شیرهای پروانه ای و شیرهای دروازه ای دو نوع شیر هستند که معمولاً در مصارف حفاظت از آب صنعتی و شهری استفاده می شوند.آنها تفاوت های آشکاری در ساختار، عملکرد و کاربرد دارند.در این مقاله تفاوت‌های شیر پروانه‌ای و شیر دروازه‌ای از جنبه‌های اصل، ترکیب، هزینه، دوام، تنظیم جریان، نصب و نگهداری به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت.
1. اصل
اصل شیر پروانه ای
بزرگترین ویژگی ازشیر پروانه ایساختار ساده و طراحی فشرده آن است.اصل کار آن این است که صفحه پروانه ای دایره ای به عنوان محور مرکزی برای کنترل جریان سیال به دور ساقه شیر می چرخد.صفحه سوپاپ مانند یک پاسگاه است و فقط با رضایت صفحه پروانه می تواند عبور کند.هنگامی که صفحه پروانه با جهت جریان سیال موازی است، دریچه کاملاً باز است.وقتی صفحه پروانه ای عمود بر جهت جریان سیال باشد، دریچه کاملا بسته است.زمان باز و بسته شدن شیر پروانه ای بسیار کوتاه است، زیرا برای تکمیل عملیات باز یا بسته شدن کامل، تنها به چرخش 90 درجه نیاز دارد.به همین دلیل است که شیر دوار و شیر یک چهارم چرخشی است.
اصل دریچه دروازه
صفحه سوپاپ ازشیر دروازهبه صورت عمودی به سمت بدنه سوپاپ بالا و پایین می رود.هنگامی که دروازه به طور کامل بالا می رود، حفره داخلی بدنه شیر کاملاً باز می شود و سیال می تواند بدون مانع از آن عبور کند.هنگامی که دروازه به طور کامل پایین می آید، سیال کاملا مسدود می شود.طراحی شیر دروازه باعث می شود که در هنگام باز شدن کامل تقریباً هیچ مقاومتی در برابر جریان نداشته باشد، بنابراین برای کاربردهایی که نیاز به باز کردن کامل یا بسته شدن کامل دارند مناسب است.در اینجا باید تاکید کرد که شیر دروازه برای باز شدن کامل و بسته شدن کامل مناسب است!با این حال، شیر دروازه سرعت پاسخ آهسته ای دارد، یعنی زمان باز و بسته شدن طولانی تر است، زیرا چرخاندن چرخ دستی یا چرخ دنده حلزونی برای باز و بسته شدن کامل، چندین نوبت طول می کشد.
2. ترکیب
ترکیب شیر پروانه ای
همانطور که در بالا ذکر شد، ساختار شیر پروانه ای نسبتا ساده است که شامل اجزای اصلی مانند بدنه سوپاپ، صفحه سوپاپ، شفت سوپاپ، صندلی سوپاپ و درایو می شود.همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
بدنه سوپاپ:
بدنه سوپاپ شیر پروانه ای استوانه ای و دارای کانال عمودی در داخل می باشد.بدنه شیر می تواند از مواد مختلفی مانند چدن، چدن داکتیل، فولاد ضد زنگ، فولاد کربنی، آلومینیوم برنز و غیره ساخته شود که البته انتخاب مواد به محیط استفاده از شیر پروانه ای و ماهیت آن بستگی دارد. متوسط.
صفحه شیر:
صفحه سوپاپ قسمت باز و بسته کننده دیسکی شکل فوق الذکر است که از نظر شکل شبیه دیسک است.جنس صفحه سوپاپ معمولاً مشابه بدنه سوپاپ یا بالاتر از بدنه سوپاپ است، زیرا شیر پروانه ای برخلاف شیر پروانه ای خط مرکزی که بدنه شیر مستقیماً از هم جدا می شود در تماس مستقیم با محیط است. از محیط توسط یک صندلی سوپاپ.برخی از رسانه های خاص نیاز به بهبود مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر دمای بالا دارند.
