شیر پروانه پنوماتیک

شیر پروانه ای پنوماتیک چیست؟

شیر پروانه پنوماتیکی (یا باترفلای ولو پنوماتیکی) که به عنوان شیر پروانه بادی نیز شناخته می‌شود، یک شیر کنترل جریان سیال از نوع روتاری است که با استفاده از عملگر پنوماتیک (هوای فشرده) عمل باز و بسته شدن را انجام می‌دهد. این شیر از یک دیسک دورانی تشکیل شده که در داخل بدنه قرار دارد و با چرخش 90 درجه‌ای، جریان سیال را کنترل می‌کند. مکانیزم اصلی آن بر پایه تبدیل انرژی هوای فشرده به حرکت مکانیکی دورانی است که توسط اکچویتور پنوماتیک صورت می‌گیرد.

از نظر ساختاری، این شیر شامل اجزای اصلی مانند بدنه (معمولاً از جنس چدن، فولاد یا استیل)، دیسک گردان، محور، واشر آب‌بندی و عملگر پنوماتیک می‌باشد. کاربرد اصلی آن در صنایع مختلف مانند نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، صنایع غذایی و شیمیایی است. مزایای اصلی این شیر شامل سرعت عملکرد بالا (3 تا 5 ثانیه)، قیمت مناسب، قابلیت اتوماسیون و کنترل از راه دور می‌باشد.

عملکرد شیر پروانه ای با عملگر پنوماتیکی

عملکرد شیر پروانه ای با اکچویتور پنوماتیک (pneumatic butterfly valve) بر اساس اصول انتقال انرژی پنوماتیکی استوار است. هنگامی که هوای فشرده (معمولاً با فشار [4-6 bar]) به اکچویتور پنوماتیک وارد می‌شود، نیروی محرکه ایجاد می‌گردد که باعث چرخش محور و دیسک شیر می‌شود. این فرآیند از طریق مبدل‌های انرژی پنوماتیکی مانند پیستون دورانی یا محرک‌های پنوماتیکی صورت می‌گیرد که حرکت خطی هوای فشرده را به حرکت دورانی [90 درجه] تبدیل می‌کنند.

در حالت استاندارد، دیسک شیر در دو وضعیت کاملاً باز یا کاملاً بسته قرار می‌گیرد. با ورود سیگنال کنترلی پنوماتیکی، دیسک به سرعت (حدود 3 تا 5 ثانیه) چرخش خود را انجام می‌دهد. سیستم‌های کنترل پیشرفته امکان تنظیم موقعیت دقیق دیسک را نیز فراهم می‌کنند که این امر کنترل دقیق جریان سیال را میسر می‌سازد. مکانیزم آب‌بندی توسط واشرهای upvc یا EPDM، آب‌بندی مطلوب در فشارهای مختلف [0-16 bar] را تضمین می‌کند.

انواع شیر فلکه پروانه ای پنوماتیک از نظر نوع اتصال

شیر پروانه ای با اکچویتور بادی، به دلیل عملکرد سریع، قابلیت اطمینان بالا و سهولت در اتوماسیون، به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از جنبه‌های مهم در انتخاب این شیرها، نوع اتصال آن‌ها به خط لوله است. بر این اساس، شیرهای پروانه‌ای پنوماتیک به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

باترفلای ولو پنوماتیکی ویفری (Pneumatic Wafer Butterfly Valve):

شیر پروانه‌ ای ویفری با اکچویتور پنوماتیکی بین دو فلنج خط لوله قرار می‌گیرد و به اصطلاح “ویفری” نامیده می‌شود، زیرا مانند یک ویفر در میان فلنج‌ها جای می‌گیرد. اتصال معمولاً با استفاده از دو تا چهار گیره و پیچ و مهره انجام می‌شود. این نوع شیر به طور معمول در سایزهای کوچکتر (تا 12 اینچ) تولید می‌شود.

باترفلای ولو پنوماتیکی فلنج دار (Pneumatic Flange Butterfly Valve):

شیر پروانه‌ ای فلنج دار با عملگر پنوماتیک دارای فلنج‌هایی است که مستقیماً به فلنج‌های خط لوله متصل می‌شوند. نسبت به نوع ویفری مقاومت بالاتری در برابر فشار و دما دارند و برای سایزهای بزرگتر (معمولاً بالای 8 اینچ) مناسب هستند.

باترفلای ولو پنوماتیک لاگ (Lug Butterfly Valve Pneumatic):

شیرهای پروانه لاگ، نوعی شیر بدون فلنج هستند که با استفاده از پیچ و مهره به صورت مستقیم به فلنج‌های خط لوله متصل می‌شوند. سوراخ‌های رزوه شده در بدنه شیر (لاگ) امکان نصب و جداسازی مستقل از هر طرف خط لوله را فراهم می‌کنند. به علت تعداد سوراخ‌های بیشتر نسبت به نوع ویفری، امکان اتصال محکم‌تر را فراهم می‌کند و قابلیت استفاده به عنوان شیر انتهایی خط (Dead-End Service) را دارند.

انواع شیر پروانه ای بادی از نظر متریال

شیر پروانه پنوماتیک چدنی (Cast Iron Butterfly Valve):

متریال: بدنه شیر پروانه چدنی از آلیاژهای مختلف چدن ساخته می‌شود، از جمله:
چدن خاکستری (Gray Cast Iron) که ارزان‌ترین نوع چدن با مقاومت فشاری خوب است هرچند شکننده و نامناسب برای کاربردهای با تنش بالا می‌باشد. چدن داکتیل (Ductile Cast Iron)مقاومت کششی و چکش‌خواری بالاتری نسبت به چدن خاکستری دارد و برای کاربردهای با فشار و دمای متوسط مناسب است.

شیر پروانه پنوماتیکی فولادی (Steel Butterfly Valve):

بدنه این شیرها از فولادهای کربنی یا آلیاژی ساخته می‌شود، از جمله: فولاد کربنی (Carbon Steel) که استحکام بالا و قابلیت جوشکاری خوبی دارد اما در برابر خوردگی آسیب‌پذیر است و فولاد آلیاژی (Alloy Steel) که با افزودن عناصری مانند کروم، نیکل و مولیبدن، مقاومت به خوردگی و استحکام در دماهای بالا بهبود می‌یابد.

شیر پروانه ای بادی استیل (Stainless Steel Butterfly Valve):

بدنه این شیر پروانه‌ ای استیل با اکچویتور بادی از فولاد زنگ نزن (استنلس استیل) ساخته می‌شود، که حاوی حداقل 10.5% کروم است. انواع مختلفی از استنلس استیل وجود دارد، از جمله: استنلس استیل 304 و استنلس استیل 316.

شیر پروانه ای بادی پلیمری (Polymeric/Plastic Butterfly Valve):

بدنه این نوع شیر پروانه ای از مواد پلیمری (پلاستیکی) مختلف ساخته می‌شود که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند:

• پلی پروپیلن (PP)
• پلی وینیل کلراید سخت (UPVC)
• پلی اتیلن (PE)
• پی وی دی اف (PVDF)

اجزاء شیر پروانه‌ای با عملگر پنوماتیک

بدنه (Body):

اسکلت اصلی شیر پروانه ای با اکچویتور پنوماتیک، بدنه آن است و تمامی اجزای دیگر بر روی آن نصب می‌شوند. همچنین وظیفه اصلی آن هدایت و عبور سیال از داخل شیر است. جنس بدنه معمولاً از مواد مقاوم در برابر فشار، دما و خوردگی مانند چدن، فولاد (کربنی یا آلیاژی)، استنلس استیل (Stainless Steel) یا مواد پلیمری (مانند UPVC، CPVC، PP) ساخته می‌شود. انتخاب جنس بدنه بستگی به نوع سیال، شرایط کاری و الزامات بهداشتی دارد.
طراحی بدنه می‌تواند به صورت ویفری (Wafer)، فلنج دار (Flanged)، لاگ (Lug) و یا جوشی (Butt Weld) باشد. نوع اتصال بدنه به خط لوله بستگی به اندازه لوله، فشار کاری و نوع سیال دارد.

دیسک (Disc):

دیسک، عضو مسدود کننده جریان سیال در شیر پروانه ای با عملگر پنوماتیک است. با چرخش دیسک، مسیر عبور سیال باز یا بسته می‌شود. جنس دیسک می‌تواند از چدن، فولاد، استنلس استیل، برنز، آلومینیوم و یا مواد پلیمری ساخته شود. انتخاب جنس دیسک باید با توجه به نوع سیال و شرایط کاری انجام شود.
طراحی دیسک می‌تواند به صورت متقارن (Symmetric) یا نامتقارن (Asymmetric) باشد که دیسک‌های نامتقارن معمولاً برای کاهش گشتاور مورد نیاز برای باز و بسته کردن شیر استفاده می‌شوند.

محور (Shaft):

اتصال دیسک به عملگر (Actuator) برعهده شفت است و نیرو را از عملگر به دیسک را انتقال می‌ذهد.  جنس شفت معمولاً از جنس استنلس استیل (Stainless Steel) ساخته می‌شود تا در برابر خوردگی و سایش مقاوم باشد و طراحی آن می‌تواند به صورت یکپارچه (Single Piece) یا دو تکه (Two Piece) باشد. شفت های دو تکه معمولاً برای شیر پروانه ای با عملگر بادی بزرگتر استفاده می‌شوند تا نصب و نگهداری آسان‌تر شود.

نشیمنگاه (Seat):

نشیمنگاه، سطحی است که دیسک بر روی آن قرار می‌گیرد و وظیفه ایجاد آب‌بندی بین دیسک و بدنه را بر عهده دارد. متریال نشیمنگاه معمولاً از مواد الاستومری مانند EPDM، NBR، PTFE و یا فلزاتی مانند استنلس استیل ساخته می‌شود. انتخاب جنس نشیمنگاه بستگی به نوع سیال، دما و فشار کاری دارد.

