شیر توپی (بال ولو)

شیر توپی یا بال ولو چیست؟

شیر توپی یا بال ولو (Ball Valve) از جمله پرطرفدارترین و پراستفاده‌ترین شیرآلات در صنعت ابزار دقیق و پایپینگ محسوب می‌ شود که به دلیل عملکرد ربع گرد (Quarter-Turn) و سرعت عمل فوق‌ العاده، نقش کلیدی در سیستم‌ های کنترل و قطع و وصل جریان سیالات ایفا می‌ کند.

این شیرها بیشتر در سرویس‌ های اضطراری یا همان ESDV (Emergency Shut Down Valve) و همچنین قطع یا وصل جریان (ON/OFF) در خطوط انتقال مایعات و گازها به کار می‌ روند. نامگذاری این شیرها به دلیل وجود یک مجرابند کروی شکل (توپی) در داخل بدنه است.

این مجرابند توپی نقش اصلی را در مسیر جریان ایفا می‌ کند و کنترل عبور و انسداد سیال را بر عهده دارد. در شیر توپی، مجرابند توپی به صورت کاملا مهندسی شده درون بدنه قرار گرفته است. عملکرد مجرابند با استفاده از عملگر (Actuator) که می‌ تواند دستی (Lever)، گیربکسی (GearBox) یا اتوماتیک (پنیوماتیکی و الکتریکی) باشد، صورت می‌ گیرد و با چرخش 90 درجه‌ای (Quarter Turn)، جریان به طور کامل باز یا بسته می‌ شود.

در این مقاله از فروشگاه پیکاتک قصد داریم یک راهنمای جامع و کاربردی برای خرید شیر توپی ارائه دهیم تا بتوانید بهترین انتخاب را بسته به نیاز صنعتی خود داشته باشید.

با ما همراه باشید تا در ادامه، شما را به طور کامل با انواع شیر توپی، ویژگی‌ ها، مزایا و کاربردهای متنوع این تجهیزات در صنایع مختلف آشنا کنیم. اگر به دنبال شناخت دقیق‌ تر شیرهای توپی و انتخاب مناسب‌ ترین مدل برای پروژه یا خطوط تولید خود هستید، مطالعه این مطلب را از دست ندهید!

ویدیو جامع معرفی انواع شیر توپی

مشخصات فنی شیر توپی

شیرهای توپی یا بال ولو با توجه به ساختار مقاوم، دوام بالا، طول عمر زیاد و قیمت مناسب از پرکاربردترین انواع شیرآلات در صنایع مختلف محسوب می‌ شوند. این ویژگی‌ ها باعث شده‌اند که بال ولوها نه تنها در خطوط انتقال سیالات معمولی، بلکه در شرایط فرایندی سنگین، فشارهای بالا و دماهای بسیار زیاد نیز مورد استفاده قرار گیرند و نقش کلیدی در ایمنی و کنترل خطوط لوله ایفا کنند.

ساخت این شیرها با استفاده از متریال‌ های مختلف انجام می‌ شود که بسته به سطح نیاز پروژه، روش‌های مختلفی نظیر فورجینگ یا ریخته‌گری به کار گرفته می‌ شود تا محصول نهایی خواص مکانیکی و استحکام لازم را داشته باشد.

در این میان، آلیاژهای فولادی و استنلس استیل به عنوان گزینه‌ های اصلی در تولید بدنه شیر توپی شناخته می‌ شوند، چراکه مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارند و می‌ توانند دامنه گسترده‌ای از مواد شیمیایی و سیالات صنعتی را تحمل کنند.

سیت یا نشیمنگاه شیر توپی نیز اهمیت بالایی دارد و معمولاً مطابق با شرایط فرآیندی از جنس‌ های مختلفی نظیر الاستومرها، تفلون (PTFE)، گرافیت و ویتون برای مدل‌ های نرم یا از فلزات ویژه برای مدل‌ های متال سیت انتخاب می‌ شود تا هم آب‌ بندی کامل و هم عمر سرویس‌ دهی بالا را در شرایط خاص تضمین نماید.

همچنین این شیرها از لحاظ مکانیزم داخلی و نوع آب‌ بندی به دو دسته اصلی یعنی فلوتینگ (Floating) و ترونیون (Trunion) تقسیم می‌ شوند که مدل ترونیون به خاطر طراحی ویژه خود بیشتر برای فشارهای بالا و مواقعی که نیاز به کاهش گشتاور عملکرد وجود دارد، با استقبال بیشتری مواجه است.

