شیر توپی (Ball Valve)

بالو ولو یا شیر توپی (Ball Valve) به خاطر ساختمان داخلی ساده ای که دارند نسبت به دیگر شیرها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. در طراحی این قطعات از گردش نود درجه ای یک گوی تو خالی استفاده شده است. طوری که با چرخش گوی جریان سیال قطع و یا وصل می شود. امروزه طراحی های متفاوتی برای شیر های توپی صورت می گیرد که باعث تنوع این شیرها در صنعت شده است. به گونه ای که در صنایع متفاوتی از آن ها استفاده می شود. در مقاله بال ولو چیست قصد داریم بیشتر با شیر های توپی و انواع آن آشنا شویم.

 

آشنایی با بال ولو

از ساده ترین طراحی هایی که برای قطع و وصل جریان سیال از آن استفاده شده، شیر توپی است. در این شیرها از یک توپ فلزی استفاده می شود که به صورت علامت بعلاوه، از یک جهت کاملاً باز بوده و از یک جهت مسدود است؛ که برای برقراری جریان سیال کافی است سمت باز شیر در مسیر جریان قرار بگیرد. بال ولو معمولاً به صورت صفر و صدی و به منظور قطع و وصل کامل جریان طراحی می شوند. در حقیقت از این شیرها به صورت کلی نمی توان در سیستم های کنترلی استفاده کرد. با این وجود این شیرها کاربردهای زیادی در صنایع متفاوت دارند. زیرا سرعت عملکرد آن ها بالا بوده و از طراحی ساده ای بهره می برند. این طراحی ساده باعث پایین آمدن هزینه های نصب شیر در خط جریان می شود. ضمن اینکه در طراحی های پیشرفته این قطعات قابل تعمیر نیز هستند؛ که خود یک مزیت بزرگ برای این قطعات به حساب می آید

 

کاربرد های شیر توپی

بال ولو از جمله شیرهایی هستند که مطمئناً بارها با آن ها برخورد کرده اید. از این شیرها در وسایل خانگی و لوله کشی های خانگی نیز استفاده می شود. برای مثال در خطوط لولۀ گاز خانگی از این قطعات به منظور کنترل جریان استفاده می شود. همچنین در صنایع متفاوت نیز به خاطر کارایی بالای آن ها برای این شیرها کاربردهای زیادی در نظر گرفته می شود. این شیرها توانایی تحمل فشارهای بالا و حجم بالای سیال را دارند و همچنین اغلب می توانند تا دمای 480 درجه سانتیگراد، به راحتی جریان سیال را مدیریت کنند. به همین خاطر در اغلب صنایعی که تحت شرایط فوق کار می کنند، از شیر های توپی استفاده می شود. برای مثال می توان از صنایع غذایی، دارویی، نساجی، تولید محصولات پلاستیکی، الکترونیک و … نام برد.

انواع بال ولو

برای دسته بندی این قطعات باید به ساختمان و شکل طراحی آن ها توجه کرد. در طراحی این شیرها، دو جزء مجزا وجود دارد. یکی بدنۀ شیر و دیگری بخش توپی آن. به همین خاطر دو نوع دسته بندی می توان برای این قطعه متصور شد.

انواع بال ولو بر اساس طراحی بدنه

بدنۀ شیر های توپی را می توان به صورت یک تکه، دو تکه و سه تکه طراحی کرد. که این قطعات به کمک جوش و یا پیچ و مهره به هم متصل می شوند. قیمت شیرهای دو تکه و سه تکه اگرچه بالاتر است، ولی هزینه های تعمیر آن ها پایین تر خواهد بود. ضمن اینکه برای تعمیر شیرهای سه تکه، دیگر نیازی به خارج کردن کامل شیر از خط لوله نیست. بدنۀ این قطعه اغلب از جنس فولاد ضد زنگ، مواد پلیمری، چدن و دیگر آلیاژهای فلزی است. مبنای انتخاب این آلیاژها کارایی این قطعه است.

شکل طراحی بدنه وقتی اهمیت پیدا می کند که قرار به تعمیر و یا تمیزکاری شیر باشد. از این نظر بال ولو را می توان به سه زیر دسته تقسیم بندی کرد که در ادامه شکل طراحی هر دسته را بررسی خواهیم کرد.

• ورودی کناری (Side entry)

 

در طراحی مدل Side entry، بدنۀ شیر به گونه ای است که توپی آن از بخش های کناری وارد و یا خارج می شود. در نتیجه اگر قرار به تعمیر توپی شیر باشد، باید شیر به طور کامل از خط جریان جدا شده و تعمیرات لازم روی آن انجام بگیرد. Side entry ها ممکن است به صورت یک تکه، دو تکه و یا سه تکه طراحی شده باشند.

