شیر کروی یا گلوب ولو (Globe Valve) دارای حرکت خطی است که از آن برای قطع و وصل و تنظیم جریان استفاده می‌شود. دیسک شیر کروی می‌تواند کاملاً از سر راه جریان کنار رفته و یا کاملاً مسیر آن را ببندد. هنگام باز و بسته شدن شیر، دیسک به صورت عمود بر نشیمنگاه حرکت می‌کند. این حرکت یک فضای حلقه مانند بین دیسک و رینگ نشیمنگاه ایجاد کرده که با بسته شدن شیر به تدریج بسته می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود تا با استفاده از انواع شیر کروی بتوان جریان را تنظیم کرد.
نشتی نشیمنگاه شیر کروی در مقایسه با شیر کشویی کمتر است که این عمدتاً به دلیل تماس زاویه قائمه بین دیسک و رینگ نشیمنگاه است، و همین باعث ایجاد سیلینگ (آب‌بندی) محکم‌تری می‌شود.
شکل شیر کروی
در شکل زیر می‌توانید نحوه عملکرد انواع شیر کروی را مشاهده نمایید. همچنین این تصویر جهت جریان را نیز نشان می‌دهد. می‌توان این شیر را به گونه‌ای تنظیم کرد که دیسک در خلاف جهت جریان و یا موافق آن بسته شود.
زمانیکه دیسک در جهت جریان بسته می‌شود، انرژی جنبشی مایع به بسته شدن شیر کمک می‌کند اما مانع باز شدن آن می‌شود. این ویژگی برای زمانی مناسب است که نیاز به بسته شدن سریع شیر دارید. زمانیکه دیسک در خلاف جهت جریان بسته می‌شود، انرژی جنبشی مایع مانع بسته شدن شیر شده و به باز شدن آن کمک می‌کند. این ویژگی برای زمانی مناسب است که نیاز به باز شدن سریع شیر دارید.
اجزای شیرآلات کروی
در شکل بالا اجزای مختلف شیر کروی نظیر بدنه، بونت، استم، نشیمنگاه، دیسک و … مشخص شده است.
انواع دیسک شیرهای کروی
شیر کروی با انواع تنظیمات دیسک در پترو ایلیا موجود می‌باشد. متداول‌ترین طراحی‌های دیسک این شیر عبارتند از:
۱- دیسک توپی
۲- دیسک سوزنی
۳- دیسک ترکیبی
دیسک توپی برای سیستم‌های با دما و فشار پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این دیسک می‌توان جریان را تنظیم کرد، اما در اصل برای قطع و وصل جریان از آن استفاده می‌شود.
دیسک سوزنی در مقایسه با دیسک توپی و ترکیبی بهتر می‌تواند تنظیم جریان را انجام دهد. طیف وسیعی از دیسک‌های پلاگ مخروطی و بلند وجود دارند که می‌توان برای جریان‌های با شرایط مختلف از آن استفاده کرد.
دیسک ترکیبی برای بستن بهتر شیر استفاده می‌شود. در طراحی این شیر از یک حلقه ورودی سخت و غیر فلزی استفاده شده است.
دسته بندی شیرآلات کروی
شیر کروی بر اساس نوع بدنه به سه دسته تقسیم می‌شود:
۱- نوع Z
۲- نوع Y
۳- نوع زاویه‌ای
شیر کروی Z
ساده‌ترین و متداول‌ترین نوع بدنه شیر کروی، نوع Z می‌باشد. پارتیشن Z شکلی که داخل بدنه کروی شیر قرار دارد شامل نشیمنگاه است. چیدمان افقی نشیمنگاه به استم و دیسک اجازه می‌دهد که عمود بر محور لوله حرکت کنند در نتیجه اتلاف فشار بالا، زیاد خواهد بود.
