شیر توپی

شیر توپی (Ball Valve)

شیر توپی یا بال ولو یکی از انواع شیرآلات صنعتی و پایپینگی میباشد که برای سرویس های قطع و وصل جریان سیالات و هم در کاربرد های کنترلی و تنظیم جریان سیالات مورد استفاده قرار میگیرد.

شیرهای توپی جزء شیرآلات ربع گرد یا quarter turn می باشند. زیرا با چرخش 90 درجه توپی آن مسیر جریان سیال قطع و وصل میشود.

در اینجا به توضیح شیر توپی و عملکرد آن، انواع شیر توپی از نظر نوع توپی و نوع بدنه و همچنین انواع شیر توپی از نظر نوع عملگر (اکچویتور) میپردازیم:

شیر توپی

عملکرد شیر توپی

شیر توپی همانطور که از نام آن پیداست دارای یک مجرابند کروی به شکل یک توپ میباشد. در داخل این توپی یک سوراخ وجود دارد زمانی که شیر باز میباشد این سوراخ در مسیر عبوری جریان سیال قرار میگیرد و هنگامی که شیر بسته میشود، سوراخ توپی عمود بر مسیر جریان خواهد بود و مسیر سیال را میبندد.

همانطور که در شکل پایین مشخص میباشد، شیر توپی متشکل از یک عملگر یا اکچویتور، شفت یا استم، توپی (بال)، سیت یا نشیمنگاه و بدنه شیر میباشد.

این شیر توپی متشکل از یک عملگر دستی از نوع lever type میباشد که توسط شفت یا استم به توپی متصل است. استم توسط یک زائدگی به شکل حرف T که در قسمت پایینی دارد به قسمت شیاردار بالای توپی متصل میگردد و باعث چرخش توپی خواهد شد. به عبارت دیگر عملگر با چرخش 90 درجه ای میتواند توپی شیر را بچرخاند و شیر را باز یا بسته کند. به همین جهت شیر توپی را در دسته بندی شیرآلات ربع گرد قرار میدهیم.

عملکرد شیر توپی

استم شیر توسط پکینگ ها و اورینگ، آب بندی سیال فرآیندی را انجام میدهد و از نشت سیال توسط استم و بدنه شیر جلوگیری میکند.

آب بندی توپی و بدنه شیر توپی توسط دو سیت تفلونی انجام میشود که در قسمت پاکت قرار میگیرند و توپی روی سیت حرکت میکند و آب بندی شیر را برقرار میکند. توپی و سیت از مهمترین اجزای داخلی شیر توپی محسوب میشوند (تریم شیر) که در تماس مستقیم با سیال فرآیندی هستند. به همین جهت در انتخاب متریال آنها باید حساسیت بسیار زیادی به خرج داد تا شیر از هرگونه آسیب دیدگی در امان باشد. عمومای شیرهای توپی دارای سیت های تفلونی و توپی های از متریال استنلس استیل میباشند.

انواع متریال بال ولو

انتخاب متریال مناسب در طراحی بدنه و توپی و همچنین سیت شیرتوپی یکی از مهمترین ملاحظاتی میباشد که باید در نظر گرفته شود زیرا انتخاب متریال نامناسب در بال ولو باعث خوردگی و ایجاد نشتی، شکنندگی و آسیب دیدن بدنه شیر خواهد شد. در ادامه به معرفی برخی از مهمترین متریال های مورد استفاده در شیر های توپی اشاره میکنیم:

بدنه بال ولو

بدنه قسمت اصلی شیرتوپی را تشکیل میدهد همچنین متریال های گوناگونی در ساخت بدنه و قسمت داخلی (تریم) شیر توپی یا بال ولو ها استفاده میشود. این آلیاژها بصورت Cast یا ریختگری و آهنگری یا forge تولید میشوند. انواع آلیاژ های فولاد کربنی یا WCB، استنلس استیل، فولاد های آلیاژی با مقاومت های بالا در برابر خوردگی و متناسب با استاندارد های NACE و … همگی از رایج ترین انواع متریال های مورد ساخت بال ولو ها محسوب میشوند.

