معرفی
شیر پروانه‌ای یا باترفلای ولو (Butterfly Valve) نوعی از شیرهای صنعتی است که حرکت ربع‌گرد چرخشی داشته و برای راه‌اندازی، توقف و تنظیم جریان در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این نوع از شیرها سرعت عمل بالایی دارند. چرخش 90 درجه‌ای دستی شیر می‌تواند شیر را به طور کامل باز و بسته کند.
شیرهای پروانه‌ای بزرگ معمولاً به عملگرهای گیربکسی تجهیز شدهاند در جایی که هندویل به وسیله گیربکس به استم متصل می‌شود. این عملگرها نیرو را کاهش می‌دهند اما به طور مشابه باعث کاهش سرعت عملیات نیز می‌شوند.
این نوع از ولوها باید حتماً در موقعیت درستی نصب شوند. اگر باترفلای ولو در هنگام نصب بسته باشد، نشیمن‌گاه لاستیکی در دیسک شیر فرو رفته و باز کردن آن را مشکل می‌کند.
شیرهای پروانه‌ای معمولی، بدنه کوچک مدور، دیسک دایره‌ای شکل، شفت، و یک نشیمن‌گاه سخت یا نرم دارند.
شیرهای پروانه‌ای معمولی، بدنه کوچک مدور، دیسک دایره‌ای شکل، شفت، و یک نشیمن‌گاه سخت یا نرم دارند که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید.
در این رابطه بخوانید:
انواع شیرهای پروانه‌ای
بر اساس نوع اتصالات (اند کانکشن) بدنه شیرهای پروانه‌ای، انواع زیر موجود می‌باشد:
- اتصال نوع ویفری
- اتصال نوع لاگ (Lug)
- هر دو اتصال فلنجی باشد
- اتصال نوع جوشی
شیرهای پروانه‌ای ویفری (Wafer Butterfly Valve)
بدنه ویفری بین فلنج‌های خط لوله و فلنج‌های پیچ شده که بدنه شیر را احاطه کرده، قرار گرفته است. نصب باترفلای ولوهای ویفری ساده است اما به عنوان شیر ایزوله نمی‌توان از آن‌ها استفاده کرد.
شیرهای پروانه‌ای ویفری
شیرهای پروانه‌ای از نوع لاگ (Lug Style Butterfly Valve)
همان‌طور که تصویر زیر مشاهده می‌کنید، این نوع از شیرها دور بدنه خود لاگ‌هایی برآمده دارند که محل اتصال پیچ‌های خط لوله و بدنه است و نسبت به نوع ویفری اتصال بهتر و در نتیجه آببندی بیشتری را فراهم می‌کنند.
شیرهای پروانه‌ای از نوع لاگ
شیرهای پروانه‌ای فلنجی (Flanged Butterfly Valve)
در این نوع شیرها، بدنه فلنجی به فلنج‌های خط لوله متصل می‌شود.
شیرهای پروانه‌ای فلنجی
اتصال نوع جوشی (Butt Welded Ends Types)
این نوع از باترفلای ولوها به دلیل جوش خوردن به خط لوله به صورت مستقیم در سرویس‌هایی که دارای فشار بالا هستند به کار می‌روند.
اتصال نوع جوشی
در این رابطه بخوانید:
انواع نشیمن‌گاه
شیرهای پروانه‌ای می‌توانند نشیمن‌گاه‌هایی از نوع فلزی، نشیمن‌گاه نرم، و یا به صورت پوشش کامل بدنه و دیسک داشته باشند. از چپ به راست، تصویر اول مربوط به نشیمن‌گاه نرم با پوشش کامل بدنه و دیسک است. تصویر دوم یک نشیمن‌گاه نرم با دیسک فلزی و تصویر سوم شیر پروانه‌ای با نشیمن‌گاه و دیسک فلزی را نشان می‌دهد.
انواع نشیمن‌گاه شیر پروانه‌ای
دیسک در شیرهای پروانه‌ای می‌تواند به صورت دایره‌های هم‌مرکز (Concentric) یا خارج از مرکز (Eccentric) با بدنه باشد.