شیرهای توپی با انواع عملگرد دستی نظیر اهرم یا گیربکس در سایزهای بزرگتر و همچنین انواع اکچویتور پنوماتیک یا برقی با توجه به شرایط فرآیندی قابل استفاده می باشند. این شیرها با انواع اتصالات فرآیندی (دنده ای/ ویفری/ فلنجی/ تیوپی/ جوشی/ چسبی) تولید می شوند.

خرید شیر توپی از فروشگاه اینترنتی پیکاتک

خرید شیر توپی از فروشگاه اینترنتی پیکاتک یک تصمیم هوشمندانه برای صنایع است که به دنبال کیفیت، تنوع و استانداردهای معتبر جهانی در انتخاب شیرآلات صنعتی هستند. پیکاتک، به عنوان یکی از بزرگترین واردکنندگان و تأمین‌ کنندگان تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات صنعتی در ایران، مجموعه کاملی از شیرهای توپی را ارائه می‌ دهد؛ این مدل‌ ها شامل انواع فلنجی، گیربکسی، پنوماتیک و برقی با تنوع گسترده از برندهای مطرح ایرانی و بین‌ المللی است.

با خرید از پیکاتک، شما به جدیدترین مدل‌ ها و تکنولوژی‌ های روز دنیا دسترسی خواهید داشت، به‌ طوری که تمامی نیازهای صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، حوزه‌های غذایی و سایر واحدهای صنعتی به طور کامل پوشش داده می‌ شود.

پیکاتک همواره پشتیبانی و مشاوره تخصصی را در صدر خدمات خود قرار داده است و شما می‌ توانید برای انتخاب مناسب‌ ترین مدل شیر توپی متناسب با نوع سیال، فشار، دما، برند و متریال مورد نظر، با کارشناسان مجرب بخش فروش در ارتباط باشید تا بهترین راهکار را دریافت کنید.

همچنین، امکان استعلام قیمت روز و دریافت راهنمایی جهت خرید آنلاین از طریق سایت و یا تماس با شماره  88109770-021  فراهم است. تمامی سفارش‌ها در کوتاه‌ترین زمان به سراسر کشور ارسال می‌ شوند تا خیال صنعتگران از بابت خریدی سریع، مقرون‌ به‌ صرفه و مطمئن از یک مرجع تخصصی راحت باشد.

راهنمای جامع انتخاب و خرید شیر توپی

انتخاب صحیح شیر توپی برای هر پروژه صنعتی یا تأسیساتی نیازمند بررسی دقیق مجموعه‌ای از ویژگی‌های کلیدی است که مستقیماً بر عملکرد، دوام و ایمنی سیستم تأثیر می‌ گذارند. در هنگام خرید شیر توپی از فروشگاه‌ پیکاتک، به نکات زیر توجه ویژه داشته باشید:

1. برند و کشور سازنده

اعتبار برند و کشور تولیدکننده نقش مهمی در کیفیت، طول عمر و تامین قطعات یدکی شیر توپی ایفا می‌ کند. برندهای مطرح تولیدکننده شیر توپی عبارتنداز:

• شیر توپی فلوسرو ARGUS Flowserve
• شیر توپی بانی فورج BONNEY FORGE
• شیر توپی سیم CIM
• شیر توپی Euro Valve
• شیر توپی الوماتیک Elomatic
• شیر توپی فیشر FISHER
• شیر توپی جورج فیشر GEORG FISCHER
• شیر توپی کیتز KITZ
• شیر توپی کیستون KEYSTONE
• شیر توپی ماسونیلان Masoneilan
• شیر توپی Orion Valves

2. وضعیت محصول (نو، دست دوم، استوک)

پیش از خرید حتماً وضعیت فیزیکی شیر را بررسی کنید:

• نو: مناسب برای حساس‌ترین پروژه‌ها و خطوط تولید تحت دما و فشار بالا.
• دست دوم: در برخی پروژه‌ها با بودجه محدود قابل استفاده است، مشروط به تست سلامت و گارانتی.
• استوک (نو اما کارنکرده): اغلب قیمت مناسب و کیفیت مطلوب دارد، مخصوصاً اگر از واردکنندگان معتبر تهیه شود.

