شیر توپی چگونه کار می کند؟

شیر توپی چگونه کار می کند؟

اگر همواره به دنبال پاسخ به این پرسش بودید که شیر توپی چگونه کار می‌کند، از شما دعوت می‌کنیم تا این مقاله را تا انتها دنبال کنید. با کمک تصاویر و توضیحات واضح، به نحوه عملکرد شیر توپی یا بال ولو به صورت کاملا علمی و تصویری پرداختیم.

در واقع شیر توپی یک شات آف ولو است که جریان مایع یا گاز را با استفاده از یک توپ دوار که درون یک سوراخ حفره مانند کنترل می‌کند.

با چرخاندن توپ یک چهارم دور (۹۰ درجه) به دور محور خود، سیال می‌تواند از طریق آن جریان یابد یا مسدود شود. طول عمر آنها طولانی است و آب بندی قابل اطمینانی را حتی در صورت عدم استفاده از شیر برای مدت طولانی در طول عمر ارائه می‌دهند.

در نتیجه به عنوان شات آف ولو دارای محبوبیت بسیاری حتی نسبت به گیت ولو هستند.

این ولو های صنعتی مقاومت بسیار خوبی در برابر مدیا و سیال‌های مختلفی نسبت به دیگر شیرهای صنعتی از خود نشان می‌دهند.

برخی از شیرهای توپی نیز به عنوان شیر کنترل استفاده می‌شوند. این کاربرد به دلیل دقت نسبتاً محدود کنترل میزان دبی در مقایسه با انواع دیگر شیر کنترل کمتر معمول است. با این حال، شیر توپی مزایایی نیز دارد. به عنوان مثال، ولو حتی در مورد رسانه‌های خاص، هنوز یک آب بندی قابل اطمینان را تضمین می‌کند. شکل زیر نمای مقطعی یک شیر توپی را نشان می‌دهد.

دسته بندی شیر توپی

برای مطالعه دقیق تر انواع شیر توپی به شما پیشنهاد می‌کنیم تا مقاله مربوط به آن را مطالعه فرمایید.

شیر توپی استاندارد (رزوه ای)

شیرهای توپی استاندارد از محفظه، سیت‌ها، توپ و اهرم چرخش توپی تشکیل شده‌اند. آنها شیر توپی با دو، سه و چهار پورت هستند که می‌توانند از نوع رزوه ای نری و مادگی یا ترکیبی از آن‌ها باشند.

شیرهای صنعتی رزوه ای پرکاربرد هستند و در انواع مختلفی وجود دارند: شیرهای توپی با تأیید برای رسانه‌ها یا برنامه‌های خاص، شیرهای کوچک توپی، شیرهای توپی زاویه دار، شیرهای توپی ISO-top  این ولوها طیف وسیعی از گزینه‌ها و دامنه عملیاتی زیادی برای فشار و دما دارند.

شیر توپی هیدرولیک

شیرهای توپی هیدرولیکی به دلیل  فشار بالا و مقاومت در برابر روغن هیدرولیک و گرمایشی مخصوص سیستم‌های هیدرولیکی و گرمایشی طراحی شده‌اند. این نوع شیر صنعتی از متریال تمام استیل ساخته شده‌اند. علاوه بر این مواد، سیت های شیر توپی نیز ولوهای هیدرولیکی را برای فشار کاری بالا مناسب می‌کند.

سیت های این شیرآلات از پلی اکسی متیلن (POM) ساخته شده‌اند که برای کاربردهای فشار بالا و دمای پایین مناسب است. حداکثر فشار کاری شیرهای توپی هیدرولیکی از ۵۰۰ بار بالاتر می‌رود. در حالیکه حداکثر دما تا ۸۰ درجه سانتیگراد می‌رسد.

شیر توپی فلنجی

شیرهای توپی فلنج دار با نوع اتصال آنها مشخص می‌شوند. درگاه‌ها از طریق فلنج به سیستم لوله کشی متصل می‌شوند که معمولاً مطابق با استاندارد خاصی طراحی می‌شوند.
این سوپاپ ها با توجه به طراحی آنها سرعت دبی بالایی را ارائه می‌دهند. هنگام انتخاب شیر توپی فلنجی، علاوه بر درجه فشار، باید کلاس فشرده‌سازی فلنج را نیز بررسی کنید که نشان دهنده بالاترین فشار این نوع اتصال است.

این شیرهای توپی با دو، سه یا چهار پورت طراحی شده‌اند، می‌توانند برای رسانه های خاص تأیید شوند. دارای یک ISO-top و هر چیز دیگری که یک شیر توپی استاندارد می‌تواند داشته باشد. آنها به طور معمول از فولاد ضد زنگ، فولاد یا چدن ساخته می‌شوند.

