در سیستم های لوله کشی صنعتی، گاهی اوقات شیرهای پروانه ای به جای شیرهای توپی انتخاب می شوند. این در درجه اول به دلیل تفاوت در ساختار، عملکرد، سناریوهای قابل اجرا و الزامات عملیاتی خاص است. موارد زیر دلایل را از منظرهای متعدد توضیح می دهد:
1. مزایای ساختاری و هزینه ای
ساختار ساده تر: جزء اصلی یک شیر پروانه ای یک دیسک چرخان (صفحه پروانه ای) است که با تنظیم زاویه دیسک جریان را کنترل می کند. در مقابل، یک شیر توپی از یک هسته سوپاپ (توپ) و یک صندلی سوپاپ تشکیل شده است که ساختار آن را نسبتاً پیچیده تر می کند.
هزینه کمتر: برای همان مشخصات، شیرهای پروانه ای از مواد و فرآیندهای ساخت ساده تری استفاده می کنند که در نتیجه هزینه تولید کمتری نسبت به شیرهای توپی دارد. این تفاوت هزینه بهویژه در سیستمهای لولهکشی-قطر بزرگ قابل توجه است.
2. ظرفیت جریان و افت فشار
مقاومت جریان کم: هنگامی که به طور کامل باز می شود، دیسک شیر پروانه ای تقریباً با دیواره لوله هم تراز می شود و یک مسیر جریان بدون مانع و حداقل افت فشار ایجاد می کند. در حالی که یک شیر توپی دارای یک سوراخ دایرهای-در توپ خود است، حتی زمانی که کاملاً باز است مقداری افت فشار همچنان در خمیدگیهای مسیر جریان رخ میدهد.
مناسب برای برنامههای-جریان بالا: در سیستم هایی که به دبی بالا نیاز دارند (مانند تامین آب و زهکشی یا سیستم های HVAC)، ظرفیت جریان برتر شیرهای پروانه ای مزایایی را ارائه می دهد که به کاهش مصرف انرژی کمک می کند.
3. سهولت نصب و نگهداری
سبک و جمع و جور: به دلیل طراحی ساختاری، شیرهای پروانه ای به طور قابل توجهی سبک تر از شیرهای توپی با مشخصات مشابه هستند-مخصوصاً برای دریچه های با قطر بزرگ-. این امر حمل، نصب و کارکرد آنها را آسانتر میکند (میتوانند به صورت دستی، الکتریکی یا پنوماتیکی فعال شوند).
تعمیر و نگهداری ساده تر: تعویض قطعات سایش شیرهای پروانه ای (مانند آب بند) نسبتاً آسان است و ساختار کلی آنها کمتر مستعد رسوب است. این باعث می شود آنها برای سناریوهایی مناسب باشند که در آن محیط حاوی مقادیر کمی ناخالصی است (البته برای جلوگیری از گیر کردن بالقوه صفحه پروانه ای باید احتیاط کرد).
4. سازگاری با شرایط عملیاتی
شیرهای پروانه ای برای کاربردهای زیر مناسب تر هستند و آنها را جایگزین مناسبی برای شیرهای توپی می کند:
سیستمهای فشار کم- یا متوسط-: شیرهای پروانه ای عملکرد آب بندی عالی را تحت فشار کم ارائه می دهند اما ممکن است در فشار بالا به دلیل نیروی بیش از حد روی سطح آب بندی نشت کنند. در حالی که شیرهای توپی برای محیطهای با فشار بالا-مناسب هستند، اغلب برای سناریوهای فشار پایین-بیش از-مشخص میشوند.
خطوط لوله-قطر بزرگ: ساخت{0}}شیرهای توپی با قطر بزرگ (مثلاً DN300 و بالاتر) هم دشوار و هم پرهزینه است. با این حال، شیرهای پروانه ای می توانند نیازهای روشن/خاموش و تنظیم جریان خطوط لوله- با قطر بزرگ را از نظر اقتصادی برآورده سازند.
الزامات مقررات اساسی: برخی از شیرهای پروانه ای (مانند شیرهای پروانه ای غیرعادی) درجه خاصی از قابلیت تنظیم جریان را ارائه می دهند و آنها را جایگزین مناسبی برای تنظیم شیرهای توپی در کاربردهایی می کند که دقت جریان در آن ها حیاتی نیست.
5. محدودیت ها (زمانی که به عنوان جایگزین مناسب نیستند)
با وجود مزایایی که دارند، شیرهای توپی همچنان باید در شرایط زیر اولویت بندی شوند:
رسانه با فشار-بالا-درجه حرارت بالا یا ویسکوزیته بالا-: دریچه های توپی ساختار آب بندی دارند که در برابر فشار و دمای بالا مقاوم تر هستند و کمتر در اثر گرانروی{0} بالا (مانند روغن خام یا شربت) مسدود می شوند.
الزامات دقیق آب بندی: دریچه های توپ با مهر و موم های O{0}}حلقه ای یا مهر و موم های سخت فلزی-به-فلز، بسته های محکم تری را ایجاد می کنند، و آنها را برای خطوط لوله ای که مواد قابل اشتعال، مواد منفجره یا سمی را انتقال می دهند، ایده آل می کند.
کنترل جریان با دقت بالا-: شیرهای توپی ویژگی های تنظیم خطی بیشتری و دقت بالاتری نسبت به شیرهای پروانه ای ارائه می دهند که آنها را برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق جریان دارند (مانند تغذیه راکتورهای شیمیایی) مناسب تر می کند.