3. سایز شیر توپی

سایز دقیق شیر توپی باید بر اساس محاسبات دبی سیال، فشار و الزامات فرآیند انتخاب شود. سایزبندی صحیح مطابق استاندارد (اینچ/میلی‌متر) باعث بهره‌وری بهینه و جلوگیری از افت فشار بی‌مورد در خطوط لوله می‌ شود.

4. نوع بدنه شیر توپی

• یک تکه (One-Piece): اقتصادی، سبک و بدون قابلیت تعمیر داخلی
• دو تکه (Two-Piece): امکان دسترسی برای سرویس و نگهداری ساده‌تر
• سه تکه (Three-Piece): بهترین گزینه برای اپراتورهایی که نیاز به تعمیر یا تعویض سیت و مهره داخلی دارند، مناسب برای خطوط حساس 

5. متریال بدنه

انتخاب جنس بدنه باید با توجه به خصوصیات سیال (خورندگی، دما، فشار)، استاندارد پروژه و عمر مورد انتظار انجام شود:

• استیل ضدزنگ (Stainless Steel): برای محیط‌های خورنده، دارویی، غذایی و پتروشیمیایی
• فولاد کربنی (Carbon Steel): مناسب سیالات صنعتی غیرخورنده
• برنجی، برنز: برای سیستم‌های آب‌رسانی و مصارف خاص
• آلیاژ مونل، پلیمری: در موارد سیالات خاص و پروژه‌های سفارشی
• پلاستیکی (PVC/PP): برای خطوط انتقال آب، مصارف غیرصنعتی و پروژه‌های غیرخورنده

6. متریال سیت (Seat)

سیت به عنوان بخش حیاتی آب‌ بندی:

• PTFE (تفلون)، RPTFE، PEEK: رایج‌ترین جنس برای آب‌بندی عالی و مقاومت در برابر خوردگی
• مواد نرم: کم‌اصطکاک، مناسب سیالات کم‌فشار
• فلزی: برای دما و فشارهای بسیار بالا یا سیالات ساینده

7. نوع اتصال و سایز آن

بسته به شرایط نصب و استاندارد پروژه، نوع اتصال متفاوت خواهد بود:

• دنده‌ای (رزوه‌ای): نصب سریع و آسان، رایج در خطوط کوچک و نیمه‌صنعتی
• فلنجی: ایمن‌ ترین اتصال برای خطوط فشار بالا و صنعتی
• ویفری، تیوپی، جوشی (Socket/Butt Weld): هر کدام براساس استاندارد لوله‌کشی و الزامات ایمنی انتخاب می‌ شوند.
• چسبی: غالباً در پروژه‌های PVC و لوله‌های سبک

8. کلاس فشاری

کلاس یا ریتینگ فشاری شیر (PN, ANSI, CLASS 150, 300 و…) نشان‌دهنده حداکثر فشار قابل تحمل است و باید با فشار عملیاتی سیستم هم‌خوانی کامل داشته باشد. انتخاب اشتباه می‌تواند منجر به خطرات جدی برای تجهیزات و اپراتورها شود.

9. دمای فرآیندی

حداکثر و حداقل دمای کاری سیال و محیط در انتخاب نوع شیر، بدنه و سیت بسیار مهم است. متریال نامناسب در دماهای بالا یا پایین ممکن است خرابی و نشتی ایجاد کند.

10. نوع اکچویتور (عملگر)

• دستی (Lever/Gear Operated): برای سایزهای کوچک و خطوط کم‌ مصرف
• پنوماتیک: برای کنترل اتوماتیک، باز و بسته سریع و پروژه‌ های صنعتی مدرن
• برقی: برای اتوماسیون کامل، مناسب خطوط حیاتی و کنترل از راه دور

11. عملکرد اکچویتور (Single/Double Acting)

• اکچویتور سینگل اکتینگ: باز یا بسته شدن با فشار هوا و برگشت فنری
• اکچویتور دابل اکتینگ: باز و بسته شدن هر دو توسط فشار هوا. انتخاب بسته به نیاز سیستم کنترلی و ایمنی

12. تجهیزات جانبی و لوازم تکمیلی

• اکستنشن حرارتی: برای شیرهای تحت دمای بالا یا نصب در جاهای خاص

• پوزیشنر، سلونوئید ولو، لیمیت سوئیچ، رگلاتور، هندویل و …: برای اتوماسیون پیشرفته و مانیتورینگ لحظه‌ای خطوط

13. تاییدیه‌ ها و استانداردها

حتماً شیر مورد نظر باید دارای تاییدیه‌ ها و گواهینامه‌ های معتبر ملی و بین‌المللی (مانند CE, API, ISO, ATEX) باشد.

