شیر پروانه ای نوعی شیر یک چهارم چرخشی است که برای تنظیم یا کنترل جریان سیالات (مایعات یا گازها) در خط لوله استفاده می شود. نام این شیر به دلیل دیسک پروانه ای شکل آن است که در اطراف یک محور فلزی می چرخد تا جریان سیال را کنترل کند. دیسک بر روی میله یا شفتی نصب می شود که از مرکز بدنه شیر عبور می کند. هنگامی که دسته یا محرک چرخانده می شود، دیسک برای باز یا بسته کردن شیر می چرخد. دیسک به موازات جریان سیال در زمانی که شیر کاملاً باز است و عمود بر هنگام بسته شدن شیر قرار می گیرد. شیرهای پروانه ای معمولاً در انواع کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا وزن نسبتاً سبک، کارکرد آسان و مقرون به صرفه هستند. آنها برای کنترل جریان سیالات در طیف وسیعی از سیستم ها از جمله تهویه مطبوع، تصفیه آب، فرآوری شیمیایی و تولید غذا و نوشیدنی استفاده می شوند.
شیرهای پروانه ای انواع و طرح های مختلفی دارند که عبارتند از:
شیر پروانه ای ویفری: این نوع شیر پروانه ای به گونه ای طراحی شده است که بین دو فلنج قرار می گیرد و توسط پیچ یا پیچ در جای خود محکم می شود. برای استفاده در برنامه هایی که فضا محدود است مناسب است.
سوپاپ پروانه ای لوگ: شیر پروانه ای لوگ دارای درج یا بند رزوه ای است که امکان نصب آن را بدون نیاز به فلنج فراهم می کند. معمولاً در برنامه هایی که به تعمیر و نگهداری مکرر نیاز است استفاده می شود.
شیر پروانه ای دو افست: این نوع شیر پروانه ای دارای دیسکی است که از خط مرکزی نشیمنگاه سوپاپ منحرف شده و اصطکاک و سایش اجزای شیر را کاهش می دهد.
شیر پروانه ای افست سه گانه: شیر پروانه ای افست سه گانه دارای دیسکی است که از خط مرکزی نشیمنگاه سوپاپ به صورت سه بعدی افست شده است. این طراحی مهر و موم محکم تر و عملکرد بهبود یافته در کاربردهای فشار بالا را فراهم می کند.
دریچه‌های پروانه‌ای معمولاً از موادی مانند چدن، فولاد ضد زنگ یا PVC ساخته می‌شوند که بستگی به نیازهای کاربرد دارد. آنها را می توان به صورت دستی با یک دسته یا با یک محرک الکتریکی، هیدرولیک یا پنوماتیک برای کار از راه دور فعال کرد.
یکی از مزایای شیرهای پروانه ای این است که پروفیل کوچکتری دارند و نسبت به انواع دیگر شیرها فضای کمتری نیاز دارند. نصب، نگهداری و تعمیر آن ها نیز آسان است و در بسیاری از صنایع به گزینه ای محبوب تبدیل می شوند. با این حال، ممکن است برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق جریان دارند یا زمانی که شیر باید تا حدی باز باشد تا جریان را تنظیم کند، مناسب نباشند.
علاوه بر انواع و طرح های مختلف شیرهای پروانه ای، مواد نشیمنگاهی متفاوتی نیز وجود دارد که بسته به نیازهای کاربردی می توان از آنها استفاده کرد. نشیمنگاه بخشی از شیر است که با دیسک تماس پیدا می کند و سطح آب بندی را فراهم می کند. برخی از مواد متداول نشیمنگاه مورد استفاده در شیرهای پروانه ای عبارتند از:
EPDM: مونومر اتیلن پروپیلن دی ان (EPDM) یک ماده لاستیکی مصنوعی است که معمولاً در شیرهای پروانه ای به دلیل مقاومت در برابر سایش، دمای شدید و مواد شیمیایی استفاده می شود.
PTFE: پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) یک پلیمر ترموپلاستیک است که به دلیل مقاومت شیمیایی، اصطکاک کم و تحمل دمای بالا شناخته شده است.
NBR: لاستیک نیتریل (NBR) یک لاستیک مصنوعی است که در برابر روغن، سوخت و مواد شیمیایی مقاوم است. معمولاً در شیرهای پروانه ای برای کاربردهای صنعتی استفاده می شود.
Viton: Viton یک برند الاستومر فلوروپلیمر است که در برابر دماهای بالا و مواد شیمیایی مقاوم است. معمولاً در شیرهای پروانه ای برای کاربردهایی مانند پردازش شیمیایی و نفت و گاز استفاده می شود.
شیرهای پروانه ای مزایای زیادی برای تنظیم و کنترل جریان سیالات در خطوط لوله دارند. آنها همه کاره، مقرون به صرفه و آسان برای کار و نگهداری هستند. با این حال، انتخاب نوع مناسب شیر پروانه ای و مواد نشیمنگاه برای کاربرد خاص برای اطمینان از عملکرد و قابلیت اطمینان بهینه مهم است. دریچه‌های پروانه‌ای اغلب در کاربردهایی استفاده می‌شوند که در آن حجم زیادی از سیال باید کنترل شود یا جایی که به چرخه روشن/خاموش مکرر نیاز است. آنها همچنین معمولاً در کاربردهایی که فضا و وزن محدود است، مانند سیستم‌های HVAC یا کشتی‌ها و هواپیماها استفاده می‌شوند.
مزیت دیگر دریچه های پروانه ای توانایی آنها در خاموش کردن محکم در هنگام بسته است که به جلوگیری از نشتی و کاهش خطر آلودگی کمک می کند. آنها همچنین برای استفاده در سیستم هایی که در فشارها، دماهای بالا یا در محیط های خورنده کار می کنند، تا زمانی که مواد سوپاپ و صندلی به طور مناسب انتخاب شده باشند، مناسب هستند.
شیرهای پروانه ای را می توان به صورت دستی با استفاده از یک دسته یا با استفاده از یک محرک الکتریکی، هیدرولیک یا پنوماتیک فعال کرد. دریچه‌های پروانه‌ای فعال در کاربردهایی که نیاز به کنترل از راه دور یا دوچرخه‌سواری مکرر لازم است، مفید هستند.
با این حال، محدودیت هایی برای استفاده از شیرهای پروانه ای وجود دارد. به عنوان مثال، آنها ممکن است برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق جریان دارند، مناسب نباشند، زیرا قادر به ارائه همان سطح دقت برخی از انواع دیگر شیرها مانند شیرهای گلوب نیستند. علاوه بر این، شیرهای پروانه ای ممکن است برای استفاده در کاربردهایی که خطر کاویتاسیون یا چشمک زدن وجود دارد مناسب نباشند، زیرا سرعت بالای جریان سیال می تواند باعث آسیب به شیر و نشیمنگاه شود.
به طور خلاصه، شیرهای پروانه ای یک راه حل همه کاره و مقرون به صرفه برای تنظیم جریان سیالات در خطوط لوله هستند. آنها برای استفاده در طیف وسیعی از کاربردها مناسب هستند، اما انتخاب نوع و مواد مناسب برای نیازهای خاص برنامه مهم است.
