مدیریت سایت 
انواع شیر توپی براساس کانکشن های ارتباطی:
- 1 شیر توپی فلنچی
- 2 شیر توپی بین فلنچی
- 3 شیر توپی دنده ای (NPT)
- 4 شیر توپی لب جوش (Butt Weld)
- 5 شیر توپی ساکت (Socket Weld)
تقسیم بندی شیر توپی براساس نوع محفظه ( Housing )
شیر توپی با بدنه یک تکه Ball Valve Single Body
این نوع شیر توپی یا بال ولو بدنه‌ای یک تکه قالب ریزی شده دارد و همین امر خطر نشتی را کاهش می‌دهد. این نوع شیر توپی ارزان‌ترین نوع موجود است که نمی‌توان آن را برای تمیز کردن یا تعمیر باز کرد. این نوع شیر توپی کاربردی‌ها کمی دارد.
شیر توپی با بدنه دو تکه Ball Valve Double Body
این نوع شیر توپی یا شیر گازی از بدنه دو تکه ساخته شده است. یک قسمت آن در انتهای خود دارای اتصال بوده و قسمت دیگر آن که داخل تکه اول قرار می‌گیرد تریم را در سر جای خود نگاه می دارد. می‌توان قطعات این شیر را برای تمیز کردن، بازرسی و تعمیر باز کرده و از هم جدا نمود و باید برای باز کردن شیر ابتدا آن را از خط لوله جدا نمود.
شیر توپی چند تکه Ball Valve Split Body
بدنه این شیر توپی یا شیر گازی از دو کلاهک انتهایی و یک بدنه ساخته می گردد. تمام سه تکه با استفاده از پیچ و مهره به یکدیگر متصل شده‌اند و این اجازه را می‌دهد تا قطعات مرکزی شیر که شامل گوی، استم و نشیمنگاه است را به راحتی از خط لوله جدا کرد.
این امکان باعث میشود تا بتوان رسوبات شیر را به راحتی تمیز کرده و جابجایی نشیمنگاه‌ها و پکینگ گلند و پرداخت یا پولیش خراش‌های کوچک روی گوی بدون جدا کردن لوله از بدنه شیر انجام گیرد که این یک مزیت محسوب میشود. این نوع شیرآلات معمولاً نسبت به انواع دیگر شیر گران‌تر هستند.
شیرهای توپی با بدنه تمام جوشی Ball Valve Welded Body
بدنه این نوع شیر توپی یا شیر گازی به روش جوشکاری بهم متصل می‌شوند و یک ساختار یکپارچه دارد. تعمیر این شیرها در بسیاری موارد غیرممکن یا بسیار دشوار است، ولی از مزیت قابل دفن بودن به علت نداشتن اتصالات پیچ و مهره ای دارا هستند.
مزایای خرید شیر توپی با بدنه تمام جوشی
- قابلیت استفاده در خطوط انتقال زیر زمینی (دفنی)
- قابلیت استفاده در فشارهای بالا
- طول عمر بالا از مزایای این نوع از شیرهای توپی در مقایسه با شیرهای توپی با بدنه چند تکه است.
این شیر توپی در مواردی همچون خطوط دریایی و مناطقی که باید از شیر به صورت دفنی استفاده شود کاربرد دارد. این شیر برای سیالات سمی و مضر کاملاً مناسب بوده و ساختار آن متضمن عدم نشتی در طول عمر شیر است.
شیر توپی با ورودی فوقانی Ball Valve Top Entry
در این نوع شیر، گوی توپی آن از قسمت فوقانی مونتاژ میشود. با وجود ورودی فوقانی دسترسی به گوی و نشیمنگاه برای تعمیر و نگهداری بدون نیاز به باز کردن شیر امکان‌پذیر میباشد. همچنین نیازی به جدا کردن شیر از خط لوله نیست. مزیت این نوع شیر ساخت آن است که حداقل اتصال رزوه‌ای را دارد و احتمال نشتی را به حداقل می‌رساند.
شیر توپی با ورودی جانبی Side Entry Ball Valve
در این نوع شیر، گوی توپی از قسمت جانبی مونتاژ میشود. بدنه این شیر معمولاً دو تکه یا سه تکه است. هر قسمت از بدنه توسط پیچ و مهره به قسمت دیگر متصل میشود. معمولاً شیرهای توپی با ورودی جانبی از فلز فورج شده ساخته میشود.