اجزای اصلی شیر توپی

شیر توپی از اجزای مختلفی تشکیل می شود که در ادامه به معرفی اجزای اصلی آن می پردازیم:

بدنه (Body)

بدنه شیر توپی به عنوان پوسته اصلی و نگهدارنده تمام قطعات داخلی شیر عمل می‌ کند و علاوه‌ بر تامین استحکام مکانیکی، از ورود گرد و غبار، سیال و عوامل خارجی به اجزا جلوگیری می‌ کند.

معمولاً این قسمت از متریال‌ های مقاوم مانند فولاد کربنی، استنلس استیل یا برنجی ساخته می‌ شود تا در برابر فشار، دما و خوردگی مقاومت لازم را داشته باشد. در طراحی بدنه، ساختار Connections (رزوه ای، فلنجی یا جوشی) بر اساس نیاز پروژه انتخاب می‌ شود.

مجرابند توپی (Ball)

مجرابند توپی، قلب و عنصر کلیدی این نوع شیرآلات است. این قطعه به شکل یک کره کاملاً صیقلی با یک سوراخ (Bore) در وسط طراحی شده که هنگام قرار گرفتن در راستای مسیر جریان، اجازه عبور سیال را می‌ دهد. در حالت بسته، این سوراخ عمود بر مسیر جریان قرار گرفته و مسیر سیال کاملاً مسدود می‌ شود. 

سیت یا نشیمنگاه (Seat)

سیت یا نشیمنگاه محل تماس و آب‌ بندی بین مجرابند توپی و بدنه است. این قطعه وظیفه حفظ آب‌ بندی کامل در هنگام بسته بودن شیر را دارد و معمولاً از مواد نرم مثل تفلون (PTFE)، ویتون، گرافیت یا الاستومرها ساخته می‌ شود که مقاومت خوبی در برابر خوردگی، فرسایش و حرارت دارند. برای شرایط بسیار سخت و فشار بالا، نوع متال سیت (فلزی) نیز استفاده می‌ شود. کیفیت و طراحی نشیمنگاه نقش مستقیم در میزان نشتی و طول عمر شیر توپی دارد.

استم (Stem)

استم، میله‌ای است که توپی را به عملگر متصل می‌ کند و وظیفه انتقال گشتاور از عملگر به مجرابند توپی را برعهده دارد. این قطعه باید از نظر استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر ‌خوردگی و نشتی بسیار بالا باشد. استم معمولاً از فولاد ضدزنگ یا آلیاژهای مقاوم ساخته می‌ شود تا عمر مفید بالاتری داشته باشد.

عملگر (Actuator)

عملگر شیر توپی به مکانیزمی گفته می‌ شود که نیروی لازم (گشتاور) برای چرخاندن استم و مجرابند توپی را فراهم می‌ کند. این عملگر می‌ تواند یک اهرم دستی ساده (Lever)، گیربکس برای سایزهای بزرگ‌ تر (Gearbox)، یا انواع اکچویتور اتوماتیک مانند پنوماتیکی (Pneumatic Actuator) و الکتریکی (Electric Actuator) باشد. با انتخاب مناسب نوع عملگر، کنترل شیر توپی به صورت دستی یا خودکار و طبق نیاز فرآیند امکان‌ پذیر خواهد بود.

عملکرد شیر توپی

شیر توپی بر اساس مکانیزم ساده اما بسیار کارآمدی عمل می‌ کند.  همانظور که ذکر شد در این نوع شیر، یک مجرابند کروی شکل که به آن “توپی” می‌ گویند، در مرکز بدنه جای گرفته است. این توپی دارای یک سوراخ (bore) در وسط خود است که عبور یا انسداد جریان سیال را کنترل می‌ کند.

زمانی که شیر در حالت باز قرار دارد، این سوراخ دقیقاً در راستای مسیر لوله قرار گرفته و سیال بدون هیچ مانعی از داخل آن عبور می‌کند. اما زمانی که اپراتور یا عملگر، اهرم شیر را به اندازه 90 درجه (یک ربع دایره) می‌ چرخاند، توپی نیز حول محور خود می‌ چرخد و سوراخ آن عمود بر مسیر جریان قرار می‌ گیرد، در نتیجه مسیر به طور کامل بسته و عبور سیال متوقف می‌ شود.

