شیر پروانه ای فولادی چیست؟
یکی از انواع شیرآلات صنعتی که بسیار محبوب و پرکاربرد است شیر پروانه ای (Butterfly Valve) است. دلیل اینک به این شیر پروانه ای (باترفلای ولو) می گویند، شکل دیسک داخلی آن است که شبیه به پروانه است. اجزای اصلی شیر پروانه ای، بدنه خارجی و یک دیسک به شکل دایره می باشد.
در این مقاله منحصرا به بررسی کامل شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 پرداختیم. شما می توانید انواع شیر پروانه ای، کاربرد و مزایا این شیر را به طور کامل در این مقاله بررسی کنید.
دیسک دایره شکل شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 از قسمت بالا و پایین به شیر لولا شده است. فضای حرکت این دیسک حول محور مرکزی خودش می باشد. چرخش این دیسک جریان را برای عبور سیال باز و بسته و یا کنترل می کند. نسبت به سایر شیر ها، شیر پروانه ای (باترفلای ولو) وزن سبکتری دارد. همچنین قیمت آن نیز به نسب بسیاری دیگر از انواع شیر های فولادی ارزان تر است، از همین رو در برخی پروژه هایی که امکان پذیر باشد مصرف کنندگان یا مهندسان از این شیر به جای شیر های کروی یا توپی استفاده می کنند.
اصطلاحا به شیر پروانه شیر یک چهارم (Quarter-turn) نیز گفته می شود؛ چرا که اگر دیسک به اندازه یک ربع دایره چرخانده شود، شیر و مسیر عبور سیال باز یا بسته می شود.
مشخصات فنی شیر پروانه ای فولادی کلاس 150
استاندارد بین المللی و مورد تایید شیر پروانه ای فولادی کلاس 150، ASME B16.34 است. این شیر برای فشار کاری متوسط در خطوط انتقال سیالات صنعتی، تاسیساتی و فرآیندی مورد استفاده قرار میگیرد.
جدول مشخصات فنی شیر پروانه ای فولادی کلاس 150
|
مشخصه |
توضیحات |
|
کلاس فشاری |
Class 150 |
|
استاندارد طراحی |
ASME B16.34 |
|
نوع عملکرد |
Quarter-Turn (یکچهارم دور) |
|
محدوده دمای کاری |
بسته به متریال نشیمنگاه (معمولاً تا 200°C) |
|
متریال بدنه |
فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، استنلس استیل |
|
متریال دیسک |
فولاد، استیل، روکشدار |
|
نوع اتصال |
ویفری، لاگ، فلنجدار |
|
نوع عملگر |
دستی، گیربکسی، پنوماتیک، برقی |
|
سایزهای رایج |
2 تا 48 اینچ |
نحوه عملکرد شیر پروانه ای فولادی
عملکرد شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 بسیار شبیه به شیر توپی است زیرا که هر دو این شیرها می توانند به صورت آنی و خیلی سریع جریان سیال را قطع کنند.
در شیر پروانه ای فولادی یک شفت از مرکز دیسک عبور کرده که از بیرون شیر به عملگر متصل است. این لوله از خارج شیر به یک محرک وصل شده است. وقتی به محرک نیرو وارد می شود دیسک حول محور شفت یعنی حداکثر 90 درجه می چرخد (Rotational Motion) و باعث می شود مسیر عبور سیال باز و بسته شود. در این شیر دیسک به طور دائمی با سیال در تماس است همین امر باعث شده به دلیل قرارگیری دائمی دیسک در مسیر جریان، در شیر پروانهای نسبت به شیر توپی معمولاً افت فشار بیشتر است؛ البته باید در نظر داشته باشید که در مدلهای دابل و تریپل آفست این افت فشار بهطور قابل توجهی کاهش مییابد.
اجزای شیر پروانه ای فولادی
اجزای شیر پروانه ای به 5 بخش اصلی تقسیم می شود که هر کدام نقش مهم و تاثیرگذاری در عملکرد صحیح شیر دارند.
بدنه (Body)
بدنه همچون چارچوب اصلی است که اجزای دیگر را در خود جای می دهد و برای اینکه مقاوم باشد و بتواند فشار و دمای کاری بالا را تحمل کند بیشتر از فولاد کربنی یا استنلس استیل ساخته میشود.
نشیمنگاه (Seat)
محلی که ذیسک با بدنه تماس پیدا میکند و اصطلاحا روی هم می نشینند را نشیمنگاه می گویند. هر چه این دو قطعه بهتر روی یکدیگر قرار بگیرند آب بندی بهتر و مطمئن تری خواهیم داست. این قطعه میتواند فلزی یا نرم (PTFE، EPDM و …) باشد.