سیت بال ولو

سیت در شیرتوپی نیز میتواند از نوع نرم یا soft seat و یا از نوع فلز به فلز باشد که هر یک با توجه به شرایط فرایندی و نوع سیال کاربرد های مختلفی دارد که باید در طراحی و انتخاب شیر به آن توجه ویژه ای شود.

برخی انواع متریال های نشیمنگاه Seat و آب بندی شیر توپی عبارت اند از مواد الاستومری ELASTOMER، تفلون یا PTFE، گرافیت و ویتون viton.

همانطور که بالاتر نیز توضیح دادیم، یکی از مهمترین قسمت های شیر توپی یا بال ولو قسمت نشیمنگاه یا سیت SEAT میباشد که به دلیل تماس و چرخش دائمی توپی روی آن و توجه به عدم نشتی شیر باید از متریال هایی انتخاب شود که مقاوم به خوردگی و ساییدگی باشند. معمولآ جنس سیت در شیرهای توپی تفلون یا PTFE میباشد. در شیر های توپی که برای تنظیم یا کنترل جریان استفاده میشوند، و همچنین در سرویس هایی که فشار سیسستم بسیار بالا میباشد و استفاده از سیت های تفلونی امکان پذیر نمیباشد (امکان لهیدگی سیت)، از سیت های فلزی با متریال های سخت کاری مانند کاربید تنگستن یا کاربید روی استفاده میشود.

انواع عملگر در شیرتوپی

شیرتوپی نیز مانند سایر شیرآلات پایپینگی با انواع اکچویتور یا عملگرهای دستی اهرمی، گیربکس دار، پنوماتیکی، هیدرولیکی و الکتریکی تولید میشود که هریک بنا به شرایط فرایندی و سایر عوامل خارجی طراحی و تولید میشوند.

انتخاب نوع اکچویتور در شیرتوپی پنوماتیکی بستگی به عوامل متعددی در فرآیند دارد. سایز بال ولو و خط لوله، شرایط فرآیندی شامل دمای سیال، فشار فرآیند و سایر پارامترهای فیزیکی مانند مقدار گشتاور یا نیروی لازم برای باز و بسته شدن شیر از عواملی هستند که همگی در انتخاب اکچویتور و سایزینگ آن از اهمیت بالایی برخوردار میباشند و باید در نظر گرفته شوند.

عملگر دستی

عملگرهای دستی اهرمی lever type برای بال ولو ها با سایز های نه چندان بزرگ تا سایز “8 که فشار فرایندی بالایی (CL.150) نیز ندارند مناسب هستند. اما برای شیر های با سایز های بزرگ تر از 8 اینچ باید از عملگرهای گیربکسی برای افزایش گشتاور نیرو استفاده کرد چراکه تنها با کمک گیربکس میتوان گشتاور بالایی برای باز و بسته کردن شیر ایجاد کرد و بر فشار بالای خط لوله غلبه کرد.

عملگر دستی

شکل بالا یک شیرتوپی 3 تکه side entry را نمایش میدهد که دارای عملگر گیربکسی میباشد.

عملگر پنوماتیکی

همچنین باید اشاره کنیم در مواقعی که نیاز به قطع و وصل بسیار سریع جریان عبوری از شیر میباشد یا امکان حضور نیروی انسانی و اپراتور میسر نمیباشد، باید از عملگرهای اتوماتیک استفاده کنیم. این عملگرها پنوماتیکی، هیدرولیکی و الکتریکی یا موتوری میباشند.

شیر توپی پنوماتیکی معمولآ با اکچویتور های پنوماتیکی دورانی یا Rack and Pinion نصب و کوپل میشوند. این نوع شیر ها که ON/OFF Valve یا XV نیز نام دارند برای سرویس هایی که فقط قطع و وصل سیال در آنها برای ما اهمیت دارد مورد استفاده قرار میگیرند و برای کاربرد هایی مانند کنترل و تنظیم جریان برای آنها مناسب نیستند.

