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 میباشد.
شیرهای دیگری مانند شیرهای پروانه ای , سماوری, مانندشیرهای توپی در رده و دسته شیرهای ربعگرد میباشند. از لحاظ پوشش و عدم نشتی جریان سیال ,شیرهای توپی بسیار مطلوب و معتبر و معروف هستند. در نتیجه آنها انتخاب اول استفاده و بسیار کاربردی در مصارف گازرسانی که قطع جریان بصورت جدی اهمیت دارد مطرح میباشند. همچنین به علت وجود عایق و درزبندی بصورت یکپارچه و یکنواخت در شیرهای توپی, این شیرها در محدود کردن جریان. کاهش دبی خروجی جریان سیال گزینه های مناسبی نیستند. جنس بدنه شیرهای توپی معمولا از فولاد ساخته میشود و میتوان جهت افزایش دوام بیشتر علی الخصوص در مقابل خوردگی با آلیاژ نیکل پوشش میشود.
پرکاربردترین تیپ از انواع شیرهای توپی بصورت دو راهه (ورودی وخروجی در مسیر طولی و مستقیم) که اجازه میدهد جریان بصورت خطی و بدون آشفتگی و تلاطم از ورودی به خروجی جریان یابد. ونیز در شیرهای توپی سه و چهارراهه ورود و عبور جریان بصورت ترکیبی در امتدادهای نود درجه میسر میسازد. بصورت کلی و عمومی شیرهای توپی از لحاظ تیپ بندی بدنه در چند مدل وجود دارند.
همچنین از لحاظ اتصال سر به سر, بدنه شیرهای توپی به انواع ذیل تقسیم میشوند:اتصال جوش محیطی جانبی سر به سر بدنه شیرها
اتصال با نشیمن واشر بین سر به سر بدنه شیرها
اتصال بصورت سر به سر جوشی شیر سر به سر بدنه شیرها
این نوع شیرتوپی بواسطه تعبیه و ایجاد اهرمهای در قسمتهای بالا و پایین در مرکزیت توپی شیر جهت شیرهای بزرگتر و با سرویس در فشارهای بالاتر مورد استفاده و کاربرد میباشد. این نوع طراحی در شیرها منجر به کاهش گشتاور (نیروی اعمالی از ناحیه فرمان شیر به اهرم ) در شیرهای توپی در دو محل تعبیه شده اهرمها در طرفین بالا و پایین توپی علی الخصوص در شیرهای با سایز بالا و با فشار کار بالا میباشند. این دسته ,نیروی اعمالی برای باز کردن (open ) شیر را به مجرای توپی قرار گرفته در خط (مسیر)تحت فشار منتقل میکند. و نیز برای جلوگیری از اصطکاک و سایش زیاد بین توپی و نشیمن شیر(محلی که صورت توپی شیر در حالت باز و بسته روی هم حرکت و تماس باهم دارند.)کاربرد دارد.
این نوع از شیر توپی با مدل شناور فقط بواسطه اهرم به قسمت ساقه در بالادست و قسمت فوقانی توپی متصل شده است.در این نوع شیر , شناوربودن توپی باعث میشود تا در جهت عکس فشار وارده بر آن از ناحیه سیال محبوس شده در پشت توپی و نشیمنگاه شیر , توپی به همان سمت فشار متقابل و نیروی عکس العمل متقابل اعمال نماید.و ایجاد نوعی علیق و انسداد کامل مسیر سیال بدون کمترین نشتی را داشته باشیم.
دسته بلند در یک شیر توپی باعث ترکیب چرخش و سرعت و شتاب در باز و بست شیر توپی شده , همچنین سایش در ناحیه عایق و درز بندی محل تماس توپی و نشیمنگاه شیر را که از عوامل اصلی خرابی شیرها است , ممانعت میکند و پیشگیری مینماید. این شیر توانایی مهار سرعت بالای جریان را دارد و همچنین نیروی اولیه در باز و بست و گشتاور این نوع شیر توپی را خصوصا در شیرهای سایز بزرگ و در فشار کاری بالا,کاهش میدهد.
در این نوع از شیرها, مجرا و توپی در حالت باز , کاملا به اندازه قطر داخلی لوله متصله به دو سر شیر میباشد.این نوع از مقطع باعث کاهش ساییدگی و اصطکاک و افت فشار در طول مسیر میگردد. در این نوع شیر توپی هیچگونه محدودیت در عبور جریان سیال وجود ندارد(از همه مقطع کاملا استفاده میگردد.) قیمت این شیرها نیز تاحدودی نسبت به انواع سایر شیرها بیشتر است.و نیز این نوع شیرها جهت پیگ رانی در خطوط لوله نیز بسیار ایده آل است.
در این نوع شیر توپی مجرای داخلی (توپی شیر)به بک الی دو سایز کو چکتر کاهش می یابد. این نوع شیر توپی باعث ایجاد محدودیت در عبور جریان از مقطع مجرای کروی میگردد. عمدتا در این نوع شیر, تلفات انرژی بالاست.
این نوع شیر توپی دارای یک مجرای V شکل تحت زوایای مختلف دارد. این نوع از شیرهای توپی به عنوان شیرهای کنترلی در خطوطی که سرعت جریان باید کنترل گردد مورد استفاده میباشند.
عباس بمبئی رو
کارشناس بازرسی فنی
بازرس فنی صنایع نفت و گاز
