شیرهای پروانه‌ای مکانیک آب (Butterfly Valves) از جمله شیرآلات صنعتی مهمی هستند که در بسیاری از سیستم‌های انتقال سیالات، به‌ویژه آب، به‌کار می‌روند. این شیرها به دلیل طراحی ساده و عملکرد مناسب، در صنایع مختلف از جمله آب و فاضلاب، نفت و گاز، شیمیایی و غیره استفاده می‌شوند. در این مقاله به بررسی سایز و فشار کاری شیرهای پروانه‌ای مکانیک آب می‌پردازیم.

۱٫ ساختار و عملکرد شیر پروانه‌ای مکانیک آب

شیر پروانه‌ای از یک دیسک یا پروانه که درون یک محفظه گرد قرار دارد تشکیل شده است. این دیسک به‌طور موازی با جریان سیال حرکت می‌کند و می‌تواند جریان سیال را قطع یا باز کند. در حالت باز، دیسک در یک زاویه ۹۰ درجه قرار می‌گیرد که اجازه عبور سیال را می‌دهد. در حالت بسته، دیسک عمود بر جریان قرار می‌گیرد و جریان سیال را مسدود می‌کند. این شیرها به‌طور معمول به‌صورت دستی، پنوماتیک یا الکتریکی کنترل می‌شوند.

۲٫ سایز شیر پروانه‌ای

سایز شیرهای پروانه‌ای برای تطابق با قطر لوله‌ها طراحی می‌شود. این شیرها در سایزهای مختلف از قطر لوله‌های کوچک (مثل ۲ اینچ) تا سایزهای بزرگتر (مثل ۴۸ اینچ یا بیشتر) تولید می‌شوند. انتخاب سایز مناسب برای شیر پروانه‌ای بستگی به چند عامل اصلی دارد:

• قطر لوله: شیر پروانه‌ای باید متناسب با قطر لوله‌ای که جریان سیال از آن عبور می‌کند انتخاب شود. به‌عنوان مثال، برای لوله‌های ۲ اینچی شیر پروانه‌ای ۲ اینچ و برای لوله‌های بزرگتر، شیر پروانه‌ای بزرگتر باید انتخاب شود.

• ظرفیت جریان: در نظر گرفتن میزان جریان سیال که باید از شیر عبور کند نیز تأثیرگذار است. شیرهای پروانه‌ای در طیف وسیعی از ظرفیت‌های جریان طراحی می‌شوند تا نیازهای مختلف سیستم‌های صنعتی را برآورده کنند.

• فضای نصب: فضای موجود برای نصب شیر پروانه‌ای نیز می‌تواند تأثیرگذار باشد. به‌طور کلی، شیرهای پروانه‌ای برای لوله‌های بزرگ‌تر از لوله‌های گلابی و کاهنده به‌طور استاندارد ساخته می‌شوند.

۳٫ فشار کاری شیر پروانه‌ای

فشار کاری یا فشار عملیاتی شیر پروانه‌ای به‌میزانی از فشار اشاره دارد که شیر قادر به تحمل آن است بدون اینکه دچار آسیب یا عملکرد نادرست شود. این فشار معمولاً در واحد بار (Bar) یا پوند بر اینچ مربع (psi) اندازه‌گیری می‌شود. فشار کاری شیرهای پروانه‌ای معمولاً بستگی به متریال ساخت شیر، سایز آن و نوع سیال دارد.

• متریال شیر: جنس مواد سازنده شیر پروانه‌ای بر فشار کاری آن تأثیر می‌گذارد. برای مثال، شیرهای پروانه‌ای ساخته شده از چدن معمولاً برای فشارهای کاری ۱۰ بار تا ۱۶ بار مناسب هستند، در حالی که شیرهای پروانه‌ای با ساختار استنلس استیل می‌توانند فشارهای بالاتری را تحمل کنند.

• فشار کاری استاندارد: فشار کاری شیرهای پروانه‌ای معمولاً از ۱۰ بار شروع می‌شود و می‌تواند تا ۴۰ بار یا بیشتر افزایش یابد. به‌طور معمول، شیرهای پروانه‌ای مکانیک آب در سیستم‌های آبرسانی فشار کاری ۱۰ تا ۱۶ بار را دارند.

• پوشش‌ها و کاسه‌های شیر: در برخی از شیرهای پروانه‌ای، از پوشش‌های خاصی برای افزایش مقاومت در برابر فشارهای بالا استفاده می‌شود. برای مثال، در سیستم‌های تحت فشار بالا، استفاده از پوشش‌های فلزی مقاوم در برابر خوردگی و فشار از اهمیت زیادی برخوردار است.

۴٫ معیارهای مهم در انتخاب شیر پروانه‌ای

برای انتخاب شیر پروانه‌ای مناسب برای سیستم‌های مکانیک آب، علاوه بر سایز و فشار کاری، باید به چند عامل دیگر نیز توجه کرد:

• نوع سیال: شیرهای پروانه‌ای بسته به نوع سیال مورد استفاده باید انتخاب شوند. برای آب، شیرهای پروانه‌ای معمولی کافی هستند، اما برای سیالات شیمیایی یا روغنی، نیاز به شیرهایی با مواد مقاوم در برابر خوردگی و سایش وجود دارد.

• نوع عملگر: عملگرهای شیر پروانه‌ای می‌توانند دستی، پنوماتیک یا الکتریکی باشند. انتخاب عملگر مناسب بستگی به شرایط محیطی و نیازهای عملیاتی دارد.

• سرعت عمل: در برخی از کاربردها، نیاز به باز و بسته کردن سریع شیر پروانه‌ای است. در این موارد، انتخاب یک شیر با عملگر سریع و مؤثر اهمیت دارد.

۵٫ مزایای استفاده از شیر پروانه‌ای

• صرفه‌جویی در فضا: شیرهای پروانه‌ای به دلیل طراحی فشرده و ساده خود، به‌ویژه در سیستم‌های صنعتی با فضای محدود مفید هستند.

• صرفه‌جویی در انرژی: به‌دلیل باز و بسته شدن سریع و کم‌هزینه این شیرها، در سیستم‌های تحت فشار بالا یا با سرعت جریان زیاد، می‌توانند به صرفه‌جویی در انرژی کمک کنند.

• قیمت مناسب: شیرهای پروانه‌ای معمولاً نسبت به سایر انواع شیرها مانند شیرهای گلابی یا توپولوژیک، قیمت کمتری دارند.

۶٫ نتیجه‌گیری

شیرهای پروانه‌ای مکانیک آب به دلیل طراحی ساده و عملکرد مؤثر، یکی از شیرهای پرکاربرد در سیستم‌های صنعتی و آبرسانی به شمار می‌آیند. انتخاب سایز و فشار کاری مناسب برای این شیرها با توجه به نیازهای سیستم، نوع سیال و ظرفیت جریان از اهمیت بالایی برخوردار است. این شیرها به‌ویژه در شرایط با فشار و دماهای متوسط، گزینه‌ای مقرون به‌صرفه و کارآمد برای کنترل جریان هستند.