دلیل این‌ که به شیر توپی شیر ربع گرد (Quarter-Turn Valve) گفته می‌ شود هم همین قابلیت چرخش سریع و ساده عملگر است؛ یعنی تنها با یک ربع دور چرخش دسته یا اکچویتور، وضعیت شیر از کاملاً باز به کاملاً بسته تغییر پیدا می‌ کند یا بالعکس.

این ویژگی باعث می‌ شود شیرتوپی علاوه بر قابلیت قطع و وصل سریع، کمترین افت فشار را در حالت باز داشته باشد و همچنین عملکرد مطمئنی در سرویس‌ های ON/OFF و اضطراری داشته باشد. به دلیل همین مکانیسم ساده و سریع، بال ولو در بسیاری از کاربردهای صنعتی و حتی خطوط انتقال با فشار و دمای بالا بسیار محبوب است.

انواع بدنه شیر توپی

شیرهای توپی بر اسا طراحی بدنه و شکل ظاهری در انواع زیر تولید می شوند:

شیر توپی یک تکه (One-Piece Ball Valve)

در این نوع، تمام اجزای بدنه به‌صورت یکپارچه تولید و معمولاً بدنه از یک قطعه اصلی ساخته می‌ شود که توپی و سایر اجزا درون آن مونتاژ شده‌اند. شیر توپی یک تکه اغلب طراحی ساده، وزن کم و قیمت پایین‌ تری دارد. در این مدل، قطعات به هم جوش داده یا فورج می‌ شوند و امکان بازکردن و تعمیر آسان وجود ندارد؛ بنابراین بیشتر برای سیستم‌ های دائمی و کاربردهای سبک تا متوسط که نیاز به نگهداری کم دارند، مناسب است.

شیر توپی دو تکه (Two-Piece Ball Valve)

در شیر توپی دو تکه، بدنه از دو بخش مجزا ساخته شده که معمولاً با رزوه یا پیچ و مهره به هم متصل می‌ شوند. این روش ساخت ضمن استحکام بالا، امکان دسترسی آسان‌تر به اجزای داخلی مانند توپی و سیت را برای تعمیر و نگهداری فراهم می‌ کند. این نوع، تعادل خوبی بین قیمت، کاربری و سهولت سرویس دارد و در بیشتر کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

شیر توپی سه تکه (Three-Piece Ball Valve)

شیر سه تکه یکی از پیشرفته‌ ترین انواع بال ولو است که از سه بخش اصلی، شامل دو انتهای بدنه (End Caps) و یک بخش مرکزی (Body Center) تشکیل می‌ شود که با پیچ و مهره به هم متصل می‌ گردند. این طراحی امکان جداسازی کامل توپ و سیت بدون نیاز به جداکردن شیر از خط لوله را فراهم می‌ کند.

بنابراین سرویس و تعمیرات، تعویض قطعات و شست‌ و شوی داخلی به سادگی انجام می‌ شود. این نوع شیر توپی برای خطوط فرآیندی حساس، صنایع غذایی، دارویی و جایی که نیاز به نگهداری منظم و سریع وجود دارد، گزینه بسیار مناسبی است.

شیر توپی ورودی از بالا (Top Entry Ball Valve)

در این طراحی، اجزای داخلی شیر (توپ، سیت و استم) از طریق یک دریچه از بالای بدنه قابل دسترسی هستند. برای انجام تعمیرات اساسی، تنها کافی است پوشش بالایی باز شود تا به داخل شیر دسترسی حاصل شود. این ویژگی باعث می‌ شود شیر توپی ورودی از بالا برای کاربردهای صنعتی بزرگ، خطوط انتقال نفت و گاز و شرایطی که نصب و جداسازی شیر از خط لوله دشوار است، بسیار پراستفاده باشد.

شیر توپی ورودی جانبی (Side Entry Ball Valve)

بدنه در این مدل از دو یا چند بخش که معمولاً از کناره‌ ها به هم پیچ می‌ شوند، ساخته شده است. در مدل‌ هایی با ورودی جانبی، مونتاژ اجزا از کنار بدنه انجام می‌ شود و برای سرویس و تعمیرات نیاز به بازکردن کامل شیر از خط لوله وجود دارد. این نوع بال ولو عمدتاً برای صنایع پالایشگاهی، پتروشیمی و خطوط انتقال که تحمل فشار و دمای بالا اهمیت دارد، استفاده می‌ شود.

