آشنایی با انواع شیر پروانه ای + اجزا و کاربردها
اجزاء شیر پروانه‌ای
شیرهای پروانه ای انواعی از اتصالات صنعتی در تاسیسات لوله کشی هستند که به جهت قطع و وصل کردن جریان سیالات استفاده می شوند.
در ساخت این شیرها اجزای متفاوتی به کار رفته است که مهمترین آنها عبارت‌اند از:
۱-بدنه (body)
۲-دیسک
۳-نشیمنگاه (seat)
۴-محرک یا راه انداز
بدنه
بدنه ی شیرهای پروانه بر اساس جنس آنها به چند دسته تقسیم می شوند و همچنین بر اساس جنس، کاربردهای متفاوتی نیز دارند.
شیرپروانه‌ای چدنی
بدنه ی این نوع از شیرآلات از جنس چدن می‌باشد و در دو نوع چدن سبک و چدن سنگین ارائه می‌شوند. وزن نوع از شیرها از شیرهای فولادی سبک تر است. شیرهای پروانه‌ای چدنی از پرمصرف‌ترین شیرآلات کاربردی در صنایع آب و فاضلاب و صنایع ساختمانی هستند. به طور کلی بدنه این شیرها برای استفاده در دماهای زیر ۱۲۰ درجه و محیط های غیر‌خورنده مناسب است اما با توجه به این‌که در داخل این شیرآلات واشر لاستیکی استفاده شده است، بهتر است در معرض دماهای بالای ۹۰ درجه قرار نگیرد.
شیرپروانه‌ای فولادی
از شیرهای پروانه‌ای با بدنه ی فولادی اغلب در صنایع نفت و گاز و یا خطوط فشار بالا استفاده می‌شود. زیرا فولاد با توجه به آلیاژی که دارد توانایی تحمل دما از ۱۲۰ تا ۹۰۰ درجه ی سانتی‌گراد را دارد. دیسک این نوع از شیرآلات معمولا از جنس استیل است.
شیر پروانه‌ای نیکل الومینیوم برنز
این جنس از شیرها عموما در شرایطی که محیط دارای آب شور است یا خورندگی بالاست مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شیرپروانه‌ای استیل
این نوع از شیرها، در صنایع غذایی بسیار پر مصرف‌اند. این شیرها از جنس استیل های ۳۱۶ L، ۳۱۶ و ۳۰۴ موجود اند و اغلب به صورت دستی هستند. اما جهت سهولت استفاده در انواع پنوماتیکی نیز قابل تولید اند. شیر پروانه‌ای استنسل استیل از نظر اتصال دارای انواع فلنجی، دنده ای و جوشی موجود است. نوع جوشی نسبت به دو مدل دیگر عموما پرکاربرد تر است. از این جنس شیرآلات معمولا برای محیط هایی با خورندگی و رطوبت بالا مانند صنایع غذایی، دارویی و پزشکی استفاده می‌شود.
شیر پروانه ای با بدنه ی ویفری
به این نوع شیرها اصطلاحاً شیرهای بین فلنجی نیز می‌گویند. معمولا مرکز سوراخ گیره‌ی شیر پروانه ای ویفری با فلنج های کلاس ۱۵۰، pn10 و pn16 یکی می‌باشد.
شیر پروانه‌ای پلیمری یا پلاستیکی
شیر پروانه ای پلاستیکی یا پلیمری دارای انواع مختلف از جمله: شیرپروانه‌ای پلی اتیلن(PE)، شیرپروانه‌ای پلی پروپیلن(PP)، شیر پروانه ای یو پی وی سی(UPVC) در انواع فلنجی، دنده ای و ویفری می‌باشد.
عموما از دو نوع شیر پروانه‌ای پلی‌پروپیلن و شیر پروانه‌ای یو پی وی سی در صنایعی استفاده می‌شود که سیالات عبوری دارای خورندگی بسیار بالا هستند.مانند صنایعی که در آنها سیالات اسیدی‌اند. دمای مناسب برای شیرهایی که از جنس پلی‌پروپیلن هستند حداکثر ۹۰ درجه‌ی سانتی‌گراد و برای شیرهای از جنس یو پی وی سی ۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است.
