شیر پروانهای موتوردار برقی 3 اینچ از پرکاربردترین شیرهای کنترلی در صنایع فرآیندی، پتروشیمی، بخار و تأسیسات آب و فاضلاب است. این شیر با ترکیب طراحی ساده و عملکرد الکتریکی دقیق، کنترل جریان سیالات را به شکل مطمئن و سریع انجام میدهد. در این مدل، دیسک دایرهای شکل در مرکز بدنه قرار دارد و با گردش ۹۰ درجهای خود مسیر عبور سیال را باز یا بسته میکند. اکچویتور برقی نصبشده بر روی آن وظیفه اعمال این چرخش را با فرمان الکتریکی انجام میدهد.
شیر پروانهای برقی بهدلیل ابعاد فشرده، وزن سبک و واکنش سریع، در پروژههای صنعتی بزرگ و سیستمهای خودکار کنترل فشار و دما جایگزین مناسبی برای شیرهای کشویی و توپی محسوب میشود. در سایز ۳ اینچ (DN80)، این شیر توانایی تحمل فشار تا ۱۶ بار را دارد و برای جریانهای متوسط تا بالا بسیار مناسب است.
شیر پروانهای چیست و چگونه عمل میکند؟
شیر پروانهای (Butterfly Valve) نوعی شیر کنترل جریان است که با استفاده از یک دیسک دوار، میزان عبور سیال را تنظیم میکند. دیسک مرکزی در مسیر عبور سیال قرار دارد و با چرخش حول محور خود، جریان را باز، نیمهباز یا بسته میکند. در حالت باز، دیسک موازی جریان است و افت فشار کمی ایجاد میکند، اما در حالت بسته، دیسک عمود بر مسیر قرار میگیرد و عبور سیال را کاملاً متوقف میسازد.
در شیرهای پروانهای موتوردار برقی، عمل چرخش دیسک بهوسیله موتور الکتریکی انجام میشود. این موتور از طریق گیربکس داخلی، محور شیر را با زاویه ۹۰ درجه میچرخاند. فرمان باز یا بسته شدن شیر میتواند بهصورت دستی از تابلو کنترل یا از طریق سیستم خودکار PLC ارسال شود. این قابلیت باعث شده شیر پروانهای موتوردار در سیستمهای هوشمند و خطوط اتوماسیون صنعتی بسیار پرکاربرد باشد.
معرفی شیر پروانهای موتوردار برقی 3 اینچ
شیر پروانهای موتوردار برقی 3 اینچ ترکیبی از بدنه مکانیکی مستحکم و اکچویتور برقی دقیق است. بدنه معمولاً از چدن داکتیل (Ductile Iron) یا استیل ضدزنگ (Stainless Steel 316) ساخته میشود که در برابر فشار، ضربه و خوردگی مقاومت بالایی دارد.
دیسک داخلی از جنس استیل 304 یا 316 است تا دوام بالایی در تماس با سیالات خورنده یا دمای بالا داشته باشد. نشیمنگاه (Seat) بسته به نوع سیال، از مواد مقاوم مانند EPDM، NBR یا PTFE ساخته میشود. این ترکیب موجب آببندی کامل و جلوگیری از هرگونه نشتی در مسیر عبور جریان میگردد.
اکچویتور برقی نصبشده بر روی شیر، مجهز به موتور AC یا DC است که در ولتاژهای ۲۴، ۲۲۰ یا ۳۸۰ ولت قابل سفارش است. این موتور بهصورت On/Off یا تدریجی (Modulating) عمل میکند. در مدلهای تدریجی، سیگنال 4–20 میلیآمپر یا 0–10 ولت برای کنترل موقعیت دیسک به کار میرود. این ویژگی برای سیستمهایی که نیاز به کنترل دقیق دبی دارند، بسیار ارزشمند است.
مزایای استفاده از شیر پروانهای موتوردار برقی
۱. کنترل خودکار جریان: با دریافت فرمان الکتریکی از تابلو یا PLC، بدون نیاز به نیروی انسانی باز و بسته میشود.
