شیر پروانه ای، قهرمان ناشناخته‌ی دنیای مهندسی سیالات، با ساختاری مینیمال و عملکردی بی‌نقص، قلب تپنده بسیاری از فرآیندهای صنعتی است. آیا تا به‌حال فکر کرده‌اید یک قطعه ساده، چگونه می‌تواند مسیر عبور هزاران لیتر سیال را تنها با چرخشی ۹۰ درجه‌ای باز یا مسدود کند؟ در این مقاله، شیر پروانه‌ای را نه صرفاً به‌عنوان یک ابزار، بلکه به‌عنوان شاه‌کلید کنترل جریان در صنایع مدرن بررسی خواهیم کرد.
باتر فلای ولو چیست؟
شیر پروانه‌ای یا باترفلای ولو (Butterfly Valve) یکی از پرکاربردترین شیرهای صنعتی است که برای کنترل، قطع و وصل جریان سیالات در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیرها به دلیل طراحی ساده، عملکرد سریع و هزینه نگهداری پایین، در سیستم‌های لوله‌کشی، تأسیسات آتش‌نشانی، صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، و نیروگاه‌ها کاربرد گسترده‌ای دارند.
پیشنهاد داغ مطالعه : دیافراگم لاستیکی
برای استعلام قیمت و خرید اورینگ لاستیکی و دیافراگم لاستیکی در اصفهان و سراسر ایران با کارشناسان ماهان صنعت به شماره 03133686571 – 09136854152 تماس بگیرید.
انواع شیر پروانه ای
شیرهای پروانه‌ای بر اساس نوع بدنه و عملگر به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند:
باترفلای ولو بر اساس نوع بدنه
- ویفری (Wafer): بین دو فلنج قرار می‌گیرد و توسط پیچ و مهره محکم می‌شود. این نوع طراحی ساده و سبک دارد.
- لاگ (Lug): دارای سوراخ‌های رزوه‌دار برای اتصال به فلنج‌ها است و امکان جدا کردن یک طرف لوله بدون تأثیر بر طرف دیگر را فراهم می‌کند.
- فلنج‌دار (Flanged): دارای فلنج‌های یکپارچه برای اتصال مستقیم به لوله‌ها است.
- جوشی (Welded): برای فشارهای بسیار بالا استفاده می‌شود و به لوله‌ها جوش داده می‌شود.
باترفلای ولو بر اساس نوع عملگر
- دستی (Lever or Gear Operated): با استفاده از اهرم یا گیربکس به صورت دستی کنترل می‌شود.
- پنوماتیکی (Pneumatic): با استفاده از هوای فشرده عمل می‌کند.
- برقی (Electric): با استفاده از موتور الکتریکی کنترل می‌شود.
- هیدرولیکی (Hydraulic): با استفاده از فشار مایع عمل می‌کند.
ساختار و نحوه عملکرد شیر پروانه‌ای
شیر پروانه‌ای از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:
- بدنه (Body): معمولاً بین دو فلنج لوله قرار می‌گیرد و طراحی آن می‌تواند به‌صورت ویفری، لاگ یا فلنج‌دار باشد.
- دیسک (Disk): صفحه‌ای دایره‌ای شکل که با چرخش ۹۰ درجه‌ای، جریان سیال را باز یا بسته می‌کند.
- ساقه یا شفت (Stem): میله‌ای که دیسک را به عملگر متصل می‌کند و گشتاور لازم برای چرخش دیسک را منتقل می‌نماید.
- نشیمن‌گاه یا سیت (Seat): محل قرارگیری دیسک در وضعیت بسته که می‌تواند از جنس لاستیک، فلز یا مواد دیگر باشد و نقش آب‌بندی را ایفا می‌کند.
عملکرد این شیر به گونه‌ای است که با چرخش دیسک به وسیله ساقه، مسیر جریان سیال باز یا بسته می‌شود. در حالت باز، دیسک به موازات جریان قرار می‌گیرد و در حالت بسته، دیسک عمود بر جریان قرار گرفته و آن را مسدود می‌کند.
مزایای شیر پروانه‌ای
در این بخش مقاله به معرفی مزایا و معایب این نوع شیر می‌پردازیم:
- طراحی ساده و فشرده این شیر باعث شده است که در فضاهای محدود به راحتی نصب شود.
- به‌دلیل ساختار سبک و کم‌حجم، حمل‌ونقل و نصب آن آسان‌تر از بسیاری از شیرهای صنعتی دیگر است.
- عملکرد شیر با چرخش ۹۰ درجه‌ای انجام می‌شود که موجب سرعت بالا در باز و بسته شدن جریان می‌گردد.
- نگهداری و تعمیرات شیر پروانه‌ای نسبتاً آسان و کم‌هزینه است.
- قابلیت کنترل جریان و همچنین قطع و وصل کامل سیال را با دقت مناسبی فراهم می‌کند.
معایب شیر پروانه‌ای
- این شیر در مقایسه با شیرهای توپی یا دروازه‌ای، افت فشار بیشتری ایجاد می‌کند، به‌ویژه در مواقعی که دیسک در مسیر جریان باقی بماند.
- در سیستم‌هایی با فشار بسیار بالا یا سیالات با ذرات جامد، ممکن است عملکرد شیر دچار مشکل شود یا سایش زودهنگام ایجاد گردد.
- در برخی کاربردهای حساس، دقت کنترل جریان توسط این شیر ممکن است کافی نباشد.
- نیاز به آب‌بندی مناسب دارد، زیرا در صورت استفاده نادرست یا آسیب دیدن سیت، ممکن است نشتی ایجاد شود.
مشخصات فنی
در اینجا مشخصات فنی شیر پروانه‌ای (Butterfly Valve) استانداردهای طراحی، ساخت و عملکرد شیر پروانه‌ای
به‌صورت جامع و کاربردی آورده شده است.
جدول مشخصات فنی شیر پروانه‌ای
ردیف | مشخصه | توضیحات |
1 | قطر اسمی (DN) | 50 تا 2000 میلی‌متر (2 تا 80 اینچ) |
2 | فشار کاری (PN) | PN10 / PN16 / PN25 یا ANSI Class 150 / 300 |
3 | دمای کاری | از -10°C تا +200°C (بسته به متریال سیت) |
4 | نوع بدنه | ویفری (Wafer)، لاگ (Lug)، فلنج‌دار، جوشی |
5 | جنس بدنه | چدن خاکستری، چدن داکتیل، فولاد کربنی، استیل، PVC |
6 | جنس دیسک | استیل، برنز، آلومینیوم برنز، اپوکسی‌پوش |
7 | جنس نشیمن‌گاه (سیت) | EPDM، NBR، PTFE، ویتون، فلزی (Metal Seated) |
8 | نوع محرک | دستی (اهرم یا گیربکس)، پنوماتیکی، برقی، هیدرولیکی |
9 | نوع آب‌بندی | Soft Seat (بدون نشتی) / Metal Seat (نشتی جزئی مجاز) |
10 | استاندارد طراحی | API 609، EN 593، ISO 5752، MSS SP-67 |
استانداردهای طراحی و ابعاد
کد استاندارد | نام استاندارد | توضیحات |
API 609 | American Petroleum Institute | استاندارد اصلی طراحی شیر پروانه‌ای فلنج‌دار و ویفری در صنایع نفت و گاز |
EN 593 | European Norm | استاندارد اروپایی طراحی شیر پروانه‌ای برای کاربردهای صنعتی عمومی |
ISO 5752 | International Organization for Standardization | مشخصات ابعادی شیرهای پروانه‌ای با طول صورت‌فلنج مشخص |
MSS SP-67 | Manufacturers Standardization Society | استاندارد آمریکایی ابعاد، طراحی و آزمون شیر پروانه‌ای فلنج‌دار و ویفری |
BS 5155 | British Standard | استاندارد قدیمی بریتانیایی برای شیرهای پروانه‌ای (تا حد زیادی جای خود را به EN 593 داده است) |
