شیر پروانه ای یک شیر دوار چرخشی است که برای توقف، تنظیم و راه اندازی جریان استفاده می شود. شیر پروانه ای یک نوع از شیر ها است، که به سرعت باز و بسته می شوند. چرخش ۹۰ درجه از دسته می تواند به طور کامل دریچه را بسته و یا باز کند. به طور معمول، آنها در سیستم هایی استفاده می شوند که بسته شدن مثبت لازم نیست. 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 باید در موقعیت باز نصب شود.
به عبارت دیگر شیرهای پروانه ای از خانواده شیر هایی ربع گرد هستند و بسیار شبیه شیرهای توپی هستند. “پروانه” دیسک متصل به میله است. 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.
شیرهای پروانه ای برای کاربردهای قطع و وصل یا تدریجی 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. این شیرها را می توان توسط دسته ها، گیربکس ها یا اکچویتور های اتوماتیک کار کرد.
شیر پروانه ای معمولی بدن دایره ای، دیسک دور، شفت و سیت های فلزی یا نرم است. شما می توانید قطعات را در تصویر زیر ببینید.
شیر پروانه ای را می توان به روش های مختلف به سیستم لوله کشی متصل کرد. متداول ترین روش ها نوع ویفر یا نوع لگ است. با این حال، آنها همچنین می توانند از یک فلنج یا اتصال سه گیره استفاده کنند.
شیر پروانه ای به سبک ویفر مقرون به صرفه ترین نسخه است و بین دو فلنج لوله قرار می گیرد. این شیر ممکن است خارج از بدنه شیر دارای سوراخ های فلنجی باشد یا نباشد، همانطور که در شکل بالا مشاهده می شود. فلنج های لوله از طریق پیچ و مهره های بلندی متصل می شوند که از کل بدنه شیر عبور می کنند، همانطور که در شکل زیر مشاهده شده است. آب بندی بین فلنج شیر و لوله از طریق واشر، حلقه های O، و صورت شیر تخت در هر دو طرف شیر انجام می شود. این نوع اتصال برای آب بندی در برابر فشارهای دیفرانسیل دو جهته و جلوگیری از برگشت جریان در سیستم های طراحی شده برای جریان جهانی طراحی شده است.
شیر پروانه ای به سبک لاگ دارای درزهای رزوه ای (لگن) خارج از بدنه شیر است. دو مجموعه پیچ و مهره فلنج لوله را به هر طرف درزهای پیچ و مهره بدون مهره متصل می کند. این طراحی امکان قطع اتصال یک طرف را بدون تأثیر دیگر بر سرویس بن بست فراهم می کند. شیرهای پروانه ای به سبک لاگ که در سرویس های بن بست استفاده می شوند معمولاً دارای فشار کمتری هستند. شیر پروانه ای به سبک لاگ، برخلاف نوع ویفر، وزن لوله کشی را از بدنه شیر حمل می کنند.
در این نوع، بدن فلنج است که مطابقت با بعد فلنج لوله.
این نوع شیر برای فشار بالا استفاده می شود و به طور مستقیم به لوله جوش داده می شود.
شیر های پروانه ساختاری نسبتاً ساده دارند. اجزای اصلی شیر پروانه ای بدنه، مهر و موم، دیسک و ساقه هستند (شکل زیر). یک شیر پروانه ای معمولی دارای دیسک در مرکز لوله متصل شده و یک ساقه است 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. به عنوان مثال اگر دیسک 1/3 دور (30 درجه) باز شود، سرعت جریان 33.3٪ حداکثر خواهد بود.