۲. نصب آسان: طراحی ویفری (Wafer Type) بین دو فلنج باعث کاهش وزن و سهولت در نصب میشود.
۳. مناسب برای خطوط اتوماسیون: امکان کنترل از راه دور و تنظیم دقیق دبی سیال.
۴. صرفهجویی در فضا و انرژی: نسبت به شیرهای توپی، وزن کمتر و افت فشار پایینتری دارد.
۵. مقاومت مکانیکی بالا: بدنه چدنی یا استیل در برابر فشار و خوردگی بسیار پایدار است.
۶. ایمنی بالا: موتور دارای سیستم قطع خودکار در صورت اضافه بار است تا از سوختگی جلوگیری شود.
جزئیات فنی شیر پروانهای موتوردار برقی 3 اینچ
نوع شیر: پروانهای (Butterfly Valve)
سایز اسمی: 3 اینچ (DN80)
نوع عملگر: اکچویتور برقی (Electric Actuator)
ولتاژ تغذیه: 220VAC / 24VDC / 380VAC
نوع عملکرد: ON/OFF یا تدریجی (Modulating 4–20mA)
گشتاور عملکرد: حدود 75 تا 100 نیوتنمتر
مدت زمان چرخش کامل: حدود 10 تا 15 ثانیه
جنس بدنه: چدن داکتیل یا استنلس استیل 316
جنس دیسک (Disc): استیل ضدزنگ 304/316 یا کرومپوش
جنس نشیمنگاه (Seat): EPDM، PTFE یا NBR
نوع اتصال: ویفری (Wafer) یا لاگی (Lug)
زاویه چرخش: 90 درجه کامل
فشار کاری: حداکثر 16 بار
دمای کاری: از -10 تا +180 درجه سانتیگراد
درجه حفاظت موتور: IP67 (مقاوم در برابر گردوغبار و رطوبت)
نوع کنترل: دستی (با اهرم اضطراری) و برقی
نمایشگر موقعیت: دارد (Position Indicator)
سیستم قطع خودکار در اضافه بار: دارد
کاربردها: خطوط آب، بخار، گاز، سیستمهای تهویه، صنایع غذایی، پتروشیمی و دارویی.
نحوه عملکرد اکچویتور برقی در شیر پروانهای
اکچویتور برقی انرژی الکتریکی را به حرکت چرخشی تبدیل میکند. با دریافت فرمان از سیستم کنترل، موتور داخل اکچویتور فعال شده و از طریق مجموعه دندههای گیربکسی، محور شیر را میچرخاند.
در مدل On/Off، اکچویتور تنها دو وضعیت باز یا بسته دارد. اما در مدل تدریجی (Modulating)، زاویه چرخش دیسک بسته به سیگنال ورودی تنظیم میشود و کاربر میتواند میزان باز بودن شیر را بین ۰ تا ۱۰۰ درصد کنترل کند.
در برخی مدلها، اکچویتور دارای سیستم بازگشت خودکار در هنگام قطع برق است. این عملکرد معمولاً با استفاده از فنر داخلی یا منبع تغذیه اضطراری (Battery Backup) انجام میشود.
کاربردهای شیر پروانهای موتوردار برقی 3 اینچ
این شیر به دلیل عملکرد اتوماتیک، کنترل دقیق و مقاومت بالا، در صنایع گوناگون مورد استفاده است از جمله:
سیستمهای تأسیسات و تهویه مطبوع (HVAC)
خطوط انتقال بخار و کندانس
صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی
کارخانجات دارویی و غذایی
تصفیهخانههای آب و فاضلاب
سیستمهای خنکسازی صنعتی
خطوط گاز صنعتی با فشار متوسط
سیستمهای انتقال مواد شیمیایی خورنده
در تمامی این موارد، سرعت واکنش بالا، ایمنی و دوام طولانی از ویژگیهای کلیدی این مدل محسوب میشود.
