شیر توپی یا بال ولو چیست؟

شیر توپی چگونه کار میکند؟

ما در این مقاله قصد داریم درباره شیر توپی اطلاعات کامل را به شما انتقال دهیم تا بتوانید با شیرالات صنعتی در سرتاسر دنیا اشنا شوید و استفاده اگاهانه از شیرالات مورد نظر داشته باشید. همچنین میتوایند شیرالات صنعتی دیگر را نیز از سایت مبین فولاد اسیا مشاهده نمایید.

شیر توپی چیست؟

شیر توپی یا بال ولو برای قطع و وصل کردن جریانات به کار میرود.یک شیری است که جریان یک مایع یا گاز را با استفاده از یک توپ دوار که دارای سوراخ کنترل است،کنترل میکند.درواقع نحوه کار به این صورت است که با چرخاندن ان توپ به یک چهارم دور یا چرخش ۹۰ درجه حول محور ان،جریانات میتواند از ان عبور کند و یا مسدود شود.

برخی از شیر توپی ها هستند که به صورت خاصی و دنده خورشیدی کار میکند که این نوع دنده ها به شیر اجازه میدهند که از دسته کوچک تری استفاده کنند ولی مزیت ان این است که نیروی ان به اندازه نیروی یک شیر بزرگ است.

در اصل طول عمر شیر توپ ها بسیار است و به عنوان شیری که طول عمر بالایی دارد نیز شناحته شده است.همچنین اب بندی بسیار بادوام و با کیفتی را در طول عمر خود ارائه میکند و حتی زمانی که شیر مدت زیادی استفاده نشده باز هم کیفیت خود را حفظ کرده و بادوام است.در نتیحه انها به اندازه شیر دروازه ها محبوب هستند.

برای اشنایی بهتر میتوانید شیر دروازه ها را نیز مطلاعه کنید و متوجه تفاوت این دو شیر شوید.

از دیکر مزیت های شیر توپی این است که نسبت به دیگر انواع شیرها دربرابر محیط های الوده مقاوم تر هستند. در شرایط خاص حتی شیر توپی میتواند به عنوان شیر کنترلی نیز استفاده شود اما استفاده انچنانی به عنوان شیر کنترلی ندارد و رایج نیست اما مزایای خودش را دارد و یک شیر مقاوم در هر شرابط است.

انواع شیر توپ رایج

شیر توپی استاندارد

شیر توپی های استاندارد، از چندین بخش مانند: محفظه،صندلی،توپ و اهرم برای چرخش توپ شیر تشکیل شده است. انها شامل جندین پورت متفاوت هستند،دو ،سه، چهار پورت که میتوانند از نوع استاندارد مادگی ، نر یا ترکیبی از انها باشد.شیر توپی استاندارد از رایج ترین شیرها هستند،و انواع مختلفی دارد:شیر های توپی کوچک،شیر های توپی زاویه دار، شیر های توپی با صافی یکپارچه . درواقع انها طیف گسترده ای از گزینه ها و محدوده عملیاتی زیادی برای فشار و دما دارند.

شیر توپی هیدرولیک

شیر های توپی هیدرولیک،به دلیل درجه فشار کاری بالا و مقاومت هیدرولیک و روغن گرمایشی به طور ویژه برای سیستم های هیدرولیک و گرمایشی طراحی شده اند.شیر توپی های هیدرولیک از فولاد و یا فولاد ضد زنگ ساخته شده اند.علاوه بر این، صندلی های شیرهای هیدرولیک را برای فشار کاری بالا مناسب میسازند.

نشیمن این جور شیرها از پلی اکسی متیلن ساخته شده است که برای کاربردهای فشار بالا و دمای پایین بسیار مناسب است.حداکثر فشار کاری شیرهای توپی هیدرولیک از ۵۰۰ به بالا میرسد اما حداکثر دمای شیر های توپی ۸۰۰ درجه سانتی گراد میباشد و از ان بیشتر هم نمیشود.

