شیرتوپی Ball Valve
شیرتوپی Ball Valve یکی از انواع شیرآلات صنعتی هست برای باز و بسته کردن جریان سیال مورد استفاده قرار میگیرد که به صورت کرویی شکل بوده و نحوه عملکرد آن به شرح زیر میباشد
عملکرد شیر توپی یا Ball Valve :
شیرتوپی یا بال ولو با حرکت چرخشی یک بال (توپی شکل) در قسمت وسطی شیر که یک سوراخ در وسط آن قرار دارد باعث قطعو وصلی جریان سیال میگردد .
در شیر توپی بال داخل شیر با حرکت 90 درجه در جهت حرکت دسته شیر باز و بسته بودن شیر را ایجاد می نمایید و موجب قطع و وصل کردن جریان سیال در مسیر میگردد .
این نوع شیر به طور گسترده در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و مصارف خانگی و سیستم های آب و فاضلاب استفاده میشود .
زمانی که این نوع شیر میخواهد در حالت باز قرار گیرد توپی میچرخه و سوراخی که در وسط آن قرار گرفته در راستای حرکت سیال قرار میگیرد و سیال از داخل آن عبور میکند و زمانی که میخواهد در حالت بسته قرار بگیرد 90 درجه گوی داخل آن میچرخه و سوراخ روی عمود بر مسیر سیال قرار میگیرد که در این حالت شیر در حالت بسته می باشد.
از شیرتوپی به دو صورت دستی و برقی میتوان استفاده کرد که آلچیتور یا برقی بال ولو به صورت چرخشی می باشد و معمولا به صورت سریع العمل می باشد . که با یک چرخش 90 درجه شیر از حالت کاملا باز به بسته و یا بالعکس قرار میگیرد در شیرهای توپی با سایزهای بزرگ که نیاز به گشتاور بالایی دارد برای باز و بسته کردن شیر عملگر به یک چرخدنده خورشیدی متصل میگردد که اصطلاحا به آن گیربکس شیر گفته می شود در شیرهای توپی با اهرم دستی زمانی که اهرم شیر با محور شیر هم جهت می شود شیر باز است و زمانی که اهرم در جهت عمود بر محور شیر قرار میگیرد شیر بسته می باشد .
مزایا و معایب بال ولو (شیر توپی)
مزایا:
- هزینه ساخت و تعمیر و نگهداری پایین
- عملکرد سریع شیر با یک حرکت 90 درجه و با گشتاوری نسبتا کم
- آب بندی خوب و ساختار متراکم
معایب :
- ایجاد جریان مغشوشی در حالت نیمه باز
- اگر مدت طولانی در حالت نیمه باز قرار بگیرند ممکن است باعث ایجاد خورگی در قسمت seat ,ball گردد
- سیالات حاوی ذرات جامد برای مصرف این نوع شیر مناسب نیستند چون ممکن است درون آن رسوب کنند
شیرتوپی از چه جنسی ساخته شده است؟
بدنه و توپی این نوع شیرها معمولا از جنس فلزاتی چون فولاد ضدرنگ یا کربن استیل میباشد .
نشیمنگاه (seat) بال ولو ها معمولا از جنس الاستومتر است و همچنین انواع پلاستیکی شیرهای توپی هم موجود می باشد
موارد پرک ربد در ساخت نشیمنگاه ارتجاعی برای بال ولو ها عبارت اند از : تفلون (TFE) ,Neoprene ,Buna-N و یا ترکیبی از این موارد به دلیل استفاده از الاستومر برای دماهای بالا باید از شیرهای آلیاژی خاص و متناسب با همان دما استفاده نمود .
انواع شیرتوپی (BallValve Types) :
انواع شیرتوپی از لحاظ ساختار بدنه , نوع و جایگیری به چند دسته تقسیم میشوند .
شیرتوپی از لحاظ ساختار بدنه:
از لحاظ ساختار بدنه بال ولوها در سه دسته یک تکه, دوتکه,سه تکه قرار میگیرند .
شیرتوپی یک تکه به چه صورت میباشد ؟
مدل یک تکه ساختمان ساده تری دارد و ارزان تر نیز میباشد اما به دلیل یک تکه بودن آن تعمیر آن دشوار بوده و نمیتوان توپی را از آن خارج نمود و تعمیر یا تعویض کرد
ساختارشیرتوپی دوتکه و سه تکه :
شیرتوپی دوتکه و یا سه تکه دارای قسمت های مختلفی هستند که به وسیله پیج , جوش یا فلنچ به یکدیگر متصل شده اند
اما در این نوع شیر هرقسمت آن به راحتی قابل تعمیر ویا تعویض میباشد از این رو دارای قیمت بالاتری نسبت به شیر توپی یک طرفه دارد
انواع شیرتوپی از لحاظ نحوه عملکرد و نوع آن:
بال ولو با توپی شناور (Floating Ballvalve) :
در این نوع شیر ,توپی تقریبا در حالت شناور قرار دارد اما از بالا به یک شفت متصل گردیده است که به علت فشرده شدن توپی به نشیمنگاه (seat) استفاده از شیرتوپی در فشار بالا توصیه نمیشود .
