شیر توپی یا بال ولو (Ball Valve) یکی از پرکاربردترین شیرها در صنعت است که به دلیل ساختار ساده، عملکرد مطمئن و قیمت مناسب، در طیف گسترده ای از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد. شیر توپی نوعی شیر قطع و وصل است که از یک توپ کروی شکل با یک سوراخ در مرکز آن برای کنترل جریان سیال استفاده می کند. با چرخاندن توپ، سوراخ آن در مسیر جریان قرار گرفته و شیر باز می شود. با چرخش ۹۰ درجه هم سوراخ عمود بر مسیر جریان قرار می گیرد و شیر بسته خواهد شد.
ساختار شیر توپی چگونه است؟
شیر توپی از چند قسمت اصلی تشکیل شده است.
بدنه: پوسته خارجی شیر است که سایر اجزا را در خود جای می دهد.
توپ: قطعه کروی شکل است که یک سوراخ در مرکز آن وجود دارد و با چرخش خود جریان سیال را کنترل می کند.
نشیمنگاه: حلقه هایی از جنس الاستومر یا PTFE هستند که در دو طرف توپ قرار می گیرند و از نشت سیال جلوگیری می کنند.
ساقه: ساقه به توپ متصل شده و با چرخش آن، توپ می چرخد.
دسته: دسته هم اهرمی است که به ساقه متصل می باشد و برای چرخاندن آن استفاده می شود.
مزایا و معایب شیر توپی
استفاده از شیر توپی با مزایا و معایبی همراه است.
مزایا استفاده از شیر توپی:
- عملکرد سریع و آسان: با چرخش ۹۰ درجه دسته، شیر به طور کامل باز یا بسته می شود.
- آب بندی خوب: به دلیل ساختار ساده و استفاده از عایق های الاستومری، آب بندی شیر بسیار خوب است و از نشتی جلوگیری می کند.
- مقاومت در برابر فشار: شیرهای توپی می توانند در فشار بالا عملکرد خوبی داشته باشند.
- هزینه مناسب: در مقایسه با سایر شیرها، شیرهای توپی قیمت مناسبی دارند.
- نگهداری آسان: به دلیل ساختار ساده، نگهداری و تعمیر شیرهای توپی آسان است.
معایب بال ولو:
- مناسب برای جریان های قطع و وصل: شیرهای توپی برای کنترل دقیق جریان مناسب نیستند و بیشتر برای قطع و وصل کامل جریان استفاده می شوند.
- حساسیت به ذرات جامد: ذرات جامد موجود در سیال می توانند به شیر آسیب برسانند و باعث نشتی شوند.
- تعمیرات سخت بعضی مدل ها: در برخی از انواع شیرهای توپی، تعمیر توپی به راحتی امکان پذیر نیست.
- احتمال فرسایش و خوردگی: پس از بسته شدن شیر، مقداری از سیال در محفظه باقی می ماند که در طولانی مدت باعث خوردگی و فرسایش توپی می شود.
جنس شیر توپی
جنس شیر توپی با توجه به نوع سیال و شرایط کاری انتخاب می شود. معمولاً فولاد ضد زنگ، برنج و پلاستیک در ساخت شیر توپی به کار می روند. شیرهای ساخته شده با فولاد ضد زنگ برای سیالات خورنده مناسب هستند. سازه های فولاد کربنی هم برای سیالات غیر خورنده و دماهای پایین استفاده می شوند. جنس نشیمنگاه شیر هم از مواد الاستومر می باشد.
انواع بال ولو از نظر ساختار
شیرهای توپی از نظر ساختار به سه دسته اصلی یک تکه، دو تکه و سه تکه تقسیم می شوند.
- شیر توپی یک تکه:
بدنه این نوع شیر به صورت یکپارچه ساخته شده و توپ درون آن قرار می گیرد. این نوع شیرها ساده و ارزان هستند اما تعمیر آنها دشوار است. چرا که در شیرهای یک تکه، نمی توان توپی را جهت تعمیر و یا تعویض خارج کرد.
- شیر توپی دو تکه:
بدنه شیر از دو قسمت تشکیل شده است که به هم پیچ می شوند. این نوع شیرها تعمیر و نگهداری آسان تری دارند.
- شیر توپی سه تکه:
قطعات شیر توپی سه تکه با استفاده از پیچ یا جوش به یکدیگر متصل می شوند. تعمیر این نوع شیر آسان است و برای تعویض یا تعمیر قطعات به جدا کردن شیر از خط لوله نیازی نیست. شیرهای توپی چند تکه نسبتا گران می باشند.
انواع شیر توپی
شیر توپی به دلیل ساختار ساده، عملکرد مطمئن و آب بندی کامل در انواع مختلفی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد.
- بال ولو سه راهه
این نوع شیر دارای سه پورت است و امکان تغییر مسیر جریان را فراهم می کند. شیرهای توپی سه راهه در سیستم هایی که به توزیع جریان به چند مسیر نیاز است، مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین این مدل شیر برای ترکیب دو جریان مختلف هم به کار می رود.
- بال ولو با توپی شناور
در این نوع شیر، توپ از سمت بالا در جای خود ثابت شده و تنها می تواند کمی حرکت داشته باشد. بال ولو با توپی شناور، برای فشارهای بالا مناسب نیست.
- شیر توپی ترونیون
در این نوع شیر، توپ به یک محور ثابت متصل است و نمی تواند حرکت کند. این امر باعث می شود که شیر در برابر فشار و دمای بالا مقاومت بیشتری داشته باشد. شیرهای توپی ترونیون در صنایعی مانند نفت و گاز که به شیرآلات با مقاومت بالا نیاز دارند، به کار می روند.
- شیر توپی با ورودی بالایی
در این نوع شیر، به قطعات داخلی از قسمت بالایی شیر می توان دسترسی داشت. این امر باعث تسهیل تعمیر و نگهداری شیر می شود. شیرهای توپی با ورودی بالایی در صنایعی که به بازرسی و تعمیرات دوره ای شیرآلات نیاز است، کاربرد دارند.
- بال ولو با ورودی جانبی
در این مدل، از قسمت جانبی می توان به توپی دسترسی پیدا کرد. این نوع شیر نیز در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد و تعمیر و نگهداری آن نسبتاً آسان است. بال ولو با ورودی جانبی نسبت به شیر توپی با ورودی بالایی قیمت مناسب تری دارد.
جمع بندی
شیر توپی به دلیل مزایای زیاد، از جمله عملکرد سریع و آسان، آب بندی خوب، مقاومت در برابر فشار، هزینه مناسب و نگهداری آسان، به یکی از پرکاربردترین شیرها در صنعت تبدیل شده است. شیر توپی با توجه به نوع سیال، شرایط کاری و نیازهای سیستم انتخاب می شود.
پاسخ به چند سوال متداول درباره شیر توپی
- کاربرد شیر توپی چیست؟
شیر توپی برای قطع و وصل جریان سیال در صنایع مختلف، از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود.
- نوع شیر توپی چگونه انتخاب می شود؟
در انتخاب شیر توپی مناسب، باید به عواملی مانند نوع سیال، فشار و دمای کاری، نوع اتصال و اندازه لوله توجه کرد. همچنین، باید از کیفیت شیر اطمینان حاصل کرد تا عملکرد صحیح و طول عمر آن تضمین شود.