تفاوت شیر پروانهای موتوردار برقی با مدل پنوماتیکی
در شیر پروانهای موتوردار برقی، منبع انرژی از برق تأمین میشود، اما در مدل پنوماتیکی، فشار هوای فشرده نیروی محرک است. مدل برقی نیاز به کمپرسور ندارد و نصب آسانتری دارد، درحالیکه مدل پنوماتیکی سرعت واکنش بیشتری دارد. در سیستمهایی که برق در دسترس است و کنترل تدریجی اهمیت دارد، مدل برقی ارجح است.
ویژگیهای طراحی
بدنه این شیر با استفاده از ریختهگری دقیق تولید میشود و پوشش اپوکسی مقاوم در برابر خوردگی دارد. دیسک از استیل براق ساخته شده که افت فشار را کاهش میدهد و جریان را به نرمی عبور میدهد.
گیربکس داخلی اکچویتور از فولاد آلیاژی ساخته شده تا در برابر سایش مقاوم باشد. همچنین، نشیمنگاه EPDM یا PTFE باعث آببندی کامل در فشارهای بالا میشود.
ویژگیهای اکچویتور برقی
اکچویتور این مدل معمولاً از آلومینیوم ریختهگریشده با پوشش ضدخوردگی ساخته شده است. ویژگیهای کلیدی آن عبارتاند از:
طراحی فشرده و وزن کم
عملکرد نرم و بیصدا
مصرف انرژی پایین
قابلیت نصب سوئیچ موقعیت و پتانسیومتر بازخورد
گشتاور بالا برای باز و بسته شدن سریع
حفاظت IP67 در برابر گردوغبار و رطوبت
نمایشگر موقعیت مکانیکی برای بررسی وضعیت شیر
برخی مدلها دارای سیستم گرمایش داخلی ضدتراکم هستند تا در محیطهای مرطوب از بخار جلوگیری شود.
نکات نصب و نگهداری
۱. پیش از نصب، مسیر لوله باید از ذرات جامد و آلودگی پاک شود.
۲. جهت نصب اکچویتور عمود بر مسیر جریان باشد تا بار محوری وارد نشود.
۳. در زمان بستن فلنجها از گشتاور مناسب پیچ استفاده گردد.
۴. اتصالات برقی باید با کابل ضدآب و عایق مناسب انجام شود.
۵. هر شش ماه یکبار عملکرد اکچویتور و وضعیت نشیمنگاه بررسی شود.
۶. در صورت عدم استفاده طولانیمدت، شیر باید در حالت نیمهباز نگهداری شود تا از چسبندگی جلوگیری شود.
مزایای کلی شیر پروانهای موتوردار برقی
کنترل سریع و دقیق جریان
دوام و ایمنی بالا
سازگاری با سیستمهای کنترل PLC
مقاومت در برابر دما و فشار
طراحی زیبا و کمصدا
نصب آسان در خطوط فلنجی
هزینه نگهداری پایین و طول عمر زیاد
بخش پرسش و پاسخ (FAQ)
۱. آیا شیر پروانهای موتوردار برقی برای بخار مناسب است؟
بله، در صورت انتخاب بدنه استیل و نشیمنگاه PTFE، این مدل تا دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد عملکرد ایمن دارد.
۲. چه تفاوتی بین مدل On/Off و Modulating وجود دارد؟
مدل On/Off تنها باز و بسته میشود، اما مدل Modulating امکان کنترل تدریجی و دقیق دبی سیال را فراهم میکند.
۳. آیا میتوان این شیر را به سیستم PLC متصل کرد؟
بله، در مدلهای تدریجی با سیگنال 4–20mA، امکان کنترل و مانیتورینگ از طریق PLC وجود دارد.
۴. آیا امکان نصب دستی در مواقع اضطراری وجود دارد؟
بله، اکچویتور دارای اهرم دستی (Manual Override) است که در صورت قطع برق قابل استفاده است.
۵. طول عمر متوسط اکچویتور برقی چقدر است؟
در شرایط کاری عادی و نگهداری مناسب، طول عمر متوسط آن بین ۵۰ تا ۷۰ هزار سیکل کاری است.
