شیر پروانه ای (باترفلای ولو)

شیر پروانه ای یک شیر چرخشی است که برای توقف، تنظیم و راه اندازی جریان مورد استفاده قرار می گیرد.
 شیر پروانه ای یک نوع شیر محسوب می شود، که قادرند تا به سرعت باز و بسته شوند. چرخش ۹۰ درجه از دسته می تواند به طور کامل دریچه را بسته و یا باز کند. 

برخی از شیر پروانه ای ها بایستی در موقعیت باز نصب شود زیرا شیر های بزرگ پروانه ای معمولا به گیربکس مجهز هستند که این نیرو را کاهش می دهد اما در عین حال سرعت عملیات را نیز کاهش می دهد.

این نوع شیر های پروانه ای و بسیار شبیه شیرهای توپی هستند و  به عبارت دیگر شیرهای پروانه ای از خانواده شیر هایی ربع گرد محسوب می شوند. درواقع “پروانه” دیسک متصل به میله می باشد، وقتی میله چرخش دیسک را با یک چهارم چرخش به موقعیت عمود بر جهت جریان می بندد، بسته می شود. با باز شدن شیر، دیسک به عقب چرخانده می شود تا جریان را فراهم کند.
از این شیرهای پروانه ای می توان برای کاربردهای قطع و وصل جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرند و به دلیل وزن کم، جای کم نصب، هزینه کم، کارایی سریع و در دسترس بودن در اندازه های بسیار بزرگ محبوب هستند. 

همچنین لازم به ذکر است با این شیرها را می توان توسط دسته ها، گیربکس ها یا اکچویتور های اتوماتیک کار کرد.

انواع شیر پروانه ای از نظر اتصال

•    فلنچی  (Both Flanged Ends)
•    ویفر  (Wafer Type Ends)
•    لاگ  (Lug Type Ends)
•    جوشی  (Butt Welded Types Ends)

شیر پروانه ای جوشی

از این نوع شیر در  فشار های بالا استفاده می گردد و به طور مستقیم به لوله جوش داده می شوند.

شیر پروانه ای فلنجی

در این نوع، بدن فلنج است که مطابقت با بعد فلنج لوله.

شیر پروانه ای ویفری

شیر پروانه ای ویفری یکی از مقرون به صرفه ترین انواع شیر ها محسوب می شود و بین دو فلنج لوله قرار می گیرد. 
 شیر پروانه ای ویفری ممکن است خارج از بدنه شیر دارای سوراخ های فلنجی باشد یا بالعکس. فلنج های لوله از طریق پیچ و مهره های بلند به یکدیگر متصل می شوند که از کل بدنه شیر عبور می کنند.
از این نوع اتصال و شیرآلات برای آب بندی در برابر فشارهای دیفرانسیل دو جهته و جلوگیری از برگشت جریان در سیستم های مختلف برای جریان جهانی استفاده می شود.

شیر پروانه ای لاگ تایپ

شیر پروانه ای لاگ دارای درزهای رزوه ای می باشد که خارج از بدنه شیر قرار دارد.  دو مجموعه پیچ و مهره فلنج لوله را به هر طرف درزهای پیچ و مهره بدون مهره به یکحدیگر متصل می کند. 
این طراحی امکان قطع اتصال یک طرف را بدون تأثیر دیگر بر سرویس بن بست فراهم می کند.  شیرهای پروانه ای لاگ که در سرویس های بن بست استفاده می شوند معمولاً دارای فشار کمتری می باشند.
 شیر پروانه ای لاگ، برخلاف شیر پروانه ای نوع ویفر، وزن لوله کشی را از بدنه شیر حمل می کنند.

عملکرد شیر پروانه ای

شیر های پروانه ساختار ساده ای دارند.
 اجزای اصلی و تشکیل دهنده شیر پروانه ای ها بدنه، مهر و موم، دیسک و ساقه هستند. یک شیر پروانه ای معمولی دارای دیسک در مرکز لوله متصل شده و یک ساقه می باشد که به اکچویتور یا دسته خارجی شیر متصل است.
 در حالت بسته، دیسک عمود بر جریان است، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است و توسط سیت سوپاپ مهر و موم می شود. ساقه نیز با استفاده از حلقه O مهر و موم می شود. وقتی اکچویتور یا دسته ساقه را 90 درجه به عقب می چرخاند ، دیسک از سیت  شیر دور شده و خود را به موازات جریان قرار می دهد. چرخش جزئی اجازه می دهد تا جریان متناوب یا متناسب باشد.
شیرهای پروانه ای که برای کاربرد تدریجی استفاده می شوند می توانند به گونه ای طراحی شوند که دارای یک مشخصه خطی یا درصد برابر باشند.

Linear :  وقتی دبی با مقدار دیسک در یک حرکت خطی است، به این معنی است که در X٪ باز شدن دیسک، دبی در همان X٪ حداکثر دبی خواهد بود. 

انواع شیر پروانه ای از نظر نوع دیسک

شیرهای پروانه ای هر کدام از آنها کاربردهای خاص و دامنه فشار خود را دارند. می توان این شیرهای پروانه ای را بر اساس طراحی بسته شدن دیسک، طراحی اتصال و روش تحریک آنها دسته بندی کرد.

انواع سیت

شیرهای پروانه ای می توانند به صورت فلزی به فلز، سافت سیت (soft seat) و یا با بدن و دیسک به طور کامل پوشش داده شوند. 