انواع آب بندی شیر توپی

شیر توپی فلوتینگ (Floating Ball Valve)

در این نوع شیر، توپی (مجرابند) حالت شناور دارد و فقط از طریق ساقه (Stem) به بدنه متصل است و تکیه‌ گاه یا مهار‌کننده‌ای در پایین خود ندارد. هنگام بسته شدن شیر، فشار سیال باعث می‌ شود توپی به سمت سیت (Seat) یا نشیمن‌ گاه فشرده شود و آب‌ بندی لازم ایجاد گردد. یعنی، آب‌ بندی عمدتاً به کمک نیروی واردشده از فشار سیال انجام می‌ شود و همین موضوع، این مدل را برای فشارهای پایین تا متوسط مناسب می‌ کند.

ویژگی ممتاز شیر توپی فلوتینگ، سادگی طراحی، وزن کمتر و قیمت پایین‌تر آن است و بیشتر در سایزهای کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌ گیرد. نقطه قوت این سیستم، عملکرد مؤثر و قطع و وصل سریع است؛ اما در فشارهای بالا ممکن است گشتاور موردنیاز برای باز و بسته کردن شیر افزایش پیدا کند.

شیر توپی ترونیون (Trunnion Ball Valve)

در شیر توپی نوع ترونیون، توپی توسط پین‌ هایی (Trunnion) در بالا و پایین خود مهار و ثابت نگه داشته می‌ شود و امکان حرکت محوری (بالا و پایین) توپی، برخلاف نوع فلوتینگ، وجود ندارد. در این ساختار، وقتی شیر بسته می‌ شود، فشار سیال به جای فشار آوردن به سیت، به بدنه و ترونیون منتقل می‌ شود. سیت‌ ها در این مدل معمولاً فنردار یا قابل حرکت هستند تا هنگام ورود فشار، به سمت توپ فشرده و آب‌ بندی کامل ایجاد شود.

شیر توپی ترونیون مخصوص فشارهای بالا، سایزهای بزرگ و خطوط استراتژیک طراحی شده است، زیرا آب‌‌ بندی مطمئن‌ تری ارائه می‌ دهد، گشتاور باز و بست کمتر است و عملکرد آن حتی در شرایط سخت و سیالات خورنده یا با فشار زیاد پایدار می‌ ماند. همچنین، هزینه نگهداری و تعمیر در صورت سرویس صحیح نسبتاً پایین‌ تر خواهد بود.

انواع شیر توپی بر اساس متریال ساخت

انتخاب متریال شیر توپی نقش مهمی در دوام، عملکرد و کاربری آن در صنایع مختلف دارد. هر نوع متریال ویژگی‌ های خاص خود را از نظر مقاومت به خوردگی، فشار و دما، و همچنین نوع سیال عبوری دارد. در ادامه به معرفی رایج‌ترین انواع شیر توپی بر اساس متریال می‌ پردازیم:

شیر توپی استیل (Stainless Steel Ball Valve)

شیر توپی استیل، به دلیل ساختار مقاوم و ضد زنگ بودن، یکی از محبوب‌ ترین انتخاب‌ها برای سیالات خورنده و فرآیندهایی است که با سیالات شیمیایی، اسیدی یا آب در تماس هستند. این شیرها معمولاً از استنلس استیل گرید 304 یا 316 ساخته می‌ شوند که مقاومت بالایی در برابر زنگ‌ زدگی و اکسیداسیون دارند. شیر استیل برای صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و آب آشامیدنی بسیار مناسب است و دوام و طول عمر بالایی دارد.

شیر توپی فولادی (Carbon Steel Ball Valve)

شیر توپی فولادی معمولاً از فولاد کربنی (Carbon Steel) یا فولاد آلیاژی تولید می‌ شود و به دلیل استحکام مکانیکی بالا و توان مقاومت در برابر فشار و دماهای زیاد، کاربرد گسترده‌ای در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی دارد. شیر فولادی برای سرویس‌ هایی که الزامات خوردگی چندان شدید نیست ولی فاکتور فشار و دما مهم است، انتخاب هوشمندانه‌ای است. این نوع شیر معمولاً با پوشش‌ های خاص برای افزایش مقاومت به خوردگی عرضه می‌ شود.