شیر توپی فلنج دار

نحوه شناسایی دریچه های توپ فلنج دار براساس نوع اتصالشان است. دریچه ها از طریق فلنج هایی است که مطابق با استاندارد خاصی طراحی میشوند و به یک سیستم لوله کشی متصل میشوند. این شیر ها سرعت جریان بالایی را به ما ارائه میدهد زیرا طراحی ان به گونه ای است که تمام سوراخ ها باز است.

هنگام انتخاب یک شیر توپی فلنج دار،علاوه بر درجه فشار باید به تراکم شیر نیز توجه کرد و ان را بررسی کرد که نشان دهنده بالاترین فشاری است که یک شیر میتواند تحمل کند. این شیر توپی ها نیز با دو، سه، چهار پورت طراحی شده اند.انها از فولاد ضد زنگ یا فولاد چدن ساخته میشود.

شیر توپی تهویه شده

دریچه های توپی تهویه شده تقریبا شبیه نوع دیگر شیر ها یعنی دریجه های توپی دوطرفه استاندارد که شباهات انها در طراحی است.تفاوت اصلی ان در این است که دریچه خروجی در حالت بسته به محیط و به سمت محیط خارج میشود. این کار با سوراخ کوچکی که در توپ و بدنه دریچه ایجاد میشود،به دست می اید.

و در هنکامی که دریچه شیر توپی بسته میشود، سوراخ ها در کنار درگاه خروجی قرار میگیرند و دروافع فشار را را اضافه میکنند.این کار به ویژه در سیستم های هوا فشرده که کاهش فشار محیط کار ایمن تری را فراهم میکند،مفید است.

کار اصلی شیر توپی

برای اینکه کار اصلی شیر توپی را درک کنیم و متوجه نحوه عملکرد ان شویم، دانستن ۵  قسمت اصلی شیر توپی و ۲ نوع عملکرد مختلف مهم است. ۵ جز اصلی شیر توظی را میتوان در شکل زیر نیز مشاهده کرد. توپ توسط نشیمن سوپاپ توپی و حلقه های اورینگ در اطراف میل سوپاپ پشتیبانی و مهر و موم شده است. همه این قطعات ریز داخل محفظه سوپاپ قرار دارند. این توپ ها دارای سوراخ هایی هستند که در شکل زیر میتوان مشاهدش کرد.

شیر توپی

هنگامی که میل سوپاپ یک چهارم از چرخش را میچرخد، سوراخ به سمت جریان باز میشود و به رسانه اجازه عبور را میدهد و از ان عبور میکند و یا برای جلوگیری از جریان رسانه کلا بسته میشود. عملکرد مدار سوپاپ ها ، مجموعه محفظه ، طراحی توپ و انواع عملکرد همه بر عملکرد شیرهای توپی در ادامه بحث شده است.

عملکرد مدار شیر توپی

شیر توپی ممکن است دارای دو،سه یا حتی چهار پورت ۲ طرفه و یا ۳ طرفه یا ۴ طرفه میباشد. اکثریت انها به اتفاق شیر های توپی دو طرفه هستند . به صورت دستی و با یک اهرم کار میکند .هنگامی که شیر باز میشود،اهرم ها در راستای لوله قرار میکیرند. در حالت بسته ، دسته عمود بر لوله است. جهت جریان شیر توپی به سادگی و از ورودی به خروجی برای یک شیر دو طرفه است.

شیر های توپی که به صورت دستی کار میکنند را میتوان به سرعت ان را بست و بنابراین خطر چکه کردن با رسانه های با جریان سریع ؛وجود دارد. برخی از این شیر توپی ها مچهز به گیربگس هستند. دریچه های ۳ طرفه دارای سوراخ l یا t  شکل هستند که بر عملکرد مدار یا جهت جریان تاثیر میگذارد.درنتیجه ، عملکرد های مدار مختلفی مانند توزیع با مخلوط کردن جریان ها قابل دستیابی است.