جدول مشخصات فنی شیر پروانه‌ای
استانداردهای فلنج و اتصال
کد | نام استاندارد | توضیح |
ASME B16.5 | فلنج‌های فولادی و آلیاژی | برای فشارهای بالا (Class 150، 300 و …) |
EN 1092-1 | فلنج‌های فولادی اروپایی | معادل PN10، PN16 و غیره در استاندارد متریک |
ISO 7005 | فلنج‌های صنعتی | مشابه EN1092 و با انطباق جهانی |
AWWA C504 | برای شیرهای پروانه‌ای بزرگ آب‌رسانی | مورد استفاده در شبکه‌های آب و فاضلاب شهری |
استانداردهای تست و بازرسی
کد | نام استاندارد | توضیح |
API 598 | Valve Inspection and Testing | استاندارد تست نشتی و فشار شیرهای صنعتی |
ISO 5208 | Valve Leakage Test | طبقه‌بندی میزان نشتی در شیرها، معادل API 598 |
BS EN 12266-1/2 | European Valve Testing | جایگزین استانداردهای BS برای تست فشار و نشتی شیرآلات صنعتی |
استانداردهای آب‌بندی و نشتی
کد | نام | توضیح |
ANSI/FCI 70-2 | کنترل نشتی شیرها | تعیین کلاس‌های نشتی شیرها (Class I تا Class VI) |
ISO 5208 | مشابه بالا با طبقه‌بندی بین‌المللی | برای ارزیابی عملکرد آب‌بندی |
در آخر، شیر پروانه‌ای، با طراحی ساده، عملکرد سریع و قیمت مناسب، یکی از کاربردی‌ترین اجزای کنترلی در سیستم‌های پایپینگ صنعتی به‌شمار می‌رود. این شیر با دیسکی چرخشی قادر است در کسری از ثانیه، مسیر عبور سیال را باز یا مسدود کند، بدون آنکه نیاز به فضای زیاد یا مکانیزم‌های پیچیده داشته باشد.
از خطوط انتقال آب و فاضلاب تا فرآیندهای حساس در پتروشیمی و نیروگاه‌ها، شیر پروانه‌ای به‌دلیل تطبیق‌پذیری بالا، جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است. تنوع در جنس بدنه، نشیمن‌گاه، محرک و نوع اتصال، این امکان را فراهم می‌کند که بتوان آن را دقیقاً با نیاز هر پروژه هماهنگ کرد.
با در نظر گرفتن استانداردهای جهانی در طراحی، ساخت و تست، استفاده از شیر پروانه‌ای نه‌تنها کارایی سیستم را بهبود می‌بخشد، بلکه باعث کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش طول عمر تجهیزات می‌شود.
بنابراین، اگر به‌دنبال راهکاری مقرون‌به‌صرفه، مطمئن و منعطف برای کنترل جریان در پروژه‌های صنعتی خود هستید، شیر پروانه‌ای قطعاً گزینه‌ای هوشمندانه است.
شیر پروانه‌ای چیست؟
شیر صنعتی‌ای است که با چرخش یک دیسک دایره‌ای جریان سیال را کنترل یا قطع و وصل می‌کند.
شیر پروانه‌ای چه تفاوتی با شیر دروازه‌ای دارد؟
شیر پروانه‌ای سبک‌تر است، سریع‌تر عمل می‌کند و فضای کمتری اشغال می‌کند.
آیا این شیر برای تنظیم جریان مناسب است؟
بله، اما کنترل دقیق ندارد؛ بیشتر برای باز/بسته کردن سریع استفاده می‌شود.
باترفلای ولو در چه صنایعی استفاده می‌شود؟
نفت و گاز، آب و فاضلاب، نیروگاه‌ها، صنایع غذایی، دریایی و شیمیایی.