شیر سوزنی یا نیدل ولو (Needle Valve) یک نوع شیر صنعتی است که برای کنترل دقیق جریان سیالات (مایعات یا گازها) در سیستم های مختلف به کار می رود.این شیر دارای یک ساقه باریک و نوک تیز (مشابه یک سوزن) است که با چرخاندن آن، می توان میزان جریان را به صورت تدریجی و دقیق تنظیم کرد.
طراحی داخلی آن شامل یک دیسک مخروطی شکل و یک نشیمنگاه باریک است که امکان کنترل جریان را با دقت بالا فراهم می کند.
از این نوع شیرها معمولا در سیستم های ابزار دقیق، آزمایشگاه ها، صنایع گاز و نفت، و هر جایی که نیاز به تنظیم ظریف جریان باشد، استفاده می شود. به دلیل مسیر جریان باریک، افت فشار در این نوع شیرها نسبتا زیاد است، بنابراین در کاربردهایی که به جریان زیاد نیاز دارند، مناسب نیستند.
نحوه عملکرد شیر سوزنی
شیر سوزنی با استفاده از یک میله باریک نوک تیز یا سوزن شکل برای باز و بسته کردن مسیر جریان کار می کند. زمانی که دسته شیر چرخانده می شود، این میله به صورت عمودی حرکت کرده و نوک سوزنی آن به تدریج درون نشیمنگاه شیر قرار می گیرد یا از آن خارج می شود.
این حرکت باعث می شود که مسیر جریان سیال به صورت تدریجی و کاملاً کنترل شده باز یا بسته شود. هنگامی که نوک سوزن کاملاً در نشیمنگاه قرار می گیرد، مسیر به طور کامل مسدود شده و شیر بسته می شود. با چرخاندن دسته در جهت معکوس، سوزن از نشیمنگاه خارج شده و جریان به تدریج افزایش می یابد. این طراحی به کنترل دقیق دبی جریان کمک می کند و برای کاربردهایی که نیاز به تنظیم ظریف جریان دارند، بسیار مناسب است.
انواع شیر سوزنی
شیر سوزنی انواع مختلفی دارد که بر اساس ساختار، نوع سیال، و نحوه اتصال طبقه بندی می شود. از نظر ساختار داخلی می توان به شیر سوزنی مستقیم که برای جریان خطی استفاده می شود و شیر سوزنی زاویه دار که مسیر جریان را ۹۰ درجه تغییر می دهد، اشاره کرد.
از نظر نوع اتصال این شیرها به انواع رزوه ای، فلنج دار و جوشی تقسیم می شوند. همچنین بر اساس کاربرد و جنس بدنه، شیرهای سوزنی در انواع فولادی، استیل، برنجی و پلاستیکی وجود دارند که بسته به نوع سیال (مایع یا گاز، خورنده یا غیرخورنده) انتخاب می شوند.
شیر سوزنی با فشار بالا نیز در صنایع نفت و گاز برای کنترل دقیق جریان در شرایط فشار زیاد استفاده می شود.
اجزا و بخش های مختلف شیر سوزنی
شیر سوزنی از اجزا و بخش های مختلفی تشکیل شده که هر کدام نقشی در عملکرد دقیق آن دارند. بدنه اصلی ترین بخش شیر است که مسیر جریان سیال را در خود جای می دهد و از جنس هایی مانند استیل، برنج یا فولاد ساخته می شود.
ساقه یا شفت که به شکل یک میله باریک و نوک تیز طراحی شده، برای باز و بسته کردن مسیر جریان حرکت می کند.
دسته یا فلکه تنظیم به انتهای ساقه متصل است و با چرخاندن آن، موقعیت نوک سوزن در نشیمنگاه تغییر می کند.
نشیمنگاه نقطه تماس بین نوک سوزنی و بدنه است که وظیفه آب بندی دقیق و کنترل جریان را بر عهده دارد.
درپوش یا کاپوت قسمت بالایی شیر را می پوشاند و از اجزا داخلی در برابر آسیب محافظت می کند.
همچنین مهره های آب بندی و واشرها برای جلوگیری از نشت سیال و حفظ فشار داخلی شیر استفاده می شوند.
کاربردهای شیر سوزنی
شیر سوزنی به دلیل دقت بالا در کنترل جریان، کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارد. در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی برای تنظیم دقیق جریان سیالات و گازهای پرفشار استفاده می شود.
در سیستم های ابزار دقیق، این شیرها برای کالیبراسیون و کنترل دقیق دبی به کار می روند.
در آزمایشگاه ها و تجهیزات تحقیقاتی برای کنترل جریان سیالات حساس و جلوگیری از نوسان جریان کاربرد دارند.
همچنین در سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک، از این نوع شیر برای تنظیم فشار و جریان استفاده می شود.
در صنایع شیمیایی و دارویی نیز، شیر سوزنی برای انتقال سیالات خورنده یا حساس به صورت دقیق و ایمن به کار می رود.
به دلیل این ویژگی ها، شیرهای سوزنی در هر جایی که نیاز به کنترل تدریجی و دقیق جریان باشد، بسیار مؤثر هستند.
تفاوت شیر سوزنی با شیرهای دیگر
تفاوت اصلی شیر سوزنی با سایر شیرها در طراحی داخلی و دقت کنترل جریان است. در حالی که شیرهای معمولی مانند شیر توپی و شیر دروازه ای برای باز و بسته کردن سریع جریان به کار می روند، شیر سوزنی برای تنظیم تدریجی و دقیق دبی سیال طراحی شده است.
نوک سوزنی این شیر امکان کنترل جریان با دقت بالا را فراهم می کند، در حالی که در شیرهای دیگر معمولا جریان به صورت ناگهانی قطع یا وصل می شود. شیر کروی تا حدودی عملکرد مشابهی دارد اما دقت شیر سوزنی در مقایسه با آنها بیشتر است.
همچنین، شیر سوزنی به دلیل طراحی باریک و محدودکننده مسیر جریان، معمولا برای سیالات با دبی پایین و فشار بالا مناسب است، در حالی که شیرهای دیگر برای جریان های زیاد و قطع و وصل سریع بهینه تر هستند.