شیر پروانه‌ای Zero Offset
از این مدل شیرهای پروانه‌ای در سرویس‌هایی با دما و فشار پایین استفاده می‌کنند. در این طراحی، محور دیسک و شفت با بدنه شیر متحدالمرکز می‌باشند. در موقعیت باز، دیسک، جریان را به دو نیمه‌ی مساوی تقسیم می‌کند، به وسیله‌ی یک دیسک در مرکز و که موازی با جریان قرار دارد.
شیر پروانه‌ای Zero Offset
این مدل از شیر، نشیمن‌گاه مقاوم دارد. هنگامی که دیسک فرم نشیمن‌گاه نرم را تغییر می‌دهد، آببندی صورت می‌گیرد. در حین عملیات باز و بسته کردن شیر بین دیسک و نشیمن‌گاه اصطکاک به وجود می‌آید که از معایب نوع Zero offset به شمار می‌رود.
شیر پروانه‌ای Double Offset
دیسک در این نوع، از محور مرکزی شیر و بدنه آن انحراف دارد. این انحراف در زمان عملیات باعث بالا رفتن میزان آببندی می‌شود.
Double Offset باز و بسته کردن شیر را راحت‌تر می‌کند زیرا اصطکاک وارده تنها در چند درجه اول هنگام باز کردن و چند درجه آخر هنگام بستن (تقریبا 10 درجه) اعمال می‌شود.
این مدل از شیر، نشیمن‌گاه مقاوم دارد. هنگامی که دیسک فرم نشیمن‌گاه نرم را تغییر می‌دهد، آببندی صورت می‌گیرد. در حین عملیات باز و بسته کردن شیر بین دیسک و نشیمن‌گاه اصطکاک به وجود می‌آید که از معایب نوع Zero offset به شمار می‌رود.
شیر پروانه‌ای Triple Offset
در طراحی هندسی نشیمن‌گاه این نوع از شیرهای پروانه‌ای سه انحراف وجود دارد. این طراحی فرآیند چرخش بدون اصطکاک دیسک را تضمین می‌کند.
تماس فقط در نقطه نهایی بسته شدن با زاویه 90 درجه به عنوان یک توقف مکانیکی انجام می شود؛ این نوع طراحی معمولاً برای حالتی که Seat فلزی داشته باشیم استفاده می‌شود.
همچنین بخوانید:
کاربردهای شیرهای پروانه‌ای
- این مدل از شیرها در بسیاری از سرویس‌های دارای سیالات مختلف استفاده شده و در کاربردهای دوغاب‌ها نیز به خوبی عمل می‌کنند. آن‌ها همچنین در سرویس‌های مایعات، بخار، سرمایش، سرمایش آب، هوا، گازها، آتش‌نشانی و مکش استفاده می‌شوند.
- شیرهای پروانه‌ای در بسیاری از صنایع حتی با سرویس‌های با فشار و دمای بسیار بالا کاربرد دارند.
مزایای شیر پروانه‌ای
- شیرهای پروانه‌ای به دلیل فشرده بودن و وزن پایین در طراحی برای سرویس‌هایی که نیاز به شیرهای بزرگ دارند مناسب می‌باشند، زیرا در مقایسه با دیگر انواع ولوها فضای کمتری را اشغال می‌کنند.
- به دلیل عملکرد سریع، نیاز به زمان کمتری برای باز و بسته کردن دارد.
- هزینه‌ی تعمیر باترفلای ولو ها در مقایسه با دیگر انواع ولوها پایین‌تر است.
- افت فشار در این شیرها کم است.
- شیر با نشیمن‌گاه غیر فلزی می‌تواند در جریان‌هایی که حامل مواد شیمیایی یا خورنده می‌باشند استفاده شود.
معایب شیر پروانه‌ای
- چرخش این شیرها محدود و برای سرویس‌های با اختلاف فشار کم است. همچنین دیسک با زاویه بین 30 تا 80 درجه باز می‌شود.
- در شیرهای پروانه‌ای شانس کاویتاسیون و خفگی هنگامی که دیسک به صورت همیشگی در معرض تلاطم جریان باشد وجود دارد و بر حرکت دیسک اثر می‌گذارد.
در این رابطه بخوانید:
