مقالات, مقالات استنلس استیل
شیر پروانه استیل چیست؟
دی
شیرهای صنعتی نقش بسیار مهم و اساسی در طراحی خطوط انتقال و فراوری سیالات دارند. این تجهیزات برای قطع و وصل و کنترل جریان سیالات مورد استفاده قرار میگیرند و با توجه به انواع مختلفشان، کاربردهای متنوعی نیز دارند. یکی از کاربریترین شیرهای مورد استفاده در صنعت، باترفلای ولو (Butterfly Valve) استیل یا شیر پروانهایست که در صنایع آب و فاضلاب، صنایع غذایی، صنایع پتروشیمی و … استفاده میشود. در این مطلب قصد داریم انواع این شیر و کاربردهای مختلف آنها را بررسی کنیم.
شیر پروانهای صنعتی چیست؟
باترفلای ولو از شیرهای کاربردی در صنعت است که با توجه به نوع طراحی معمولاً برای قطع و وصل کردن سریع جریان استفاده میشوند. این شیرها با چرخش 90 درجهای (یک چهارم دور) باز و بسته میشوند. ویژگی های شیر پروانهای استیل به گونهایست که در کاربردهایی با دمای تا حدودی بالا و خورندگی شدید، به خوبی عمل میکند و در مقابل نشتی مقاوم است. این ویژگی سبب شدهاست تا این شیر در صنایع تولید انرژی و فرآوری محصولات نفتی، کاربرد گستردهای داشته باشد.
باترفلای ولو از نیمه دوم قرن هجدهم مورد استفاده قرار گرفت و در طراحیهای اولیه موتور بخار جیمز وات از آن استفاده شد. با پیشرفت علم و تکنولوژی شیر پروانهای از متریالهای مقاوم ساخته شد و به همین دلیل نیز انواع آن امروزه میتوانند در تمام محیطهای صنعتی ایفای نقش کنند. گریدهای استنلس استیل 304 و 316 از پرکاربردترین متریلهای مورد استفاده در ساخت این شیرها هستند. در محیطهایی با شرایط محیطی سختتر استیل 316 نسبت به استیل 304 ارجحیت دارد.
اجزای شیر پروانهای استیل چیست؟
باترفلای ولو از اجزای مختلفی تشکیل شدهاست که در کنار یکدیگر میتوانند جربان سیال را کنترل کنند. بخشهای مورد استفاده در این شیرها به صورت زیر هستند:
- بدنه (Body): جز اصلی باترفلای ولو بدنه آن است که از آلیاژهای مختلفی ساخته میشود. استنلس استیل به دلیل مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی و همچنین قابلیت تحمل دمای بالا، در ساخت بدنه و سایز اجزای شیر پروانهای بسیار کاربردی است. شیر پروانهای در چهار نوع ویفری، نوع لوگ، نوع فلنج دار و جوشی ساخته میشود که هر کدام با توجه به شرایط و محیط کاری کاربردهای خاص خود را دارند.
- ساقه یا استم (Stem): ساقه در شیر پروانهای استیل وظیفه انتقال نیرو به دیسک را دارد و سبب حرکت آن میشود. ساقه به وسیله یک شفت به دیسک متصل میشود و با چرخش دیسک جریان سیال را کنترل میکند.
- دیسک (Disc): دیسک صفحهای متحرک در باترفلای ولو است که 90 درجه یا یک چهارم ساعت توسط ساقه میچرخد. با بسته یا باز شدن دیسک، جریان سیال نیز قطع و وصل میشود.
- نشیمن (Seat): سطحی در داخل بدنه قرار دارد که با دیسک در ارتباط است و نقش آببندی شیر را نیز ایفا میکند. این قسمت میتواند از مواد مختلفی مانند لاستیک، تفلون، و …. ساخته شود. متریال مورد استفاده برای ساخت این بخش باید به گونهای باشد که در برابر خوردگی مقاومت داشته باشد. اغلب برای هر کاربری از مادهای خاص استفاده میشود.
نشانه و نماد شیر پروانهای
در نقشههای صنعتی و P&ID شیر پروانهای با دو خط عمودی موازی و یک خط قطری از بالای خط سمت چپ به پایین خط سمت راست نشان داده میشود. در مرکز خط قطری یک دایره تو پر نیز وجود دارد. حالات مختلف اتصال باترفلای ولو در سیستم نیز در این نماد مشخص میشود. علاوه بر این حالت باز یا بسته در این نماد با یک خط افقی مشخص میشود.
انواع شیر پروانه ای استیل چیست؟
باترفلای ولو انواع مختلفی دارد که میتوانند در سیستمهای مختلف استفاده شوند. در این بخش انواع مختلف این نوع شیر را بررسی میکنیم:
- شیر پروانهای ویفری (Wafer): یکی از انواع پرکاربرد شیر پروانهای استیل نوع ویفری است که در مسیر سیال بین دو فلنج لوله نصب میشود. این نوع شیر ابعاد کوچکی دارد. با توجه به نوع طراحی آنها از شیر پروانهای ویفری در انتهای خطوط سیال استفاده نمیشود. این نوع شیر نسبت به سایر انواع دیگر آن سبکتر و ارزانتر هستند و اغلب در کابردهای فشار پایین استفاده میشوند. مزیت این شیرها اشغال فضای کمتر و عدم نیاز به وجود فلنجهای اضافی در سیستم است.
- شیر پروانهای نوع لوگ (Lug): طراحی این نوع به گونهایست که میتواند به یک یا دو فلنج موجود در لوله متصل شود. خارج از بدنه این شیر تعدادی سوراخ رزوه دار وجود دارد که میتوان با کمک پیچ، این شیر را به سیستم متصل کرد. طراحی نوع لوگ امکان جداسازی یک طرف سیستم بدون تاثیر بر عملکرد طرف دیگر را فراهم میسازد. نوع لوگ میتواند در خدمات انتهای خط نیز استفاده شود.
- شیر پروانهای فلنجدار: این نوع از باترفلای ولو دارای فلنج است که اتصال آسان آن به سیستم لوله کشی را میسر میکند. این نوع شیر میتواند در خدمات انتهای خط نیز استفاده شود. نوع فلنجدار شیر پروانهای استیل برای کاربردهای دما و فشار بالا بسیار مناسبتر است.
- شیر پروانهای جوشی: یکی دیگر از انواع شیر پروانهای استیل، مدل جوشی آن است که با استفاده از جوشکاری در سیستم قرار میگیرد. انتهای دو لبه در این شیر پخ خورده و آماده جوشکاری هستند و ضخامت لبهها با ضخامت لوله، متناسب است. این نوع اتصال در سیستمهایی استفاده میشود که نیاز به تعمیرات مکرر ندارند.
انواع عملگر در شیر پروانهای استیل
انواع باترفلای ولو با توجه به شرایط و محیط کاری با اکچویتور (Actuator) یا عملگرهای مختلف ساخته میشوند. برخی از آنها، دستی هستند و برخی دیگر به صورت اتوماتیک و خودکار عمل میکنند. انواع عملگرهای مورد استفاده شیر پروانهای استیل به صورت زیر هستند:
- شیر پروانهای دستی: سادهترین نوع عملگرد باترفلای ولو به صورت دستی و معمولی است که در آن از یک چرخ یا دستگیره برای کنترل موقعیت دیسک استفاده میشود. این نوع بسیار ارزان است و معمولا برای شیرهای کوچک که نیاز به گشتاور بالایی ندارند مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع در سیستمهایی که نیاز به قطع سریع دارند استفاده نمیشود.
- شیر پروانهای الکتریکی: عملگر الکتریکی شامل یک جعبه دندهاست که میتواند گشتاور را افزایش و یا کاهش دهد. استفاده از این نوع این امکان را میدهد که با توجه به جریان ورودی، انتقال سیال را کنترل کند. استفاده از شیر پروانه ای الکتریکی مستلزم وجود منبع تغذیه پایدار است.
- عملگر دندهای (Rack and Pinion): این عملگر به نوعی یک عملگر پنوماتیکی است که دارای فنر هایی در یک محفظه است که با ورود و خروج هوای فشرده عمل میکند. زمان واکنش در این نوع از باترفلای ولو بسیار بالاست و برای سیستمهای کنترلی جریان بسیار مناسب است. این سیستم نیازمند یک منبع خارجی برای هوای فشرده است.
- عملگر یوک اسکاچ (Scotch Yoke): این نوع عملگر با استفاده از هوای فشرده و یا سیال هیدرولیکی کار میکند. این سیستم دارای یک چرخدنده و پیستون در یک سیلندر هستند. این نوع عملگر از عملگر دندهای گرانتر است اما خروجی و گشتاور بسیار بیشتری تولید میکند که برای شیر های صنعتی بزرگ با فشار بالا مناسب هستند.
سه نوع اصلی باترفلای ولو
تا اینجا با انواع شیر پروانهای استیل آشنا شدیم. اما سه نوع از شیر پروانهای با توجه به طراحی خاص آنها، کاربرد بسیار زیادی در صنعت دارند:
- شیر پروانهای زیرو آفست (Zero-offset Butterfly Valve): طراحی این نوع باترفلای ولو به صورتی است که محور دیسک و شفت با بدنه شیر هم مرکز هستند و در حالتی که شیر کاملا باز است جریان به دو قسمت مساوری تقسیم میشود. این شیرها در کاربردهایی با دما و فشار پایین استفاده میشوند.
میزان تحمل فشار در این شیرها تا حدود 250 PSI است و میتوانند تا دمای حدود 200 درجه سانتیگراد را تحمل میکنند. - شیر پروانهای دبل آفست (Double-Offset): این نوع از باترفلای ولو غیر هم مرکز و دارای دو انحراف است. این دو انحراف مربوط به محل قرار گیری شفت است که از دو محور مرکز لوله و مرکز شیر انحراف دارد.
این نوع شیر برای سیالاتی با دما و فشار بالا استفاده میشوند. این شیرها میتوانند تا فشار 1440 PSI و همچنین تا دمای 650 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرند. - شیر پروانهای تریپل آفست (Triple-Offset): پیشرفتهترین نوع باترفلای ولو است که دارای 3 انحراف نسبت به حالت شیر هممحور است. دو انحراف آن مانند شیر دبل آفست است و انحراف دیگر نشیمن مخروطی آن است. این طراحی سبب میشود تا در هنگام باز و بسته شدن، دیسک هیچ تماسی با نشیمن نداشته باشد.
تحمل دمایی این نوع شیر حدود 650 درجه سانتیگراد و تحمل فشار آن نیز حدود 1480 PSI است.
کاربردهای شیر پروانهای استیل چیست؟
ویژگی های شیر پروانهای استیل مانند مقاومت در برابر خوردگی، فشار و دما سبب میشود تا این شیرها در صنایع مختلف به خوبی ایفای نقش کنند. همانطور که گفتیم این شیر میتواند در شرایطی که نیاز به قطع و وصل جریان و همچنین کنترل جریان باشد، مورد استفاده قرار گیرد. در ادامه به برخی از صنایعی که از این نوع شیر استفاده میکنند اشاره میکنیم:
- صنایع غذایی
- صنایع فرآوری
- خطوط آب و فاضلاب
- سیستمهای پالایشگاهی
- صنایع نفت و گاز
سخن آخر
باترفلای ولو یا شیر پروانهای، یکی از پرکاربردترین شیرهای صنعتی است که با توجه به ویژگیهایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، دما و فشار میتواند به خوبی در شرایط کاری مختلف مورد استفاده قرار گیرد. این شیرها انواع مختلفی دارند که هرکدام برای کاربردی خاص طراحی شدهاست. با شناخت ویژگیها و کاربردهای شیر پروانهای استیل میتوان برای هرکاربری، شیر مناسب را انتخاب کرد.
اطلاعات خوبی بود
سلام دوست عزیز،
خوشحالیم که مطلب مورد توجه شما قرار گرفت.