يكي از ساده‌ترين شيرآلات صنعتی كه كاربرد آن در صنایع نفت،گاز و پتروشيمي، صنایع دارویی و غذایی، صنایع آب و فاضلاب متداول است شير پروانه ای است. ساختمان شیر پروانه ای ( باترفلای ولو ) از يك بدنه مدور و يك صفحه دیسکی شکل كه تقريبا در وسط قرار دارد تشكيل شده است. اين صفحه 90 درجه حول یک میله یا استم مي‌چرخد. استم در شیرپروانه ای توسط یک عملگر یا اکچوییتور حرکت میکند و میچرخد. اين محرك ممكن است دستي باشد مانند عملگر فلکه ای یا اهرمی، يا بوسيله نیروی فشار هوا (پنوماتیک) يا برقی (الکتریکی) باشد.
شیر پروانه ای چیست؟
شیرپروانه ای یکی از ساده ترین مکانیزم ها را در انواع شیرآلات صنعتی دارد. این شیر با حرکتی دورانی برای قطع و وصل جریان مورد استفاده قرار می گیرد. این شیر ها به دلیل اینکه دستگیره ی آنها با یک چرخش 90 درجه ای ، شیر را از حالت کاملا بسته به کاملا باز منتقل کنند, شیرهای سریع و راحتی هستند. این شیرها بوسیله اهرمی به قسمت حرکت دهنده شیر متصل هستند. این محرک به صورت دستی ، برقی و یا فشار هوا ( پنیوماتیکی ) می باشند.
شیرهای پروانه ای نسبت به شیرهای توپی ، کروی ، دروازه ای و مخروطی و در مصارف بزرگ دارای مزیت های زیادی هستند.
شیرپروانه ای به دلیلی ساختاری که دارد و نوع حرکت دیسک آن بیشتر برای قطع و وصل جریان مورد استفاده قرار میگیرد و کمتر از آن برای کنترل و تنظیم جریان استفاده میگردد.
انواع شیرپروانه ای
شیر پروانه ای را میتوان در انواع متفاوتی طبقه بندی کرد. از جمله انواع شیر پروانه ای از نظر جنس بدنه، از نظر نوع بدنه و از نظر نوع عملگر.
در ادامه به معرفی هریک از شیرآلات پروانه ای خواهیم پرداخت:
جنس بدنه انواع شیرپروانه ای
جنس آلیاژهای مختلف به کار رفته برای تولید شیرپروانه ای فرق می کند و اغلب شیر پروانه ای باکیفیت از آلیاژهای ضد زنگ با مقاومت مناسب و بالا ساخته می شوند تا کاربرد مطلوب تری داشته و دوام مناسب و عمر طولانی تری را حفظ کنند. شیر پروانه ای انواع مختلفی دارد و با جنس فولاد، چدن، استنلس استیل و پلیمری به تولید می رسد. شیرپروانه ای چدنی با دو نوع چدن خاکستری و داکتیل به بازار عرضه می شود.
بدنه شیرپروانه ای بدون فلنج از جنس داکتیل می باشد. موادی که برای ساخت شیرپروانه ای بدون فلنج به کار گرفته شده موجب افزایش مقاومت آن برای قطع و وصل و همین طور کنترل جریان سیال می گردد. به طور خلاصه جنس بدنه شیرپروانه ای عبارتند از:
- فولاد
- چدن
- چدن خاکستری
- داکتیل
- استنلس استیل
- پلیمری
انواع شیر پروانه ای از لحاظ عملگر
در حالت کلی از چهار نوع عملگر یا اکچویتور یا محرک برای به حرکت در آوردن شیر های پروانه ای استفاده می شود، که در انواع اکچویتور اهرمی (دستی)، اکچویتور گیربکسی، اکچویتر پنوماتیک (بادی) و اکچویتور برقی ارائه می گردد که در زیر به معرفی این محصولات می پردازیم:
شیر پروانه ای دستی یا اهرمی
نوع دستی یا اهرمی که به آن شیر کلاجی هم گفته می شود، ساده ترین نوع عملگر نصب شده روی این نوع از ولو ها می باشد که دارای یک دسته ساده و یک دسته متحرک می باشد. با فشار دادن اهرم متحرک پایین به سمت اهرم ثابت بالا می توان شافت متصل به دیسک را به راحتی 90 درجه چرخاند و سیال را عبور داد.
شیر پروانه ای گیربکسی
شیر پروانه ای با اکچویتور گیربکسی، با دو نوع گیربکس کوپل می گردند. نوع اول که دارای چرخدنده حلزونی می باشد و نیرو توسط چرخدنده حلزونی به شافت و دیسک شیر انتقال داده می شود و به راحتی با چرخش 90 درجه ای، سیال عبور داده می شود. در نوع دوم عملگر گیربکسی پیچی با فلکه کوبل می شود، گیربکس با یک عدد پیچ مارپیچ و یک عدد چرخدنده، انتقال نیرو را به دیسک انجام می دهد، و چرخش به راحتی صورت می گیرد.
شیر پروانه ای پنوماتیک (عملگر بادی)
شیر پروانه ای با عملگر پنوماتیکی به عنوان پر سرعت ترین شیر پروانه ای در باز و بسته کردن مسیر سیال استفاده می شود. این شیر با عملگر پنوماتیک کوپل می شود. از مزایای شیر پروانه ای پنوماتیک نسبت به شیر پروانه ای برقی قیمت پایین تر می باشد این مورد در صورتی که محدودیتی بابت کمپرسور باد وجود نداشته باشد، بسیار به صرفه تر خواهد بود.
