طرز کار شیر پروانه ای

طرز کار شیر پروانه ای

شیر پروانه ای یکی از پر کاربردترین شیرهای صنعتی است که در این پست به صورت تخصصی به طرز کار شیر پروانه ای پرداختیم. سوالات متدوال در مورد شیر پروانه ای را پاسخ دادیم پس تا انتها همراه ما باشید.

در واقع شیرهای پروانه ای از مجموعه شیرهای صنعتی یک ربع گرد هستند و عملکرد آنها بسیار شبیه شیر توپی می باشد.

شیر پروانه ای در واقع شامل دیسکی است که به میله وصل شده است و وقتی میله چرخش دیسک را با یک چهارم چرخش به موقعیت عمود بر جهت جریان می بندد، بسته می‌شود.

عملکرد شیر پروانه ای

در پاسخ به این سوال که شیر پروانه ای چگونه عمل می‌کند باید یادآور شویم که شیر پروانه ای بر روی یک میله سوار می‌شود و هنگامی که سوپاپ بسته می‌شود مانع عبور مایع می‌شود.
وقتی شیر کاملاً باز است، دیسک یا پروانه فلزی یک چهارم دور می‌چرخد. گذرگاه محدودیتی برای عبور مایعات یا هوا ندارد.

شیرهای پروانه ای برای موارد آن و آف (باز و بسته) یا تعدیل‌ کننده‌ مورد‌ استفاده‌ قرار می‌گیرند و به دلیل سبک بودن، نصب آسان، هزینه کمتر، کارکرد سریع و در تولید آنها در اندازه‌های بسیار بزرگ محبوب هستند.
این شیرها را می‌توان توسط دسته‌ها، چرخ دنده‌ها یا محرک‌های اتوماتیک مورد استفاده قرار داد.

انواع شیر پروانه ای

شیرهای پروانه ای از جمله شیر صنعتی است که در طرح های متنوعی تولید می‌شوند که هر کدام از آنها کاربردهای خاص و رنج فشار متنوعی را دارند. شیرهای پروانه را می‌توان بر اساس طراحی بسته شدن دیسک، طراحی اتصال آنها دسته‌بندی کرد.

طراحی بسته شدن دیسک

باترفلای ولوها بسته به محل قرارگیری استم و دیسک و زاویه سطح نشیمن (سیت) که دیسک بسته می‌شود، می‌توانند متحدالمرکز یا خارج از مرکز باشند بستگی دارد.

طراحی متمرکز

اغلب شیرپروانه ای متحد المرکز هستند. این بدان معناست که استم از خط میانی دیسک که در مرکز سوراخ لوله است عبور می‌کند و نشیمنگاه آن قطر داخلی بدنه دریچه است.

به این طرح شیر صفر افست سیت انعطاف پذیر نیز گفته می‌شود زیرا به انعطاف‌پذیری 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 می‌گیرد. از شیرهای پروانه متحدالمرکز معمولاً برای دامنه فشار کم استفاده می‌شود.

شیر پروانه ای غیر مرکزی

در بررسی طرز کار شیر پروانه ای شیر پروانه ای غیر عادی به این معنی است که استم از خط میانی دیسک عبور نمی‌کند، بلکه در عوض از پشت آن قرار دارد (مخالف جهت جریان) همانطور که در شکل زیر می‌بینید.

وقتی استم درست در پشت خط میانی دیسک قرار دارد، به شیر single-offset‌ گفته‌ می‌شود. این طرح برای کاهش تماس دیسک با آب بندی قبل از بسته شدن کامل شیر با هدف بهبود عمر مفید شیر ساخته شده است. امروزه شیرهای تک افست جای خود را به شیرهای پروانه ای افست دوگانه و سه گانه داده‌اند.

در یک سوپاپ پروانه ای دو افست جابجایی یا دو برابر خارج از مرکز، استم در پشت دیسک با یک اضافی به یک طرف قرار دارد. این خارج از مرکز بودن مضاعف ساقه، دیسک چرخان را قادر می‌سازد تا فقط حدود یک تا سه درجه روی سیت بچرخد.

یک شیر پروانه ای افست سه گانه (TOV یا TOBV) غالباً در کاربردهای مهم مورد استفاده قرار می‌گیرد و مشابه شیر پروانه ای دو جابجایی طراحی می‌شود.

سومین جابجایی محور تماس با دیسک است. سطح نشیمن شکل مخروطی دارد که با همان شکل در برجستگی دیسک همراه است. در نتیجه حداقل تماس قبل از‌ بسته‌ شدن کامل شیر است.
شیر پروانه ای سه افست کارآمدتر است و امکان سایش کمتری را فراهم می‌کند. شیرهای افست سه گانه اغلب از صندلی‌های فلزی‌ ساخته‌ می‌شوند. سیت های فلزی اجازه می‌دهد تا شیر پروانه‌ای در دامنه‌های دمایی بالاتر به خوبی عمل کنند.

طرح های شیر پروانه‌ای با کارایی بالا از فشار موجود در خط لوله برای افزایش تداخل بین سیت و لبه دیسک استفاده می‌کنند. این شیرهای پروانه دارای درجه فشار بالاتری هستند و مستعد ساییدگی کمتری هستند.

