شیر پروانه‌ای (Butterfly Valve) یکی از پرکاربردترین انواع شیرآلات صنعتی برای قطع و وصل یا کنترل جریان سیال است. از مهم‌ترین ویژگی‌های این نوع شیر می‌توان به وزن سبک، سهولت در کنترل و امکان افزایش سریع دبی جریان در هنگام باز شدن اشاره کرد. شیرهای پروانه‌ای در دسته شیرهای دوطرفه قرار می‌گیرند و در مواردی که باز و بسته شدن سریع مدنظر باشد، استفاده از مدل‌های مجهز به عملگر پنوماتیک یا برقی توصیه می‌شود. برای کنترل دقیق‌تر جریان نیز می‌توان از شیر پروانه‌ای پنوماتیکی همراه با سوییچ باکس و شیر برقی (با سیگنال 4 تا 20 میلی‌آمپر) و اتصال به PLC بهره گرفت. این نوع معمولاً سرعت عملکرد بیشتری نسبت به مدل‌های صرفاً برقی دارد.

شیر پروانه‌ای در گروه شیرهای ¼ دور طبقه‌بندی می‌شود. این شیر همانند شیر توپی در قطع جریان عملکرد سریع دارد، اما برخلاف آن قابلیت باز و بسته شدن تدریجی را نیز داراست. به همین دلیل دیسک همیشه در مسیر عبور سیال قرار می‌گیرد و این امر موجب ایجاد افت فشار در جریان می‌شود.

دیسک شیر پروانه‌ای معمولاً در مرکز لوله نصب می‌گردد و به وسیله یک شفت و محرک خارجی به حرکت در می‌آید. با چرخش محرک، دیسک می‌تواند در حالت عمود یا موازی با جریان قرار گیرد.

از نظر جنس بدنه، رایج‌ترین نوع شیر پروانه‌ای از چدن داکتیل با پوشش پودری اپوکسی ساخته می‌شود. علاوه بر آن، انواع پلیمری، فولادی و استیل نیز بسته به نیاز فرایندی و شرایط کاری در دسترس هستند. این شیرها می‌توانند با چرخ‌دستی، شیر فلکه، محرک خودکار یا ترکیبی از آن‌ها متناسب با شرایط عملیاتی مورد استفاده قرار گیرند.

شیر پروانه‌ای نوعی شیر صنعتی است که با یک دیسک دوار، جریان سیال را کنترل یا مسدود می‌کند. از ویژگی‌های اصلی این مدل از شیر ها·وزن کم و قیمت ارزان‌تر نسبت به سایر شیرها طراحی مطابق استاندارد API609دسته‌بندی در انواع: ویفری، لاگ، فلنج‌دار و بدنه باریک این نوع از شیرها است . کاربرد نوع در عمل گرها این شیرها برای قطع و وصل و کنترل جریان سیال قابل استفاده با عملگرهای مختلف: اهرم، گیربکس، پنوماتیک، برقی و هیدرولیک . طراحی و عملکرد این گونه در سایزهای بالاتر از ۸ اینچ از گیربکس مکانیکی استفاده می‌شود دیسک در مرکز شیر قرار دارد و تنها با چرخش ۹۰ درجه باز یا بسته می‌شود نیاز به گشتاور کم برای عملکرد امکان نصب به صورت دستی و خودکار (برقی/موتوردار).

انواع شیر پروانه ای :

شیرهای پروانه ای را می توان به چهار دسته کلی تقسیم نمود:

براساس طراحی: هم مرکز و غیر هم مرکز.

براساس نوع اتصال :End Connection ویفری، لاگ، فلنجی و جوشی

بر اساس جنس بدنه، دیسک و لاینر شیر پروانه ای: جنس بدنه و دیسک (چدن، فولاد، استیل، آلیاژ های نیکل و…) لاینر (EPDM,PTFE,METAL TOMEL,…).

براساس نوع عملگر: اهرمی، گیربکسی، پنوماتیک، برقی و عملگر هیدرولیکی.