شیر پروانه ای برقی
شیر پروانه ای برقی برای حذف اپراتور و اتوماتیک کردن خطوط پایپینگ توسط نیروز برق یا انرژی الکتریکی عمل خواهد کرد. شیر پروانه ای با عملگر برقی نسبت به نوع پنوماتیکی زمان بیشتری برای باز و بسته شدن نیاز دارد.
انواع شیر پروانه ای از نظر نوع اتصال
شیر پروانه ای ویفری (Butterfly Valve Wafer Type)
شیر پروانه ای ویفری بدلیل سبکی وزن و نوع اتصال پر مصرف ترین مدل شیر پروانه ای می باشد. شیر پروانه ای ویفری از دو سوراخ بالا و دو سوراخ پایین به فلنج متصل می شود. سیت شیر پروانه ای ویفری آسیپ پذیرترین نقطه شیر پروانه ای می باشد که در طول مدت نیاز به تعویض دارد.
شیر پروانه ای لاگ (Butterfly Valve Lug Type)
شیر پروانه ای لاگ از لحاظ ضخامت بدنه و تعداد سوراخ بین شیر پروانه ای ویفری و شیر پروانه ای فلنجی می باشد.
شیر پروانه ای فلنج دار (Butterfly Valve Flange Type)
شیر پروانه ای فلنج دار بیشترین عرض را در بین مدل های شیر پروانه ای را دارد و ضخامت شیر پروانه ای فلنج دار رابطه مستقیم با فشار کاری دارد و در کلاس های بالاتر ضخامت آن بیشتر می باشد.
مزایا و معایب شیر پروانه ای
مزایا شیر پروانه ایی
- قیمت شیر پروانه ای برای استفاده در کارهای صنعتی ارزان بوده از این جهت یک محصول مقرون به صرفه محسوب می شود.
- تنوع جنس دیسک مورد نظر در شیر پروانه ای امکان انتخاب راحت را برای صنعتگران فراهم می آورد.
- خوردگی در شیر پروانه ای وجود ندارد به دلیل این که دارای محفظه خاصی برای به دام انداختن سیالاتی نیستند که در مسیر آن قرار دارد.
- چون طراحی جمع و جور و ساده ای برای شیر پروانه ای وجود دارد در نهایت با قیمت مناسب عرضه می شوند و به سادگی قابل حمل است.
- شیر پروانه ای عموما بادوام بوده و نیاز به روش های نگهداری خیلی سختی ندارند.
- شیرهای پروانه ای از نظر وزنی سبک تر از انواع شیرهای صنعتی تولید شده می باشند. سبک بودن وزن انواع مختلف شیر پروانه ای از ویژگی های مثبت آن به شمار می رود.
- عدم لزوم به تكيه گاه اضافي
- افت فشار كم
- استفاده از محرك برای باز و بسته کردن (ساده و آسان)
- استفاده از شير هم براي بستن و باز كردن و هم برای كنترل كردن سيال
- سرعت بالا
معایب شیر پروانه ای
- احتیاج به گشتاور بالا برای کنترل حرکت دیسک قابل هدایت نیست و تحت تاثیر تلاطم جریان است.
- مستعد ابتلا به کاویتاسیون در جریان های پایین تر
- قسمتی از دیسک همیشه در معرض جریان است حتی در حالت کاملا باز, بنابراین استفاده از شیرهای پروانه ای همیشه منجر به تغییر فشار می شود.
کاربردهای شیر پروانه ای
این شیر اغلب برای تاسیسات و همین طور در کارخانجات صنعتی و پالایشگاه ها کاربرد دارد که با توجه به سیالی که برای تنظیم جریان آن مورد استفاده قرار می گیرد, با انواع مختلف ارائه می گردد. انواع شیر با ابعاد و کلاس های گوناگون برای کنترل جریان سیال در واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. شیرهای پروانه ای با عملکرد آسان و راحت برای انتقال آب، گاز و مایع با فشار کم استفاده می شود.یکی از وظایف اصلی و کاربردی جهت شیرهای پروانه ای این است که سرعت جریان سیال را در زمان کم افزایش دهد.انواع شیرهای پروانه ای دارای مقاومت و طول عمر بالایی می باشند و قابل تعمیر هستند. استفاده از انواع مختلف شیرپروانه ای در صنایع مختلف به نوع سیالی که قرار است عبور کند بستگی دارد.شیرهای پروانه ای کاربردی وسیع در صنایع پتروشیمی، کارخانجات صنعتی و پالایشگاه ها دارد.
یکی از انواع شیرپروانه ای که کاربردی گسترده در تاسیسات آبرسانی، هوای فشرده، گازهای خنثی و سیالات دارد شیرهای پروانه ای بدون فلنج می باشد که وضیفه اصلی آن کنترل جریان سیال می باشد.شیر پروانه ای فلنج دار بیشترین کاربرد را در فشارهای کم دارد و برای استفاده از فشارهای بالا مناسب نمی باشد. از شیرپروانه ای فلنج دار در پروژه ها، مجتمع پتروشیمی، کارخانجات صنعتی، نیرو گاه و تاسیسات دریایی استفاده می شود.برخی از کاربرد های شیرهای پروانه ای در صنایع مختلف :
- صنایع نفت ، گاز
- صنایع آب و فاضلاب
- خطوط انتقال سیالات ( مایعات و گازها)
- تاسیسات
- نیروگاه ها
- مجتمع های پتروشیمی