شیر توپی پلیمری (Plastic Ball Valve)

شیر توپی پلیمری از مواد پلاستیکی مقاوم مانند PVC، UPVC، CPVC یا پلی‌ پروپیلن ساخته می‌ شود. این شیرها بسیار سبک، ضد خوردگی، غیررسانا و مقرون‌ به‌ صرفه هستند و عمدتاً در خطوط انتقال آب، تصفیه‌ خانه‌ ها، استخرها، صنایع آب و فاضلاب و سیستم‌ های کشاورزی کاربرد دارند. شیرهای پلیمری به دلیل مقاومت شیمیایی بالا، برای عبور برخی اسیدها و مواد شیمیایی رقیق نیز مناسب هستند، اما تحمل دمای بالا و فشار زیاد را ندارند.

شیر توپی برنجی (Brass Ball Valve)

شیر توپی برنجی از آلیاژ برنج (مس و روی) ساخته می‌ شود و به دلیل قیمت مناسب، قابلیت ماشین‌کاری بالا و مقاومت مناسب در برابر آب و سیالات معمولی، یکی از رایج‌ ترین و اقتصادی‌ ترین انتخاب‌ ها برای مصارف خانگی و صنعتی سبک است.

این شیرها معمولاً در سیستم‌های لوله‌کشی آب سرد و گرم، سیستم‌ های حرارتی و تاسیسات کوچک صنعتی مورد استفاده قرار می‌ گیرند. شیر بال ولو برنجی، هدایت حرارتی و مکانیکی خوبی دارد اما برای محیط‌های بسیار خورنده یا دمای بالا مناسب نیست.

طراحی مجرابند توپی در بال ولو

مجرابند یا همان “توپی” در شیر توپی، قطعه اصلی مسئول قطع و وصل جریان است که با یک چرخش 90 درجه‌ای آب‌ بندی کامل را ایجاد می‌ کند. طراحی مجرابند شیر توپی بر اساس نوع کاربرد و جریان به سه حالت اصلی تقسیم می‌ شود:

شیرتوپی فول بور (Full bore Ball Valve)

در شیر توپی فول بور، قطر سوراخ وسط توپی (مجرابند) دقیقاً برابر با قطر داخلی خط لوله است. به همین دلیل عبور سیال بدون هیچ‌ گونه افزایش سرعت یا افت فشار، مناسب برای خطوط انتقال، مخصوصاً برای عملیات پیگرانی است.

• معایب: ابعاد و وزن توپی و شیر کلی نسبت به انواع ردیوس بور بزرگتر است، بنابراین قیمت بالاتر دارد.
• کاربرد: خطوط اصلی انتقال نفت، گاز، آب و جاهایی که افت فشار مجاز نیست یا پیگرانی انجام می‌ شود.

شیر توپی ردیوس بور (Reduce Bore Ball Valve)

در بال ولو ردیوس بور، قطر سوراخ توپی یک یا دو سایز کوچکتر از قطر لوله است (مثلاً در لوله 4 اینچ، سوراخ توپی 3 اینچ است). دارای ابعاد و وزن کلی کمتر، هزینه تولید و خرید پایین‌تر نسبت به فول بور است.

• معایب: وجود افزایش سرعت موضعی و افت فشار اندک در مسیر سیال، عملیات پیگرانی غیرممکن است.
• کاربرد: تأسیسات فرعی، انشعابات، بخش‌ هایی که افت فشار حساس نیست.

شیر توپی (V Port Ball Valve)

در این مدل، سوراخ توپی به شکل “V” طراحی شده تا تنظیم تدریجی جریان ممکن باشد. امکان کنترل و تنظیم دقیق دبی و جریان سیال با باز و بسته شدن تدریجی را فراهم می کند و  مناسب سرویس‌ های کنترلی و تنظیمی است.

• معایب: هزینه ساخت نسبتاً بالاتر و استهلاک سریع‌ تر در سیالات خورنده یا دوغابی است.
• کاربرد: سرویس های کنترل اتوماتیک، صنایع فرآیندی که نیاز به تنظیم جریان دارند (نظیر صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی).

جدول مزایا و معایب شیر توپی

کاربردهای شیر توپی (بال ولو) در صنایع مختلف

شیرهای توپی، به دلیل ساختار ساده، سرعت عملکرد بالا و قابلیت قابل‌اعتماد قطع و وصل جریان، جزء محبوب‌ ترین شیرآلات صنعتی در جهان محسوب می‌ شوند. این شیرها با یک چرخش 90 درجه‌ای به راحتی باز یا بسته شده و امکان کنترل کامل جریان انواع سیالات (مایعات و گازها) را فراهم می‌ کنند.