میل سوپاپ:
میل سوپاپ صفحه سوپاپ و درایو را به هم متصل می کند و وظیفه انتقال گشتاور برای چرخش صفحه سوپاپ را بر عهده دارد.میل سوپاپ معمولاً از فولاد ضد زنگ 420 یا سایر مواد با مقاومت بالا ساخته می شود تا از استحکام و دوام کافی آن اطمینان حاصل شود.
صندلی سوپاپ:
نشیمنگاه سوپاپ در حفره داخلی بدنه سوپاپ قرار دارد و با صفحه سوپاپ تماس می گیرد تا آب بندی ایجاد کند تا اطمینان حاصل شود که در هنگام بسته شدن شیر، محیط نشتی ندارد.دو نوع آب بندی وجود دارد: آب بندی نرم و آب بندی سخت.مهر و موم نرم عملکرد آب بندی بهتری دارد.مواد پرکاربرد شامل لاستیک، PTFE و غیره است که معمولاً در شیرهای پروانه ای خط مرکزی استفاده می شود.سیل های سخت برای محیط های با دمای بالا و فشار بالا مناسب هستند.مواد متداول مورد استفاده شامل SS304 + گرافیت انعطاف پذیر و غیره است که در این موارد رایج استدریچه های پروانه ای غیرعادی سه گانه.
فعال کننده:
محرک برای چرخاندن میل سوپاپ استفاده می شود.فرم های رایج مورد استفاده دستی، برقی، پنوماتیک یا هیدرولیک هستند.محرک های دستی معمولاً توسط دسته یا چرخ دنده ها کار می کنند، در حالی که محرک های الکتریکی، پنوماتیکی و هیدرولیک می توانند به کنترل از راه دور و عملکرد خودکار دست یابند.
ترکیب شیرهای دروازه
ساختار شیر دروازه نسبتاً پیچیده است.علاوه بر بدنه سوپاپ، صفحه سوپاپ، شفت سوپاپ، نشیمنگاه و درایو سوپاپ، پکینگ، پوشش سوپاپ و غیره نیز وجود دارد (شکل زیر را ببینید)
بدنه سوپاپ:
بدنه شیر دریچه دروازه معمولا بشکه ای یا گوه ای شکل است که داخل آن یک کانال مستقیم وجود دارد.جنس بدنه سوپاپ بیشتر از چدن، چدن، فولاد ضد زنگ، برنج و ... می باشد و به همین ترتیب، مواد مناسب باید با توجه به شرایط استفاده انتخاب شود.
پوشش شیر:
پوشش سوپاپ به بدنه سوپاپ متصل می شود تا یک حفره بسته دریچه تشکیل شود.معمولاً برای نصب پکینگ و آب بندی میل سوپاپ روی درپوش سوپاپ یک جعبه پرکننده وجود دارد.
دروازه + نشیمنگاه سوپاپ:
دروازه بخش باز و بسته کننده شیر دروازه است که معمولاً به شکل گوه است.دروازه می تواند یک دروازه تک یا یک ساختار دروازه دوگانه باشد.شیر دروازه ای که ما معمولا از آن استفاده می کنیم یک دروازه است.جنس دریچه گیت الاستیک GGG50 با لاستیک پوشیده شده است و دریچه دریچه گیت سیل سخت از جنس بدنه + برنج یا فولاد ضد زنگ می باشد.
میل سوپاپ:
میل سوپاپ گیت و محرک را به هم متصل می کند و گیت را از طریق انتقال رزوه ای به سمت بالا و پایین حرکت می دهد.مواد ساقه سوپاپ عموماً مواد با مقاومت بالا مانند فولاد ضد زنگ یا فولاد کربنی است.با توجه به حرکت میل سوپاپ، شیرهای دروازه ای را می توان به دریچه های دروازه ای ساقه بالارونده و دریچه های دروازه ای ساقه غیربالا تقسیم کرد.رزوه ساقه سوپاپ دریچه گیت ساقه بالارونده در خارج از بدنه شیر قرار دارد و حالت باز و بسته به وضوح قابل مشاهده است.رزوه ساقه سوپاپ دریچه دروازه ساقه بدون افزایش در داخل بدنه شیر قرار دارد، ساختار نسبتا فشرده است و فضای نصب کوچکتر از دریچه دروازه ساقه بالارونده است.
