شیر توپی (ball valve) یکی از مهمترین انواع شیرآلات صنعتی است که به دلیل سادگی ساختار داخلی و سرعت قطع و وصل بالا در مقایسه با دیگر شیرآلات بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
عملکرد شیر توپی!
همانطور که از اسم این نوع شیر پیداست درونball valve یک مانع کروی شکل به منظور قطع و وصل جریال سیال قرار دارد و در این مانع کروی حفره ای وجود دارد بدیهی است که قرار گیری این حفره در مسیر جریان باعث عبور سیال میشود بنابراین از یک چرخش ۹۰درجه ای بر روی گوی برای باز و بسته کردن شیر توسط یک دستگیره استفاده می شود لازم به ذکر است در شیرهای بزرگ به دلیل نیاز به نیروی بالا برای باز و بسته شدن از فلکه به جای دستگیره استفاده می شود.
انواع بال ولو
شیرهای توپی را می توان با توجه به معیارهای مختلف طبقه بندی کرد:
- معیار اول طراحی می باشد که در این حالت به۲ حالت شناور(Floating) ، ترونیون (Trunnion) بخش بندی می شود .
- تعداد پورت های ورودی و خروجی : در این حالت در عمده مواقع ۲پورت وجود دارد (۱ورودی ،۱ خروجی )اما در بعضی مواقع شیر به صورت ۳ طرفه است (۱ورودی ،۲ خروجی و بالعکس)
- مونتاژ بدنه : در این قسمت به ۲ حالت چندتکه (Split body valve) و یکپارچه(Welded body valve )
- ورودی جانبی و یا ورودی بالایی
- اندازه مجرای : به ۲ صورت مجرا کامل (Full Bore) و یا کاهنده (Reduce bore) است.
شیر شناور (Floating Ball Valve)
شیر توپی شناور (Floating Ball Valve) از بالا به نشیمنگاه و از قسمت پایینی توسط جریان اب قادر است کمی جا به جا شود این طراحی اقتصادی و سبک است ولی در سایز های بالا از مدل بعدی استفاده می شود ،به دلیل اتصال این شیر ها از یک نقطه عمدتا در فشار پایین از ان ها استفاده می شود.
floating-ball-valve
شیر ترونیون (Trunnion Valve)
این مدل شیرها به Double check نیز معروف هستند مانع کروی داخلی این شیر ها به بدنه اصلی یا نشیمنگاه متصل است و هردو طرف با دو ست رینگ اب بندی می شود اب بندی رینگ ها از چند فنر انجام می شود و همین فنر ها نیروی شدیدی به رینگ وارد کرده و مانع عبور جریان می شوند این شیر توانایی بلاک کردن جریان های پرفشار را دارد طراحی این شیر ها هزینه بالاتری دارد ولی با این وجود کارایی بیشتری نیز دارد.
Trunnion Valve
Trunnion Valve and floating
شیر چندتکه (Split Body Valve)
بال ولو چند تکه توسط اتصالات موقت به هم وصل شده که این اتصالات شامل پیچ و مهره می شود و به سادگی در محل نصب مونتاژ میشود به دلیل چند تکه بودن این نوع شیرها سرویس و نگهداری ان ها به ساده است.
split body ball valve
شیر یکپارچه (welded body valve)
این نوع ولوها ازاستحکام بالایی برخوردارهستند و این به دلیل یکپارچه بودن قطعات و بدنه شیر است که به هم جوش داده می شود لازم به ذکر است به دلیل یکپارچه بودن قطعات شست و شو و تعمیر این نوع شیرها دشوار است
به دلیل یکپارچگی در ساختار شیر در ان از پیچ و مهره استفاده ای نمی شود بنابراین می توان از ان ها در زیر خاک نیز استفاده کرد مانند خطوط انتقال نفت
fully-welded-ball valve
شیر سه طرفه (۳ ways )
به طور معمول شیرهای توپی دارای ۲پورت می باشند با این حال در برخی موارد از شیرهای ۳ طرفه استفاده می شود.
علت های مختلفی برای انتخاب شی ۳ طرفه وجود دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد
- انتقال مایعات از ورودی شیر اصلی به ۲ جهت مختلف مورد نیاز است
- داشتن خط جریان اصلی توسط ۲ ورودی مجزا مورد نیاز است
تفاوت بین ورودی جانبی و ورودی بالایی چیست؟
این قسمت مربوط به بخش هایی از توپ میشود که که از پهلو و بالا قابل دسترسی اند ، شیر های ورودی بالا در زمانی استفاده می شوند که در آن ها فعالیت های مکرر نگهداری انجام می شود این به ان دلیل اس که در این شیر ها امکان دسترسی آسان تری به نسبت شیر های ورودی جانبی دارند .
