شیر معدنی چیست و چه کاربردی دارد؟

شیر معدنی همان شیرآلات صنعتی است که در صنعت معدن استفاده می‌شود. شیرهای استخراج معدن mining valve یا شیرهای صنعتی صنعت معدن تجهیزاتی هستند که از طریق بازکردن، بستن یا انسداد جزئی مجراهای عبوری برای کنترل جریان سیالات (گازها و مایعات) طراحی شده‌اند.

در صنعت استخراج معادن شیرآلات صنعتی در حفظ و مدیریت جریان مواد مختلف مانند مواد شیمیایی، دوغاب، آب و سایر سیالاتی که در فرآیندهای استخراج معدن استفاده می‌شوند و نقش بسیار مهمی دارند. طراحی این گونه شیرآلات به صورتی است که در عملیات استخراج معادن در برابر شرایط طاقت‌فرسا و سخت مقاومت بالایی دارند. دماهای شدید، مواد خورنده و فشار بالا در این شرایط وجود دارند. با توجه به کاربرد خاص شیر معدنی در صنعت استخراج معادن باید مدل شیرآلات صنعتی معدن انتخاب شوند. در این مقاله از مجموعه زیگورات به بررسی شیر معدنی پرداخته‌ایم.

بررسی جزئیات جنس شیر معدنی

برای تولید شیرهای صنعتی در معادن از متریال‌های زیر استفاده می‌شود:

استنلس استیل

استنلس استیل یک فلز غیر واکنشی است که برای ساخت بسیاری از شیرآلات صنعتی از آن استفاده می‌شود. برای هر گیج از فلزات نیکل، کروم، مولیبدن و سایر متریال‌ها استفاده خواهد شد. برای سیالات خورنده، شیرهای استیل بهترین انتخاب هستند؛ چون در معرض خورندگی قرار نمی‌گیرند و زنگ نمی‌زنند.

فولاد ریخته‌گری

برای ساخت شیرآلات صنعتی استخراج معادن در یک قالب، فولاد مذاب ریخته می‌شود؛ سپس آن را در یک محیط کنترل شده مستحکم می‌کنند. اگر به درستی از این روش استفاده شود، برای تولید شیرهای صنعتی قوی روش عملی و مقرون به صرفه‌ای خواهد بود. با این حال در همه مراحل نظارت منظم و کنترل کیفیت لازم است؛ چون ممکن است روزنه و شکاف در جایی که به صورت یکنواخت فولاد مذاب تشکیل نمی‌شود، ایجاد شود.

فولاد آهنگری شده

شیرآلات صنعتی استخراج معادن با قالب‌گیری فلز با درجه حرارت بالا و تجهیزات مکانیکی تولید می‌شوند. فولاد آهنگری به صورت دستی به جای قالب‌گیری در قالب‌های پیش‌ساخته به شکل شیر در می‌آید. این کار باعث می‌شود، فلز توسط گرما سخت شود تا شیرهای صنعتی ماندگارتر و قوی‌تر شوند و چون از کار بیشتری برای تولید آن‌ها استفاده می‌شود از قیمت بالاتری هم برخوردار هستند.

فرآیند تولید شیر معدنی

فرآیند تولید شیرآلات صنعتی استخراج معدن در مراحل زیر انجام می‌شود:

سفارش و طراحی

بعد از این که شیر معدنی طراحی شد و مشتری آن را سفارش داد‌. بخش تولید مواد اولیه لازم را فراهم می‌کند.

موجودی

برای ساخت قطعات مختلف شیر معدنی به مواد گوناگونی نیاز است و شما باید در فهرست موجودی به دنبال مواد اولیه باشید. اگر مواد مورد نیاز در موجودی نباشد از تامین‌کنندگان باید آن را تامین کنید.

فرآیند تولید

فرآیند تولید شیرآلات صنعتی استخراج معدن شامل ساقه، بدنه شیر و نشیمنگاه می‌شود. از روش ریخته‌گری برای تولید قطعات این نوع شیرآلات استفاده می‌شود. از روش آهنگری هم برخی از تولید‌کنندگان استفاده می‌کنند که شامل عملیات سطحی، ماشین‌کاری، سندبلاست، پیرایش، آهنگری و برش می‌شود.

بدنه دریچه‌ها با استفاده از هسته‌ها، قالب‌‌ها ریخته می‌شوند یا از یک تکه می‌توانند، ساخته شوند. برای تولید قطعات با حفره‌های داخلی پیچیده در فرآیندهای ریخته‌گری مدرن از یک هسته استفاده می‌کنند.