استفاده از عملگرهای رک پینیوین به جهت اینکه بسیار سریع هستند، در سرویس های ON/OFF مورد استفاده قرار میگیرند زیرا در شیر های قطع و وصل مسیر عبوری سیال باید در سریع ترین زمان ممکن قطع شوند.

عملگر پنوماتیکی

یک شیرتوپی با اتصال رزوه ای با عملگر پنوماتیکی دورانی (ON/OFF Valve)

انواع شیرتوپی

شیرهای توپی از نظر نوع مکانیزم آب بندی دارای دو مدل شناوری یا floating و ترونیون مونت Trunnion Mounted میباشند که در ادامه به توضیح هریک از آنها اشاره خواهیم کرد:

جهت مشاهده و خرید شیر توپی تجهیزصنعت کلیک نمائید.

شیرتوپی شناور (Floating Ball Valve)

در شیر توپی شناوری، توپ با توسط دو سیت تفلونی در دور آن قرار دارد و استم شیر توسط زائدگی به شکافی در بالای توپ متصل است که به توپ اجازه می دهد یک چهارم دور یا 90 درجه بچرخد. به عبارتی توپ آزاد است تا در داخل بدنه شیر شناور بوده و به راحتی بچرخد.

در شیرتوپی نوع فلوتینگ، فشار سیال باعث فشردگی سیت دوم در قسمت پایین دست یا down stream میشود. به عبارتی دیگر مکانیزم آب بندی در این نوع شیر توپی توسط سیت دوم صورت میگیرد. شیر توپی های از نوع توپ شناوری معمولآ در سایز های کوچکتر و کمتر از 8 اینچ و کلاس فشاری 150 تولید میشوند. دلیل این موضوع این میباشد که همانطور که بالاتر نیز اشاره شد قسمت آب بندی در این نوع شیر توپی سیت دوم در قسمت پایین دست میباشد. اگر فشار سیال بسیار بالا باشد سیت تفلونی دوم دچار لهیدگی و تغییر شکل دائمی میگردد و سیت از حالت الاستیک به حالت پلاستیک تغییر و شیر عملآ آب بندی خود را از دست میدهد و دچار نشتی میگردد.

همچنین در این نوع از توپ هنگامی که فشار بالا دست زیاد باشد، عملکرد شیر بسیار سخت می شود و عملآ نیروی بسیار بالایی باید وارد شود تا شیر باز یا بسته گردد. به همین جهت نوع دیگری از بال ولو وجود دارد که این مشکل را به راحتی حل میکند. در ادامه به معرفی این نوع بال ولو میپردازیم:

شیرتوپی ترونیون (Trunnion Mounted Ball Valve)

مکانیزم آب بندی شیرتوپی ترونیون به این صورت میباشد که در قسمت پشت سیت تعدادی فنر وجود دارد که سیت تفلونی توسط این فنرها به بدنه توپی فشرده میشود. این فشردگی سیت تفلونی به توپی باعث ایجاد یک آب بندی ایمن میشود و در فرآیند های با فشار بالا این فشردگی بیشتر نیز میشود. به عبارت دیگر هنگامیکه فشار خط بالا میباشد، اتفاقآ این فشار باعث ایجاد آب بندی بهتر در شیر میگردد.

همچنین در شیرتوپی ترونیون یک شفت کوتاه که به آن ترونیون ساپورت نیز گفته میشود، مانند یک اکستنشن در قسمت پایین توپی شیر وجود دارد. طراحی شیرتوپی ترونیون به گونه ای میباشد که به گشتاور عملیاتی کمتری نیاز دارد. همین موضوع باعث کاهش نیروی لازم به عملگر و بطور کلی هزینه های نصب و نگهداری شیر را تا حد بسیار زیادی کاهش میدهد.

شیرتوپی ترونیون راه حلی بسیار خوب برای سرویس های با فشار عملیاتی بسیار بالا میباشند، که به هنگام باز و بست شدن شیر نیازمند گشتاور بسیار بالایی هستند.

