صنعتی جلوگیری می‌کند. شامل یک بدنه فلزی و یک توری یا فیلتر داخلی است که در مسیر جریان نصب می‌شود. سیال هنگام عبور از این توری، ذراتی مانند شن، زنگ‌زدگی، رسوبات فلزی و سایر ناخالصی‌ها را پشت فیلتر نگه می‌دارد و فقط سیال پاک وارد تجهیزات بعدی می‌شود.

• کاربردها در صنعت آب و فاضلاب
قبل از پمپ‌ها و شیرهای حساس: جلوگیری از ورود ذرات آسیب‌زا
در تصفیه‌خانه‌ها: حذف ذرات معلق از آب خام
در خطوط انتقال آب شهری: افزایش عمر تجهیزات
در سیستم‌های آبیاری: جلوگیری از گرفتگی نازل‌ها​
• مزایا : افزایش عمر تجهیزات پایین‌دست ، کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات ، بهبود کیفیت سیال ورودی ، قابلیت تمیزکاری و تعویض آسان فیلتر

کاربرد شیرها در صنعت آب و فاضلاب

• تصفیه‌خانه‌ها: کنترل ورودی و خروجی آب، تنظیم فشار و دبی.
• خطوط انتقال شهری و روستایی: قطع و وصل جریان در نقاط بحرانی.
• پمپ‌خانه‌ها: جلوگیری از برگشت جریان، تنظیم فشار.
• سیستم‌های آبیاری: تنظیم حجم و فشار آب در مزارع.
• تأسیسات ساختمانی: کنترل دما و فشار آب مصرفی.