شیر پروانه ای یکی از کارآمدترین شیرآلاتی است که می‌توانید در پروژه خود استفاده کنید. پترو ایلیا در این مقاله نحوه عملکرد شیر پروانه ای را توضیح داده و انواع آن و کاربری‌های مختلف آن را بررسی کند.
این شیر زیر مجموعه شیرهای ربع چرخشی است و از بسیاری جهات با شیر توپی تفاوت دارد. دیسک نازک شیر پروانه ای عمود بر جریان سیال است. چرخش ۹۰ درجه هندویل یا اهرم، دیسک را به موازات سیال حرکت می‌دهد.
باز شدن این شیر سریع است و می‌تواند جریان سیال را کنترل کند و جدا از این قابلیت ایزوله کردن جریان را نیز دارد. دیسک این شیر از فلز با گرید بالا ساخته شده و دارای نشیمنگاهی است که با یک متریال الاستومری نرم و یا با یک نوع فلز دیگر روکش شده است.
طراحی این شیر ساده است و همین مزایایی را دارد، زیرا می‌توان آن را در فضاهای کم نصب کرد، وزنی سبک داشته و مقرون به صرفه است. این شیر برای کاربری‌هایی مناسب است که دارای مایعات یا گازهای با حجم بالا و فشار کم هستند. همچنین برای مدیریت سیالاتی که دارای ذرات جامد کوچک هستند نیز مناسب است.
پیش از اینکه به مکانیزم کارکرد شیر پروانه ای بپردازیم باید با قسمت‌های مختلف آن آشنا شوید. چهار قسمت هستند که مستقیماً بر روی نحوه عملکرد شیر تاثیر می‌گذارند: بدنه، نشیمنگاه، دیسک و اِستم.
بدنه در واقع قطعات داخلی شیر را پوشش داده و محافظت می‌کند. نشیمنگاه لبه داخلی دیواره شیر را پوشش می‌دهد. این قسمت می‌تواند از فلز یا متریال‌های الاستومری ساخته شده باشد. نشیمنگاه و دیسک دو عامل اولیه سیلینگ هستند. زمانیکه شیر در حالت بسته قرار دارد، دیسک بر روی نشیمنگاه می‌نشیند.
دیسک این شیر نازک بوده و با شکل ویفری در وسط شیر قرار می‌گیرد. اگر از این محصول برای ایزوله کردن جریان استفاده شود، دیسک همراه با نشیمنگاه، جریان سیال را آب‌بندی می‌کنند. برای کنترل جریان، دیسک به صورت جزئی باز یا بسته می‌شود و اجازه می‌دهد تا مقدار مشخصی از جریان عبور کند. اِستم قطعه‌ای است که دیسک، اهرم یا اکچویتور را به هم متصل می‌کند. نیرو از اکچویتور به اِستم منتقل شده و شیر را باز می‌نماید.
این محصول یکی از شیرآلاتی است که در جداسازی (ایزوله) و تنظیم جریان کارآمد است. این محصول مانند اکثر شیرآلات ربع چرخشی به سرعت باز می‌شود. دیسک به اِستم متصل بوده و یا اِستم در پشت دیسک قرار دارد. اِستم به اهرم متصل بوده و ممکن است در بالای شیر و یا در قسمت کناری آن قرار داشته باشد.
شیر می‌تواند به صورت دستی، الکترونیک و یا پنوماتیک، باز و بسته شود. اگر شیر به صورت الکترونیکی باز شود، سیگنالی از منبع ریموت به گیربکسی که در بالای بدنه شیر واقع شده ارسال شده و اِستم را می‌چرخاند، بنابراین دیسک نیز حرکت می‌کند. اگر باز شدن شیر پنوماتیکی باشد، یک پیستون به کناره بدنه متصل شده است. این پیستون فشار هوای مورد نیاز برای باز کردن شیر را فراهم می‌کند. این نوع اکچویتور سریع‌ترین عملکرد را در بین بسیاری از اکچویتورها دارد.
برای باز کردن شیر، اهرم یک چهارم می‌چرخد. در داخل بدنه شیر، دیسک موقعیت خود را از حالت عمود بر جریان تغییر داده و به موازت جریان قرار می‌گیرد. دیسک از نشیمنگاه فاصله گرفته و به سمت نقطه مرکزی شیر حرکت می‌کند. اگر شیر یک چهارم کامل باز شود، اجازه می‌دهد که سیال با تمام قدرت عبور کند. زمانیکه شیر باز می‌شود، یک اُفت فشار جزئی رخ می‌دهد.