عملگر (Actuator/Handle)
عملگر درواقع قطعه ای است که باعث حرکت دیسک می شود و میتواند دستی، گیربکسی، پنوماتیک یا برقی باشد. برخی از عملگرها نیاز به اپراتور دارند و برخی دیگر نه.
دیسک (Disk)
دیسک قطعه ای است دایره شکل که درون شیر قرار دارد و در شیر پروانه ای فولادی نقش بسیار مهم و حیاتی را ایفا می کند زیرا که با چرخش خود مسیر جریان سیال را باز ، بسته و یا کنترل می کند. نوع طراحی دیسک تاثیر بسیار زیادی بر میزان افت فشار و آب بندی شیر دارد.
شفت یا ساقه (Stem / Shaft)
عملگر به تنهایی نمی تواند دیسک را به حرکت در بیاورد. برای این کار به شفت نیاز دارد. شفت یا ساقه نیروی حرکتی را از عملگر می گیرد و به دیسک منتقل می کند. جنس ساقه معمولا از فولاد یا استیل ساخته میشود.
“اجزای شیر پروانه ای بسته به نیاز و نوع کاربرد آنها می توانند از جنس های استیل، فولاد، چدن و حتی پلاستیک هم ساخته شوند.”
انواع شیر پروانه ای فولادی
شیر های پروانه ای از نظر نوع قرارگیری اجزای تشکیل دهنده، نحوه اتصال و نوع عملگر به چند دسته تقیسم می شود. در ادامه به توضیح هر یک می پردازیم.
انواع شیر پروانه ای براساس نوع قرارگیری اجزای تشکیل دهنده
به طور کلی شیر های پروانه ای به دو دسته شیر های هم مرکز و غیر هم مرکز تقسیم می شود که نوع غیر هم مرکز آن چند زیر مجموعه دارد.
شیر هم مرکز (Concentric)
به طور کلی آن چیزی که انواع شیر ها را مشخص می کند محور عمودی افقی است. اگر محور شفت دیسک دقیقاً از مرکز هندسی دیسک و نشیمنگاه عبور کند میتوان گفت که شیر پروانه ای هم مرکز است.
این دسته از شیر پروانه ای با جریان سیال اصطکاک زیادی ایجاد می کند برای همین بهتر است در پروژه هایی از آن ها اسفاده شود که فشار کاری کم و دبی پایین است. در شیر پروانه ای هم مرکز جریان سیال به دو قسمت مساوی تقسیم می شود به همین دلیل به آنها شیرهای بدون انحراف (Zero offset) نیز گفته می شود.
شیر غیر هم مرکز (Eccentric)
زمانی شیر پروانه ای فولادی غیر هم مرکز است که محل نصب لولا خارج از محور شفت یا محور افقی باشد. در مدل شیر غیر هم مرکز شیر های پروانه ای فولادی برعکس شیر هم مرکز سطح تماس سیال کمتر است زیرا که نصب این مدل شیر ها در خارج از محور یا مرکز ثقل شیر است. این مدل شیر ها مناسب فشار و دمای کاری پر فشار و بالا هستند. در ادامه می توانید با انواع زیر مجموعه های شیرهای غیر هم مرکز آشنا شوید.
1.شیر دابل آفست (Double-Offset)
لولا در این مدل از شیر پروانه ای به گونه ای طراحی شده است که خارج از محور افقی و عمودی قرار بگیرد. همانطور که قبلا هم اشاره کردیم در این مدل شیرهای پروانه ای فولادی تماس سیال با دیسک بسیار کم است، تقریبا می توان گفت که زمان عبور سیال، تماس دیسک با نشیمنگاه به حداقل میرسد و دیسک با زاویهای محدود نسبت به جریان سیال حرکت میکند؛ و این قابلیت را در شیر پروانه ای ایجاد می شود که در شرایط کاری پر فشار هم مورد استفاده قرار بگیرد.
2.شیر تریپل آفست (Triple-Offset)
طراحی شیر تریپل آفست به گونه ای است که از سه جهت خارج از مرکز قرار می گیرد، و به همین دلیل هم هست که به آن تریپل می گویند. محل لولا در این نوع شیر از شیر پروانه ای فولادی خارج از مرکز محور عمودی و افقی قرار می گیرد. از طرف دیگر زاویه بین بدنه اصلی شیر و نشیمنگاه بجای آنکه صفر باشد، در زاویه خاصی متصل می شود.
