شیرهای توپی شیر های یک چهارم چرخشی هستند که از یک توپ توخالی، سوراخ دار و چرخشی برای کنترل جریان مواد از یک دهانه به دهانه دیگر استفاده می کنند. شیر می تواند باز، بسته یا تا حدی باز باشد تا گازها، مایعات و مواد دوغاب از آن عبور کنند. شیر های توپی در کاربردهایی استفاده می‌شوند که در آنها نیاز به خاموش کردن محکم است.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
شیرهای توپی چیست؟
شیرهای توپی شیر های یک چهارم چرخشی هستند که از یک توپ توخالی، سوراخ دار و چرخشی برای کنترل جریان مواد از یک دهانه به دهانه دیگر استفاده می کنند. شیر می تواند باز، بسته یا تا حدی باز باشد تا گازها، مایعات و مواد دوغاب از آن عبور کنند. شیر های توپی در کاربردهایی استفاده می‌شوند که در آنها نیاز به خاموش کردن محکم است.
شیرهای توپی بسیار متنوع هستند زیرا می توانند فشار تا 1000 بار و دمای 400 درجه را تحمل کنند. اندازه آنها از 0.5 سانتی متر تا 121 سانتی متر است و به راحتی قابل استفاده و تعمیر هستند. شیرهای توپی به گونه ای طراحی شده اند که تنها امکان چرخش 90 درجه را برای باز و بسته کردن شیر فراهم می کنند. این به این معنی است که هنگام چرخاندن دسته، شیر کاملاً قفل می شود. دریچه های توپی در مصارف صنعتی محبوب هستند زیرا در هنگام بسته شدن کامل آب بند هوا را ندارند.
اجزای مختلف یک شیر توپی چیست؟
شیرهای توپی را می توان از فلز، پلاستیک یا فلز ذوب شده با سرامیک ساخته شود. برای دوام، توپ در شیر معمولاً روکش کروم است. درست مانند سایر شیرهای صنعتی، شیرهای توپی نیز دارای قطعات متحرک خاصی هستند. در اینجا اجزای یک شیر توپی آورده شده است:
بدنه یا پوسته
بدنه یک شیر توپی تمام اجزای دیگر شیر را در خود جای داده است. همچنین به عنوان اولین مرز فشار شیر عمل می کند. این به این دلیل است که اولین خط مقاومت را در برابر جریان مواد از طریق لوله های متصل به شیر فراهم می کند. بدنه یک شیر توپی چارچوب اصلی شیر را فراهم می کند. از اجزای دیگر محافظت می کند و همچنین آنها را در کنار هم نگه می دارد.
کاپوت یا درپوش
درپوش یک شیر توپی دهانه بدنه شیر را می پوشاند. معمولاً به بدنه پیچ یا پیچ می شود و مطمئن می شود که سالم بماند. درپوش ها دومین مرز فشار شیر را تشکیل می دهند زیرا استحکام بدنه را در مقابله با فشار موادی که از طریق لوله های متصل به شیر جریان می یابد، تقویت می کنند. درپوش شیر توپی معمولاً از همان جنس بدنه شیر ساخته می شود تا محکم تر و بادوام تر شود.
تریم
برش یک شیر توپی دارای تمام قسمت های متحرک شیر است. این شامل توپ (دیسک)، seat، استم و sleeve است. توپ در شیر به عنوان دیسک آن عمل می کند. این کره توخالی در مرکز شیر قرار می گیرد و می چرخد تا مواد از آن عبور کنند. توپ به عنوان سومین مرز فشار شیر عمل می کند زیرا در تماس مستقیم با موادی است که در داخل لوله های متصل به شیر جریان دارند. استم شیر توپ را به اکچویتور متصل می کند. با چرخاندن اکچویتور ، استم نیز به نوبه خود حرکت می کند و توپ را می چرخاند. استم توپ را از طریق اتصالات جوش داده شده به اکچویتور متصل می کند. محل قرار گرفتن توپ شیر توپی است. این seat به عنوان حلقه آب بندی شده نیز شناخته می شود زیرا توپ را در داخل قرار می دهد و در هنگام بسته شدن شیر یک تناسب راحت ایجاد می کند.
اکچویتور
اکچویتور شیر توپی همان چیزی است که برای باز و بسته کردن شیر استفاده می کنیم. چرخ‌های دستی، اهرم‌ها، موتورها، شیر برقی، اپراتورهای پنوماتیکی و بازوهای هیدرولیک همگی نمونه‌هایی از اکچویتور های شیر توپ هستند. اکثر تولید کنندگان شیرهای توپی، شیرهای توپی را تولید می کنند که در آن اکچویتور از طریق یک یوغ بر روی درپوش سوار می شود.