شیر توپی با خروجی

شیر توپی با خروجی تقریباً شبیه شیرهای توپی ۲ طرفه استاندارد در هنگام طراحی هستند. تفاوت اصلی این است که درگاه خروجی در موقعیت بسته به محیط منفذ می‌شود که با یک سوراخ کوچک حاصل می‌شود که در توپ و بدنه ولو سوراخی ایجاد می‌شود. با بسته شدن شیر، سوراخ ها با درگاه خروجی قرار می‌گیرند و فشار را آزاد می‌کنند.

این امر به ویژه در سیستم های هوای فشرده که فشرده سازی فضای کار ایمن‌تری را فراهم می‌کند بسیار مفید است. این شیرآلات به صورت مانند دریچه های توپی ۲ طرفه به نظر می‌رسند در حالی که در واقع به دلیل وجود گمانه کوچک برای تخلیه، ۳/۲ طرفه هستند.

اصل کار شیر توپی  یا اینکه چگونه کار می کند؟

برای درک اصل کار شیر توپی، مهم است که با ۵ قسمت اصلی شیر توپی و ۲ نوع عملکرد مختلف آن آشنایی داشته باشید.

ساقه ولو (۱) که به توپ متصل است (۴) که یا به صورت دستی کار می‌کند یا به طور خودکار (به صورت الکتریکی یا پنوماتیک) کار می‌کند. توپ توسط سیت سوپاپ توپی (۵) پشتیبانی و آب بندی می‌شود و آنها دارای حلقه‌های O (2) در اطراف ساقه سوپاپ هستند. همه در داخل محفظه شیر قرار دارند (۳). توپ از طریق آن دارای یک سوراخ است، همانطور که در نمای مقطعی شکل ۱ دیده می‌شود.

وقتی ساقه سوپاپ به یک چهارم چرخش تبدیل می‌شود، سوراخ یا به جریان باز می‌شود و اجازه می‌دهد رسانه از آن عبور کند. یا برای جلوگیری از جریان رسانه بسته می‌شود. عملکرد مدار سوپاپ، مونتاژ محفظه، طراحی توپ و انواع عملکرد همه تأثیر عملکرد سوپاپ توپی در ادامه بحث شده است.

عملکرد مدار

شیر ممکن است دو، سه یا حتی چهار پورت داشته باشد (۲ طرفه ، ۳ طرفه یا ۴ طرفه). اکثریت قریب به اتفاق شیرهای توپی دو طرفه هستند و به صورت دستی با یک اهرم کار می‌کنند. در بررسی عملکرد شیر توپی هنگام باز شدن شیر، اهرم با لوله هم راستا است. در حالت بسته، دسته عمود بر لوله است.

جهت جریان شیر توپی به سادگی از ورودی به خروجی برای یک شیر دو طرفه است. در واقع در بیان اینکه این مدل شیر توپی چگونه کار می‌کند، دریچه‌های توپی دستی که می‌توانند به صورت دستی کار کنند می‌توانند به سرعت بسته شوند. بنابراین خطر چکش آب با محیط‌های جریان سریع وجود دارد. برخی از شیرهای توپی دارای یک جعبه دنده هستند.

دریچه های ۳ طرفه دارای سوراخ L شکل یا T شکل هستند که بر عملکرد مدار (جهت جریان) تأثیر می‌گذارند. این را می توان در شکل  مشاهده کرد. در نتیجه، توابع مختلف مدار می‌تواند از جمله توزیع یا مخلوط کردن جریان‌ها حاصل شود.

مونتاژ محفظه شیر توپی

مونتاژ محفظه شیر را می‌توان در سه طرح متداول تقسیم کرد:

• محفظه های یک تکه
• محفظه های دو تکه
• محفظه های سه تکه

تفاوت در نحوه مونتاژ ولو است و این بر امکانات تعمیر یا تعمیر و همین طور در عملکرد شیر توپی تأثیر می‌گذارد.

یک تکه: این ارزانترین نوع است. دو قسمت که توپ را محصور می‌کنند تحت فشار قرار می‌گیرند یا جوش می‌خورند. شیرها را نمی‌توان برای تمیز کردن یا نگهداری باز کرد. این نوع به طور کلی برای برنامه های کم تقاضا استفاده می‌شود.

دو تکه: شیرهای دو تکه را می‌توان برای تمیز کردن، سرویس و بازرسی جدا کرد. اغلب، قطعات از طریق اتصال رزوه ای متصل می‌شوند. شیر باید کاملاً از لوله خارج شود تا دو قسمت از هم جدا شوند.