بسته بندی:
پکینگ در جعبه پرکن درب سوپاپ قرار دارد که برای آب بندی شکاف بین میل سوپاپ و درپوش سوپاپ برای جلوگیری از نشتی متوسط استفاده می شود.مواد بسته بندی رایج شامل گرافیت، PTFE، آزبست و غیره است. بسته بندی توسط غده فشرده می شود تا از عملکرد آب بندی اطمینان حاصل شود.
فعال کننده:
• چرخ دستی رایج ترین محرک دستی است که با چرخاندن چرخ دستی برای حرکت دریچه به بالا و پایین، انتقال رشته ساقه سوپاپ را به حرکت در می آورد.برای شیرهای دروازه ای با قطر زیاد یا فشار بالا، اغلب از محرک های الکتریکی، پنوماتیک یا هیدرولیک برای کاهش نیروی عملیاتی و افزایش سرعت باز و بسته شدن استفاده می شود.البته این موضوع دیگری است.اگر علاقه مند هستید، لطفا مقاله را بررسی کنیدچند نوبت برای بستن شیر پروانه ای?چقدر طول میکشد؟
3. هزینه
هزینه شیر پروانه ای
شیرهای پروانه ای معمولاً ارزانتر از شیرهای دروازه ای هستند.دلیل آن این است که شیرهای پروانه ای طول ساختار کوتاهی دارند، به مواد کمتری نیاز دارند و فرآیند ساخت نسبتاً ساده ای دارند.علاوه بر این، شیرهای پروانه ای سبک تر هستند که هزینه حمل و نقل و نصب را نیز کاهش می دهد.مزیت هزینه شیرهای پروانه ای به ویژه در خطوط لوله با قطر زیاد مشهود است.
هزینه دریچه دروازه
هزینه ساخت شیرهای دروازه ای معمولاً بالاتر است، به ویژه برای کاربردهای با قطر زیاد یا فشار بالا.ساختار شیرهای دروازه ای پیچیده است و دقت ماشینکاری صفحات دروازه و نشیمنگاه سوپاپ ها بالا است که به فرآیندها و زمان بیشتری در طول فرآیند ساخت نیاز دارد.علاوه بر این، شیرهای دروازه ای سنگین تر هستند که هزینه حمل و نقل و نصب را افزایش می دهد.
همانطور که از نقشه بالا مشخص است، برای همان DN100، شیر دروازه بسیار بزرگتر از شیر پروانه ای است.
4. دوام
دوام شیر پروانه ای
دوام شیرهای پروانه ای به نشیمن سوپاپ و مواد بدنه آن بستگی دارد.به طور خاص، مواد آب بندی دریچه های پروانه ای با مهر و موم نرم معمولاً از لاستیک، PTFE یا سایر مواد انعطاف پذیر ساخته می شوند که ممکن است در طول استفاده طولانی مدت فرسوده یا قدیمی شوند.البته مواد آب بندی شیرهای پروانه ای سخت سیل شده از مواد مصنوعی با کارایی بالا یا مهر و موم های فلزی ساخته شده اند، بنابراین دوام به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
به طور کلی، شیرهای پروانه ای در سیستم های فشار کم و فشار متوسط دوام خوبی دارند، اما ممکن است عملکرد آب بندی در محیط های پرفشار و دمای بالا کاهش یابد.
همچنین شایان ذکر است که شیرهای پروانه ای می توانند با پیچاندن بدنه سوپاپ با نشیمنگاه سوپاپ، محیط را ایزوله کنند تا از خوردگی بدنه شیر جلوگیری شود.در عین حال، صفحه سوپاپ را می توان به طور کامل با لاستیک محصور کرد و کاملاً با فلوئور پوشانده شد که به طور قابل توجهی دوام آن را برای محیط های خورنده بهبود می بخشد.
