تنظیم دقیق تر جریان سیال با استفاده از شیر توپی پنوماتیک

به شیر توپی از انواع شیر پنوماتیک است که به آن شیر سوپاپی نیز گفته می‌شود. این شیر توپی یکی از مدل‌ ها و انواع فلو کنترل پنوماتیک است. شیر کنترل پنوماتیک، شیر کنترل جریان است و از این قطعه برای کاهش سرعت جریان در سیستم‌ های پنوماتیک استفاده می‌شود که در صنعت بسیار کاربرد دارد. در ادامه این مطلب درباره شیر توپی پنوماتیک بیشتر صحبت خواهیم کرد.

انواع شیر توپی

شیر سوپاپ یا همان شیر توپی پنوماتیک براساس یک توپ، طراحی شده است. زمانی که سوراخ توپ با جریان به صورت ردیفی قرار می‌گیرد، شیر باز می‌شود. هنگام چرخش توپ، بسته خواهد شد. این شیرهای پنوماتیک در بسیاری از چرخه‌ها با دوام و قابل اطمینان هستند.
شیرهای توپی دو حالت مختلف دارد:

شیر باز

همچنین وقتی نشانگر موقعیت شیر, باز بودن شیر را نشان دهد سوراخ توپی شیر در امتداد مسیر خط لوله قرار می گیرد.در این حالت جریان امکان عبور از میان آن را دارد.

شیر بسته

در حالتی که توپی شیر چرخش ۹۰ درجه (ربع گرد) را دارد, مجرای آن عمود بر جهت جریان قرار گرفته که جریان امکان عبور از داخل آن را ندارد. نشانگر موقعیت شیر, بسته بودن آن را نشان میدهد که به معنی بسته بودن شیر است.

شیرهای توپی پنوماتیک چه کاربردهایی دارد؟

کاربرد شیرهای توپی پنوماتیکی

• کاربرد این شیرها برای خرید شیر توپی پنوماتیک به شرح زیر است:
• سیستم های آب و فاضلاب
• کشتی ها
• صنایع شیمیایی
• صنایع اطفا حریق
• صنایع خودروساز
• صنایع پلاستیک
• صنایع نساجی
• صنایع فلزی
• صنایع دارویی

مزایای شیر توپی پنوماتیک

•  بدلیل ساختمان ساده این نوع شیر تعمیر و نگهداری آسان تر و کم هزینه تری نسبت به سایر شیرآلات صنعتی دارد.
• بسیار از شیرآلات صنعتی مشابه سبکتر میباشد و نصب آن بسیار ساده است.
• در حالت باز بودن شیر به صورت کامل جریان سیال یکنواخت بوده و در حالت بسته نیز به صورت کامل جریان سیال قطع میگردد.
• در شیرتوپی افت فشاری تقریبا برابر با صفر خواهیم داشت.
• در این نوع شیر نیازی به سیستم روانکاری وجود نخواهد داشت.
• استفاده از شیر توپی چندراهی برای تغییر مسیر جریان.

تنظیم شیر توپی پنوماتیک

تنظیم دقیق تر جریان سیال با استفاده از شیر توپی پنوماتیک

شیرهای توپی از تجهیزات کاربردی و مهم سیستم های پنوماتیک هستند که وظیفه باز و بسته کردن جریان سیال را به داخل سیستم دارند. در بازار مصرف به این شیرها، شیرهای بال ولو نیز اطلاق می شود. شیرهای توپی از جمله شیرهای مخروطی شکل هستند که قسمت مسدود کننده سیال در آن ها به شکل کره است. برای آشنایی بیشتر با شیر توپی پنوماتیک و نحوه عملکرد آن تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

شیرهای توپی بسیار با دوام هستند و در صورت استفاده طولانی مدت از آن ها کارایی خود را از دست نمی دهند. این شیرها وزن بسیار کمی دارند و نصب آن ها در سیستم های پنوماتیک آسان است. علاوه بر این برای باز و بسته شدن این شیرها در سیستم، نیروی کمی مصرف می شود.

شیر توپی پنوماتیک چه انواعی دارد

انواع شیر توپی پنوماتیک

یک شیر توپی پنوماتیک را با توجه به کاربردی که از آن می‌خواهید داشته باشید، باید انتخاب کنید. شیرهایی با دریچه‌های توپی پنوماتیک، برای کنترل جریان یک رسانه، مایع یا گاز، با استفاده از یک توپ چرخان با یک سوراخ استفاده می‌شوند. توپ چرخان توسط یک محرک پنوماتیک که توانایی چرخاندن آن را دارد، کنترل خواهد شد. شیر توپی به دلیل عملکرد ساده، داشتن اطمینان کافی، عمر طولانی و کاربردهای وسیع، یکی از متداول‌ترین شیرآلاتی است که در صنعت پنوماتیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر به انواع این شیرها اشاره می‌کنیم.

شیرهای توپی پنوماتیکی ۲ طرفه

این شیر توپی پنوماتیک دو پورت ورودی و خروجی دارد. رسانه عبوری از این شیر از یک سو به سوی دیگر جریان دارد و از شیر برای باز یا بسته شدن جریان استفاده می‌شود. به شیر توپی دو طرفه معمولاً شیر خاموش می‌گویند.

دریچه‌های توپی پنوماتیک ۳ طرفه

این شیر پنوماتیک، سه پورت دارد. پورت سوم به صورت مستقیم در توپ نیست، بلکه به شکل L یا T قرار دارد. پورت سوم، عملکردهای مختلف مدار (جهت جریان) شیر را ایجاد می‌کند. از این شیر توپی پنوماتیک برای توزیع، مخلوط کردن یا هدایت جریان در جهت مورد نظر، استفاده می‌شود. بنابراین، هر یک از ۳ پورت می‌تواند به عنوان ورودی یا خروجی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین لازم به ذکر است تجهیزات جانی شیر توپی پتوماتیک شامل دریچه‌های توپی با استاندارد ISO مناسب برای محرک پنوماتیک است. برای سفارش شیر توپی پنوماتیک میتوانید از فروشنده های تجهیزات صنعتی کمک بگیرید. قیمت شیر توپی پنوماتیک نیز با توجه به قیمت ارز و نرخ تورم متغیر می باشد به همین خاطر توصیه می کنیم که قبل از خرید از قیمت های روز محصولات مطلع شوید.

شیر توپی استیل

شیر توپی نوعی شیر ربع گرد است که عضو مسدودکننده جریان آن به صورت یک کره سوراخ دار است که حول یک محور عمودی نسبت به جهت جریان سیال دوران می‌نماید. وقتی سوراخ در راستای جریان قرار بگیرد شیر باز بوده و وقتی سوراخ عمود بر مسیر جریان قرار بگیرد شیر بسته می‌شود. وقتی دسته شیر در راستای مسیر قرار داشته باشد نشانگر باز بودن شیر و وقتی دسته آن عمود بر مسیر جریان باشد نشانگر بسته بودن شیر می‌باشد. این شیرها بسیار بادوام بوده و حتی پس از استفاده نکردن طولانی بسیار قابل اطمینان هستند.

این خواص باعث شده که این شیرها در بسیاری از کاربردها بر شیرهای نوع دروازه ای و کروی پیشی بگیرند. خواص عالی شیرهای توپی باعث شده این شیرها در کاربردهای گسترده صنعتی راه پیدا کنند و برای فشارهایی تا ۱۰۰۰ بار و دماهایی تا ۴۰۰ درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار گیرند. یکی از عیوب شیرهای توپی این است که می‌توانند سیال را در محفظه میانی به دام بیاندازند و اگر این سیال تخلیه نگردد می‌تواند در یخبندان باعث ترک خوردن بدنه گردد.

شیر توپی نوعی شیر ربع-گرد است که عضو مسدودکننده جریان آن به صورت یک کره سوراخ دار است که حول یک محور عمودی نسبت به جهت جریان سیال دوران می‌نماید. وقتی سوراخ در راستای جریان قرار بگیرد شیر باز بوده و وقتی سوراخ عمود بر مسیر جریان قرار بگیرد شیر بسته می‌شود. شیر توپی پنوماتیک انواع مختلفی مانند دو طرفه و سه طرفه دارد. یک شیر توپی پنوماتیک را با توجه به کاربردی که از آن می‌خواهید داشته باشید، باید انتخاب کنید. شیرهایی با دریچه‌های توپی پنوماتیک، برای کنترل جریان یک رسانه، مایع یا گاز، با استفاده از یک توپ چرخان با یک سوراخ استفاده می‌شوند. توپ چرخان توسط یک محرک پنوماتیک که توانایی چرخاندن آن را دارد، کنترل خواهد شد.

انتخاب شیر توپی پنوماتیک

نحوه انتخاب شیر توپی پنوماتیک

شیر توپی پنوماتیک با چرخش ۹۰ درجه ای خود، مسیر عبور سیال را در سیستم مسدود یا باز می کند. این شیرها به دلیل سرعت عمل خود در بسیاری از پروژه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. برای انتخاب بال ولو مناسب برای هر سیستم باید موارد زیر را مدنظر قرار داد:

سایز لوله

شیرهای توپی در سایز ها و اندازه های مختلف ساخته می شوند و هر کدام برای استفاده در سیستم پنوماتیک خاصی مناسب هستند. قطر برخی از این شیرها نسبت به خط لوله اصلی کمتر و قطر برخی از شیرهای توپی با خط لوله اصلی برابر است. این نوع طراحی سبب شده تا بال ولو بتواند به راحتی جریان سیال را در سیستم کنترل کند.

فشار کاری

فشار کاری از دیگر مواردی است که باید در هنگام انتخاب شیرهای توپی به آن دقت کنید. برخی از این شیرها تحمل فشارهای بالا را دارند که به آن ها شیرهای فشار قوی گفته می شود اما بعضی از شیرها فقط برای فشارهای پایین طراحی شده اند.

نوع سیال

نوع سیال به کار رفته در سیستم پنوماتیک، عامل مهمی برای خرید انواع بال ولو است. شیرهای توپی باید در برابر سیال به کار رفته در سیستم مقاوم باشند و هیچ گونه واکنش شیمیایی با آن نشان ندهند.

درجه حرارت سیال

قبل از خرید شیرهای پنوماتیک باید از درجه حرارت سیال سیستم آگاهی داشته باشید تا بتوانید بال ولویی را انتخاب کنید که بیشترین مقاومت را در برابر درجه حرارت این سیال داشته باشد. در این صورت سیستم شما به خوبی به فعالیت خود ادامه خواهد داد. اغلب شیرهای توپی با تغییرات دما سازگار هستند. این ویژگی سبب شده تا این شیرها برای استفاده در محیط های مختلف مناسب باشند.

نوع اتصال شیر توپی پنوماتیک به خط پایپینگ

توجه به اتصالات سیستم های پنوماتیک را برای انتخاب شیر مناسب فراموش نکنید. اتصالات سیستم های پنوماتیک به ۳ دسته اتصالات مستقیم، اتصالات زانویی و اتصالات T شکل طبقه بندی می شوند که هر کدام کاربردهای ویژه خود را دارند.

ساختار ظاهری شیر توپی پنوماتیک

دسته بندی بال ولو از نظر ساختمان ظاهری بدنه

شیرهای توپی از لحاظ شکل ظاهری و ساختمان بدنه خود به ۴ دسته زیر تقسیم بندی می شوند. توجه داشته باشید که شیرهای چند تکه به وسیله پیچ و مهره به هم وصل می شوند.

بال ولو تمام جوش (Welded Body)

در ساختار بدنه بال ولو تمام جوش همانگونه از نام آن مشخص است، پیچ و مهره ای دیده نمی شود و تمام قسمت های آن توسط جوشکاری به هم متصل شده اند. به همین دلیل هیچ گونه نشتی ندارند و  برای عبور گازها و سیالات سمی مناسب هستند. صنایع دریایی، صنایع زیر زمینی از جمله موارد استفاده برای این نوع بال ولو هستند.

