شیر سوزنی یا نیدل ولو نوعی شیر است که دارای سایز ورودی و خروجی بسیار کوچ و دیسک - جریان بند - به شکل سوزن است. این نوع از دیسک به همراه سایز کوچ شیر باعث می شود که بتوان مقادیر جریان خروجی را با دقت بسیار بالا تنظیم کرده و همچنین آب بندی دقیق صورت گیرد. نیدل ولو ها دارای اوریفیس (محل عبور جریان از زیر دیسک) بسیار کوچک به همراه سیت نسبتاً بلند هستند.
کاربرد نیدل ولو عموماً ابزار دقیق است که جریان کم اما با دقت بالا مورد نیاز است. همچنین عموماً نیدل ولو قبل از گیج فشار به منظور قطع و وصل جریان ورود به آن مورد استفاده قرار میگیرد.
به دلیل ساختار نیدل ولو و اینکه برای باز و بست کامل جریان لازم است دسته شیر تعداد دفعات زیادی بچرخد، این شیر ها برای قطع و وصل سریع جریان همانند آنچه در بال ولو شاهد هستیم، کاربرد ندارد. نیدل ولو ها در صنایع آب گرم نیز به عنوان بلید ولو شناخته شده و کاربرد دارند.
در ادامه ابتدا به بررسی قیمت نیدل ولو های موجود در گروه صنعتی ناین و سپس به مطالعه مشخصات انواع شیر سوزنی یا نیدل ولو می پردازیم:
انواع نیدل ولو یا شیر سوزنی از نظر شکل
نیدل ولو یا شیرسوزنی براساس کاربرد خود در شکل های متفاوتی طراحی و تولید می شوند ، در بخش زیر نگاه کوتاهی به تقسیم بندی نیدل ولو از نظر شکل خواهیم داشت :
- نیدل ولو T شکل | شیر سوزنی T شکل
نیدل ولو T شکل از پرکاربردترین نوع در شیرهای سوزنی است. در این نیدل ولو از یک دیافراگم که به شکل Z می باشد استفاده شده است. تنظیمات آببند به صورت افقی در این نوع از شیر سوزنی باعث می شود که جا به جایی در دیسک و ساقه، عمود بر خط افق اتفاق بیفتد. به دلیل نوع طراحی استفاده شده در این شیر سوزنی کم ترین ضریب جریان و بیشترین افت فشار را به همراه دارد.
نیدل ولو های T شکل را بیشتر در صنایعی استفاده می کنند که تنظیم جریان سنگین برایشان مهم است و بابت افت فشار نگرانی ندارند.
- نیدل ولو Y شکل | شیر سوزنی Y شکل
شکل قرار گیری و ساختار آببند و ساقه در نیدل ولو Y شکل به صورت زاویه 45 درجه می باشد که این امکان را به شیر می دهد تا جریان و مسیر سیال، آرام تر و نرم تر انجام شود این کار باعث می شود تا افت فشار کاهش پیدا کند و مقاومت کمتر شود. شیر سوزنی Y شکل می تواند بدون این که آسیب ببیند و دچار فرسایش شود طولانی مدت باز بماند.
- نیدل ولو 90 درجه |شیر سوزنی 90 درجه
نیدل ولو 90 درجه شکلی دیگر از نیدل ولو T شکل است با این تفاوت که دو خروجی این شیر با زاویه ای 90 درجه نسبت به هم قرار دارند. ضریب جریان در شیر سوزنی 90 درجه نسبت به شیر سوزنی های Y شکل پایین تر می باشد.
این نیدل ولو ها به دلیل این که قابلیت کنترل ضربات سیال ناشی از نوع جریان را دارد برای مواقعی که جریان سیال پالسی و جهنده وجود دارد مناسب است.
انواع نیدل ولو از نظر جنس و متریال
- نیدل ولو برنجی
نیدل ولو برنجی همانند دیگر انواع شیر سوزنی برای یکنواخت کردن جریان سیال کاربرد دارد و در مواقعی استفاده می شود که سیال به جریانی منظم و یکنواخت نیاز دارد. از دیگر کاربردهای نیدل ولو برنجی می توان به:
- لوله کشی آب
- کشاورزی
- صنعتی
- سیستم ها و تاسیسات گرمایشی
- سیستم های پنوماتیک
- سیستم بخار
- سیستم بهداشتی
- نفت، بنزین و...
