تجهیزصنعت تامین و تجهیز صنایع
توضیحات
شیر پروانه ای فلز به فلز یکی دیگر از انواع ولو ها است که در این مطلب قصد داریم به توضیحاتی مفصل در خصوص آن بپردازیم. در این راستا پیش از بررسی جزئیات، ابتدا ضروری است باترفلای ولوها به طور کلی معرفی شوند.
شیر پروانه ای یا باترفلای ولو چیست؟
شیرهای پروانه ای (Butterfly Valves) شیرهای ربع گرد هستند که عموما برای سرویس قطع و وصل بکار میروند. این نوع از ولوها سبک وزن هستند، جای نصب کمی دارند، هزینه کمتری دارند، عملکرد سریع دارند و در سایزهای بزرگ در دسترس هستند.
در این شیرهای صنعتی “پروانه” دیسکی است که به یک میله متصل است. هنگامی که دیسک می چرخد، شیر باز می شود تا مایع از آن عبور کند. همچنین هنگامی که میله دیسک را با یک چهارم چرخش تا موقعیتی عمود بر جهت جریان می چرخاند، شیر در موقعیت بسته قرار میگیرد.
باترفلای ولو همچنین برای کاربردهای کنترل جریان در مواردی که قیود سختگیرانه ای بر مشخصه عملکردی شیر وجود ندارد، بکار میروند.
عملکرد باترفلای ولو
باترفلای ولو ساختار نسبتاً ساده ای دارد. شکل زیر اجزای اصلی یک شیر پروانه ای را نشان می دهد که عبارتند از بدنه، سیلینگ، دیسک و ساقه (استم). دیسک در شیر پروانه ای در مرکز لولا میشود و استم به یک محرک یا اهرم در قسمت بیرونی شیر متصل می شود.
همانطور که در شکل نمایان است، در حالت قطع، دیسک عمود بر جریان است، و به کمک سیت شیر را آب بندی می کند.
همچنین یک O-ring در طول استم، آنرا در برابر نشتی آب بندی می کند. هنگامی که محرک یا اهرم دستی، استم شیر پروانه ای را یک چهارم دور می چرخاند، دیسک نیز 90 درجه می چرخد تا موازی با جریان شود. چرخش جزئی کمتر از 90 درجه نیز در کاربردهای کنترلی موجب میشود تا جریان تنظیم یا متناسب شود.
مشخصه های کنترلی شیر پروانه ای
همانطور که بیان شد شیرهای پروانه ای که برای سرویس های تنظیم نیز بکار میروند. در این صورت می توانند دارای مشخصه خطی یا درصد برابر باشند.
- خطی (Linear): هنگامی که دیسک X% باز می شود، نرخ جریان در X% از حداکثر سرعت جریان است. برای مثال، اگر دیسک یک سوم دور (30 درجه) باز شود، نرخ جریان 33.3 درصد حداکثر خواهد بود.
- درصد برابر (Equal Percentage): در این نوع مشخصه، یک رابطه لگاریتمی بین حرکت دیسک و نرخ جریان وجود دارد. به عنوان مثال، فرض کنید دیسک 10 درجه بچرخد و نرخ جریان از 100 به 170 متر مکعب در ساعت افزایش یابد. در اینصورت جریان 70 درصد افزایش می یابد. چرخش 10 درجه بعدی باعث می شود سرعت جریان از 170 به 289 متر مکعب در ساعت (70 درصد) افزایش یابد.
انواع باترفلای ولو
شیر های پروانه ای در طرح‌های مختلفی وجود دارند که هر کدام کاربردها و حدود فشار خاصی دارند. باترفلای ولوها را می توان بر اساس طرز بستن دیسک، طراحی اتصال و روش فعال سازی دسته بندی کرد.
نحوه بستن دیسک
شیر های پروانه ای بر اساس محل قرارگیری استم در قیاس با خط مرکزی دیسک و همینطور زاویه سطح نشیمنگاه شیر می توانند متحدالمرکز (concentric) یا خارج از مرکز (eccentric) باشند.
باترفلای ولو متحدالمرکز (Concentric)
ابتدایی ترین طراحی شیر پروانه ای، شیر پروانه ای متحدالمرکز است. در این نوع استم از خط مرکزی دیسک می گذرد و سیت، قطر داخلی بدنه شیر است.