مونتاژ

برای مونتاژ شیر معدنی پیروی از روش‌های مناسب در فرآیند تولید ضروری است. به طور جداگانه اجزای اصلی شیر صنعتی باید تمیز و مونتاژ شوند. بعد از اتمام تولید، مونتاژ قطعات باید انجام شود تا یک شیر کامل ساخته گردد.

تست فشار

بعد از مونتاژ شیرآلات صنعتی باید تست فشار روی آن‌ها انجام شود. تست فشار هیدرواستاتیک، اساسی‌ترین آزمایش فشار برای شیرآلات صنعتی است. این آزمایش شامل باز‌کردن جزئی دریچه و اعمال فشار هیدرواستاتیکی است که از فشار کاری نامی آن 50 درصد بیشتر است. سطح آب‌بندی شیر باید بدون نشتی باشد و فشار اعمال شده از فشار کاری نامی نمی‌تواند، کمتر باشد.

بازرسی و کنترل کیفیت

بازرسی و کنترل کیفیت آخرین مرحله در ساخت شیرآلات صنعتی است. تمام شیرها برای اطمینان از عدم وجود خطا و نشتی باید بررسی شوند. بازرسی و کنترل کیفیت را تولید‌کنندگان شیرآلات صنعتی باید جدی بگیرند. برای بازرسی کیفیت محصول نهایی یک QA باید منصوب شود.

انواع شیرآلات صنعتی در استخراج معادن و طراحی شیر معدنی

در این قسمت از مقاله انواع شیرآلات صنعتی استخراج معادن و طراحی شیر معدنی را برای شما عزیزان شرح داده‌ایم.

انواع شیرهای مورد استفاده در استخراج معادن

از انواع شیرآلات صنعتی که در استخراج معادن استفاده می‌‌شوند به گزینه‌های زیر می‌توان اشاره کرد:

پلاگ ولو Plug Valve
شیر پروانه‌ای Butterfly Valve
شیردروازه‌ای Gate Valve
شیر یک طرفه یا چک ولو Check Valve
شیر توپی صنعتی Industrial Ball Valve
گلوب ولو Globe Valve

اصول طراحی شیر معدنی

برای طراحی شیرمعدنی یا شیرآلات صنعتی استخراج معدن ابتدا باید بخش‌های مختلف آن طراحی و ساخته شود:

بدنه Body

پوسته اصلی شیر، بدنه شیر است که داخل آن قطعات شیر قرارگرفته‌اند و از داخل آن سیال با فشار عبور می‌کند. بنابراین بدنه شیر باید فشار سیال عبور را بتواند، تحمل کند. در میزان تحمل فشار سیال عبوری از بدنه شیر مواد تشکیل دهنده بدنه و دمای سیال از پارامترهای مهم محسوب می‌شوند. مقاومت در برابر خورندگی، سایشی و شیمیایی از ویژگی‌های مهم بدنه شیر هستند.

کلاهک Bonnet

بالای بدنه شیر معدنی کلاهک یا بانت شیر بسته می‌شود و برای قرارگیری شفت Stem یک سوراخ دارد. موادی که در کلاهک شیر هستند مانند موادی هستند که در بدنه شیر قرار دارند. بنابراین کلاهک شیر باید بتواند در برابر خوردگی سیال عبوری و فشار سیال عبوری تحمل کند.

ساقه یا شفت Stem

برای باز و بسته کردن شیر ساقه یا شفت شیر نیروی جابه‌جایی مجرابند را از خارج شیر به داخل شیر منتقل می‌کند. بخشی در خارج شیر، داخل شیر و ساقه وجود دارد. اِستم از قطعات متحرک شیرآلات صنعتی است. به این قطعه گشتاور، فشار و تنش‌های کششی وارد می‌شود. استم باید گشتاورها و تنش‌ها را بتواند، تحمل کند و در برابر خوردگی مقاوم باشد.

سایز اجزای شیر معدنی

از دیگر اجزای شیر معدنی یا شیر صنعتی استخراج معدنی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

دیسک یا مجرا‌بند Disc

در داخل شیر قطعه‌ای به نام مجرابند، وجود دارد که توسط شفت جابه‌جا می‌شود‌. با جابه‌جا شدن مجرابند، شیر باز و بسته خواهد شد. مجرابندها به شکل‌های مختلفی مانند مخروط ناقص، توپی و دیسک تولید می‌شوند.

