شیر پروانه ای چیست؟

از اواخر قرن هجدهم از شیر پروانه ای استفاده شده است. جیمز وات در نمونه‌ها‌ی اولیه‌ی موتور بخار خود از شیر پروانه‌ای استفاده کرده بود. شیرهای پروانه‌ای با توجه به پیشرفت‌هایی که در تولید مواد و فناوری صورت گرفته،می‌توانند در سایزهای کوچک‌تر ساخته شده و در دماهای غیرمعمول دوام بیاورند. پس از جنگ جهانی دوم، در قطعات عایق‌بندی از لاستیک‌های مصنوعی استفاده شد که استفاده از شیر های پروانه‌ای را در بسیاری از صنایع دیگر میسر ساخت. در سال ۱۹۶۹، جیمز ای. هِمپفیل،‌ با کاستن گشتاور هیدرودینامیکی که برای تغییر خروجی شیر لازم بود شیرهای پروانه‌ای را ارتقاء داد.

شیر پروانه‌ای نوعی از شیر است که جریان سیال را ایزوله یا تعدیل می‌کند. مکانیسم بسته شدن آن به‌صورت یک دیسک چرخان است.

برای آگاهی از آخرین لیست قیمت و خرید اتواع شیر آلات صنعتی می توانید با شماره تماس 09122805383 در ارتباط باشید.

اصول عملکرد شیر پروانه‌ای

طرز کار این شیر مشابه طرز کار است که امکان بستن فوری شیر را میسر می‌سازد. شیرهای پروانه‌ای ازاین‌جهت موردپسند هستند که قیمت پایینی نسبت به دیگر طراحی‌های شیرها دارند و وزن کمتر آن‌ها نیز موجب می‌شود که به تکیه‌گاه کمتری نیاز داشته باشند. دیسک در مرکز لوله جای دارد. میله‌ای از درون دیسک عبور می‌کند و به یک سیستم محرک در خارج از شیر متصل می‌شود. با چرخش محرک، دیسک نیز یا به‌صورت موازی یا عمود بر جریان می‌چرخد. این دیسک برخلاف شیر توپی همواره در درون جریان است در نتیجه حتی وقتی باز باشد نیز افت فشار ایجاد می‌کند.
شیرپروانه‌ای از خانواده‌ی شیرهایی به نام شیرهای ربع‌گرد است. این شیر در موقع کار وقتی‌که دیسک یک‌چهارم می‌چرخد، یا کاملاً باز یا کاملاً بسته است. منظور از پروانه، ‌همان دیسکی است که روی میله نصب شده است. وقتی شیر بسته است، دیسک طوری می‌چرخد که مجرا را کاملاً مسدود کند. وقتی‌که شیر کاملاً باز است، دیسک یک‌چهارم دور می‌چرخد تا سیال تقریباً بدون محدودیت از مجرا عبور کند. شاید هم شیر به‌صورت پله‌پله باز شود تا جریان به‌صورت فشارشکن برقرار شود.

شیرهای پروانه‌ای انواع مختلفی دارند که هرکدام برای فشارها و کاربردهای مختلف سازگاری پیدا کرده‌اند. بدون آفست،‌ با استفاده از انعطاف‌پذیری لاستیک دارای کمترین نرخ فشار می‌باشد. شیر پروانه‌ای دبل آفست با کارایی بالایی که در تأسیسات کمی فشار قوی استفاده می‌شود، از مرکز خط نشیمن‌گاه دیسک و بدنه‌ی واشر آب‌بندی و مرکز خط حفره خمیدگی دارند. این نوع در موقع عملکرد عمل بادامکی را ایجاد می‌کند که موجب برداشتن نشیمن‌گاه از روی واشر آب‌بندی شده و اصطکاک را نسبت به طراحی آفست به صفر کاهش می‌دهد و موجب کاهش فرسایش می‌شود. شیری که بیشتر به کار تأسیسات فشار قوی می‌آید،‌ شیر پروانه‌ای سه آفست است. در این شیر محور کُنتاکت نشیمن‌گاهِ دیسک، آفست است که کنتاکت لغزشی بین دیسک و نشیمن‌گاه را کاملاً برطرف می‌کند. نشیمن‌گاهِ شیرهای سه آفست فلزی است در نتیجه می‌توان آن را طوری ماشین‌کاری‌ کرد که موقع تماس با دیسک حالت بدون نشتی ایجاد کند.

انواع شیرهای پروانه‌ای – ویفری، لاگ،‌ دَبِل آفست و سه آفست

شیر پروانه‌ای به‌صورت ربع گرد می‌چرخد تا بتواند جریان را متوقف،‌ برقرار یا تنظیم کند. شیرهای پروانه‌ای از نوع فوری بازشو هستند. یک چرخش ۹۰ درجه‌ی دسته می‌تواند شیر را کاملاً باز یا بسته کند. به‌طورمعمول از این شیرها در سامانه‌هایی که نیازی به قطع‌کننده‌ی مطلق نیست استفاده می‌شود. در این مقاله در مورد انواع شیرهای زیر مطالبی فرا می‌گیرید.

• شیر ویفری
• شیر لاگ
• نوع فلنجی
• انواع از سر جوش خورده
• بدون آفست
• دبل آفست
• سه آفست

نوع ویفری

شیر پروانه‌ای ویفری برای نگه‌داری از واشر آب‌بندی در برابر اختلاف فشار دوجهته‌ی است تا مانع از جریان برگشتی در تأسیساتی شود که برای جریان یک جهته طراحی شده‌اند. این کار را با یک واشر آب‌بندی کاملاً جفت‌وجور مانند گَسکِت ، اُرینگ، ماشین‌کاری دقیق، و شیر فِلَت فیس در سمت‌های جریان‌ بالادست و پایین‌دست شیر انجام ‌می‌شود .نصب شیر ویفری ساده است اما نمی‌توان از آن به‌عنوان شیر ایزوله استفاده کرد.

لاگی

شیر پروانه‌ای لاگ در هر دو سمت بدنه‌ی شیر شیارهایی دارد. ازاین‌رو می‌توان این شیرها را در تأسیساتی که دو سری پیچ دارند و بدون مهره‌ هستند نصب کرد. شیر با استفاده از یک سری پیچ برای هر فِلَنج بین دو فِلَنج نصب می‌شود. این نوع نصب به هر دو سمت سیستم لوله‌کشی این امکان را می‌دهد که بدون ایجاد مزاحمت برای سمت دیگر جدا شوند.
شیر پروانه‌ای لاگ در تأسیساتی سر بسته که به‌طورکلی نرخ فشار تقلیل ‌یافته‌ای دارند استفاده می‌شود. برای مثال یک شیر پروانه‌ای لاگ، که بین دو فلنج نصب شده دارای نرخ فشار1000 کیلوپاسکال(150 psi) می‌باشد. همان شیر اگر با یک فلنج در تأسیسات سربسته نصب شده باشد، دارای نرخ فشار 520 کیلو پاسکال(75 psi) است. شیرهای لاگ در مقابل مواد شیمیایی و حلال‌ها بسیار مقاوم هستند و در دماهایی بالاتر از 200 °C دوام می‌آورند که نشان‌دهنده‌ی تطبیق‌پذیری بالای آن است.

نوع فلنجی

در این نوع،‌ بدنه فلنج‌هایی دارد که مطابق با ابعاد فلنج لوله است.

نوع سرجوشی

این نوع در تأسیسات فشار بالا استفاده می‌شود و مستقیماً به لوله جوش داده می‌شوند.

شیر پروانه‌ای بدون آفست

طرح بدون آفست آن برای شیری که در تأسیساتی با دما و فشار پایین استفاده شده‌اند کاربرد دارد. در این طراحی دیسک و محور شفت با بدنه‌ی شیر هم‌مرکز است. در وضعیت باز، جریان با قرار گرفتن دیسک در میانه و به موازات جریان، به دو جریان برابر تقسیم می‌شود.
این نوع شیر نشیمنگاه فنری دارد. وقتی‌که دیسک موجب تغییر شکل نشیمنگاه نرم دیسک می‌شود،‌ آب‌بندی حاصل می‌شود. در طی دوره‌ی کار کردن شیرهای بدون آفست بین دیسک و نشیمنگاه اصطکاک ایجاد می‌شود و این یکی از معایب این شیرها است.

شیر پروانه‌ای دبل آفست

در دبل آفست،‌ دیسک از مرکز شیر خمیده شده و همچنین خط مرکزی بدنه‌ی شیر را شکل می‌دهد. این امر موجب ایجاد عمل بادامکی در موقع کار می‌شود که نشیمنگاه را از روی واشر آب‌بندی بلند می‌کند.
دبل آفست باز و بسته کردن را ملایم می‌سازد، ‌به‌طوری‌که اصطکاک تنها چند درجه‌ی مختصر هنگام باز شدن و چند درجه‌ی مختصر در هنگام بستن رخ می‌دهد که تقریباً ۱۰ درجه در هنگام باز و بسته کردن است.

شیر پروانه‌ای سه آفست

در طراحی سه آفست، ‌آفست سوم با طراحی هندسی سطح نشیمنگاهی ایجاد می‌شود. نشیمنگاه به مقطع مخروطی شکل آفست ماشین‌کاری می‌شود که یک مخروط قائم‌الزاویه ایجاد می‌شود.
این امر، حرکت بدون اصطکاک طی دوره‌ی کاری را تضمین می‌کند. تماس تنها در آخرین نقطه‌ی بسته شدن با زاویه‌ی ۹۰ درجه با توقف مکانیکی برقرار می‌شود، در شیر دارای نشیمنگاه فلزی، از طراحی سه آفست استفاده می‌شود.

