شیر پروانه ای چیست؟

شیر پروانه ای یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌ اطفا حریق است که برای کنترل جریان مایعات و گازها در لوله‌های بزرگ استفاده می‌شود. این شیرها با چرخش یک دیسک به اندازه یک‌چهارم دور، جریان را تنظیم یا قطع می‌کنند. عملکرد ساده و طراحی جمع و جور شیرهای پروانه‌ای باعث شده است که در صنایع مختلف، از جمله نفت، گاز، آب و فاضلاب، کاربرد وسیعی داشته باشند. در این مقاله، به معرفی شیر پروانه‌ای، نحوه عملکرد آن و انواع طراحی‌های موجود خواهیم پرداخت تا شما را با این وسیله مؤثر در مدیریت جریان آشنا کنیم.

انواع شیر پروانه ای بر اساس نحوه اتصال

شیر پروانه ای ویفری (Wafer)

شیر پروانه‌ای ویفری (Wafer) بین دو فلنج لوله قرار می‌گیرد و با پیچ و مهره محکم می‌شود. طراحی فشرده و سبک آن نیاز به فضای کمتر برای نصب دارد و به راحتی نصب می‌شود. ویژگی‌های اصلی این نوع شیر شامل نصب سریع، هزینه کمتر و آب‌بندی دو طرفه است که از جریان معکوس جلوگیری می‌کند. این شیرها در سیستم‌های آب و فاضلاب، صنایع شیمیایی و سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شوند.

شیر پروانه ای لاگ (Lug)

شیر پروانه ای لاگ (Lug) دارای پیچ‌های شیاردار در دو طرف بدنه شیر است که به فلنج‌های لوله متصل می‌شوند. این نوع اتصال امکان جداسازی یک طرف لوله بدون اختلال در عملکرد طرف دیگر را فراهم می‌کند و برای کاربردهای با فشار و دمای بالا مناسب است. این شیرها در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، خطوط انتقال نفت و گاز و سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب کاربرد دارند.

شیر پروانه ای فلنج‌دار (Flanged)

شیر پروانه‌ای فلنج‌دار با فلنج‌های پیچ و مهره‌ای به طور مستقیم به فلنج‌های لوله متصل می‌شود. این نوع اتصال برای کاربردهای با فشار بالا مناسب است و به دلیل استحکام و مقاومت بالا، طول عمر بیشتری دارد. این شیرها در صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی و سیستم‌های آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شیر پروانه ای گروو (Groove)

شیر پروانه ای گروو دارای شیارهایی در اطراف بدنه شیر است که برای اتصال به لوله‌های دارای شیار یا اتصالات گیره‌ای استفاده می‌شود. این نوع اتصال نصب سریع و آسان، انعطاف‌پذیری برای کاهش تنش‌های حرارتی و امکان جداسازی سریع برای تعمیر و نگهداری را فراهم می‌کند. این شیرها در سیستم‌های گرمایش، تهویه، خطوط آتش‌نشانی، صنایع نفت و گاز و سیستم‌های توزیع آب استفاده می‌شوند.

با انتخاب نوع مناسب شیر پروانه‌ای بر اساس نحوه اتصال، می‌توان به بهینه‌سازی فرآیندها و کاهش هزینه‌ها دست یافت.

بیشتر بخوانید: شیر دروازه ای چیست؟

انواع شیر پروانه ای بر اساس جنس

شیر پروانه‌ای چدنی (Cast Iron)

 شیرهای چدنی به دلیل مقاومت بالا در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی، در سیستم‌های آب و فاضلاب بسیار استفاده می‌شوند. این شیرها با دوام و اقتصادی هستند و برای کاربردهای با فشار و دمای متوسط تا کم مناسب‌اند.

شیر پروانه‌ای فولادی (Steel)

 شیرهای فولادی برای تحمل فشارها و دماهای بسیار بالا طراحی شده‌اند. این شیرها در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی استفاده می‌شوند و می‌توانند در برابر شرایط سخت و مواد شیمیایی خورنده مقاومت کنند.

شیر پروانه ای استنلس استیل (Stainless Steel)

شیرهای استنلس استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، در محیط‌های خورنده و صنایع غذایی، نوشیدنی و شیمیایی کاربرد دارند. این شیرها قابلیت پاکسازی آسان دارند و واکنشی با مواد غذایی و شیمیایی ندارند.

شیر پروانه ای برنجی (Brass)

شیرهای برنجی با مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی، برای سیستم‌های آب و هوای سرد مناسب هستند. این شیرها در سیستم‌های گرمایش و سرمایش و توزیع آب بسیار کاربرد دارند.

شیر پروانه ای پلاستیکی (Plastic)

شیرهای پلاستیکی به دلیل وزن سبک و مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی، در سیستم‌های تصفیه آب و صنایع شیمیایی کاربرد دارند. این شیرها در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی مقاوم‌اند و در محیط‌های خورنده استفاده می‌شوند.