برای بستن شیر باید اهرم را یک ربع چرخش دیگر در جهت مخالف حرکت داد. با این عمل، موقعیت موازی دیسک به موقعیت عمودی تغییر یافته و به نشیمنگاه نزدیک می‌شود و نهایتاً باعث بسته شدن شیر می‌گردد. این وضعیت کاملاً بسته است.
به دنبال کامل‌ترین خدمات هستید؟
ما با به‌روزترین تجهیزات و محصولات در کنار شما هستیم. برای دریافت مشاوره در انتخاب و خرید تجهیزات می‌توانید، همین حالا با ما تماس بگیرید.زمانیکه شیر بسته است می‌توان با تغییر موقعیت جزئی دیسک جریان را تنظیم کرده و اجازه داد تا جریان برقرار شود اما نه به طور کامل. میزان عبور جریان بسته به زاویه‌ای است که دیسک نسبت به مرکز شیر دارد.
حالت ایده‌آل این است که شیر پروانه ای در حالت باز نصب شود. اگر شیر در وضعیت بسته نصب شود، احتمال زیادی وجود دارد که نشیمنگاه نرم بر روی دیسک قرار گرفته و باز شدن شیر را سخت کند.
انواع شیر پروانه ای
کاربری‌های گسترده و محدوده فشارهای مختلف باعث شده تا انواع شیر پروانه ای تولید شوند. در مجموع، می‌توان این شیر را بر اساس تنظیم دیسک و نوع اتصال انتهایی آن دسته‌بندی کرد.
انواع شیر پروانه‌ای بر اساس تنظیم دیسک عبارتند از:
• شیر پروانه ای هم مرکز
در این شیر که گاهی با نام شیر پروانه ای zero offset شناخته می‌شود، اِستم از مرکز دیسک و مرکز لوله عبور می‌کند. این شیر دارای نشیمنگاه ارتجاعی است و سیلینگ آن بسته به کارآمدی نشیمنگاه هنگام بسته شدن است. این شیر برای کاربری‌های با فشار کم استفاده می‌شود.
• شیر پروانه ای غیر هم مرکز
اِستم این محصول از خط مرکزی شیر عبور نمی‌کند، بلکه در پشت دیسک جای می‌گیرد که خلاف جهت جریان است.
در شیر سینگل اُفست اِستم به پشت دیسک چسبیده است. این باعث می‌شود تا دیسک و نشیمنگاه پیش از بسته شدن کامل شیر تماس کمتری داشته باشند. علت این امر عملکرد بهتر و بیشتر شدن طول عمر دیسک است.
در شیر دابل اُفست، اِستم در پشت دیسک قرار گرفته است. یک افست هم در دیگر طرف دیسک وجود دارد. این بیشتر تماس بین دیسک و نشیمنگاه را محدود می‌کند. این شیر برای کاربری‌های با فشار بالا که نیازمند آب‌بندی محکم هستند مناسب می‌باشد.
شیر تریپل اُفست به جز اُفست‌هایی که در شیر دابل افست ذکر شد، دارای یک اُفست بیشتر است که در محور دیسک و نشیمنگاه قرار گرفته است. این باعث می‌شود تا شیری با دیسک و نشیمنگاه نسبتاً کج داشته باشیم. این شیر که با مخفف TOV نیز شناخته می‌شود در کاربری‌های حساس مورد استفاده قرار می‌گیرد. اغلب طراحی نشیمنگاه این شیر فلز به فلز است. شناخت تفاوت‌های این شیرآلات کمک می‌کند تا محصولی متناسب با پروژه خود انتخاب کنید.
شیر پروانه‌ای بر اساس اتصال انتهایی (نحوه اتصال شیر به لوله) به دو نوع ویفری و لاگ دسته‌بندی می‌شود. شیر ویفری (Wafer Style) با استفاده از پیچ و مهره‌هایی که کل بدنه شیر را قفل می‌کنند بین دو فلنج قرار گرفته و نصب می‌شوند.
شیر لاگ (Lug Style) دارای دندانه‌هایی در قسمت بیرونی بدنه است. این شیر با پیچ و مهره به لوله‌ها متصل می‌شود. این نوع شیر معمولاً در کاربری‌های با فشار کم استفاده می‌شود.
کاربردهای شیر پروانه ای
شیر پروانه‌ای اغلب در صنایع دارویی، شیمیایی و غذایی استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از آن در تاسیسات تصفیه فاضلاب، کاربری‌های حفاظت در برابر آتش و مدیریت سوخت نیز استفاده کرد. به طور کلی این شیر می‌تواند حجم زیادی از سیال و مواد نیمه مایع را مدیریت نماید.
می‌توانید جهت مشاوره و اطلاعات بیشتر در زمینه شیرآلات صنعتی با متخصصان پترو ایلیا تماس بگیرید.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!