شاید تا به حال در مورد شیرهای توپی شنیده باشید. وجود استفاده از این شیرهای فشرده و قدرتمند، در بسیاری از صنایع ضروری است. در اصل، شیرهای توپی دارای یک توپ چرخان در مرکز شیر هستند که جریان مایع یا گاز را کنترل می‌کند و معمولا از موادی مانند فولاد، آهن، برنج، برنز یا پی وی سی ساخته می‌شوند. در این مقاله می‌خواهیم به طور کامل در مورد عملکرد شیرهای توپی، مزایای استفاده از آن و همچنین کاربردهای مختلف این نوع شیرآلات صحبت کنیم. با ما همراه باشید.
شیر توپی چیست؟
هما‌نطور که گفته شد، شیر توپی یک شیر با حرکت چرخشی است که از یک دیسک توپی شکل برای قطع و وصل کردن و تنظیم جریان مایع یا گاز استفاده می‌کند. این دیسک توپی شکل در حقیقت جسمی کروی است که یک سوراخ در آن ایجاد شده است و در حالت باز بودن شیر، جریان از این سوراخ عبور می‌کند. این شیرها به طور گسترده در صنایع نفت و گاز و مصارف خانگی و سیستم‌های آب و فاضلاب کاربرد دارند.
زمانی که شیر در حالت باز قرار می‌گیرد، مسیر ورودی و همچنین خروجی جریان از شیر در یک خط قرار می‌گیرد و سیال از آن عبور می‌کند. همچنین زمانی که شیر بسته شود، توپی چرخیده و سوراخ آن در جهت عمود بر جریان سیال قرار می‌گیرد و مسیر جریان مایع یا گاز قطع می‌شود.
شیر توپی چگونه کار می کند؟
شیرهای توپی می‌توانند چندین پورت داشته باشند که همان دهانه‌های دریچه شیر هستند. شیرهای توپی دو طرفه دارای دو پورت هستند و برای کنترل روشن یا خاموش کردن دستگاه استفاده می‌شوند. شیرهای چند پورت (3 یا 4 طرفه و…) در مواردی استفاده می‌شوند که به بیش از یک منبع رسانه نیاز دارند.
درگاه یک شیر توپی را می‌توان به صورت دستی باز یا بسته کرد. در برخی از موارد برای باز یا بسته شدن درگاه این نوع شیرآلات، به دستگیره یا اهرم نیاز است. استفاده از شیر توپی برای سیستم‌های کنترل پیچیده یا سیستم‌هایی که در مناطق دورافتاده هستند که اپراتور نمی‌تواند به راحتی به آن‌ها دسترسی داشته باشد، ایده‌آل است.
مزایا
در مقایسه با انواع دیگر شیرها، شیر توپی چندین مزیت قابل توجه دارد که عبارتند از:
- اقتصادی و به صرفه بودن
- سرعت بالای خاموش شدن
- با دوام در کاربردهای فشار بالا، حجم بالا و دمای بالا
- کمتر مستعد خوردگی یا آسیب
- دارای عمر طولانی
- همه کاره و ایده‌آل برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی
کاربرد شیرهای توپی
شیر توپی در همه جا، از خانه گرفته تا صنایع تخصصی استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای متداول شیر توپی عبارت است از:
- ماشین لباسشویی
- ماشین ظرفشویی
- صنایع تخصصی
- نفت و گاز
- تجهیزات مواد غذایی و آشامیدنی
- خودرو
- سیستم‌های شستشوی خودرو
- صنایع دارویی
- ترکیبات شیمیایی
- تجهیزات آبیاری و تصفیه آب
انواع شیرهای توپی
شیرهای توپی را می‌توان بر اساس فاکتورهای مختلف طبقه بندی کرد.
یک طرفه
شیر توپی یک طرفه از قطعاتی که به هم جوش داده شده‌اند، ساخته می‌شود. شیرهای توپی یک طرفه ارزان‌ترین نوع شیرهای توپی هستند و همیشه دارای سوراخ کمتری هستند. با این حال، نمی‌توان آن را پس از آسیب دیدگی تعمیر کرد و فقط برای کاربردهایی با احتمال کم تجمع ذرات استفاده می‌شود.
شکاف دار
شیرهای توپی اسپلیت بادی یا شکاف‌دار، به شیرهایی گفته می‌شود که در کناره‌های توپی خود مونتاژ می‌شوند. یک شیر توپی شکاف دار، ممکن است یک شیر توپی دو یا سه طرفه باشد.
