شیرتوپی

شیر توپی چیست؟

 شیر توپی یا بال ولو (Bball valve) شیرضربه‌ای نیز نامیده می‌شوند. شیرهایی هستند که با حرکت چرخشی کار می‌کنند. در این نوع شیرها از یک دیسک کروی چرخان برای کنترل جریان عبوری استفاده می‌شود. از این دیسک‌ها برای باز و بسته شدن جریان استفاده می‌شود و توان تحمل فشار تادر آن‌ها به حدود ۱۰۰۰  می‌رسد. از این شیر برای قـطع و وصـل کردن جریان از یک قطـعه توپی شکل استفاده می‌شود که در اصل برای متوقف کردن و راه اندازی دبی سیال استفاده می‌شود. به این ترتیب که  با چرخش ساقه شیر به سمت بازشدن، توپی آن می‌چرخد و سوراخی که در وسط آن تعبیه شده است در مسیر ورود و خروج سیال قرار می‌گیرد و در نتیجه سیال از شیر عبور می‌کند. 

کارکرد شیرتوپی

 این نوع از شیرآلات صنعتی در سیال‌هایی که قرار است کاملاً باز یا کاملاً بسته باشد، بکار می‌روند. در Ball Valve هایی که در صنعت نفت و گاز  بکار می‌روند ممکن است از عملگرهای مختلفی به منظور کنترل مستقیم یا از راه دور شیر استفاده شود. متداولترین این عملگرها یا بصورت دستی بوده ویا توسط یک موتور کار می کنند. شیرهای دستی دارای یک چرخ یا اهرم دستی هستند که مستقیماً یا از طریق یک گیربکس به ساقه شیر وصل می‌شوند. با حرکت ساقه شیر به اندازه یک قوس ۹۰ درجه، شیر باز یا بسته می‌شود. در بیشتر آنها عمل کردن شیر در حالتی روی می‌دهد که دسته شیر تا ۹۰ درجه بچرخد. برخی ازBall valveها دارای عملگرهایی هستند که بصورت دنده خورشیدی کار می‌کنند. این نوع از دنده‌ها به شیر اجازه می‌دهند که از دستـه کوچکتری استفاده کنند ولی نیروی حاصله از آن‌ها به اندازه یک شیر بزرگ است. 

از شیر توپی برای کنترل جریان در زمانی که سیال فقط گاز باشد می‌توان استفاده کرد. مسیر  ورود سیال به دو صورت امکان پذیر است. نخست آنکه بصورت کاهش در سطح مقطع  که یک ارفیس Orifice  داریم که حفره روی گوی، کمتر از ورودی و خروجی شیر است. دوم آنکه بصورت مسیر کاملا” باز که حفره روی گوی به اندازه قطر ورودی و خروجی شیر است. 

مزایای شیرتوپی

از مزایای مهم جهت استفاده از این نوع ولوها، عمل کردن در نسبت یک به چهارم بسته بودن و باز بودن مجرای توپ، یکپارچه بودن قطعات آن و عدم نیاز به روانکاری، عمل کردن سریع  باز و بسته شدن ،وزن کم ،ساختمان فشرده، نصب و بهره‌برداری آسان، تغییر سریع جهت جریان، گشتاور پایین موردنیاز جهت باز و بسته کردن و در نهایت، قیمت پایین‌تر نسبت به سایر شیرهاست. 

جنس شیر توپی

به‌طور معمول در شیرهای توپی فولادی دسته (stem) و توپی از جنس استنلس استیل ۳۰۴ به کار می‌رود. همچنین جنس آبند (seat) از نوع PTFE است. در شیرهای توپی فولادی تحمل دمایی در کلاس‌های مختلف یکسان و حدود F° ۴۰۰ است. همچنین، تحمل فشاری متناسب با افزایش کلاس کاری افزایش می‌یابد. تفاوت اصلی بین شیرهای توپی فولادی و استنلس استیل در جنس بدنه وکاربردهای خاص آن‌ها است. یکی دیگر از اشکالات Ball Valve‌ها حبس شدن مقداری از سیال در داخل توپی در هنگام بسته شدن آن است. مسیر ورود سیال به Ball Valve‌ها به صورت زیر است: 

·         کاهش در سطح مقطع (Reduced Bore) در این نوع یک حالت اُرفیس مانند داریم و سطع مقطع حفره روی گوی کمتر از ورودی و خروجی شیر است.

·         مسیر کاملاً باز (Full Port Pattern) در این نوع حفره روی گوی به اندازه قطر ورودی و خروجی شیر است.

انواع شیر توپی