شیر پروانه ای چیست و چه عملکردی دارد؟

شیر پروانه ای یا باتر فلای ولو (BUTTERFLY VALVE) وظیفه قطع، وصل و کنترل جریان در سیالات با حجم بالا یا با ذرات معلق و گازهای کم فشار را دارد. شیرهای پروانه ای به دو دسته ی متحد المرکز و خارج از مرکز (عملکرد بالا) تقسیم می شوند. این شیرها بر اساس جنسشان به سه دسته ی روکش لاستیکی، روکش فلزی و روکش پلاستیکی تقسیم می شوند. به دلیل کاربرد فراوان دریچه های روکش پلاستیکی در توضیح این شیر، دریچه های روکش لاستیکی یا فلزی قرار نمی گیرد و تنها تمرکز و توجه ما روی شیرهای دریچه پلاستیکی خواهد بود اما شایان ذکر است بسیاری از مفاهیم اصلی در مورد هر سه نوع شیر به کار می رود.

شیر پروانه ای روکش لاستیکی، دریچه هایی با قیمت مقرون به صرفه و ارزان دارند و معمولاً برای فلنج های کلاس 150 یا 300 (PN10 تا PN25) استفاده می شوند. این نوع شیر پروانه ای نیاز به تکیه گاه ندارند و در دمای پایین کاربرد دارند. بزرگ ترین مزیت آن ها این است که آن ها بدون سایش و خوردگی تا مدت زمان بالایی می توانند کاربرد داشته باشند.

شیر پروانه ای روکش پلاستیکی، به دلیل جنسشان برای تماس با مواد شیمیایی قوی یا برای استعمال فوق خالص استفاده می شوند. همچنین این شیرها کاربردهای بهداشتی و یا ساینده دارند و در فلنج های کلاس 150(PN10 یا PN16) به کار برده می شوند.

استفاده شیر پروانه ای دریچه فلزی، در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر فشار بالا، حرارت بالا و یا حتی مقاومت بالا در برابر آتش دارند، است. این نوع از شیر پروانه ای به سه نوع تک افست، دو افست و سه افست تقسیم می شوند. در کنار فلنج های کلاس 150 تا کلاس 2500 (PN10 تا PN160) شیر پروانه ای دریچه فلزی قابل استفاده است.

برای کنترل جریان نوع های بسیار مختلفی از دریچه ها وجود دارد. به علت های متفاوتی مانند حالت ماده (گاز یا مایع)، فشار، محدودیت های لوله کشی و ذرات ریز مورداستفاده قرار می گیرند. توانایی باز و بسته شدن در یک چهارم دور می تواند یکی از مؤثرترین دلیل های انتخاب شیرهای دیگر باشد. شیر پروانه ای به علت های متفاوت که برخی از آن ها در بالا ذکر شد، در اکثر مواقع به عنوان وسیله کنترلی استفاده می شوند.

انواع بدنه شیر پروانه ای

بدنه شیر پروانه ای را می توان به 4 نوع اصلی ویفری، فلنجی، جوشی و لاگی تقسیم کرد که در ادامه به بحث و توضیح مختصری در مورد هرکدام از آن ها می پردازیم.

بدنه ویفری دارای دو یا چند حفره مرکزی است که به آن در نصب کمک می کند. همچنین آن ها سبک و ارزان هستند و از شیرهای پروانه ای بدنه ویفری به عنوان انتهای یک خط لوله یا برای سرویس خط پایان نمی توان استفاده کرد. شیرهای بدنه ویفری از شیرهای بدنه لاگی ازنظر قیمت ارزان تر هستند.

بدنه لاگی دارای سوراخ های مناسب برای پیچ ها به منظور اتصال به فلنج ها است. همین محل های تعبیه شده در اطراف دریچه برای پیچ ها باعث شده است تا شیر لاگی گزینه ای بی خطر و قابل اطمینان برای مشتریان باشد و اکثر خریداران و مشتریان شیر لاگی را به شیر ویفری ترجیح می دهند. قابل توجه است که گشتاورهای پیچ برای هردو شیر لاگی و ویفری در شرایط یکسان، مساوی است. در صورتی که در ساخت بدنه شیر لاگی از مواد کم استقامت استفاده شود، ممکن است شیر لاگی گشتاور کمتری نسبت به ویفری داشته باشد. یکی دیگر از مزیت های بدنه لاگی نسب به بدنه ویفری این است که از آن ها می توان برای خط پایان لوله یا به عبارتی دیگر به عنوان سرویس خط پایان استفاده کرد. همچنین استفاده از بدنه لاگی باعث می شود تا بتوان از بن بست استفاده کرد و به همین منظور می توان لوله های پایین دست را حذف کرد.

بدنه فلنجی همان طور که از نامش پیداست در دو طرف شکلی مانند فلنج دارد. شیر پروانه ای بدنه فلنجی در دریچه های با سایزهای بسیار بزرگ متداول و محبوب است. گاهی اوقات شرکت های معدودی از شیرهای U شکل استفاده می کنند که به نسبت شیرهای بدنه فلنجی ارزان تر هستند اما همیشه موازی نبودن دو فلنج می تواند مشکل ساز شوند.

شیر پروانه ای بدنه جوشی در فشارهای بسیار بالا پرکاربرد هستند. همان طور که می دانید اکثر شیرهای پلاستیکی محدود به فلنج های کلاس 150 هستند بنابراین این نوع شیرها به ندرت با روکش پلاستیکی دیده می شوند.

اجزای اصلی شیرهای پروانه ای و کاربرد این شیرها

چهار جزء اصلی شیر پروانه ای عبارت اند از: بدنه، سیت، دیسک و ساقه یا اِستم که در ادامه به طور مختصر به توضیح هرکدام از این 4 جزء اصلی می پردازیم.

بدنه: شیرهای پروانه ای هرکدام شکل بدنه خاصی دارند که این بدنه ها بین فلنج دو لوله قرار می گیرند. شیرهای لاگی و ویفری، دو نوع متداول طراحی بدنه هستند. هرکدام از این بدنه ها مزیت ها و معایبی دارند. بدنه لاگی دارای لبه های بیرون زده ای است که می تواند محل اتصالی برای فلنج های لوله باشد اما در بدنه ویفری این امکان وجود ندارد.

دیسک: دیسک درواقع معادل گیت در شیرهای دروازه ای یا توپ در دریچه های توپی است. وظیفه اصلی دیسک بستن جریان در شیر پروانه ای است. دریچه شیرهای پروانه ای توسط چرخیدن دیسک به میزان 90 درجه یا یک چهارم، باز و بسته می شوند.

ساقه یا استم: یک شفت یا یک محور یک تکه یا حتی دو تکه، می تواند ساقه یا استم یک شیر پروانه ای باشد. آن ها امکان نیروی لازم برای جداسازی یا قرارگیری دیسک از سیت را به ما می دهند. ساقه در اکثر طراحی ها توسط واسطه هایی محافظت می شود.

سیت: سیت شیرهای پروانه ای همانند سایر شیرها عمل آب بندی را در تماس با عضو مسدودکننده انجام می دهند. سیت ها از الاستومرها یا پلیمرهای متفاوت مانند پلی تترافلرو اتیلین ساخته می شوند.

شیرهای پروانه ای به دلیل افت فشار کم، عملکرد سریع، خوردگی کم و متنوع بودن جنس دیسک در کارخانه‌های صنعتی، صنایع کشاورزی و پالایشگاه ها به منظور آب رسانی یا انتقال نفت و گاز، کاربرد دارند. این شیرها به دلیل وزن کم، قیمت مناسبی دارند.