مونتاژ

در اینجا میتوانیم مونتاژ محفظه شیر را به سه طرح معمولی تقسیم کرد:محفظه یک تکه،دوتکه و سه تکه .تفاوت انها در نحوه مونتاژ شیر است و این بر امکانات نگهداری یا تعمیر تاثیر میگذارد و عملکرد سوپاپ ها در هر جسم یکسان است و در ادامه با ما همراه باشید تا هر کدام را توضیح جداگانه دهیم:

یک تکه :این قسمت ارزان ترین نوع است. دو قسمتی است که گوی را محصور میکنند و انها را فشرده یا جوش میدهند. شیر های توپی را نمیتوان برای تمیز کردن یا نگهداری باز کرد. این نوع عموما برای کاربردهای کم تقاضا استفاده میشود و استفاده انچنانی برای  کاربران ندارد.

دو تکه: شیر های دو تکه را میتوان برای تمیز کردن ،سرویس و بازرسی استفاده کرد. اغلب، این قطعات از طریق اتصال رزوه ای به هم متصل میشوند. درواقع، شیر باید به طور کامل از لوله جدا شود تا بتواند این دو قسمت از یکدیگر جدا شوند.

سه تکه : حال میرسیم به قسمت گران ترین بخش ،شیرهای گران قیمت اغلب سه تیکه  دارند.قظعات معمولا توسط اتصالات پیج و مهره ای به هم متصل میشوند و چسبیده میشوند . مزیت این نوع این است که شیر را میتوان بدون برداشتن کل شیر از خط لوله سرویس کرد.

شیر توپی

نوع طراحی شیر توپ

از رایج ترین طرح هاپ؛طرح “طراحی توپ شناور” است.توپ در بخش اتصالات اویزان میشود و توسط دو حلقه مهر و موم در جای خود نگه داشته میشود. برخی از شیر های با کیفیت نیز دارای این نوع طرح توپی هستند. و دلیل استفاده از توپ این است که توپ در بالا و پایین برای کاهش بار روی صندلی سوپاپ قرار میگیرد و از ان پشتیبانی میکند.

شناوری :اکثر شیر توپی ها یک توپ شناور را شامل میشوند.توپ توسط صندلی های سوپاپ هم پشتیبانی میشود.

Trunnion:شیر هایی با قطر های بزرگ و فشارهای عملیاتی بالا اغلبشان دارای طراحی Trunnion هستند . در اینجا توپ در بالا و پایین پشتیبانی میشود تا بار روی حلقه های صندلی کاهش یابد. گشتاور های عملیاتی معمولا برای دریچه های شیر کمتر است.

سوراخ از طریق توپ ممکن است رویه های مختلفی مانند سوراخ کامل ، سوراخ کاهش یافته و یا v شکل داشته باشد که در ادامه انها را بررسی خواهیم کرد.

سوراخ کاهش یافته :اکثر شیر های توپی دارای سوراخ های کمتری هستند. دراصل، شیر باعث تلفات اصطکاک در سیستم میشود که این تلفات در مقایسه یا انواع دیگر شیرها هنوز اصطکاک کمتری دارد. شیرهای توی یک تکه همیشه از نوع کم سوراخ ها هستند.

سوراخ کامل :دریچه هایی که تمام سوراخ هستند در اصل همان قطر سوراخ لوله ها هستند.مزیت استفاده از ان این است که هیچ تلفات اضافه ای در اصطکاک وجود ندارد و همچینین تمیز کردن از نظر مکانیکی یا پیگنیگ اسان تر است. و اما نقطه ضعف ان این است که توپ و محفظه  بزرگ تر از یک شیر ربع چرخشی استاندارد کاهش یافته است.بنابراین هزینه کمی بالاتر است و برای همه کارها مورد نیاز نیست.همچنین به انها شیر توپی با پورت کامل نیز میگویند.

سوراخ V شکل :سوراخ در گوی یا نشیمنگاه سوپاپ دارای رویه v شکل است . درنتیجه، با چرخاندن توپ میتوان با دقت بیشتری ان را منترل کرد.با بهینه سازی پروفیل میتوان یه یک مشخصه جریان خظی نزدیک شد.