انواع شیر پروانه ای فولادی از نظر نحوه اتصال
از نظر نحوه اتصال شیر پروانه ای فولادی به دو دسته فلنج دار و غیر فلنج دار تقسیم می شود. فلنج (Flange) به نوعی اتصال می گویند که دو صفحه به کمک پیچ به خط لوله نصب می شود. این در حالی است که در نوع بدون فلنج، فقط یک صفحه وجود دارد که به شیر متصل شده که آن را به خط لوله وصل می کنند. در ادامه به انواع دسته بندی شیر پروانه ای فولادی می پردازیم.
شیر ویفری (Wafer Valve)
نوع شیر ویفری از شیر پروانه فولادی بین دو تا چهار فضا برای اتصال پیچ و مهره دارد که از طریق همین فضاهای اتصال به خط لوله وصل می شود. محل قرار گیری آن بین دو فلنج است.
به طور کلی اساس طراحی این نوع شیر از پیچ ها گرفته تا سایر اتصالات بر مبنای کاهش ارتعاش ناشی از عبور سیال می باشد. چون نقاط اتصال در این نوع از شیر پروانه ای محدود است از آن در خطوط لوله پرفشار استفاده نمی کنند.
شیر لاگ (Lug Type Valve)
اتصال شیر پروانه ای لاگ به خط لوله از طریق یک صفحه فولادی انجام می شود. نقاط اتصال در این نوع شیر از شیر پروانه ای فولادی حداقل هشت نقطه اتصال است، این نقاط به کمک پیچ و مهره به قطعات خط لوله متصل می شوند. چون در این شیر به نسبت شیر ویفری نقاط اتصال شیر به خط لوله بیشتر است پس می توان گفت که برای محیط های کاری پر فشار می توان از آنها استقاده کرد.
شیر فلنج دار (Flanged Valve)
گاهی فضای اتصال شیر کوچک و کم است و فشار سیال هم زیاد است در این مواقع ات که مهندسان از شیر فلنج دار استفاده می کنند. برای اینکه این مدل شیر پروانه بتواند فشار و دمای کاری زیاد را کنترل کند در طراحی آن هشت تا بیست نقطه اتصال تعبیه دیده شده است. جنس شیر فلنج دار از متریال های گوناگونی مثل چدن، فولاد و استیل تولید می شود.
انواع شیر پروانه ای از نظر نوع عملگر
شیر پروانه ای دستی یا اهرمی
این نوع از شیر پروانه ای همانطور که از نامش مشخص است یک دسته یا اهرم دارد. این دسته در بالای شیر قرار دارد، یک قسمت آن ثابت و دیگری متحرک است. با فشار دادن اهرم آن دیسک می چرخد و درنتیجه شیر باز یا بسته می شود. بدیهی است که فشار دادن اهرم و یاز و بسته کردن شیر حتما نیاز به یک اپراتور دارد.
شیر پروانه ای گیربکسی
این مدل شیر پروانه ای فولادی بسیار شبیه به شیر پروانه ای اهرمی است. با این تفاوت که به جای اهرم یک چرخ به کار رفته است. چرخ به گیربکس وصل بوده و چرخاندن آن باعث باز و بسته شدن شیر می شود. اما تفاوت شیر پروانه ای گیربکسی با مدل اهرمی در آن است که سرعت عمل و دوام این نوع بیشتر است. شیر پروانه ای گیربکسی نیز خودکار نبوده و همواره به یک اپراتور نیاز دارد.
شیر پروانه ای پنوماتیک یا بادی
این مدل شیر با دو مدل قبلی کاملا متفاوت است. در مدل شیر پروانه ای پنوماتیک یا بادی از یک سنسور به جای اپراتور استفاده شده و عملکرد آن به گونه ای است که سنسور جریان سیال را تشخیص می دهد و هر موقع که تشخیص دهد که شیر باید باز یا بسته شود پیامی به عملگر ارسال می شود. عملگر در این نوع شیر از نوع پنوماتیک یا بادی است و چون قدرت عملگر زیاد است، سرعت سیستم نیز بسیار بالا است.
شیر پروانه ای برقی
اگر دنبال شیری هستید که عملکرد آن کاملا خودکار و اتوماتیک باشد و در خط لوله دیگر نیازی به هیچ اپراتوری نداشته باشید پس باید سراغ شیر پروانه ای برقی بروید. البته در نظر داشته باشید که برای باز و بسته شدن این مدل شیر پروانه ای فولادی نسبت به نوع پنوماتیک نیاز به زمان بیشتری هست.
