مقدمه شیر پروانه ای
شیر پروانه ای یکی از ساده ترین انواع شیرهای صنعتی است که با هدف کنترل راحت تر جریان سیال در صنایع مختلف با سایز ها و جنسهای مختلف تولید و عرضه شده است.
از جزئی ترین کاربردهای این شیر می‌توان به پروژه‌های آبرسانی و از کاربردهای عمده آن می‌توان به تنظیم جریان مایعات در صنایع نفت و پتروشیمی، صنایع غذایی و دارویی، سیستم انتقال سوخت و … اشاره کرد. در ادامه با ما همراه باشید تا با بیشتر با کاربردهای این شیر آشنا شویم.
انواع شیرهای پروانه ای ویفری
باترفلای ولو یا شیر پروانه ای چیست؟
شیر پروانه ای یا باترفلای ویلو Butterfly Valve از جمله شیرآلات صنعتی به شمار می‌رود که وظیفه آن انسداد یا کنترل مسیر جریان سیال است. این شیر صنعتی معمولاً برای کنترل جریان سیالات غلیظ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
حتی برخی از سیستم‌ها که نیاز دارند حجم زیادی از آب جابجا کنند، از شیر پروانه ای برای کنترل باز و بسته کردن منبع استفاده می‌کنند. باترفلای ولو قادر است در زمان کوتاه با چرخش جزئی (چرخش دسته تنها به اندازه ربع دایره) به وضعیت باز و بسته تغییر کند.
هیچ محدودیت فشار و دمایی برای استفاده از این شیر دوار چرخشی وجود ندارد و می‌توان از آن برای تنظیم، توقف یا راه اندازی سیالات پرفشار داغ یا سیالات کم فشار سرد استفاده کرد.
باترفلای ولو با شباهت بسیار زیاد به شیرهای توپی، یکی از پرکاربردترین شیرآلات در صنایع نفت و پتروشیمی است و سایز آن می‌تواند بین 2.5 تا 50 سانتی‌متر باشد.
اجزای شیر پروانه ای کدام‌اند؟
به طورکلی اولین چیزی که با نگاه به شیر پروانه ای می‌بینیم یک بدنه و یک صفحه دایره‌ای است که دقیقاً وسط بدنه تعبیه می‌شود. یک میله از وسط این صفحه عبور می‌کند و صفحه مدور حول این میله می‌چرخد.
علاوه بر بدنه و صفحه مدور اجزای دیگری نظیر
- لاینر
- دیسک
- محور
- کاور
- یاتاقان
- شفت و سیت‌های فلزی یا نرم در ساختار این شیرها دیده می‌شوند که تشکیل دهنده اجزاء شیر می باشند.
برشی از شیر ویفری
جنس قطعات باترفلای ولو چیست؟
- شیر پروانه ای از جنس چدن: این جنس باترفلای ولو معمولاً برای مایعاتی که خاصیت خورندگی ندارند استفاده می‌شود.
- باترفلای ویلو از جنس فولاد: این جنس باترفلای ولو معمولاً برای مایعاتی که خاصیت خورندگی ندارند مثل آب، روغن و گاز بین دماهای منفی 30 تا مثبت 400 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود.
- باترفلای ولو UPVC: این مدل شیر پروانه ای نسبتا ارزان‌تر است و فرایند نصب و استفاده از آن دردسر کمتری دارد.
- باترفلای ولو از جنس دیسک استیل: این مدل شیر پروانه ای زمانی استفاده می شود که مایعی که با آن سر و کار داریم خاصیت خورندگی داشته باشد. البته اگر مایع سیال حاوی کلر یا نمک باشد باید از باترفلای ولو با جنس استنلس استیل استفاده شود.
- باترفلای ولو از جنس استیل ضدزنگ: شیر پروانه ای استیل ضدزنگ یا استنلس استیل عمدتاً برای مایعات با درصد خورندگی بالا و بیشتر در صنایع مهمی مثل پتروشیمی، نفت و گاز، نیروی دریایی، صنایع کاغذسازی و موارد این چنینی استفاده می‌شود.
