شیرهای پروانه ای از خانواده شیرهای حرکت چرخشی یک چهارم چرخشی هستند و عمدتاً برای توقف، تنظیم یا شروع جریان استفاده می شوند. اصطلاح “پروانه” در شیر پروانه ای در واقع دیسکی است که به یک میله متصل است. هنگامی که این میله دیسک را ۹۰ درجه می چرخاند، شیر پروانه ای باز یا بسته می شود. شیرهای پروانه ای به دلیل سبک وزن، عملکرد سریع و هزینه کم در صنعت محبوب هستند. این شیرها از دستگیره ها، چرخ دنده ها یا محرک های خودکار برای کار بر اساس نیاز استفاده می کنند.
شیرهای پروانه ای سایز کوچکتر معمولاً عملکرد دستی دارند در حالی که دستگاه های بزرگتر معمولاً موتوری هستند. با ظرفیت جریان بالا، شیرهای پروانه ای امکان استفاده از واحدهای کوچکتر را فراهم می کنند که وزن، هزینه و فضای مورد نیاز را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. شیرهای پروانه ای تنها با دو قسمت خیس شده و طیف وسیعی از آسترهای شیر، بدنه را از محیط های جاری جدا می کنند که نیاز به مواد عجیب و غریب گران قیمت را از بین می برد.
دیسک صاف و بدون شکاف، گشتاور کمتری تولید می کند، در حالی که طراحی شیر های پروانه ای نصب، نگهداری و سرویس آنها را آسان می کند.
استفاده از شیرهای پروانه ای گسترده و گسترده است. برخی از کاربردهای معمولی شیرهای پروانه ای در تامین آب، تصفیه فاضلاب، خدمات دوغاب، حفاظت در برابر آتش، تامین هوا و گاز، خدمات خلاء، سیستم روانکاری، صنایع شیمیایی و نفت، سیستم های جابجایی سوخت، تولید برق، خدمات هوای فشرده و گاز، خدمات بخار، فرآوری مواد غذایی، داروسازی، سیستم های دریایی و کاربرد شیرهای بهداشتی. اساساً شیرهای پروانه ای برای استفاده در آن مناسب هستند
چهار جزء اصلی در شیر پروانه ای وجود دارد: بدنه، دیسک، ساقه و نشیمنگاه.
بدنه سوپاپ: بدنه شیرهای پروانه ای با دو فلنج لوله مطابقت دارد، رایج ترین طراحی بدنه از نوع لاگ و ویفر است (شکل ۲).
دیسک شیر پروانه ای: دیسک (دیسک) عنصری است که جریان را متوقف می کند. برای بهبود جریان، آب بندی و گشتاور عملیاتی، تغییراتی در طراحی و جهت گیری دیسک وجود دارد.
ساقه سوپاپ: ساقه شیر پروانه ای از طرح شفت یک تکه یا دو تکه تشکیل شده است. طراحی ساقه باید از پتانسیل ضربه زدن بین مواد مشابه مقاوم در برابر خوردگی جلوگیری کند.
سیت شیر پروانه ای: برای خاموش کردن، نشیمن شیر پروانه ای از تداخل بین لبه دیسک و نشیمنگاه استفاده می کند. سیت ممکن است به بدنه چسبیده، فشرده یا قفل شده باشد.
نشیمن شیر پروانه ای محوطه ای است که بر اساس سازندگان طرح های مختلفی دارد. یک سیت تک تکه انعطاف پذیر PTFE یک انتخاب محبوب است. اهمیت سیت تک تکه این است که هیچ حلقه O یا فنر فلزی برای محدود کردن دما یا شرایط خورنده ای که سیت PTFE می تواند در معرض آن قرار گیرد وجود ندارد. با اعمال فشار خط، سطح مقطع کامل سیت تحت فشار قرار می گیرد و باعث می شود سیت تحت فشار انحرافات طبیعی دیسک را دنبال کند.
مزایای سیت های فلزی در شیرهای پروانه ای
نشیمنگاه های فلزی در شیرهای پروانه ای دارای مزایای مختلفی هستند و باید موارد زیر را در خود داشته باشند:
وظایف اصلی شیر پروانه ای عبارتند از
تنظیم جریان: جریان را می توان به سادگی با چرخاندن چرخ سوپاپ کنترل یا تنظیم کرد. با استفاده از کنترل کننده جریان می توان فرآیند را خودکار کرد.
جلوگیری از جریان برگشتی: شیرهای پروانه ای را می توان برای جلوگیری از جریان برگشتی در برخی شرایط استفاده کرد.
بسته به طراحی بسته شدن دیسک، طراحی اتصال و روش فعال سازی، شیرهای پروانه ای را می توان به چند نوع دسته بندی کرد.
شیر پروانه ای متحدالمرکز اساسی ترین نوع طراحی شیر پروانه ای است. در این طرح، میل سوپاپ از خط مرکزی دیسک عبور می کند. این شیر با افست صفر نیز شناخته می شود. شیر های پروانه ای متحدالمرکز برای سرویس های کم فشار استفاده می شود.
شیر پروانه ای غیرعادی
در یک شیر پروانه ای غیرعادی، ساقه از خط مرکزی دیسک عبور نمی کند. سه نوع شیر افست وجود دارد.
شیر تک افست شیر پروانه ای است که ساقه آن درست پشت خط مرکزی دیسک قرار دارد.
در طراحی شیر پروانه ای دو افست، ساقه در پشت دیسک با یک افست اضافی به یک طرف قرار دارد.
برای کاربردهای بسیار حیاتی، از شیر پروانه ای افست سه گانه استفاده می شود. آفست سوم بین محور تماس دیسک و سیت است. این طراحی منجر به حداقل تماس با سیت در نتیجه سایش بسیار کمتر و کارایی بالا می شود.
