از اواخر قرن هجدهم از شیرهای پروانه‌ای استفاده شده است. جیمز وات در نمونه‌ها‌ی اولیه‌ی موتور بخار خود از شیر پروانه‌ای استفاده کرده بود. شیرهای پروانه‌ای با توجه به پیشرفت‌هایی که در تولید مواد و فناوری صورت گرفته،می‌توانند در سایزهای کوچک‌تر ساخته شده و در دماهای غیرمعمول دوام بیاورند. پس از جنگ جهانی دوم، در قطعات عایق‌بندی از لاستیک‌های مصنوعی استفاده شد که استفاده از شیر های پروانه‌ای را در بسیاری از صنایع دیگر میسر ساخت. در سال ۱۹۶۹، جیمز ای. هِمپفیل، با کاستن گشتاور هیدرودینامیکی که برای تغییر خروجی شیر لازم بود شیرهای پروانه‌ای را ارتقاء داد.
شیر پروانه‌ای نوعی از شیر است که جریان سیال را ایزوله یا تعدیل می‌کند. مکانیسم بسته شدن آن به‌صورت یک دیسک چرخان است.
طرز کار این شیر مشابه طرز کار شیر توپی است که امکان بستن فوری شیر را میسر می‌سازد. شیرهای پروانه‌ای ازاین‌جهت موردپسند هستند که قیمت پایینی نسبت به دیگر طراحی‌های شیرها دارند و وزن کمتر آن‌ها نیز موجب میشود که به تکیه‌گاه کمتری نیاز داشته باشند. دیسک در مرکز لوله جای دارد. میله‌ای از درون دیسک عبور می‌کند و به یک سیستم محرک در خارج از شیر متصل میشود. با چرخش محرک، دیسک نیز یا به‌صورت موازی یا عمود بر جریان می‌چرخد. این دیسک برخلاف شیر توپی همواره در درون جریان است در نتیجه حتی وقتی باز باشد نیز افت فشار ایجاد می‌کند.
شیرپروانه‌ای از خانواده‌ی شیرهایی به نام شیرهای ربع‌گرد است. این شیر در موقع کار وقتی‌که دیسک یک‌چهارم می‌چرخد، یا کاملاً باز یا کاملاً بسته است. منظور از پروانه، همان دیسکی است که روی میله نصب شده است. وقتی شیر بسته است، دیسک طوری می‌چرخد که مجرا را کاملاً مسدود کند. وقتی‌که شیر کاملاً باز است، دیسک یک‌چهارم دور می‌چرخد تا سیال تقریباً بدون محدودیت از مجرا عبور کند. شاید هم شیر به‌صورت پله‌پله باز شود تا جریان به‌صورت فشارشکن برقرار شود.
شیرهای پروانه‌ای انواع مختلفی دارند که هرکدام برای فشارها و کاربردهای مختلف سازگاری پیدا کرده‌اند. شیرپروانه‌ای بدون آفست، با استفاده از انعطاف‌پذیری لاستیک دارای کمترین نرخ فشار میباشد. شیر پروانه‌ای دبل آفست با کارایی بالایی که در تأسیسات کمی فشار قوی استفاده میشود، از مرکز خط نشیمن‌گاه دیسک و بدنه‌ی واشر آب‌بندی و مرکز خط حفره خمیدگی دارند. این نوع در موقع عملکرد عمل بادامکی را ایجاد می‌کند که موجب برداشتن نشیمن‌گاه از روی واشر آب‌بندی شده و اصطکاک را نسبت به طراحی آفست به صفر کاهش می‌دهد و موجب کاهش فرسایش میشود. شیری که بیشتر به کار تأسیسات فشار قوی می‌آید، شیر پروانه‌ای سه آفست است. در این شیر محور کُنتاکت نشیمن‌گاهِ دیسک، آفست است که کنتاکت لغزشی بین دیسک و نشیمن‌گاه را کاملاً برطرف می‌کند. نشیمن‌گاهِ شیرهای سه آفست فی است در نتیجه می‌توان آن را طوری ماشین‌کاری کرد که موقع تماس با دیسک حالت بدون نشتی ایجاد کند.
شیر پروانه‌ای به‌صورت ربع گرد می‌چرخد تا بتواند جریان را متوقف، برقرار یا تنظیم کند. شیرهای پروانه‌ای از نوع فوری بازشو هستند. یک چرخش ۹۰ درجه‌ی دسته می‌تواند شیر را کاملاً باز یا بسته کند. به‌طورمعمول از این شیرها در سامانه‌هایی که نیازی به قطع‌کننده‌ی مطلق نیست استفاده میشود. در این مقاله در مورد انواع شیرهای زیر مطالبی فرا می‌گیرید.
شیر پروانه‌ای ویفری برای نگه‌داری از واشر آب‌بندی در برابر اختلاف فشار دوجهته‌ی است تا مانع از جریان برگشتی در تأسیساتی شود که برای جریان یک جهته طراحی شده‌اند. این کار را با یک واشر آب‌بندی کاملاً جفت‌وجور مانند گَسکِت ، اُرینگ، ماشین‌کاری دقیق، و شیر فِلَت فیس در سمت‌های جریان بالادست و پایین‌دست شیر انجام میشود .نصب شیر ویفری ساده است اما نمی‌توان از آن به‌عنوان شیر ایزوله استفاده کرد.
شیر پروانه‌ای لاگ در هر دو سمت بدنه‌ی شیر شیارهایی دارد. ازاین‌رو می‌توان این شیرها را در تأسیساتی که دو سری پیچ دارند و بدون مهره هستند نصب کرد. شیر با استفاده از یک سری پیچ برای هر فِلَنج بین دو فِلَنج نصب میشود. این نوع نصب به هر دو سمت سیستم لوله‌کشی این امکان را می‌دهد که بدون ایجاد مزاحمت برای سمت دیگر جدا شوند.
شیر پروانه‌ای لاگ در تأسیساتی سر بسته که به‌طورکلی نرخ فشار تقلیل یافته‌ای دارند استفاده میشود. برای مثال یک شیر پروانه‌ای لاگ، که بین دو فلنج نصب شده دارای نرخ فشار1000 کیلوپاسکال(150 psi) میباشد. همان شیر اگر با یک فلنج در تأسیسات سربسته نصب شده باشد، دارای نرخ فشار 520 کیلو پاسکال(75 psi) است. شیرهای لاگ در مقابل مواد شیمیایی و حلال‌ها بسیار مقاوم هستند و در دماهایی بالاتر از 200 C دوام می‌آورند که نشان‌دهنده‌ی تطبیق‌پذیری بالای آن است.
در این نوع، بدنه فلنج‌هایی دارد که مطابق با ابعاد فلنج لوله است.
این نوع در تأسیسات فشار بالا استفاده میشود و مستقیماً به لوله جوش داده می‌شوند.
درباره این سایت