1_ انواع شیر پروانه‌ای بر اساس نوع عملگر

1_1_عملگر اهرمی (دستی)

2_1_عملگر گیربکسی

3_1_عملگر پنوماتیکی (بادی)

4_1_عملگر برقی

هر یک از این عملگرها متناسب با شرایط کاری و نیاز فرایندی انتخاب می‌شوند. در ادامه توضیح مختصری درباره عملکرد هر نوع ارائه شده است. برای آشنایی کامل‌تر و جزئیات فنی می‌توانید به بخش مربوط به هر محصول در وب‌سایت مراجعه کنید.

1_1_عملگر اهرمی (دستی) :

ساده‌ترین نوع عملگر مورد استفاده در شیرهای پروانه‌ای، نوع دستی یا اهرمی است که گاهی با عنوان شیر کلاجی نیز شناخته می‌شود. این نوع عملگر شامل یک اهرم ثابت و یک اهرم متحرک است. با فشار دادن اهرم متحرک به سمت اهرم ثابت، شافت متصل به دیسک به‌سادگی تا زاویه 90 درجه می‌چرخد و مسیر جریان باز می‌شود. برای بستن شیر نیز همین حرکت در جهت عکس انجام می‌گیرد. شیرهای پروانه‌ای دستی معمولاً تا سایز 8 اینچ کاربرد دارند. استفاده از این نوع در ابعاد بزرگ‌تر توصیه نمی‌شود، زیرا چرخاندن دیسک با دست دشوار خواهد بود. در چنین شرایطی بهتر است از عملگرهای گیربکسی استفاده شود. اهرم‌های شیر پروانه‌ای بسته به نیاز، در دو نوع پلیمری و فلزی تولید می‌شوند.

_1_عملگر گیربکسی :

شیرهای پروانه‌ای مجهز به عملگر گیربکسی به دلیل کاربری آسان و ایمنی بالا، پرمصرف‌ترین نوع این تجهیزات محسوب می‌شوند. این مدل معمولاً از سایز 8 اینچ به بالا (حتی تا 88 اینچ) کاربرد دارد و به‌صورت کلی در دو نوع گیربکس عرضه می‌شود:

گیربکس حلزونی:
در این نوع، انتقال نیرو از طریق یک چرخ‌دنده حلزونی به شافت و دیسک شیر انجام می‌شود. با چرخاندن دسته یا فلکه، دیسک به‌آسانی تا زاویه 90 درجه حرکت کرده و مسیر جریان باز یا بسته می‌شود.

گیربکس پیچی (مارپیچی):
این نوع گیربکس از ترکیب یک پیچ مارپیچ و یک چرخ‌دنده برای انتقال نیرو استفاده می‌کند. حرکت چرخشی فلکه باعث انتقال نیرو به دیسک شده و باز و بسته شدن شیر به‌راحتی صورت می‌گیرد.

به‌طور کلی، شیر پروانه‌ای گیربکسی بهترین گزینه برای سایزهای بزرگ‌تر است؛ زیرا امکان کنترل سیال را با نیروی کمتر و دقت بیشتر فراهم می‌سازد.

3_1_عملگر پنوماتیکی (بادی) :

شیر پروانه‌ای پنوماتیک به‌عنوان سریع‌ترین نوع شیر پروانه‌ای در باز و بسته کردن مسیر سیال شناخته می‌شود. در این سیستم، عملگر پنوماتیک به شیر کوپل شده و می‌تواند مانند عملگرهای برقی هم به‌صورت تدریجی و هم به‌صورت قطع و وصلی (On/Off) عمل کند.با نصب یک شیر برقی 5/2 بر روی عملگر و اتصال به سیستم PLC، فرمان باز و بسته شدن شیر از طریق جریان هوای فشرده به‌سادگی صادر می‌شود. همچنین با افزودن سوئیچ باکس بر روی عملگر، وضعیت باز یا بسته بودن شیر قابل نمایش و کنترل خواهد بود.این عملگر در دو مدل تدریجی و قطع و وصلی عرضه می‌شود. یکی از مزایای مهم شیر پروانه‌ای پنوماتیک نسبت به مدل برقی، هزینه پایین‌تر آن است؛ به‌ویژه در مواقعی که استفاده از کمپرسور هوا محدودیتی نداشته باشد، این گزینه کاملاً اقتصادی و به‌صرفه خواهد بود.

