شیر سوزنی نوعی شیر است که برای تنظیم جریان سیال در خط لوله استفاده می شود. به دلیل ساقه بلند، نوک تیز و باریکی که شبیه سوزن است به آن شیر سوزنی می گویند. ساقه اغلب رزوه ای است و برای بالا و پایین بردن یک دیسک یا دوشاخه کوچک در دریچه که جریان سیال را از طریق شیر کنترل می کند، چرخانده می شود.
دریچه‌های سوزنی معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که کنترل دقیق نرخ جریان ضروری است، مانند ابزار دقیق، آزمایش‌های آزمایشگاهی یا کنترل فرآیند. آنها اغلب در شرایطی استفاده می شوند که مقدار کمی سیال باید آزاد شود، مانند ستون کروماتوگرافی گازی یا راکتور شیمیایی.
یکی از مزایای کلیدی شیر سوزنی این است که کنترل بسیار خوبی بر نرخ جریان ارائه می دهد که می تواند با دقت زیادی تنظیم شود. سوپاپ های سوزنی را می توان به گونه ای طراحی کرد که در فشارها و دماهای بالا کار کند و آنها را برای استفاده در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی مناسب می کند.
شیرهای سوزنی معمولاً از موادی مانند فولاد ضد زنگ، برنج یا آلیاژهای دیگر ساخته می شوند. آنها در طیف وسیعی از اندازه ها و پیکربندی ها، از دریچه های مینیاتوری مورد استفاده در دستگاه های پزشکی گرفته تا دریچه های بزرگ مورد استفاده در کاربردهای صنعتی هستند.
دو نوع اصلی شیر سوزنی وجود دارد: شیرهای گلوب و شیرهای زاویه ای. شیرهای گلوب دارای طراحی مستقیم هستند و معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که در آن مسیر جریان مستقیم مورد نیاز است، مانند پردازش شیمیایی یا پالایش. شیرهای زاویه دار یک مسیر جریان زاویه دار دارند و در کاربردهایی که فضا محدود است یا در جایی که شیر باید در جهت خاصی نصب شود استفاده می شود.
یکی از مزیت های اصلی شیرهای سوزنی، توانایی آنها در کنترل دقیق جریان، حتی در دبی کم است. این به دلیل ساقه بلند و باریک و اندازه دهانه کوچک شیر است که امکان تنظیم بسیار دقیق سرعت جریان را فراهم می کند. دریچه‌های سوزنی را می‌توان در کاربردهایی که نیاز به خاموشی دارند نیز استفاده کرد، زیرا می‌توان آنها را محکم بسته تا از عبور مایعات جلوگیری شود.
با این حال، یکی از محدودیت‌های دریچه‌های سوزنی، حساسیت آنها به گرفتگی است، زیرا اندازه دهانه کوچک آنها می‌تواند به راحتی توسط زباله یا ذرات موجود در مایع مسدود شود. به همین دلیل، انتخاب نوع مناسب شیر سوزنی برای یک کاربرد خاص و نگهداری و تمیز کردن مرتب شیر برای اطمینان از عملکرد بهینه بسیار مهم است.
سوپاپ های سوزنی علاوه بر کنترل دقیق جریان و قابلیت خاموش کردن، چندین مزیت دیگر نیز دارند که آنها را برای کاربردهای خاص مناسب می کند. این مزایا عبارتند از:
نشتی داخلی کم: شیرهای سوزنی دارای مهر و موم محکمی بین ساقه و نشیمنگاه هستند که به جلوگیری از نشت داخلی و کاهش خطر خروج مایع به محیط اطراف کمک می کند.
دوام بالا: شیرهای سوزنی برای مقاومت در برابر فشارها و دماهای بالا طراحی شده اند و اغلب از مواد مقاوم در برابر خوردگی و سایش مانند فولاد ضد زنگ یا برنج ساخته می شوند.
اندازه جمع و جور: شیرهای سوزنی معمولاً کوچکتر از انواع دیگر شیرها هستند، که آنها را در کاربردهایی که فضا محدود است یا طراحی فشرده مورد نیاز است، مفید می کند.
تعمیر و نگهداری آسان: شیرهای سوزنی از نظر طراحی نسبتاً ساده هستند و به راحتی می توان آنها را برای تمیز کردن یا نگهداری جدا کرد.
شیرهای سوزنی معمولاً در صنایع مختلفی از جمله فرآوری شیمیایی، نفت و گاز، تولید برق و داروسازی استفاده می شوند. آنها را می توان در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله کروماتوگرافی گازی، سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک، آزمایش های آزمایشگاهی، و سیستم های بخار فشار بالا یافت.
شیرهای سوزنی یک نوع شیر همه کاره و قابل اعتماد هستند که کنترل دقیق جریان، قابلیت خاموش کردن و سایر مزایایی را ارائه می دهند که آنها را برای کاربردهای مختلف در صنایع مختلف مناسب می کند.
شیرهای سوزنی را نیز می توان بر اساس مکانیسم عملکردشان طبقه بندی کرد. دریچه‌های سوزنی دستی که با چرخاندن چرخ دستی یا دستگیره کار می‌کنند، و شیرهای سوزنی خودکار که توسط یک منبع تغذیه خارجی مانند برقی یا موتور فعال می‌شوند، وجود دارد. دریچه‌های سوزنی خودکار اغلب در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که در آن عملیات از راه دور یا زمان پاسخ سریع مورد نیاز است، مانند سیستم‌های کنترل فرآیند.
علاوه بر شیرهای سوزنی دستی و اتوماتیک، شیرهای سوزنی تخصصی نیز وجود دارند که برای کاربردهای خاص طراحی شده اند. به عنوان مثال، شیرهای سوزنی با فشار سنج یا دبی سنج داخلی وجود دارد که امکان نظارت بر جریان یا فشار سیال را در زمان واقعی فراهم می کند. همچنین دریچه های سوزنی با آب بند وجود دارد که سطح بالایی از نشتی را فراهم می کند و آنها را برای استفاده در کاربردهای خلاء مناسب می کند.
یکی از معایب احتمالی شیرهای سوزنی این است که عملکرد آنها در فشارهای بالا دشوار است، زیرا اندازه دهانه کوچک و افت فشار زیاد در سراسر شیر می تواند چرخاندن ساقه را دشوار کند. برای غلبه بر این مشکل، برخی از شیرهای سوزنی با چرخ دنده یا چرخ دستی طراحی شده اند که مزیت مکانیکی را فراهم می کند و کارکرد شیر را در فشارهای بالا آسان تر می کند.
به طور خلاصه، شیرهای سوزنی نوعی شیر هستند که کنترل دقیق جریان، قابلیت خاموش کردن و سایر مزایایی را ارائه می دهند که آنها را در کاربردهای مختلف مفید می کند. آنها در پیکربندی های دستی و اتوماتیک موجود هستند و دریچه های مخصوص برای کاربردهای خاص طراحی شده اند. در حالی که عملکرد آنها در فشارهای بالا دشوار است، اما به طور کلی قابل اعتماد و نگهداری آسان هستند.
