شیر فلکه کشویی و شیر فلکه سوزنی، دو محصول پرکاربرد از شیرآلات صنعتی هستند که هر کدام در موقعیت ها و عملکردهای متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ظاهر ممکن است شباهت هایی میان آن ها وجود داشته باشد، اما در ساختار داخلی، نوع کاربرد و نحوه عملکرد، تفاوت های مهم و قابل توجهی بین این دو شیر وجود دارد که شناخت آن برای مهندسان، طراحان تأسیسات و اپراتورها از اهمیت بالایی برخوردار است.
مکانیزم و عملکرد
شیر فلکه کشویی برای باز و بسته کردن جریان به صورت کامل طراحی شده است. در این نوع شیر، یک دیسک یا گیت به شکل عمودی در مسیر جریان حرکت می‌کند. زمانی که شیر باز است، گیت به طور کامل از مسیر خارج می شود و جریان به صورت آزاد عبور می‌کند. در حالت بسته، گیت پایین می آید و مسیر عبور سیال را کاملاً مسدود می‌کند.
این نوع عملکرد باعث می شود شیر کشویی مناسب قطع و وصل جریان باشد، نه تنظیم آن.
در مقابل، شیر فلکه سوزنی برای کنترل و تنظیم جریان سیال طراحی شده است. در این شیر، یک المان مخروطی‌شکل شبیه سوزن به کمک حرکت پیچشی بالا یا پایین می رود و میزان باز شدن مسیر جریان را به صورت تدریجی تنظیم می‌کند. بنابراین، این شیر برای سیستم هایی که نیاز به تنظیم دقیق فشار یا دبی دارند، بسیار مناسب تر است.
افت فشار
در شیر فلکه کشویی، به دلیل آنکه گیت به صورت کامل از مسیر جریان خارج می شود، افت فشار در حالت باز تقریباً ناچیز است. مسیر عبور سیال کاملاً مستقیم و بدون مانع است، بنابراین فشار اولیه تا حد زیادی حفظ می شود.
اما در شیر فلکه سوزنی، سیال باید از میان دیسک و بدنه عبور کند که به صورت ذاتی باعث ایجاد افت فشار می‌شود. شکل داخلی شیر به گونه‌ای طراحی شده که مسیر جریان تغییر جهت می دهد و این عامل، افت فشار بیشتری نسبت به شیر کشویی ایجاد می‌کند. به همین دلیل، شیر سوزنی برای مسیرهای پرسرعت یا انتقال حجم بالای سیال توصیه نمی شود.
کاربرد
به طور کلی شیر فلکه کشویی عمدتاً در خطوط انتقال آب، نفت، گاز و شبکه های فاضلاب استفاده می شود. هر جا که نیاز به باز یا بسته کردن کامل جریان باشد، بدون نیاز به تنظیم دقیق، این شیر بهترین انتخاب است. از آن جایی که ساختار ساده ای دارد، برای مصارف سنگین صنعتی با فشار بالا نیز مناسب است.
در مقابل، شیر فلکه سوزنی بیشتر در سیستم های کنترل فشار بخار، خطوط شیمیایی حساس، سیستم های تزریق یا مسیرهایی که کنترل دقیق دبی و فشار نیاز است، به کار می رود. این شیرها بیشتر در پالایشگاه ها، نیروگاه ها، صنایع دارویی و فرآیندهای شیمیایی دقیق استفاده می شوند.
سرعت عملکرد
شیر کشویی برای باز یا بسته شدن کامل به چندین دور کامل چرخاندن فلکه نیاز دارد، زیرا مسیر حرکت گیت بلند است. این موضوع باعث می شود زمان باز و بسته شدن آن نسبتاً زیاد باشد، ولی این مسئله در سیستم های انتقال بزرگ معمولاً مشکلی ایجاد نمی‌کند.
شیر سوزنی نیز برای تنظیم دقیق نیازمند چرخاندن فلکه است، اما معمولاً چون برای باز و بسته شدن کامل طراحی نشده و اغلب نیمه باز کار می‌کند، استفاده از آن برای کنترل دقیق، سریع تر و کارآمد تر است.
ساختار داخلی و تعمیرات
ساختار داخلی شیر کشویی ساده تر است. به دلیل همین سادگی، هزینه تعمیرات و نگهداری آن پایین تر بوده و امکان تعویض قطعات سریع تر فراهم می شود. از طرف دیگر، شیرهای سوزنی به دلیل داشتن قطعات دقیق تر و طراحی داخلی پیچیده تر، نیاز به نگهداری فنی تری دارند و تعمیرات آن ها نیز تخصص بیشتری می طلبد.