بال ولو با ورودی بالایی (Top Entry)

در اغلب موارد شیرهای با ورودی از بالا دارای بدنه یکپارچه هستند و جنس آن ها از استیل ضد زنگ می باشد. در فرایند تولید بال ولو های ورود از بالا باید عملیات ریخته گری استفاده شود. به همین دلیل تولید آن ها زمان بیشتری می برد؛ بنابراین قیمت بالاتری نیز دارند.

بال ولو باورودی از بالا و ویژگی های آن

بال ولو با ورودی از پایین (End Entry)

این نوع شیر توپی ورود سیالات را از قسمت زیرین به داخل سیستم فراهم می کند. از این نوع بال ولو برای جلوگیری از باز شدن ناگهانی شیر در صورت خطای سیستم استفاده می‌شود.

بال ولو بدنه چند تکه (Split Body) ورودی جانبی (Side Entry)

ساختار بدنه این نوع بال ولوها از چند بخش ساخته شده که توسط پیچ و مهره به هم وصل می شوند. این مدل از شیرهای توپی برای عبور سیالات ساده و بی خطر مناسب هستند زیرا به دلیل یکپارچه نبودن بدنه، احتمال نشت سیال در آن ها بالا است.

بال ولوهای چند تکه یا ورودی جانبی یک مزیت بسیار مهم نسبت به بال ولوهای یکپارچه دارند، آن هم این است که قابلیت تعمیر دارند.

بررسی شیرهای پنوماتیک

تفاوت بین ورودی جانبی و بالایی بال ولو

شیرهای ورودی جانبی از قطعات مختلفی ساخته می شوند و اتصال آن ها به وسیله پیچ و مهره است اما شیرهای توپی بالایی ساختاری یکپارچه دارند. یکپارچه بودن ساختار این نوع شیرها سبب استحکام بیشتر شیر می شود.

یکی دیگر از تفاوت های شیرهای ورودی بالا و ورودی جانبی نحوه تعمیر آن ها است. بالایی بال ولوها را می توان همانگونه که در سیستم نصب شده اند تعمیر کرد اما برای تعمیر شیرهای ورودی بغل باید آن ها را از سیستم پنوماتیک باز کرد.

شیر توپی شناور

شیر توپی شناور، شیری همراه با یک توپ خالی بوده که داخل بدنه شناور است. این موضوع باعث شده تا شیر بتواند چرخش ۹۰ درجه داشته باشد. شفت (میله ای دورانی که برای انتقال نیرو استفاده می شود) از قسمت بالا به توپ متصل است و اجازه حرکات جانبی زیاد را به توپ نمی دهد. به این ترتیب فشار به مجرای مسدود کننده سیال وارد می شود و سبب قطع یا وصل جریان سیال در سیستم می شود.

از شیر توپی شناور برای استفاده در مواردی که فشار سیال کم است استفاده می شود.

شیر توپی ترونیون

طراحی شیرهای ترونیون به گونه ای است که توپ داخل محفظه ای محکم قرار داشته و حرکت آن از ۴ طرف محدود است. این شیرها کارایی بسیار بالایی دارند و برای جریان هایی با فشار بالا مناسب هستند. شیرهای ترونیون برای باز یا مسدود کردن جریان، نیروی کمتری لازم دارند.

معرفی شیر توپی ترونیون

بال ولو فول بور (Full Bore)

این نوع شیر به گونه ای ساخته شده است که قطر توپ با قطر خط لوله اصلی برابر است. این ساختار باعث می شود که در مسیر عبور سیال هیچ گونه افت فشاری اتفاق نیفتد. تمیز کردن بال ولو فول بور از انواع دیگر راحت تر است. به همین دلیل در سیستم هایی استفاده می شود که نیاز به تمیزی مداوم دارند.

بال ولو ردیوس بور (Reduced Bore)

قطر توپی در بال ولو ردیوس بور کمتر از قطر خط لوله اصلی است. این موضوع سبب می شود تا در سیستم پنوماتیک افت فشار اتفاق بیفتد. استفاده از این شیرها برای سیستم هایی که نیاز به فشار سیال بالا ندارند، مناسب است.