بسته بندی
همانطور که از نام آن پیداست، بسته بندی از هر گونه نشت از طریق استم جلوگیری می کند. بسته بندی شیر توپی را می توان در فضای بین ساقه و درپوش پیدا کرد. معمولا از مواد فیبری مانند کتان یا تفلون ساخته می شود. بسته بندی از قسمت های داخلی شیر محافظت می کند و برای جلوگیری از هر گونه نشتی روی آنها یک آب بندی ایجاد می کند.
شیر توپی چگونه کار می کند؟
شیرهای توپی شیر های قطع کننده ای هستند که از یک توپ برای شروع یا توقف جریان مواد در شیر استفاده می کنند. توپ موجود در شیر همان عملکرد دیسک را در سایر شیرها انجام می دهد. توپ توخالی است و دارای سوراخی است که به آن سوراخ نیز می‌گویند. هنگامی که اکچویتور حرکت می کند، توپ به نقطه ای می چرخد که بخشی یا کل سوراخ در یک خط با ورودی و خروجی بدنه شیر باشد. این به مواد اجازه می دهد تا از طریق شیر جریان پیدا کنند.
برای بستن شیر، اکچویتور دوباره حرکت داده می شود. توپ تا نقطه ای می چرخد که سوراخ عمود بر مسیر جریان باشد. این باعث می شود که جریان متوقف شود. اکثر شیرهای توپی برای باز یا بسته شدن کامل به چرخش 90 درجه ای اکچویتور نیاز دارند. شیر را می توان تا حدی باز کرد اما باعث آسیب به شیر توپی می شود. به همین دلیل است که شیرهای توپی به شیرهای توصیه شده برای کاربردهای شیر گاز تعلق ندارند. آنها برای کاربردهایی که در آن خاموشی محکم برای مثال برای کنترل جریان گاز ضروری است، مناسب هستند.
شیر های توپی بسته به تعداد seat ها و پورت های شیر می توانند یک طرفه، دو طرفه یا چند جهته باشند. به عنوان مثال، یک شیر توپی دو طرفه با یک seat یک طرفه خواهد بود که جهت جریان روی شیر نشان داده شده است. همان شیر با دو seat دو طرفه خواهد بود. در این شیر، یک seat در سمت بالادست و دیگری در سمت پایین دست توپ خواهد بود. شیر های توپی سه طرفه، چهار طرفه و پنج طرفه می توانند یک طرفه باشند اگر جریان از طریق یک پورت تعیین شده وارد شود. شیر های توپی با چندین پورت جریان را در بیش از یک جهت میسر می کنند و نیاز به چندین شیر را از بین می برند.
چه نوع شیرهای توپی در لوله کشی استفاده می شود؟
شیر های توپی مکانیسم پیچیده ای ندارند. نصب آنها آسان است و استفاده از آنها ساده است. طراحی ساده آنها آنها را همه کاره می کند، آنها را می توان در بسیاری از کاربردهای صنعتی مختلف استفاده کرد. انواع مختلفی از شیرهای توپی بسته به ساختار بدنه و عملکرد آنها وجود دارد.
انواع بر اساس پیکربندی بدنه
سازندگان شیرهای توپی این شیرها را بر اساس پیکربندی بدنه آنها دسته بندی می کنند. چهار نوع شیر توپی بر اساس ساختار آنها وجود دارد.
شیر توپی ورودی بالا
همانطور که از نام آن پیداست، شیرهای توپی ورودی بالا با برداشتن درپوش در بالا، امکان دسترسی به قسمت های داخلی شیر را فراهم می کنند. این شیرها را می توان به راحتی مونتاژ و جدا کرد. دسترسی آسان امکان تعمیر و نگهداری را بدون نیاز به جدا کردن شیر توپی از خط لوله فراهم می کند.
شیر توپی ورودی انتهایی
این شیرهای توپی دارای بدنه یک تکه هستند. اتصالات روی شیر فلنجی یا پیچی هستند. توپ از یک انتها وارد می شود و توسط یک درج پیچ در جای خود نگه داشته می شود. شیرهای توپی ورودی انتهایی معمولاً از نظر اندازه کوچکتر هستند و برای کاربردهایی که نیاز به فشار کمتری دارند استفاده می شود.
