شیر پروانه ای چیست و انواع شیرپروانه ای

شیر پروانه ای (butterfly valve) نوعی شیر صنعتی و سریع بازشو است که می تواند مسیر سیال را با یک چرخش 90 درجه باز یا بسته کند. این شیر بیشتر به عنوان قطع یا وصل کننده جریان استفاده می شود.شیر پروانه ای بزرگ برای باز یا بسته شدن نیاز به یک عملگر دنده ای دارد تا از طریق چرخ دنده، قدرت به دیسک منتقل شود. اگرچه وجود عملگر می تواند باعث کم شدن نیروی موردنیاز برای باز و بسته شدن شیر شود اما از طرفی دیگر زمان باز و بسته شدن شیر طولانی تر می شود.نکته ای که باید در نصب شیرهای پروانه رعایت کرد این است که آن ها را در حالت باز باید نصب کرد تا نشیمنگاه لاستیکی در حالت بسته، مانع باز شدن شیر نشود. مهم ترین قسمت های این شیر بدنه، دیست، شفت و سیت (نشیمنگاه) هستند. نشیمنگاه این شیر ممکن است از جنس فلز یا لاستیک باشد. همچنین دیسک شیرهای پروانه ای می تواند با بدنه ی شیر هم مرکز یا غیر هم مرکز باشد و در دسته شیرهای صنعتی قرار می گیرد.انواع شیر پروانه ای (butterfly valve) و کاربردهای آنشیرهای پروانه ای به 3 دسته ی فلنج دار، ویفری و لاگ دار تقسیم می شوند. در ادامه هرکدام از این شیر پروانه ای به طور مختصر توضیح داده می شوند.محل قرارگیری شیر پروانه ای ویفری بین دو فلنج لوله است و سپس فلنج ها به وسیله پیچ و مهره به هم متصل می شوند. این شیرها به سادگی نسب می شوند اما هیچ گاه نمی توانند یک شیر ایزوله کننده باشند.شیر پروانه ای لاگ دار، تعدادی سوراخ بر روی بدنه خود دارد که امکان نصب فلنج را بر روی آن فراهم می آورد.شیر پروانه ای فلنج دار بر روی بدنه خود دو فلنج دارد که می تواند به راحتی به فلنج های لوله متصل شوند.شیرهای پروانه ای جوشی به لوله جوش داده می شوند به همین دلیل در سرویس هایی که نیاز به فشار بالا وجود دارد، استفاده می شوند.مهم ترین کاربرد شیر پروانه ای در سرویس های مختلف مانند قطع و وصل کردن سیالاتی مثل مایع، بخار، هوا و در سیستم های خلأ و آتش نشانی است.شیرهای پروانه ای از چه جنس هایی ساخته می شوند؟شیرهای پروانه ای از جنس های کربن استیل (Carbon Steel)، استنلس استیل (Stainless Steel)، استنلس استیل آستنیتیک، استنلس استیل دوپلکس، آلیاژهای نیکل، آلیاژهای تیتانیوم و آلیاژهای نیکل آلومینیوم ساخته می شوند.کربن استیلکربن استیل آلیاژی است که از ترکیب درصد خاصی از کربن با آهن ساخته می شود. در شیر پروانه ای از کربن استیل در ساخت بدنه و دیسک شیر استفاده می شود. از آنجایی که کربن استیل نسبت به سایر متریال ها ارزان تر است؛ شیرهای پروانه ای کربن استیل ارزان تر هستند. کربن استیل مقاومت کمی در برابر خوردگی دارد پس نمی توان آن ها را در مسیر سیالات خورنده استفاده کرد.استنلس استیل و آلیاژهای آنآلیاژی از آهن که با حداقل 10.5 درصد کروم ساخته شود، استنلس استیل است. کروم با ایجاد یک لایه از اکسید خود بر روی سطح آهن مانع از خوردگی آن می شود. مهم ترین آلیاژهای استنلس استیل عبارت اند از فریتیک، مارتنسیتیک، آستنیتیک و دوپلکس. استنلس استیل آستنیتیک علاوه بر کروم نیکل و عناصر دیگری نیز دارد که باعث بالا رفتن سختی آن می شود. استنلس استیل دوپلکس 50 درصد آستنیت و 50 درصد هیدروکسید آهن دارد.آلیاژهای نیکلآلیاژهای نیکل در سیستم هایی که نیاز به سختی بالا و مقاومت در برابر خوردگی باشد، استفاده می شوند. این آلیاژها بسیار گران و سنگین هستند.آلیاژ تیتانیومآلیاژ تیتانیوم دارای وزن کم و مقاومت بالا هستند. روش محافظت از خوردگی همانند آلیاژ استنلس استیل است.آلیاژ نیکل آلومینیومآلیاژ نیکل آلومینیوم از 10 درصد آلومینیوم، 5 درصد نیکل و 5 درصد آهن تشکیل شده است. این آلیاژ به خصوص در آب دریا مقاومت بالایی دارند. تنها عیب این آلیاژ سرعت بالای خورده شدن آن به نسبت استنلس استیل است.بنابراین می توان گفت که شیرها از جنس های متفاوتی ساخته می شوند و انتخاب متریال مناسب می تواند به پارامترهای مختلفی مانند هزینه، طول عمر و شرایط سیستم بستگی داشته باشد.مزایا و معایب شیرهای پروانه ای (butterfly valve)همانند تمام شیرها، شیر پروانه ای مزیت ها و عیب هایی دارد. مهم ترین مزیت ها و عیب این شیر عبارت است از:شیرهای پروانه ای سایز بزرگ، نسبت به بقیه شیرها سبک تر هستند و به نسبت فضای کمتری را اشغال می کنند.این شیرها سرعت عملکرد بالایی دارند به همین دلیل به زمان کمتری برای باز و بسته شدن نیاز دارند.شیرهای پروانه ای در مقایسه با دیگر شیرها، هزینه تعمیر و نگه داری پایین تری دارند. همچنین به دلیل طراحی خاصی که دارند، متریال کمتری در ساخت آن ها استفاده می شود به طوری که می توان گفت آن ها ازلحاظ اقتصادی شیرهای بسیار به صرفه ای هستند.افت فشار شیر پروانه ای بسیار کم است.در صورتی که نشیمنگاه شیر پروانه ای لاستیکی یا از جنس غیرفلزی باشد، از آن ها می توان در انتقال سیالات خورنده استفاده کرد.از طرفی دیگر قرار گرفتن این شیر در مسیر جریان می تواند امکان رخ دادن پدیده خفگی و کاویتاسیون را بالا ببرد که می تواند باعث آشفتگی جریان و جا به جایی دیسک شود.مقایسه شیر پروانه ای با شیر کشوییازآنجایی که شیرهای پروانه ای وزن و فضای اشغال شده کمتری نسبت به شیرهای کشویی دارند به راحتی نصب می شوند.ابعاد کوچک تر شیرهای پروانه نسبت به شیرهای کشویی باعث می شود تا در فضاهای کوچک یک شیر ایده آل باشند.شیرهای پروانه ای به سادگی با یک چرخش 90 درجه باز یا بسته می شوند.قیمت شیر پروانه ای بسیار کمتر از گیت ولو است.