شیر کروی یا (globe valve) از آن دسته (شیرهای خطی یا(linearمی باشد که مجرابند آن بشکل یک دیسک است و قسمت انتهایی آن بشکل کروی یا مخروطی ساخته می شود و با قرارگیری روی یک حلقه نشیمن یا (Seat Ring) مسیر را باز ، بسته یا به میزان معینی باز میکند یعنی علاوه بر (on/off) قادر به تنظیم دبی جریان عبوری نیز می باشد و به همین در خطوط عبور سیال در کنار شیرهای کنترلی یا (Control Valve) بصورت سری ،مورد استفاده در صنایع مختلف بعلاوه یک محرک پنوماتیکی یا الکتریکی، استفاده میشود . معمولا این شیر بصورت (Metal Seat) بکار میرود بدین معنی که دیسک و نشیمن آن از فلز ساخته می شوند ولی در برخی موارد آنرا بصورت (Soft Seat) نیز تولید می کنند که استفاده بسیار محدوده دارند.
بدنه این شیرها از لحاظ شکل ظاهری به راحتی قابل تشخیص هستند زیرا بدنه آنها یا بحالت گرد است و یا شکلی مانندSانگلیسی بحالت خوابیده دارد که در زیر این موضوع کاملا قابل تشخیص است و شکل سمت راست شیر دروازه ای و دوشکل سمت چپ شیر کروی می باشند.. این دوشکل از بدنه حالت استاندارد این شیرها است.
شیر کروی به لحاظ شکل بدنه و کانال جریان پیچیده ای که دارد جریان سیال در حین عبور از شیر چند بار تغییر جهت می دهد و همین امر باعث اتفاق افتادن ناگهانی افت فشار ، ایجاد صدای ناهنجار، لرزش، کاویتاسیون، فلشینک، جریان خفه و یا آشفتگی جریان در سیال می شود که همگی از مشکلات بسیار زیاد موجود در شبکه ها مخصوصا برای سیالات مایع می باشند.
برای کم کردن این مشکلات از انواع دیگری از بدنه در این شیرها استفاده می گردد مانند نوع مایل یا (oblique) که در برخی مواقع به آن (Y-Type) نیز میگویند و علت این امر شکل ظاهری بدنه آن است. نوع دیگری از بدنه که هم برای کم کردن مشکلات فوق بکار میرود و هم برای یک تغییر جهت در مسیر جریان ، نوع زاویه دار یا (Angle Pattern) میباشد که از لحاظ ساختار قطعات آب بندی همگی شباهت زیادی به هم دارند.
با توجه به این که این شیر برای تنظیم جریان بکار می رود برای سرویسها و شرایط کاری مختلف از دیسکهای با شکلهای متفاوت بهره میگیرند. انتخاب نوع این دیسکها به شرایط و پارامترهای زیادی ازجمله دمای سرویس، وظیفه شیر در سرویس، میزان نشتی مجاز ، خواص جریان قبل و بعد از نصب شیر در سرویس، سرعت سیال در جریان، فاز سیال و بسیاری از موارد دیگر بستگی دارد. این پارامترها در دوره های آموزشی انتخاب شیرآلات یا (Valve Selection) که هرساله در شرکت پیشروصنعت برگزار میگردد به تفصیل بررسی می شوند.
دسته و اتصال دیسک به دو شکل (T-slot andDisk-nute) طراحی میشود که در اولی ساقه در طول دیسک حرکت میکند و در دومی، دیسک به ساقه پیچ شده است.استانداردهای طراحیAPI 6D, API 600است.
از مشخصاتGlobe Valveها میتوان به موارد زیر اشارهکرد
جهت جریان سیال بر خلافGate Valveتغییر میکند.
تغییر جهت جریان سیال ایجاد تلاطم مینمایند
تلاطم افت فشار را افزایش میدهد.
درGlobe Valveافت فشار بیشتر ازGate Valveمیباشد.
درGlobe Valveفرسودگی به علت اصطکاک خیلی کمتر ازGate Valveمیباشد.
ساختمان این شیر طوری طراحی شده که مایع از نقطه ورود به شیر تا خروج از آن 180درجه تغییر جهت میدهد. ساختمان مجرابند و نشیمنگاه آن طوری است که به محض برقرارشدن جریان، تماس آنها با هم قطع میشود همچنین باز نبودن کامل شیر موجب فرسودگی آننمیشود و لذا از آن میتوان برای تنظیم و کنترل جریان استفاده کرد. متناسب بودنتعداد دور دسته شیر با حجم مجرای خروجی جریان کار تنظیم مقدار جریان را با دست آسانمیسازد. اکثر شیرهای بشقابی دارای ساقه و فلکه متحرک هستند.
