قطعات شیر پروانه ای کدامند؟ اجزاء و نحوه عملکرد کلی هرکدام

شیر پروانه ای یا باترفلای ولو (Butterfly Valve)، یکی از پرکاربردترین شیرآلات صنعتی است که برای کنترل و قطع یا وصل جریان سیالات در صنایع مختلف به کار می رود. این شیر از اجزای مختلفی تشکیل شده که هر کدام نقش مهمی در عملکرد آن دارند.

شیر پروانه ای مانند شیر توپی از انواع شیرهای ربع گرد چرخشی (quarter-turn) است که با چرخش 90 درجه ای مجرابند آن مسیر سیالات عبوری کنترل می شود.نام آن از دیسک دایره ای گرفته شده است که در مرکز بدنه شیر قرار دارد و برای کنترل جریان روی یک شفت یا استم می چرخد.

هنگامی که شیر به طور کامل باز می شود، دیسک با جهت جریان همسو می شود و انسداد و افت فشار را به حداقل می رساند. اما چرخش 90 درجه ای دیسک، جریان را به طور کامل قطع می کند و آن را به یک شیر on/off قابل اعتماد تبدیل می کند.

انتخاب مواد و جنس هر یک از این اجزا به نوع سیال، فشار، دما و سایر شرایط کاری بستگی دارد. استفاده از قطعات با کیفیت و اورجینال باعث افزایش طول عمر شیر و اطمینان از عملکرد صحیح آن می‌شود. در ادامه این مقاله به معرفی این اجزا و عملکرد کلی آن‌ها می‌پردازیم.

اجزای اصلی شیر پروانه ای

اجزای اصلی یک شیر پروانه‌ای شامل استم، بدنه، آب‌بندی دیسک، کلاهک و عملگر است. طراحی هر جزء بسته به متریال استفاده شده، در تماس بودن با سیال فرآیندی، دما و فشار متفاوت است. در ادامه اجزای اصلی تشکیل دهنده شیر پروانه ای به شرح زیر است:

بدنه (Body):

بدنه شیر پروانه‌ای، محفظه اصلی شیر است که سایر اجزا در آن قرار می‌گیرند. بدنه معمولاً از جنس چدن، فولاد، یا مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می‌شود و وظیفه تحمل فشار سیال و اتصال شیر به سیستم لوله کشی را بر عهده دارد.

در واقع جهت نصب بدنه شیر پروانه ای بین دو فلنج قرار می گیرد. رایج ترین انواع اتصالات شیر پروانه ای فلنجی، لاگ، ویفری است.

شیر پروانه ای فلنجی با توجه به آب بندی عالی در فشارهای بالا بیشتر از دو نوع ویفری و لاگ در صنایع نفت و گاز کاربرد دارد. از مزایای اتصال ویفری در مقایسه با فلنجی و لاگ میتوان به وزن سبک و ارزان قیمت آن اشاره کرد.

دیسک (Disc):

دیسک یا مجرابند، عضو اصلی شیر پروانه‌ای است. این قطعه معمولاً به شکل یک صفحه دایره‌ای است که در مرکز آن یک محور وجود دارد. دیسک حول این محور می‌چرخد و با قرار گرفتن درمسیر جریان سیال، آن را قطع یا تنظیم می‌کند. به عبارت بهتر چرخاندن دیسک به اندازه یک‌چهارم دور یا 90 درجه، شیر پروانه‌ای را باز و بسته می‌کند.جنس دیسک از مواد مختلفی مانند چدن، فولاد، پلاستیک یا لاستیک ساخته شود که انتخاب جنس آن به نوع سیال و شرایط فرآیندی بستگی دارد.

استم (Stem):

استم میله‌ای نازک متصل به دیسک است و به وسیله آن دیسک به حرکت در می‌آید. در واقع استم جزئی است که دیسک را به عملگر متصل می کند و گشتاور را از طریق خود منتقل می کند. استم یا شفت معمولاً از جنس استنلس استیل ساخته می‌شود و در برابر خوردگی مقاوم است.