هر قسمت از بدنه فورج شده و سپس بر روی یکدیگر سوار می‌شوند و وجود نقص را نسبت به شیرآلات قالب‌ریزی شده به حداقل می‌رساند. سرهم کردن این نوع شیر و هم‌تراز کردن قسمت تریم آن آسان است. یکی دیگر از مزایای این نوع شیر سریع‌تر بودن فرآیند تولید آن نسبت یه شیرهای قالب‌ریزی شده است.
تقسیم بندی شیر توپی از نظر مهار گوی
شیر توپی شناور Floating Ball Valve
گوی در پوشش میانی شیر معلق بوده و توسط دو رینگ مختص بستن شیر در سر جای خود نگاه داشته میشود. گوی توسط نشیمنگاه شیر پشتیبانی شده و آزاد است که در عرض حرکت کند. فشار سیالی که بر روی گوی وارد میشود، آن را به سمت نشیمنگاه‌ها می‌راند و باعث بسته شدن شیر میگردد. اکثر شیرهای توپی دارای یک گوی شناور هستند.
شیرهای توپی که دارای گوی شناور هستند به طور گسترده در سیستم‌های با فشار کم یا متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بال ولو شناور به دو دلیل در فشارهای بالا و سایزهای بزرگ مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. اولاً ممکن است نیروی زیادی که گوی به نشیمنگاه وارد می‌کند باعث تغییر شکل نشیمنگاه شده و بر روی ویژگی‌های آب‌بندی شیر در فشار کم تاثیر منفی بگذارد. دوماً همان نیروی مشابه عملکرد شیر را دشوار می‌کند، بنابراین برای غلبه بر نیروی نشیمنگاه در اختلاف فشارهای زیاد نیازمند گشتاور بالا خواهد بود.
انواع شیرهای توپی یا شیرهای بال ولو
شیر توپی ترونیون Ball Valve Trunnion
در این نوع شیرتوپی یا شیر گازی گوی در یک موقعیت ثابت می‌چرخد. گوی نمی‌تواند در عرض حرکت کند چرا که توسط یک شفت در پایین گوی و یک شفت در بالای آن در محل خود نگاه داشته شده است. شیر با فشار سیال رینگ نشیمنگاه شناور را به سمت گوی حرکت داده و آب‌بندی (بستن شیر) را به این شیوه انجام می‌دهد.
شیر توپی ترونیون فشار را از جریان جذب می‌کند، بنابراین تماس بین گوی و نشیمنگاه خیلی تحت فشار نیست و به طور کلی گشتاور عملیاتی می‌تواند پایین‌تر باشد، در نتیجه عملکرد بال ولو ترونیون نسبت به بال ولو شناور آسان‌تر خواهد بود. شیرآلات توپی که قطر زیادی دارند و در فشارهای عملیاتی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند معمولاً دارای طراحی گوی ترونیون هستند.
شیر توپی اوربیت Orbit Ball Valve
این شیر توپی از حرکت دورانی برای بستن جریان (آب‌بندی) استفاده می‌کند. برای باز کردن این شیر باید هندویل آن را با دست چند دور بچرخانید. اگر شیر در وضعیت باز قرار داشته باشد، چرخش هندویل در جهت عقربه‌های ساعت باعث میشود تا گوی نیز در همان جهت حرکت کرده و پورت موجود در گوی عمود بر جریان قرار بگیرد.
گوی توسط استم از نشیمنگاه دور نگاه داشته میشود تا از ایجاد سایش جلوگیری شود. چند چرخش آخر هندویل باعث میشود تا سطح دندانه‌دار روی استم با سطح تطبیقی گوی تماس پیدا کرده و گوی را به سمت نشیمنگاه حرکت دهد تا شیر بسته شده و جریان قطع شود.
این عمل باعث میشود تا شیر توپی اوربیت عملکرد ساده‌تری نسبت به دیگر انواع شیر داشته و برای کاربری‌هایی که دارای سایش ملایم هستند مناسب باشد. بال ولو اوربیت معمولاً دارای سایزهای بزرگ بوده و نیازمند اپراتورهای برق است، که نسبت به اپراتورهای یک چهارم شیرآلات توپی ارزان‌تر است.
تقسیم بندی شیر توپی بر اساس سایز کالیبر بور (Bore)
شیر توپی مولتی کالیبر یا فول پورت Ball Valve Full port
سایز دهانه این نوع شیرتوپی یا شیرگازی با قطر دهانه لوله یکسان است. مزیت این شیر آنست که هیچ اصطکاک اضافی وجود نخواهد داشت و تمیز کردن سیستم از لحاظ مکانیکی آسان‌تر خواهد بود. تمیز کردن و بازرسی شیر بدون نیاز به جداسازی قطعات و متوقف کردن تولید، یکی از مزایایی دیگری است که نمی‌توان آن را در سیستم‌های بزرگ نادیده گرفت.
