شیر توپی، شیر گازی، بال ولو یا شیر دسته گازی؟ بالاخره کدام یک؟

شاید شما هم تجربه کرده باشید که در مواجهه با بال ولو (Ball Valve) با خود بگویید بالاخره کدام یک؟ بال ولو؟ شیر توپی؟ شیر گازی یا شیر دسته گازی؟ سوای اینکه شما این شیر را به چه نامی می شناسید، تمام این عبارت به یک نوع شیر بر می گردد که ما ترجیحا آن را شیر گازی یا شیر توپی خطاب قرار خواهیم داد؛ به نظر می رسد دو نام در مقابل چهار نام منصفانه تر است. حال برویم سراغ اصل مطلب: اصلا شیر توپی یا شیر گازی چی هست؟ و بحث را کمی جدی تر دنبال کنیم.

شیر توپی نوعی از شیرهای ربع گرد است که از یک توپ توخالی (Hollow) که سوراخی در میان تعبیه شده است، بدنه و یک محور تشکیل شده است که با چرخش 90 درجه توپی، مسیر جریان باز یا بسته می شود. زمانی که حفره تعبیه شده بر روی توپی در راستای درچه ورودی شیر قرار می گیرد، مسیر جریان سیال باز شده و سیال از درون شیر منتقل می شود. حال اگر محور یا دسته شیر به اندازه 90 درجه چرخش یابد، حفره توپی از مسیر سیال خارج شده و مسیر سیال مسدود می شود، اصطلاحا می گوییم شیر به حالت کاملا بسته تغییر حالت می دهد. یکی از ویژگی های مثبت شیر توپی، امکان تشخیص چشمی باز یا بسته بودن آن است، خب حتما می پرسید چطور؟ ما اینجاییم تا این مسائل را برای شما روشن تر کنیم. زمانی که دسته شیر توپی موازی با محور خط لوله و راستای جریان قرار می گیرد، شیر در حالت کاملا باز می باشد. و در حالتی که دسته شیر با زاویه 90 درجه با شیر قرار گیرد، می توان فهمید که شیر در حالت بسته قرار دارد.

حال می رسیم به این سوال که چرا به شیر توپی شیر گازی نیز می گویند؟ با توجه به این که شیر توپی هم برای سیال گاز به کار می رود و هم برای سیال مایع، می توان گفت کاربرد آن بسیار وسیع است. با این حال، اگر به لوله کشی گاز منزل خود دقت کرده باشید، دقیقا بعد از کنتور و در خروجی تعبیه شده جهت اتصال هر نوع وسیله گازسوز، از شیر گازی یا به اصطلاح عامیانه تر از شیر دسته گازی استفاده شده است. این دو عامل، یعنی استفاده در لوله کشی گاز و کاربرد آن در خطوط حاوی سیال گاز، سبب شده است تا به شیر توپی اسامی دیگری نظیر شیر گازی و شیر دسته گازی نیز اطلاق شود. بال ولو نیز معادل انگلیسی شیر توپی است که به ویژه در محیط صنعتی بسیار به کار برده می شود. 

ساختمان شیر توپی (بال ولو)


انواع شیر توپی بر اساس جنس  

شیرهای توپی همانند سایر انواع شیر آلات نظیر شیر کشویی، شیر پروانه ای، شیر کشویی و ... بر اساس نوع کاربرد، محیط مورد استفاده و نوع سیال عبوری با متریال های مختلف و فشار کاری متنوع تولید و عرضه می شوند. در ادمه این مطلب به بررسی انواع متریال مورد استفاده برای ساخت شیر توپی خواهیم پرداخت. پس در ادامه این مسیر با ما همراه باشید.


شیر توپی (گازی) برنجی

شیر توپی برنجی عمدتا در فشارهای کاری 10 بار تا 100 بار و در سایزهای 1/4 تا 4 توسط برندهای مختلف تولید و عرضه می شوند. گستره بالای فشار کاری با توجه به محدوده پایین سایز شیر گازی برنجی نشان از وسعت کاربرد این شیر دارد. از شیر گازی برنجی در سیستم های گرمایش، تهویه مطبوع، بهداشتی، پنوماتیک، لوله­ های نفت، آب، شبکه های گازوییل و بنزین، بخار اشباع و به طور کلی برای مایعات غیر خورنده استفاده می شود. انواع شیر گازی برنجی سیم ایتالیا که توسط برند معروف چیمبریو ایتالیا تولید و عرضه می شوند، شیر توپی کیزایران و شیر گازی بهتراشان (بی تی اس) که توسط برندهای داخلی تولید می شوند، در بازار شیرآلات برنجی در دسترس است که هر کدام موارد مصرف و مزایای خود را دارا هستند.  

شیر گازی برنجی

شیر توپی کربن استیل و استنلس استیل 

خب، تا اینجای کار شیر توپی را شناختیم، با نحوه کار آن آشنا شدیم و شیر توپی برنجی و کاربرد آن را هم مشخص کردیم. شیرهای توپی کربن استیل و استنلس استیل از جمله شیرهای توپی هستند که اغلب کاربرد صنعتی دارند و تفاوت اصلی آن ها در خصوصیات متریال به کار رفته در تولید آن هاست. 