دوام بالا، نیاز حداقلی به نگهداری، سادگی نصب و بهره‌ برداری و پایداری عملکرد در شرایط محیطی و عملیاتی مختلف از دلایل استقبال گسترده از شیر توپی در صنایع گوناگون است. در ادامه کاربردهای رایج بال ولو ذکر می شوند:

صنایع نفت و گاز

در خطوط انتقال نفت و گاز، شیر توپی نقش کلیدی در قطع و وصل سریع جریان سیالات تحت فشار و کنترل ایمن فرآیندها دارد. مقاومت در برابر فشار بالا، خوردگی و دمای زیاد باعث می‌ شود این شیرها انتخابی مطمئن برای واحدهای استخراج، پالایش و انتقال نفت و گاز باشند. بسیاری از انواع شیر توپی، توانایی کار در شرایط شدید را دارند و قابلیت پیگرانی نیز بر محبوبیت آن‌ ها می‌ افزاید.

پتروشیمی و صنایع شیمیایی

در صنایع پتروشیمی و شیمیایی، کنترل دقیق و بی‌ درنگ مواد شیمیایی خورنده، اسیدی یا سمی اهمیت بالایی دارد. شیرهای توپی استیل یا با پوشش‌ های مقاوم شیمیایی برای انتقال ایمن و سریع این سیالات استفاده می‌ شوند. قابلیت آب‌بندی کامل و نیاز حداقلی به تعمیرات، آنها را برای محیط‌های پرریسک مناسب ساخته است.

صنایع غذایی و دارویی

در خطوط تولید مواد غذایی و دارویی، استفاده از شیر توپی استنلس استیل بسیار رایج است، چرا که این متریال در برابر خوردگی مقاوم بوده و استانداردهای بهداشتی را رعایت می‌ کند. طراحی ساده این شیرها امکان شستشوی کامل (CIP/SIP) را می‌دهد و از آلودگی محصول جلوگیری می‌کند. کنترل دقیق و مطمئن مواد حساس و گران‌قیمت، اهمیت ویژه دارد.

آب و فاضلاب

در شبکه‌ های توزیع و تصفیه آب و سیستم‌ های فاضلاب، شیر توپی به دلیل قدرت آب‌بندی عالی، مقاومت در برابر رسوب، قابلیت کنترل ساده و مقاومت در برابر مواد شیمیایی ضدعفونی‌ کننده کاربرد وسیعی دارد. بهره‌ برداری سریع و ایمن در مواقع اضطراری مزیت مهم این شیرهاست.

خودروسازی و ماشین‌ آلات

برای کنترل سوخت، روغن موتور و انواع سیالات صنعتی در خطوط تولید خودرو و ماشین‌ آلات، شیرهای توپی به دلیل دقت بالا، آب‌بندی مطمئن و عمر طولانی مورد استفاده هستند. همچنین این شیرها تحمل خوبی در برابر ویسکوزیته‌ های مختلف سیالات دارند.

سیستم‌ های تهویه مطبوع (HVAC)

در سیستم‌ های سرمایش و گرمایش (چیلر، بویلر و …) نیز شیر توپی نقش مهمی در کنترل و تنظیم جریان آب و مبرد ایفا می‌ کند. قابلیت سوئیچ سریع میان جریان باز و بسته، مصرف انرژی را بهینه می‌ سازد.

کشاورزی و آبیاری

در شبکه‌ های آبیاری تحت فشار و توزیع آب کشاورزی، شیر توپی جهت قطع و وصل و حتی گاهی تنظیم نسبی جریان مورد استفاده قرار می‌ گیرد. مقاومت در برابر ذرات جامد، افت فشار کم و دوام بالا، استفاده از این شیر را در کشاورزی به‌ صرفه‌ تر و مطمئن‌ تر نموده است.

تنوع گسترده کاربردهای شیر توپی در صنایع مختلف، ناشی از عملکرد سریع، آب‌بندی عالی، دوام بالا، افت فشار ناچیز و قابلیت اطمینان در شرایط سخت محیطی و عملیاتی است. این مشخصات، شیر توپی را به انتخاب اول بسیاری از مهندسان و طراحان خطوط صنعتی در ایران و جهان بدل ساخته است.