يكي از ساده‌ترين شيرهايي كه كاربرد صنعتي آن در واحدهاي نفت و پتروشيمي متداول است, شير پروانه ای است. ساختمان آن از يك بدنه معمولي و يك صفحه مدور كه تقريبا در وسط قرار دارد, تشكيل شده است. اين صفحه حول ميله‌اي در حدود 90 درجه مي‌چرخد و بوسيله اهرمي که به قسمت حركت دهنده شير وصل مي‌باشد. اين محرك ممكن است دستي يا بوسيله فشار هوا يا برق باشد. شير پروانه اي كوچك را در اندازه‌هاي 2.5 سانتی تا 50 سانتی متر مي‌سازنند.
شیر پروانه ای چیست؟
شیرپروانه ای یکی از ساده ترین مکانیزم ها را در انواع شیرآلات صنعتی دارد. این شیر با حرکتی دورانی برای قطع ، شروع و یا محدود کردن جریان مورد استفاده قرار می گیرد. این شیر ها به دلیل اینکه دستگیره ی آنها با یک چرخش 90 درجه ای ، شیر را از حالت کاملا بسته به کاملا باز منتقل کنند, شیرهای سریع و راحتی هستند. این شیرها بوسیله اهرمی به قسمت حرکت دهنده شیر متصل هستند. این محرک به صورت دستی ، برقی و یا فشار هوا ( پنیوماتیکی ) می باشند.شیرهای پروانه ای نسبت به شیرهای توپی ، کروی ، دروازه ای و مخروطی و در مصارف بزرگ دارای مزیت های زیادی هستند.
مزایایی شیر پروانه ای
- قیمت شیر پروانه ای برای استفاده در کارهای صنعتی ارزان بوده از این جهت یک محصول مقرون به صرفه محسوب می شود.
- تنوع جنس دیسک مورد نظر در شیر پروانه ای امکان انتخاب راحت را برای صنعتگران فراهم می آورد.
- خوردگی در شیر پروانه ای وجود ندارد به دلیل این که دارای محفظه خاصی برای به دام انداختن سیالاتی نیستند که در مسیر آن قرار دارد.
- چون طراحی جمع و جور و ساده ای برای شیر پروانه ای وجود دارد در نهایت با قیمت مناسب عرضه می شوند و به سادگی قابل حمل است.
- شیر پروانه ای عموما بادوام بوده و نیاز به روش های نگهداری خیلی سختی ندارند.
- شیرهای پروانه ای از نظر وزنی سبک تر از انواع شیرهای صنعتی تولید شده می باشند. سبک بودن وزن انواع مختلف شیر پروانه ای از ویژگی های مثبت آن به شمار می رود.
- عدم لزوم به تكيه گاه اضافي
- افت فشار كم
- استفاده از محرك برای باز و بسته کردن (ساده و آسان)
- استفاده از شير هم براي بستن و باز كردن و هم برای كنترل كردن سيال
- سرعت بالا
معایب شیر پروانه ای
- احتیاج به گشتاور بالا برای کنترل حرکت دیسک قابل هدایت نیست و تحت تاثیر تلاطم جریان است.
- مستعد ابتلا به کاویتاسیون در جریان های پایین تر
- قسمتی از دیسک همیشه در معرض جریان است حتی در حالت کاملا باز, بنابراین استفاده از شیرهای پروانه ای همیشه منجر به تغییر فشار می شود.
کاربردهای شیر پروانه ای
این شیر اغلب برای تاسیسات و همین طور در کارخانجات صنعتی و پالایشگاه ها کاربرد دارد که با توجه به سیالی که برای تنظیم جریان آن مورد استفاده قرار می گیرد, با انواع مختلف ارائه می گردد. انواع شیر با ابعاد و کلاس های گوناگون برای کنترل جریان سیال در واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. شیرهای پروانه ای با عملکرد آسان و راحت برای انتقال آب، گاز و مایع با فشار کم استفاده می شود.یکی از وظایف اصلی و کاربردی جهت شیرهای پروانه ای این است که سرعت جریان سیال را در زمان کم افزایش دهد.انواع شیرهای پروانه ای دارای مقاومت و طول عمر بالایی می باشند و قابل تعمیر هستند. استفاده از انواع مختلف شیرپروانه ای در صنایع مختلف به نوع سیالی که قرار است عبور کند بستگی دارد.شیرهای پروانه ای کاربردی وسیع در صنایع پتروشیمی، کارخانجات صنعتی و پالایشگاه ها دارد. یکی از انواع شیرپروانه ای که کاربردی گسترده در تاسیسات آبرسانی، هوای فشرده، گازهای خنثی و سیالات دارد شیرهای پروانه ای بدون فلنج می باشد که وضیفه اصلی آن کنترل جریان سیال می باشد.شیر پروانه ای فلنج دار بیشترین کاربرد را در فشارهای کم دارد و برای استفاده از فشارهای بالا مناسب نمی باشد. از شیرپروانه ای فلنج دار در پروژه ها، مجتمع پتروشیمی، کارخانجات صنعتی، نیرو گاه و تاسیسات دریایی استفاده می شود.برخی از کاربرد های شیرهای پروانه ای در صنایع مختلف :
- صنایع نفت ، گاز
- صنایع آب و فاضلاب
- خطوط انتقال سیالات ( مایعات و گازها)
- تاسیسات
- نیروگاه ها
- مجتمع های پتروشیمی
انواع شیرپروانه ای
1- شیرپروانه ای هم مرکز یا کم فشار
در طراحی های فشار و دما پایین یک شیر پروانه ای، دیسک و شفت دارای محورهای هم مرکز هستند. در حالتی که شیر باز است، دیسک جریان را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند. در این حالت دیسک در وسط و موازی با جریان قرار می گیرد. این مدل دارای سیت انعطاف پذیر است و در دو مدل کاور شده و بدون کاور قابل سفارش هستند.
