شیرهای سماوری یا پلاگ ولوها شیرهای ربع‌گردی هستند که دارای حرکت چرخشی بوده و از یک پلاگ (مجرابند) استوانه‌ای یا مخروطی‌شکل برای قطع و وصل جریان استفاده می‌کنند. در حالت باز، مجرای عبوری با جهت جریان در یک راستا قرار دارند و زمانی که پلاگ به اندازه 90 درجه نسبت به حالت باز می‌چرخد، پلاگ جریان را مسدود می‌کند.
شیر سماوری یا پلاگ ولو در مواقعی که عملکرد سریع مورد نیاز باشد به جای شیرهای دروازه‌ای استفاده شده و هم‌چنین در سرویس‌های دما فشار بالا به کار می‌روند.
شیرهای سماوری معمولاً مورد استفاده برای حرکت مایعات و گازها می‌باشند اما به ندرت در بعضی موارد هم برای حرکت سوسپانسیون‌های جامد و مایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پلاگ ولوها معمولاً دارای دو مجرا می‌باشند اما بسته به نوع کاربرد می‌توانند سه یا تعداد بیشتری مجرا هم داشته باشند. ساختار شیرهای سماوری ساده بوده و غالباً از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه هستند.
شیرهای سماوری را در خطوط لوله با نماد زیر نمایش می‌دهند
معمولاً شیرهای سماوری از بدنه، بونت، استم و پلاگ تشکیل شده‌اند. در مدل lubricate یا روان‌کاری شده سیت یا نشیمن‌گاه جزو قسمت درونی شیر می‌باشد. برای پلاگ ولوهای روان‌کاری نشده، یک نشیمن‌گاه غیر فلزی به منظور بهبود وضعیت نشتی شیر استفاده می‌شود.
زمانی که پلاگ به صورت مخروطی می‌باشد، استم به انتهای پهن‌تر پلاگ متصل می‌شود.
پلاگ ولوها معمولاً کلاهک (Bonnet) ندارند، غالباً انتهای پلاگ در مجاورت استم قرار دارد یا این‌که مقداری از آن بیرون قرار می‌گیرد. استم‌ها می‌توانند به صورت یک تکه ساخته شوند و یک میله که تقریباً شکل L مانند دارد به انتهای پلاگ اضافه می‌شود. دیگر انتهای پلاگ معمولاً خارج از شیر قرار می‌گیرد اما با مکانیزمی که پلاگ را در شیر نگه می‌دارد.
دیسک پلاگ ولو
پلاگ‌های شیر سماوری داری چند نوع مختلف هستند. پلاگ‌ها انواع مختلفی از مجراهای ورودی دارند که هر کدام به میزان مختلفی فضای باز دارند.
انواع پورت مجرابند
پورت مستطیلی (Rectangular port)
پورت لوزی (Diamond port)
پورت دایره‌ای (Round port)
در تصویر زیر این سه نوع پورت یا مجرا را مشاهده می‌کنید.
. مجرابند مستطیلی بیشترین استفاده را در میان پلاگ ولوها دارد. اندازه این مجرا تا حدود 40% از مجرای خط لوله کوچکتر است
. مجرابند دایره‌ای در طراحی‌های Full bore و Reduced bore موجود است. شیرهای با مجرای کاهنده تنها در جایی به کار می‌روند که محدود شدن جریان اهمیت نداشته باشد.
. تمام پلاگ ولوهای دارای مجرابند لوزی‌شکل از نوع ونتوری بوده و جریان را محدود می‌کنند.
شیرهای سماوری می‌توانند ۳ مدل پورت (مجرا) داشته باشند که تفاوت اصلی‌شان، اندازه face to face و الگوی کاهش مجرای درونی شیر آن‌هاست:
۱. Short
۲. Regular
۳. Venturi
Venturi
در طراحی Venturi هم مانند مدل Regular مجراهای موجود به صورت کاهنده می‌باشند.
این مدل برای انواع معمول خطوط لوله مناسب است اما منحصراً در سایزهای بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا به طرز قابل توجهی هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. هم‌چنین نسبت به دو مدل دیگر دارای پورت‌های کوچکتری است
Regular
پورت‌های موجود در این مدل مستطیلی شکل هستند و نسبت به مدل ونتوری مساحت بیشتری دارند.
در مدل Regular قطر حد فاصل بین ورودی شیر تا پلاگ به صورت تدریجی کاهش می‌یابد.
هرگونه تغییر شکل در این حد فاصل ممکن است باعث تغییر در سرعت، شتاب و جهت حرکت سیال باشد.
Short
برای فراهم کردن ابعاد Face to Face مدل Short Pattern باید پورت داخل پلاگ کاهنده باشد.
پلاگ دارای شکل ذوزنقه مانندی می‌باشد.
مدل Short کاملاً مشابه مدل Regular می‌باشد و همانطور که در تصاویر مشاهده می‌کنید تنها تفاوت آن با مدل Regular در کوتاه‌تر بودن طول‌شان است.
ساده ترین و پرکاربردترین مدل شیرهای سماوری شیرهای دوطرفه هستند که دارای دو حالت می‌باشند:
۱. حالت باز که جریان برقرار است
۲. حالت بسته که جریان را متوقف می‌کند
هنگام باز بودن مجراها، سیال اجازه ورود و خروج را دارد. پلاگ‌ها در این نوع از شیرهای سماوری فقط یک مسیر برای عبور سیال دارند و پورت‌ها معمولاً در دو انتهای شیر قرار می‌گیرند. به این نوع شیرهای سماوری شیرهای ربع گرد گفته می‌شود.