بدون انحراف شیر پروانه ای  (Zero offset Butterfly Valve)

شیر پروانه ای با طراحی بدون انحراف برای سرویس های کم فشار و دما مورد استفاده قرار می گیرد . در این طرح محور دیسک و شفت با بدن شیر به یکدیگر متصل هستند.
 در موقعیت باز، دیسک جریان را به دو نیمه مساوی تقسیم می کند. این نوع ولو ها دارای سیت مقاوم هستند. 
در اینجا اصطکاک بین دیسک و سیت در طول چرخه عملیاتی کامل بوده و یکی از معایب شیرپروانه ای ها نداشتن انحراف آن  محسوب می شود.

شیر پروانه ای  Double Offset

در  نوع Double Offset ، دیسک از خط مرکزی شیر و همچنین از مرکز مرکزشیر پایین تر قرار دارد. این نوع شیر پروانه ای یک نوع عمل حرکتی ایجاد می کند که دیسک را از روی سیت بلند می کند.

افست دوگانه باز و بسته شدن را صاف می کند زیرا اصطکاک تنها در چند درجه اول باز و چند درجه آخر بسته است و تقریبا اصطحکاک در ۱۰ درجه باز و ۱۰ درجه بسته شدن وجود دارد.

شیر پروانه ای  Triple Offset

شیر پروانه ای Triple Offset طراحی شده توسط سطح سیت می باشد.  سیت به یک پروفیل مخروطی افستی تبدیل می شود که در نتیجه یک مخروط راست زاویه ای ایجاد می کند.
این نوع شیر می تواند حرکت بدون اصطکاک را تأمین کند. 
 تماس فقط در نقطه نهایی بسته شدن با زاویه 90 درجه به عنوان یک توقف مکانیکی انجام می شود.

انواع عملگر باتر فلای ولو

از این شیرهای پروانه ای می توان به صورت دستی و یا گیربکس و یا به صورت خودکار توسط اکچویتور های  برقی، پنوماتیک یا هیدرولیکی بهره مند شد.

عملگر اتوماتیک

اکچویتور ها، روشی مطمئن برای کنترل شیر ها از یک مکان از راه دور هستند. این اکچویتور ها عملکرد سریع شیرهای بزرگتر را نیز ممکن می سازند. 
اکچویتور ها را می توان به گونه ای طراحی کرد که در حالت خرابی باز شوند در صورت خرابی بسته و اغلب در صورت خرابی با یک روش تحریک دستی همراه هستند.

عملگر دستی

شیرهای دستی پروانه ای، ارزان قیمت هستند و کار با آنها بسیار راحت می باشد. اهرم دستی:  قابلیت قفل شدن در موقعیت باز، تا حدی باز یا بسته را دارد. 
چرخ دنده (گیربکس) :  این شیرها برای دریچه های پروانه کمی بزرگتر طراحی شده اند و از یک جعبه دنده برای افزایش گشتاور سرعت باز/بسته شدن استفاده می کنند. سوپاپ های دنده ای نیز خود قفل هستند و می توانند به نشانگرهای موقعیت مجهز شوند.

کاربرد شیر پروانه ای

از شیر پروانه دریچه در همه نوع صنایع استفاده می شود حتی در خدمات و صنایع فشار بالا و درجه حرارت بالا
یک شیر پروانه ای در بسیاری از سرویس های مایعات مختلف استفاده می شود و همچنین در برنامه های دوغاب نیز کارایی خوبی دارد. آنها می توانند در مایعات، بخار، برودتی ، کولینگ واتر، هوا، گاز، آتش نشانی و خدمات خلاء استفاده شوند.
•    صنایع دارویی
•    صنایع غذا
•    صنایع  شیمیایی و روغن
•    تأمین آب
•    حفاظت از آتش
•    تصفیه فاضلاب
•    تأمین گاز
•    صنایع سوخت

مزایای شیر پروانه ای

•    شیر پروانه ای با سیت غیر فلزی می تواند در موادهای شیمیایی یا خوردگی استفاده شود.
•    شیر پروانه ای برای برنامه های کاربردی شیرهای بزرگ مناسب است به دلیل طراحی کم حجم، وزن سبک که به فضای کمتری، نسبت به شیرهای دیگر نیاز دارد.
•    افت فشار در یک شیر پروانه کم است.
•    با توجه به عملیات سریع، زمان کمتری برای باز کردن یا بستن نیاز دارد.
•    هزینه های نگهداری معمولا نسبت به سایر انواع شیر کم است.

معایب شیر پروانه ای

•    جریان آشفته می تواند حرکت دیسک را تحت تاثیر قرار دهد.
•    شیر یک شانس برای کاویتاسیون وجود دارد و به عنوان دیسک همیشه در جریان وجود دارد.

اجزای شیر پروانه ای

•     بدنه دایره ای
•     سیت های فلزی یا نرم
•    شفت
•    دیسک دور

تفاوت شیر پروانه ای و شیر توپی

 یک شیر پروانه ای با مشخصات مشابه ارزان تر، نصب آن آسان تر و از جای کمتری برای نصب برخوردار می باشد، اما به دلیل وجود دیسک در شیر پروانه ای، نمی توان از آنها برای قالب استفاده نمود.
شیر های توپی برای کاربردهای با فشار بالا و قطر کوچک بسیار مناسب هستند به این دلیل که برای فشارهای دیفرانسیل بالاتر مناسب ترند و باعث افت فشار بسیار کم روی سیستم می شوند.
 شیر پروانه ای دارای طراحی نسبتاً پیچیده ای می باشد، بدین معنی که قطعات متحرک کمتری دارد و تله های کمتری برای محیط در نتیجه ترمیم آسان تر و هزینه تعمیر و نگهداری کمتری دارد.