شیر توپی Ball valve

شیر توپی که به آن شیر گازی یا بال ولو نیز گفته می شود از زیر مجموعه شیر های مخروطی بوده و مجرابند آن به شکل یک کره می باشد و توپی آنها معمولاً از چند نوع فلز مختلف ساخته می شوند. جنس توپی این نوع شیرآلات در صورتی که فاقد روکش باشد باید از جنس فولاد ضدزنگ تولید گردد. به همین دلیل جنس نشیمنگاه ها از مواد نرم مانند تفلون است. استفاده از این مواد باعث بالا رفتن کیفیت آب بندی می شود. به صورتی که هر چقدر از طول عمر آنها می گذرد، دقیق تر و روان تر کار می کنند، این ویژگی ها آنها را به گزینه ای عالی جهت باز و بستن و همچنین کنترل کردن فشار رسانه تبدیل کرده است، به همین خاطر در اکثر سیستم ها با اعتماد کامل می توان از آنها بهره برد. از این رو طراحان و مهندسین در خیلی از سیستم ها، شیرهای توپی را به شیرهای دروازه ای و گلوب، ترجیح می دهند.

• شیر توپی بخار
• شیر توپی استیل
• شیر توپی پلیمری
• شیر توپی فولادی
• شیر توپی آلفا
• بال ولو استنلس استیل
• بال ولو پلی اتیلن
• بال ولو ربع گرد 

مشخصات فنی شیر توپی Ball valve

به طور معمول در شیرهای توپی استنلس استیل تمامی اجزا از جمله بدنه، دسته و توپی از جنس استنلس استیل هستند اما ممکن است جنس اجزای داخی و بدنه با هم متفاوت باشد. همچنین جنس آب بند از نوع PTFE می باشد. در شیرهای توپی استنلس استیل بازه تحمل دمایی در کلاس های مختلف یکسان و حدود 200 درجه سانتی گراد است و بازه تحمل فشاری متناسب با افزایش کلاس کاری افزایش می یابد. تفاوت اصلی بین شیر های توپی فولادی و استنلس استیل در جنس بدنه و کاربرد آنها است. آلیاژ استنلس استیل شامل آهن به همراه مقادیری مختلفی از کربن، سیلیکون و منگنز و حداقل 10.5 درصد کروم است. کروم افزوده شده در سطح فلز لایه ای از محافظ ایجاد می کند که مانع از هر گونه خوردگی می گردد. با افزایش مقدار کروم مقاومت در برابر خوردگی افزایش می یابد. همچنین برخی از گرید های استنلس استیل شامل عناصر (آلیاژ) نیکل و مولیبدن هستند که افزایش شکل پذیری و مقاومت بیشتر آلیاژ در برابر خوردگی را به همراه دارند.

نحوه انتخاب شیر توپی پنوماتیک (اکچیوتر)

برای انتخاب بال ولو پنوماتیک می بایست پارمترهای زیر را بررسی نمود:

• سایز لوله
• فشار کاری
• نوع سیال
• درجه حرارت سیال
• نوع اتصال شیر توپی پنوماتیک به خط پایپینگ
• 

مزایای شیر توپی با اکچویتور پنوماتیک

• قطع و وصل سریع
• عدم نیاز به اپراتور
• امکان کنترل شیر پنوماتیک از راه دور
• مکانیزه کردن خط با کم ترین هزینه

دسته بندی بال ولو از نظر ساختمان ظاهری بدنه

1. بال ولو تمام جوش (Welded Body)
2. بال ولو ورود از بالا (Top Entry)
3. بال ولو ورود از پایین (End Entry)
4. بال ولو بدنه چند تکه (Split Body)، ورودی جانبی (Side Entry)

لازم به ذکر است بال ولو یا شیر توپی جوشی در مواردی همچون خطوط دریایی و مناطقی که باید از شیر به صورت دفنی استفاده شود کاربرد دارد. این شیر برای سیالات سمی و مضر کاملاً مناسب بوده و ساختار آن متضمن عدم نشتی در طول عمر شیر است. این نوع شیر مدل های چند تکه مانند دو تکه و سه تکه دارد که قابلیت تعمیر در داخل خط از مزیت آنها محسوب می شود.

شیرهای توپی که با بدنه یک تکه تولید می شوند، ساختار بسیار محکم و پایداری دارند و گاها" در این نوع ساختارها می توان توپی مسدود کننده را (بدون خارج کردن شیر از سرویس) از دریچه جدا کرد. از این رو، شیر با بدنه یک تکه ابعاد بزرگتری نسبت به شیرهای توپی با بدنه سه یا چند تکه دارد و فضای بیشتری را در سیستم طراحی نیاز خواهد داشت.

تفاوت بین ورودی جانبی و بالایی بال ولو

شیر های توپی با ورودی جانبی یا چند تکه همان طور که از نامشان پیداست از قطعات مختلف ساخته می شود ولی شیر های با ورودی بالا به صورت یک تکه ساخته می شوند. از مزایای شیر های ورودی بالا قابلیت تعمیر در خط می باشد این در حالیست که برای تعمیرات شیرهای ورودی از بغل شیر توپی باید از خط باز شود .