دسته شیر توپی

این دسته به میل سوپاپ متصل است و قابلیت چرخاندن شیر را از حالت باز و بسته یعنی ۹۰ درجه دارد. اگر بتوان ان را به درستی نصب کرد،شیر زمانی که دسته موازی با لوله باشد باز میشود و زمانی دسته عمود بر لوله باشد،بسته میشود.توجه به جهت دستگیره برای تشخیص بصری باز یا بسته بودن شیر مهم است.

انوع دیگری از دسته دریچه های توپ مانند دستگیره های قفل شونده یا چرخ های دستی دریچه توپی وجود دارد. اینها همانطور که از نامشان پیداست عمل میکنند.اگر شیر توپی بزرگتری دارید،یا نیاز به گشتاور اضافی برای باز کردن یا بستن شیر دارید، ممکن است نیاز به باز کردن دسته شیر توپ باشد.

اگر دستگیره شما شکسته ،جا انداخته نشده است یا در حال تبدیل شیر توپ اتوماتیک به دستی هستید،میتوانید جایگزین ان، دسته شیر توپی بخرید.

شیر توپی اتوماتیک

به جای عملیات دستگیره دستی برای روشن یا خاموش کردن شیر،برخی از شیر ها را میتوان با یک مجرک الکتریکی یا پنوماتیکی نصب کرد.انها مستقیما به میل سوپاپ متصل میشوند و قادر به چرخاندن شیر ها متصل میشوند. از نوع رایج ترین اتصالات فلنجی بین شیر و مجرک استاندارد ISO 5211 است.

در شکل زیر نمونه ای از استاندارد ISO 5211 را میتوان مشاهده کرد که نشان دهنده اتصال به یک محرک است.با استفاده از این محرک ،میتوانید شیر توپی خود را از راه دور یا از طریق یک کنترلر کنترل کنید تا بتوان از ان به عنوان خاموش کننده خودکار استفاده کرد.

دریچه توپی فعال فنری که به ان فنری نیز میگویند، از یک فنر برای باز یا بسته شیر در حالت خاموش و از یک محرک برای نگه داشتن ان در موقعیت باز یا بسته استفاده میتوان کرد.دریچه توپی فعال فنری که به ان فنری نیز میگویند،از یک فنر برای باز یا بستن شیر در حالت خاموش و از یک محرک برای نگه داشتن آن در موقعیت باز یا بسته استفاده میکند.همه اینها برای کاربرد های صرفه جویی در انرژی یا به دلایل ایمن استفاده میشوند.

چندین روش مختلف برای کنترل محرک وجود دارد:

یک کنترل ۲ نقطه ای (همچنین مدار باز بسته یا روشن خاموش نیز نامیده میشود)از یک سیم کنترل علاوه بر سیم های برق استفاده میکند.هنگامی که سیم کنترل روشن میشود، شیر به صورت الکتریکی باز میشود و اگر سیم کنترل بدون برق باشد،دریچه ان بسته میشود که به صورت برقی یا به وسیله فنر میباشد.

پک کنترلی ۳ نقطه ای از دوسیم کنترل استفاده میکند:یکی برای چرخش توپ در خلاف جهت عقربه های ساعت و دیگری برای چرخاندن توپ در جهت عقربه های ساعت بسته به کاربرد، مناسب ترین کنترل را میتوام انتخاب کرد.

شیر توپی ها برای جاهای خاص،نیاز به تاییدیه های مورد نیاز هستند. اما بیشترین کاربرد انها در اب اشامیدنی ها و گاز ها رایج است.انتخاب یک شیر توپی تایید شده  با قیمت شیر توپی مناسب،تضمین میکند که محصولات الزامات ایمنی را براورده میکند.

شما میتوانید شرکت مبین فولاد آسیا را دنبال کنید تا شیرآلات صنعتی دیگر، ضایعات آهن و دیگر موارد را مشاهده کنید و خرید ایمنی را تجربه کنید!

منبع :tameson.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.