انواع شیر توپی از نظر قطر داخلی توپ (Bore)

بال ولو Full-Bore

در این نوع شیر توپی، ورودی شیر یا به عبارت دیگر قطر سوراخ توپ شیر، برابر با قطر خط لوله میباشد و هنگامی که شیر باز میباشد هیچگونه افت فشاری روی خط ایجاد نمیشود. این نوع شیرآلات مناسب سرویس هایی میباشند که تمیز کاری دوره ای و متناوب روی خطوط لوله انجام میگیرد و باید میزان افت فشار را روی خط بسیار کم باشد. تمامی شیر های توپی که برای خطوط انتقال به کار میروند باید فول بور باشند و خاصیت پیگ رانی دارند.

بال ولو Reduce Bore

مسیر ورودی سیال یا به عبارت دیگر قطر داخلی توپ در این نوع شیر نسبت به قطر خط لوله یک یا دو سایز کمتر میباشد. مهمترین قسمت شیر های توپی، توپ داخلی آن میباشد و معمولآ نیمی از قیمت شیرتوپی را تشکیل میدهد. در جاهایی که بتوانیم از سایز های کمتر برای شیر استفاده کنیم این نوع شیر مورد استفاده قرار میگیرد. به همین جهت این نوع بال ولو معمولآ قیمت کمتری نسبت به مدل فول بور دارند و از متداول ترین نوع بال ولو های موجود در صنایع محسوب میگردد.

بال ولو V-Bore

نوع شیرتوپی V-Bore بیشتر برای سرویس های کنترلی مورد استفاده قرار میگیرد و به دلیل ساختار توپ و نشیمنگاه خاص خود، جریان سیال را بصورت خطی و کنترلی عبور میدهد. سوراخ داخلی توپ در این نوع از شیر، به حالت گوه ای شکل (V) میباشد. زاویه V توپی مهمترین پارامتر در تنظیم و کنترل جریان در این مدل شیر توپی میباشد، که بستگی به نوع سیال و میزان مشخصه فیزیکی آن دارد.

بال ولو V-Bore

شکل فوق یک شیرتوپی V Bore را نمایش میدهد

تجهیزصنعت تامین کننده و وارد کننده انواع شیرآلات کنترلی Control Valve، شیر های قطع و وصل ESDV و همچنین انواع شیرآلات پایپینگی میباشد. شیرتوپی با انواع اتصالات رزوه ای، فلنجی، جوشی با انواع متریال های فولادی، استیل، چدنی در انبار محصولات شرکت تجهیزصنعت موجود میباشد. برای استعلام قیمت و مشاوره فنی با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.

تقسیم بندی های دیگری نیز برای انواع شیر های توپی یا بال ولو وجود دارد که در صنایع مشاهده میکنیم. تقسیم بندی بر اساس نوع اتصال به فرآیند یکی دیگر از انواع رایج طبقه بندی شیرآلات میباشد. شیر توپی فلنج دار، شیر توپی جوشی و شیر توپی با اتصال رزوه ای یا دنده ای از دیگر انواع بال ولو میباشند که در صنایع مورد استفاده میباشد.

انواع شیرهای توپی در سایز ها، برند و متریال مختلف را در فروشگاه ابزار دقیق تجهیز صنعت می توانید مشاهده نمایید.

کارشناسان این مجموعه اطلاعات دقیقی در مورد مشخصات فنی، قیمت خرید و فروش شیرهای توپی به شما ارائه می دهند تا انتخاب درست و هوشمندانه ای داشته باشید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر برای خرید، مشاوره رایگان و استعلام قیمت شیرهای توپی با کارشناسان فروش ما در ارتباط باشید.

مشاهده انواع شیر توپی

مطالب مرتبط

گیج فشار ویکا

گیج ویکا

گیج ویکا گیج‌های فشار تجهیزاتی هستند که برای اندازه‌گیری و نمایش میزان فشار سیال استفاده …

جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 87700142-021 ( 30 خط ویژه ) یا شماره موبایل 09374371848 تماس بگیرید
تماس فوری(مشاوره و خرید)