شیر توپی شکاف دار
در شیرهای توپی اسپلیت بدنه، بدنه شیر به دو یا سه تکه تقسیم می شود که مانند فلنج به هم پیچ می شوند. یک قسمت از بدن همیشه بزرگ تر از بقیه است و این چیزی است که توپ را نگه می دارد. جعبه چاشنی در اطراف قسمت بزرگتر بدن ساخته شده است. شیرهای توپی اسپلیت بدنه معمولاً از نظر اندازه بزرگتر هستند، اگرچه می توانید شیرهای کوچکتر را نیز پیدا کنید. بازرسی و نگهداری آنها آسان است.
شیر توپی بدنه جوش داده شده
در شیرهای توپی بدنه جوشی، درپوش به بدنه شیر جوش داده می شود. این باعث می شود شیر از هر نوع نشتی در امان باشد. قطعات داخلی شیر قابل دسترسی یا نگهداری نیستند. شیرهای بدنه جوش داده شده برای کاربردهای زیرزمینی، خطوط لوله زیردریایی و برای تنظیم جریان مواد خطرناک مناسب هستند.
انواع بر اساس حرکت توپ
حرکت توپ نحوه عملکرد شیر توپی را نشان می دهد. سه نوع شیر توپی بر اساس حرکت توپ وجود دارد.
شیر توپی شناور
در این نوع شیر، گوی فقط به استم شیر متصل می شود. با فشرده سازی دو seat الاستومری در برابر توپ در جای خود نگه داشته می شود. اما توپ فضایی برای شناور شدن آزادانه بین seat ها دارد. هنگامی که فشار بالادست در شیر ایجاد می شود، توپ روی seat پایین دست فشرده می شود و یک آب بندی محکم ایجاد می کند. بنابراین این نوع شیر می تواند قطع دو طرفه را فراهم کند.
شیر توپی Trunnion
عملکرد شیرهای توپی شناور در فشار بالا دشوار است. این مشکل در شیرهای توپی نصب شده بر روی Trunnion برطرف می شود. در این نوع شیر توپی، توپ توسط یک شفت یا بند در محور چرخش عمودی خود پشتیبانی می شود. تنه فشار ناشی از جریان را جذب می کند بنابراین تماس بین توپ و seat بیش از حد تحت فشار قرار نمی گیرد. این به نوبه خود باعث کاهش گشتاور عملیاتی می شود. شیرهای توپی Trunnion برای کاربردهای فشار بالا و مقیاس بزرگ مناسب هستند.
دریچه توپی استم بالارونده
مالش آب بندی یکی از دلایل اصلی خرابی شیر است. بالا آمدن شیر توپی استم این مشکل را با ترکیب عملیات شیب و چرخش برطرف می کند. در این شیر توپی یک استم در آب بند تعبیه شده است که از تماس مستقیم آب بند و seat ها جلوگیری می کند. هنگامی که شیر بسته می شود، استم در برابر مجموعه قرار می گیرد و از بسته شدن محکم اطمینان حاصل می کند. هنگامی که شیر باز است، استم از seat دور می شود تا جریان به راحتی از آن عبور کند.
انواع بر اساس حفره ها
سوراخ قطر داخلی گوی های مورد استفاده در شیرهای توپی است. سه نوع اصلی از شیرهای توپی بر اساس سوراخ وجود دارد.
شیر توپی تمام پورت
شیر توپی تمام پورت به این دلیل نامگذاری شده است که قطر سوراخ در این شیر با قطر خط لوله متصل مطابقت دارد. این بدان معنی است که هیچ محدودیتی برای جریان از طریق شیر وجود ندارد. شیر های توپی تمام سوراخ یا جریان کامل برای موقعیت هایی که ممکن است نیاز به پیگینگ باشد ایده آل هستند. آنها به طور گسترده در صنایع شیمیایی، پتروشیمی و پالایش استفاده می شوند.
شیر توپی با پورت کاهش یافته
همانطور که از نام آن پیداست، یک شیر پورت کاهش یافته دارای قطر سوراخ داخلی است که یک یا دو اندازه اسمی کمتر از قطر داخلی خط لوله متصل است. مسیر جریان محدود است که منجر به تلفات انرژی بیشتر می شود. شیر پورت کاهش یافته بیشتر در صنعت نفت و گاز استفاده می شود.
شیر توپی V-Port
شیر توپی پورت V دارای یک توپ به شکل “v” یا یک seat به شکل مشابه است. این شیر توپی در کاربردهایی استفاده می شود که سرعت جریان باید در سطح معینی حفظ شود. به همین دلیل است که شیر توپی v را شیر کنترلی نیز می نامند.
انواع بر اساس تعداد قطعات
شیرهای توپی را می توان در ساختارهای یک، دو یا سه تکه قرار داد.