در هنگام مقایسه بین یک (Valve Globe) و (Gate Valve) معمولاً نشتی از نشیمنگاه شیربشقابی کمتر از دروازه ای است. این بدین دلیل است که وضعیت تماسی مجرابند بانشیمنگاه در بیشتر وضعیت ها با زاویه قائمه است و این باعث بوجود آمدن نیروی بیشتریبرای بسته شدن و سفت شدن مجرابند و نشیمنگاه آن میگردد
این شیرها میتوانند طوری قرار بگیرند که وقتی مجرابند در جهت خلاف جریان میبندد، انرژی جنبشی سیال مانع از بستن میگردد و کمک به باز شدن شیر میکند و وقتی کهمجرابند در جهت جریان میبندد انرژی جنبشی کمک به بستن آن میکند و مانع از باز شدنشیر میشود. این ویژگیها نسبت به سایر طرحها برتر هستند. خصوصاً وقتی که بستن سریعجریان مورد نیاز باشد.
انواعGlobe Valve
Globe Valveها معمولاً به سه صورت(Z-Body) (Y-Body) (Angle-Body)طراحی میشودکه با توجه به محل نصب در خطوط میتوان از آنها استفاده کرد.
طرح(Z-Body)
از این نوع شیر برای مواردیکه سیال آب باشد میتوان استفاده کرد. عمومی ترین نوعطراحی بدنه درGlobe Valveها طرحZمیباشد. در این شیرها صفحه جداکننده در سرتاسربدنه که شامل نشیمنگاه هم میگردد به شکلZمیباشد.
طرح(Y-Body)
طراحی فرمYبهترین نوع بدنه برای از بین بردن افت فشار ذاتی در (Globe Valve) هامیباشد و زاویه بین نشیمنگاه و محور خط 45 درجه میباشد. این فرم از (Globe Valve) هامناسب ترین نوع برای قرارگیری در فشارهای بالا میباشد.
طرح(Angle-Body)
این طرح یک مدل تغییر یافته از طرح اصلی (Globe Valve) میباشد. این شیر دارای انتهای 90 درجه میباشد. در این شیر سیال قادر خواهد بود که فقط با یک زاویه 90 درجه بچرخد و خروج آن متقارن تر از خروج یک (Globe Valve) معمولی میباشد. مزیت اصلی و ویژه این شیر آن است که علاوه بر اینکه بعنوان یک شیر میباشد میتواند به عنوان یک زانویی
نیز عمل کند.برای وضعیت های متعادل از فشار و دما (Angle Globe Valve) همانند یک (Globe Valve) معمولی عمل میکند. وضعیت خروجی (Angle Globe Valve) بگونه ای است که برای سیالات پویا و خورنده مناسب میباشد. در سیستم های که در آنها دما پائین میباشد از (Angle Globe valve) استفاده میگردد
در این حالت فشار به پایین دیسک اعمال می گردد که این خاصیت کاربرد این شیرها را ارتقا داده و باعث محافظت از آببندها میگردد. و همین از مقدارسایش بر روی نشیمنگاه و سطوح مجرابند نیز میکاهد.
مجرابندهای مورد استفاده درGlobe Valveها
در بیشتر این شیرها برای طراحی مجرابند از یکی از سه طرح ذیل استفاده میگردد
( 1مجرابند کروی
2(مجرابند ترکیبی
3) مجرابند سرپوش دار
مجرابند کروی
مجرابند کروی در یک قسمت مخروطی شکل با نشیمنگاه قرار میگیرد. از این طرح عموماًدر سیستمهای با دما و فشار پائین استفاده میگردد (Globe Valve) ها با این نوعمجرابند قادر به تنظیم جریان بوده ولی اصولاً برای قطع و وصل جریان مورد استفادهقرار میگیرند.
مجرابند ترکیبی
در این طرح بر روی مجرابند از یک حلقه غیرفلزی سخت استفاده گردیده است. حلقهمورد استفاده باعث سفت شدن نهایی مجـرابند میگردد. مجرابندهای ترکیبی اصولاً درسیستمهای که در آنها بخار و آب گرم جریان دارد مورد استفاده قرارمیگیرند. اینمجـرابندها در مقابل سایش مقاوم بوده و عملکرد مناسبی در کامل بسته شدن شیردارد.
مجرابند سرپوش دار
این نوع مجرابند وضعیت قابل تنظیم بالاتری را نسبت به دو طرح قبلی بوجود میآورند. مجرابند سرپوش دار در شکل های متنوعی وجود دارد. در شکل عمومی همگی آنهادارای طول بلند و مخروطی می باشند.