دوام دریچه های دروازه
طراحی آب بندی نشیمنگاهی الاستیک شیرهای دروازه ای با مشکل مشابه شیرهای پروانه ای مواجه است، یعنی فرسودگی و پیری در حین استفاده.با این حال، شیرهای دروازه ای با مهر و موم سخت در محیط های با فشار و دمای بالا عملکرد خوبی دارند.از آنجایی که سطح آب بندی فلز به فلز شیر دروازه دارای مقاومت سایشی و مقاومت در برابر خوردگی بالایی است، عمر مفید آن معمولا طولانی تر است.
با این حال، دروازه شیر دروازه به راحتی توسط ناخالصی های موجود در محیط گیر می کند که ممکن است دوام آن را نیز تحت تأثیر قرار دهد.
علاوه بر این، ظاهر و ساختار آن تعیین می کند که ساخت یک آستر کامل دشوار است، بنابراین برای همان محیط خورنده، چه از تمام فلز یا آستر کامل ساخته شده باشد، قیمت آن بسیار بالاتر از شیر دروازه است.
5. تنظیم جریان
تنظیم جریان شیر پروانه ای
شیر پروانه ای سه غیرمرکز می تواند جریان را در دهانه های مختلف تنظیم کند، اما منحنی مشخصه جریان آن نسبتاً غیر خطی است، به خصوص هنگامی که شیر نزدیک به کاملا باز است، جریان به شدت تغییر می کند.بنابراین، شیر پروانه ای فقط برای صحنه هایی با دقت تنظیم پایین مناسب است، در غیر این صورت، می توان شیر توپی را انتخاب کرد.
تنظیم جریان شیر دروازه
شیر دروازه به گونه ای طراحی شده است که برای عملیات باز کردن کامل یا بسته شدن کامل مناسب تر است، اما نه برای تنظیم جریان.در حالت نیمه باز، گیت باعث تلاطم و لرزش سیال می شود که به راحتی به نشیمنگاه و گیت سوپاپ آسیب می رساند.
6. نصب و راه اندازی
نصب شیر پروانه ای
نصب شیر پروانه ای نسبتا ساده است.وزن آن سبک است، بنابراین در حین نصب نیازی به پشتیبانی زیادی ندارد.دارای ساختار جمع و جور است، بنابراین به ویژه برای مواقعی با فضای محدود مناسب است.
شیر پروانه ای را می توان بر روی لوله ها در هر جهت (افقی یا عمودی) نصب کرد و هیچ الزام دقیقی برای جهت جریان در لوله وجود ندارد.لازم به ذکر است که در کاربردهای پرفشار یا با قطر زیاد، صفحه پروانه ای باید در هنگام نصب در حالت کاملاً باز باشد تا از آسیب دیدن آب بند جلوگیری شود.
نصب شیرهای دروازه ای
نصب شیرهای دروازه ای به خصوص شیرهای دروازه ای با قطر زیاد و آب بندی سخت پیچیده تر است.با توجه به وزن زیاد شیرهای دروازه، اقدامات پشتیبانی و تثبیت اضافی در هنگام نصب برای اطمینان از پایداری شیر و ایمنی نصاب مورد نیاز است.
شیرهای دروازه ای معمولاً روی لوله های افقی نصب می شوند و جهت اطمینان از نصب صحیح باید جهت جریان سیال در نظر گرفته شود.علاوه بر این، زمان باز و بسته شدن دریچه های دروازه، به ویژه برای شیرهای دروازه ای با ساقه بلند، طولانی است و باید فضای کافی برای کارکردن چرخ دستی در نظر گرفته شود.
7. نگهداری و تعمیرات
تعمیر و نگهداری شیرهای پروانه ای
دریچه های پروانه ای قطعات کمتری دارند و به راحتی جدا می شوند و به راحتی جمع می شوند، بنابراین نگهداری از آنها آسان تر است.در تعمیر و نگهداری روزانه، پیری و سایش صفحه سوپاپ و نشیمنگاه سوپاپ عمدتاً بررسی می شود.اگر مشخص شد که حلقه آب بندی به شدت فرسوده شده است، باید به موقع تعویض شود.بنابراین، ما به مشتریان توصیه می کنیم که شیرهای پروانه ای قابل تعویض با پشت نرم را خریداری کنند.اگر صافی سطح و پایان صفحه شیر برای دستیابی به اثر آب بندی خوب دشوار است، همچنین باید تعویض شود.
