شیر توپی یک شیر قطع کننده ای است که برای کنترل جریان مایع یا گاز از یک توپ دوار با سوراخ استفاده می کند. توپ چرخشی یک چهارم دور (90 درجه) به دور محور خود می چرخد تا جریان را از طریق شیر باز یا مسدود کند. این شیرآلات بیشتر به دلیل ماندگاری بیشتر و خاصیت آب بندی قابل اعتماد ترجیح داده می شوند. در مورد انتخاب شیرهای توپی گزینه های زیادی در بازار موجود است. با این حال، طیف گسترده ای از عملکرد، نوع اتصال، عملکرد مدار، مواد هوزینگ و بسیاری از معیارهای دیگر ، فرآیند انتخاب شیر را پیچیده می کند. این مقاله شما را در روند انتخاب شیر توپی راهنمایی می کند.
مرحله 1 : نوع عملیات
شیر توپی را می توان به صورت دستی ، الکتریکی یا پنوماتیک کار کرد. روشهای مختلف تحریک همه مزایا و معایب خود را دارند.
دستی : اگر بودجه کمی دارید، در هنگام نصب برق یا هوای فشرده ندارید، یا اگر به اتوماسیون احتیاج ندارید، باید یک شیر دستی توپی را انتخاب کنید. اگر شیر توپی باید مرتباً قطع یا وصل شود یا سیستم به صورت خودکار درآید، نباید از شیر دستی توپی استفاده کرد.
خودکار : تصمیم گیری بین یک شیر توپی برقی و یک شیر توپی پنوماتیک می تواند دشوار باشد. این امر معمولاً به آنچه در محل نصب وجود دارد (برق یا هوای فشرده) و گشتاور مورد نیاز (شیر شیر های توپی گشتاور بالاتری دارند، از پنوماتیک برای شیرهای اندازه بزرگتر استفاده می شود). شیرهای توپی برقی در مقایسه با شیرهای توپی پنوماتیک هزینه اولیه بالاتری دارند اما هزینه عملیاتی کمتری دارند. برای یک خرابی عمیق تر، مقاله شیر توپی برقی و پنوماتیک را بخوانید.
مرحله 2 : عملکرد مدار
شیرهای توپی ممکن است بر اساس تعداد پورت ها توابع مدار دو راهه، 3 راهه، 4 راهه یا 5 راهه داشته باشند.
شیرهای توپی دو راهه : متداول ترین شیرهای توپی هستند. این شیر ها مسیر ورودی مستقیم از ورودی به خروجی را فراهم می کنند.
شیر های توپی 3 راهه : شیرهای توپی 3 راهه دارای سه پورت بوده و یا دارای سوراخ L یا T هستند. نشانگرهای L و T به طراحی سوراخ داخلی اشاره دارد که جهت جریان را تعیین می کند. شیر توپی 3 طرفه با پورت T یا L امکان مخلوط کردن ، توزیع یا تغییر مسیر جهت جریان را برای کاربردهای مختلف فراهم می کند. این باعث می شود که این شیر برای کاربردهای گرمایش یا سرمایش آب ، مواد شیمیایی و روغن مناسب باشد.
شیرهای توپی 4 راهه : شیرهای توپی 4 راهه به اندازه شیرهای توپی 2 و 3 طرفه معمول نیستند ، اما دانستن تغییرات مهم است. شیر توپی 4 طرفه معمولاً در چهار نوع مختلف وجود دارد: پورت L ، پورت T ، پورت X (پورت LL) و مستقیم.
شیرهای توپی 5 راهه : به صورت شیر هایی با دو سوراخ L در دسترس هستند. این شیرهای 5 جهته نادر هستند.
مقاله ما را در مورد عملکرد مدار شیرهای توپی بخوانید تا درباره این موضوع بیشتر بدانید.
مرحله 3 : مواد بدنه
مواد محفظه شیر باید با محیط سیال مورد استفاده سازگار باشد. مواد معمول و ویژگی های آنها عبارتند از:
برنجی
- مناسب برای رسانه های خنثی و غیر خورنده.
- برنج همه کاره ، بادوام و مقاوم در برابر دماهای بالا است.
- برای آب نمک (آب دریا) ، آب مقطر ، اسیدها و کلریدها مناسب نیست.
PVC
- مناسب برای محیط های خورنده مانند آب دریا ، اکثر اسیدها و بازها ، محلول های نمکی و حلال های آلی.
