شیرهای پروانه ای شیرهای یک چهارم چرخشی هستند که برای خدمات روشن و خاموش یا تعدیل محبوب هستند. آنها سبک وزن هستند، جای نصب کمی دارند، هزینه کمتری دارند، عملکرد سریع دارند و با اندازه های دهانه بزرگ در دسترس هستند. "پروانه" دیسکی است که به یک میله متصل است. هنگامی که دریچه باز می شود، دیسک می چرخد تا مایع از آن عبور کند. هنگامی که میله دیسک را با یک چهارم چرخش در موقعیتی عمود بر جهت جریان می چرخاند، بسته می شود. درباره نحوه عملکرد شیرهای پروانه ای و زمان استفاده از آنها برای کاربردهای مختلف بیشتر بدانید.
فهرست مطالب
اصل عملیات
انواع شیر پروانه ای
روش فعال سازی
سیم کشی شیر پروانه ای
برنامه های کاربردی
دریچه توپی در مقابل شیر پروانه ای
سوالات متداول
اصل عملیات
شیرهای پروانه ای ساختار نسبتاً ساده ای دارند. شکل 2 اجزای اصلی یک شیر پروانه ای را نشان می دهد که عبارتند از بدنه، مهر و موم، دیسک و ساقه. دیسک (شکل 2 با برچسب E) یک شیر پروانه ای با مرکز لوله متصل شده و ساقه (شکل 2 با برچسب B) به یک اکچویتور برقی یا دستگیره در قسمت بیرونی شیر متصل می شود. در حالت بسته، دیسک عمود بر جریان است، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است و در برابر نشیمنگاه شیر آب بندی می کند (شکل 2 با برچسب D). یک O-ring (شکل 2 با برچسب C) در بسته بندی ساقه در برابر نشت در طول ساقه آب بندی می کند. هنگامی که اکچویتور برقی یا دسته، ساقه شیر پروانه ای را 90 درجه می چرخاند، دیسک نیز 90 درجه می چرخد تا موازی با جریان شود. چرخش جزئی اجازه می دهد تا جریان درنگ یا متناسب باشد.
شکل 2: قطعات یک شیر پروانه ای: دیسک (A)، ساقه (B)، دستگیره (C)، مهر و موم (D)، حلقه اورینگ (E)، بدنه شیر (F)
شیرهای پروانه ای که برای خدمات تعدیل استفاده می شوند می توانند دارای مشخصه خطی یا درصد برابر باشند.
خطی: هنگامی که دیسک X% باز می شود، سرعت جریان در X% از حداکثر سرعت جریان است. برای مثال، اگر دیسک 1/3 دور (30 درجه) باز شود، سرعت جریان 33.3 درصد حداکثر خواهد بود.
برابر: یک رابطه لگاریتمی بین حرکت دیسک و سرعت جریان وجود دارد. به عنوان مثال، اگر دیسک 10 درجه بچرخد و سرعت جریان از 100 به 170 متر مکعب در ساعت افزایش یابد که 70 درصد افزایش می یابد، چرخش 10 درجه بعدی باعث می شود سرعت جریان از 170 به 289 متر مکعب در ساعت افزایش یابد. که 70 درصد افزایش نیز داشته است. برای شیرهای پروانه ای پیشرفته این رابطه از 20 تا 90 درجه (کاملا باز) امکان پذیر است.
نماد شیر پروانه ای در زیر نشان داده شده است:
شیرهای پروانه‌ای در طرح‌های مختلفی وجود دارند که هر کدام کاربردها و محدوده‌های فشار خاصی دارند. شیرهای پروانه ای را می توان بر اساس طراحی بسته شدن دیسک، طراحی اتصال و روش فعال سازی آنها دسته بندی کرد.
طراحی بسته شدن دیسک
دریچه های پروانه ای بسته به محل قرارگیری ساقه در ارتباط با خط مرکزی دیسک و زاویه سطح نشیمنگاه سوپاپ می توانند متحدالمرکز یا خارج از مرکز باشند.
متحدالمرکز
ابتدایی ترین طراحی شیر پروانه ای، شیر پروانه ای مرکز یا متحدالمرکز است. ساقه از خط مرکزی دیسک می گذرد و نشیمنگاه، قطر داخلی بدنه شیر است (شکل 4 در سمت چپ). این طراحی سوپاپ با افست صفر به عنوان نشسته ارتجاعی شناخته می شود زیرا آب بندی کارآمد به انعطاف پذیری صندلی لاستیکی متکی است. هنگام بسته شدن، دیسک ابتدا با چرخش 90 درجه در حدود 85 درجه با صندلی تماس پیدا می کند. شیرهای پروانه ای متحدالمرکز برای محدوده های فشار کم مناسب هستند.
شکل 4: یک شیر پروانه ای افست صفر با دسته اهرمی (سمت چپ) و یک شیر پروانه ای غیرعادی با چرخ دستی (سمت راست).
عجیب و غریب
همانطور که در شکل 4 (راست) مشاهده می شود، ساقه دریچه پروانه ای غیرعادی از خط مرکزی دیسک عبور نمی کند، بلکه از پشت آن (برعکس جهت جریان) عبور می کند. میل سوپاپ پروانه ای تکی مستقیماً در پشت خط مرکزی دیسک قرار دارد. این طراحی میزان تماس دیسک با آب بند را قبل از بسته شدن کامل شیر کاهش می دهد. تماس کمتر باعث بهبود طول عمر شیر می شود.
در شیر پروانه ای دو افست یا دوبرابر خارج از مرکز، ساقه در پشت خط مرکزی دیسک با یک افست اضافی به یک طرف قرار دارد (شکل 5). طراحی خارج از مرکز دوگانه ساقه، تماس دیسک و صندلی را تا 1-3 درجه آخر بسته شدن دیسک کاهش می دهد.
شیر پروانه ای افست سه گانه (TOV یا TOBV) برای کاربردهای حیاتی مناسب است و طراحی مشابه شیر پروانه ای افست دوبل دارد. سومین افست محور تماس دیسک-صندلی است. سطح نشیمنگاه یک شکل مخروطی دارد که همراه با همان شکل در برآمدگی دیسک، حداقل تماس را قبل از بسته شدن کامل دریچه ایجاد می کند. شیر پروانه ای افست سه گانه کارآمدتر است و سایش کمتری را تجربه می کند. دریچه‌های افست سه‌گانه اغلب از صندلی‌های فلزی برای بسته شدن حباب‌دار ساخته می‌شوند. صندلی های فلزی شیرهای پروانه ای را برای محدوده دمای بالاتر مناسب می کند.
شیرهای پروانه ای با کارایی بالا از فشار موجود در خط لوله برای افزایش آب بندی بین نشیمنگاه و لبه دیسک استفاده می کنند. این شیرهای پروانه ای دارای درجه فشار بالاتری هستند و مستعد سایش کمتر هستند.
شکل 5: شماتیک نمای بالا یک دریچه پروانه ای غیرعادی
طراحی اتصال
شیرهای پروانه ای می توانند به روش های مختلف به سیستم لوله کشی متصل شوند. متداول ترین اتصالات عبارتند از نوع ویفر، نوع لگ و فلنج.
شکل 6: انواع اتصالات شیر پروانه ای: شیر پروانه ای از نوع ویفری (A)، شیر پروانه ای فلنجی (B)، شیر پروانه ای شکل (C).
به سبک ویفر
مقرون به صرفه ترین نسخه، ساندویچ شیر پروانه ای به سبک ویفر بین دو فلنج لوله است. پیچ‌های بلندی که از کل بدنه شیر عبور می‌کنند، فلنج‌های لوله را به هم متصل می‌کنند. این نوع اتصال برای آب بندی در برابر فشارهای دیفرانسیل دو جهته و جلوگیری از جریان برگشتی در سیستم های طراحی شده برای جریان جهانی مناسب است. برخی از نسخه های این شیر دارای سوراخ های فلنج در خارج از بدنه شیر هستند (شکل 6 با برچسب A). واشرها، حلقه‌های اورینگ و صفحه‌های تخت دریچه در دو طرف شیر با هم ترکیب می‌شوند تا آب‌بندی کارآمدی را انجام دهند.
به سبک لوگ
دریچه پروانه ای به سبک لوگ دارای درج های رزوه ای در خارج از بدنه شیر است (شکل 6 با برچسب C). دو مجموعه پیچ، بدون مهره، فلنج های لوله را به هر طرف درج های پیچ وصل می کنند. این طراحی امکان قطع اتصال یک طرف را بدون تأثیر بر عملکرد طرف دیگر برای سرویس بن بست فراهم می کند. شیرهای پروانه ای لاگ که در خدمات بن بست استفاده می شوند عموماً دارای درجه فشار پایین تری هستند. و برخلاف شیرهای پروانه ای ویفری، شیرهای لوگ سبک وزن لوله را از طریق بدنه شیر حمل می کنند.
روش فعال سازی
شیرهای پروانه ای را می توان به صورت دستی توسط دستگیره ها و چرخ دنده ها یا به طور خودکار توسط اکچویتور برقی های الکتریکی، پنوماتیکی یا هیدرولیکی کار کرد. این دستگاه ها امکان چرخش دقیق دیسک را در موقعیت های مختلف از کاملاً باز تا کاملا بسته فراهم می کنند. شرح مختصری از انواع مختلف روش های فعال سازی در زیر آمده است.
شیر پروانه ای دستی
شیرهای پروانه ای که به صورت دستی فعال می شوند، ارزان هستند و کار با آن آسان است. دو روش رایج عبارتند از:
اهرم دستی: اهرم دستی برای شیرهای پروانه ای کوچک رایج است. دسته این امکان را فراهم می کند که دریچه در حالت باز، نیمه باز یا بسته قفل شود. یک مثال را می توان در شکل 4 (سمت چپ) مشاهده کرد. دریچه‌های پروانه‌ای دوکی توسعه‌یافته دارای ساقه‌های بلندی هستند که امکان کار از راه دور شیر را هنگامی که در زیر زمین یا درون یک گودال قرار دارد، می‌دهند.
چرخ دنده: اینها برای شیرهای پروانه ای کمی بزرگتر طراحی شده اند و از گیربکس برای افزایش گشتاور به قیمت کاهش سرعت باز و بسته شدن استفاده می کنند. دریچه های دنده ای نیز قفل شونده هستند (نمی توان آنها را به عقب هدایت کرد) و می توانند به نشانگرهای موقعیت مجهز شوند. یک مثال در شکل 4 (سمت راست) قابل مشاهده است.
شکل 7: شیرهای پروانه ای دستی
شیر پروانه ای فعال
اکچویتور برقی های برقی یک روش قابل اعتماد برای کنترل شیرهای پروانه ای از یک مکان دور هستند. اکچویتور برقی‌های شیر پروانه‌ای نیز عملکرد سریع دریچه‌های بزرگتر را ممکن می‌سازد. این عملگرها را می توان به گونه ای طراحی کرد که باز شوند (در صورت خرابی اکچویتور برقی باز بمانند)، بسته شوند (در صورت خرابی اکچویتور برقی بسته بمانند) و اغلب با یک روش فعال سازی دستی در صورت خرابی، همانطور که در شکل 8 مشاهده می شود، طراحی شوند. سه نوع اکچویتور برقی اتوماتیک در زیر ذکر شده است:
شیر پروانه ای برقی (موتوری): از موتور الکتریکی برای چرخاندن میل شیر پروانه ای استفاده می کند. درباره اکچویتور برقی های الکتریکی بیشتر بدانید.
شیر پروانه ای پنوماتیکی: همانطور که در شکل 8 مشاهده می شود، برای حرکت دادن پیستون یا دیافراگم به هوای فشرده نیاز دارد تا دریچه را باز و بسته کند.
شیر پروانه ای هیدرولیک: برای حرکت دادن پیستون یا دیافراگم برای باز/بستن شیر به فشار هیدرولیک نیاز دارد.
ISO 5211: ISO 5211 یک استاندارد بین المللی است که الزامات اتصال اکچویتور برقی های قسمتی (با یا بدون گیربکس) را به شیرهای صنعتی مشخص می کند. ISO 5211 ابعاد فلنج و ابعاد اجزای اکچویتور برقی عملگرهای قسمتی را که برای اتصال آنها به اجزای اکچویتور برقی لازم است، به همراه مقادیر مرجع برای گشتاور برای رابط ها و کوپلینگ ها مشخص می کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد ISO 5211، لطفا مقاله ISO 5211 ما را بخوانید.
ISO 5752: استاندارد ISO 5752 برای شیرهای پروانه ای سری اصلی ابعاد رو به رو و مرکز به چهره برای شیرهای پروانه ای فلزی دو طرفه را مشخص می کند.
ISO 10631: ISO 10631 الزامات عمومی را برای طراحی، مواد (به عنوان مثال فولاد، چدن، چدن داکتیل، آلیاژ مس)، درجه بندی فشار/دما، و آزمایش برای شیرهای پروانه ای دارای بدنه فلزی برای استفاده در سیستم های لوله کشی فلنج دار یا لب به لب را مشخص می کند. .
ISO 16136: ISO 16136 الزامات طراحی، ویژگی های عملکردی، و ساخت شیرهای پروانه ای ساخته شده از مواد ترموپلاستیک را که برای جداسازی و خدمات کنترلی، اتصال آنها به سیستم لوله، مواد بدنه، و درجه بندی فشار/دمای آنها بین - مشخص می کند. 40 درجه سانتیگراد و + 120 درجه سانتیگراد، برای طول عمر 25 سال و همچنین آزمایشات آنها را مشخص می کند.
شکل 8: شیرهای پروانه ای پنوماتیک با چرخ دستی
سیم کشی شیر پروانه ای
یک شیر پروانه ای که به صورت الکتریکی فعال می شود دارای دو امکان سیم کشی است:
اکچویتور برقی های کنترل 2 نقطه ای: سه سیم در اکچویتور برقی های کنترل 2 نقطه ای برای +، - و یک سیم کنترل هستند. سیم کنترل باید برای باز کردن شیر و بدون برق برای بستن شیر یا بالعکس باشد. این عملکرد به ویژه در صورتی مفید است که شیر از راه دور قرار گرفته باشد. در صورت عدم تامین برق به کل واحد، شیر در آخرین موقعیت باقی می ماند.
اکچویتور برقی های کنترل 3 نقطه ای: چهار سیم در اکچویتور برقی های کنترل 3 نقطه ای برای سیم های +، - و دو کنترل هستند. دو سیگنال کنترل می توانند بسته به اینکه کدام یک منبع تغذیه باشد، شیر را ببندند یا باز کنند. کنترل 3 نقطه ای امکان توقف های میانی (تا حدی باز) را فراهم می کند. هر دو سیم کنترل نباید به طور همزمان فعال شوند، در غیر این صورت ممکن است اکچویتور برقی آسیب ببیند.
برنامه های کاربردی
شیرهای پروانه ای در صنایع و کاربردهای متنوعی مانند دارویی، شیمیایی و نفت، مواد غذایی، تامین آب، تصفیه فاضلاب، حفاظت در برابر آتش، تامین گاز، جابجایی سوخت و اتصالات بهداشتی استفاده می شوند. دریچه های پروانه ای برای آب به عنوان دریچه های کنترلی در خطوط لوله برای قطع جریان آب استفاده می شوند. این شیرها در اندازه های بزرگ موجود هستند و برای جابجایی دوغاب ها و مایعات با مقادیر نسبتاً زیاد مواد جامد در فشارهای پایین مناسب هستند. شیرهای پروانه ای از جنس استنلس استیل در کاربردهای خورنده و محیطی دریایی استفاده می شوند زیرا این ماده بسیار بادوام و مقاوم در برابر خوردگی است.
دریچه توپی در مقابل شیر پروانه ای
به طور معمول، یک شیر پروانه‌ای با ویژگی‌های مشابه شیر توپی ارزان‌تر، نصب آسان‌تر است و جای نصب کوچک‌تری دارد. با این حال، به دلیل وجود دیسک در شیرهای پروانه ای، نمی توان آنها را برای اهداف تمیز کردن پیگ کرد. شیرهای توپی برای کاربردهای پرفشار و قطر کوچک مفید هستند، زیرا برای اختلاف فشار بیشتر مناسب‌تر هستند و کمترین افت فشار را روی شیر ایجاد می‌کنند. دریچه های پروانه ای طراحی نسبتاً ساده ای با قطعات متحرک کمتر و جیب / تله های کمتر برای رسانه ها دارند. بنابراین تعمیر آنها راحت تر و نگهداری آنها ارزان تر است. برای قطر لوله های کوچک، یک شیر توپی معمولاً با گشتاور و هزینه مناسب تر است. گشتاور و مزایای هزینه شیرهای پروانه ای در حدود DN 50 و بالاتر ظاهر می شود. برای مقایسه دقیق بین هر دو نوع شیر، مقاله ما را در مورد شیرهای توپی در مقابل شیرهای پروانه ای بخوانید.
شکل 9: شیر پروانه ای (سمت چپ) و شیر توپی (راست)
سوالات متداول
شیر پروانه ای برای چه مواردی استفاده می شود؟
دریچه های پروانه ای برای کنترل روشن و خاموش یا مدوله شده سیال استفاده می شود.
آیا می توانید از شیر پروانه ای برای گاز استفاده کنید؟
بله، شیرهای پروانه ای را می توان برای مایعات و گازها استفاده کرد، اما نه برای جامدات حجیم.
مزیت شیر پروانه ای چیست؟
شیرهای پروانه ای سبک وزن هستند و می توانند هم برای کنترل خاموش و هم برای کنترل سیال مدوله شده استفاده شوند.
برای خرید این محصول می توانید با شماره های زیر تماس یگیرید:
86031739-86047201-09128446731
گیج دما