اشاره کرد. از نیدل ولو های برنجی شناخته شده و با کیفیت می توان به انواع شیر سوزنی برنجی کیز ایران و همچنین نیدل ولو سیم اشاره کرد که شما می توانید در جدول های موجود در بالای این مقاله با مشخصات و قیمت این برند از نیدل ولو ها آشنا شوید.
- نیدل ولو چدنی
نیدل ولو چدنی در صنایع مختلفی مثل خطوط آب رسانی استفاده می شود و کاربردهای بسیاری دارد. این نوع از شیر سوزنی ها هم همانند دیگر نوع شیر سوزنی ها کاربرد یکسانی دارد یعنی برای قطع و وصل کردن و کنترل جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرد.
- نیدل ولو کربن استیل
نیدل ولو کربن استیل از سری شیر سوزنی هایی هستند که جزء انتخاب های اول و مناسب ترین گزینه برای تنظیم جریان سیال می باشند. شیر سوزنی های کربن استیل در برابر خوردگی و آسیب های سیالاتی که حاوی کلرید هستند و همچنین آسیب های ناشی از آب دریا از مقاومت بالایی برخورد دار هستند.
- نیدل ولو استیل استنلس
شیر سوزنی استیل استنلس هم همانند شیر سوزنی های کربن استیل جزء انتخاب های اول و مناسب ترین گزینه شیر سوزنی برای تنظیم جریان سیال می باشد و در برابر خورندگی از مقاومت بالایی برخورد دار است.
انواع نیدل ولو از نظر اتصال
بعد از مشخص شدن شکل و جنس شیر سوزنی نوع اتصال یکی دیگر از ملاک ها در انتخاب این محصول است که می توان گفت مهم ترین عامل در تعیین شیر سوزنی مورد استفاده و مورد نیاز شما است.
نوع اتصال در نیدل ولو هم مثل دیگر شیرآلات در سه نوع است :
- رزوه ای
- فلنج دار
- جوشی
که برای نیدل ولو برنجی معمولا از نوع اتصال رزوه ای (در شرایطی از اتصال فلنجی هم استفاده می شود) و برای نیدل ولو چدنی هم نوع فلنج دار آن که متداول تر است مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین برای نیدل ولو فولادی هم بیشتر از اتصال فلنج دار استفاده می شود (در مورد نوع اتصال نیدل ولو فولادی لازم به ذکر است که استفاده از هر سه روش اتصال امکان پذیر است).
مزایا و معایب نیدل ولو
شیر سوزنی یا نیدل ولو هم همانند سایر محصولات از مزایا و حتی معایبی برخورد دار است.
مزایا:
- عملکرد و قابلیت بالا برای قطع جریان سیال
- قابلیت تنظیم جریان مناسب
- در انواع شکل و ظاهر متنوع با قابلیت های متفاوت
- تعویض آببندها
معایب:
- نیدل ولو نسبت به شیر فلکه کشویی افت فشار بالایی دارد.
- جهت بستن کامل شیر و آببند شدن آن در حالت بسته به نیروی بیشتری نیاز است.
اجزای تشکیل دهنده نیدل ولو
شکل 1: شماتیک یک نیدل ولو به همراه اجزا تشکیل دهنده آن
نیدل ولو یا شیرسوزنی ، شیرهایی مشابه شیرهای گلوب و یا بشقابی هستند. وجه تمایز آن‌ها در شکل مسدودکننده اریفیس است. این مسدود کننده به شکل یک مخروط کامل و یا ناقص است. شکل 1 شماتیک یک نیدل ولو به همراه اجزا تشکیل دهنده آن را نشان می‌دهد:
رایج‌ترین مصرف این نوع شیرها در حوزه ابزار دقیق می‌باشد و با توجه به اهمیت گزینه تحمل فشاری بالا در بسیاری از شیرهای ابزاردقیقی، شیرهای سوزنی با بدنه‌های فورج یکپارچه نیز تولید می‌گردند. نمونه‌هایی از این شیرها در شکل 2 آورده شده است:
شیرهای سوزنی از بهترین موارد جهت کنترل سیال عبوری است. این خاصیت به سبب کورس کاری بالای نیدل ولو محقق شده است. با چرخش هندل شیر، حرکت عمودی بسیار ریزی در پلاگ شیرایجاد و به تدریج مسیر عبور جریان باز می‌گردد. رزوه‌های ریزی که روی استم (stem) شیر تعبیه شده به این خاصیت کنترلی بهبود می‌بخشند.