- مقاوم در برابر هیدروکربن های معطر و کلر نیست.
- دامنه دما و فشار نسبت به برنج و فولاد ضد زنگ کمتر است.
استنلس استیل
- مقاومت شیمیایی عمومی بسیار خوب تقریباً نسبت به هر محیطی.
- بسیار مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر دما و فشارهای بالا.
- برای اسید کلریدریک ، کلریدها ، برم و سفید کننده مناسب نیست. از طرف دیگر ، آب استخر شنا غلظت کمی کلرید دارد بنابراین استفاده از فولاد ضد زنگ در اینجا امکان پذیر است
مرحله 4 : مهر و موم
شیرهای توپی دارای دو آب بندی هستند. حلقه های سیتت ، که در اطراف توپی روی ورودی و خروجی قرار دارد و یک حلقه O برای مهر و موم ساقه. به طور معمول ، حلقه های نشیمن از PTFE ساخته می شوند. برای هر دو مهر و موم ، مواد مهر و موم باید با محیط سیالی که برای استفاده استفاده می شود سازگار باشد. مواد معمول و ویژگی های آنها عبارتند از:
EPDM
- EPDM برای آب ، بخار ، کتون ، الکل ها ، مایعات ترمز ، اسیدها / قلیاها در غلظت کم بسیار مناسب است.
- مقاومت عالی در برابر تأثیرات آب و هوایی و ازن.
- محدوده دمای کار معمولی بین -10 درجه و 130 درجه سانتیگراد.
FKM (Viton)
- FKM دارای مقاومت شیمیایی عالی در برابر روغنها و حلالهایی مانند آلیفاتیک ، هالوکربنهای معطر ، اسیدها ، روغنهای حیوانی و گیاهی است.
- محدوده دمای کار معمولی بین -10 درجه سانتیگراد تا 120 درجه سانتیگراد.
- این دارای خواص مکانیکی خوب ، مقاومت در برابر فشار و مناسب برای دمای بالا (نه برای آب گرم / بخار) است.
NBR
- NBR مقاومت خوبی در برابر فشار ، پارگی و سایش دارد.
- سازگار با فرآورده های روغنی ، حلالها و الکل.
- دمای کار معمولی تا 80 درجه سانتیگراد.
PTFE ( تفلون )
- PTFE تقریباً در برابر کلیه مایعات مقاوم است.
- PTFE نسبتاً سخت است. این امر آن را برای فشارهای عملیاتی و دمای بالاتر مناسب می کند.
- محدوده دمای کار معمولی بین -30 درجه سانتیگراد تا 180 درجه سانتیگراد
Polyoxymethylene
- POM برای کاربردهای فشار بالا و دمای پایین مناسب است.
CSM (هایپالون)
- هایپالون به دلیل مقاومت در برابر مواد شیمیایی ، درجه حرارت شدید و اشعه ماورا بنفش مورد توجه قرار گرفته است.
مرحله 5 : نوع و اندازه اتصال
اتصالات شیر توپی اندازه و انواع مختلفی برای اتصال آنها به سیستم وجود دارد. موارد رایج عبارتند از:
- شیر توپی رزوه ای : اتصالات رزوه ای متداول ترین نوع اتصال است و در طیف وسیعی از کاربردهای دما و فشار مورد استفاده قرار می گیرد.
- شیر توپی فلنج دار : این شیرهای توپی دارای اتصال فلنجی برای اتصال پورت به سیستم لوله کشی هستند. این شیرها اغلب روی لوله های با اندازه بزرگتر استفاده می شوند. انتخاب شیر توپی فلنجی مستلزم در نظر گرفتن درجه بندی فشار و کلاس فشرده سازی فلنج است، که نشان دهنده بالاترین فشار تحمل آن است.
- شیر توپی جوشی : در اتصال جوش داده شده ، شیر توپی مستقیماً به لوله جوش داده می شود. این نوع اتصال برای برنامه هایی که به نشت صفر نیاز است مناسب است.
- سوپاپ توپی یونیون : این شیرها در هر درگاه اتصال سوکت حلال(چسب ) دارند. هنگام نصب شیر می توان قسمت مرکزی شیر را به راحتی جدا و خارج کرد. این برای تعمیر و نگهداری سریع در سیستم جریان مناسب است.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع اتصال شیر توپی، مقاله فنی ما را در مورد انواع اتصال شیر توپی بخوانید.
