شیرآلات پروانه ای (Butterfly Valve) برای کنترل جریان استفاده می‌شود. شیر پروانه ای یا باترفلای ولو دارای یک دیسک چرخشی است که با استفاده از آن می‌تواند جریان سیال را کنترل کند. دیسک همیشه در مسیر جریان قرار دارد اما چون نسبتاً نازک است مقاومت کمی در برابر جریان دارد.
تکنولوژی شیر پروانه ای به دلیل محبوبیتی که در صنعت دارد طی نیم قرن گذشته به طور چشمگیری تکامل یافته است. این محبوبیت می‌تواند تا حدی به دلیل عملکرد ربع چرخشی این شیر، عدم نشتی آن و ساخت آن از متریال‌های مختلف باشد.
در ابتدا از شیرهای پروانه ای برای کاربری‌های آب استفاده می‌شد، اما طرح‌های جدید این شیر و متریال‌های اجزای آن باعث شد تا بتوان آن را در صنایع مایع که هر روزه در حال رشد است، استفاده کرد. در حال حاضر می‌توان شیر پروانه ای را در هر کارخانه شیمیایی که از مایعات مختلف استفاده می‌کند، یافت. شیر پروانه‌ای از سایز ۱ اینچ الی ۲۰۰ اینچ موجود بوده و معمولاً کلاس فشار آن بین ۱۵۰psi الی ۷۴۰psi می‌باشد. درجه حرارت عمومی برای شیری با نشیمنگاه ارتجاعی بین ۲۵ درجه فارنهایت الی ۳۰۰ درجه فارنهایت و برای شیرهای با کارایی بالا بین ۴۰۰ درجه الی ۴۵۰ درجه فارنهایت می‌باشد.
می‌توان از این شیر برای قطع و وصل جریان و یا تنظیم آن استفاده کرد. اکچویتور این شیر می‌تواند دستی (هندویل، آچاری، دنده‌ای) و یا خودکار (از طریق نیروی بیرونی) باشد. اکچویتور خودکار شامل اکچویتور الکتریک، پنوماتیک و هیدرولیک می‌باشد.
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.این شیر نسبت به دیگر انواع شیرآلات صنعتی مزایای زیادی دارد، از جمله ساختاری ساده دارد، مقرون به صرفه است، قطعات کمتری دارد که این باعث می‌شود تعمیر و نگهداری آن آسان‌تر باشد. بدنه ویفری این شیر و وزن نسبتاً سبک آن باعث صرفه‌جویی در هزینه اولیه و هزینه نصب آن شده است.
اجزای اصلی شیرآلات پروانه ای
این شیر دارای چهار جزء اصلی می‌باشد: بدنه، دیسک، اِستم، نشیمنگاه (seat).
بدنه: بدنه این شیر بین دو فلنج لوله قرار می‌گیرد. متداول‌ترین طرح‌های بدنه شامل بدنه لاگ و ویفری می‌باشد.
شیر پروانه ای لاگ دارای حفره‌هایی است که به صورت برجسته از بدنه بیرون زده و با فلنج‌های لوله تطابق دارند که از طریق این حفره‌ها به فلنج لوله پیچ و مهره می‌شوند. بدنه ویفری دارای لاگ‌های برجسته نیست.
شیر پروانه ای ویفری به صورت ساندویچی بین دو فلنج لوله قرار گرفته و به آن‌ها پیچ و مهره می‌شود. هر کدام از این طرح‌های بدنه مزایایی دارند.
• شیر پروانه ای ویفری ارزان‌تر از شیر لاگ است.
• در بدنه ویفری وزن سیستم لوله‌کشی مستقیماً به بدنه شیر منتقل نمی‌شود.
• می‌توان شیر لاگ را در کاربری با انتهای بسته (dead-end) استفاده کرد، همچنین اجازه می‌دهد تا لوله‌کشی پایین دست برداشته شود.
دیسک: عامل بستن جریان در شیر پروانه‌ای ، دیسک است. انواع طرح‌های دیسک در طی زمان بسته به نوع چرخش دیسک و استم تکامل یافته‌اند که هدف آن‌ها بهبود جریان، سیلینگ و گشتاور عملیاتی است.
دیسک در شیر پروانه ای معادل پلاگ در شیرآلات سماوری ، کشویی در شیر کشویی و توپی در شیر توپی است. با حرکت ربع چرخشی یا ۹۰ درجه دیسک شیر باز یا بسته می‌شود.
اِستم: اِستم این شیر می‌تواند یک شفت یک تکه یا دو تکه باشد. اِستم در اکثر شیرهای با نشیمنگاه ارتجاعی در برابر سیال محافظت می‌شود، بنابراین با توجه به هزینه‌ها و ویژگی‌های مکانیکی می‌توان متریالی کارآمد را انتخاب کرد. در طراحی‌های با کارایی بالا، اِستم با سیال در تماس بوده و باید با آن سازگار باشد. همچنین اِستم باید قدرت لازم برای حرکت دادن دیسک را فراهم کند.
