شیر پروانه ای | باترفلای ولو چیست؟
Butterfly Valve، یا همان شیر پروانه ای با حرکت دورانی تا 90 درجه، برای کنترل جریان مورد استفاده قرار می گیرد.
توقف، راه اندازی و تنظیم جریان سیالات با حرکت دورانی دیسک های مستطیلی یا دایره ای درون این ولو، انجام می شود.
چرخش یک چهارم المان مسدود کننده شیر، سرعت تنظیم جریان را بالا می برد.اغلب در سیستم هایی که نیاز زیادی به قطع و وصل جریان ندارند از شیر پروانه ای استفاده می کنند.
محرک باترفلای ولو در سایزهای بزرگ تر از 8 اینچ دارای جعبه دنده ای(گیربکس) است که فلکه را به ساقه وصل می کند و نیرو را با سرعت بیشتری بین فلکه و ساقه انتقال می دهد. و همچنین سرعت مورد نیاز برای تنظیم جریان را کاهش می دهد.
ویژگیهای شیر پروانه ای:
سبکی وزن، کنترل آسان، افزایش سرعت سیال هنگام باز کردن کامل المان مسدود کننده و سرعت عمل بالا جز ویژگی های شیر پروانه ای ست. سرعت باز و بسته شدن دیسک (المان مسدود کننده) به نوع عملگر آن بستگی دارد.
برای سرعت های بالا ازعملگر سلونوئیدی و پنوماتیک میتوان بهره برد؛ و برای کنترل سیال در کنار عملگر پنوماتیک به سوییچ باکس و شیر سلونوئیدی به همراه پی ال سی نیاز است.
در این حالت سرعت باز و بسته شدن دیسک سریع تر از استفاده تنها از عملگر سلونوئیدی است. شباهت های زیادی میان باترفلای ولو و بال ولو وجود دارد اما تفاوت اصلی بین این دو نوع ولو در عملکرد باز و بسته شدن است.
به این شکل که باز و بسته شدن دیسک باترفلای ولو به صورت تدریجی و باعث افت فشار جریان می شود اما در شیر توپی باز و بسته شدن دیسک توپی شکل سریع عمل می کند و افت فشار خیلی کمتری در جریان سیال رخ می دهد.
خاصیت دو جهته بودن کارگزاری شیرپروانه ای در سیستم را بدون انتخاب جهت خاصی امکان پذیر می کند. مقاومت باترولو در برابر دماهای شدید و خورندگی، آب بندی آن را در شرایط مختلف تضمین می کند.
بسته بودن المان مسدود کننده در حین نصب، باعث قرار گرفتن دیسک در مقابل نشیمنگاه و فرو رفتن نشیمنگاه در دیسک می شود؛ و باز شدن المان دشوار می شود.
یک باترفلای ولو با توجه به مدل و کاربری مورد نیاز از اجزا ثابت و متغیر زیادی تشکیل می شود.
در شکل مقابل اجزا یک شیر پروانه ای فلنجی ساده را می توانید مشاهده کنید.
ولوهای پروانه ای براساس نوع اتصال، اختلاف محور دیسک با محور ساقه و نوع عملگر، به شکل زیر دستهبندی میشوند:
انواع شیر پروانه ای براساس عملگر
اهرمی (دستی_کلاچی)
نحوه کار: دو جزء اصلی عملگر اهرمی یک دسته ساده و یک دسته متحرک است که برای باز کردن مسیر جریان سیال با فشار دادن دسته متحرک پایینی به سمت بالا، شافت متصل به دیسک را میتوان چرخاند تا دیسک باز شود؛ برای بستن دیسک همین کار را به روش عکس انجام می دهیم.
مزایا: استفاده و نگهداری آسان، بدون نیاز به منبع انرژی
معایب: فقط برای شیرهای پروانه ای با سایز کم تر از 8 اینچ، نیاز همیشگی به اپراتور
گیربکس دار
سه نوع دارد:
1: چرخدنده حلزونی نیرو را به شافت و دیسک انتقال می دهد.
2: گیربکس با یک پیچ مارپیچ و چرخدنده ، نیرو را به شافت و دیسک انتقال می دهد.
3: در صورت نیاز میتوان دسته چرخشی را با یک موتور اتوماتیک برای عملکرد خودکار تعویض کرد.
مزایا: کاربری آسان، تعمیر و نگهداری راحت
معایب: سرعت کند در شرایطی که قطع و وصل سریع جریان لازم است، نامناسب برای جریان های بزرگ
پنوماتیکی(بادی)
دو نوع دارد:
نوع اول: قطع و وصل؛ کمپرسورباد با نیروی هوا فشرده به صورت اتوماتیک جریان را با سرعت بالا راه اندازی یا مهار می کند.