عملگر پنوماتیک (Pneumatic Actuator):

عملگر پنوماتیک، نیروی لازم برای باز و بسته کردن شیر پروانه ای با عملگر پنوماتیکی را فراهم می‌کند. این عملگر با استفاده از هوای فشرده، پیستون یا دیافراگم را حرکت داده و باعث چرخش محور و دیسک می‌شود. عملگرهای پنوماتیک به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• عملگرهای چرخشی (Rotary Actuator): این عملگرها برای چرخاندن محور شیر به صورت 90 درجه استفاده می‌شوند.
• عملگرهای خطی (Linear Actuator): این عملگرها برای حرکت خطی محور شیر استفاده می‌شوند (در شیرهای خاص).

اجزای عملگر پنوماتیک شیر پروانه ای

مزایا و معایب شیر پروانه ای با اکچویتور بادی

عوامل موثر بر قیمت شیر پروانه‌ای پنوماتیکی

جنس و کیفیت مواد: استفاده از مواد مرغوب و مقاوم در برابر خوردگی یا حرارت باعث افزایش قیمت انواع شیرالات صنعتی می‌شود.
طراحی و فناوری: پیچیدگی طراحی، نوع اکچویتور و تکنولوژی‌های به کار رفته در آن تأثیر مستقیم بر هزینه دارد.
مقدار و تأمین‌کننده: خرید عمده و قراردادهای طولانی‌مدت می‌تواند منجر به کاهش قیمت شیر پروانه ای پنوماتیک شود، در حالی که تأمین‌کنندگان مختلف می‌توانند قیمت‌های متفاوتی را ارائه دهند.

خرید شیر پروانه ای پنوماتیکی

به‌منظور دریافت اطلاعات دقیق‌تر درباره‌ی مشخصات فنی، اندازه‌ها و قیمت‌های انواع باترفلای ولو پنوماتیک، پیشنهاد می‌شود با تأمین‌کنندگان و تولیدکنندگان معتبر تماس بگیرید. هایپر تجهیزات صنعتی کیسان به عنوان یک تأمین‌کننده متخصص در زمینه فروش تجهیزات پایپینگ، مجموعه‌ای متنوع از انواع باترفلای ولوهای ایرانی و خارجی پنوماتیک را ارائه می‌دهد.

کارشناسان هایپیر تجهیزات صنعتی کیسان می‌توانند اطلاعات کاملی در مورد مشخصات فنی، قیمت و خرید شیر پروانه ای پنوماتیک ارائه دهند و شما را در انتخاب انواع شیرالات صنعتی متناسب با نیاز خود راهنمایی کنند.

سوالات متداول

شیر پروانه‌ای با اکچویتور پنوماتیک چیست؟

شیر پروانه‌ای با اکچویتور پنوماتیک، شیری است که با نیروی باد (پنوماتیک) کار می‌کند و می‌تواند جریان آب، هوا یا گاز را در لوله‌ها قطع یا تنظیم کند. این سیستم به‌صورت اتوماتیک و سریع جریان را کنترل می‌کند.

مزایای شیر پروانه ای پنوماتیک چیست؟

مزایای مهم شامل سرعت عملکرد بالا، کاهش نیاز به نیروی انسانی، ایمنی در محیط‌های خطرناک و دوام طولانی است. این شیرها به‌راحتی نصب و نگهداری می‌شوند.

چه کاربردهایی برای شیر پروانه ای بادی وجود دارد؟

از این شیرها در صنایع آب و فاضلاب، نفت و گاز، پتروشیمی و سیستم‌های تهویه برای کنترل دقیق جریان سیالات مختلف استفاده می‌شود.

چطور باترفلای ولو پنوماتیک را نصب کنم؟

شیر را بین دو فلنج قرار دهید و پیچ‌ها به‌طور مساوی سفت کنید. سپس اکچویتور را طبق دفترچه راهنما به سیستم هوای فشرده وصل کنید و موقعیت باز و بسته شدن شیر را تنظیم کنید.

نگهداری شیر پروانه‌ای با عملگر پنوماتیک چگونه است؟

هر چند وقت یک‌بار از بابت نشتی هوا و عملکرد مکانیکی اکچویتور و شیر، بازبینی کنید و در صورت نیاز قطعات فرسوده مانند آب‌بندی را تعویض نمایید.

چه نکاتی برای انتخاب سایز شیر پروانه‌ای با اکچویتور پنوماتیک اهمیت دارد؟

سایز باید بر اساس قطر لوله و دبی جریان انتخاب شود تا شیر به‌درستی کنترل جریان را انجام دهد. انتخاب مناسب از هدررفت انرژی و آسیب دستگاه جلوگیری می‌کند.