نشیمنگاه این شیر به راحتی از طریق بونت در دسترس است که در قسمت بالای بدنه شیر به یک دهانه بزرگ متصل می‌باشد. طراحی این شیر به گونه‌ای است که تولید، نصب و تعمیر آن را آسان کرده است. این نوع شیر در کاربری‌هایی استفاده می‌شود که افت فشار مهم نیست و نیاز به تنظیم جریان وجود دارد.
شیر کروی Y
طراحی این شیر به گونه‌ای است که راه حلی مناسب برای جلوگیری از افت فشار زیاد می‌باشد. در شیر کروی Y، نشیمنگاه و اِستم نسبت به محور لوله تقریباً دارای زاویه ۴۵ درجه هستند. این شیر در فشارهای بالا و دیگر کاربری‌های ضروری که افت فشار یک مساله مهم است، استفاده می‌شود.
شیر کروی زاویه ای
این شیر بدون استفاده از زانویی و جوش لوله اضافی، جهت جریان را ۹۰ درجه می‌چرخاند. دیسک بر خلاف جهت جریان باز می‌شود. شیر کروی زاویه ای می‌تواند در شرایط نوسان جریان استفاده شود، بنابراین قادر به مدیریت اثر ضربه‌ای جریان می‌باشد.
بر اساس نوع اتصال بونت
بونت رزوه ای: این ساده‌ترین نوع بونت است که برای شیرآلات ارزان استفاده می‌شود.
بونت پیچ و مهره‌ای: این متداول‌ترین نوع بونت است که در بسیاری از شیرآلات کروی استفاده می‌شود. سیلینگ اتصال بین بونت و بدنه نیازمند یک گسکت می‌باشد.
بونت جوشی: این یک طرح متداول است که نیازی به جداسازی قطعات ندارد. این طرح نسبت به بونت پیچ و مهره‌ای سبک‌تر است.
بونت پِرسی: این بونت به طور گسترده برای کاربری‌های با دما و فشار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. هرچه فشار حفره بدنه بیشتر باشد، نیروی وارد شده به گسکت نیز بیشتر خواهد بود.
کاربرد شیر کروی
شیر کروی در سیستم‌هایی استفاده می‌شود که نیازمند کنترل جریان است و عدم نشتی نیز بسیار مهم می‌باشد.
• این شیر در وِنت‌های high-point و دِرن‌های low-point و در صورتی که عدم نشتی و ایمنی از دغدغه‌های اصلی باشند، استفاده می‌شود.
• این شیر در کاربری‌های خوراک آب، شیمیایی، هوا، روغن و تمامی کاربری‌هایی که افت فشار اهمیت ندارد استفاده می‌شود.
• از این شیر به عنوان یک شیر کنترل اتوماتیک نیز استفاده می‌شود که در این صورت اِستم شیر به جای رزوه‌ای، نرم بوده و با حرکت لیفتینگ اکچویتور باز و بسته می‌شود.
مزایای شیر کروی
• در مقایسه با شیر کشویی بهتر بسته می‌شود.
• برای کاربری‌های مکرر خوب است زیرا نگرانی برای فرسایش دیسک و نشیمنگاه وجود ندارد.
• تعمیر آن آسان است زیرا می‌توان از قسمت بالای آن به دیسک و نشیمنگاه دسترسی داشت.
• عملکرد آن نسبت یه شیر کشویی سریع‌تر است.
• معمولاً با اکچویتور اتوماتیک عمل می‌کند.
معایب شیر کروی
• موانع و ناپیوستگی‌هایی که در مسیر جریان وجود دارد باعث کاهش شدت و فشار آن می‌شود.
• در یک خط لوله با فشار بالا، نوسانات و ضربات می‌تواند باعث آسیب به تریم (trim) شود.
• یک شیر بزرگ برای باز شدن نیازمند قدرت زیادی است که همین باعث ایجاد نویز در هنگام عملکرد شیر می‌شود.
• شیر کروی از شیرهای هم رده خود با کلاس فشار یکسان سنگین‌تر است.
• نسبت به شیر کشویی گران‌تر است.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!