استفاده از شیر پروانه‌ای در صنعت

شیر پروانه‌ای در صنایع داروسازی، شیمیایی و غذایی برای جداسازی و ایجاد وقفه در جریان(جامد، مایع،‌گاز) طی فرایند کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیرهایی که در این صنایع استفاده می‌شوند، ‌اغلب طبق استانداردهای جی‌ام پی(اصول ساخت خوب)‌ ساخته می‌شوند. شیرهای پروانه‌ای در بسیاری از صنایع نظیر صنعت نفت جایگزین شیرهای توپی شده‌اند،‌ چراکه هزینه‌ی کمتر‌ و نصب آسان‌تری دارند، اما خطوط لوله‌ای که مجهز به شیرهای پروانه‌ای هستند اغلب نمی‌توان برای تمیزکاری لوله‌ها پیگ‌رانی کرد.
شیرهای پروانه‌ای بزرگ معمولاً مجهز به محرک گیربوکسی هستند، که فلکه‌ی دستی آن از طریق یک گیربوکس به یک محور متصل است. این امر درعین‌حال که موجب کاهش نیرو می‌شود،‌ سرعت کار را نیز کم می‌کند. لازم است که این نوع از شیرها در وضعیت باز نصب شوند. اگر شیر در طی نصب بسته باشد، ‌نشیمن‌گاه لاستیکی در مقابل دیسک شیر ازهم‌گسیخته شده و باز کردن آن را دشوار می‌کند.

شیر روتاری( شیر دَوار)

شیرهای روتاری که نمونه‌ای از شیرهای پروانه‌ای هستند بیش از هر چیزی در صنایع فراوری پودر استفاده می‌شوند. پروانه‌ی آن دیگر مسطح نیست و دارای فرورفتگی‌هایی می‌باشد. در حالتی که شیر بسته است،دقیقاً مانند شیر پروانه‌ای عمل می‌کند و کاملاً مانع ورود هوا و آب می‌شود. اما در هنگام چرخش، از فرورفتگی‌های آن مقدار معینی از مواد جامد خارج می‌شود که این امر موجب می‌شود که شیر روتاری برای جداسازی اندازه‌ی معینی از محصولات عمده با کمک گرانش مناسب باشد. معمولاً چنین شیرهایی در سایز کوچک(کمتر از ۳۰۰ میلی‌متر) موجودند که با فناوری پنوماتیک فعال شده و ۱۸۰ درجه به جلو و عقب می‌چرخند.

انواع شیرهای پروانه‌ای بر اساس ساختار بدنه

انواع شیرهای پروانه‌ای بر اساس نوع انتهای بدنه‌ی آن‌ها به شرح زیر است.:

• دو سر فلنج
• با سری‌های ویفری
• با سر‌های لاگی
• با سری‌های جوشی

اجزاء بدنه‌ی شیر پروانه‌ای

یک شیر پروانه‌ای معمولی دارای یک بدنه‌ی مدور کوتاه، یک دیسک گرد،‌ شفت، ‌و نشیمن‌گاه‌های فلزی و نرم است.

انواع نشیمنگاه

شیرهای پروانه‌ای می‌توانند نشیمنگاه‌های فلز به فلز، نشیمنگاه ‌نرم، یا بدنه و دیسک تمام آستر داشته باشند. بدنه‌ی تمام آستردار نرم و دیسک شیر، نشیمنگاه نرم با دیسک فلزی و شیر از نوع فلز به فلز است.
در شیر پروانه‌ای دیسک می‌تواند با بدنه‌ی شیر به‌صورت هم‌مرکز یا غیرمتمرکز باشد.

طرز کار

• یک شیر پروانه‌ای در تأسیسات سیال بسیار مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد و در مواردی که با دوغاب سروکار داشته باشیم نیز به خوبی عمل می‌کنند. از آن‌ها می‌توان در مایعات، بخار آب،‌ برودتی، آب سرد،‌ هوا،‌ گازها، آتش‌نشانی و تأسیسات وکیوم استفاده کرد.
• شیرهای پروانه‌ای در تمامی انواع صنایع حتی در تأسیسات دارای دما و فشار بالا نیز مورد مصرف دارد.

مزایای شیر پروانه‌ای

• شیر پروانه‌ای به سبب طراحی فشرده و وزن کمی که دارد مناسب عملکرد شیرهای بزرگ است؛ زیرا در مقایسه با سایر شیرها به فضای کمتری نیاز دارد.
• این شیر به دلیل عملکرد سریع خود، زمان کمتری برای باز و بسته شدن لازم دارد.
• هزینه‌های تأمین و نگهداری آن در مقایسه با شیرهای دیگر کمتر است.
• در مقایسه با شیرهای دیگر اغلب افت فشار کمتری دارد.
• شیری که نشیمنگاه غیرفلزی دارد را می‌توان برای مواد شیمیایی و خورنده به کار برد.

معایب شیر پروانه‌ای

• خفگی یا بستن مجرا محدود به تأسیساتی با اختلاف فشار کم است و آن نیز با باز شدن ۳۰ الی ۸۰ درجه‌ای دیسک انجام می‌شود.
• ازآنجایی‌که دیسک همیشه در تلاطم جریان قرار دارد و جریان می‌تواند بر حرکت دیسک تأثیر بگذارد، امکان مسدود شدن جریان یا حفره‌زایی وجود دارد.

 جهت کسب اطلاعات بیشتر از قیمت شیر پروانه ای می توانید به وبسایت ترب مراجعه کنید.