طرح‌های شیر پروانه‌ای (شکل ۲) دارای رزوه‌هایی در خارج از بدنه شیر هستند. با استفاده از دو مجموعه ناودانی، شیر با فلنج های لوله کشی متصل می شود. یک انتهای خط را می توان بدون تأثیر بر طرف دیگر جدا کرد زیرا هر فلنج پیچ های خاص خود را دارد.
یک شیر پروانه ای از نوع ویفری بین دو فلنج لوله قرار گرفته و پیچ های فلنج بدنه شیر را احاطه کرده اند. این شیر پروانه ای اقتصادی ترین است. پیچ های بلند برای پوشش فلنج ها و بدنه شیر استفاده می شود. یک شیر پروانه ای ویفر آب بندی را در برابر اختلاف فشار دو جهته در جریان سیال فراهم می کند. نسخه ویفری شیرهای پروانه ای برای محافظت در برابر آب بندی محکم و اختلاف فشار دو طرفه طراحی شده است.
تفاوت های مشخصی بین شیرهای پروانه ای نوع ویفر و لاگ وجود دارد. پاراگراف های زیر همین را توضیح می دهند. شیرهای پروانه‌ای به سبک لاگ از شیارهای رزوه‌دار برای نصب شیر بر روی فلنج‌های لوله‌کشی با استفاده از اتصالات پیچ‌دار استفاده می‌کنند. از سوی دیگر، شیرهای پروانه‌ای به سبک ویفری دارای بند اتصال نیستند. معمولاً دارای چهار سوراخ برای تراز با لوله های متصل هستند. شیر بین دو فلنج لوله کشی شده است. پروانه به سبک لاگ برای سرویس پایان خط مناسب است اما شیرهای پروانه ای ویفری را نمی توان برای سرویس های پایانی استفاده کرد. در صورت نیاز به تعمیر و نگهداری در خط دارای شیر پروانه ای سبک آب، کل خط باید خاموش شود. شیرهای پروانه ای ویفری در مقایسه با شیرهای پروانه ای سبک تر و ارزان تر هستند.
اندازه شیر های پروانه ای که برای اهداف کنترلی استفاده می شوند توسط قطر اسمی لوله تعیین نمی شود. اندازه بر اساس ویژگی های عملیاتی برای دستیابی به ویژگی های کنترل صحیح تعیین می شود. برای تعیین اندازه، مشخصات زاویه باز شدن باید در نظر گرفته شود. به طور معمول، برخی از شیرهای پروانه ای با مشخصات تقریباً برابری بیش از دهانه ۶۰۰ طراحی می شوند. حداکثر ظرفیت کار بر اساس درجه بندی بدنه یا قابلیت خاموش کردن سیت که کمتر باشد، تعیین می شود.
شیر های پروانه ای در مقایسه با انواع دیگر شیرها مزایای بسیاری را ارائه می دهند.
طراحی فشرده؛ فضای کمی مورد نیاز
سبک وزن؛ 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 عملیات.
در سایزهای بسیار بزرگ موجود است
بهره وری انرژی بهبود یافته است
افت فشار کم و بازیابی فشار بالا
طول عمر سوپاپ
ساخت نسبتاً ارزان است.
تعداد قطعات کمتر؛ از این رو، تعمیر و نگهداری کاهش می یابد.
شیرهای پروانه ای برای اهداف کنترلی با مشخصات جریان خطی بین ۳۰۰ تا ۷۰۰ باز شدن مناسب هستند.
شیر پروانه ای محدوده بسیار خوبی از ۳۰:۱ تا ۱۰۰:۱ ارائه می دهد.
با این حال، معایب کمی از شیر پروانه ای وجود دارد که در زیر ذکر شده است
خدمات شیر گاز محدود به فشار دیفرانسیل پایین است
حرکت دیسک تحت تاثیر تلاطم جریان است.
دیسک شیر همیشه تحت فشار است و می تواند جریان را حتی در حالت باز قطع کند.
احتمال کاویتاسیون و جریان خفگی نگران کننده است
عملکرد آب بندی ضعیف
برای فشار دیفرانسیل بالا مناسب نیست.
شیر پروانه ای در مقابل شیر دروازه ای
تفاوت های اصلی بین شیر پروانه ای و شیر دروازه ای در جدول زیر آورده شده است
تفاوت های اصلی بین شیر پروانه ای و شیر توپی در زیر به صورت جدولی ارائه شده است.
از نمادهای زیر به عنوان نماد شیر پروانه ای در ایزومتریک و P&ID استفاده می شود.
شیرهای پروانه ای صنعتی بر اساس استانداردهای شیر پروانه ای زیر طراحی می شوند
API 609
MSS SP-67
BS EN 593
ISO 5752
MSS SP-68
AWWA C504
مواد شیر پروانه ای
مواد زیر معمولا برای اجزای شیر پروانه ای استفاده می شود
داده هایی که برای تولید کننده شیر پروانه ای ارائه می شود
هنگام سفارش باید داده های زیر در اختیار سازنده شیر پروانه ای قرار گیرد
شیر پروانه ای بر اساس اصل قطع سریع کار می کند. دیسک دایره ای (پروانه) شیر در مرکز لوله قرار می گیرد که به یک میله اجازه می دهد از آن به یک محرک در سمت بیرونی شیر عبور کند. با استفاده از چرخ دستی، دیسک فلزی چرخانده می شود تا دیسک موازی یا عمود بر جریان بماند و جریان را اجازه یا بسته می کند. بنابراین، اصل عملکرد شیرهای پروانه ای نسبتاً ساده است. انیمیشن زیر توسط گروه GEMU به وضوح عملکرد شیر پروانه ای را نشان می دهد.
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.