4_1_عملگر برقی :

شیر پروانه‌ای مجهز به عملگر برقی برای حذف اپراتور دستی و اتوماسیون خطوط پایپینگ به کار می‌رود. این نوع شیر نسبت به مدل پنوماتیک، زمان بیشتری برای باز و بسته شدن نیاز دارد. به همین دلیل، در شرایطی که سرعت عمل و زمان باز و بسته شدن اهمیت بالایی داشته باشد، استفاده از شیر پروانه‌ای پنوماتیک توصیه می‌شود.

انواع شیر پروانه‌ای برقی:

1_ شیر پروانه‌ای برقی تدریجی (4–20 میلی‌آمپر): این نوع شیر قابلیت باز و بسته شدن تدریجی را دارد و می‌توان میزان بازشدگی آن را متناسب با نیاز فرایند تنظیم کرد.

2_ شیر پروانه‌ای برقی قطع و وصلی (On/Off):: این مدل تنها دو وضعیت باز یا بسته کامل را می‌پذیرد و امکان کنترل تدریجی جریان در آن وجود ندارد.

2_انواع شیر های پروانه ای  براساس نوع اتصال :End Connection

1_2_اتصال جوشی (Welded):

2_2_اتصال فلنجی (Flanged):

شیر پروانه‌ای فلنج‌دار معمولاً در سایزهای 8 اینچ به بالا تولید می‌شود. به دلیل حجم سیال بیشتر در این سایزها، معمولاً از عملگر گیربکس حلزونی دستی برای باز و بسته کردن استفاده می‌شود، که توسط اپراتور و چرخاندن فلکه، شفت متصل به دیسک را می‌چرخاند و جریان را کنترل می‌کند.
این شیرها همچنین با مدل فلنج باریک نیز موجود هستند، که مناسب شرایطی است که فشار بالا وجود دارد اما فضای نصب محدود است.

3_2_ اتصال ویفری (Wafer):

شیر پروانه‌ای ویفری یکی از انواع بدون فلنج است که برای قرارگیری بین دو فلنج در خط لوله طراحی شده است. این شیرها معمولاً دو تا چهار گیره دارند تا از ارتعاش در هنگام عبور سیال جلوگیری کنند و بیشتر در سایزهای زیر 12 اینچ تولید می‌شوند.
شیر ویفری بین دو فلنج قرار گرفته و با چهار عدد پیچ محکم می‌شود. به دلیل نقاط اتصال کمتر، این نوع شیر برای فشارهای بالا مناسب نیست.
جنس بدنه شیر ویفری با توجه به نوع سیال و شرایط کاری می‌تواند از چدن، فولاد، استیل، پلیمری یا آلومینیوم برنز باشد.

4_2_اتصال لاگی (Lug):

شیر پروانه‌ای لاگ تایپ یکی دیگر از انواع بدون فلنج است که انتهای خط قرار می‌گیرد و معمولاً دارای چهار تا بیست گیره است. این شیر بین دو فلنج نصب شده و با پیچ و مهره محکم می‌شود. به دلیل تعداد سوراخ اتصال بیشتر، شیر لاگ برای فشارهای بالاتر و مقاومت بهتر در برابر ارتعاشات خط مناسب است. در برخی سیستم‌ها، از ترکیبی از شیر پروانه‌ای لاگ و ویفری استفاده می‌شود؛ این نوع از نظر ضخامت مشابه شیر ویفری و از نظر تعداد نقاط اتصال شبیه شیر لاگ است.

3_  انواع شیر پروانه‌ای بر اساس جنس بدنه :

1_3_ شیر پروانه ای چدنی

شیر پروانه ای چدنی از شیرالات پرمصرف در صنایع آب و فاضلاب و صنایع ساختمان می باشد که از نظر وزنی سبک تر از انواع فولادی می باشد و در انواع چدن سبک و چدن سنگین قابل ارائه می باشد. بدنه با توجه به نوع سیال و فشار کاری و دمای سیال انتخاب می شود، از این محصول با بدنه چدن با توجه به شرایط در محیط های غیر خورنده و در دما های زیر 120 درجه سانتی گراد استفاده می کنند. ولی بدلیل وجود واشر لاستیکی (لاینر) در داخل این شیرآلات مناسب ترین دمای استفاده کمتر از 90 درجه سانتی گراد می باشد.