شیر توپی یک تکه
این ارزان ترین شیر توپی است زیرا دارای یک تکه محفظه است که به بدنه شیر جوش داده شده یا آهنگری شده است. شیرهای توپی یک تکه را نمی توان باز کرد، بنابراین تمیز کردن، تعمیر و نگهداری یا تعویض قطعات غیرممکن است. این شیر توپی برای کاربردهای صنعتی در مقیاس کوچک و موادی مانند گازهایی که نیازی به نگهداری شیر ندارند مناسب است.
شیر توپی دو تکه
این شیر توپی از دو تکه محفظه ساخته شده است که به هم رزوه می شوند. شیرهای دو تکه را می توان برای تمیز کردن و نگهداری جدا کرد، اما برای این کار نیاز است که شیر از خط لوله جدا شود.
شیر توپی سه تکه
شیر توپی سه تکه دارای سه قطعه مختلف محفظه است که به یکدیگر پیچ می شوند. شیر را می توان به راحتی تمیز و نگهداری کرد. قطعات داخلی را نیز می توان بدون جدا کردن شیر از خط لوله تعویض کرد. شیرهای توپی سه تکه قیمت بیشتری نسبت به دو نوع دیگر از شیرهای این دسته دارند.
کاربرد شیرهای توپی چیست؟
شیرهای توپی محافظت قابل اعتمادی در برابر نشت ایجاد می کنند که آنها را برای تعدادی از کاربردهای صنعتی عالی می کند. آنها دارای افت فشار کم هستند و می توانند به سرعت باز و بسته شوند که آنها را برای کاربردهای مایع و گاز عالی می کند. شیرهای توپی بسیار متنوع هستند بنابراین می توان از آنها برای خدمات زیردریایی، زیرزمینی و برودتی استفاده کرد.
شیرهای توپی را می توان برای کاربردهای هوا، گاز و مایعات که نیاز به سرویس حباب بند دارند استفاده کرد. آنها همچنین می توانند در تخلیه های با نقطه پایین و شیر های با نقطه بالا برای کاربردهای مایع، گاز و سایر مایعات استفاده شوند. سیستم های آب خنک کننده و آب تغذیه را می توان با استفاده از شیرهای توپی تنظیم کرد و همچنین می توان از آنها برای خدمات بخار استفاده کرد.
شیر های توپی را می توان در توربین، خطوط تغذیه گاز، اسکیدهای کمپرسور، کارخانه های نفت خام، اسکید ژنراتور، کارخانه های پلیمری، شیر جداکننده، کارخانه های LNG، کارخانه های گاز میدانی، کارخانه های پردازش گاز صنعتی، مزارع مخازن، خطوط خوراک پالایشگاه نفت، هیدروکربن استفاده کرد. پردازش و برنامه های پردازش خودکار. شیرهای توپی فولاد ضد زنگ را می توان در پالایش نفت، نمک زدایی و دم کردن استفاده کرد.
مزایا و معایب استفاده از شیرهای توپی صنعتی چیست؟
شیرهای توپی را می توان در بسیاری از کاربردهای صنعتی مختلف استفاده کرد. با این حال، آن ها محدودیت هایی دارند. در اینجا به مزایا و معایب استفاده از شیرهای توپی صنعتی می پردازیم.
مزایا
- شیرهای توپی خدمات حباب بند را ارائه می دهند
- آنها را می توان به سرعت باز و بسته کرد
- آنها از نظر اندازه کوچک تر و سبک تر از گیت ولو ها هستند
- شیرهای توپی می توانند چندین پورت داشته باشند که نیاز به شیرهای بیشتر را کاهش می دهد
- از نظر ساخت و طراحی دارای تنوع زیادی هستند
- می توان از آنها برای مدیریت جریان مواد تمیز و دوغاب استفاده کرد
- آنها خدمات قابل اعتمادی را در کاربردهای فشار و دمای بالا ارائه می دهند
- به کار انداختن شیر در مقایسه با شیر دروازه یا گلوب آسانتر است
معایب
- از شیرهای توپی فقط می توان برای عملیات قطع کامل استفاده کرد. آنها برای کاربردهای دریچه گاز پایدار مناسب نیستند
- دوغاب یا مواد خورنده می توانند به شیر آسیب بزنند. ذرات می توانند در حفره های بدنه شیر ته نشین شوند و باعث سایش، نشت و خرابی شیر شوند.
- باز و بسته شدن سریع می تواند فشار را افزایش دهد که می تواند به تجهیزات پایین دست آسیب برساند.
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