انواع شیر توپی از نظر مهار گوی

1. شیر توپی شناور
2. شیر توپی ترونیون
3. شیر توپی با ساقه بالارونده

در مدل شیر توپی شناور (Floating Ball)، گوی کروی شکل مابین دو سیت (Seat) قرار گرفته و شفت اصلی از بالا به گوی متصل است که این موضوع باعث چرخش 90 درجه گوی می شود. در این حالت شفت تنها اجازه اندکی حرکت جانبی را به گوی می دهد که این امر باعث اعمال فشار به سیت شیر می شود. شایان ذکر است این فشار در سایز بزرگ قابل تحمل نیست و بدین منظور از مدل دیگری استفاده می شود.

در مدل Trunnion گوی کروی توسط دو ساپورت انکور از بالا و پایین به بدنه شیر متصل است و برای سیالاتی با فشار بالا مناسب است. همچنین در این مدل شیر، برای باز و بسته کردن شیر گشتاور کمتری نیاز است که در زمانی که بر روی شیر اکچویتور (Actuator) نصب شود باعث کاهش سایز اکچویتور و همچنین کاهش هزینه خرید می گردد. در این مدل شیر موقعیت توپی ثابت است و رینگ نشیمنگاهی معلق می باشد که این رینگ بوسیله ی یک اورینگ آببندی می شود. وجود این رینگ نشیمنگاهی باعث تنظیم فشار وارده می شود، به همین دلیل از این نوع شیر بیشتر در سایز های بالا استفاده می شود و گاها برای کنترل میزان نشتی در آنها نوعی پورت تخلیه قرار داده می شود و بواسطه ی اینکه قطعات به کاررفته در این نوع شیر ها بیشتر از نوع اول می باشد در نتیجه گرانتر هستند. این شیر ها در قالب شیر های یک، دو و یا سه تکه استفاده می شود.

انواع شیر توپی از نظر بور (Bore)

1. بال ولو فول بور (Full Bore)
2. بال ولو ردیوس بور (Reduced Bore)
3. بال ولو V-Port

در مدل فول بور (Full Bore)، قطر داخلی توپی مسدود کننده تقریبا با قطر خط یکسان و میزان فشار در حالت Full بسیار اندک می باشد. بیشتر در شرایطی استفاده می شود که نیاز به تمیز کاری خط در زمان های مختلف وجود دارد به دلیل اینکه پیک تمیزکاری به راحتی و بدون مانع از آن عبور می کند. مدل ردیوس بور (Reduced Bore) قطر توپی یک یا دو سایز کوچک تر از خط اصلی است و قیمت پایین تری نسبت به فول بور دارد. در شیرهای V-Port شکل گوی و شکل سیت به صورت V می باشد. عامل انسداد در این شیر یک نیم گوی با لبه V شکل می باشد و در نتیجه می تواند به آسانی برای تنظیم دبی جریان مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، سبک های مختلفی در رابطه با سوراخ خود مکانیزم توپی مسدود کننده وجود دارد، که بسته به فشار کاری شیرهای توپی به دو دسته شیرهای توپی فشار ضعیف و فشار قوی تقسیم می شوند. در صنایع مختلف، شیرهای توپی با فشار کاری بالاتر از 3000 psi، شیرهای توپی فشار قوی محسوب می شوند. معمولا" حداکثر فشار کاری برای شیرهای توپی فشار قوی بین 7500 psi تا 15000 psi است و به ساختار، اندازه و مواد آب بندی، بستگی دارد. شیرهای توپی فشار قوی بیشتر در کاربردهای تحت فشار بالا مانند سیستم‌های هیدرولیک استفاده می‌شوند، بنابراین به شیرهای توپی هیدرولیک نیز معروف هستند.

انواع متریال تشکیل دهنده ساختار نشیمنگاه و آب بند شیر توپی

1. دلرین
2. الاستومر
3. تفلون تقویت شده
4. نایلون
5. پلی اتیلن
6. گرافیل
7. وایتون

اجزای تشکیل دهنده شیر توپی

1. بدنه
2. بونت
3. نشیمنگاه
4. توپی
5. واشر
6. درزگیر
7. آب بند
8. پیچ
9. مهره
10. پیچ
11. محور
12. بوش آببند
13. واشر

انواع آلیاژ بدنه شیرهای توپی

• فولاد ضد زنگ Stainless Steel
• فولاد کربن Carbon Steel
• فولاد کشته شده برای کاربردهای دما پایین Low Carbon
• فولادهای آلیاژی با مقاومت بالا Alloy Steel
• فولاد دوبلکس و سوپر دوپلکس
• آلیاژهای نیکل nickel
• برنج Brass
• برنز Bronze
• کروم Chrome
• تیتانیوم Titanium
• پی وی سی PVC
• CPVC
• آستر PFA (PFA Lined)