مرحله 6 : ضریب جریان (Kv)
ضریب جریان یا مقدار Kv به صورت دبی در متر مکعب در ساعت آب در دمای 20 درجه سانتیگراد با افت فشار 1 بار بیان می شود. ضریب جریان را می توان به صورت زیر محاسبه کرد :
جایی که :
Kv = ضریب جریان
Q = سرعت جریان (متر مکعب در ساعت)
dP = دیفرانسیل فشار (نوار)
SG = وزن مخصوص (آب = 1)
مرحله 7 : فشار
اطمینان حاصل کنید که شیر توپی می تواند حداقل و حداکثر فشارهای موجود در سیستم را تحمل کند. مواد بدنه به تعیین دامنه فشار شیر توپی کمک می کند. برای حداکثر فشار ، فولاد ضد زنگ معمولاً بیشترین درجه بندی را دارد و پس از آن بدنه های برنجی و سپس پی وی سی قرار دارند. برای تأیید دامنه فشار مناسب ، مهم است که صفحه داده شیر خود را مرور کنید
محله 8 : دما
اطمینان حاصل کنید که متریال شیر می تواند حداکثر و حداقل دما مورد نیاز عملکرد شما را تحمل کند. بدنه و مهر و موم به طور معمول محدوده دمایی یک شیر توپی را تعیین می کند. دامنه های معمول در زیر است ، اما برای تأیید صفحه داده شیر سوپاپ خود را مرور کنید.
- شیر توپی برنجی: -20 درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگراد (-4 درجه فارنهایت تا 140 درجه فارنهایت)
- شیر توپی پی وی سی: -10 درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگراد (14 درجه فارنهایت تا 140 درجه فارنهایت)
- شیر توپی فولادی ضد زنگ: -40 ° C تا 220 ° C (-40 ° F تا 428 ° F)
مرحله 9 : مصوبات و استانداردها
بسته به نوع کاربرد ، ممکن است لازم باشد شیرهای توپی با استانداردهای خاصی ساخته شوند یا از نهادهای نظارتی تأییدیه دریافت کنند تا با برخی از برنامه ها مانند برنامه های کاربردی آب آشامیدنی یا گاز مورد استفاده قرار گیرند.
- آب آشامیدنی : تأییدیه های WRAS ،KIWA یا DVGW
- گاز: تأییدیه های DVGW یا EN-331.
- ATEX: مقررات ATEX دو دستورالعمل اتحادیه اروپا است که جزئیات حداقل نیازهای ایمنی برای محل کار و تجهیزات مورد استفاده در محل های قابل انفجار را شرح می دهد.
برای مثال
یکی از رایج ترین کاربردهای شیر توپی برای خط آب مسکونی است. ما مراحل انتخاب این شیر توپی را بر اساس مراحل مشخص شده در بالا طی می کنیم.
نوع عملکرد : ما می توانیم یک شیر توپی دستی انتخاب کنیم زیرا این برنامه نیازی به اتوماسیون ندارد و می تواند به صورت دستی کار کند.
عملکرد مدار : ما در این حالت می توانیم یک شیر توپی دو طرفه با مسیر جریان مستقیم انتخاب کنیم.
مواد بدنه : بدنه سازنده برنج به دلیل سازگاری با آب مناسب است.
مواد آب بندی : ما باید مهر و موم PTFE را به دلیل سازگاری آن با آب آشامیدنی انتخاب کنیم.
اندازه نوع اتصال : ما می توانیم یک شیر توپی استاندارد / رزوه ای برای کاربردهای آب آشامیدنی انتخاب کنیم.
ضریب جریان (Kv) : ما می توانیم مقدار Kv را با دانستن فشار ورودی ، فشار خروجی و میزان جریان آب در متر مکعب در داخل محل سکونت محاسبه کنیم. با این حال، برای کاربردهای معمول مانند یک خط آب مسکونی ، اغلب می توان اندازه لوله اطراف آن را اندازه کرد تا مقدار Kv.
فشار : یک شیر برنجی می تواند حداکثر فشار تا 80 بار را تحمل کند ، که برای اهداف ما کافی است.
دما : شیر باید بتواند در محدوده دمای 20- تا 60 درجه سانتیگراد مقاومت کند. بنابراین ، شیر برنجی بهترین است.
مصوبات : اگر برای آب آشامیدنی استفاده می شود، اطمینان حاصل کنید که شیر برای استفاده در آب آشامیدنی تأیید شده است.
