شیر پروانه ای چیست؟

شیر پروانه ای یا باترفلای ولو از دسته شیرهای ربع گرد می باشد که برای باز و بسته کردن و تنظیم جریان سیال به کار می رود. شیر پروانه ای يكي از ساده‌ترين انواع شیرآلات صنعتی است كه كاربرد آن در واحدهاي نفت و پتروشيمي متداول­تر است با این وجود، کاربرد گسترده ای در سایر صنایع نیز دارد. 

ساختمان شیر پروانه ای از يك بدنه معمولي، يك صفحه مدور كه تقريباً در وسط قرار دارد، یک دیسک جهت باز و بسته شدن مسیر سایل و لاستیک آببندی تشكيل شده است. اين صفحه حول ميله‌اي در حدود ۹۰ درجه مي‌گردد و باز و بسته کردن آن بصورت دستی بسیار ساده است؛ کافی است اهرم شیر را به اندازه 90 درجه حول محور بچرخانید، شیر به سادگی باز و بسته خواهد شد. با اینکه در طول فرایند باز و بسته شدن جریان، دیسک در مسیر سیال قرار دارد، افت فشار چندانی ایجاد نمی ­کند؛ زیرا در حالت کاملا باز، دیسک موازی با خط لوله و محور حرکت جریان سیال قرار می گیرد.

 در نوع متداول شیر پروانه ای از لاستیک های آببندی الاستومری استفاده می شود، با وجود این، بسته به نوع کاربرد می­ توان از رینگ های سخت نیست برای این منظور استفاده کرد. محرك یا عملگر شیر پروانه ای ممكن است بر اساس سایز و نوع کاربرد آن به صورت دستي باشد يا در سایز های بزرگتر به وسيله گیربکس فشار هوا يا برق فعال شوند. شير پروانه اي را در اندازه‌ هاي مختلفی از ۱ اينچ الي ۲۴ اينچ مي‌ سازند که سایزهای متداول آن عبارتند از 2، 1/2 2، 3 الی 12 اینچ. 

برای سفارش شیر پروانه ای سایز بزرگ (بزرگتر از 12 اینچ) با کارشناسان ولو ایران تماس بگیرید.

دسترسی سریع به مطالب این صفحه:

انواع شیر پروانه ای از لحاظ جنس بدنه

خصوصیات و کاربرد شیر پروانه ای

مزایا و معایب شیر پروانه ای

مقایسه شیر پروانه ای و شیر کشویی

راهنمای انتخاب شیر پروانه ای


انواع شیر پروانه ای از لحاظ جنس بدنه:

شیر پروانه ای بسته به کاربرد آن و نوع سیالی که  در سیستم جریان دارد ممکن است از متریال مختلفی ساخته شوند. انواع متداول شیر پروانه ای از نظر جنس بدنه عبارتند از:

نوع شیر پروانه ای
ویژگی ها و کاربرد
شیر پروانه ای چدنی
این جنس از شیر پروانه ای در سیستم هایی که سیال غیر خورنده در آن جریان دارد استفاده می شود. 
شیر پروانه چدنی با دیسک استیل
این جنس شیر پروانه ای برای مواردی است که سیال خورنده در سیستم در جریان است (شیر پروانه ای فلنج دار مستثنی است و دیسک استیل ندارد). در شرایط خاصی که علاوه بر خورندگی، سیال حاوی کلر یا نمک باشد استفاده از دیسک استنلس استیل توصیه می شود.   
شیر پروانه ای استنلس استیل
بیشترین کاربرد شیر پروانه ای استنلس استیل در صنایع پتروشیمی، نفت و گاز، صنایع دریایی، سیستم های کنترل سوخت، صنعت کاغذسازی و خمیر کاغذ و به طور کل محیط های خورنده است. شیر پروانه ای استنلس استیل برای سیالات غیر خورنده با دمای بسیار پایین (از 268- درجه) یا بسیار بالا (تا 649 درجه) نیز مناسب است.
شیر پروانه ای فولادی
شیر پروانه ای فولادی عموما برای سیالات غیر خورنده مانند آب، روغن و گاز در دماهای بین (30-) تا 400 درجه سانتیگراد مناسب اند.
شیر پروانه ای UPVC
این شیرها قیمت بسیار پایین­تری دارند، به آسانی نصب و بهره برداری می شوند و گشتاور مورد نیاز برای باز و بسته کردن آن ها پایین است. 


انواع شیر پروانه ای از نظر موقعیت پروانه (سنتریک و خارج از مرکز):

شیر پروانه ای از نظر موقعیت قرار گیری پروانه به دو نوع سنتریک یا کم فشار و خارج از مرکز یا عملکرد بالا تقسیم می شود. 