سه تکه: شیرآلات گران قیمت اغلب سه قطعه دارند. قطعات به طور کلی توسط اتصالات پیچ و مهره به هم متصل می‌شوند. مزیت این تجسم این است که می‌توان شیر را بدون برداشتن کل شیر از خط لوله، سرویس کرد.

طراحی توپ

در مورد اینکه شیر توپی چگونه کار می‌کند متداول ترین طرح “طرح توپ شناور” است. توپ در مدیاها به حالت تعلیق درآمده و توسط دو حلقه آب بندی در جای خود نگه داشته می‌شود. برخی از شیرآلات با کیفیت بالا دارای طراحی توپ برنده هستند. توپ در بالا و پایین پشتیبانی می‌شود تا بار سیت های شیر را کاهش دهد.

شناور: اکثر شیرهای توپی دارای یک توپ شناور هستند. توپ توسط سیت های شیر پشتیبانی می‌شود.
Trunnion: شیرآلات با قطر زیاد و فشار عملیاتی زیاد (به عنوان مثال DN> 100 میلی متر و ۳۰ بار) اغلب دارای یک طرح تنه هستند. توپ از پایین و بالا پشتیبانی می‌شود تا بار حلقه های سیت کاهش یابد. گشتاور کار به طور کلی برای شیرآلات سه بعدی کمتر است.

دسته شیر توپی

دسته شیر توپی به میل سوپاپ متصل است و قادر به چرخاندن شیر از حالت باز یا‌ بسته‌ (۹۰ درجه) است.
در صورت نصب صحیح، شیر هنگام موازی بودن دسته با لوله باز خواهد شد و هنگامی که دسته عمود بر لوله است، بسته می‌شود.
توجه به جهت دسته سوپاپ توپی مهم است تا بدانید شیر باز است یا بسته.
انواع دسته شیر توپی اضافی وجود دارد، مانند دسته های قابل قفل شدن یا چرخ های دستی سوپاپ توپی.
اینها همانطور که از اسمشان پیداست عمل می‌کنند. اگر شیر توپی بزرگتری دارید یا برای باز یا بسته شدن شیر به گشتاور اضافی نیاز دارید، ممکن است یک امتداد دسته شیر توپی لازم باشد. اگر دسته شما خراب شد، در جای خود قرار نگرفت یا شیر سوپاپ خودکار را به دستی تبدیل می‌کنید، می‌توانید جایگزین دسته شیر توپی را خریداری کنید.

شیر توپی خودکار

شیرهای توپی پنوماتیک شیرهای توپی برقی

در بررسی شیر توپی چگونه کار می‌کند بعضی از شیرها را می‌توان به جای یک عملکرد دستی برای روشن یا خاموش کردن شیر توپی، با یک محرک الکتریکی یا پنوماتیکی مجهز کرد، آنها مستقیماً به ساقه شیر متصل می‌شوند و قادر به چرخش هستند یک چهارم چرخش است.

عملکرد شیر توپی متداول‌ترین اتصال فلنج بین شیر و محرک استاندارد ISO 5211 است. شکل زیر نمونه‌ای از سوپاپ توپی ISO 5211 را نشان می‌دهد که‌ آماده‌ اتصال به محرک است.

با استفاده از محرک می توانید شیر توپی خود را از راه دور یا از طریق کنترل کننده کنترل کنید تا از آن به عنوان خاموش شدن شیر توپی اتوماتیک استفاده شود.
یک شیر توپی که به فنر تحریک می‌شود که به آن شیرهای توپی بارگذاری‌ شده‌ فنر نیز‌ گفته‌ می‌شود. از یک فنر برای باز / بستن شیر در یک برنامه خاموش و از یک محرک استفاده می‌کند تا آن را در موقعیت باز /‌ بسته‌ نگه دارد.
از این موارد برای کاربردهای صرفه جویی در مصرف انرژی یا به دلایل ایمن در شکست استفاده می‌شود. برخی از محرک‌های الکتریکی همچنین می‌توانند کنترل مدولاسیون را‌ ارائه‌ دهند که شیر توپ را بین ۰ تا ۱۰۰٪ باز / بسته قرار می‌دهد.

در پاسخ به سوال شیر توپی چگونه کار می‌کند، موارد متعدد و مهمی در نحوه عملکرد شیر توپی این ولو صنعتی پر کاربرد را بیان کردیم.

فراموش نکنید که در هر زمان می‌توانید با تیم فنی و فروش شرکت پتروصدف در خصوص مشاوره انواع شیر صنعتی تماس بگیرید.

منبع مقاله