کاربرد شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 در صنایع مختلف
|
صنعت |
کاربرد |
|
نفت و گاز |
خطوط انتقال، سیستمهای کمفشار |
|
پتروشیمی |
کنترل و قطع جریان سیالات |
|
نیروگاهها |
سیستمهای خنککننده |
|
آب و فاضلاب |
خطوط انتقال و توزیع |
|
صنایع غذایی |
خطوط فرآیندی با سیال تمیز |
|
تاسیسات ساختمانی |
سیستمهای HVAC |
ویژگی های شیر پروانه ای فولادی کلاس 150
مزایای شیر پروانه ای فولادی کلاس 150
مهمترین مزایا و ویژگی های منحصر به فرد شیر پروانه ای را می توانید در ادامه مطلب مطالعه کنید.
-
وزن کمتر نسبت به شیرهای کشویی و کروی
-
قیمت اقتصادیتر نسبت به شیر کروی و توپی
-
عملکرد سریع (Quarter-Turn)
-
نصب آسان در فضاهای محدود
-
مناسب برای سایزهای بزرگ
-
قابلیت اتوماسیون با عملگرهای مختلف
معایب شیر پروانه ای فولادی کلاس 150
حتما پیش از انتخاب شیر پروانه فولادی به نکات زیر توجه کنید. زیرا انتخاب اشتباه می تواند آسیب های جبران ناپذیری را به سیستم شما وارد کند.
- افت فشار بیشتر نسبت به شیر توپی
- تماس دائمی دیسک با سیال
- دقت کنترل کمتر نسبت به شیر کروی
- محدودیت در فشارهای بسیار بالا (در مدلهای هممرکز)
مقایسه قیمت شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 با سایر شیرآلات
|
نوع شیر |
مقایسه قیمتی |
|
شیر پروانه ای |
💰 اقتصادی |
|
💰💰 متوسط |
|
|
💰💰💰 گران |
|
|
💰💰💰 گران |
|
|
💰💰 متوسط |
برای اطلاع از قیمت شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 کلیک کنید.
نکات مهم در انتخاب شیر پروانه ای فولادی
این نکته بسیار مهم را پیش از خرید خود در نظر داشته باشید که انتخاب صحیح متریال نقش به سزایی در افزایش عمر مفید و کارایی قطعات دارد. در پروژه های صنعتی که هزینه ها بسیار زیاد و سر به فلک کشیده است بهتر است پیش از خرید شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 به نکات زیر توجه کنید.
- توجه به فشار و دمای کاری
- انتخاب نوع نشیمنگاه متناسب با سیال
- بررسی نوع اتصال (ویفری، لاگ، فلنجدار)
- انتخاب نوع عملگر متناسب با سیستم
- بررسی استانداردها و برند سازنده
سوالات متداول درباره شیر پروانه ای فولادی
1.از شیر پروانه ای فولادی در فشارهای بالا می توان استفاده کرد؟
بله، اما نه از تمام مدل های آن. تنها از مدلهای دابل آفست و تریپل آفست برای فشار و دمای بالا می توانید استفاده کنید.
2.شیر پروانه ای با شیر کشویی چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟کدام یک بهتر است؟
اینکه کدام نوع شیر بهتر است کاملا بستگی به نیاز کاری و پروژه شما دارد؛ اما شیر پروانهای سبکتر، ارزانتر و سریعتر است، اما شیر کشویی افت فشار کمتری دارد.
3.آیا شیر پروانه ای قابلیت کنترل جریان را دارد؟
بله، اما دقت آن نسبت به شیر کروی کمتر است.
نتیجه گیری
اگر به دنبال شیر صنعتی هستید که علاوه بر قیمت اقتصادی، عملکرد سریع و وزن کم داشته باشد قطعا شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 یکی از پرکاربردترین آنها است. هر چند این شیر نسبت به سایر شیر ها در محیط های کاری با فشار و دمای بالا محدودیت هایی دارد، اما اگر سیستم شما نیاز به شیری دارد که در برابر فشار کاری متوسط مقاوم باشد، شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 انتخابی کاملاً منطقی و مقرونبهصرفه محسوب میشود. این شیر از نظر نوع اتصال، ساختار (هممرکز و غیرهممرکز) و عملگر بودن در انواع مختلفی طراح و تولید می شود و آن را در بسیاری از صنایع مانند نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب و تاسیسات قابل اسفاده کرده است.
در نهایت، انتخاب صحیح نوع شیر پروانه ای فولادی کلاس 150 با توجه به شرایط کاری، نوع سیال و استانداردهای پروژه، نقش مهمی در افزایش بهرهوری و طول عمر سیستم ایفا میکند.
شرکت پولادگران با بیش از 18 سال سابقه درخشان و تجربه در زمینه تامین تجهیزات پروژه های نفت، گاز، پتروشیمی، پالایشگاهی و ساختمانی آماده ارائه هر گونه خدمات جامع از مشاوره تخصصی تا تأمین و خرید تجهیزات مورد نیاز پروژهها میباشد.