یکی از نکات منفی این شیر آنست که سایز گوی و محفظه شیر بیش از حد استاندارد است. بنابراین قیمت شیر توپی فول پورت کمی گران‌تر بوده و برای بسیاری از کاربری‌ها نیاز به چنین هزینه‌ای نیست.
شیر توپی یا بال ولو فول پورت در کاربرد‌هایی استفاده میشود که مقاومت کم آنها در برابر جریان ارزشمند است (مانند لوله‌های مکش پمپ) که افت فشار در آنها می‌تواند بر روی عملکرد پمپ تاثیر بگذارد. همچنین از این نوع شیر برای جریان‌هایی که حاوی ترکیبی از سیالات و جامدات هستند نیز استفاده میشود، چراکه محدودیت‌های جریان می‌تواند باعث جدایی متریال‌ها و به وجود آمدن تجمع یا کاهش جریان در لوله‌ها گردد.
از این نوع شیر برای کاربرد‌هایی که نیاز به ترکیب کردن و یا منحرف کردن دارند نیز استفاده میشود. این نوع از شیرآلات برای متناسب‌سازی طراحی نشده‌اند. شما میتوانید با خرید شیر توپی یا بال ولو مولتی پورت جریان کامل را از ورودی گرفته و به یک یا چند خروجی هدایت کند. برعکس این موضوع نیز ممکن است یعنی شیر می‌تواند جریان را از یک یا چند ورودی دریافت کرده و آنها را به سمت یک خروجی هدایت نماید.
این نوع شیر پیکربندی و تنظیمات مختلفی دارد، برای مثال می‌توان آن را به صورت سه راه، چهار راه، پنج راه و … تنظیم کرد. اتصالات انتهایی مختلفی نیز برای این نوع شیر وجود دارد که شامل رزوه‌ای، ساکت ولد، فلنجی، بات‌ولد و سه‌گیره میشود.
شیر توپی تبدیل Ball Valve Reduced Port
اکثر شیرهای توپی دارای دهانه تبدیلی (دهانه کاهشی) هستند که اصطلاحاً به آن “شکل ونتوری” می‌گویند و در آن سایز لوله کوچکتر از سایز اسمی شیر است. در نتیجه شیرهای توپی باعث ایجاد ضایعات اصطکاک در سیستم خواهد شد که البته مقدار آن نسبت به دیگر انواع شیرآلات نسبتاً کم است. شیرآلات یک تکه معمولاً دارای دهانه کاهشی هستند.
شیرهای توپی با پورت کاهشی در کاربرد‌هایی استفاده میشود که افت فشار، تلاطم جریان و ویژگی‌های متریال جزء نگرانی‌ها نیست. همچنین از مزایای این شیر سایز کوچکتر و قیمت کمتر آن میباشد. اگر سرعت جریان خیلی در اولویت نباشد می‌توان از شیر توپی یا بال ولو تبدیلی استفاده نمود زیرا مقرون به صرفه‌تر بوده و وزن آن نیز کمی سبکتر است.
شیر توپی ونت دار (دریچه ای) Venture Port Ball Valve
از لحاظ طراحی شبیه به شیرآلات توپی استاندارد است. تفاوت اصلی این است که دریچه‌های پورت خروجی شیر توپی ونت دار، در وضعیت بسته قرار دارند. این کار از طریق حفره کوچکی که درون گوی و بدنه شیر ایجاد شده، انجام می‌پذیرد. زمانیکه شیر بسته میشود، حفره‌ها با پورت خروجی هم تراز شده و فشار را آزاد می‌کنند.
این شیرها اغلب در سیستم‌های هوای فشرده کاربرد دارد که فشرده‌سازی در آن فضای کاری ایمن‌تری را ایجاد می‌کند. بال ولو ونت دار فشار ناخواسته را از طریق دریچه موجود بر روی گوی تخلیه می‌کند.
شیر توپی با پورت V شکل V Bore Ball Valve
در این نوع شیرتوپی یا شیر گازی، حفره درون گوی یا نشیمنگاه شیر به صورت V شکل است. در نتیجه می‌توان با چرخاندن گوی سرعت جریان مورد نظر را با دقت بیشتری کنترل کرد. زمانیکه شیر در حالت بسته است و شروع به باز کردن آن می‌کنید، ابتدا انتهای کوچکتر V باز شده و اجازه می‌دهد تا کنترل جریان پایدار را در این مرحله بر عهده بگیرید.
