تولید انواع شیر پروانه ای در آلیاژها وسایزهای مختلف

شیرهای پروانه ای در تمامی سایز ها هم به صورت دستی و هم خودکار (در اصطلاح شیر برقی یا موتورایز ولو هم گفته می شود) موجود می باشند، اما در طراحی انواع آن با عملگر دستی و در سایزهای بالاتر از 8 اینچ به دلیل حالت نصب و ابعاد بزرگتر شیر پروانه ای، از یک گیربکس مکانیکی در بین عملگر دستی (فلکه شیر) و دیسک یا مجرابند آن استفاده می شود. طرز کار گیربکس مکانیکی به این صورت است که از طریق شافت متصل به دیسک، نیروی وارد شده از طرف فلکه را به دیسک انتقال داده و باعث سرعت در باز و بسته شدن دیسک می شود. از آنجایی که طراحی دیسک به گونه ای است که دقیقا در مرکز شیر قرار دارد، برای باز یا بسته شدن به گشتاور کمتری نیاز دارد. به این معنی که تنها با چرخاندن فلکه به مقدار 90 درجه، دیسک از حالت بسته به حالت باز و بالعکس تغییر شکل می دهد.

از ویژگی های ولو پروانه ای می توان به سبکی وزن، کنترل آسان و افزایش سرعت جریان سیال در زمان کوتاه و در هنگامی که شیر در حال باز شدن است، اشاره کرد. شیر های پروانه ای در دسته شیرهای دو طرفه قرار می گیرند. در مواردی که باز و بسته شدن سریع باترفلای ولو مد نظر است، می توان از نوع با عملگر پنوماتیک و یا عملگر برقی استفاده کرد و در صورتی که بخواهیم سیال را کنترل کنیم، از نوع دارای عملگر پنوماتیک با سوییچ باکس و شیر برقی (4 تا 20 میلی آمپر) به همراه PLC می توان استفاده کرد که در این نوع، زمان باز و بسته شدن شیر سریع تر از نوع عملگر برقی خواهد بود.

شیر های پروانه ای، به واسطه عملکرد آسان و راحتی که دارند، از پرکاربرد ترین شیر های قطع و وصل و یا کنترل سیال محسوب می شوند. شیر پروانه ای به عنوان شیر (¼) دور طبقه بندی می شود. این شیر مانند یک شیر توپی برای بسته شدن و توقف رسانه، سریع عمل می کند، اما برخلاف شیر توپی، شیر پروانه ای می تواند به صورت تدریجی باز و بسته شود. این تفاوت به این معنی است که دیسک همیشه در مسیر جریان وجود دارد و باعث افت فشار جریان سیال می شود.

دیسک این شیر اصولا در مرکز لوله نصب می شود. حرکت دیسک توسط یک ساقه/ شفت وارد شده از طریق دیسک و یک محرک که در خارج از شیر قرار دارد کنترل می شود. چرخاندن محرک، دیسک را عمود یا موازی با جریان قرار می دهد. جنس بدنه شیر های پروانه ای معمولا از چدن انعطاف پذیر با پوشش پودری اپوکسی در سطوح داخلی و خارجی است. شیر پروانه ای چدنی از پرمصرف ترین نوع این شیرآلات است. لازم به ذکر است این شیرآلات به ترتیب مصرف با جنس بدنه پلیمری، فولادی و استیل نیز موجود می باشد. این شیر ها معمولاً با چرخ دستی، شیر فلکه یا محرک خودکار یا ترکیبی از آنها بر اساس نیاز های کاربردی خاص و مشخصات فنی کار می کنند.

شیر پروانه‌ای یا باترفلای ولو (Butterfly Valve) یکی از انواع شیرآلات صنعتی می باشد که طبق استاندارد API609 طراحی شده و برای قطع و وصل جریان در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، تاسیسات ساختمان، صنایع غذایی و دیگر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. از شیر های پروانه ای می توان در طیف وسیعی از رسانه ها و در صنایع فرآیندی گوناگونی مانند صنایع آب و فاضلاب، ایستگاه های تقویت فشار و پمپاژ، صنایع دریایی و نیروگاه ها بهره مند شد. شیر پروانه‌ ای از نوع شیرآلات چهار زمانه می باشد که به صورت ۹۰ درجه می چرخد و باعث می شود که مسیر سیال کاملا باز و کاملا بسته ‌باشد. دلیل نامگذاری این نوع از شیر ها شباهت ساختاری آن ها به حرکت پروانه است که دیسک آن همچون بال پروانه عمل کرده و باز و بسته می شود. همچنین شیر پروانه ای از نوع شیرآلات دو جهته (Bi-Directional) بوده به این معنی که ممنوعیت کارگزاری یا جهت خاصی برای نصب روی سیستم لوله کشی ندارد و از هر دو طرف آن هنگام نصب می توان استفاده کرد.