شیر پروانه ای چه انواعی دارد؟
انواع مختلف شیر پروانه ای بر اساس جنس، نحوه اتصال و انواع عملگرهای آن‌ها تقسیم بندی می‌شوند. در بخش قبلی جزئیات مربوط به جنس این شیرها را به طور کامل بررسی کردیم. اکنون ابتدا این شیرها را بر اساس نحوه اتصال و بعد بر اساس محرک آن‌ها تقسیم بندی می‌کنیم.
انواع شیر پروانه ای بر اساس نوع اتصال (کانکشن)
شیرهای پروانه ای بر اساس نوع کانکشن یا نحوه اتصال آن‌ها به چهار دسته تقسیم می شوند که عبارتند از:
- شیر فلنج
- شیر ویفر
- شیر لاگ
- شیر با اتصال جوشی
1- شیر پروانه ای با اتصال فلنج (Flanged Butterfly Valve)
در این مدل باتر فلای ولو شاهد سیستمی هستیم که در آن فلنج های خط لوله به فلنج بدنه متصل می‌شوند. در دو طرف شی که سیت آن واقع شده است دارای فلنج می باشد که با پیچ و مهره متصل می شود.
باتر فلای ولو فلنج دار گیربکسی
2- شیر پروانه ای با اتصال ویفر (Wafer)
در این مدل باترفلای ولو بدنه بین فلنج خط لوله و فلنج پیچ شده قرار می‌گیرد. در این مدل شیر فلنج‌ها دور تا دور شیر را احاطه می‌کنند و اندازه نهایی شیر کمتر از 40 سانتی‌متر است.
باتر فلای ولو ویفری
3- شیر پروانه ای با اتصال لاگ (Lug)
روی شیرهای پروانه ای مدل لاگ یک سری برآمدگی کوچک دیده می‌شود. این نقاط جای اتصال بدنه و پیچ خط لوله است. توجه داشته باشید این نوع اتصال نسبت به شیر ویفر بهتر است و مهر و موم بیشتری دارد.
شیر پروانه ای مدل لاگ
4- باترفلای ولو با اتصال جوشی یا اتصال گرو (Grooved)
از آنجایی که در طراحی و ساخت این مدل شیرها از جوش دادن مستقیم استفاده می‌شود به راحتی می‌توان از آن‌ها در سیستم‌های پرفشار استفاده کرد.
انواع شیر پروانه ای بر اساس نوع عملگر و محرک
شیرهای پروانه ای بر اساس نوع عملکرد به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند.
1- اهرمی با اتصال ویفری
این مدل شیرها مخصوصا برای سایزهای پایین تر یعنی زیر 20 سانتی‌متر کاربرد دارند. اهرم این مدل شیر پروانه ای با دست باز و بسته می‌شود.
2- گیربکسی با اتصال ویفری
شیرهای بزرگ معمولاً مجهز به گیربکس هستند و به همین علت هزینه بالاتری دارند. این شیرها یک اهرم فلکی دارند که گشتاور لازم برای تنظیم شیر را فراهم می کنند و کار کردن با آن‌ها ساده و بی‌دردسر است.
باتر فلای ولو گیربکسی استیل
3- گیربکسی با اتصال ویفری (با قابلیت ارسال سیگنال)
در این مدل شیر پروانه ای با چرخاندن فلکه شیر باز و بسته می‌شود. در کنار تنظیم شیر سیگنالی به پنل‌های واسط سیستم ارسال خواهد شد.
4- فلنجی گیربکسی
در این مدل شیرها همانند سایر شیرهای قبلی باز و بسته شدن شیر به وسیله یک اهرم فلکه‌ای انجام می‌شود.
5- محرک برقی
در این مدل ولوها دیگر نیاز به اعمال نیروی دستی برای باز و بسته کردن شیر نیست و کاملاً با استفاده از نیروی برق انجام می‌شود. از این رو سرعت این شیرها بالاتر است و در اندازه های بزرگ در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. قیمت این شیرها با توجه به برقی بودن آن‌ها نسبتاً بالاتر است.
باتر فلای ولو برقی
6- محرک پنوماتیک (جک بادی)
در ولوهای جک بادی برای باز و بسته کردن شیر از نیروی محفظه هوای فشرده یا گازهای بی‌اثر فشرده استفاده می‌شود.
