شیرهای یک‌چهارم دور برای کنترل دقیق سیالات محبوبیت پیدا می‌کنند

تصور کنید که کنترل جریان سیال به سادگی چرخاندن یک شیر آب باشد—اما اگر آن شیر آب یک شیر حیاتی در یک خط لوله صنعتی باشد که به عملکرد دقیق و قابل اطمینان نیاز دارد، چه؟ این دنیای شیرهای یک‌چهارم دور است، دستگاه‌های مبتکرانه‌ای که جریان را با چرخش ساده 90 درجه کنترل می‌کنند. امروز ما این «مجریان چرخشی»—شیرهای توپی، شیرهای پلاگ و شیرهای پروانه‌ای—و کاربردهای حیاتی صنعتی آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

شیرهای یک‌چهارم دور، همانطور که از نامشان پیداست، تنها به چرخش 90 درجه (در جهت عقربه‌های ساعت یا خلاف جهت عقربه‌های ساعت) ساقه شیر برای باز یا بسته شدن کامل نیاز دارند. این طراحی، عملکرد سریع را امکان‌پذیر می‌کند و آن‌ها را برای کاربردهایی که به پاسخ سریع نیاز دارند، ایده‌آل می‌سازد. دیسک شیر در داخل نشیمنگاه شیر می‌چرخد، که معمولاً موتوری است و ساختار ساده‌ای دارد که اتوماسیون را تسهیل می‌کند.

شیرهای توپی و شیرهای پلاگ در درجه اول برای قطع کامل یا اجازه جریان سیال استفاده می‌شوند. نام آن‌ها از شکل دیسک‌هایشان گرفته شده است: شیرهای توپی دارای یک دیسک کروی هستند، در حالی که شیرهای پلاگ از یک دیسک استوانه‌ای (پلاگ) استفاده می‌کنند.

• بدنه‌های شیر با ماشین‌کاری دقیق، یک دیسک کروی را در خود جای می‌دهند که یک کانال سوراخ‌دار عمود بر محور ساقه شیر دارد
• هنگامی که باز است، کانال با درگاه‌های خط لوله برای جریان بدون محدودیت هم‌تراز می‌شود
• چرخش 90 درجه، قسمت جامد را قرار می‌دهد تا جریان را کاملاً مسدود کند

مزایا:

• حداقل مقاومت جریان در طرح‌های تمام سوراخ
• قابلیت آب‌بندی عالی
• عملکرد ساده یک‌چهارم دور
• سازگاری گسترده با مایعات، گازها و دوغاب‌ها

معایب:

• هزینه‌های تولید بالاتر در مقایسه با سایر انواع شیرها
• نامناسب برای تنظیم دقیق جریان

• عملکرد مشابه شیرهای توپی، اما با پلاگ‌های استوانه‌ای که حاوی گذرگاه‌های سوراخ‌دار هستند
• چرخش، گذرگاه‌ها را با درگاه‌های خط لوله هم‌تراز می‌کند یا آن‌ها را با قسمت جامد پلاگ مسدود می‌کند

مزایا:

• ساخت ساده‌تر از شیرهای توپی
• مقاومت جریان کم در طرح‌های تمام سوراخ
• موثر با سیالات با ویسکوزیته بالا

معایب:

• آب‌بندی ضعیف‌تر در مقایسه با شیرهای توپی
• نیازهای گشتاور عملیاتی بالاتر
• مشکلات احتمالی نشت در طرح‌های قدیمی‌تر

شیرهای پروانه‌ای جریان را با استفاده از یک دیسک (به نام «پروانه») که روی یک شفت چرخان نصب شده است، کنترل می‌کنند. آن‌ها معمولاً از نشیمنگاه‌های الاستومری استفاده می‌کنند و با دیسک عمود بر جریان در حالت بسته و موازی در حالت باز کار می‌کنند.

مزایا:

• طراحی سبک و فشرده
• هزینه کمتر در مقایسه با شیرهای توپی
• افت فشار کم در هنگام باز شدن کامل
• قابلیت تنظیم جریان متوسط

معایب:

• مناسب بودن محدود برای کاربردهای فشار بالا
• عملکرد آب‌بندی کاهش یافته در مقابل شیرهای توپی
• محدودیت‌های مواد برای نشیمنگاه‌های الاستومری
• نیازهای گشتاور غیرقابل پیش‌بینی با سیالات قابل تراکم

انتخاب شیر یک‌چهارم دور مناسب مستلزم بررسی دقیق عوامل متعددی است:

• ویژگی‌های سیال (خوردگی، ویسکوزیته، الزامات خلوص)
• محدوده فشار و دما
• دقت کنترل جریان مورد نیاز
• مطالبات عملکرد آب‌بندی
• فضای نصب موجود
• روش فعال‌سازی (دستی، برقی، پنوماتیک)
• ملاحظات هزینه چرخه عمر

شیرهای یک‌چهارم دور با روند اتوماسیون صنعتی در حال تکامل هستند. پیشرفت‌های آینده شامل موارد زیر است:

• سنسورهای یکپارچه برای نظارت در زمان واقعی
• اتصال بی‌سیم برای ادغام اینترنت اشیا
• قابلیت‌های خود تشخیصی برای نگهداری پیش‌بینی‌کننده
• کنترل جریان و تشخیص خطا با کمک هوش مصنوعی

این نوآوری‌ها نوید افزایش دقت و قابلیت اطمینان سیستم‌های کنترل سیال در سراسر صنایع را می‌دهند و اطمینان حاصل می‌کنند که شیرهای یک‌چهارم دور همچنان اجزای ضروری در زیرساخت‌های صنعتی باقی می‌مانند.