در برخی از فرآیند ها، دماهای شدید و خورندگی عواملی هستند که به راحتی آب بندی شیر ها را به خطر می اندازند. برای جلوگیری از این مسئله می توان از شیر های پروانه ای که در برابر سرما یا گرمای شدید همچنین سیالات خورنده مقاومت بالایی دارند استفاده نمود. این بدان معنی است که شیر های پروانه ای آب بندی یکپارچگی خود را در این موارد حفظ می کنند، که برای کاربرد های پرمخاطره مانند تولید انرژی و فرآوری های نفتی و گازی بسیار مهم است

انواع شیر پروانه ای (از لحاظ نوع عملگر)

در حالت کلی از چهار نوع عملگر (اکچویتور یا محرک) برای به حرکت در آوردن شیر های پروانه ای استفاده می شود، که در انواع اکچویتر اهرمی (دستی)، اکچویتور گیربکسی، اکچویتر پنوماتیک (بادی) و اکچویتور برقی ارائه می گردد که در زیر به معرفی شرح مختصری از این محصولات می پردازیم، برای اطلاعات بیشتر در مورد این انواع می توانید

شیر پروانه ای دستی یا اهرمی

نوع دستی یا اهرمی که به آن شیر کلاجی هم گفته می شود، ساده ترین نوع عملگر نصب شده روی این نوع از ولو ها می باشد که دارای یک دسته ساده و یک دسته متحرک می باشد. با فشار دادن اهرم متحرک پایین به سمت اهرم ثابت بالا می توان شافت متصل به دیسک را به راحتی 90 درجه چرخاند و سیال را عبور داد، برای بسته شدن به همین روش و در جهت عکس عمل می شود. شیر های پروانه ای دستی یا اهرمی اغلب تا سایز 8 اینچ نصب می شوند و اگر برای سایز های بالاتر استفاده شوند، چرخاندن دیسک با دست دشوار می باشد و پیشنهاد می شود که در سایز های بالا از عملگر های گیربکسی استفاده گردد. اهرم های شیر پروانه ای در جنس های پلیمری و فلزی تولید می گردد.

شیر پروانه ای گیربکسی

شیر پروانه ای با اکچویتور گیربکسی یا گیربکس دار، بواسطه کاربری آسان پر مصرف ترین عملگر روی این نوع از شیر ها می باشد و از سایز 8 اینچ تا سایز های بالا همانند سایز 88 اینچ استفاده می شود و با دو نوع گیربکس کوبل می گردد. نوع اول که دارای چرخدنده حلزونی می باشد و نیرو توسط چرخدنده حلزونی به شافت و دیسک شیر انتقال داده می شود و به راحتی با چرخش 90 درجه ای، سیال عبور داده می شود. در نوع دوم عملگر گیربکس پیچی با فلکه کوبل می شود، گیربکس با یک عدد پیچ مارپیچ و یک عدد چرخدنده، انتقال نیرو را به دیسک انجام می دهد، و چرخش به راحتی صورت می گیرد.

شیر پروانه ای پنوماتیک (عملگر بادی)

شیر پروانه ای با عملگر پنوماتیک به عنوان پر سرعت ترین شیر پروانه ای در باز و بسته کردن مسیر سیال استفاده می شود. این شیر با عملگر پنوماتیک کوپل می شود این نوع عملگر ها مانند عملگر های برقی به صورت تدریجی و قطع و وصلی موجود می باشند و با نصب شیر برقی 5 به 2 روی عملگر می توان با سیگنال PLC و با وصل باد پنوماتیک به عملگر دستور داد و آن را به راحتی باز و بسته کرد. همچنین با نصب یک دستگاه سوئیچ باکس بر روی عملگر نصب شده و نشان دهنده باز یا بسته بودن شیر می باشد که نمونه های نصبی در تصویر زیر قابل مشاهده است. این عملگر در دو مدل تدریجی و مدل قطع و وصلی موجود می باشد. یکی دیگر از مزایای شیر پروانه ای پنوماتیک نسبت به شیر پروانه ای برقی قیمت پایین تر می باشد این مورد در صورتی که محدودیتی بابت کمپرسور باد وجود نداشته باشد، بسیار به صرفه تر خواهد بود.

شیر پروانه ای برقی

شیر پروانه ای برقی برای حذف اپراتور و اتوماتیک کردن خطوط پایپینگ استفاده می شود. شیر پروانه ای با عملگر برقی نسبت به نوع پنوماتیک زمان بیشتری برای باز و بسته شدن نیاز دارد با توجه به زمان بسته شدن پیشنهاد می شود برای کنترل سیال و در حالتی که زمان باز و بسته شدن ضروری باشد از نوع پنوماتیک استفاده شود.