راهنمای انتخاب و خرید شیر توپی

شیر توپی یک شیر قطع کننده است که از یک توپ چرخشی با سوراخ برای کنترل جریان مایع یا گاز استفاده می کند. توپ دوار یک ربع دور (90 درجه) حول محور خود چرخانده می شود تا جریان از طریق شیر مسدود شود. این شیرها بیشتر به دلیل عمر طولانی تر و خاصیت آب بندی قابل اعتماد ترجیح داده می شوند.در مورد انتخاب شیرهای توپی گزینه های زیادی در بازار وجود دارد. با این حال، طیف گسترده عملیات، نوع اتصال، عملکرد مدار، مواد محفظه و بسیاری از معیارهای دیگر فرآیند انتخاب شیر را پیچیده می‌کند. این مقاله شما را با فرآیند انتخاب شیر توپی آشنا می کند.

مرحله 1: نوع عملگر

شیر توپی را می توان به صورت دستی، الکتریکی یا پنوماتیکی استفاده کرد. روش های مختلف تحریک همگی مزایا و معایب خود را دارند.

شیر توپی دستی

• اگر بودجه کمی دارید
• در هنگام نصب برق/هوای فشرده ندارید
• اگر به اتوماسیون نیاز ندارید

باید یک شیر توپی دستی انتخاب کنید. اگر شیر توپی نیاز به روشن/خاموش مکرر داشته باشد یا سیستم باید خودکار شود، نباید از شیر توپی دستی استفاده کرد.

شیر توپی خودکار

تصمیم گیری بین یک شیر توپی الکتریکی و یک شیر توپی پنوماتیکی می تواند دشوار باشد. معمولاً به آنچه در محل نصب در دسترس است (برق یا هوای فشرده) و گشتاور مورد نیاز (شیرهای توپی پنوماتیک گشتاور بالاتری دارند، بنابراین برای شیرهایی با اندازه بزرگتر از پنوماتیک استفاده می‌شود) است.

شیرهای توپی برقی در مقایسه با شیرهای توپی پنوماتیکی هزینه اولیه بالاتر اما هزینه عملیاتی کمتری دارند. برای تجزیه و تحلیل عمیق تر، مقاله شیر توپی الکتریکی در مقابل پنوماتیک ما را بخوانید.

مرحله 2: جهت جریان

شیرهای توپی ممکن است بر اساس تعداد پورت ها، عملکرد دو طرفه، 3 طرفه، 4 طرفه یا 5 طرفه داشته باشند.

1. شیرهای توپی دو طرفه: رایج ترین شیرهای توپی هستند. این شیرها یک مسیر جریان مستقیم از ورودی به خروجی را فراهم می کنند.
2. شیرهای توپی 3 طرفه: شیرهای توپی 3 طرفه دارای سه پورت هستند و با سوراخ L یا T در دسترس هستند. نامگذاری L و T به طراحی سوراخ داخلی اشاره دارد که جهت جریان را تعیین می کند.
3. یک شیر توپی 3 طرفه با یک پورت T یا L امکان مخلوط کردن، توزیع یا تغییر جهت جریان را برای کاربردهای مختلف می دهد. این باعث می شود این شیر برای کاربردهای گرمایش یا سرمایش آب، مواد شیمیایی و روغن ها مناسب باشد.
4. شیرهای توپی 4 طرفه: شیرهای توپی 4 طرفه به اندازه شیرهای توپی 2 و 3 طرفه رایج نیستند، اما دانستن تغییرات مهم است. یک شیر توپی 4 طرفه معمولاً در چهار نوع مختلف موجود است: پورت L، پورت T، پورت X (LL-port) و مستقیم.
5. دریچه های توپی 5 طرفه: به عنوان دریچه هایی با سوراخ L دوبل عمود موجود هستند. شیرهای 5 طرفه نادر هستند.

مقاله ما در مورد عملکرد مدار شیرهای توپی را بخوانید تا در مورد این موضوع بیشتر بدانید.

مرحله 3: جنس محفظه

مواد محفظه شیر باید با محیط سیال مورد استفاده برای کاربرد سازگار باشد. مواد متداول و ویژگی های آنها عبارتند از:

    برنج

• مناسب برای رسانه های خنثی و غیر خورنده.
• بادوام و مقاوم در برابر دماهای بالا است.
• برای آب نمک (آب دریا)، آب مقطر، اسیدها و کلریدها مناسب نیست.

    پی وی سی

• مناسب برای محیط های خورنده مانند آب دریا، اکثر اسیدها و بازها، محلول های نمکی و حلال های آلی.
• در برابر هیدروکربن های آروماتیک و کلردار مقاوم نیست.
• محدوده دما و فشار کمتر از برنج و فولاد ضد زنگ است.