این نوع طراحی عموماً به دلیل سرعت بالاتر سیالات نیازمند ساختاری قوی‌تر است، زیرا ممکن است همین امر به یک شیر استاندارد آسیب وارد کند. اگر این نوع شیر به خوبی ماشین کاری شده باشد، شیر کنترلی بسیار خوبی خواهد بود که از لحاظ نشتی نیز عملکردی عالی خواهد داشت.
شیر توپی پُر کننده حفره Cavity filling ball valve
طراحی نشیمنگاه این نوع شیرآلات صنعتی به گونه‌ای است که شکاف اطراف گوی را پُر کرده و امکان جمع شدن آلودگی به مرور زمان را از بین می‌برد. این شیر در صنایع دارویی، غذایی، گاز و دیگر سیستم‌های بهداشتی عملکردی عالی دارد.
شیرهای توپی معمولی واسط سیال و ضایعات را درون حفره داخلی بدنه به دام می‌اندازند که تمیز کردن آنها غیر ممکن بوده و می‌تواند باعث آسیب به سطح نشیمنگاه شود و عملکرد شیر را مختل کند.
این مسئله یکی از مشکلات متداولی است که در فرآوری محصولات مختلف از مونومرهای واکنشی مانند استایرن و بوتادین گرفته تا نشاسته و سیال‌های نیمه مایع (ترکیب مایع و جامد) وجود دارد، زیرا این محصولات به پلیمریزه شدن یا تخمیر شدن در حفره شیرآلات تمایل دارند. در این شرایط بهترین انتخاب استفاده از شیر توپی پر کننده حفره است.
انواع شیرهای توپی از نظر جنس شیر توپی
انواع شیر توپی از نظر جنس و متریال بدنه به چهار نوع فولادی، استنلس استیل، پلیمری و برنجی تقسیم می شوند که هر کدام بسته به نوع سیال عبوری کاربرد خاص خود را دارند.
شير توپی برنجی
شیر توپی گازی برنجی برای سیالاتی مانند گاز شهری که فشار ودمای پایینی دارند و از نظر خورندگی غیر فعال بوده استفاده می شود .
- رنگ این شیرها طلایی بوده و دارای بدنه یک تکه میباشند و به جهت استفاده فراوان از این نوع شیرها در خطوط انتقال و توزیع گاز ، شیرهای گازی نیز نامیده می شوند.
- از شیر توپی گازی برنجی برای قطع و وصل جریان آب نیز استفاده میشود که اغلب رنگ این شیر ها نقره ای بوده ودارای بدنه ی یک تکه میباشد .
- اساسا از شیر توپی گازی بدنه برنجی برای رنج دمایی و فشاری پایین استفاده میگردد.
شير توپی فولادی و استنلس استیل
- در موارد صنعتی و در رنج های فشاری و دمایی بالا مورد استفاده واقع می شوند .
- برای سیالات عبوری خورنده و یا در صنایع غذایی ، شیر الات توپی استنلس استیل کاربرد ویژه دارند .
- قطع وصل جریان در نوع دستی بوسیله ی یه دسته موسوم به دسته گازی انجام میگردد .
شير توپی پلیمری
- شیر توپی پلیمری معمولا جهت مصارف کشاورزی و آبیاری و یا جهت سیالات خورنده مانند اسید ها مورد استفاده قرار می گیرند .
- انواع شیر های توپی پلیمری از متریال های مختلف ( UPVC ,PVC , TUPو P.P) تولید می گردند .
نمونه دیگری از شیر توپی
شیر توپی پنوماتیک
شیر توپی پنوماتیک از مونتاژ شیر توپی با عملگر پنوماتیک تشکیل می شود که به طور اتوماتیک و بدون نیاز به اپراتور، جریان سیال عبوری را قطع و وصل یا کنترل می کند.
شیر توپی پنوماتیک که بال ولو پنوماتیک هم نامیده می شود، با چرخش ۹۰ درجه ای گوی توپی مسیر سیال را قطع و وصل می کند و عملگر (اکچویتور) پنوماتیک انرژی باد فشرده را به حرکت دورانی و خطی تبدیل می کند. شیر توپی پنوماتیک به دلیل باز و بست سریع، در اکثر پروژه های صنعتی که زمان قطع و وصل اهمیت دارد مورد استفاده قرار می گیرد.
اکچویتور پنوماتیک روی شافت چهارگوش شیر توپی مونتاژ می شود و مجموعه شیر توپی پنوماتیک را تشکیل می دهد. انتخاب اکچویتور شیر توپی پنوماتیک به سایز شیر توپی، فشار کاری و دمای سیال بستگی دارد. اکچویتور پنوماتیک یا همان اکچویتور بادی، با فنر رفت و برگشت یا بدون فنر عمل تبدیل و انتقال انرژی را انجام می دهد.
