شیرهای توپی شناور و شیرهای توپی ثابت تفاوتهای زیادی را از نظر ساختار، عملکرد و سناریوهای کاربردی نشان میدهند که هر کدام برای شرایط کاری متمایز طراحی شدهاند.
ساختار و اصل کار
توپ یک شیر توپی شناور در حالت شناور باقی می ماند. تحت تأثیر فشار متوسط، توپ می تواند تا حد معینی جابجا شود و روی صندلی آب بندی در انتهای خروجی فشار دهد و در نتیجه یک مهر و موم ایجاد کند. این نوع از شیر توپی دارای ساختاری مستقیم است و توپ تنها از طریق میل سوپاپ به قسمت بیرونی متصل می شود که نصب و نگهداری را نسبتاً بدون عارضه می کند. در مقابل، توپ یک شیر توپی ثابت توسط یاتاقان ها در هر دو انتهای بالایی و پایینی محکم می شود و از هرگونه جابجایی جلوگیری می کند. هنگامی که فشار متوسط روی توپ وارد می شود، یاتاقان ها بار را تحمل می کنند و آب بندی توسط صندلی های آب بندی که در دو طرف توپ نصب شده اند انجام می شود. این صندلی های آب بندی می توانند تحت تأثیر فشار متوسط یا نیروی فنر کاملاً با سطح توپ مطابقت داشته باشند.
عملکرد آب بندی
به دلیل ماهیت شناور توپ، شیرهای توپی شناور می توانند عملکرد آب بندی عالی را در شرایط فشار متوسط - و - پایین، به ویژه برای شیرهای با قطر - کوچک، به دست آورند. با این حال، در سناریوهای فشار بالا، توپ ممکن است در اثر فشار تغییر شکل دهد و به طور بالقوه منجر به کاهش اثربخشی آب بندی شود. برعکس، از آنجایی که توپ یک دریچه توپی ثابت ثابت است، نشیمنگاه آب بندی می تواند نیروی پیش از - سفت شدن بیشتری اعمال کند. علاوه بر این، در شرایط فشار بالا -، فشار متوسط اثر آب بندی را بیشتر افزایش می دهد. در نتیجه، در سیستمهای خط لوله فشار بالا و قطر بزرگ، شیرهای توپی ثابت از نظر عملکرد آببندی دارای مزیت مشخصی هستند و به طور موثر از نشت متوسط جلوگیری میکنند.
گشتاور عملیاتی و عمر سرویس
گشتاور عملیاتی شیرهای توپی شناور نسبتا کم است. این به این دلیل است که توپ در اثر فشار متوسط به آب بندی کمک می کند و به نیروی خارجی کمتری برای باز و بسته شدن نیاز دارد و در نتیجه عملکرد آسان تر را ممکن می کند. با این وجود، به دلیل اصطکاک طولانیمدت بین توپ و صندلی آببندی، هر دو جزء مستعد سایش در حین کارکرد مکرر یا در محیطهای فشار - بالا هستند که میتواند عمر مفید را کاهش دهد. در مقایسه، دریچههای توپی ثابت معمولاً گشتاور عملیاتی بالاتری دارند که دلیل آن نیروی انقباضی پیش از - بیشتر است که توسط نشیمنگاه آببندی روی توپ اعمال میشود. با این حال، موقعیت ثابت توپ، لغزش نسبی بین توپ و صندلی آب بندی را کاهش می دهد و منجر به نرخ سایش کمتر می شود. در نتیجه، دریچههای توپی ثابت در شرایط کاری با فشار - بالا، جریان - بالا و شرایط عملیاتی پایدار - طولانیمدت عمر مفید بیشتری دارند.
سناریوهای قابل اجرا
شیرهای توپی شناور معمولاً در سیستمهای انتقال سیال با فشار متوسط - و فشار کم -، مانند سیستمهای آب و گاز طبیعی، و همچنین در کاربردهایی که الزامات سختی در مورد اندازه، هزینه و سهولت کار دریچه وجود دارد، از جمله سیستمهای تامین آب و زهکشی در ساختمانهای شهری و خطوط لوله گاز در مقیاس کوچک {{2} استفاده میشوند. از سوی دیگر، شیرهای توپی ثابت برای سیستمهای خطوط لوله صنعتی که با فشار بالا، قطرهای زیاد و الزامات آببندی دقیق مشخص میشوند، مناسب هستند، مانند مواردی که در بخشهای خط لوله نفت، مواد شیمیایی و فواصل طولانی - میباشند. به عنوان مثال، در خطوط لوله نفت خام در سکوهای نفتی دریایی و خطوط اصلی انتقال گاز طبیعی با مسافت طولانی، شیرهای توپی ثابت عملکرد ایمن و پایدار سیستم را تضمین میکنند و در عین حال خطر نشت متوسط را به حداقل میرسانند.