دیسک یا مجرابند
از مهمترین اجزای شیرهای پروانه‌ای دیسک آنهاست. چراکه دیسک در تماس مستقیم با سیالات قرار دارد و جنس و کیفیت آن در عملکرد شیر حرف اول را می‌زند. انتخاب نوع دیسک بر اساس نوع سیال، دما، فشار کاری و… انجام می‌شود. جنس دیسک می‌تواند پلیمری، آلیاژ نیکل آلومینیوم برنز، چدن نشکن، استیل ۳۰۴، استیل ۳۱۶ و یا با روکش کروم باشد.
دیسک های شیرهای پروانه‌ای با توجه به نوع بدنه ی شیر به دو نوع دیسک هم مرکز و دیسک غیر هم مرکز تقسیم می‌شوند.
۱-دیسک بدون انحراف(Zero offset):
نوعی از دیسک های هم‌مرکز است که درآن شافت و دیسک با بدنه ی شیر هم مرکز هستند و جریان سیال را به دو قسمت مساوی تقسیم می‌کنند. این نوع از دیسک ها مناسب شرایط با دما و فشار کم اند.
۲-دیسک double offset:
مرکز در این دیسک ها از مرکز ثقل شیر پایین تر است و تماس با سیال عبدری تنها در ابتدا و با زاویه ۱۰ درجه اتفاق می‌افتد و برای کاهش دادن سطح تماس سیال با بخش آب بند شیرها طراحی شده است.
۳-دیسک triple offset:
این نوع از شیرها طراحی خاص و مخروطی شکلی دارند که باعث می‌شود تا دیسک کمترین میزان تماس را با سیال داشته باشد و تماس شیر با سیال فقط در زمان باز و بسته شدن اتفاق می‌افتد.
بخش آب بند یا seat
بخش آب بند نیز دارای انواع مختلفی است و با توجه به جنس سیال و دما از آنها استفاده می‌شود. برای مثال در صورتی که دما و فشار بالا باشد باید از سیت های استیل یا فلزی استفاده شود. از سیت های NBR در شرایطی که دما تا حدود ۱۳۰ درجه ی سانتی گراد است استفاده می‌گردد. سیت های PTFE برای شرایطی که سیالات دارای خورندگی بالا هستند مثل اسید، مورد استفاده قرار می‌گیرند و همچنین برای شرایط با دمای حدود ۹۰ درجه‌ی سانتی گراد مثل تاسیسات آب و فاضلاب، از سیت های EPDM استفاده می‌شود.
بخش محور( محرک یا راه انداز)
به این قسمت استم یا ساقه یا میله یا شافت نیز گفته می‌شود. این بخش از قسمت بالایی به عملگر و از قسمت پایینی به دیسک اتصال پیدا کرده است. چرخش عملگر نیرو را به استم منتقل می‌کند و استم نیرو را به دیسک انتقال داده و با چرخش ۹۰ درجه ای دیسک، مسیر عبور سیال باز یا بسته خواهد شد. شافت یا استم باید در برابر فشارهای بالا مقاوم باشد بنابراین جنس آن معمولا از فولاد سخت ساخته شده است. قسمت بالایی استم معمولا چهارگوش است و برای کوپل کردن عملگرهای برقی یا پنوماتیک مشکلی ندارد اما اگر سر آن گرد بود باید به وسیله ی تراشکاری و فرزکاری چهارگوش شود.
نحوه ی انتخاب شیرپروانه‌ای
همان‌طور که پیش‌تر به آن اشاره شد، اصلی‌ترین معیار انتخاب شیر پروانه‌ای نوع سیال، فشار و دمای کاری، نوع اتصال، فضا و محل نصب شیر است. متریال مورد استفاده در ساخت شیرهای پروانه‌ای نیز به شرایط گفته شده بستگی دارد.
کاربرد
شیرهای پروانه ای در موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:
۱-صنایع آب و فاضلاب
۲-صنایع نفت و گاز
۳-تاسیسات ساختمانی
۴-صنایع اکتشاف
۵-صنایع کشتی سازی
۶-استخراج میدان نفتی و گازی
۷-صنایع غذایی
مزایا
۱-عملکرد آسان و سریع
۲-قیمت پایین و مناسب
۳-تعمیرات آسان
۴-کاربردهای فراوان مخصوصا در سایزهای بزرگ
۵-کنترل سریع جریان
۶-کاربرد در انتقال حجم های زیاد سیالات
۷-به حداکثر رساندن سرعت انتقال سیالات