عموما جنس شیر توپی کربن استیل از متریال های ASTM A216 WCB، ASTM A352 LCB و ASTM A 105 می باشد که بنا به شرایط کاری مورد انتظار متریال مناسب انتخاب می شود. سه نوع اصلی شیر توپی کربن استیل عبارتند از شیر توپی فلنجدار کربن استیل، شیر توپی رزوه ای کربن استیل و شیر توپی جوشی کربن استیل. شاخص ترین ویژگی شیر توپی کربن استیل، گستره دمای کاری آن است. شیر توپی A216 WCB که برای دمای کاری بالا مناسب می باشد گستره دمای کاری قابل توجه (30-) تا 425 درجه سانتیگراد دارد به همین دلیل به آن High Temprature Carbon Steel Ball Valve (شیر توپی کربن استیل با دمای کارکرد بالا) نیز می گویند. در مقابل، شیر توپی A353 LCB برای دماهای پایین تر نیز کارآمد است. دمای کارکرد این نوع شیر توپی کربن استیل (46-) تا 340 درجه سانتیگراد است و به آن شیر توپی کربن استیل با دمای کاری پایین (Low Temprature Carbon Steel Ball Valve) نیز می گویند. 

شیر توپی کربن استیل (فولادی)


شیر توپی استنلس استیل نیز در سیستم هایی به کار می رود که سیال عبوری خواص خورندگی بالایی دارد. با این حال، این تنها مزیت شیر توپی استنلس استیل نیست؛ این نوع از شیرهای توپی نیز گستره دمای کارکرد بالایی دارند. اگر موافق هسیتد عجله نکنیم و قبل از اینکه به دمای کارکرد شیر توپی استنلس استیل بپردازیم، گریزی به انواع استنلس استیل مورد استفاده برای تولید این نوع شیر توپی بزنیم؛ چرا که شیر توپی استنلس استیل از جمله حساس ترین و خاص ترین شیرآلات صنعتی به شمار می رود.

 به طور عمومی استنلس استیل را در بازار شیرآلات صنعتی به دو نوع عمده استنلس استیل 304 و 316 تقسیم می کنند؛ اما کار به اینجا ختم نمی شود. شیر توپی استنلس استیل ممکن است از نوع ASTM A351 CF8M باشد که همان استیل 316 مصطلح است یا از نوع ASTM A351 CF8 که همان استیل 304 می باشد. همان طور که اشاره کردیم، علاوه بر دو دسته بالا، سه نوع دیگر از متریال استنلس استیل معمولا برای تولید شیر توپی استنلس استیل به کار می رود. این سه دسته عبارتند از استنلس استیل 304L، 316L و ASTM A 182 که در این مطلب مجال سخن گفتن در مورد جزئیات این متریال ها نیست، بنابراین در مطلبی جداگانه به مبحث شیر پروانه ای استنلس استیل خواهیم پرداخت. به طور کلی، سه نوع اصلی و رایج شیر توپی استنلس استیل عبارتند از شیر توپی فلنجدار استنلس استیل، شیر توپی رزوه ای استنلس استیل و شیر توپی جوشی استنلس استیل

شیر توپی استنلس استیل


شیر توپی UPVC (یو پی وی سی)

 تا به اینجای کار در مورد انواع جنس متریال مورد استفاده برای تولید شیر توپی حرف زدیم، در این میان نزدیک بود یکی از مهم ترین انواع شیرهای توپی را از قلم بیندازیم. پس اجازه دهید بحث متریال را با معرفی شیر یو پی وی سی به پایان برسانیم. شیر توپی یو پی وی سی نسبت به انواع فلزی آن مزیت هایی دارد که در این قسمت به برخی از این مزایا اشاره خواهیم کرد. 

شیر توپی یو پی وی سی بر خلاف شیر توپی فلزی، به راحتی با دست باز و بسته می شود و آببندی آن نیز به راحتی با دست قابل انجام است. این نوع شیر توپی در سایزهای 20 الی 110 میلیمتر تولید و عرضه می شوند و برای استفاده در محیط های اسیدی، قلیایی و همچنین برای سیالات حاوی ذرات با قابلیت رسوب مناسب هستند. از مهم ترین برندهای تولید کننده شیر توپی یو پی وی سی می توان به پیمتاش ترکیه و سی اچ اسپانیا اشاره کرد. برای مشاهده شیرآلات توپی کلیک نمایید.   

شیر توپی یو پی وی سی (UPVC)


شیرهای توپی از نظر نوع اتصال

شیرهای توپی با توجه به سیستمی که در آن به کار گرفته می شوند، شرایط کاری و نظر طراح می توانند اتصال متنوعی داشته باشند. هر یک از انواع شیرهای توپی بر اساس جنس متریال شیر، ممکن است چندین نوع اتصال داشته باشند اما برای هر متریال، با توجه به نیاز بازار اتصال رایج وجود دارد. شیر توپی برنجی عموما با اتصال رزوه ای (دنده ای) به صورت توپیچ، رو پیچ یا توپیچ – روپیچ مورد استفاده قرار می گیرند؛ هرچند نوع فلنجی آن نیز گاها مورد استفاده قرار می گیرد. در مورد انواع شیر توپی استنلس استیل و کربن استیل نیز معمولا اتصال رزوه ای و فلنجی پرکاربرد هستند و در مواردی از اتصال جوشی نیز برای اتصال این نوع شیرهای توپی استفاده می گردد.