شیر پروانه ای پنوماتیک استیل
7- کنترلی
در این مدل شیر یک کنترلر منطقی مثل PLC برنامه ریزی می‌شود تا سیگنال فرمان باز و بسته کردن شیر را ارسال کند.
شیر پروانه ای چه کاربردهایی دارد؟
شیرهای پروانه ای با توجه کارایی خوبی که دارند معمولا برای تنظیم، توقف و راه‌اندازی جریان سیال در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته این شیرها با توجه به نوع کاربرد و سیالی که با آن در تماس خواهند بود، ویژگی‌های متفاوتی دارند.
از این شیرها در صنایع مهمی چون ایمنی، نفت و پتروشیمی، صنایع غذایی، دارویی، تامین و تصفیه آب، استفاده از سوخت و در کاربرد دوغاب ها استفاده می‌شود.
از آنجا که هیچ محدودیتی برای دما و فشار ندارند در سیستم‌های سیال با فشار و دمای پایین یا فشار و دمای بالا عملکرد خوبی دارند. از دیگر کاربردهای شیر پروانه ای می‌توان به سرویس های بخار، مایعات، آتش نشانی، سرمایش آب و هوا و مکش اشاره کرد.
مزایای استفاده از شیر پروانه ای چیست؟
در بخش قبلی با کاربردهای شیر پروانه ای آشنا شدیم و دیدیم تا چه میزان در صنایع مختلف کاربرد دارد؛ در ادامه قصد داریم برخی از مهم‌ترین مزایای این شیرها را عنوان کنیم.
- باترفلای ولو با توجه به طراحی کم حجم، وزن کم و فضای کمی که اشغال می‌کند در کاربردهای گسترده و در مقیاس‌های بزرگ به راحتی قابل استفاده است.
- سریع عمل می‌کند و باز و بسته کردن آن زمان چندان زیادی نیاز ندارد.
- نسبت به سایر انواع شیرهای موجود در بازار هزینه نگهداری کمتری دارد.
- زمانی که از شیر پروانه ای استفاده می‌کنیم افت فشار خاصی را شاهد نخواهیم بود.
- حتی برای سیالاتی که خاصیت خورندگی دارند می‌توان از شیر پروانه ای استفاده کرد.
- در سایزهای مختلف موجود هستند.
- هم در حالت افقی و هم در حالت عمودی نصب می‌شوند.
معایب استفاده از شیر پروانه ای چیست؟
- همیشه احتمال کاویتاسیون و خفگی جریان وجود دارد.
- حرکت دیسک به راحتی تحت تاثیر جریان خارج از کنترل سیال قرار می‌گیرد.
تفاوت شیر پروانه ای و شیر کشویی در چیست؟
در این بخش ضمن بررسی تفاوت‌های شیرهای پروانه ای و کشویی درمی‌یابیم چرا و در چه مواقعی صنعت‌گران استفاده از شیر پروانه ای به شیر فلکه چدنی ترجیح می‌دهند.
- شیرهای پروانه ای وزن کمتری نسبت به شیرهای کشویی دارند و فضای کمتری را اشغال می‌کند؛ همچنین نصب و راه‌اندازی به مراتب آسان‌تر است.
- سرعت تنظیم جریان با شیرهای پروانه ای بیشتر از شیرهای فلکه کشویی است.
- شیرهای پروانه ای با توجه به مزایای متعددی که دارد با قیمت پایین‌تر از شیر کشویی در دسترس است.
چطور یک شیر پروانه ای انتخاب کنیم؟
شیر پروانه ای یکی از انواع شیرآلات صنعتی است و باید حین انتخاب آن مواردی مثل فشار، دما، نوع اتصال، نوع سیال و جنس بده حائز اهمیت فراوان است. همچنین موقع انتخاب باید دقت کنید.
باترفلای ولو مورد نظر برای چه کاربردی خریداری می‌شود و قرار است در چه موقعیتی نصب شد. همه این‌ها مسائلی هستند که به هنگام خرید یک باترفلای ویلو باید به آن‌ها توجه کرد.
درضمن باید دقت کنید که استفاده از دیسک‌های استنلس استیل برای شیرهای پروانه ای فلنج دار گزینه مناسبی نیست؛ زیرا بخشی از بدنه شیر که با سیال در تماس است پس از مدتی خورده می‌شود.