کاربرد شیر پروانه ای در صنایع مختلف

شیر پروانه ای در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند که شامل موارد زیر می‌شود:

1. توزیع و تصفیه آب: این شیر ها به دلیل نیاز کم به نگهداری و قابلیت بستن محکم، در سیستم‌های توزیع و تصفیه آب بسیار محبوب هستند.
2. نیروگاه‌ها: در سیستم‌های خنک‌کننده و فرآیندهای گاز زدایی در نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
3. نفت و گاز: به دلیل طراحی سبک و سرعت عملکرد بالا، در خطوط لوله نفت و گاز بسیار کاربرد دارند.
4. فرآوری شیمیایی: به دلیل مقاومت در برابر مواد شیمیایی خورنده و قابلیت حمل سیالاتی با ذرات معلق، در صنایع شیمیایی کاربرد دارند.
5. صنایع غذایی و نوشیدنی: به دلیل طراحی بهداشتی، دوام بالا و سهولت در تمیز کردن، در صنایع غذایی و نوشیدنی استفاده می‌شوند.
6. سیستم‌های تهویه و خودکارسازی ساختمان: برای کنترل جریان هوا در سیستم‌های تهویه و گرمایش و سرمایش استفاده می‌شوند.

کاربرد در سیستم اطفا حریق

در سیستم‌ اطفا حریق، شیرهای پروانه‌ای به عنوان یکی از اجزای مهم برای کنترل جریان آب و دیگر مواد خاموش‌کننده (مانند فوم) مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرد این شیرها در سیستم‌های اطفا حریق به دلیل ویژگی‌های کلیدی آنها بسیار حائز اهمیت است. برخی از کاربردهای شیر پروانه‌ای در اطفا حریق عبارتند از:

1. سیستم‌های اسپرینکلر: در سیستم اسپرینکلر اتوماتیک، از شیر پروانه‌ای برای کنترل جریان آب و جلوگیری از نشت آب در حالت‌های غیرضروری استفاده می‌شود. این شیرها به طور سریع و آسان قابل باز و بسته شدن هستند.
2. سیستم‌های فوم: در سیستم‌ اطفا حریق فوم، شیرهای پروانه‌ای برای کنترل جریان فوم و تنظیم میزان تزریق فوم به خطوط لوله استفاده می‌شوند. این کاربرد در صنایعی مانند پالایشگاه‌ها و کارخانه‌های شیمیایی بسیار مهم است.
3. مخازن ذخیره آب: شیرهای پروانه‌ای در مخازن بزرگ ذخیره آب برای سیستم‌های اطفا حریق نصب می‌شوند تا جریان آب از مخازن به سیستم‌های پمپاژ و لوله‌کشی کنترل شود.
4. کنترل جریان در لوله‌های اصلی: شیرهای پروانه‌ای در لوله‌های اصلی سیستم‌های اطفا حریق نصب می‌شوند تا در مواقع اضطراری بتوانند به سرعت جریان آب یا مواد خاموش‌کننده را قطع یا وصل کنند.

همچنین بخوانید: شیر یک طرفه چیست؟

اجزا شیر پروانه‌ای

شیر پروانه ای شامل اجزای زیر است:

1. بدنه شیر: ساختار بیرونی اصلی شیر که اجزای داخلی را در بر می‌گیرد و شیر را به مکانیزم خارجی متصل می‌کند.
2. دیسک: دیسک که به “پروانه” نیز معروف است، جریان را با چرخش عمود بر مسیر جریان کنترل می‌کند.
3. محور: میله‌ای که عملگر را به دیسک متصل کرده و چرخش آن را تسهیل می‌کند.
4. نشیمنگاه: سطح آب‌بندی که دیسک برای جلوگیری از نشت به آن برخورد می‌کند.
5. عملگر: مکانیزمی که مسئول عملکرد شیر است (دستی، الکتریکی، پنوماتیک یا هیدرولیک).

با توجه به نیازهای خاص هر کاربرد، می‌توان از انواع مختلف عملگرها مانند الکتریکی، پنوماتیک و هیدرولیک استفاده کرد.

محیط نصب و طراحی

برای نصب شیر پروانه ای باید به نکات زیر توجه کرد:

1. فاصله از قطعات دیگر: شیر پروانه‌ای باید حداقل 6 برابر قطر لوله از پمپ‌ها، زانوها و سایر شیرها فاصله داشته باشد.
2. جهت نصب: معمولاً شیر پروانه‌ای با محور عمودی نصب می‌شود و عملگر در بالای آن قرار می‌گیرد، اما در برخی موارد محور به صورت افقی نیز نصب می‌شود.
3. نصب با پمپ یا شیر یک‌طرفه: باید فضای کافی برای چرخش دیسک وجود داشته باشد تا با قطعات دیگر تداخل نداشته باشد.
4. نصب بین فلنج‌ها: نوع نصب بین فلنجی برای جلوگیری از جریان معکوس و ایجاد فشارهای متفاوت مناسب است.
5. نصب در سیستم‌های دفنی: در سیستم‌های دفنی، عملگر با استفاده از اسپندل افزایشی، آداپتور و کلید T از سطح زمین عمل می‌کند.

نتیجه‌گیری

شیرهای پروانه‌ای به دلیل طراحی ساده، وزن سبک، عملکرد سریع و هزینه کمتر نسبت به سایر انواع شیرها، در بسیاری از صنایع و کاربردها بسیار محبوب هستند. با انتخاب مناسب نوع شیر پروانه‌ای و عملگر مربوطه، می‌توان از این شیرها برای بهینه‌سازی فرآیندها و افزایش بهره‌وری استفاده کرد.