   فولاد ضد زنگ

• مقاومت شیمیایی عمومی بسیار خوب تقریباً به هر محیطی.
• بسیار مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر دما و فشار بالا.
• برای اسید هیدروکلریک، کلرید، برم و سفید کننده مناسب نیست. از طرف دیگر، آب استخر شنا دارای غلظت کلرید پایینی است، بنابراین استفاده از فولاد ضد زنگ در اینجا امکان پذیر است.

مرحله 4: مهر و موم و آب بندی

شیرهای توپی دارای دو مهر و موم هستند. حلقه های نشیمنگاه که در اطراف توپ در ورودی و خروجی قرار دارند و یک حلقه اورینگ برای مهر و موم کردن ساقه. به طور معمول، حلقه های صندلی از PTFE ساخته شده اند.

برای هر دو مهر و موم، مواد مهر و موم باید با محیط سیال مورد استفاده برای کاربرد سازگار باشد. مواد متداول و ویژگی های آنها عبارتند از:

  EPDM

• EPDM برای آب، بخار، کتون ها، الکل ها، مایعات ترمز، اسیدها/قلیاها در غلظت های پایین بسیار مناسب است.
• مقاومت عالی در برابر تأثیرات آب و هوا و ازن.
• محدوده دمای عملیاتی معمولی بین -10 درجه و 130 درجه سانتیگراد.

  FKM (Viton)

• FKM مقاومت شیمیایی کلی در برابر روغن‌ها و حلال‌هایی مانند آلیفاتیک، هالوکربن‌های معطر، اسیدها، روغن‌های حیوانی و گیاهی دارد.
• محدوده دمای عملیاتی معمولی بین -10 تا 120 درجه سانتیگراد.
• دارای خواص مکانیکی خوب، مقاومت در برابر فشرده سازی و مناسب برای دماهای بالا (نه برای آب گرم/بخار).

   NBR

• NBR مقاومت خوبی در برابر فشار، پارگی و سایش دارد.
• سازگار با فرآورده های نفتی، حلال ها و الکل.
• دمای عملیاتی معمولی تا 80 درجه سانتیگراد.
• PTFE تقریباً در برابر تمام مایعات مقاوم است.
• PTFE نسبتا سخت است. این باعث می شود آن را برای فشارهای کاری و دماهای بالاتر مناسب کند.
• محدوده دمای عملیاتی معمولی بین -30 درجه سانتیگراد تا 180 درجه سانتیگراد.

  پلی اکسی متیلن

• POM برای کاربردهای فشار بالا و دمای پایین مناسب است.
• به دلیل مقاومت در برابر مواد شیمیایی، دمای شدید و اشعه ماوراء بنفش مورد توجه قرار گرفته است.

مرحله 5: نوع و اندازه اتصال

اندازه ها و انواع مختلفی از اتصالات شیر توپی برای اتصال آنها به یک سیستم وجود دارد. موارد رایج عبارتند از:

شیر توپی استاندارد/رزوه ای: اتصالات رزوه ای رایج ترین نوع اتصال هستند و در طیف وسیعی از کاربردهای دما و فشار استفاده می شوند.

شیر توپی فلنجی: این شیرهای توپی دارای اتصال فلنجی برای اتصال پورت به سیستم لوله کشی هستند. این شیرها اغلب در لوله های با اندازه بزرگتر استفاده می شوند. انتخاب یک شیر توپی فلنجی مستلزم در نظر گرفتن درجه بندی فشار و کلاس تراکم فلنج است که نشان دهنده بالاترین فشاری است که می تواند تحمل کند.

شیر توپی جوشی: در اتصال جوشی، شیر توپی مستقیماً به لوله جوش داده می شود. این نوع اتصال برای کاربردهایی که نشتی صفر مورد نیاز است مناسب است.

سوپاپ توپیTrue Union:  این شیرها دارای یک اتصال سوکت حلال در هر پورت هستند. قسمت مرکزی شیر را می توان به راحتی در حین نصب شیر جدا کرد و خارج کرد. این برای تعمیر و نگهداری سریع در سیستم جریان مناسب است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع اتصالات شیر توپی، مقاله فنی ما را در مورد انواع اتصالات شیر توپی بخوانید.