نشیمنگاه Seat

در داخل بدنه شیر قرار دارد و آب‌بندی در شیر با قرارگیری مجرابند به روی نشیمنگاه ایجاد می‌شود. نشیمنگاه می‌تواند در دو جنس فلزی یا غیرفلزی باشد و به صورت حلقه‌ای تولید خواهد شد.

تریم Trim

تریم شامل قطعات داخلی شیر (مجرابند، دیسک، ساقه و نشیمنگاه ) می‌شود که آب‌بندی شیر را انجام می‌دهند. در واقع وجود تریم باعث کنترل جریان در شیر و حرکات پایه‌ای می‌شود.

عملگر دستی یا غیر دستی Handwheel or Actuator

محرک دیسک و ساقه، عملگر یک شیر است. در واقع عملگرها به صورت دستی، غیر دستی، مکانیزم و دستگاهی هستند که از بیرون شیر را کنترل می‌کنند. عملگر دستی به کمک نیروی دست عمل می‌کند و کنترل ورود و خروج جریان به شیر را انجام می‌دهد. به طور مثال شیر یک‌طرفه می‌تواند، عملگر نداشته باشد.

قیمت شیر معدنی

برای شیر معدنی قیمت دقیقی را نمی‌توان مشخص کرد؛ چون قیمت شیر معدنی بسته به مدل، نوع برند و شرایط بازار متفاوت است. علاوه بر قیمت در هنگام انتخاب و خرید شیر معدنی برای استخراج معادن و فرآوری مواد معدنی باید به نکات زیر توجه کنید:

نوع سیال

با تعیین کیفیت سیال یا گاز مورد استفاده متریال مناسب شیر صنعتی باید مشخص شود. برای دستیابی به بهترین سطح ایمنی از شیرهای فلزی هنگام نظارت روی گازهای تحت فشار یا متریال خورنده استفاده می‌شود.

عملکرد شیر

برای کنترل روشن /خاموشی در یک سیستم از شیرهای دو طرفه استفاده می‌گردد. از طرف دیگر، شیرهای سه طرفه هم می‌توانند، عملیات را انجام دهند همچنین مسیر سیالات را تغییر می‌دهند یا آن‌ها را با هم ترکیب می‌کنند.

شرایط استفاده

با تعیین اندازه شیر، شیر مناسبی را می‌توان انتخاب کرد؛ چون نامناسب بودن اندازه شیرها باعث تخریب شیر از داخل و خارج می‌شود. علاوه بر این شناخت ویژگی‌های عملکردی شیر مانند نرخ جریان، فشار و دما ضروری است. شیرآلات صنعتی فلزی در فشارها و دماهای بالا پایدار و بادوام هستند.

تکنیک فعال‌سازی

مکانیزم عملکرد شیر یکی دیگر از فاکتورهایی است که در هنگام انتخاب شیر باید به آن توجه نمود. با توجه به این که شیر دستی یا اتوماتیک است باید نوع شیر را انتخاب کنید و بخرید. در صورت عملکرد اتوماتیک، باید از مجهز بودن به پنوماتیکی، اکچوئیتور یا هیدرولیکی اطمینان پیدا کنید.

مزایا و معایب شیر معدنی

بسته به نوع شیر معدنی مزایا و معایب آن متفاوت است. به طور مثال از مزایا و معایب شیر پروانه‌ای می‌توان موارد زیر را نام برد:

برای سیالاتی که ذرات جامد دارند، سیالات ریزدانه‌ای و سیالات پودری استفاده می‌شود که این به میزان قدرت آب‌بندی سطح بستگی دارد.
وزن سبک، حجم کم و ساختار ساده‌ای دارد.
در برابر جریان مقاومت آن کم است.
مدت زمان بسته و باز شدن آن کم خواهد بود.
در کاربری‌های با ورودی و خروجی دو جهته استفاده می‌شود.
دامنه تنظیم جریان آن کم است و هنگامی که به میزان ۳۰ درصد شیر باز شود حدود ۹۵ درصد یا بیشتر نرخ جریان است.
نسبت به شیر کروی و توپی عملکرد آب‌بندی آن ضعیف است. به همین دلیل در مواردی که به آب‌بندی محکم نیاز است، استفاده می‌شود.