طراحی اتصال شیر پروانه ای به سیستم لوله کشی چگونه است؟

شیرهای پروانه را می‌توان به روش‌های مختلف به سیستم لوله کشی متصل کرد.

متداول‌ترین روش‌ها

• نوع ویفر
• نوع لگ

است. با این حال، آنها همچنین می‌توانند از یک فلنج یا اتصال سه گیره متصل گردند.

شیر پروانه ای ویفری

شیر پروانه‌ای به سبک ویفری مقرون به صرفه‌ترین مدل است و بین دو فلنج لوله قرار می‌گیرد. این شیر ممکن است خارج از بدنه شیر دارای سوراخ های فلنجی باشد یا نباشد. همانطور که در شکل مشاهده می‌شود. فلنج‌های لوله از طریق پیچ و مهره‌های بلندی متصل می‌شوند که از کل بدنه شیر عبور می کنند. همانطور که در شکل مشاهده می‌شود. از طریق واشر، حلقه‌های O و صورت شیر تخت در هر دو طرف شیر انجام می‌شود. این نوع اتصال برای آب‌بندی در برابر فشارهای دیفرانسیل دو جهته و جلوگیری از برگشت جریان در سیستم‌های‌‌‌ طراحی‌‌‌ شده‌‌ برای جریان جهانی‌ طراحی‌ شده‌ است.

روش باز و بسته کردن شیر پروانه ای

در این بخش از پست طرز کار شیر پروانه ای به موضوع مهم نحوه باز و بسته شدن شیر می‌پردازیم. شیرهای پروانه را می‌توان بصورت دستی و با دسته و دنده و یا بصورت خودکار توسط اکچویتورهای برقی، پنوماتیک یا هیدرولیکی باز و‌ بسته‌ کرد. این دستگاه‌ها امکان چرخش دقیق دیسک به موقعیت‌های مختلف از کاملاً باز تا کاملاً‌ بسته‌ را فراهم می‌کنند.

درک مختصر از انواع مختلف روش‌های تحریک در زیر است.

اکچویتور دستی

دریچه های دستی پروانه ای ارزان قیمت هستند و کار با آنها آسان است. دو روش معمول برای این کار وجود دارد:

اهرم دستی: برای دریچه های پروانه ای کوچک معمول است و قابلیت قفل شدن در موقعیت باز، تا حدی باز یا‌ بسته‌ را دارد.
چرخ دنده: این شیرها برای دریچه‌های پروانه کمی بزرگتر‌ طراحی‌ شده‌اند و از یک جعبه دنده برای افزایش گشتاور در هزینه کاهش سرعت باز /‌ بسته‌ شدن استفاده می‌کنند.
سوپاپ‌های دنده‌ای نیز خود قفل هستند (نمی‌توان آنها را عقب زد) و می‌توانند به نشانگرهای موقعیت مجهز شوند.

اکچویتور برقی

استفاده از اکچویتور برقی روشی مطمئن برای کنترل سوپاپها از یک مکان از راه دور است. این محرک‌ها عملکرد سریع شیرهای بزرگتر را نیز ممکن می سازند. محرک‌ها را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که در حالت خرابی باز شوند (در صورت خرابی محرک باز بمانند) در صورت خرابی‌ بسته‌ (در صورت خرابی محرک‌ بسته‌ بمانند) و اغلب در صورت خرابی با یک روش تحریک دستی همراه هستند.

الکتریکی: برای چرخاندن پایه سوپاپ از یک موتور الکتریکی استفاده می‌شود.
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.

کاربرد شیر پروانه ای

شیر پروانه 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 اندازه‌های بسیار بزرگ موجود هستند. برای کار با مایعات با مقادیر نسبتاً زیاد مواد جامد در فشار کم مناسب هستند.

مقایسه شیر توپی و شیر پروانه

به طور معمول، یک شیر پروانه با مشخصات مشابه ارزان‌تر، نصب آن آسان‌تر در مقایسه با شیرهای توپی است. با این حال، به دلیل وجود دیسک در دریچه‌های پروانه، نمی‌توان آنها را برای اهداف تمیز کردن قلاب کرد.

دریچه‌های توپی برای کاربردهای با فشار بالا با قطر کوچک مناسب هستند. زیرا برای فشارهای دیفرانسیل بالاتر مناسب ترند و باعث افت فشار بسیار کم روی سیستم می‌شوند.

شیرهای پروانه ای طراحی نسبتاً پیچیده‌ای ندارند. بدین معنی که قطعات متحرک کمتری دارند و جیب / تله های کمتری برای رسانه‌ها دارند که منجر به تعمیر راحت تر و هزینه نگهداری ارزان‌تر می‌شود.

برای قطرهای کوچک لوله، گشتاور و استفاده مواد از شیرهای توپی نسبتاً کم است. به طور معمول، گشتاور و مزایای استفاده از شیرهای پروانه از حدود ۵۰ میلی متر DN به بالا شروع به جذب می‌کنند.

                 شیر توپی