دو طرفه
یک شیر توپی دو طرفه، شامل محفظه‌ای است که به دو قطعه تقسیم می‌شوند و بهم متصل خواهند شد. قطعه اصلی شامل توپ و یک اتصال به یک سر است و قطعه دیگر، اجزای داخلی را در کنار هم نگه می‌دارد و به سر دیگر اتصال دارد. شیر توپی دو طرفه، رایج‌ترین نوع در بین شیرهای توپی است. این دو قسمت را می‌توان برای تمیز کردن، تعمیر و نگهداری و بازرسی از هم جدا کرد، اما این کار نیازمند این است که شیر از لوله جدا شود.
سه طرفه
یک شیر توپی سه طرفه شامل محفظه‌ای برای اجزای داخلی شیر است که با اتصالات پیچی به دو سر آن متصل شده‌اند. شیرهای توپی سه طرفه برای کاربردهایی استفاده می‌شوند که به شدت به شیرها متکی هستند و فعالیت‌های تعمیر و نگهداری آن‌ها باید اغلب انجام شود.
این نوع شیرها را می‌توان به راحتی تمیز و سرویس کرد. شیرهای توپی سه تکه معمولا در صنایع غذایی و آشامیدنی و داروسازی استفاده می‌شوند که در آن بهداشت برای ایمنی و کیفیت محصول بسیار مهم است.
شیرهای توپی از چه قطعاتی تشکیل شده اند؟
- بدنه سوپاپ
بدنه سوپاپ قسمت اصلی شیر است و شامل تمام اجزای کنترل روشن و خاموش است. - توپ چرخشی
توپ چرخشی در اصل قطعه‌ای است که رسانه از آن عبور می‌کند. - ساقه
ساقه در اصل قطعه‌ای است که توپ را به مکانیسم کنترل خارجی متصل می‌کند. به عنوان مثال، در یک شیر توپی دستی، ساقه به یک دسته یا اهرم متصل است. - منبع نیرو
ساقه شیر توپی با استفاده از منابع برق دستی یا فعال چرخانده می‌شود. فعال سازی دستی شامل اهرم‌ها و دستگیره‌هایی است که توسط اپراتور کنترل می‌شود. منابع برق خودکار مانند تحریک الکتریکی، پنوماتیک و هیدرولیک نیز از سایر منابع نیرو هستند.
مزایا و محدودیت های شیرهای توپی
مزایا استفاده از شیرهای توپی
- شیرهای توپی افت فشار کم را در مقایسه با انواع دیگر شیرها ایجاد می‌کنند. در مایعات، افت فشار بالا در یک شیر ممکن است منجر به تلاطم و کاویتاسیون شود. (کاویتاسیون زمانی اتفاق می‌افتد که فشار مایع به زیر فشار بحرانی می‌رسد و فاز بخار مایع تشکیل می‌شود)
- از آن جایی که برای بسته شدن یا باز شدن کامل فقط به یک چهارم چرخش (90 درجه) نیاز دارد، شیر توپی بلافاصله جریان را محدود می‌کنند و اجازه این کار را می‌دهند. این مزیت برای کنترل سطح مایع مخزن مهم است
- چندین طرح شیر توپی برای برآوردن یک کاربرد خاص امکان‌پذیر است. برخی از طرح‌های شیر توپی دارای تسکین فشار، کنترل نرخ جریان، تقسیم جریان و… هستند
- شیرهای توپی، نسبت به سایر انواع شیرآلات، نسبتا ارزان‌تر هستند
- دوام شیر توپی به آن‌ها اجازه می‌دهد تا پس از سال‌ها عدم استفاده، کار کنند و جریان را به طور کامل قطع کنند.
چندین محدودیت وجود دارد که کاربر باید برای حفظ عملکرد شیر توپی به خاطر بسپارد - ذرات معلق ممکن است بین بدنه و توپ جمع شوند و باعث نشت، فرسایش و خرابی دریچه شوند. از این رو، توصیه می‌شود که به طور مکرر در شیرهای توپی که دوغاب‌ها و سوسپانسیون‌ها را جابجا می‌کنند، تعمیر و نگهداری انجام شود
- به راحتی می‌توان متوجه باز یا بسته شدن شیرهای توپی شد. هنگامی که دسته در یک راستا با لوله است، شیر توپی باز است و هنگامی که دسته عمود بر لوله باشد شیر بسته است
سخن پایانی
در این مطلب در مورد شیرهای توپی صحبت کردیم. اگر بخواهیم شیرهای توپی را از نظر جنس دسته بندی کنیم باید به این اشاره کنیم که از نظر جنس و متریال، این نوع شیرها به چهار نوع فولادی، برنجی، پلیمری و استنلس استیل طبقه‌بندی می‌شوند. شیر توپی برنجی برای سیالاتی مانند گاز شهری که دما و فشار پایین دارند، استفاده می‌شود در حالی که شير توپی فولادی و استنلس استیل، در رنج‌های فشاری و دمایی بالا استفاده می‌شوند. اگر تجربه یا نظری در این زمینه دارید، در بخش ارسال نظرات، برای ما و همراهان ما ارسال کنید.