بال ولو ترنیون (Trunnion Ball Valve) :
در این نوع بال ولو برخلاف بال ولو شناور بال داخل شیر از همه جهت فیکس شده است در واقع از بالا به یک شفت و از پایین شفت کوته دیگری در SEAT شیربال فیکس میکند و بال شیر تنها در جهت چرخشی آن حرکت میکند از این نوع شیرها در فشار های بالا استفاده میشود
از مزایای این نوع شیر میتوان به گشتاور عملیاتی پایین و آب بندی مناسب در فشارهای بسیار بالا و پایین اشاره نمود .
بال ولو سه راهه (Three Way Ball Valve ) :
شیرتوپی سه راهه از لحاظ ساختار و عملکرد با بال ولو دوراهه که قبلا راجب آن صحبت شد متفاوت میباشد این نوع بال ولو دارای سه سوراخ بر روی گوی خود میباشد که هم میتوان مسیر حرکت یک سیال را تغییر دهد و یا میتواند دو سیال را با نسبت مورد نظر ترکیب نمایید از این رو این نوع شیر یکی از شیر های کنترلی مناسب در صنعت شمرده میشود .
بال ولو با وردی بالا (TOP-Entry Ball Valve ) :
در این نوع شیر دسترسی به اجزای داخلی شیر از طرق دریچه ایی که در بالای شیر تعبیه شده است امکان پذیر میباشد و برای مورادی که نیاز به تعمیرات سپاپی می باشد استفاده از اینگونه شیر توصیه میشود در این نوع بال ولوها قسمت BONNET یا همان درپوش جدا از بدنه شیر می باشد و از طریق STUDBOLT ها به بدنه متصل میگردد .
این شیرها همچنین به علت ساختار یکپارچه و نیاز به عملیات ریخته گری در فرایند تولید از شیرهای با وردی جانبی گرانتر می باشد .
شیرتوپی با وردی جانبی (Side_Entry Ball Valve ) :
در این نوع مدل از بال ولوها دسترسی به اجزای داخلی شیر متشکل از Ball,SEAT و قسمتهای دیگر از پهلوی شیر بوده و ساختارشیر توپی با ورودی جانبی یکپارچه نمی باشد به همین دلیل نسبت به شیرهای توپی با ورودی بالا (TOP-Entry Ball Valve ) ساختار شده تر و در نتیجه از قسمت پایین تری برخوردار است
جمع بندی :
بال ولو ها یا همان شیرتوپی یکی از پرکاربردترین نوع شیرها در صنایع مختلف اعم از نفت ,گاز , پتروشیمی , نیروگاهی , آب و فاضلاب , غذایی , دارویی و…. میباشد
بدنه های متغیرو مصرف شیرتوپی عبارتند از:
ISM در امریکا , شرکت های ASAHIAV ,NVD , HISAKA در ژاپن , شرکت SAMSON ,RINGO,VALVES در اسپانیا و شرکت BEF در ایتالیا اشاره نمود .
شیرتوپی رو چگونه انتخاب کنیم؟
برای انتخاب بال ولو یا شیرتوپی باید به چند نکته دقت نمود به عنوان مثال اگر هدف مورد نیاز برای ما تنظیم جریان باشد بال ولو شیر مناسبی برای این کار نیست و بهتر است از شیرهای دیگر مانند شیرپروانه ایی استفاده نمود اما اگر هدف موردنیاز تنها قطع و وصل جریان باشد در فشار های جریانی بالا بهتر است از شیرهای توپی ترنیون (Trunnion Ball Valve) استفاده نمود که می تواند در فشار های بالا عملکرد بهتری داشته باشد و در کل آسیب کمتری ببیند .
اما برای جریان های با فشار پایین توپی شناور (Floating ) انتخاب بهتری است چون قیمت پایین تری دارد .و همچنین در مواردی که نیاز باشد یک سیال را به دو مسیر و یا دو سیال را با نسبت مشخصی با یکدیگر ترکیب نماییم از شیر سه راهه استفاده میکنم .
در کل در مورادی هم که نیاز به تعمیرات زیاد داریم ازشیر های توپی با ورودی از بالا (TOP-Entry Ball Valve ) استفاده می نماییم .سسس