مزایا و معایب شیر توپی شامل گزینه‌های زیر می‌شوند:

در برابر جریان کمترین مقاومت را دارد.
برای مایعات کم‌جوش و سیالات خورنده استفاده می‌شود؛ چون در هنگام نبود روان‌کننده گیر نمی‌کند.
برای این شیر می‌توان به آب‌بندی کامل در دمای بالا و محدوده فشار دست پیدا کرد.
به سرعت باز و بسته می‌شود.
سیال در هر دو طرف کاملا آب‌بندی شده است.
رسانایی حرارتی ضعیفی دارد و نسبت به جریان سرد حساس است. متریال آب‌بندی نشیمنگاه این شیر جنس تفلون دارد.

الزامات تعمیر و نگهداری شیر معدنی

برای پیگیری تعمیر و نگهداری ولوهای صنعتی دو روش زیر وجود دارد:

شیر را بعد از خراب شدن تعمیر کنید.
نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه را انجام دهید تا به طور روان شیرهای شما کار کنند.

اگر به درستی از شیر معدنی نگهداری نشود طول عمر آن‌ کاهش پیدا می‌کند. این خرابی‌ها باعث افزایش هزینه‌های تعمیر، هزینه‌های نگهداری، هزینه‌های جایگزینی، خرابی اساسی و کندی کار می‌شود. برای این که عمر شیرهای معدنی را افزایش دهید باید با عملکرد و ساختار آن‌ها‌ آشنا شوید. بسته به نوع شیرآلات صنعتی استخراج معدن برنامه تعمیر و نگهداری آن‌ها متفاوت است. از اقدامات پیشگیرانه که در برنامه تعمیر و نگهداری از شیرآلات صنعتی باید لحاظ شوند به گزینه‌های زیر می‌توان اشاره کرد:

تهویه مناسب در محل نگهداری شیرها باید وجود داشته باشد و شیر را باید خشک و تمیز کنید.
مرتب باید شیرآلات را بررسی کنید تا از آلوده نبودن آن‌ها اطمینان پیدا کنید. برای این منظور از روغن ضد زنگ می‌توانید، استفاده نمایید.
بعد از نصب و راه‌اندازی برای شیرها باید چک لیست کنترل تنظیم شود.
اگر روی بدنه ولو زنگ‌زدگی وجود دارد باید آن را تعویض کنید.
در حین بازرسی به ولوها ضربه وارد نکنید.
اگر در محیط‌های سخت و حساس به گرد‌وغبار، شن، ماسه، برف و باران از ولو استفاده می‌شود برای محافظ شیر باید از یک درپوش استفاده کنید.
وجود زنگ‌زدگی بر روی بدنه ولو باید آن را تعویض کنید.
کلاهک‌های فشرده‌سازی اضافی به انحراف مجاز به انحراف نیستند.
سایش مهره‌ها و سیلندرهای ولو باید کنترل شوند و در صورت لزوم عمل جایگزینی انجام شود.
در صورت خرابی میل‌لنگ جایگزینی آن باید به موقع انجام شود.
به صورت پیوسته اتصالات شیرها باید کنترل شوند و محکم بودن آن‌ها تایید گردد.
عمل عایق‌بندی باید به درستی انجام شود تا از عملکرد صحیح شیر اطمینان پیدا کنید.

کاربرد شیرهای استخراج معدن

از کاربرد رایج شیرهای معدنی به گزینه‌های زیر می‌توان اشاره کرد:

اتوکلاو کردن

به شیرهای قطع و وصل جریان shut-off valves خودکار مانند چک ولوها برای اتوکلاو کردن و جلوگیری از جریان برگشتی نیاز است.

آبگیری معدن

در عملیات آبگیری معادن از پمپ‌های مخصوص برای پایین آوردن سطح ایستایی معادن سنگ و اطراف محل‌های استخراج معادن استفاده می‌شوند. این تجهیزات باعث کاهش اثرات ضربه آب می‌شوند.

غیرفعال‌سازی و تخلیه پمپ

از چک ولوها در حین عملیات تخلیه برای محافظت از پمپ استفاده می‌شود.

خطوط لوله

در خطوط لوله‌هایی که آب را به معادن و از آن انتقال می‌دهند چک ولوها کاربرد دارند. این لوله‌ها مسافت‌های طولانی را باید به طور مکرر طی کنند و اختلاف ارتفاع متفاوتی را تجربه نمایند.

حمل‌ونقل و جابه‌جایی دوغاب

در صنعت استخراج معادن برای اهداف مختلف از شیرهای مخصوص دوغاب، چک ولوها، شیرهای توپی، شیرهای پروانه‌ای و شیرهای دروازه‌ای چاقویی استفاده می‌شوند.‌ ایستگاه‌های پمپاژ، رها‌سازی هوا، غلیظ‌کننده‌ها، موقعیت‌های انتهایی، موقعیت‌های میانی و جداسازی چندین نمونه هستند.

