شیر توپی (بال ولو)

شیر توپی یا بال ولو چیست؟

شیر توپی یا بال ولو (Ball valve) یکی از انواع شیرآلات صنعتی می باشد که دارای حرکت عملگر ربه گرد یا یک چهارم است، که از یک دیسک توپی شکل برای توقف یا حرکت جریان تشکیل شده است. شیر توپی بسیار شبیه به شیر سماوری یا پلاگ ولو می باشد. هنگامی که یک پورت میان توپ در مسیر باشد، جریان سیال برقرار است و شیر باز میباشد و هنگامی که شیر را 90 درجه بچرخانید، قسمت بدون دریچه توپ جریان را متوقف می کند.

به عبارت دیگر شیرهای توپی برای باز و بسته کردن مسیر جریان شیر نیاز به چرخش 90 درجه ای دسته یا عملگر دارند.

شیر توپی یا بال ولو برای قطع و وصل کردن جریان به کار می روند و برای کنترل و تنظیم جریان کاربرد آنچنانی ندارند.

مسیر ورود سیال در شیر توپی به دو صورت است. مسیر اول با کاهش در سطح مقطع شیر همراه است و حفره روی گوی، کوچک تر از ورودی و خروجی شیر در خط لوله می باشد.

مسیر نوع دوم کاملا باز و حفره روی گوی به اندازه قطر ورودی و خروجی شیر یا هم سایز خط لوله است. به زبان ساده تر سطح حفره مسدود کننده با سطح داخلی شیر و خط لوله هیچگونه اختلافی ندارد و این یعنی شیرهای توپی در زمان باز بودن به دلیل هم سطح بودن به هیچ وجه افت فشار برای جریان سیال به وجود نمی آورند.

بال ولو یا شیر توپی جوشی در مواردی همچون خطوط دریایی و مناطقی که باید از شیر به صورت دفنی استفاده شود کاربرد دارد. این شیر برای سیالات سمی و مضر کاملاً مناسب بوده و ساختار آن متضمن عدم نشتی در طول عمر شیر است. این نوع شیر مدل های چند تکه مانند دو تکه و سه تکه دارد که قابلیت تعمیر در داخل خط از مزیت آنها محسوب می شود. می توان از بال ولو در انواع سیستم های پایپینگ به عنوان یک شیر توقف و شروع جریان استفاده کرد که موجب توقف بدون نشتی جریان می شود.

اجزای شیر توپی

در شکل زیر اجزای اصلی یک شیر توپی یا بال ولو را ملاحظه می نمایید که تشکیل شده از توپ، استم، سیت یا نشیمن‌گاه و بدنه شیر میباشند.

انواع شیر توپی از نظر نوع توپ

شیر توپی شناور (Floating Ball Valve)

در شیر توپی شناور، توپ با فشار دو سیت الاستومری بر روی توپ، در موقعیت خود قرار گرفته است. توپ آزاد است تا در داخل بدنه ولو شناور شود. 

ساقه اصلی به شکافی در بالای توپ متصل است که به توپ اجازه می دهد یک چهارم دور یا 90 درجه بچرخد. در این نوع از توپ هنگامی که فشار بالادست زیاد باشد، عملکرد شیر شناور بسیار سخت می شود.

شیر توپی ترونیون (Trunnion Mounted Ball Valve)

شیر توپی نصب شده بر ترانیون راه حلی برای مشکل گشتاور بیش از حد مورد شیر توپی شناور در سرویس های فشار بالا است. در این روش یک شفت کوتاه مانند یک اکستنشن در بدنه وجود دارد. طراحی توپ Trunnion به گونه ای است که به گشتاور عملیاتی کمتری نیاز دارد. از این رو، اندازه محرک و هزینه های کلی شیر را کاهش می دهد. زمانی که کلاس فشار و اندازه شیر افزایش می یابد، فاکتور هزینه به یک عامل مهم تبدیل می شود.

 انواع شیر توپی از نظر بدنه

بال ولو تمام جوش (Welded Body)

بال ولو ورود از بالا (Top Entry)

ورودی جانبی (Side Entry)

بال ولو بدنه چند تکه (Split Body)

مزایای بال ولو یا شیر توپی

باز و بسته شدن سریع

آب بندی قابل اطمینان و مناسب برای کاربردهای دما و فشار بالا

اندازه و وزن شیر کمتر از شیر دروازه ای (گیت ولو) با همان سایز و ویژگی است.

انعطاف پذیری در انتخاب به دلیل وجود طرح های گوناگون شیرهای توپی

سهولت در عملکرد و نگهداری

نیروی مورد نیاز برای فعال کردن شیر توپی کمتر از نیروی مورد نیاز برای یک گیت ولو یا گلوب ولو است.

معایب بال ولو

در صورت وجود دوغاب یا سایر مواد مشابه در سیال، ذرات معلق ته نشین می شوند و در حفره های بدنه شیر گیر می کنندو درنتیجه باعث سایش، نشت یا خرابی دریچه ها می شوند. به دلیل باز و بسته شدن سریع، موج های پر فشار در سیال ایجاد می شود که می تواند به تجهیزات پایین دست آسیب برساند. ممکن است سیال مایع در بدنه شیر (و در داخل دیسک در هنگام بسته شدن) به دام بیفتد.