شیرهای پروانه ای از دسته شیرهایی با حرکت چرخشی هستند و بیشتر برای متوقف کردن و یا شروع جریان استفاده می شوند. اصطلاح پروانه در شیر پروانه ای در واقع دیسکی است که به یک میله متصل است. زمانی که این میله دیسک را می چرخاند، دریچه باز و بسته می شود. شیرهای پروانه ای از نظر وزن کم، عملکرد سریع و مقرون به صرفه بودن در صنایع گوناگون مورد توجه هستند.
شیرهای پروانه ای در ابعاد کوچک تر عموماً عملکرد دستی دارند در حالی که دستگاه های بزرگ تر معمولاً با موتور کار می کنند. شیرهای پروانه ای امکان استفاده از فضاهای کوچک تر را ایجاد می کنند که هزینه و فضای مورد نیاز را به بسیار کاهش می دهد.
موارد استفاده از شیر پروانه ای
استفاده از شیرهای پروانه ای بسیار زیاد است. مثال هایی از بعضی کاربردهای معمولی شیرهای پروانه‌ای: در آب رسانی، تصفیه خانه فاضلاب، گاز رسانی، سیستم های ایجاد خلأ، صنایع شیمیایی و نفت، سیستم های جا به جایی سوخت، تولید و تأمین برق.
اجزای یک شیر پروانه ای
اجزای اصلی شیر پروانه ای
چهار قسمت اصلی در شیر پروانه ای وجود دارد: بدنه، دیسک، شفت و نشیمنگاه.
- بدنه سوپاپ: بدنه شیرهای پروانه ای با دو فلنج لوله مطابقت دارد که عمومی ترین طراحی بدنه از نوع لگ و ویفر است.
- دیسک شیرهای پروانه ای: دیسک قسمتی است که جریان را قطع می کند. برای بهتر شدن جریان، آب بندی و گاهی تغییراتی در طراحی دیسک ایجاد می شود.
- شفت سوپاپ: شفت شیر پروانه ای از قسمت های یک تکه یا دو تکه تشکیل شده است. طراحی شفت باید به گونه ای باشد که از امکان آسیب در برابر مواد خورنده و ضربات جلوگیری کند.
- نشیمنگاه شیر پروانه ای: از نشیمنگاه شیر پروانه ای برای جلوگیری از تداخل بین لبه دیسک و بدنه استفاده می شود. نشیمنگاه ممکن است به بدنه چسبیده، فشرده یا قفل شود.
وظایف اصلی شیر پروانه ای عبارتند از
- تنظیم جریان: جریان را می توان به راحتی با چرخاندن چرخ سوپاپ کنترل کرد. با استفاده از کنترل کننده جریان می توان این فرایند را خودکار نمود.
- جداسازی کننده جریان
- جلوگیری کردن از جریان برگشتی: شیرهای پروانه ای را می توان برای جلوگیری از جریان برگشتی در برخی شرایط استفاده کرد.
انواع شیر پروانه ای
بسته به طراحی نوع بسته شدن دیسک، نوع اتصال شیرهای پروانه ای را می توان به چند نوع دسته بندی کرد.
انواع مرسوم شیرهای پروانه ای
شیر پروانه‌ای متحدالمرکز (Concentric)
شیر پروانه ای متحدالمرکز اصلی ترین نوع طراحی شیرهای پروانه ای است. در این طرح، میل سوپاپ از خط مرکزی دیسک عبور می کند. این دریچه با افست صفر نیز شناخته می شود. شیرهای پروانه ای متحدالمرکز برای سیستم های کم فشار استفاده می شوند.
شیر پروانه ای بیرون از مرکز (Eccentric)
در یک شیر پروانه ای بیرون از مرکز، شفت از خط مرکزی دیسک عبور نمی کند. سه نوع شیر بیرون از مرکز افست وجود دارد.
- شیر تک افست پروانه ای (A Single-offset valve) است که شفت آن پشت خط مرکزی دیسک قرار دارد.
- در طراحی شیر پروانه ای دو افست (In a double-offset butterfly valve) ساقه در پشت دیسک با یک افست اضافی به یک طرف قرار دارد.
- برای کاربردهای بسیار مهم، از شیر پروانه ای افست سه گانه استفاده می شود. آفست سوم بین محور تماس دیسک و صندلی است. این طراحی منجر به حداقل تماس با نشیمنگاه شیر می شود در نتیجه اصطکاک آن بسیار کمتر و بسیار کارآمد می شود.
شیر پروانه‌ای نوع لوگ (Lug)
این شیر پروانه‌ای دارای رزوه‌هایی در بیرون از بدنه هستند. با استفاده از دو سری ناودانی، شیر به لبه های لوله کشی متصل می شود. یک انتها را می توان بدون اثر گذاری بر طرف دیگر جدا کرد زیرا هر لبه پیچ های خاص خود را دارد.
شیر پروانه ای نوع ویفر(Wafer)
یک شیر پروانه ای از نوع ویفری بین دو لبه لوله قرار گرفته است و پیچ های لبه، بدنه شیر را احاطه کرده اند. این شیر پروانه ای اقتصادی ترین نوع شیر پروانه ای است. پیچ های بلند برای پوشش فلنج ها و بدنه شیر استفاده می شود. یک شیر پروانه ای ویفر در برابر اختلاف فشار دو جهته در جریان سیال استفاده می شود. نسخه ویفری شیرهای پروانه ای برای محافظت در برابر آب بندی محکم و اختلاف فشار دو طرفه طراحی شده است.
مقایسة یک شیر پروانه ای و یک شیر ساده
مزایای شیر پروانه‌ای
شیرهای پروانه ای در مقایسه با انواع دیگر شیرها مزایای بسیاری دارند:
- طراحی فشرده؛ فضای کمی مورد نیاز است
- وزن سبک؛ به راحتی توسط سیستم لوله کشی پشتیبانی می شود.
- مواد اولیه کمتر و هزینه کمتر.
- عملیات سریع؛ زمان باز یا بسته شدن کمتر
- نصب آسان
- عملکرد ساده به دلیل گشتاور کم
- موجود در سایزهای بسیار بزرگ
- بهره وری انرژی
- افت فشار کم و بازیابی فشار بالا
- طول عمر سوپاپ
- ساخت نسبتاً ارزان است
- تعداد قطعات کمتر؛ از این رو هزینه تعمیر و نگهداری کاهش می یابد
معایب شیر پروانه ای
با این حال شیرهای پروانه ای معایبی هم دارند که در زیر ذکر شده است:
- سرویس دریچه گاز محدود به فشار دیفرانسیل کم است
- حرکت دیسک تحت تأثیر جریان است
- دیسک شیر همیشه تحت فشار است و می تواند جریان را حتی در حالت باز قطع کند.
- احتمال خفگی جریان در این شیرها وجود دارد
- عملکرد آب بندی ضعیف
- برای فشار دیفرانسیل بالا مناسب نیست
به طور خلاصه می توان گفت
شیرهای پروانه ای شیرهای بسیار کارآمدی هستند که در صنایع مختلف و در سیستم های مختلف مورد استفاده هستند. هم در مورد مایعات می توان از آن ها استفاده کرد و هم در مورد گازها. این شیرها با توجه به مزایایی که دارند می توانند هزینه نهایی سیستم را تا اندازة چشمگیری کاهش دهند.
محصولات مرتبط:
مقالات مرتبط:
آشنایی با شیر پروانه ای اورتون
شیر پروانه ای و ویژگی های آن