معرفی بال ولوها از لحاظ قطر توپی

بال ولو V-Port

این نوع بال ولو همان طور که از نام آن بر می آید، به شکل حرف V است. این طراحی به این علت است که بتوان به راحتی جریان سیال را در سیستم پنوماتیک کنترل کرد. معمولا توپی های V شکل به همراه یک کنترل کننده الکتریکی به سیستم پنوماتیک وصل می شوند تا کنترل جریان راحت تر انجام شود.

متریال شیرهای توپی

انواع متریال تشکیل دهنده شیر توپی

امروزه شیرهای توپی از جنس های مختلف تولید می شوند که بسته به نوع مواد به کار رفته در آن، قیمت این شیرها فرق می کند. رایج ترین مواد به کار رفته در شیرهای توپی به شرح زیر است:

• الاستومر
• دلرین
• پلی اتیلن
• تفلون تقویت شده
• نایلون
• گرافیل
• ویتون

انواع آلیاژ بدنه شیرهای توپی

در ساخت بدنه شیرهای توپی نیز از آلیاژهای متفاوتی استفاده می شود. هر چه کیفیت مواد به کار رفته در بدنه کیفیت بالاتری داشته باشد، استحکام شیر بیشتر خواهد بود. فولاد ضد زنگ از رایج ترین و بهترین آلیاژهای به کار رفته در بدنه این محصولات است.

سایر آلیاژهای به کار رفته در ساخت بدنه بال ولوها:

• فولاد کربن
• فولاد برای کاربردهای دما پایین
• فولادهای آلیاژی با مقاومت بالا
• فولاد دوبلکس و سوپر دوپلکس
• آلیاژهای نیکل
• برنج
• برنز
• کروم
• تیتانیوم
• پی وی سی
• CPVC

نتیجه گیری

شیرهای توپی از تجهیزات جانبی پرکاربرد در سیستم های پنوماتیک هستند که وظیفه اصلی آن ها قطع و وصل کردن جریان ورودی به سیستم است. بیشتر این شیرها عملکرد سریعی دارند و چرخش آن ها ۹۰ درجه است؛ بنابراین گزینه ای مناسب برای استفاده در سیستم های پنوماتیک هستند.برای خرید شیرهای پنوماتیک باید کیفیت و مقاومت آن ها در برابر خوردنگی سیالات مختلف و میزان تحمل آن ها در برابر فشار سیالات را در نظر بگیرید. امروزه شرکت های مختلفی اقدام به تولید شیرهای پنوماتیک کرده اند؛ بنابراین باید قبل از خرید از معتبر بودن برند تولیدی شیر اطمینان داشته باشید.

اگر در این زمینه اطلاعات کافی را ندارید، باید از متخصصان در این زمینه کمک بگیرید. بازرگانی آراز فخر آذر با بیش از ۱۲سال سابقه فعالیت در زمینه تامین تجهیزات پنوماتیک، یکی از بهترین فروشگاه ها برای خرید این تجهیزات است. محصولات آراز فخر از بهترین برندهای داخلی و خارجی با بالاترین کیفیت هستند.شما عزیزان می توانید با مراجعه به وب سایت پاسکال استور، تنوع بالای محصولات را مشاهده کرده و در صورت نیاز به راهنمایی بیشتر با کارشناسان ما در بخش پشتیبانی در ارتباط باشید.

منابع: tameson

شرکت مهندسی و بازرگانی آراز فخر آذر

سوالات متداول

انواع آلیاژ بدنه شیرهای توپی چیست؟

شیر های توپی از انواع آلیاژ برنج، برنز، کروم، تیتانیوم و … ساخته شده است.

به چه مواردی در خرید و انتخاب شیر توپی پنوماتیک باید توجه کنیم؟

لازم است که به مواردی مثل سایز لوله، فشار کاری،نوع سیال و درجه حرارت سیال در زمان خرید شیر توپی پنوماتیک توجه کرد.