برای مونتاژ شیر توپی پنوماتیک، شافت شیر توپی باید چهارگوش باشد. در غیر این صورت باید توسط دستگاه فرز به شافت چهارگوش تبدیل و به عملگر پنوماتیک کوبل شود.
شیر توپی پنوماتیک
پارامترهای انتخاب شیر توپی پنوماتیک
- سایز لوله
- فشار کاری
- نوع سیال
- درجه حرارت سیال
- نوع اتصال شیر توپی پنوماتیک به خط پایپینگ
مزایای خرید شیر توپی پنوماتیک
- قطع و وصل سریع
- عدم نیاز به اپراتور
- امکان کنترل شیر گازی پنوماتیک از راه دور
- مکانیزه کردن خط با کم ترین هزینه
مزایا و معایب شیر توپی یا بال ولو
مزایایی شیر توپی
- بدلیل ساختمان ساده این نوع شیر تعمیر و نگهداری آسان تر و کم هزینه تری نسبت به سایر شیرآلات صنعتی دارد.
- از بسیاری از شیرآلات صنعتی مشابه سبکتر 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.
- شیرهای توپی به عنوان شیری با قدرت بازیابی بالا شناخته میشود که افت فشار کمی داشته و ظرفیت جریان آن نسبتاً بالاست.
- از آنجایی که استم این نوع شیر بدون هیچ حرکت محوری می‌چرخد، پکینگ آب‌بندی استم شیر به راحتی نمی‌شکند.
- قابلیت استفاده در حالت نیمه باز ۱/۴
- در این نوع شیر نیازی به سیستم روانکاری وجود نخواهد داشت.
- آب‌بندی آن حتی در صورتیکه واسط میانی کثیف باشد، کاملاً قابل اطمینان است.
- اگر شیر به طور کامل باز باشد، تلاطم کمی ایجاد کرده و مقاومت کمی در برابر جریان سیال خواهد داشت.
- امکان استفاده از شیر توپی چندراهی برای تغییر مسیر جریان.
- شیرهای توپی برای گازها و سایر جریانات مایع بسیار کارآمد هستند (حتی مواد شیمیایی نظیر کلر خشک، اسید هیدروفلوئوریک یا اسید هیدروکلریک، و اکسیژن را نیز به چالش می کشند).
معایب شیر توپی
- اگر دسته شیر را در حالت نیمه باز قرار دهید جریان یکدستی هنگام عبور سیال برقرار نخواهد شد و جریان کاملا آشفته خواهد بود.
- اگر شیر به مدت طولانی به صورت نیمه باز قرار گیرد ، نشیمنگاه شیرتوپی که اصولا از جنس نرمی مانند EPDM و یا PTFE می باشد آسیب میبیند و باعث جابجا شدن نشیمنگاه و یا درگیری گوی داخل شیر خواهد شد.
- برای مصارفی که نیاز به افت فشار در خط است مورد مناسبی نخواهد بود و فقط مناسب برای قطع و وصل کامل جریان سیال عبوری در خط میباشد.
- از آنجایی که شیرهای توپی به سرعت باز و بسته میشود، ممکن است جریان را به صورت چکشی یا با فشار غیر متعارف برقرار نمایند.
- جامدات ساینده که در جریان سیال معلق هستند می‌توانند به نشیمنگاه‌ها و سطح گوی آسیب وارد کنند، چراکه گوی با حرکتی پاک کننده در امتداد نشیمنگاه حرکت می‌کند.
- تمیز کردن این نوع از شیر به جز آنهایی که دارای ورودی فوقانی هستند مشکل و سخت می باشد.
- این نوع شیر از قابلیت تنظیم و کنترل ضعیفی برخوردار است، زیرا برای انسداد و قطع جریان طراحی شده نه تعدیل آن.
- کنترل جریان باعث می شود که سیت (Seat) به دلیل سرعت بالا و فشار زیاد جریان در شیر، تا حدی در معرض فرسایش قرار بگیرد. این سایش و اصطکاک به مرور سبب نشت شیرها خواهد شد.
- از شیر توپی نمی توان برای عبور مخلوط مایع و جامد استفاده کرد زیرا تجمع ذرات معلق و باقی مانده باعث نشت دریچه می شود. این ذرات در حفره هایی در مجاورت گوی Ball و سیت (Seat) حالت جامد پیدا کرده و سفت می شوند و همچنین ممکن است تمیز کردن آنها دشوار گردد