تفاوت های اصلی ورودی جانبی و بالایی:
- عمدتا با استیل کست ساخته می شوند این در حالی است شیر های ورودی جانبی با فورج استیل ساخته می شوند .
- دارای ساختار یکپارچه هستند در حالی که شیر های وردی جانبی به صورت چند تکه هستند
- به دلیل جنس بدنه خود نیاز به آزمایش های غیر مخرب بیشتری دارند
- عمدتا گران تر از شیر های ورودی جانبی هستند زیرا عملیات ریخته گری ان ها زمانبر است .
اندازه مجرای بال ولو
در این قسمت جزییات قطر مجرای شیر و لوله کشی متصل به آن مورد بررسی قرار میگیرد.در حالت اول مجرا کامل است (FB) که مطابق با سایز لوله طراحی شده است و افت فشار مجرای کاهنده را به حداقل می رساند این نوع مجرا حجیم ، سنگین و گرانتر نیز هستند و برای کنترل جریان مناسب تر عمل می کنند در حالت دوم مجرای کاهنده است که همانطور که از اسم این مدل واضح است میتوان نتیجه گرفت که نسبت به مجرای لوله متصل به آن کوچکتر است در نتیجه جریان در این حالت محدود می شود و باعث افت فشار می شود.
مزیت های انواع بال ولو چیست؟
- سرعت بسیار بالایی در با و بسته شدن دارند (به علت دوران ۹۰درجه )
- بر خلاف گیت ولو ها بال ولو ها فضای کمی را اشغال می کنند و از طراحی فشرده ای برخوردار هستند
- این مدل شیرها استحکام و مقاومت بالاتری نسبت به سایر نمونه ها دارند
معایب بال ولو چیست؟
- قابلیت کنترل بسیار کمی دارند و فقط برای فطع و وصل جریان استفائه می شوند (برای کنترل گلوب ولو ایده ال است )
- ممکن است شست و شوی ان ها دشوار و سخت باشد البته به جز طراحی ورودی از بالا
- یکی دیگر از مهمترین ایراد های شیر محبوس شدن سیال در محفظه ی میانی شیر است که معمولا باعث خرابی شیر میشود
- کنترل جریان باعث می شود به دلیل فشار بالا و سرعت بالا شیر دچار سایش شود و این اصطکاک به مرور زمان باعث نشتی در آن میشود
- وقتی کره در حال چرخش است ممکن است بخشی از سیال عبوری در محفظه میانی قرار گیرد و از طرفی محبوس شدن گاز به شدت خطرناک است
- اگر سیال در فصل های سرما برای مدت طولایی در محفظه گیر بیافتد و تخلیه ای صورت نگیرد می تواند باعث ترک خوردگی و در نتیجه شکستگی شیر شود
- از این شیر ها برای عبور مخلوط مایع و جامد نمی توان استفاده کرد زیرا تجمع این مواد باعث نشت دریچه ها می شود شیر های توپی برای گازها و سایر جریانات کارامد هستند (مواد شیمیایی نظیر کلرخشک , هیدرو کلریک اسید و اکسیژن را نیز به چالش می کشند)
کاربرد های شیر توپی
- این شیر برای کاربرد خانگی به طور مثال در خطوط لوله گاز خانگی برای کنترل جریان قابل استفاده است
- به دلیل کارایی خوب و طراحی ساده در صنایع متفاوت قابل استفاده است
- این شیرها توانایی تحمل فشار بالا و حجم سیال بالا را دارند و توانایی مدیریت سیالات تا دمای ۴۸۰ درجه را دارند
جنس شیر توپی
با توجه به نیاز و شرایط کاری خط انتقال شیر توپی توسط مواد اولیه مختلفی ساخته می شود
از رایج ترین مواد اولیه شیر توپی میتوان به موارد زیر اشاره کرد
- فولاد زنگ نزن (stainless steel)
- برنج (brass)
- برنز(bronze)
- پی وی سی (pvc or pvdf)
- فولاد carbon steel
نگاهی کلی به شیر توپی
این نوع شیر ها امروزه در صنایع وسیعی در حال استفاده هستند و از دلایل ان می توان به ساختار ساده و عملکرد سریع ان اشاره کرد ولی برای کنترل شیر مناسبی نیست
در صورت وجود سوال لطفا از طریق نظرات با ما در تماس باشید.