شیر پروانه سنتریک برای کارکرد کم دما و کم فشار طراحی می شود که در آن محور دیسک و شفت سنتریک هستند. زمانی که شیر در حالت باز قرار دارد، دیسک جریان را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند و خود دیسک در وسط جریان و موازی با آن قرار می گیرد. در این نوع شیر پروانه ای، از آببند ارتجاعی (آببند نرم) از جنس EPDM، NBR، Viton و ... برای آب بندی استفاده می گردد و علاوه بر آببند، ممکن است با توجه به نوع کاربری از پوشش داخلی نیز برای آن استفاده گردد. در این نوع شیر پروانه ای، دمای عملکرد شیر به نوع لاستیک آببند مورد استفاده در آن و قابلیت تحمل دمایی لاستیک آببند بستگی دارد. شیر پروانه ای سنتریک معمولا در کلاس های 150 و 300 تولید می شوند.

در نوع دیگری از شیر پروانه ای که به عملکرد بالا یا خارج از مرکز نیز معروف است، دیسک خارج از مرکز شیر قرار دارد و محور شفت نیز خارج از مرکز دیسک قرار دارد. این نوع شیرآلات صنعتی برای باز و بسته کردن و هم چنین قطع و وصل سریع جریان استفاده می شوند. 

 

خصوصیات و کاربرد شیر پروانه ای:

شیر پروانه ای برای باز و بسته کردن و کنترل جریان در سرویس های مختلف سیالات، بخصوص مایعات غلیظ، به کار می رود. یکی از مهم ترین ویژگی شیر پروانه ای عملکرد سریع در کنار افت فشار پایین می باشد. تنها در یک ربع چرخش اهرم، شیر از حالت کاملا بسته به حالت کاملا باز و بر عکس تغییر وضعیت می دهد. از این شیر می توان هم برای جریانات کم فشار و با دمای پایین استفاده کرد و هم برای جریانات پرفشار و با دمای بالا. شیر پروانه ای به ویژه در سیستم هایی که جلوگیری از افت فشار اهمیت بالایی دارد، از محبوبیت بالایی برخوردار است. استفاده شیر پروانه ای راهکاری نسبتا کم هزینه است و تعمیر و نگهداری آن ساده تر می باشد. از شیر پروانه ای در سیستم هایی که در آن ها حجم بالایی از آب جابجا می شود نیز استفاده می شود. در صنایع مختلف عمدتا در سیستم های زیر از شیر پروانه ای استفاده می شود:

  1. سیستم های خنک کننده و سیستم های اطفا حریق
  2. مایعات غلیظ نظیر دوغاب 
  3. سرویس های وکیوم و مکش
  4. در سیستم های مربوط به صنایع غذایی، دارویی، نفت و گاز، پتروشیمی، کاغذ و خمیر کاغذ و بسیاری صنایع دیگر 
  5. سیستم های پر فشار و دما بالای بخار و آب 
  6. سیستم های گاز و هوای فشرده
  7. در لوله كشي آب و فاضلاب
  8. سیستم های هيدروليكي


عملگرهای شیر پروانه ای:

برای شیر پروانه ای بر اساس سایز، محل به کارگیری و گشتاور مورد نیاز برای باز و بسته کردن شیر، ممکن است از عملگرهای دستی، گیربکسی، برقی، پنوماتیکی یا کنترلی استفاده شود که عملگر دستی متداول ترن عملگر برای شیر پروانه ای با سایز کوچک است. بنابراین، گاها شیر پرواته را بر اساس نوع عملگر آن به انواع زیر تقسیم می کنند:

  1. شیر پروانه ای ویفری اهرمی (عملگر دستی)
  2. شیر پروانه ای فلنجی گیربکسی (گیربکس دار)
  3. شیر پروانه ای با عملگر برقی 
  4. شیر پروانه ای با عملگر پنوماتیکی (جک بادی)
  5. شیر پروانه ای کنترلی (باترفلای کنترل ولو)


تفاوت شیر پروانه ای ویفری، لاگ تایپ و فلنجدار:

اجزای اصلی ساختمان شیر پروانه ای عبارتند از بدنه دایره ای، دیسک گرد، بوش، لاستیک آببندی، دیسک، شفت بلند و کوتاه، اورینگ، واشر آببندی، درپوش انتهایی. شیر پروانه ای از نظر نوع اتصال نیز به دو نوع فلنجدار و بدون فلنج تقسیم می شود.