مرحله 6: ضریب جریان Kv

ضریب جریان یا مقدار Kv به صورت دبی در m3/h آب در دمای 20 درجه سانتی گراد در افت فشار 1 بار بیان می شود. ضریب جریان را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

Kv= ضریب جریان

Q= سرعت جریان (m3/hr)

dP= اختلاف فشار (بار)

SG = وزن مخصوص (آب=1)

از ماشین حساب اندازه ما برای یافتن مقدار Kv و اندازه دریچه مربوطه برای برنامه خود استفاده کنید. همه شیرهای ما با مقدار Kv تعیین شده اند و بنابراین شما می توانید به راحتی اندازه شیر مناسب را انتخاب کنید.

مرحله 7: فشار

اطمینان حاصل کنید که شیر توپی می تواند حداقل و حداکثر فشار را در سیستم تحمل کند. مواد محفظه به تعیین محدوده فشار یک شیر توپی کمک می کند. برای حداکثر فشار، فولاد ضد زنگ معمولا بالاترین امتیاز را دارد و بدنه های برنجی و پی وی سی در رتبه های بعدی قرار می گیرند. مهم است که برگه اطلاعات شیرهای توپی خود را بررسی کنید تا محدوده فشار مناسب را تأیید کنید.

مرحله 8: دما

اطمینان حاصل کنید که مواد شیر می تواند حداکثر و حداقل دمای مورد نیاز عملیات شما را تحمل کند. محفظه و مواد آب بندی معمولاً محدوده دمایی یک شیر توپی را تعیین می کند. محدوده های رایج در زیر آمده است، اما برای تأیید، برگه اطلاعات شیر توپی خود را بررسی کنید.

• شیر توپی برنجی: -20 درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگراد (-4 درجه فارنهایت تا 140 درجه فارنهایت)
• شیر توپ PVC: -10 درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگراد (14 درجه فارنهایت تا 140 درجه فارنهایت)
• شیر توپی فولاد ضد زنگ: -40 درجه سانتیگراد تا 220 درجه سانتیگراد (-40 درجه فارنهایت تا 428 درجه فارنهایت)

مرحله 9: تاییدیه ها و استانداردها

بسته به کاربرد، ممکن است نیاز باشد که دریچه‌های توپی مطابق با استانداردهای خاصی ساخته شوند یا تأییدیه‌های نهادهای نظارتی را دریافت کنند تا برای کاربردهای خاصی مانند آب آشامیدنی یا گاز مورد استفاده قرار گیرند.

• آب آشامیدنی: تاییدیه های WRAS، KIWA یا DVGW
• گاز: تاییدیه های DVGW یا EN-
• ATEX: مقررات ATEX دو دستورالعمل اتحادیه اروپا هستند که حداقل الزامات ایمنی را برای محل کار و تجهیزات مورد استفاده در جوهای انفجاری به تفصیل بیان می کنند.

مثال کاربردها

یکی از رایج ترین کاربردهای شیر توپی برای خط آب مسکونی است. ما مراحل انتخاب خود را برای این شیر توپی بر اساس مراحل ذکر شده در بالا طی می کنیم.

• نوع عملیات: ما می توانیم یک شیر توپی دستی را انتخاب کنیم زیرا این برنامه به اتوماسیون نیاز ندارد و می توان آن را به صورت دستی کار کرد.
• عملکرد مدار: در این مورد می توانیم یک شیر توپی دو طرفه با مسیر جریان مستقیم را انتخاب کنیم.
• جنس بدنه: محفظه برنجی به دلیل سازگاری با آب مناسب است.
• مواد آب بندی: به دلیل سازگاری با آب آشامیدنی باید مهر PTFE را انتخاب کنیم.
• اندازه نوع اتصال: ما می توانیم یک شیر توپی استاندارد/رزوه ای را برای کاربردهای آب آشامیدنی انتخاب کنیم.
• ضریب جریان: Kv با دانستن فشار ورودی، فشار خروجی و دبی آب بر حسب متر مکعب در داخل محل سکونت، می توانیم مقدار Kv را محاسبه کنیم. با این حال، برای کاربردهای معمولی مانند خط آب مسکونی، اغلب می‌توان آن را از اندازه لوله اطراف به جای مقدار Kv اندازه‌گیری کرد.
• فشار: یک شیر برنجی می تواند حداکثر فشار 80 بار را تحمل کند که برای اهداف ما کافی است.
• دما: شیر باید بتواند محدوده دمایی 20- تا 60 درجه سانتی گراد را تحمل کند. بنابراین، شیر برنجی بهترین است.
• تاییدیه ها: اگر برای آب آشامیدنی استفاده می شود، اطمینان حاصل کنید که شیر برای کاربردهای آب آشامیدنی تایید شده است.

لیست قیمت شیر توپی