این شیر به دلیل ساختار ساده، سرعت عملکرد بالا، وزن کم و قیمت اقتصادی، در بسیاری از صنایع جایگاه ویژهای پیدا کرده است. از شبکههای آب رسانی شهری گرفته تا صنایع نفت، پتروشیمی و صنایع غذایی، همه جا میتوان ردپای شیر پروانهای را دید. در این مقاله به صورت کامل بررسی میکنیم که شیر پروانهای چیست، از چه اجزایی تشکیل شده، چگونه کار میکند، چه کاربردهایی دارد و چه انواعی از آن موجود است.
تعریف شیر پروانهای
شیر پروانهای نوعی شیر صنعتی پرکاربرد است که برای قطع، وصل و کنترل نسبی جریان انواع سیالات مانند آب، هوا، بخار، نفت و مواد شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. مکانیزم عملکرد شیر پروانهای بر پایه چرخش یک دیسک دایرهای شکل در داخل مسیر عبور سیال طراحی شده است. با چرخش ۹۰ درجهای دیسک توسط عملگر، مسیر جریان یا به طور کامل باز میشود و یا به صورت کامل بسته خواهد شد. در حالت باز، دیسک هم راستا با جریان سیال قرار میگیرد و به دلیل سطح تماس کم با سیال، افت فشار ناچیزی ایجاد میکند، در حالی که در حالت بسته، دیسک در برابر مسیر جریان قرار گرفته و عبور سیال را به طور کامل مسدود میسازد.
یکی از مهمترین ویژگیهای شیر پروانهای طراحی ساده و در عین حال بسیار کاربردی آن است که باعث شده وزن سبک تری نسبت به بسیاری از شیرآلات صنعتی داشته باشد و فضای کمتری را در خطوط لوله اشغال کند. همین موضوع، نصب آسان، سرعت عملکرد بالا و هزینه نگهداری پایین را به همراه دارد. علاوه بر این، شیر پروانهای قابلیت استفاده در سایزهای بسیار کوچک تا قطرهای بزرگ را دارد و میتوان آن را به صورت دستی، گیربکسی، پنوماتیک یا برقی به کار گرفت. تمام این ویژگیها در کنار هم باعث شده است شیر پروانهای به یکی از محبوبترین و اقتصادیترین گزینهها برای انواع سیستمهای صنعتی و تاسیساتی تبدیل شود.
شیر پروانهای
اجزای اصلی شیر پروانهای
بدنه (Body): بدنه، پوسته اصلی شیر پروانهای است که تمام اجزا درون آن قرار میگیرند و معمولاً از جنس چدن، فولاد یا آلومینیوم ساخته میشود.
دیسک (Disk): دیسک صفحهای گرد است که با چرخش خود مسیر جریان را باز یا بسته میکند و نقش اصلی در کنترل سیال بر عهده آن است.
سیت یا آب بند (Seat): سیت وظیفه آب بندی را بر عهده دارد و از نشتی سیال جلوگیری میکند. این بخش معمولاً از جنس لاستیک، تفلون یا مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته میشود.
شفت یا محور (Shaft): شفت نیروی چرخشی دسته یا عملگر را به دیسک منتقل میکند و باعث باز و بسته شدن شیر میشود.
نحوه عملکرد شیر پروانهای
عملکرد شیر پروانهای بر اساس چرخش یک دیسک دایرهای در داخل مسیر سیال انجام میشود. این دیسک به شفت متصل است و با دریافت نیرو از عملگرهایی مانند دسته، گیربکس، پنوماتیک یا برقی، حول محور خود میچرخد. زمانی که دیسک در راستای مسیر جریان قرار میگیرد، شیر در حالت باز کامل است و سیال با کمترین مقاومت عبور میکند. با چرخش ۹۰ درجهای دیسک و قرار گرفتن آن به صورت عمود بر مسیر جریان، شیر کاملاً بسته شده و جریان قطع میشود.
