آشنایی با ساختار کلی و چگونگی عملکرد بال ولو

بال ولو در دسته بندی شیرآلات قطع و وصل جریان قرار دارد و اگر بصورت نیم باز باشد دچار خرابی می‌شود.وظیفه باز و بسته کردن شیر را قطعه ای به شکل کره یا نیمکره برعهده دارد که به وسیلهٔ ساقه شیر حرکت ۹۰ درجه‌ای دارد. سوراخی که روی توپک وجود دارد در مسیر کانال جریان حالت باز شیر را ایجاد می‌کند.

نوع طراحی داخل بدنه و اندازه مجرای عبوری باعث می‌شود افت فشار در حالت باز می‌شود. ایجاد تلاطم در جریان سیال در نتیجه ایجاد اشتباه در طراحی کاهش مساحت کانال بروز می‌کند. وجود سیستم تزریق گریس سبب آب بندی اضطراری در صورت مشاهده نشتی می‌شود.

شیرتوپی

از شیر توپی برای قطع و وصل کردن جریان با کمک یک توپی استفاده می شود. کاربرد شیرتوپی بیشتر جهت کنترل و باز و بسته کردن جریان سیال در خطوط تاسیساتی مانند صنعتی، شیمیایی و انتقال انرژی استفاده می‌شود. طراحی این شیر توپی یا بال ولو مطابق API ۶D صورت می‌گیرد؛ بال ولو از سه لحاظ به دسته‌های مختلفی تقسیم بندی می‌شود.

ساختار کلی و چگونگی عملکرد بال ولو

انواع شیرهای توپی یا بال ولوها

۱- ازنظر ساختمان بدنه

۲- ازنظر مهار گوی

۳- ازنظر بور

شیر توپی‌ها یا شیر بال ولو از لحاظ ساختمان بدنه به‌ دسته‌های زیر تقسیم می‌شود.

  1. بدنه تمام جوش (Welded Body): در این مدل از شیر توپی، تمامی شیر به روش جوش به هم متصل می‌شود.
  2. ورود از بالا (Tap Body): در این مدل توپی از بالا مونتاژ می‌شود.
  3. ورود از انتها (End Entry): ورود توپی از انتها و با پیچ فلنج به بدنه بسته می‌شود.
  4. بدنه چند تیکه (Split Body): در این مدل بدنه به حالت دو یا سه تیکه به‌به هم پیچ می‌شود.

 شیر توپی‌ها یا بال ولو از لحاظ  بور به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند.

  1.  full bore.1
  2.  reduced bore
  3.  v-port

شیر صافی

معرفی انواع شیرهای توپی

بال ولو ها بر مبنای نوع بدنه به پنج نوع اصلی تقسیم بندی می‌شود. شامل یک تکه (Single Body)، سه تکه (Three Piece)، بدنه چند تکه (Split Body)، ورود از بالا(top Entry) و بدنه جوشی (Welded Body)

.1بال ولو اتصال فلنجی با بدنه یک تکه تمام جوشی

اتصال از نوع فلنجی دارای بدنه به صورت فورج و ریخته گری با متریال ASTM A105 , ASTM A216 WCB   می‌باشد. این نوع شیرها به شکل دو تکه و سه تکه ای با اتصال کلوژر به بدنه با پیچ و مهره اتصال به خط توسط فلنج طراحی و ساخته می‌شود.

.2شیرهای توپی با بدنه چند تکه (Split Body)

بدنه شیرهای توپی (ballvalve)  چند تکه می‌تواند یک، دو یا سه تکه باشند و روش اتصال دراین شیرها نوع اتصال موقت یا همان پیچ و مهره است. همچنین قطعات داخلی از کنار یا از بالا مونتاژ می‌شوند.

شیرهای توپی با بدنه چند تکه دارای مزایایی شامل قیمت پایین، مونتاژ و دمونتاژ ساده و سهولت در تعمیرشیرهای توپی در مقایسه با شیرهای توپی با بدنه تمام جوشی است.

.3شیرهای توپی با بدنه تمام جوشی (Fully welded Body)

بدنه این دسته از شیرهای توپی به روش جوشکاری بهم متصل می‌شوند یک ساختار یکپارچه ایجاد می‌کنند. این نوع شیرهای توپی دارای یک ساختار یکپارچه است که به روش جوشکاری به هم متصل شده است.عیب این شیرها تعمیر سخت و دشوار آن‌ها است و مزیت این نوع شیر نداشتن اتصالات پیچ و مهره ای است.