Equal: اگر شیر پروانه ای دارای یک درصد مشخصه برابر باشد، این بدان معناست که افزایش مساوی حرکت شیر، درصد تغییرات برابر در جریان را ایجاد می کند. به عنوان مثال، اگر حرکت از 30 به 40 درجه باز شدن سرعت جریان را از 100 به 170 متر مکعب در ساعت افزایش دهید (70٪)، در این صورت حرکت از 40 به 50 درجه سرعت جریان را از 170 به 289 متر مکعب در ساعت افزایش می دهد ( 70٪) این منجر به یک رابطه لگاریتمی بین حرکت دیسک و سرعت جریان می شود. پیشرفت در طراحی شیر پروانه ای باعث شده است که درصد مشخصه برابر برای زاویه بازشو از 20 تا 90 درجه امکان پذیر باشد.
شیرهای پروانه ای می توانند طرح های متنوعی داشته باشند که هر کدام از آنها کاربردهای خاص و دامنه فشار را دارند. شیرهای پروانه ای را می توان بر اساس طراحی بسته شدن دیسک، طراحی اتصال و روش تحریک آنها دسته بندی کرد.
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. اولین تصویر از نوع سیت کاملا پوشیده شده است. دومی یک سیت نرم با دیسک فلزی و سومی فلز تو فلز می باشد.
دیسک شیر پروانه ای می تواند با بدنه ولو متحمد المرکز باشد و یا خارج از مرکز. در اینجا سه ترتیب مختلف دیسک با توجه به مرکز بدن شیر نشان داده شده است.
طراحی بدون انحراف برای سرویس های کم فشار و دما استفاده می شود. در این طرح محور دیسک و شفت با بدن شیر هم مرکز هستند. در موقعیت باز، دیسک جریان را به دو نیمه برابر تقسیم می کند، با دیسک در وسط و موازی با جریان.
این نوع ولو دارای سیت مقاوم هستند. در اینجا اصطکاک بین دیسک و سیت در طول چرخه عملیاتی کامل است که یکی از معایب شیرپروانه ای بدون انحراف محسوب می شود.
در Double Offset، دیسک از خط مرکزی شیر و همچنین از مرکز مرکزشیر پایین تر قرار دارد. شما می توانید این را در تصویر ببینید که در آن یک و دو نوشته شده است. 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 بستن است و تقریبا اصطحکاک در ۱۰ درجه باز و ۱۰ درجه بسته شدن وجود دارد.
شیر پروانه ای Triple Offset طراحی شده توسط سطح سیت است. سیت به یک پروفیل مخروطی افستی تبدیل می شود که در نتیجه یک مخروط راست زاویه ای ایجاد می شود. شما می توانید این را در تصویر سوم با بزرگنمایی از زاویه سیت ببینید.
این نوع شیر حرکت بدون اصطکاک را تأمین می کند. تماس فقط در نقطه نهایی بسته شدن با زاویه 90 درجه به عنوان یک توقف مکانیکی انجام می شود. شیر های با سیت فلز تو فلز از طراحی Triple Offset استفاده می کند.
شیر پروانه ای بسته به موقعیت ساقه در رابطه با دیسک و زاویه سطح نشیمن که دیسک بسته می شود، می توانند متحدالمرکز یا خارج از مرکز باشند.
ابتدایی ترین نوع طراحی شیر پروانه ای، شیر پروانه ای مرکز یا متحدالمرکز است. این بدان معناست که ساقه از خط میانی دیسک که در مرکز سوراخ لوله است عبور می کند و نشیمنگاه آن قطر داخلی بدنه شیر است (شکل زیردر سمت چپ). به این طرح شیر صفر افست نشیمنگاه انعطاف پذیر نیز گفته می شود زیرا به انعطاف پذیری لاستیک نشیمن بستگی دارد تا در هنگام بسته شدن جریان به طور موثر آب بندی شود. در این نوع شیرها ، دیسک ابتدا در حین چرخش ۹۰ درجه با سیت در حدود ۸۵ درجه تماس می گیرد. از شیرهای پروانه متحدالمرکز معمولاً برای دامنه فشار کم استفاده می شود.
شیر پروانه ای خارج از مرکز (eccentric ) به این معنی است که ساقه از خط میانی دیسک عبور نمی کند، بلکه در عوض از پشت آن قرار دارد (مخالف جهت جریان) همانطور که در شکل زیردر سمت راست دیده می شود. وقتی ساقه درست در پشت خط میانی دیسک قرار دارد، به شیر سینگل اف ست گفته می شود. این طرح برای کاهش تماس دیسک با مهر و موم قبل از بسته شدن کامل شیر با هدف بهبود عمر مفید شیر ساخته شده است. امروزه شیرهای سینگل افست جای خود را به شیرهای پروانه ای دبل افست و تری افست داده اند.
در یک شیر پروانه ای دوبل افست یا شیر پروانه ای دوبل خارج از مرکز، ساقه در پشت دیسک با یک جبران اضافی به یک طرف قرار دارد (شکل بالا). این شیر پروانه ای دبل خارج از مرکز بودن ساقه، دیسک چرخان را قادر می سازد تا فقط حدود یک تا سه درجه روی سیت بمالد.
یک شیر پروانه ای افست سه گانه (TOV یا TOBV) غالباً در کاربردهای مهم مورد استفاده قرار می گیرد و مشابه شیر پروانه ای دو افست طراحی می شود. تریبل محور تماس با دیسک است. سطح نشیمن به شکل مخروطی در می آید که با همان شکل در برجستگی دیسک همراه است، در نتیجه حداقل تماس قبل از بسته شدن کامل شیر ایجاد می شود. شیر پروانه ای سه افست کارآمدتر است و امکان سایش کمتری را فراهم می کند. شیرهای افست سه گانه اغلب از سیت های فلزی ساخته می شوند تا یک قطع با نشتی حباب دار ایجاد کنند. سیت های فلزی اجازه می دهد تا شیر پروانه ای در دامنه های دمایی بالاتر استفاده شوند. طرح های شیر پروانه ای با کارایی بالا از فشار موجود در خط لوله برای افزایش تداخل بین سیت و لبه دیسک استفاده می کنند. این شیرهای پروانه دارای درجه فشار بالاتری هستند و مستعد ساییدگی کمتر هستند.
شیرهای پروانه ای را می توان به صورت دستی و یا گیربکس و یا به صورت خودکار توسط اکچویتور های برقی، پنوماتیک یا هیدرولیکی کار کرد. این دستگاه ها امکان چرخش دقیق دیسک به موقعیت های مختلف از کاملاً باز تا کاملاً بسته را فراهم می کنند. درک مختصر از انواع مختلف روش های تحریک را در این قسمت شرح داده ایم.
شیرهای دستی پروانه ای، ارزان قیمت هستند و کار با آنها بسیار آسان است. دو روش معمول در قسمت زیر آمده است :
اهرم دستی: برای شیر پروانه ای کوچک معمول است و 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 در هزینه کاهش سرعت باز/بسته شدن استفاده می کنند. سوپاپ های دنده ای نیز خود قفل هستند (نمی توان آنها را عقب زد) و می توانند به نشانگرهای موقعیت مجهز شوند.
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 اکچویتور باز بمانند) در صورت خرابی بسته (در صورت خرابی اکچویتور بسته بمانند) و اغلب در صورت خرابی با یک روش تحریک دستی همراه هستند.
برقی : برای چرخاندن پایه سوپاپ از یک موتور الکتریکی استفاده کنید (شکل بالا).
پنوماتیک : برای حرکت دادن پیستون یا دیافراگم برای باز یا بسته شدن شیر به هوای فشرده نیاز دارد.
هیدرولیک : برای حرکت دادن پیستون یا دیافراگم برای باز یا بسته شدن شیر به فشار هیدرولیکی نیاز دارد.