 شیر پروانه ای بدون فلنج جهت استفاده بین دو فلنج قرار می گیرد که به نوع ساده آن شیر پروانه ای ویفری می گویند. شیر پروانه ای ویفری در سایزهای متوسط دو عدد گوشواره در قسمت بالا دارد. همچنین، در سایزهای بزرگ چهار عدد گوشواره بصورت دوتایی در قسمت بالا و پایین سطح خارجی مجرای شیر قرار دارند که وظیفه کنترل وزن و ارتعاشات شیر در هنگام عبور جریان را به عهده دارند. شیر پروانه ویفری عموما در سایزهای زیر 12 اینچ تولید می شوند. 

 شیر پروانه ای بدون فلنج، علاوه بر نوع ویفری، نوع دیگری نیز دارد که به آن شیر پروانه ای انتهای خط یا لاگ تایپ می گویند. شیر پروانه ای لاگ تایپ یا انتهای خط، دارای چهار الی بیست حلقه (بسته به سایز شیر) در اطراف محیط خارجی مجرای اصلی شیر است که با قرار گرفتن در بین دو فلنج به آن­ها پیچ و مهره می شود. در واقع تفاوت اصلی شیر پروانه لاگ و شیر پروانه فلنج دار در این است که: شیر پروانه ای فلنج دار دارای دو سطح دایره ای سوراخکاری شده (گوشواره) در دو سمت شیر است که حالت فلنج دارد، در حالی که در شیر پروانه ای لاگ تایپ، بسته به سایز شیر، چهار الی بیست حلقه متصل به محیط خارجی شیر، تنها، محل عبور پیچ فلنج های متصل به خط لوله است که به تثبیت شیر کمک می کند. 


اجزای شیر پروانه ای گیربکسی


مزایا و معایب شیر پروانه ای:

طبیعتا همانند سایر انواع شیرآلات صنعتی، شیر پروانه ای نیز مزایا و معایب خود را دارد که در جدول زیر به آنها اشاره شده است: 

مزایای شیر پروانه ای
معایب شیر پروانه ای
  1. به دلیل طراحی خاص خود، نسبت به سایر انواع   شیرآلات، نظیر شیر سوزنی و شیر فلکه کشویی، نیاز به فضای کمتری دارد.
  2. وزن سبک
  3. به دلیل ربع گرد بودن، به راحتی باز و بسته می شود و زمان کمتری برای باز و بسته شدن نیاز دارد.
  4. گسترده سایز بالا از 1 اینچ تا 24 اینچ
  5. افت فشار پایین 
  6. قابلیت نصب در حالت های مختلف افقی، عمودی و...
 × کاویتاسیون و خفگی جریان دو نگرانی عمده در استفاده از شیر پروانه ای است.
 × حرکت دیسک کنترل نشده و تحت تأثیر تلاطم جریان است.
 × دیسک با زاویه بین 30 تا 80 درجه باز می‌شود.
 × محل نصب شیر و جهت نصب آن متاثر از سایر اجزای پایپینگ است.

بنابه آنچه در مورد معایب شیر پروانه ای در جدول بالا گفته شد، در به کارگیری این شیر ها مواردی را باید در نظر گرفت که این موارد در ادامه آمده است:

به دلیل اینکه دیسک شیر پروانه ای کنترل نشده است، قابلیت عملکردی شیر تحت تاثیر خصوصیات جریان قرار دارد. بنابراین، شیر پروانه ای نباید در قسمت پایین دست منبع تلاطم جریان از جمله نازل تخلیه پمپ، زانو، شیر کنترل یا انشعاب T شکل قرار گیرد. برای به حداقل رساندن اثرات تلاطم جریان باید شیر را به اندازه 4 تا 6 برابر قطر آن دورتر از منبع تلاطم جریان نصب کرد. همچنین، شفت شیر پروانه ای باید با قسمتی از زانو که جریان از آن خارج میشود و یا خروجی پمپ در یک صفحه قرار داشته باشند (از نظر پوزیشن فضایی). زمانی بیش از یک قطعه و یا اتصالات در قسمت بالا دست شیر پروانه ای وجود داشته باشد، باید در تعیین جهت شفت شیر پروانه ای، قطعه مجاور و موقعیت مکانی آن نیز باید در نظر گرفته شود.   

هنگامی که از شیر پروانه ای برای کنترل سریع جریان استفاده می­شود، باید در قسمت پایین دست شیر طول مناسبی از لوله در نظر گرفته شود تا جریان متلاطم پیش از تغییر مسیر فرصت آرام شدن داشته باشد. 