• ورودی بالا (Top entry)

 

در طراحی سری Top entry، بدنۀ شیر به گونه ای طراحی می شود که بخش توپی از بالا قابل دسترسی باشد. به طوری که برای تعمیر و یا تمیزکاری آن دیگر نیازی به خارج کردن شیر از مسیر خط لوله نخواهد بود. در طراحی Top entry هرچقدر اتصالات کمتر باشد، میزان نشتی های احتمالی نیز کاهش خواهد یافت.

• جوشی (Welded body ball valve)

 

در طراحی شیرهای جوشی دیگر خبری از پیچ و مهره و اتصالات چند تکه نیست. شیر به صورت یک تکه و به صورت جوش کامل بدنه ساخته می شود. از شیرهای جوشی اغلب برای کارهای ساده استفاده می شود. شیرهای جوشی استحکام بدنۀ بالایی دارند و حجم و وزن کمتری نسبت به دیگر طراحی ها خواهند داشت. با این وجود چون امکان تعمیر برای شیرهای تمام جوش وجود ندارد، در طراحی های صنعتی کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

 

انواع بال ولو بر اساس طراحی توپی

امروزه برای طراحی توپی شیر نیز ساختمان های متفاوتی در نظر گرفته می شود. در ادامه به بررسی انواع متفاوت طراحی توپی پرداخته ایم.

• شناور (Floating ball valve)

 

در طراحی توپی فلوتینگ، این توپی در داخل شیر حالت شناور داشته و تا حد چند میلیمتر قابلیت جا به جایی دارد. تنها بخش متصل توپی، بخش بالایی آن است که به کمک یک شفت از بالا کنترل می شود. با این حال محل نشیمن گاه توپی باید ثابت باشد.

• ترونیون (Trunnion ball valve)

 

در طراحی توپی ترونیون، این توپی به طور کامل در محفظۀ داخلی فیکس شده و حرکت آن از هر چهار طرف محدود خواهد شد. طراحی شیرهای ترونیون هزینۀ بیشتری خواهد داشت، ولی با این وجود کارایی بیشتری نیز دارد. از شیر های توپی ترونیون می توان در جریان های با فشار بالا استفاده کرد. ضمن اینکه این شیرها با قطرهای متنوع و بالاتری نسبت به شیرهای فلوتینگ قابلیت طراحی دارند.

بخش نشیمن گاه شیرهای ترونیون آزاد بوده و به کمک یک شفت و فنر به پایین بدنه متصل است. از این قابلیت برای آب بندی شیر استفاده می شود.

• قطر کم (Reduced bore)

 

در طراحی این قطعات، معمولاً طراحی بخش توپی شیر به گونه ای است که قطر کمتری نسبت به خط لولۀ اصلی دارد. این موضوع باعث افت فشار جریان در شیر می شود.

• قطر زیاد (Full bore)

 

اگر طراحی توپی به شکلی باشد که قطر آن دقیقاً هم اندازۀ قطر خط لوله باشد، افت فشاری در مسیر جریان سیال پیش نخواهد آمد.  مزیت دیگر شیرهای Full bore این است که تمیز کردن خط لوله در این حالت ساده تر خواهد بود.

• وی شکل (V-Shaped ball valve)

 

شکل طراحی نشیمن گاه و یا همان فضای باز توپی در این حالت شبیه به حرف V انگلیسی است. دلیل انتخاب این طراحی ایجاد امکان کنترل جریان سیال در خط لوله است. همین طور که گفتیم معمولاً از بال ولو برای کنترل جریان استفاده نمی شود، ولی از توپی های وی شکل و با اتصال به یک کنترل کننده نیوماتیکی یا موتور الکتریکی، می توان میزان جریان سیال را تا حدودی کنترل کرد.

جمع بندی

به جمع بندی مقاله بال ولو چیست رسیدیم. این قطعات امروزه در صنایع متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند. دلیل انتخاب شیر های توپی ساختمان سادۀ آن ها و همچنین عملکرد سریع آن ها در خطوط لوله است. این شیرها به شکل های متفاوتی تولید می شوند. برای دسته بندی انواع بال ولو می توان به طراحی ساختمان بدنه و یا توپی شیر دقت کرد. برای انتخاب یک شیر توپی مناسب لازم است به مواردی مثل فشار جریان، دمای سیال، تعداد مجراهای مورد نیاز، جنس بدنه و … شیر دقت داشت. امیدواریم این مقاله برای شما مفید بوده باشد، در صورتیکه سوالی برایتان پیش آمده از طریق شماره تماس درج شده با این شرکت تماس حاصل فرمایید.