این طراحی بدون آفست به عنوان سیت ارتجاعی یا (resilient-seated) معروف است، زیرا آب بندی موثر آن به انعطاف پذیری سیت (نشیمنگاه) لاستیکی متکی است. هنگام بستن این نوع باترفلای ولو، دیسک با چرخش یک چهارم دور با سیت تماس پیدا می کند. شیرهای پروانه ای متحدالمرکز برای حدود فشار کم مناسب هستند.
شیر پروانه ای خارج از مرکز (Eccentric)
همانطور که در شکل نمایان است، استم شیر پروانه ای خارج از مرکز از خط مرکزی دیسک عبور نمی کند، بلکه از پشت آن (برعکس جهت جریان) عبور می کند. میل شیر پروانه ای تکی مستقیماً در پشت خط مرکزی دیسک قرار دارد. این طراحی میزان تماس دیسک با آب بند را قبل از بستن کامل شیر کاهش می دهد. تماس کمتر باعث بهبود طول عمر شیر می شود.
در باترفلای ولو دو آفستی، استم در پشت خط مرکزی دیسک با یک آفست اضافی در یک طرف قرار دارد. استم در طراحی خارج از مرکز دو آفستی، تماس دیسک و سیت را در بستن، 1-3 درجه کاهش می دهد.
شیر پروانه ای سه آفستی (TOV) یا (TOBV) برای کاربردهای حیاتی مناسب است و طراحی مانند شیر پروانه ای افست دوبل دارد. سومین آفست در این نوع، محور تماس دیسک-نشیمنگاه است.
لازم به ذکر است باترفلای ولو سه آفستی کارآمدتر است و سایش کمتری دارد. شیر های سه آفستی اغلب از سیت های فلزی برای کلاس نشتی حباب‌دار طراحی میشوند. سیت های فلزی شیرهای پروانه ای را برای حدود دمای بالاتر مناسب می کند.
شیرهای پروانه ای با کارایی بالا از فشار موجود در خط لوله برای افزایش آب بندی بین نشیمنگاه و لبه دیسک بهره میبرند. این شیرهای پروانه ای دارای ریتینگ فشار بالاتری هستند و مستعد سایش کمتر هستند.
انواع اتصالات در شیر پروانه ای
عموما سه نوع اتصال در شیر های پروانه ای وجود دارند که عبارتند از: اتصال فلنجی، اتصال ویفری و اتصال لاگ تایپ.
اتصال ویفری در این شیرها بین دو خط لوله تحت فشار قرار میگیرد و اتصال لاگ تایپ خود دارای رزوه هایی در اطراف شیر است که به پایپ پیچ میشود. این نوع اتصال برای کاربرد های جداسازی قسمت ها و ایزوله کردن نیز میتواند مناسب باشد.
شیر پروانه ای فلز به فلز (Metal to Metal butterfly valve)
شیر پروانه ای فلز به فلز سیت فلزی را به جای سافت سیت در طراحی خود دارد. سافت سیت اگرچه دارای نشتی صفر است اما دارای محدودیت هایی است و در مواردی باید با نوع فلز به فلز جایگزین شود. عموما در مواردی که فشار و یا دمای فرایند بسیار بالا باشد نمیتوان از سافت سیت استفاده کرد.
در فشار و دما های بالا نشیمنگاه ارتجاعی یا سافت سیت دچار تغییر شکل دائمی میشوند و همین امر باعث میشود که نشتی آن ها دستخوش تغییر گردد. از سوی دیگر فلزات در این شرایط تغییر شکل دائمی ندارند، از این رو کلاس نشتی آنها ثابت میماند و دچار اصطحلاک نمیشود.
کلاس های نشتی باتر فلای ولو فلز به فلز
طبق ANSI FCI 70-2 شش کلاس بندی مختلف نشتی در شیر های فلز به فلز وجود دارد. متداول ترین موارد کاربردی عبارتند از CLASS I، CLASS IV و CLASS Vl.
به عنوان مثال در کلاس II میزان نشتی 0.5% کل ظرفیت جریان است. در کلاس VI نیز نشتی در حد حباب است که بر اساس قطر میتواند متفاوت باشد.
اطلاعات کامل در مورد کلاسهای نشتی در دو جدول زیر آمده است. جدول دوم مربوط کلاس VI میباشد.
تجهیز صنعت یکی از برترین وارد کنندگان و تامین کنندگان انواع شیرالات پایپینگ نظیر شیر پروانه ای فلز به فلز و سایر شیر های قطع و وصل و کنترلی میباشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص محصولات و بازدید، لطفا با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