مزایا و معایب شیر توپی

شیرهای توپی بادوام هستند و پس از طی چندین چرخه در سیستم، هنوز قابلیت کار دارند. می توان گفت که شیر توپی از دسته شیرهای جان سخت به شمار می روند و اگر در انتخاب فشار کاری و متریال آن ها (البته که اصالت شیر اگر مهم تر از این موارد نباشد، کم اهمیت تر هم نیست) دقت به خرج داده باشید می توانید مطمئن باشید نا امیدتان نخواهند کرد. سخن کوتاه می کنیم و می پردازیم به اصل داستان، یعنی مزایای شیر توپی. مزایای اصلی این نوع از شیرآلات عبارتند از:

  • قیمت پایین تر نسبت به سایر شیرها
  • بهره وری بالا
  • طول عمر بالا
  • آب بندی بالا
  • مقاوم در برابر ذرات موجود در سیال
  • عمل کردن سریع به دلیل ربع گرد بودن
  • یکپارچه بودن قطعات آن و عدم نیاز به روانکاری
  • وزن کم ساختمان فشرده نصب و بهره برداری آسان
  • گشتاور پایین مورد نیاز جهت باز و بسته کردن
  • استفاده از شیرهای توپی چند راهی برای تغییر جهت جریان


همان طور که در مورد تمام مصنوعات ساخت بشر صادق است، شیر توپی نیز در کنار تمام مزایایی که برخوردار است، معایبی نیز دارد. مهم ترین عیب شیر توپی مربوط به زمانی است که این شیر به اشتباه برای کنترل سیال حاوی ذرات استفاده شود. در چنین حالتی، این ذرات به مرور وارد در قسمت دریچه توپی شیر جمع می شوند و گیر می افتند و این عامل در طولانی مدت سبب سایش توپی می شود. علاوه براین، شیر توپی در مواردی که به منظور کنترل و تنظیم جریان استفاده می شود، عملکرد ضعیفی دارد و چنانچه سرعت سریال بالا باشد ضربات ناشی از برخورد سیال باعث سایش توپی شیر می شود؛ دلیل این عمر هم این است که شیر توپی برای کنترل جریان طراحی نشده است و جزو شیرهای قطع و وصل جریان محسوب می شود. 


تفاوت شیر توپی با شیر سوزنی

تفاوت اصلی بین شیر توپی و شیر سوزنی مربوط به نحوه بسته شدن شیر است. شیر سوزنی از یک ساقه و پلاگ تشکیل شده است که مخالف جریان وارد و مسیر سیال را سد می کند؛ در حالی که شیر توپی از یک توپی که هم راستا به جهت سیال گردش می کند و مسیر سیال را صد می کند. شیر سوزنی برای تنظیم جریان استفاده می شود، در حالی که بهتر است از شیر توپی به منظور قطع و وصل جریان، بدون افت فشار، استفاده کرد. 

برای چندین دهه، شیر سوزنی به عنوان استاندارد صنعت برای کنترل جریان سریال شناخته شده است.  این نوع شیر با حرکت عمودی ساقه به بالا و پایین مسیر سیال را مسدود و باز می کند. سایزهای کوچک تر این شیر عموما در کویل های آب سرد و گرم و از سایزهای بزرگتر آن برای کنترل جریان ورودی به چیلرها استفاده می شود. از محدویت های این نوع شیر می توان به زمان بالای مورد نیاز برای بسته شدن آن، به ویژه در سایزهای بالا، اشاره کرد. 

شیرتوپی با طراحی خاصی که دارد، از آببندی بسیار مناسبی برخوردار است و سال ها دوام و کارایی دارد. بنابراین، در موقعیت هایی که قطع و وصل جریان، بخصوص، حالت قطع کامل مدنظر است، شیر توپی گزینه مناسب تری نسبت به شیر سوزنی است. در مقابل، شیرهای سوزنی در موقعیتی که کنترل و تنظیم جریان هدف اصلی است عملکرد بهتری دارند. 


در این مطلب با کلیات شیر توپی، عملکرد و کاربرد و انواع شیر توپی آشنا شدیم. با این حال، دنیای شیرآلات بسیار وسیع تر از آن است که در یک مطلب بتوان آن را شرح داد. از طرفی، همواره سوالاتی وجود دارند و یا در حین کار عملی پیش می آیند که هر کدام به اندازه چندین مطلب جای توضیح دارند. اما هیچ نگران نباشید. علاوه بر سلسله مطالب آموزشی و معرفی، کارشناسان ما در مجموعه ولو ایران آماده پاشخگویی به سوالات فنی و مشاوره در مورد خرید انواع شیر توپی متناسب با مشخصات مدنظر شما عزیزان هستند. ما افتخار می کنیم که در این مسیر همراه شما هستیم.