شیر پروانه ای اساسا یک شیر دوطرفه است. بنابراین، در شیر پروانه عملکرد بالا (دما و فشار بالا) و برخی اوقات در مورد شیر پروانه ای کم دما و کم فشار، ممکن است به دلیل وجود بار رزرو بر روی دیسک، گشتاور فعال سازی بالاتری برای باز یا بسته کردن شیر نیاز باشد.   


شیر پروانه ای یا شیر کشویی، کدام یک مناسب ترند؟

در برخی موارد استفاده از شیر پروانه ای به استفاده از شیر فلکه کشویی اولویت داده می شود که در زیر به تعدادی از این موارد اشاره می شود:

  • عملیات نصب و راه اندازی شیر پروانه ای به دلیل وزن سبک و طراحی خاص آن، نسبت به شیر فلکه کشویی راحت تر است و فضای کم­تری اشغال می کند. این مورد به ویژه در شرایطی که محدودیت فضا وجود داشته باشد بسیار حائز اهمیت است.
  • باز و بسته کردن شیر پروانه ای نسبت به شیر فلکه کشویی سریع­تر انجام می گیرد. 
  • شیر پروانه ای دارای شفت کوتاه تری نسبت به شیر فلکه کشویی است و این به معنی مشکلات کم تر در دسترسی است. 
  • شیرپروانه ای به دلیل وزن کم و ملزومات کم هزینه، ارزان تر از شیر فلکه کشویی است.



شیر پروانه ای چدنی ویفری اهرمی، لاگ تایپ و فلنجدار میراب

شیر پروانه ای ویفری میراب برای نصب بین فلنج هایی مناسب است که سوراخکاری آن ها بر منطبق بر استاندارد DIN EN 1092-1 بوده و فشار کاری سیستم تا فشار 16 بار (کلاس 150) باشند (از سایز 300 به بالا طبق سفارش). در این نوع شیرها نیازی به واشر آببندی نیست و استفاده از واشر آببندی عملکرد شیر را مختل می کند. شیر پروانه ای لاگ تایپ نیز جهت نصب در انتهای خط طبق مشخصات فوق عرضه می شود. 

  طراحی شیرهای پروانه ای فلنج دار میراب به صورت دوبار خارج از مرکز (double eccentric) می باشد. مناسب بودن شکل و فرم پروانه برای عبور جریان، رینگ آببندی یکپارچه، آب بندی از هر دو طرف، قابلیت تعویض و تنظیم لاستیک آب بندی در حالتی که شیر بسته است از مشخصات این شیر پروانه ای فلنجدار میراب می باشد.


راهنمای انتخاب و خرید شیر پروانه ای (باترفلای ولو):

همانند سایر شیرآلات صنعتی، برای انتخاب شیر پروانه ای مناسب باید نوع سیال، فشار و دمای کاری و نوع اتصال مدنظر قرار گیرد. علاوه بر این، باید فضا و محیط نصب شیر نیز در انتخاب نوع شیر پروانه ای مدنظر قرار گیرد. بیشترین موارد خرابی های شیر پروانه ای مربوط به لاستیک آببندی شیر پروانه ای می باشد. به همین دلیل علاوه براهمیت انتخاب متریال بدنه و دیسک، متریال سیت شیر پروانه ای از اهمیت بیشتری برخورداراست.

برای انتخاب متریال مناسب به جدول طبقه بندی شیر پروانه ای بر اساس جنس بدنه، در همین نوشته مراجعه نمایید.

 برای مثال برای سیالات اسیدی تا دمای 130 درجه سانتی گراد از شیر پروانه ای سیت تفلون و برای سیال های اسیدی دمای بالاتر از 130 درجه سانتی گراد از سیت فلزبه فلز استفاده می شود و از سیت NBR، EPDM و نیکل آلومینیوم برنز هم به ترتیب برای آب سرد و آب گرم وآب شور با توجه به شرایط کاری استفاده می شود. 

هم چنین باید توجه داشت که برای شیرهای پروانه ای فلنج دار عموما دیسک استنلس استیل مورد استفاده قرار نمی گیرد؛ زیرا در شیر پروانه ای فلنج دار، علاوه بر دیسک قسمتی از بدنه شیر نیز با سیال در تماس است و ممکن است در معرض خوردگی قرار گیرد. به علاوه، در نوع متداول شیرهای پروانه ای، عملگر دستی معمولا در حالت فلنج دار مورد استفاده قرار نمی گیرد. 

برای دریافت مشاوره فنی پیش از خرید و ثبت سفارش شیرهای خاص، با کارشناسان ولو ایران تماس بگیرید.