علاوه بر این، روانکاری ساقه سوپاپ نیز وجود دارد.روانکاری خوب به انعطاف پذیری و دوام عملکرد شیر پروانه ای کمک می کند.
تعمیر و نگهداری شیرهای دروازه
شیرهای دروازه ای قطعات زیادی دارند و جداسازی و مونتاژ آنها دشوار است، به خصوص در سیستم های خط لوله بزرگ، که حجم کار تعمیر و نگهداری زیاد است.در حین تعمیر و نگهداری باید توجه ویژه ای به این شود که آیا گیت به آرامی بلند و پایین می رود و آیا اجسام خارجی در شیار بدنه شیر وجود دارد یا خیر.
اگر سطح تماس نشیمنگاه سوپاپ و گیت خراشیده یا فرسوده شده باشد، باید صیقلی یا تعویض شود.البته روغن کاری میل سوپاپ نیز ضروری است.
باید به نگهداری پکینگ بیشتر از شیر پروانه ای توجه شود.بسته بندی شیر دروازه برای آب بندی شکاف بین میل سوپاپ و بدنه شیر برای جلوگیری از نشت محیط استفاده می شود.پیری و فرسودگی پکینگ از مشکلات رایج شیرهای دروازه ای است.در حین تعمیر و نگهداری، لازم است به طور مرتب سفتی بسته بندی بررسی شود و در صورت لزوم آن را تنظیم یا تعویض کنید.
8. نتیجه گیری
به طور خلاصه، شیرهای پروانه ای و شیرهای دروازه ای مزایا و معایب خاص خود را از نظر عملکرد، هزینه، دوام، تنظیم جریان و نصب دارند:
1. اصل: شیرهای پروانه ای دارای سرعت باز و بسته شدن سریع هستند و برای مواقع باز و بسته شدن سریع مناسب هستند.شیرهای دروازه ای باز و بسته شدن طولانی دارند.
2. ترکیب: شیرهای پروانه ای ساختار ساده و شیرهای دروازه ای ترکیب پیچیده ای دارند.
3. هزینه: شیرهای پروانه ای هزینه کمتری دارند، به ویژه برای کاربردهای با قطر زیاد.شیرهای دروازه ای هزینه بالاتری دارند، به ویژه برای فشار بالا یا نیازهای خاص مواد.
4. دوام: شیرهای پروانه ای در سیستم های کم فشار و فشار متوسط دوام بهتری دارند.دریچه های دروازه ای در محیط های پر فشار و دمای بالا عملکرد خوبی دارند، اما باز و بسته شدن مکرر ممکن است بر طول عمر آنها تأثیر بگذارد.
5. تنظیم جریان: شیرهای پروانه ای برای کنترل جریان خشن مناسب هستند.شیرهای دروازه ای برای عملیات کاملا باز یا بسته مناسب تر هستند.
6. نصب: شیرهای پروانه ای به راحتی نصب می شوند و برای خطوط لوله افقی و عمودی قابل استفاده هستند.دریچه های دروازه ای برای نصب پیچیده هستند و برای نصب خط لوله افقی مناسب هستند.
7. تعمیر و نگهداری: تعمیر و نگهداری شیرهای پروانه ای بر فرسودگی و پیری صفحه سوپاپ و نشیمنگاه سوپاپ و روانکاری ساقه سوپاپ متمرکز است.علاوه بر اینها، شیر دروازه نیز به حفظ بسته بندی نیاز دارد.
در کاربردهای عملی، انتخاب شیرهای پروانه ای یا دریچه های دروازه ای باید به طور جامع با توجه به شرایط کاری خاص و الزامات مورد توجه قرار گیرد تا از بهترین عملکرد و صرفه جویی اطمینان حاصل شود.