روش‌های استخراج و فرآوری مواد معدنی

استخراج مواد معدنی و پالایش، برای شیرآلات در صنایع فولاد، فلزات و صنایع معدنی برخی از کاربردهای شیرآلات معدنی هستند. برای تکنیک‌های جدا‌سازی، استخراج مواد معدنی و غلظت استفاده از فلزات، پوشش‌های مناسب و لاینرها بسیار مهم است و این به دلیل دوغاب‌های فرساینده و حلال‌های شیمیایی است.‌

امکانات تصفیه آب و فاضلاب

در صنعت معدن برای تصفیه، استفاده مجدد، ضدعفونی فاضلاب و پساب شیرهای صنعتی کمک‌کننده هستند. این شیرها باید شرایط طاقت‌فرسای ذرات اسیدی و قلیایی را در پساب و آب‌ فرآیندی تحمل کنند.

در عملیات بارگیری مواد معدنی، کاربردهای تخصصی مختلف مانند انتقال کنسانتره‌های خشک و انتقال پنوماتیک و اجزاء آهک از کاربردهای معمولی شیرهای معدنی هستند.‌ در انجام هیدرومتالورژی، گازهای فرآیندی، استخراج محلول و خطوط تامین اکسیژن از کاربردهای دیگر شیرهای معدنی هستند. در خطوط گاز هواگیری، مواد زائد معدن، اسیدشویی و خنثی‌سازی از شیرهای معدنی استفاده می‌شود.

معرفی گروه صنعتی زیگورات

مجموعه زیگورات در سال ۱۳۸۱ با هدف طراحی و ساخت قطعات صنعتی و مهندسی کار خود را با کارگاه ریخته‌گری برتر شروع کرد و در بخش‌های مختلف پروژه‌های بزرگ توانسته بین خود و مشتریان یک اطمینان ۱۸ ساله ایجاد کند. از تعدادی محصولات تولیدی این مجموعه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

شیرآلات صنعتی استخراج معدن
شیرضدسایش
تجهیزات خردایش
پمپ ضد سایش
رولیک
نوارنقاله
درام نوار نقاله

اگر به دنبال بهترین قطعات صنعتی و مهندسی با بهترین کیفیت و قیمت هستید. کافی است با مجموعه ما (گروه صنعتی زیگورات) ارتباط بگیرید.

سخن پایانی

شیرهای استخراج معادن شامل شیرآلات صنعتی هستند که در صنعت معدن استفاده می‌شوند. از انواع شیرآلات صنعتی معدن می‌توان به شیر پروانه‌ای، شیر توپی، پلاگ ولو، شیر یک‌طرفه یا چک ولو و گلوب ولو اشاره کرد. استنلس استیل، فولاد آهنگری شده و فولاد ریخته‌گری از انواع متریال‌هایی هستند که در ساخت شیرآلات صنعتی استخراج معادن استفاده می‌شوند.

در هنگام خرید شیرآلات صنعتی معدن باید به نوع سیال، عملکرد شیر، شرایط استفاده و تکنیک فعال‌سازی توجه کرد. اتوکلاو کردن، آبگیری معدن، غیرفعال سازی، تخلیه پمپ، خطوط لوله، حمل و نقل و جابه‌جایی دوغاب، روش‌های استخراج و فرآوری مواد معدنی و امکانات تصفیه آب و فاضلاب از کاربردهای شیرهای معدنی هستند.

از اجزای شیرآلات صنعتی می‌توان به بدنه، کلاهک، ساقه یا شفت، دیسک یا مجرابند، نشیمنگاه، تریم، عملگر دستی و عملگر غیر دستی اشاره کرد. برای نگهداری از شیرآلات صنعتی استخراج معادن باید سایش مهره‌ها و سیلندر ولو به طور مرتب بررسی شوند. به ولو معدنی در حین بازرسی ضربه وارد نکنید. ولو را خشک و تمیز کنید. از روغن ضد زنگ استفاده کنید. اتصالات شیرآلات صنعتی استخراج معادن را به طور مداوم بررسی کنید.

مجموعه ما (گروه صنعتی زیگورات) در زمینه طراحی و ساخت انواع قطعات صنعتی مانند همین شیرآلات صنعتی استخراج معادن، نوار نقاله و رولیک فعالیت می‌کند و شما می‌توانید با اطمینان کامل از کیفیت و قیمت سفارش خود را انجام دهید.