شیرهای توپی با بدنه تمام جوشی نیز دارای مزایایی شامل قابلیت استفاده در خطوط انتقال زیر زمینی (دفنی) – قابلیت استفاده در فشارهای بالا – طول عمر بالا در مقایسه با شیرهای توپی با بدنه چند تکه می‌باشد.

4.شیرهای توپی Trunnion Mounted و Floating Ball

از لحاظ مهار توپی شیرهای توپی درون بدنه به دو گونه Trunnion Mounted و Floating Ball تقسیم می‌شوند. در ادامه در مورد هر دو نوع توضیحاتی ارائه می‌کنیم.

الف- شیرهای توپی(Floating Ball)

شیرهای توپی Floating Ball برای فشارهای کاری پایین‌تر طراحی می‌شوند.  همچنین فقط از سمت بالا مهار شده و می‌تواند توسط جریان سیال کمی در مسیر جریان بازی کند. در این مدل، توپی بین سیت قرار می‌گیرد و با فشار سیال، آب بند را انجام می‌دهد. همچنین از طراحی ورودی جانبی می‌توان به قسمت‌های داخلی این شیر دسترسی داشت.

ب- شیرهای توپی(Trunnion Mounted)

شیر توپی توسط دو اهرم از پایین و بالا ثابت و آب بند را انجام می‌دهد. همچنین از طراحی ورودی بالا می‌توان به قسمت‌های داخلی این شیر دسترسی داشت.

در نصب شیرهای توپی Trunnion Mounted، توپی از بالا و پایین مقید شده و فقط دوران می‌کند. در دو طرف توپی دو حلقه قرار دارد. درون این حلقه‌ها شیارهایی وجود دارد که با تفلون آب بندی شده است. به این حلقه ها سیت یا رینگ گفته می‌شود، که توسط فنرهایی که در پشت این سیت یا رینگ‌ها هستند به توپی فشرده می‌شوند.

 این نوع شیرها دارای مزایایی شامل مناسب فشارهای کاری بالاتر بوده ، شیر در دو سمت بال کاملاً مستقل آب بند است. درصورتی که در هر سمتی جریان دارای فشار باشد جریان معکوس نمی‌تواند شکل بگیرد. تخلیه این نوع شیرها به وسیله سوراخ کوچکی به نام «پورت درین یا تخلیه» که در وسط شیر قرار دارد، انجام می‌شود.

جنس شیرگازی توپی چیست؟

این شیرها جنس بدنه ای از فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ یا کربن استیل دارند. همچنین جنس این شیرها می‌تواند از پلاستیک نیز باشد. نشیمنگاه این بال ولو از جنس الاستومر بوده  به همین دلیل این شیر نمی‌­تواند در دماهای بالا استفاده شود.

موادی که برای ساخت نشیمنگاه ارتجاعی این شیر به کار می‌رود شامل تفلون (TFE) ، Buna-N ، Neoprene و یا ترکیبی از این مواد می‌باشد.

جنس بدنه بال ولو از متریال برنج، فولاد، استیل، UPVC و سایر مواد است. این شیر از پراستفاده ترین شیرهای صنعتی بوده که کار قطع و وصل کردن جریان سیال را از طریق PLC و اپراتور انجام می‌دهد؛ و به آسانی با انجام یک چرخش 0 تا 90 درجه قادر است مسیر حرکت سیال را باز یا بسته و کنترل نماید.

جهت انتخاب و خرید شیرتوپی مورد نیاز باید از یک متخصص در این زمینه کمک گرفت، زیرا این شیر تخصصی بوده و دارای استانداردهای مهمی در طراحی است.

که افرادی که دانشی در مورد آن ندارند نمی‌توانند شیراستاندارد را از غیر استاندارد تشخیص دهد. همچنین برای انتخاب و خرید شیر بال ولو باید اندازه، مقدار فشار کاری و درجه حرارت توجه نمود.

