شیر پروانه ای پنوماتیک

شیر پروانه ای پنوماتیک چیست؟

شیر پروانه ای پنوماتیکی 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 پنوماتیک

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 باترفلای ولو 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):

نحوه اتصال: این نوع شیر 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.

شیر پروانه ای ویفری با اکچویتور پنوماتیک

ویژگی‌ها:

• طراحی فشرده و وزن سبک
• نصب آسان و سریع
• مناسب برای فضاهای محدود
• به طور معمول در سایزهای کوچکتر (تا 12 اینچ) تولید می‌شود.
• گیره‌ها به کاهش ارتعاشات ناشی از عبور سیال کمک می‌کنند.

کاربرد: در سیستم‌های لوله‌کشی عمومی، سیستم‌های HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) و کاربردهایی که نیاز به شیرهای سبک و کم‌حجم است.

شیر پروانه‌ای ویفری بسیار کوچکتر از سایر طراحی‌های شیرآلات است. نتیجه آن صرفه‌جویی در مواد، وزن کمتر، نیاز به فضای کم و سهولت در نصب و بهره‌برداری است. ساختار ویفری حداکثر استحکام را در شرایط فشار خط لوله فراهم می‌کند. گشتاور کمتر، زمان کمتر برای باز (بسته) شدن، جمع و جور، بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، آب‌بندی کامل، عمر طولانی، عملکرد قابل اعتماد و هزینه کمتر برای تمام این ویژگی‌های برجسته – این شیر پروانه‌ای است. (به نقل از سایت proval)

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

نحوه اتصال: این نوع شیر دارای فلنج‌هایی است که مستقیماً به فلنج‌های خط لوله متصل می‌شوند.

شیر پروانه‌ ای فلنج دار با عملگر پنوماتیک

ویژگی‌ها:

• مناسب برای سایزهای بزرگتر (معمولاً بالای 8 اینچ)
• مقاومت بالاتر در برابر فشار و دما نسبت به نوع ویفری
  اتصال محکم‌تر و پایدارتر
• در سایزهای بزرگتر، ممکن است از عملگر گیربکس حلزونی دستی برای باز و بسته کردن شیر استفاده شود تا گشتاور مورد نیاز کاهش یابد.
• امکان استفاده از عملگر پنوماتیک با قدرت بیشتر در صورت نیاز به سرعت و دقت بالاتر در باز و بسته شدن شیر

کاربرد: در خطوط لوله با فشار و دمای بالا، سیستم‌های انتقال آب و فاضلاب، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی.

باترفلای ولو پنوماتیک لاگ (Lug Butterfly Valve Pneumatic):

نحوه اتصال: شیرهای 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.

شیر پروانه ای لاگ با اکچویتور پنوماتیکی

ویژگی‌ها:

• قابلیت استفاده به عنوان شیر انتهایی خط (Dead-End Service)
• مقاومت بالا در برابر ارتعاشات و فشارهای بالا
  تعداد سوراخ‌های بیشتر نسبت به نوع ویفری، امکان اتصال محکم‌تر را فراهم می‌کند.
• مناسب برای کاربردهایی که نیاز به جداسازی شیر از یک طرف خط لوله بدون تاثیر بر طرف دیگر است.

کاربرد: در صنایع شیمیایی، سیستم‌های آب‌رسانی، سیستم‌های آتش‌نشانی و کاربردهایی که نیاز به شیرهای با قابلیت اطمینان بالا و مقاومت در برابر شرایط سخت است.

انواع باترفلای ولو پنوماتیک از نظر متریال

انتخاب متریال مناسب برای بدنه شیر پروانه‌ای پنوماتیک، نقش حیاتی در عملکرد، طول عمر و ایمنی سیستم‌های لوله‌کشی ایفا می‌کند. متریال بدنه باید با توجه به نوع سیال، دما، فشار، شرایط محیطی و الزامات بهداشتی انتخاب شود. در این راستا، به بررسی تخصصی انواع متریال بدنه شیرهای پروانه‌ای پنوماتیک می‌پردازیم:

شیر پروانه ای پنوماتیک چدنی (Cast Iron Butterfly Valve):

متریال: بدنه این شیرها از آلیاژهای مختلف چدن ساخته می‌شود، از جمله:
چدن خاکستری (Gray Cast Iron): ارزان‌ترین نوع چدن با مقاومت فشاری خوب، اما شکننده و نامناسب برای کاربردهای با تنش بالا.
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.
ویژگی‌ها:

• مقاومت به خوردگی نسبتاً خوب در برابر آب و فاضلاب
• هزینه پایین‌تر نسبت به فولاد و استیل
• مناسب برای دماهای پایین‌تر از 90 درجه سانتی‌گراد (به دلیل محدودیت واشر لاستیکی)

شیر پروانه ای پنوماتیک فولادی (Steel Butterfly Valve):

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

ویژگی‌ها:

• مقاومت بالا در برابر فشار و دما (از 120 تا 900 درجه سانتی‌گراد)
• قابلیت تحمل تنش‌های مکانیکی بالا
• مناسب برای سیالات با ویسکوزیته بالا
• معمولاً با دیسک استیل تولید می‌شوند.

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

متریال: بدنه این شیرها 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: پرکاربردترین نوع استنلس استیل با مقاومت به خوردگی خوب در برابر بسیاری از مواد شیمیایی و محیط‌های خورنده ملایم.
استنلس استیل 316: حاوی مولیبدن برای افزایش مقاومت به خوردگی در برابر کلریدها و اسیدهای قوی.
ویژگی‌ها:
مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی

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

متریال: بدنه این شیرها از مواد پلیمری (پلاستیکی) مختلف ساخته می‌شود که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند:
پلی پروپیلن (PP): مقاومت شیمیایی عالی در برابر اسیدها، بازها و حلال‌ها، وزن سبک و قیمت مناسب.
پلی وینیل کلراید سخت (UPVC): مقاومت خوب در برابر خوردگی، استحکام بالا و قابلیت جوشکاری، اما محدودیت دمایی دارد.
پلی اتیلن (PE): مقاومت بالا در برابر ضربه، انعطاف‌پذیری خوب و مقاومت شیمیایی مناسب برای کاربردهای خاص.
پی وی دی اف (PVDF): مقاوم‌ترین پلیمر در برابر مواد شیمیایی قوی، حلال‌ها و دماهای بالا، اما قیمت بالاتری دارد.

اجزاء شیر پروانه‌ای با عملگر پنوماتیک

بدنه (Body):

اسکلت اصلی شیر پروانه ای با اکچویتور بادی، 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) طراحی شود. 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 اکچویتور بادی است. با چرخش دیسک، مسیر عبور سیال باز یا بسته می‌شود.
جنس: دیسک می‌تواند از جنس‌های مختلفی مانند 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) طراحی شود. دیسک‌های نامتقارن معمولاً برای کاهش گشتاور مورد نیاز برای باز و بسته کردن شیر استفاده می‌شوند.

محور (Shaft):

محور، دیسک را به عملگر (Actuator) متصل می‌کند و وظیفه انتقال نیروی عملگر به دیسک را بر عهده دارد.
جنس: محور معمولاً از جنس استنلس استیل (Stainless Steel) ساخته می‌شود تا در برابر خوردگی و سایش مقاوم باشد.
طراحی: محور می‌تواند به صورت یکپارچه (Single Piece) یا دو تکه (Two Piece) طراحی شود. محورهای 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.
جنس: 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 اکچویتور پنوماتیکی را فراهم می‌کند. این عملگر با استفاده از هوای فشرده، پیستون یا دیافراگم را حرکت داده و باعث چرخش محور و دیسک می‌شود.
انواع: 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

عوامل موثر بر قیمت شیر پروانه ای پنوماتیکی

جنس و کیفیت مواد: استفاده از مواد مرغوب و مقاوم در برابر خوردگی یا حرارت باعث افزایش قیمت 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.