2- شیرپروانه ای با عملکرد بالا یا بیرون از مرکز
در شیرهای پروانه ای با عملکرد بالا دیسک از مرکز شیر و شفت از مرکز دیسک انحراف دارد. انحراف به وجود آمده امکان حرکت خارج از مرکز متوالی دیسک به سمت سیت شیر را فراهم میکند. حرکت متوالی دیسک تا زمانی که در مقابل دیسک قرار می گیرد مانع از سایش ناخواسته یا شکستن سیت و دیسک به علت اصطکاک می شود. بعضی از تولیدکنندگان شیرپروانه ای را با عملکرد افست سه گانه تولید میکنند که باعث تحریک و کاهش نشتی می شوند.
جنس بدنه انواع شیرپروانه ای
جنس آلیاژهای مختلف به کار رفته برای تولید شیرپروانه ای فرق می کند و اغلب شیر پروانه ای باکیفیت از آلیاژهای ضد زنگ با مقاومت مناسب و بالا ساخته می شوند تا کاربرد مطلوب تری داشته و دوام مناسب و عمر طولانی تری را حفظ کنند. شیر پروانه ای انواع مختلفی دارد و با جنس فولاد، چدن، استنلس استیل و پلیمری به تولید می رسد. شیرپروانه ای چدنی با دو نوع چدن خاکستری و داکتیل به بازار عرضه می شود. بدنه شیرپروانه ای بدون فلنج از جنس داکتیل می باشد. موادی که برای ساخت شیرپروانه ای بدون فلنج به کار گرفته شده موجب افزایش مقاومت آن برای قطع و وصل و همین طور کنترل جریان سیال می گردد. به طور خلاصه جنس بدنه شیرپروانه ای عبارتند از:
- فولاد
- چدن
- چدن خاکستری
- داکتیل
- استنلس استیل
- پلیمری
تفاوت شیر پروانه ای و شیر کشویی
- قیمت شیرپروانه ای کمتر از شیر کشویی است
- نصب و راه اندازی شیرپروانه ای آسان تر از شیر کشویی است
- وزن شیرپروانه ای از وزن شیر کشویی کمتر است
- شافت شیرپروانه ای از شافت شیر کشویی بلندتر است
شیرپروانه ای فلنجدار
شیر پروانه ای فلنج دار دارای کاربرد بسیار زیادی در پالایشگاه ها و کارخانجات صنعتی است. این محصول دارای کیفیت بی نظیری بوده و قیمت ارزانی دارد. به طور کلی شیرهای پروانه ای فلنج دار به سه دسته تقسیم می شوند که هر یک دارای مشخصات ویژه ای هستند. دیسک شیرپروانه ای فلنج دار از بخش های مهم آن محسوب می شود. شیر فلنج دار پروانه ای به این صورت طراحی شده است که فلکه دستی به بخشی از میله گرداننده به طور دقیق اتصال دارد. مکانیزم به کار رفته برای این محصول به طور کامل در یک چرخ دنده قرار گرفته است. در صورتی که گرداننده اصلی از کار بیفتد، اهرم خلاصی آزاد می شود و در فلکه دستی در حالت صحیح از مجرابند قرار می گیرد. در شیرپروانه ای فلنج دار گرداننده اصلی می تواند هوا و یا هیدرولیک باشد. یکی از مهم ترین ویژگی های شیر پروانه ای فلنج دار به حداکثر رساندن سرعت جریان سیال است. در نظر داشته باشید که این گزینه در وضعیتی است که سیال در حداقل زمان ممکن منتقل می شود و حرکت شیر نیز بسیار سریع و البته استاندارد است.