در حالت نیمه باز، دیسک در زاویهای بین صفر تا ۹۰ درجه قرار میگیرد و امکان کنترل نسبی دبی جریان را فراهم میکند، اما به دلیل قرار گرفتن دیسک در مسیر عبور سیال، مقداری افت فشار ایجاد میشود. به همین دلیل، شیر پروانهای بیشتر برای قطع و وصل سریع جریان استفاده میشود. در حالت بسته، دیسک به سیت فشرده میشود و آب بندی مناسبی ایجاد میکند که به جنس آب بند و نوع سیال بستگی دارد. سادگی مکانیزم و سرعت عملکرد، این شیر را به گزینهای قابل اعتماد تبدیل کرده است.
کاربردهای شیر پروانهای
استفاده در صنعت آب و فاضلاب: شیر پروانهای یکی از اصلیترین انتخابها برای شبکههای انتقال آب، تصفیه خانهها و خطوط فاضلاب است، زیرا هم سریع عمل میکند و هم هزینه نگهداری پایینی دارد.
استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: در این صنایع، از شیر پروانهای برای کنترل جریان سیالات مختلف نظیر نفت خام، گاز و مواد شیمیایی استفاده میشود، به ویژه در خطوط با قطر بالا.
استفاده در صنایع غذایی و دارویی: به دلیل امکان تولید از جنس استنلس استیل و رعایت استانداردهای بهداشتی، شیر پروانهای در خطوط تولید نوشیدنی، لبنیات، داروسازی و مواد غذایی کاربرد فراوان دارد.
استفاده در سیستمهای تهویه و تاسیسات: در سیستمهای تهویه مطبوع، موتورخانهها و سیستمهای گرمایشی و سرمایشی، از شیر پروانهای برای کنترل جریان آب و هوا استفاده میشود.
انواع شیر پروانهای
شیر پروانهای ویفری: شیر پروانهای ویفری یکی از رایجترین انواع شیر پروانهای است که بین دو فلنج خط لوله قرار میگیرد. این شیر وزن سبک تری دارد، نصب آن آسان است و برای فشارهای متوسط مناسب میباشد.
شیر پروانهای لاگ: شیر پروانهای لاگ، بدنه دارای رزوههایی برای پیچ شدن به فلنجها است. این طراحی باعث میشود که بتوان یک طرف خط لوله را بدون تخلیه کل سیستم باز کرد.
شیر پروانهای فلنج دار: این مدل دارای فلنج یکپارچه روی بدنه است و اتصال بسیار مستحکمی با خط لوله ایجاد میکند. شیر پروانهای فلنج دار معمولاً در فشارهای بالا و خطوط حساس استفاده میشود.
شیر پروانهای دستی: در این مدل، باز و بسته شدن شیر توسط یک اهرم دستی انجام میشود. این شیر برای سایزهای کوچک و کاربردهای ساده مناسب و اقتصادی است.
شیر پروانهای گیربکسی: در سایزهای بزرگ که نیروی بیشتری برای چرخاندن دیسک نیاز است، از گیربکس استفاده میشود. گیربکس باعث کاهش نیروی دست و افزایش دقت در عملکرد میشود.
شیر پروانهای پنوماتیک: در این نوع، عمل باز و بسته شدن شیر توسط هوای فشرده انجام میشود. این مدل برای خطوط اتوماسیون صنعتی، سرعت بالا و محیطهای خطرناک کاربردی است.
شیر پروانهای برقی: شیر پروانهای برقی با استفاده از یک موتور الکتریکی عمل میکند و به راحتی به سیستمهای کنترلی و PLC متصل میشود. این نوع برای سیستمهای هوشمند صنعتی بهترین گزینه است.
جمع بندی
شیر پروانهای یکی از مهمترین و پرکاربردترین شیرآلات صنعتی در دنیا است که به دلیل طراحی ساده، سرعت عملکرد بالا، قیمت مناسب و تنوع زیاد، در صنایع مختلف جایگاه ویژهای دارد. از شبکههای آب و فاضلاب گرفته تا صنایع نفت، گاز، غذایی و تاسیسات ساختمانی، همه جا میتوان از این شیر استفاده کرد. شناخت اجزای اصلی، نحوه عملکرد، کاربردها و انواع شیر پروانهای به شما کمک میکند تا انتخابی متناسب با نیاز خود داشته باشید. در نهایت، انتخاب درست شیر پروانهای نه تنها باعث افزایش بهره وری سیستم میشود، بلکه هزینههای تعمیر و نگهداری را نیز به حداقل میرساند.