نشیمنگاه (Seat):

نشیمنگاه یا سیت، سطحی است که دیسک در هنگام بسته شدن شیر بر روی آن قرار می‌گیرد و باعث ایجاد آب‌بندی می‌شود. جنس نشیمنگاه می‌تواند از مواد نرم مانند لاستیک یا تفلون یا مواد سخت مانند فلز ساخته شود.

هنگامی که یک شیر پروانه ای را می بندید، دیسک به طور ایمن روی این سیت فشار می آورد و از قطع جریان اطمینان حاصل می کند. رایج ترین متریال آب بندی در شیرهای پروانه ای شامل PTFE، EPDM یا VITON است که بر اساس محدوده دما و فشاری و ویژگی های سیال فرآیندی مورد استفاده قرار می گیرد.

عملگر (Actuator):

عملگر برقی یا اکچویتور الکتریکی تجهیزی است که نیروی لازم برای چرخاندن دیسک شیر را تأمین می ‌کند. عملگرها انواع مختلفی مانند دستی، پنوماتیکی، هیدرولیکی و برقی دارند.

عملگرهای دستی شامل اهرمی و گیربکسی می شوند که عملگرهای اهرمی در سایزهای حداکثر 8 اینچ به کار می رود. اما از عملگرهای پنوماتیکی و برقی با کنترل از راه دور با حذف اپراتور و سرعت بالا در باز و بسته شدن شیر استفاده می شود.

کلاهک شیر پروانه‌ای (Valve Bonnet):

کلاهک شیر پروانه‌ای قطعه‌ای است که بر روی بدنه شیر نصب می‌شود و از اجزای داخلی شیر محافظت می‌کند.

انواع لاینر شیر پروانه‌ای

لاینر (Liner) یک لایه محافظتی است که در داخل بدنه شیر پروانه‌ای نصب می‌شود. این لایه معمولاً از جنس مواد نرم مانند لاستیک، تفلون یا EPDM ساخته می‌شود. لاینر از تماس مستقیم سیال با بدنه فلزی شیر جلوگیری کرده و از خوردگی و سایش آن جلوگیری می‌کند. همچنین لاینر باعث بهبود آب‌بندی شیر و کاهش اصطکاک بین دیسک و بدنه می‌شود.

لاستیک مورد استفاده در شیر پروانه‌ای معمولاً به عنوان لاینر یا نشیمنگاه استفاده می‌شود. این لاستیک‌ها باید در برابر حرارت، فشار، مواد شیمیایی و سایش مقاوم باشند. رایج‌ترین انواع لاستیک مورد استفاده در شیرهای پروانه‌ای عبارتند از:

• EPDM: این نوع لاستیک در برابر حرارت، اوزون و بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است.
• NBR: این نوع لاستیک در برابر روغن‌ها، گریس‌ها و حلال‌های نفتی مقاوم است.
• Viton: این نوع لاستیک در برابر حرارت بالا، مواد شیمیایی قوی و روغن‌ها مقاوم است.

عملکرد شیر پروانه ای

در مرکز شیر پروانه ای یک دیسک فلزی وجود دارد که روی یک استم نصب شده است. هنگامی که شیر بسته می شود، آن دیسک به طور کامل مسیر عبورجریان را مسدود می کند.

شیرهای پروانه ای با عملگرهای دستی (اهرمی یا گیربکس) و اتومات نیز (پنوماتیکی یا برقی) مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع عملگر یا اکچویتور گشتاور یا نیروی مورد نیاز برای باز و بسته شدن دیسک شیر را فراهم می کند.

هنگامی که شیر پروانه‌ای باز می‌شود، دیسک به موازات جریان سیال قرار می‌گیرد و مسیر جریان را باز می‌کند. با چرخاندن دیسک به زاویه ۹۰ درجه، دیسک عمود بر مسیر جریان قرار می‌گیرد و جریان سیال قطع می‌شود.

شیر پروانه‌ای به دلیل تعداد کم قطعات متحرک، هزینه‌های نگهداری پایین و طراحی ساده، در بسیاری از صنایع کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است. این نوع شیر به‌ویژه برای سیستم‌های با جریان بالا و فشار پایین مناسب است.