نشیمنگاه: در نشیمنگاه ارتجاعی برای اینکه بسته شدن شیر به خوبی صورت بگیرد، باید فیت شدن لبه دیسک و نشیمنگاه به درستی انجام شود. متریال نشیمنگاه می‌تواند از الاستومرها و پلیمرهای مختلفی ساخته شود. ممکن است نشیمنگاه به بدنه چسبیده و یا پِرس شده باشد.
در شیرهای پروانه‌ای با کارایی بالا بسته شدن شیر توسط نشیمنگاه تداخلی و یا نشیمنگاه انرژی گرفته از خط انجام می‌شود. در نشیمنگاه انرژی گرفته از خط، از فشار خط لوله برای افزایش تداخل بین نشیمنگاه و لبه دیسک استفاده می‌شود. متداول‌ترین متریال نشیمنگاه PTFE یا RTFE می‌باشد زیرا محدوده سازگاری آن و محدوده دمایی آن گسترده است. در این نوع شیرآلات از نشیمنگاه فلزی نیز استفاده می‌شود. نشیمنگاه‌های فلزی اجازه می‌دهند که بتوان شیر پروانه‌ای را در دماهای بالا تا ۱۰۰۰ درجه فارنهایت استفاده کرد.
در طرح‌های ضد حریق این شیر، نشیمنگاه پلیمری در هنگام آتش‌سوزی بسته می‌شود، همچنین امکان بستن نشیمنگاه فلزی پشتیبان در هنگام آتش‌سوزی و بعد از آن وجود دارد.
شیر پروانه‌ای آستردار برای ایزوله کردن بدنه شیر و ناحیه اِستم در برابر اثر خورندگی و فرسایشی سیالات به الاستومرها (لاستیک) و پلیمرها (PTFE) نیاز دارد. زمانیکه بدنه و اِستم در برابر سیال ایزوله شود، به آن شیر پروانه ای خیس نشده (non-wetted) می‌گویند. با ایزوله کردن بدنه و اِستم توسط لاستیک یا PTFE دیگر نیازی نیست که بدنه شیر را از متریال‌های گران قیمت مانند استنلس استیل، Alloy 20 و C-276 که در برابر خوردگی مقاوم هستند، ساخت.
زمانیکه بدنه و اِستم در معرض سیال داخل خط قرار می‌گیرند (مانند شیر کشویی، شیر کروی و شیر سماوری روان کننده)، شیر حتماً دارای قطعات خیس خواهد بود.
ویژگی های شیر پروانه ای
در زیر برخی از ویژگی‌های عمومی شیرهای کنترل آورده شده است که برای شیر پروانه ای در کاربری‌های تعدیل کننده هم استفاده می‌شود. ممکن است شیر دارای یک ویژگی ذاتی باشد که باعث می‌شود نصب آن در سیستم‌های مختلف متفاوت باشد.
ویژگی خطی: دبی جریان کاملاً متناسب با حرکت دیسک است. برای مثال اگر شیر ۵۰ درصد باز باشد، دبی جریان هم ۵۰ درصد حداکثر جریان خواهد بود.
ویژگی درصد برابر: یعنی به هر میزان درصد شیر باز شود دبی جریان هم برابر با همان درصد افزایش می‌یابد، زیرا با دبی که در حرکت قبلی شیر ایجاد شده مرتبط است.
برای مثال اگر شیر ۲۰ درصد باز باشد و آن را به ۳۰ درصد افزایش دهیم، یک تغییر ۷۰ درصدی در دبی جریان ایجاد خواهد کرد. همچنین تغییر وضعیت شیر از ۳۰ درصد به ۴۰ درصد باعث تغییر ۷۰ درصدی دبی جریان می‌شود. اگر دبی جریان در ۲۰ درصد، ۱۰۰gpm باشد، آنگاه در ۳۰ درصد ۱۷۰gpm و در ۴۰ درصد به میزان ۷۰ درصد بیشتر خواهد بود که ۲۸۹gpm می‌شود.
ویژگی باز شدن سریع: زمانیکه موقعیت شیر نزدیک به بسته شدن است به دلیل تغییرات افزایشی، دبی جریان در شیر نیز به سرعت افزایش می‌یابد.
طبیعتاً نمی‌توان از شیر پروانه‌ای در تمامی کاربری‌ها استفاده کرد. متغیرها به نوع کاربری، دما و فشار وابسته بوده و مشخص می‌کنند که چه نوع شیری را انتخاب کنید. ابتدا باید شرایط کاربری را مشخص کرد تا بتوان شیری متناسب با آن را نیز انتخاب نمود.
فن‌آوری‌های نوینی که با طراحی ساده شیر پروانه ای ترکیب شده‌اند باعث شده‌اند تا این شیر قابل اطمینان و مقرون به صرفه بوده و راه حلی مناسب برای کنترل جریان در صنایع مختلف باشد.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!