برای کنترل جریان همیشه از انواع متفاوتی دریچه ها استفاده می شود. آنها به دلایل مختلفی مانند فاز (مایع یا گازها)، فشار، محدودیت های لوله کشی و محتوای مواد جامد مورد استفاده قرار می گیرند. دریچه های دیگر به دلیل توانایی باز و بسته شدن در یک چهارم دور انتخاب می شوند. از بین انواع دریچه ها، شیر پروانه ای به دلایل مختلف از جمله برخی از موارد ذکر شده به عنوان وسیله کنترل استفاده می شود.
اجزای اصلی شیر پروانه ای
شیر پروانه ای (Butterfly Valves) از 4 جزء اصلی تشکیل شده است: بدنه (Body)، دیسک (Disk)، اِستم (Stem) و سیت (Seat).
بدنه (Body): دریچه های پروانه به طور کلی بدنه هایی دارند که بین دو فلنج لوله قرار می گیرند. متداول ترین طراحی بدنه، لاگی و ویفری است. بدنه لاگی دارای لبه هایی بیرون زده می باشد که این امکان را فراهم می آورد حفره های پیچ، با فلنج های لوله ها جفت شوند.
بدنه ویفری لبه های بیرون زده ندارد. شیر ویفری بین فلنج های لوله قرار گرفته و پیچ های فلنج، بدنه را در برمی گیرند. هر نوع بدنه مزایا و امتیازاتی دارد که برخی از آنها عبارتند از:
- نوع ویفری از نوع لاگی ارزانتر است.
- نوع ویفری وزن سیستم لوله کشی را مستقیماً از طریق بدنه دریچه منتقل نمی کند.
- بدنه لاگی امکان استفاده از بن بست یا حذف لوله های پایین دست را فراهم می کند.
دیسک (Disk): عضو بسته شدن جریان یک شیر پروانه ای، دیسک است. بسیاری از تغییرات در طراحی دیسک نسبت به جهت یابی دیسک و استم در تلاش برای بهبود جریان، آب بندی و یا گشتاور تکامل یافته است. دیسک معادل پلاگ در دریچه پلاگ، گیت یا دروازه در دریچه گیت یا دروازه ای و یا بال یا توپ در دریچه بال یا توپی است. چرخاندن دیسک به یک چهارم یا 90 درجه، شیر پروانه ای را باز و بسته می کند.
استم (Stem): استمِ شیر پروانه ای ممکن است یک شافت یا محورِ یک تکه و یا دارای یک طراحی دو تکه (استم دو بخشی) باشد. استم در بیشتر طراحی های سیت انعطاف پذیر در برابر واسطه هایی محافظت می شود، بنابراین امکان انتخاب مواد کارآمد را با توجه به هزینه و خصوصیات مکانیکی فراهم می کند. در طراحی های با کارایی بالا، استم ها با واسطه در تماس بوده بنابراین باید سازگار باشند. به علاوه استم نیروی لازم برای قرار دادن و جدا کردن دیسک از سیت را فراهم می کند.
سیت (Seat): سیتِ یک دریچه پروانه ای با سیت انعطاف پذیر، از تداخل بین لبه دیسک و سیت استفاده می کند تا دریچه را مسدود کند. مواد سیت می تواند از الاستومرها یا پلیمرهای بسیار متفاوت ساخته شود. سیت ممکن است به بدنه وصل شده و یا به آن فشرده شده یا قفل شده باشد.
در شیرهای پروانه ای با کارایی بالا، مسدود کردن ممکن است با استفاده از طراحی سیت متناسب با تداخل یا طراحی سیت با انرژی ایجاد شود، جایی که فشار در خط لوله برای افزایش تداخل بین سیت و لبه دیسک استفاده می شود. متداول ترین ماده سیت به دلیل گستردگی وسیع سازگاری و دامنه دما، پلی تترا فلورو اتیلن (PTFE) یا PTFE تقویت شده (RTFE) است.
سیت های فلزی نیز در شیرهای پروانه ای با کارایی بالا ارائه شده و امکان استفاده از دریچه پروانه ای را در دمای حتی بالاتر تا 1000 درجه فارنهایت فراهم می کند. طراحی های ضد حریقی ارائه شده است که انسداد دریچه سیت پلیمری را قبل از آتش سوزی فراهم کرده و پشتیبانی سیل فلزی، خاموش شدن را در حین و بعد از آتش سوزی میسر می سازد.
پیشنهاد میشود مقاله شیر دیافراگمی را هم بخوانید.
انواع شیرهای پروانه ای (Rubber-Lined Valves)
سه دسته اصلی شیرآلات پروانه ای وجود دارد: روکش لاستیکی، روکش پلاستیکی و فلزی.
دریچه های روکش لاستیکی (Plastic-Lined Valves)
- دریچه هایی ارزان و کم هزینه، بدون نیاز به تکیه گاه ، بدون سایش و خوردگی و قابل استفاده در درجه حرارت پایین.
- به طور معمول قابل استفاده برای فلنج های 150-300 # (PN10-25)
دریچه های روکش پلاستیکی
- برای استفاده با مواد شیمیایی قوی، استعمال فوق خالص، کاربردهای بهداشتی یا ساینده
- به طور معمول قابل استفاده برای فلنج های 150 # (PN10 / 16)
دریچه های فلزی (Metal Valves)
- برای استفاده در فشار یا دمای بالا و یا مواردی که نیاز به مقاومت در برابر آتش دارند.
- قابل استفاده در فلنج های 150-2500 # (PN10-160)
- می تواند تک افست، دو افست یا سه افست باشد.
انواع بدنه
4 نوع بدنه اصلی وجود دارد: ویفری، لاگی، فلنجی و جوشی
ویفری (Wafer)
- برای کمک به نصب، دو یا چند حفره مرکزی دارد.
- سبک و ارزان است.
- نمی توان از آن به عنوان یک انتهای لوله یا به عنوان سرویس خط پایان استفاده کرد.
لاگی (Lug)
- دارای سوراخ های پیچ برای اتصال با فلنج های لوله است.
- از آنجا که رشته پیچ ها در تمام اطراف دریچه وجود دارند، شیر لاگی گزینه ای مطمئن و بی خطر است. بیشتر مشتریان می توانند شیر ویفری را به شیر لاگی تغییر دهند اما نمی توانند از یک لاگی به ویفری سوئیچ کنند.
- از لاگی می توان به عنوان یک انتهای لوله یا به عنوان سرویس خط پایان استفاده کرد.
- با برخی مواد بدنه کم استفامت، رشته پیچ های لاگ نیز ضعیف هستند. بنابراین، شیرهای لاگی ممکن است گشتاور کمتری نسبت به ویفری داشته باشند.
فلنجی (Flanged)
- هر دو طرف، دریچه صورتی فلنجی دارد.
- متداول و محبوب در دریچه های با اندازه بسیار بزرگ.
- برخی شرکت ها از شیرهای U شکل استفاده می کنند که ارزان تر است. اما دو فلنج همیشه موازی نیستند، که می تواند با پیچی در برابر فلنج های لوله، باعث ایجاد مشکل شود.
جوشی (Welded)
- مورد استفاده برای فشارهای بسیار بالا
- از آنجا که بیشتر شیرهای پلاستیکی محدود به فلنج های PN10 / 16 (150#)هستند، این نوع بندرت با روکش پلاستیکی دیده می شود.