مزایای شیر پروانه ای

• ساختار ساده و کاهش هزینه های نگهداری
• در مقایسه با شیرهای دیگر مقرون به صرفه
• سازگار با طیف وسیعی از مایعات و کاربردها
• قابلیت مدیریت جریان سیال بالا با مواد معلق در فشارهای نسبتاً کم
• طراحی فشرده، وزن کم و ابعاد کوچک
• سرعت عمل بالا در باز و بسته شدن
• قابلیت نصب در اندازه‌های بزرگ
• افت فشار کم

کاربردهای شیر پروانه ای

شیرهای پروانه‌ای در صنایع مختلفی مانند نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، صنایع غذایی و دارویی استفاده می‌شوند. این شیرها برای قطع و وصل جریان، تنظیم جریان و کنترل فشار سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در انتخاب شیر پروانه‌ای مناسب، باید به عوامل مختلفی مانند نوع سیال، فشار و دمای کاری، اندازه خط لوله و نوع عملگر توجه کرد.

راهنمای انتخاب شیر پروانه ای

انتخاب شیر پروانه ای مناسب برای کاربردهای مختلف شامل در نظر گرفتن چندین فاکتور برای اطمینان از عملکرد و کارایی بهینه است. برخی از مهمترین نکات و پارامترهای انتخاب شیر پروانه ای عبارتنداز:

1. سیال فرآیندی: نوع سیالی که از طریق شیر منتقل می شود به طور قابل توجهی بر انتخاب تأثیر می گذارد. عواملی مانند دما، خورندگی و ویسکوزیته سیال را در نظر بگیرید.
2. سایز شیر: اطمینان حاصل کنید که اندازه شیر برای نرخ جریان مورد نظر و قطر لوله مناسب است تا از محدودیت یا ناکارآمدی جریان جلوگیری شود.
3. شرایط فرآیندی: برای انتخاب شیری که بتواند در برابر شرایط عملیاتی مقاومت کند، عواملی مانند فشار، دما، نوع سیال و ویژگی های جریان را در نظر بگیرید.
4. متریال: جنس شیر پروانه ای را با توجه به سیال و محدوده دما و فشار انتخاب نمایید تا از خوردگی یا فرسایش جلوگیری شود.
5. اتصالات انتهایی: اطمینان حاصل کنید که اتصالات انتهایی شیر با سیستم لوله کشی موجود مطابقت دارد تا نصب و سازگاری را تسهیل کند.
6. مکانیسم آب بندی: بین شیر با آب بندی نرم (لاستیکی) یا فلزی بر اساس الزامات کاربرد برای کاربردهای آب بندی محکم یا در دمای بالا تصمیم بگیرید.
7. نوع اکچویتور: بر اساس نیازهای عملیاتی و سطح اتوماسیون مورد نظر، تعیین کنید که آیا به عملگر دستی، پنوماتیک، الکتریکی یا هیدرولیکی نیاز است.
8. قیمت: هزینه اولیه، نیازهای تعمیر و نگهداری و عمر مورد انتظار شیر را برای انتخاب مقرون به صرفه ارزیابی کنید.
9. برند سازنده: در نظر داشته باشید که برندهای معتبر و مشهور با توجه به کیفیت محصولات از قیمت بالاتری برخوردار هستند.

با ارزیابی دقیق این عوامل و مشاوره با کارشناسان تجهیز صنعت می توانید شیر پروانه ای مناسب را بر اساس بودجه و نیازهای فنی انتخاب کنید.

تجهیز صنعت با بیش از دو دهه سابقه درخشان، یکی از شرکت های فعال در تامین تجهیزات و واردات قطعات صنعتی در حوزه تجهیزات برق و ابزار دقیق، اتوماسیون صنعتی، شیرآلات صنعتی و پایپینگی، تجهیزات آزمایشگاهی و آنالایزرهای شیمیایی، تجهیزات کالیبراسیون و تست و اندازه گیری پرتابل است.

این فروشگاه بزرگ جهت افزایش سطح کیفی صنایع مختلف انواع شیر پروانه ای را از برندهای مختلف با بهترین کیفیت و قیمت مناسب به فروش می رساند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید، مشاوره فنی و استعلام قیمت شیر پروانه ای با کارشناسان فنی و فروش ما تماس 87700142 021 بگیرید.