به سبب مکانیزم عملکردی این شیر، گزینه مناسبی برای سیال‌های ویسکوز نیستند.
مدل‌های مختلفی از این تیپ شیر با توجه به نوع کاربرد آن درحوزه ابزاردقیق یافت می‌شود. گونه‌های متفاوتی از آن را می‌توانید در شکل 3 ملاحظه کنید:
نیدل ولو تابلویی (پنلی) نوعی از شیرهای سوزنی است که با افزایش طول کوچکی که در طول ساقه شیر داده می‌شود، و یک مهره اضافه قابلیت نصب بر روی تابلو را دارا می‌باشد. این نوع شیرهای سوزنی اغلب در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. نمونه‌ای از این کاربرد را در شکل 4 می‌بینید:
هندل‌های نیدل ولو ها بسته به انواع کاربردها و شرایط محیطی نظیر دمای کاری بالا، ساخته می‌شوند.
به عنوان مثال نیدل ولو دسته فلزی نامی است که برای جداسازی از سایر مدل‌های شیرهای سوزنی مرسوم است. چند نمونه از نیدل ولو های دسته فلزی در شکل 4 با دایره‌های قرمز نشان داده شده است.
این شیرها با بدنه‌هایی با مقاطع مختلفی مانند شش ضلعی، دایره‌ای و یا با بدنه‌هایی کتابی بسته به فشار کاری لازم، طراحی و تولید می‌گردند. شکل 5 انواع این مدل‌ها را نمایش می‌دهد.
همانند شیرهای گلوب شیرهای سوزنی در قالب y-type نیز ساخته می‌شوند. در سمت راست شکل 2 یک نمونه از نیدل ولو y-type آورده شده است.
گاهاً شیرهای سوزنی ابزار دقیقی را با نوع اتصال آن تیوبی و دنده‌ای – دنده‌ای MxF ، FxF، MxM -و مولتی پورت نیز دسته‌بندی می‌کنند. شکل 3 شیرهای سوزنی ابزار دقیقی با انواع این اتصالات را نمایش می‌دهد.
نوک پلاگ Needle valve در میزان خاصیت کنترلی شیر بسیار تاثیرگذار است. انواع مختلفTip در نیدل ولو می‌تواند کاربردهای متفاوتی داشته باشد. تیپ‌های (Tip)مختلف شیرهای سوزنی و کاربردهای آن‌ها در شکل6 آمده است:
Needle valve به سبب خاصیت کنترلی بالا، دقت بالا، سهولت در نگهداری و باز و بسته کردن برای پکیج‌هایی نظیر منیفولدها و شیرهای گیج بسیار پرکاربرد هستند.
شیرهایی سوزنی زاویه‌ای (Angle Type) – ورودی و خروجی شیر زاویه 90 درجه با یکدیگر دارند- انعطاف‌پذیری مورد نیاز در برخی طرح‌ها را برطرف می‌کند. در قسمت پایینی شکل 2 نمونه‌ای از این مدل آورده شده است.
ساختار و نحوه عملکرد نیدل ولو
نیدل ولو از یک سوزن مخروطی جهت به تدریج باز کردن شیر و درنتیجه کنترل مناسب جریان استفاده می کند. جریان می تواند توسط یک اسپیندل کنترل و تنظیم شود. هر نیدل ولو دارای یک اوریفیس نسبتا کوچک همراه با یک سیت بلند مخروطی و یک پلانجر سوزنی شکل در انتهای رزوه که دقیقا مطابق با سیت است، می باشد.
همانطور که رزوه پیچانده می شود، پلانجر عقب کشانده می شود و جریان بین سیت و پلانجر را ممکن می سازد. اگرچه تا زمانی که پلانجر کاملا عقب کشیده نشود، جریان سیال به طور قابل توجهی متوقف می شود. از آن جایی که بخش های زیادی در رزوه برای عقب کشاندن پلانجر نیاز است، تنظیم دقیق جریان ممکن است از اثر vernier از نسبت بین طول سوزن و قطر آن، یا تفاوت قطر بین سوزن و سیت ناشی گردد.