هم‌چنین شیرهای سماوری می‌توانند تعداد بیشتری مجرا (پورت) داشته باشند. در شیرهای سماوری سه‌راهه، جریان می‌تواند از مجرای اول هم به مجرای دوم و هم به مجرای سوم هدایت شود. شیرهای سماوری سه‌راهه هم‌چنین می‌توانند جریان را بین پورت‌های ۱و ۲، ۲ و ۳، ۱ و ۳ جابه‌جا کنند و حتی بین تمام پورت‌ها ارتباط برقرار کنند.
تصویر از سمت چپ: شیر سه‌راهه دارای ۲ پورت
تصویر وسط: شیر سه‌راهه و دارای 3 پورت
تصویر اول از سمت راست: شیر چهار راهه و 4 پورت
انواع شیرهای سماوری
شیرهای سماوری در مدل‌های Lubricated و Non-lubricated و با مدل‌های متفاوت مجراهای ورودی وجود دارند. مجرا در پلاگ مخروطی عموماً به شکل مستطیل می‌باشد، اما آن‌ها در مدل های کروی و لوزی نیز وجود دارند.
شیرهای سماوری با پلاگ‌های مخروطی نیز وجود دارند. پلاگ‌های مخروطی مجرایی را که بزرگتر یا مساوی مساحت لوله می‌باشد را به وجود می‌آورند.
شیرهای سماوری Lubricated
شیرهای سماوری روان‌کاری شده از سیستم روان‌کاری استفاده می‌کنند که به صورت مداوم و پیوسته نشیمن‌گاه یا سیت شیر را بدون نیاز به جداسازی روغن‌کاری می‌کند، بنابراین طول عمر سیت (Seat) افزایش می‌یابد. روان‌کاری در این نوع از شیرها باعث کاهش نشتی شده و هم‌چنین شیر به گشتاور کم‌تری نیاز دارد.
برای آشنایی با ساز و کار پلاگ ولو از نوع Lubricate فیلم زیر را مشاهده نمایید
شیرهای سماوری Non-lubricated
شیرهای سماوری Non-lubricated در صنایع شیمیایی و پتروشیمی استفاده می‌شوند. آن‌ها در حقیقت از طریق پوشش PTFE که روی پلاگ قرار می‌گیرد نیازی به روان‌کاری ندارند، چراکه پلاگ می‌تواند به راحتی درون شیر حرکت کند.
این شیرها در مواردی استفاده می‌شوند که روان‌کننده (مانند گریس) به فرآیند سرایت نکند. معدن، گاز، نفت خام از این دسته می‌باشند.
این شیر هم دارای روکش می‌باشد
Lubricated Plug Valve
این شیار محل ورورد گریس برای روان‌کاری می‌باشد
شیرهای سماوری چه زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند ؟
شیرهای سماوری ربع‌گرد پرکاربردترین نوع پلاگ ولوها هستند و با یک چرخش ۴۵ درجه‌ای دستی شیر باز یا بسته می‌شود.
آن ها از لحاظ اقتصادی قیمت به‌صرفه‌ای داشته و معمولاً برای جریان‌های با فشار پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند.
همانطور که گفتیم این شیرها می‌توانند برای عبور جریان مایعات و گازها مورد استفاده قرار بگیرند. چه بسا مهم‌ترین موضوع در انتخاب‌شان نوع سیال عبوری ما باشد.
کاربرد شیرهای سماوری در صنایع
۱. سرویس‌های هوا، گاز و بخار
۲. سیستم خطوط لوله گازهای طبیعی
۳. استفاده از آن در کاربردهای مربوط به ذغال‌سنگ، سنگ‌های معدنی، گل و لای و فاضلاب
۴. خطوط لوله‌های نفتی
۵. در برگرفتن طیف وسیعی از فشارهای بالا
معایب
1. نیروی زیادی برای به کار انداختن اکچویتر نیاز دارد، اصطکاک و سایش بالایی ایجاد می‌کند.
2. باعث ایجاد افت فشار بیشتر نسیت به سایر شیرها می‌شود
3. شیرهای بزرگتر نمی‌توانند به صورت دستی عمل کنند و حتماً نیاز به اکچویتر است
4. به دلیل وجود مجرای کاهنده افت فشار ایجاد می‌شود
مزایای پلاگ ولوها
1. طراحی ساده با تعداد پایین اجزای سازنده
2. قطع و وصل سریع جریان
3. بدون جدا شدن از خط لوله تعمیر می‌شود
4. تعمیر داخلی آن ممکن است
5. در برابر جریان حداقل مقاومت را دارد
6. آب‌بندی قابل قبولی را ارائه می‌دهد
7. شیر سماوری با طراحی چند راهه به کاهش تعداد شیرهای مورد نیاز کمک کرده و امکان تغییر جهت جریان را می‌دهد
8. سایز کوچکتری نسبت به بقیه شیرها دارد
نمونه یک پلاگ ولو
برای مشاهده عکس‌های بیشتر از تولیدات شرکت کاسپین شیر کادوس بر روی لینک کلیک نمایید