نوع دوم: تدریجی؛ کمپرسور باد با نیروی هوا فشرده به صورت اتوماتیک جریان را به شکل تدریجی و با سرعت کمتر نسبت به نوع اول، راه اندازی یا مهار می کند.
مزایا: سرعت بالا، خودکار
معایب: تعمیرت سخت
برقی
نوع اول: قطع و وصلی؛ صرفا توانایی قطع و وصل جریان را دارند
نوع دوم: مقدار باز و بسته شدن دیسک برای عبور سیال را میتوان به اندازه دلخواه کنترل کرد.
مزایا: حذف اپراتور
معایب: مصرف بالا، سرعت عملکرد کم تر نسبت به عملگر پنوماتیک
استفاده از عملگر پنوماتیک و شیر برقی
با نصب شیر برقی 5 به 2 روی عملگر پنوماتیک و اجرای سیگنال PLC دستور باز و بسته شدن دیسک اعمال می شود.
مزایا: سریع ترین عملکرد، با نصب دستگاه سوئیچ باکس روی آن وضعیت باز یا بسته بودن دیسک را میتوان مشاهده کرد.
معایب: مصرف انرژی زیاد
باترفلای ولو بر اساس نوع اتصال
ویفری
بین دو فلنج در لوله قرار می گیرد، بدون فلنج است و با پیچ و مهره به فلنج های لوله متصل می شود.
معایب: برای سایزهای بزرگ تر از 12 اینچ مناسب نیست، عدم کاربرد در خطوط با جریان فشار بالا
لاگ
با پیچ و مهره بین دو فلنج لوله متصل می شود، سوراخ های اتصال بیشتری نسبت به ویفری دارد.
در انتهای خط لوله استفاده می شوند.
مزایا: تحمل فشار بیشتر نسبت به ویفری، مقاوم نسبت به ارتعاش،وزن سبک و فشرده،هزینه تعمیر پروانه نسبت به سایر مدل ها کم تر است.نیاز به تکیه گاه اضافی ندارد.
معایب: این مدل شیر می تواند باعث خفگی جریان شود.
فلنج دار
با دو فلنج به فلنج خطوط پایپینگ متصل می شود و برای جریان های با فشاربالا به کار برده می شوند.
مزایا: آب بندی بهتر نسبت به اتصال لاگی و ویفری، استفاده در خطوط با فشاربالای جریان
جوشی
اتصال مستقیم به خط لوله با جوش برای جریان های فشار بالا.
مزایا:کم بودن افت فشار در مسیر جریان
معایب: تعمیرات سخت و هزینه بر
باترفلای ولو براساس اختلاف محور دیسک با محور ساقه
بدون انحراف(هم مرکز) Zero offset (single offset)
محور دیسک، شافت و بدنه شیر متحدالمرکز است. هنگام باز بودن کامل شیر جریان به دو نیمه مساوی تقسیم می شود. باز و بسته کردن شیر بین دیسک و نشیمنگاه اصطکاک به وجود می آورد که جز معایب این نوع محور است.
در سیستم هایی که دما و فشار پایین است مورد استفاده قرار می گیرد.
انحراف دوگانه Double Offset
دیسک نسبت به محور مرکزی شافت و بدنه انحراف دارد. باعث تقویت آب بندی می شود. اصطکاک دیسک و نشیمنگاه فقط در چند درجه اول باز کردن و بستن شیر رخ می دهد.
انحراف سه گانه Triple Offset
برخلاف دو نوع بالا در این مدل نشیمنگاه نسبت به محور دیسک، شافت و بدنه انحراف دارد. تماس دیسک و نشیمنگاه فقط در نقطه نهایی بستن شیر با زاویه 90 درجه به عنوان یک توقف مکانیکی رخ میدهد.
با توجه به خواص سیال (خورندگی، قلیایی و...) و شدت جریان، در طراحی شیرهای پروانه ای از مواد مختلفی استفاده می کنند که مهم ترین این مواد به شرح زیر است:
مزایا و معایب شیر سماوری
نقاط قوت (شیر پروانه ای) نقاط ضعف (شیر پروانه ای) نقاط قوت (شیر پروانه ای)- اشغال فضای کم و وزن کمتر نسبت به انواع ولو
- زمان عملیاتی پایین
- هزینه پایین نگهداری
- کم بودن افت فشار در مسیر شیر
- قابلیت به کارگیری برای عبور سیالات شیمیایی یا خورنده به دلیل بهره مندی از نشیمنگاه غیر فلزی
- کنترل و تنظیم محدود به دلیل پایین بودن بازه اختلاف فشارعملیاتی و باز شدن 30 تا 80 درجه ای دیسک
- درزبندی ضعیف
- امکان رخ دادن کاویتاسیون و خفگی جریان به دلیل نوسان دائمی دیسک