شیر پروانه ای در صنایع مختلف و کاربردهایی مانند دارویی، شیمیایی و روغن، غذا، تأمین آب، تصفیه فاضلاب، حفاظت از آتش، تأمین گاز، استفاده از سوخت بسیار گسترده است. این شیرها در اندازه های بسیار بزرگ موجود هستند و برای کار با دوغاب و مایعات با مقادیر نسبتاً زیاد مواد جامد در فشار کم مناسب هستند.
به طور معمول، یک شیر پروانه ای با مشخصات مشابه ارزان تر، نصب آن آسان تر و از جای کمتری برای نصب برخوردار است. با این حال، به دلیل وجود دیسک در شیر پروانه ای، نمی توان آنها را برای اهداف تمیز کردن قلاب استفاده کرد. شیر های توپی برای کاربردهای با فشار بالا و قطر کوچک سودمند هستند زیرا برای فشارهای دیفرانسیل بالاتر مناسب ترند و باعث افت فشار بسیار کم روی سیستم می شوند. شیر پروانه ای دارای طراحی نسبتاً پیچیده ای است، بدین معنی که قطعات متحرک کمتری دارد و جیب/تله های کمتری برای محیط در نتیجه ترمیم آسان تر و هزینه تعمیر و نگهداری کمتری دارد. برای قطرهای کوچک لوله، گشتاور و استفاده مواد از شیرهای توپی نسبتاً کم است. به طور معمول، گشتاور و مزایای استفاده از شیرهای پروانه ای از حدود 50 میلی متر DN به بالا شروع به جذب می کنند.
جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید با مشاورین متخصص ای شاپ صنعت تماس گرفته و برای خرید بهتر از مشاوره های تخصصی بهره مند شوید.
فاکتورهایی از قبیل دقت، هزینه، محدودیت های قانونی، دامنه سرعت جریان، افت هد، نیازهای عملیاتی، نگهداری و طول عمر در هنگام خرید یک فلومتر بسیار مهم هستند. همچنین موارد دیگر مانند اندازه گیری نوع مایع یا گاز، دما و ویسکوزیته سیال، پیوسته یا متناوب بودن جریان سیال، چگونگی حداقل و حداکثر شدت جریان، حداکثر فشار در محل موردنظر، سازگاری سیال با مواد استفاده شده در ساخت فلومتر نیز می توانند در خرید فلومتر به شما کمک کنند.
شیر پروانه ای یک شیر چرخشی چرخشی یک چهارم است که برای توقف، تنظیم و شروع جریان استفاده می شود. دریچه های پروانه به راحتی و سریع باز می شوند. چرخش دسته ۹۰ درجه باعث بسته شدن یا باز شدن کامل شیر می شود.
این شیرها بسیار شبیه به شیرهای توپی هستند. “پروانه” دیسک متصل به میله است. وقتی میله چرخش دیسک را با یک چهارم چرخش به یک موقعیت عمود بر جهت جریان می بندد، بسته می شود.
شیرهای پروانه ای فقط در سیستم های فشار کم و دمای پایین کاربرد دارند. می توان از آنها برای جدا کردن و تنظیم جریان مواد با استفاده از عملکرد چرخشی سه ماهه مشخص آنها استفاده کرد.
ای شاپ صنعت با چندین سال سابقه در زمینه تامین تجهیزات ابزار دقیق، طراحی و مشاوره پروژه های نفت و گاز و پتروشیمی و سایر صنایع کشور آماده ارائه خدمات می باشد. برای خرید محصولات می توانید به فروشگاه اینترنتی مراجعه کنید.
آدرس: تهران، خیابان مطهری، خیابان علی اکبری، خیابان صحاف زاده، پلاک۵۸، واحد۴
ای شاپ صنعت با چندین سال سابقه در زمینه تامین تجهیزات ابزار دقیق، طراحی و مشاوره پروژه های نفت و گاز و پتروشیمی و سایر صنایع کشور آماده ارائه خدمات می باشد.
برای خرید محصولات می توانید به فروشگاه اینترنتی مراجعه کنید.