جنبش طولی محوری (ورودی کنترل) باعث ایجاد تغییرات کوچک و دقیق به صورت شعاعی می شود ( اگر بر جریان حاصل شود). شیر های سوزنی هم چنین می تواند در سیستم های خلا، زمانی که یک کنترل دقیق جریان گاز نیاز است، در فشار پایین مانند پر کردن لوله های خلا پر شده از گاز، لیزر های گاز و دستگاه های مشابه مورد استفاده قرار می گیرد.
کاربرد نیدل ولو
نیدل ولو ها معمولا در برنامه های کاربردی جهت اندازه گیری جریان استفاده می شود، مخصوصا زمانی که جریان کم و ثابت و کالیبره شده در برخی از زمان ها باید اندازه گیری شود، مانند جریانت سوخت در یک کاربراتور .
توجه داسته باشید که فلوتر یا شیر فلوت کاربراتور ( کنترل سطح سوخت در داخل کاربراتور) یک Needle valve نیست، اگرچه معمولا یکی شناخته می شود. در این حالت یک سوزن مخروطی استفاده می کند، اما در مقابل یک سیت لبه مربعی جای می گیرد. در این جا هدف دست یابی به یک سیت مناسب بین دو سطح می باشد.
شیر های سوزنی معمولا جهت قطع کردن فار گیج بر روی دستگاه های کاربردی جهت قطع کردن منبع NH3 به تیغه ها در برنامه های آمونیاک NH3 بدون آب استفاده می شود. از آن جایی که سرعت جریان کم و تعداد دورهای زیادی از استم شیر نیاز است تا به طور کامل باز یا بسته شود، انواع نیدل ولو جهت برنامه های ساده قطع کردن جریان استفاده نمی شود.
از آن جایی که اوریفیس کوچک است و نیروی استفاده از ساقه بالاست، معمولا شیر های سوزنی به راحتی با فشار انگشت کاملا قطع می گردد. اسپیندل و/ یا سیت نیدل ولو ، به ویژه یک طرف ساخته شده از برنج، به راحتی توسط جریان بیش از حد چرخش در هنگام قطع کردن جریان آسیب می بیند. شیر های سوزنی ساده، کوچک معمولا اغلب به عنوان bleed valve در برنامه های گرم کردن آب استفاده می شود. بر خلاف شیر توپی یا شیر های همراه با استم ، نمی توان به سادگی گفتکه با بررسی وضعیت شیر، شیر بسته یا باز است.
سلام
می خواستم بپرسم از نیدل ولو میتونم برای کنترل جریان بنزین به سر انژکتور استفاده کنم؟ (برای مصرف آزمایشگاهی)
فشار پشت انژکتور نهایت 5 بار است
البته من نیاز داره که درصورت لزوم جریان بنزین را بطور کامل قطع کنم (این مورد خیلی برام مهمه).
از فلو کنترل استفاده کردم ولی جریان را بطور کامل قطع نمیکنه و کامل بسته نمیشه که اصلا بدرد من نخورد و البته فلو کنترل فکر کنم برای هواست و کارایی لازم را نداره
ممنون میشم سریعتر راهنمایی بفرمایید واقعا به مشکل برخوردم
ضمنا ممنون میشم اگر مدلی برای من پیشنهاد دارید بفرمایید
من سایز 1/4 اینچ با قیمت مناسب مدنظرم است که سرشیلنگی بخوره
سلام بر شما، با توجه به نوع مصر ف امکان استفاده از نیدل ولو برای بنزین وجود دارد. نیدل ولوهای برقی هنگام بسته شدن به طور کامل مسیر جریان را خواهد بست. این شیرها در سیالات گازی هم استفاده دارند که امکان نشتی بیشتری نسبت به سیالات مایع دارند لیکن بدون نشتی کار می کنند. با توجه به سیال شما مدل ode می تواند انتخاب مناسبی باشد. بدنه شیر مذکور برنجی، سیت آن استیل و لاسیتک آب بندی از جنس تفلون می باشد.