شیرهای کروی (Globe valve)

   شیرهای کروی شیرهایی هستند که در آنها عضو مسدود کننده در راستای عمود بر سطح نشیمنگاه شیر حرکت می کند عضو مسدود کننده در این شیرها علیرغم فرم ظاهری آن معمولا دیسک خوانده می شوند. با توجه به نحوه حرکت دیسک نسبت به نشیمنگاه در این شیرها، مقدار باز بودن شیر متناسب با میزان بالا و پایین رفتن دیسک است و این نسبت خطی است. این ویژگی باعث می شود که شیر های کروی  برای کنترل شدت جریان یک شیر بسیار مناسب باشند.

از طرف دیگر در این شیرها می توان نیروی وارده از طرف دیسک بر نشیمنگاه را کنترل کرد. همچنین در شیرهای کروی با توجه به نحوه طراحی آن حرکت دیسک بر روی نشیمنگاه با اصطکاک ناچیز و یا حتی بدون اصطکاک انجام می شود. توان آب بندی در این شیرها به صورت بالقوه بالا است در صورتی که ذرات جامد در سیال وجود داشته باشد، ممکن است این مواد بین نشیمنگاه و دیسک گیر کند و این پدیده در واقع عیب این نوع شیر محسوب می شود.

دو نوع شیر کروی

شیرهای کروی را می توان برای قطع و وصل کردن جریان سیال نیز به کار برد ، البته مشروط بر آنکه مقاومت در برابر عبور سیال در این شیرها ( به دلیل مسیر غیر مستقیم عبور سیال ) برای طراح قابل قبول باشد . بعضی از شیرهای کروی طوری طراحی می شوند که مقاومت آنها در برابر عبور سیال کم است و این نوع شیرهای کروی برای قطع و وصل جریان نیز کاملا مناسب هستند . همچنین اگر قرار باشد شیر مرتبا باز و بسته شود ، شیرهای کروی برای این کار مناسب هستند زیرا فاصله کوچکی بین حالت باز و بسته شیر وجود دارد و شیر دارای ساختار نشیمنگاهی محکمی است و در برابر حرکت باز و بستن کاملا مقاومت می کند.

نشیمنگاه شیرهای کروی :

در شیرهای کروی هم از نشیمنگاه های فلزی و هم از نشیمنگاه های نرم استفاده می شود در صورتی که نشیمنگاه شیر از نوع فلزی باشد برای آب بندی کردن آن باید اولا تنش زیادی به آن وارد شود و ثانیا باید این تنش در محیط تماس دیسک با نشیمنگاه یکنواخت باشد ، تا بتوان اطمینان داشت که عبور سیال کاملا مسدود شده است برای ایجاد چنین وضعی طرحهای مختلفی برای نشیمنگاه های فلزی ارایه شده است.

برش شیر کروی

جهت عبور جریان از داخل شیرهای کروی:

در مورد جهت عبور جریان در شیر های کروی دو موضوع زیر قابل بررسی می باشد. اگر این امکان وجود داشته باشد که عبور سیال از بالای دیسک بتواند دیسک را از میله شیر جدا کند و یا قطعه ای از دیسک را جدا نماید باید شیر را طوری طراحی کرد که جریان حتما از پایین دیسک عبور کند. در این حالت یک شیر کروی دستی با میله چرخشی و قطعات نشیمنگاهی فلزی را در صورتی می توان براحتی بست و آب بندی نمود که بار وارده از سیال به زیر دیسک کمتر از  9000 – 13000 lb باشد .

اگر شیر دارای میله غیر چرخشی باشد و میله نیز توسط رولربیرنیگ مهار شده باشد می توان این نوع شیر را حتی اگر بار وارده از طرف سیال به دیسک به حدود 16000 – 22000 lb برسد نیز، به خوبی با دست بست و آب بندی نمود. البته این مقادیر بستگی به معیار تشخیص نشتی و ساختمان شیر دارد. یکی از مزیتهای عبور جریان سیال از پایین دیسک این است که، وقتی شیر بسته می شود، مجموعه واشرهای آب بندی میله شیر، تحت فشار سیال قرار نمی گیرند. اما از طرف دیگر، اگر سیال عبوری از شیر داغ باشد ( مثلا بخار ) انقباض طولی تدریجی میله شیر پس از بسته شدن شیر باعث ایجاد نشتی سیال از بین قطعات نشیمنگاه خواهد شد.

در صورتی که جریان سیال از بالا دیسک عبور کند بار وارده از سیال بر روی دیسک باعث می شود که نیروی بستن شیر تقویت گردد و بتوان شیر را با نیروی کمتری بست و آب بندی شیر با اطمینان بیشتری صورت پذیرد. در این حالت یک شیر کروی دستی را در صورتی می توان به راحتی باز کرد که نیروی وارد از سیال به بالای دیسک از 9000 – 13000 lb بالاتر نرود.

اگر میله شیر از نوع غیرچرخشی باشد و میله نیز با رولربیرینگ مهار شده باشد حتی با اعمال نیروی 16000– 22000 lb از طرف سیال به دیسک نیز می توان شیر را به راحتی باز نمود. اگر نیروی سیال که به بالای دیسک وارد می شود بیشتر از این  مقدار باشد، یک شیر کنار گذر یا بای پس (Bypass) باید طوری در کنار شیر اصلی نصب شود که قبل از باز کردن شیر بتوان مسیر خروجی شیر را تحت فشار قرارداد تا باز شدن آن تسهیل گردد.

اجزای یک شیر کروی

کاربردهای شیرهای کروی:

کنترل شدت جریان سیال، قطع و وصل جریان و مناسب برای باز و بسته کردن مکرر

شرایط عملکرد مطلوب:

گازهای عاری از ذرات جامد، مایعات عاری از ذرات جامد، سیستمهای خلا و شرایط دمایی زیر صفر (cryogenic)