شیرتوپی گازی چه معایبی دارد؟

جریان مغشوش وقتی ایجاد می‌شود که شیرهای توپی در حالت نیمه باز قرار بگیرند. همچنین درصورتی که به مدت طولانی در حالت نیمه بازبماند نشیمنگاه و توپی درون آن­ها آسیب خواهد دید.

درصورتی که مقداری از سیال هنگام بستن شیر، داخل محفظه درون سوراخ آن بماند باعث خوردگی و فرسایش بال ولو می‌شود.

دوغاب و سیال‌هایی که دارای ذرات جامد هستند به سبب اینکه درون دریچه‌­ی توپی رسوب می­‌کنند برای این شیر مناسب نخواهند بود. زیرا سبب کاهش و ایجاد اختلال در عملکرد شیر می‌شود.

شیرتوپی چه مزایایی نسبت به سایر شیرها دارد؟

  • این شیرها نیاز به روانکاری ندارد.
  • هزینه‌­ی ساخت و تعمیر ونگه ­داری کم است.
  • این شیرها ساختار متراکم و محکمی داشته و آب بندی آن مطمئن است.
  • عملکرد این نوع شیر سریع است.
  • یک حرکت 90˚ در اهرم و با گشتاوری نسبتاً کم باعث باز وبسته شدن کامل شیرمی‌شود.

کاربرد های شیر توپی در کجاست؟

از جمله کاربردهای شیرهای توپی در لوله کشی‌ها و وسایل خانه است؛ در خطوط لوله گاز خانگی برای کنترل جریان گاز از بال ولوها استفاده می‌گردد.

کاربردهای دیگر این شیر در صنایع گوناگون است زیرا این شیر کارایی بالایی در این تاسیسات دارد.

از جمله ویژگی‌های مهم بال ولوها قدرت تحمل این شیرها در فشارهای بالا و حجم بالای سیال، مدیریت و کنترل آسان جریان سیال تا دمای 480 درجه سانتی گراد است. بنابراین استفاده از این شیرها در صنایعی با شرایط دما و فشار بالا بسیار کارآمد و مفید هستند.

از جمله این صنایع شامل صنایع غذایی، دارویی، نساجی، تولید محصولات پلاستیکی، الکترونیک و بسیاری از تاسیسات دیگر نام برد.

تفاوت بین ورودی جانبی و ورودی بالایی در یک شیر توپی چیست؟

ورودی جانبی اصطلاحی است که به سمت پهلوی شیر و اصطلاح ورودی بالا به قسمت بالای شیر گفته می‌شود. از طریق این ورودی‌ها می‌توان به قسمت‌های داخلی شیر دسترسی داشت.

با مقایسه شیرهای توپی ورودی بالا با شیرهای ورودی جانبی متوجه می‌شویم که در شیرهای با ورودی بالا دسترسی آسانتری به داخل شیر توپی وجود دارد.

تفاوت‌های بال ولو با ورودی جانبی و ورودی بالا

تفاوت های اصلی بین دو طراحی ورودی بالا و ورودی جانبی شیر توپی وجود دارد که شامل موارد زیر است.

1.تفاوت در جنس بدنه:

بدنه شیرهای توپی ورودی بالا دارای بدنه های کست استیل است ولی بدنه  شیرهای ورودی جانبی از فورج استیل ساخته می شوند.

2.تفاوت در ساختار:

ساختار شیرهای توپی ورودی بالا از یک قطعه ساخته شده و یکپارچه است ولی ساختار شیرهای ورودی جانبی از دو یا سه تکه ساخته شده اند.

3.نیاز به آزمایش برای استفاده:

به دلیل نوع جنس بدنه شیرهای توپی ورودی بالا به دلیل جنس بدنه شان به آزمایش های غیر مخرب بیشتری نیاز دارند.

4.تفاوت در مونتاژ و ساخت:

برای مونتاژ و ساخت شیرآلات ورودی جانبی نیازی به داشتن تجربه و تخصص نیست و بنابراین ساخت این نوع شیرها نسبت به شیرآلات ورودی بالا آسانتر است.

5.تفاوت در قیمت:

به دو علیت قیمت شیرهای توپی ورودی بالا نسبت به قیمت شیرهای با ورودی جانبی بالاتر است.  یکی انجام عملیات ریخته گری برای ساخت بدنه شیر با ورودی بالا و دیگری ساخت این نوع شیر زمان زیادی نیاز دارد

برچسب: