شیر پروانه ای چیست؟ (راهنمای کامل انواع، کاربرد و مزایا)

شیر پروانه ای (Butterfly Valve) یکی از پرکاربردترین انواع شیرالات صنعتی است که برای قطع، وصل و تنظیم جریان سیال در خطوط لوله استفاده میشود. این شیر به دلیل ساختار ساده، وزن کم و عملکرد سریع (باز و بسته شدن با یک چرخش ۹۰ درجه)، در صنایع مختلفی از جمله اب و فاضلاب، نفت و گاز، پتروشیمی و سیستم های تهویه مطبوع کاربرد گسترده ای دارد. اصلی ترین اجزای ان شامل بدنه، دیسک، شفت و نشیمنگاه (سیت) می باشد.

در ادامه، من یک راهنمای کامل برای شما اماده کردم تا با تمام جنبه های این قطعه مهم، از نحوه عملکرد تا انواع مختلف ان، اشنا شوید.👇

شیر پروانه ای چگونه کار می کند؟ (یک توضیح خیلی ساده)

خب، بیایید اول ببینیم این شیر چطور کار می کند. عملکرد شیر پروانه ای بسیار ساده و هوشمندانه است. داخل بدنه این شیر، یک دیسک دایره ای شکل قرار دارد که به یک محور یا شفت متصل است. این دیسک دقیقا مثل یک پروانه عمل می کند.

وقتی شیر باز است، این دیسک موازی با جهت جریان سیال قرار می گیرد و اجازه میدهد سیال با کمترین مقاومت از ان عبور کند. حالا برای بستن شیر، فقط کافی است شفت را ۹۰ درجه بچرخانید. با این کار، دیسک هم ۹۰ درجه چرخیده و عمود بر جهت جریان قرار می گیرد و مسیر را به طور کامل مسدود می کند.

این عملکرد سریع، یکی از بزرگترین مزایای شیرهای پروانه ای است که انها را برای کاربردهایی که نیاز به قطع و وصل سریع جریان دارند، ایده ال می سازد.

اجزای اصلی تشکیل دهنده شیر پروانه ای

یک شیر پروانه ای از چند بخش اصلی تشکیل شده که شناخت انها به ما در درک بهتر عملکرد و تعمیرات ان کمک می کند.

• بدنه (Body): پوسته خارجی شیر که تمام قطعات دیگر را در خود جای میدهد و بین دو فلنج خط لوله قرار می گیرد.
• دیسک (Disc): همان قطعه دایره ای شکل که در مسیر جریان قرار گرفته و با چرخش خود، جریان را قطع یا وصل می کند.
• شفت یا محور (Stem): یک میله فلزی که از یک طرف به دیسک و از طرف دیگر به عملگر (اهرم یا گیربکس) متصل است و نیروی چرخش را به دیسک منتقل می کند.
• نشیمنگاه یا سیت (Seat): یک حلقه لاستیکی یا فلزی که در داخل بدنه قرار دارد و دیسک در حالت بسته روی ان می نشیند تا اب بندی کامل را ایجاد کند. جنس این قطعه برای دوام شیر بسیار مهم است.
• عملگر (Actuator): بخشی که شما با ان شیر را باز و بسته می کنید. این عملگر میتواند یک اهرم دستی ساده، یک گیربکس با فلکه، یا یک عملگر پنوماتیک یا الکتریکی باشد.

انواع شیر پروانه ای بر اساس نوع اتصال

شیرهای پروانه ای بر اساس نحوه اتصالشان به خط لوله، به چند دسته اصلی تقسیم میشوند. انتخاب نوع مناسب، به فشار سیستم و نیازهای نصب بستگی دارد.

۱. شیر پروانه ای ویفری (Wafer Type)

این مدل، رایج ترین و اقتصادی ترین نوع شیر پروانه ای است. بدنه این شیرها هیچگونه فلنجی ندارد و بین دو فلنج خط لوله قرار گرفته و با پیچ های بلند که از هر دو فلنج عبور می کنند، در جای خود محکم میشود. این مدل برای فشارهای پایین و متوسط مناسب است.

۲. شیر پروانه ای لاگ (Lug Type)

این مدل شبیه به نوع ویفری است، با این تفاوت که روی بدنه ان، سوراخ های رزوه شده ای (شبیه به گوشواره یا Lug) وجود دارد. در این حالت، هر فلنج خط لوله با پیچ های جداگانه به بدنه شیر متصل میشود. این نوع اتصال، محکم تر و قابل اعتمادتر از نوع ویفری است و برای فشارهای بالاتر و همچنین برای کاربردهای انتهای خط (جایی که فقط یک طرف شیر به لوله وصل است) مناسب می باشد.

۳. شیر پروانه ای فلنج دار (Flanged Type)

در این مدل، خود بدنه شیر دارای دو فلنج در دو طرف است که مستقیما به فلنج های خط لوله پیچ میشوند. این نوع اتصال، قوی ترین و سنگین ترین نوع است و معمولا برای سایزهای بسیار بزرگ و سیستم های با فشار بالا استفاده میشود.

انواع شیر پروانه ای بر اساس نوع عملگر (Actuator)

نحوه باز و بسته کردن شیر پروانه ای هم میتواند متفاوت باشد.

• اهرمی (Lever): ساده ترین نوع که با یک اهرم دستی کار می کند و برای سایزهای کوچک مناسب است.
• گیربکسی (Gear): برای سایزهای بزرگتر که باز و بسته کردن انها با اهرم سخت است، از یک گیربکس و یک فلکه دستی استفاده میشود.
• پنوماتیک (Pneumatic): در این مدل، یک عملگر پنوماتیک با استفاده از فشار هوا، شیر را به سرعت باز و بسته می کند.
• الکتریکی (Electric): در این نوع، یک موتور الکتریکی کوچک وظیفه چرخاندن شفت و باز و بسته کردن شیر را بر عهده دارد.

مزایای شیرهای پروانه ای چیست؟

حالا سوال این است که چرا این شیرها اینقدر محبوب هستند؟

• سبک و کم حجم: در مقایسه با شیرهای دیگر مثل شیر کشویی یا شیر توپی، وزن و حجم بسیار کمتری دارند.
• عملکرد سریع: با یک چرخش ۹۰ درجه به طور کامل باز یا بسته میشوند.
• افت فشار کم: در حالت کاملا باز، دیسک نازک انها کمترین مقاومت را در برابر جریان ایجاد می کند.
• هزینه کمتر: به دلیل ساختار ساده تر و مواد کمتر، معمولا قیمت مناسب تری دارند.
• نصب اسان: به خصوص مدل های ویفری، به راحتی بین دو فلنج نصب میشوند.

معایب شیرهای پروانه ای چیست؟

البته این شیرها معایبی هم دارند که باید در نظر گرفته شوند.

• محدودیت در تنظیم دقیق جریان: اگرچه میتوان از انها برای تنظیم جریان استفاده کرد، اما برای کنترل بسیار دقیق جریان، شیرهای سوزنی یا کروی عملکرد بهتری دارند.
• حساسیت دیسک به تلاطم: در حالت نیمه باز، دیسک ممکن است تحت تاثیر تلاطم جریان قرار گرفته و دچار لرزش شود.
• فرسایش نشیمنگاه: در سیالات ساینده یا سرعت های بالا، نشیمنگاه لاستیکی (سیت) ممکن است به مرور زمان فرسوده شود.

کاربردهای اصلی شیر پروانه ای در کجاست؟

با توجه به مزایایی که گفتیم، از این شیرها در طیف وسیعی از صنایع استفاده میشود. برخی از مهم ترین کاربردها عبارتند از:

• سیستم های اب و فاضلاب: برای قطع و وصل کردن جریان در خطوط لوله اصلی و تصفیه خانه ها.
• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: برای انتقال سیالات مختلف.
• سیستم های تهویه مطبوع (HVAC): در خطوط لوله چیلرها و برج های خنک کننده.
• صنایع غذایی و دارویی: به خصوص مدل هایی با بدنه استنلس استیل.
• نیروگاه ها و سیستم های انتقال انرژی.

نتیجه گیری

در نهایت، شیر پروانه ای یک قطعه مهندسی شده ساده، کارامد و اقتصادی است که نقش بسیار مهمی در کنترل جریان سیالات در صنایع مختلف ایفا می کند. ما با هم یاد گرفتیم که این شیر چگونه کار می کند، چه انواعی دارد و مزایا و معایب ان چیست. ساختار سبک، عملکرد سریع و هزینه مناسب، این شیر را به یکی از اولین انتخاب ها برای بسیاری از طراحان و مهندسان تاسیسات تبدیل کرده است.

به یاد داشته باشید که انتخاب نوع صحیح شیر پروانه ای (از نظر جنس، نوع اتصال و عملگر) بستگی به شرایط کاری، نوع سیال، فشار و دمای سیستم شما دارد. انتخاب درست، تضمین کننده یک عملکرد طولانی مدت و بدون دردسر خواهد بود. ایا شما هم تجربه ای در کار با این نوع شیرها دارید؟