شیر پروانه ای چیست؟

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.

کاربرد شیرهای پروانه ای در صنعت

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 به بخش مربوطه آن محصول در سایت مراجعه فرمایید.

1- 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.

2- 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.

3- 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.

4- 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.

انواع شیر پروانه ای برقی

شیر پروانه ای برقی تدریجی (یا 4-20 میلی آمپر تدریجی): این نوع شیر های پروانه ای قابلیت باز شدن به مقدار دلخواه را دارا می باشند.
شیر پروانه ای برقی قطع و وصلی: این نوع شیر های پروانه ای فقط قابلیت پذیرش فرمان قطع و وصل جریان را دارند.

انواع شیر پروانه ای (از نظر نوع اتصال)

شیر پروانه‌ای از نظر نوع اتصال به دو نوع فلنج ‌دار و بدون فلنج (ویفری) تقسیم می ‌شود.

شیر پروانه ای نوع ویفری

از انواع شیر پروانه ‌ای بدون فلنج می توان نوع ویفری را نام برد که به منظور قرار گیری بین دو فلنج در خط لوله استفاده می شوند. نوع ویفری دو تا چهار گیره بر روی خود دارد که در هنگام عبور سیال از ارتعاش آن جلوگیری می کند. شیر پروانه ‌ای ویفری اغلب در سایز های زیر 12 اینچ تولید می ‌شود. ما بین دو فلنج قرار گرفته و با چهار عدد پیچ بسته می شود. لازم به ذکر است شیر پروانه ای ویفری برای فشار بالا به دلیل نقاط اتصال کمتر استفاده نمی شود، شیر پروانه ای ویفری با توجه به نوع سیال و شرایط کاری در متریال بدنه چدن، بدنه فولاد، بدنه استیل، بدنه پلیمری و بدنه آلومینیوم برنز تولید می شود.

شیر پروانه ای نوع فلنج دار

نوع فلنج دار نیز در سایز های مختلف، معمولا از سایز 8 اینچ به بالا تولید می شود و به دلیل حجم سیال در این سایز ها از عملگر گیربکس حلزونی دستی برای باز و بسته کردن استفاده می شود که توسط اپراتور با چرخاندن فلکه دستی، شفت متصل به دیسک می چرخد و سیال عبور می کند. شیرهای پروانه ای فلنج دار با مدل فلنج باریک هم تولید می شوند که برای مواردی که نیاز است فشار بالایی تحمل شود اما فضای کمتری برای نصب شیر وجود دارد استفاده می گردد.

شیر پروانه ای نوع لاگ

یکی دیگر از انواع شیر پروانه‌ ای بدون فلنج، شیر انتهای خط یا لاگ تایپ می‌ باشد. شیر پروانه ‌ای لاگ تایپ دارای چهار الی بیست گیره است که با قرار گرفتن در بین دو فلنج با پیچ و مهره متصل می‌شود. نوع لاگ به دلیل تعداد سوراخ اتصال بالاتر نسبت به شیر پروانه ای ویفری برای فشار بالاتر استفاده می شود. تعداد سوراخ های بیشتر، صرف نظر از اتصال بهتر باعث مقاومت بیشتر در برابر ارتعاشات خط نیز می شوند. در برخی از سیستم ها، ترکیبی از شیر پروانه لاگ با نوع ویفری هم استفاده می شود که این نوع، از لحاظ ضخامت شیر همانند شیر پروانه ای ویفری و از لحاظ تعداد اتصال به فلنج به نوع لاگ شبیه می باشد.