شیر توپی

دریچه های توپی زیر دریا

خلاصه

شیرهای توپی به طور گسترده برای لوله کشی با اندازه بزرگ در منیفولدهای زیر دریا استفاده می شود. علاوه بر این، شیرهای توپی کوچک در اندازه ½" و ¾" را می توان در واحدهای توزیع زیر دریا در سیستم لوله کشی استفاده کرد تا برای تحویل مواد شیمیایی و روغن هیدرولیک استفاده شود. این فصل کاربرد، ویژگی های طراحی و استانداردهای طراحی دریچه های توپی زیر دریا را بررسی می کند. مفهوم طراحی صندلی افکت پیستون دوبل و همچنین جداسازی دوگانه و خونریزی (DIB) نوع 1 و 2 در این فصل توضیح داده شده است. اجزای مختلف یک شیر توپی معمولی با مواد احتمالی در این فصل بررسی شده است. روش ها و رویکردهای مختلف کنترل کیفیت به اختصار توضیح داده شده است. علاوه بر این، شیرهای توپی خاص مانند شیرهای توپی سه پورت یا سه طرفه نیز در این فصل توضیح داده شده است.

سوپاپ و متر

دریچه‌های توپی از یک مسدود کننده کروی با سوراخ استوانه‌ای تشکیل شده‌اند که معمولاً به همان قطر لوله است، اگرچه می‌تواند کوچکتر باشد. عملکرد با چرخش (1/4 چرخش) شفتی است که اغلب به صورت افقی، با محور آن در زاویه قائم به سوراخ استوانه ای نصب شده است. مهر و موم ها معمولاً انعطاف پذیر هستند و می توانند به طور محکم بسته شوند. شیرهای توپی معمولاً در قطرهای کوچک (تا DN 300) استفاده می شوند، اگرچه حداقل یک سازنده می تواند شیرهای توپی تا DN 1200 بسازد. شیرهای توپی به صورت یک تکه، ورودی بالا، دو تکه (شکل 18.6) و سه تولید می شوند. بدنه های تکه ای بدنه ورودی بالایی امکان دسترسی به توپ و صندلی ها را برای نگهداری بدون نیاز به برداشتن سوپاپ فراهم می کند و برای اندازه های بزرگتر ترجیح داده می شود.

متر و سوپاپ

13 سوپاپ توپ

شیر توپی از بدنه شیری تشکیل شده است که در آن یک کره بزرگ با سوراخ مرکزی برابر با قطر داخلی لوله نصب شده است. همانطور که توپ چرخانده می شود، دریچه در موقعیت کاملا باز، مجرای عبوری یا سوراخ کامل مورد نیاز برای جریان نامحدود سیال و خراش ها یا خوک ها را فراهم می کند. در مقایسه با یک شیر دروازه، یک شیر توپی مقاومت بسیار کمی در برابر جریان در موقعیت کاملا باز دارد. وقتی کاملاً باز است، نسبت L/D برای یک شیر توپی تقریباً 3.0 است. شیر توپی، مانند شیر دروازه، معمولا در موقعیت های کاملا باز یا کاملا بسته استفاده می شود. یک شیر توپی معمولی در شکل 12.10 نشان داده شده است.

برخلاف شیر دروازه، شیر توپی به چرخش یک چهارم چرخ دستی نیاز دارد تا از حالت کاملاً باز به حالت کاملاً بسته برود. چنین باز و بسته شدن سریع یک شیر توپی ممکن است در برخی از تاسیسات که جداسازی سریع بخش های لوله در مواقع اضطراری مورد نیاز است، مهم باشد.

شیرآلات

شیر توپی

شیر توپی جایگزین ارزان قیمتی برای شیرهای دیگر است. دریچه های توپی از یک توپ فلزی با سوراخی در مرکز استفاده می کنند که بین دو صندلی قرار می گیرد تا جریان را کنترل کند. دریچه‌های توپی که در بسیاری از کاربردهای فرآیند هیدروکربنی استفاده می‌شوند، می‌توانند گازها و بخارات را مهار کنند و به‌ویژه برای موقعیت‌های جریان کم مفید هستند. این دریچه‌ها سریع باز می‌شوند و بسته شدن بسیار محکمی را روی سیالات سخت ایجاد می‌کنند (شکل 5.12 را ببینید).

تکنولوژی و انتخاب سوپاپ

انتخاب شیر توپی

شیرهای توپی برای کاربردهای FO توصیه نمی شوند. به طور کلی، می توان با نصب یک سوپاپ تخلیه سریع بر روی صفحه کنترل، زمان باز شدن دریچه فعال با شکست را کاهش داد تا هوای ابزار را از محرک پنوماتیک در حالت خرابی به سرعت آزاد کند. با این حال، نشیمنگاه و دیسک شیر توپی در هنگام باز و بسته شدن در تماس هستند که می تواند FO را به خطر بیندازد. علاوه بر این، جابجایی توپ نسبتاً بزرگ و سنگین به گشتاور ساقه بالاتر، محرک بزرگتر و شاید زمان باز شدن بیشتر نیاز دارد. از سازنده شیر توپی در مورد امکان استفاده از شیر توپی صندلی نرم برای این کاربرد سؤال شد. سازنده معتقد بود که FO شیر توپی صندلی نرم در 2 ثانیه به دلیل تماس بسیار سریع با توپ می تواند به صندلی نرم آسیب برساند. از طرف دیگر، سازنده اظهار داشت که زمان باز شدن 2 ثانیه را می توان با یک شیر توپی صندلی فلزی بدست آورد. اما یک نشیمنگاه فلزی بر خلاف نشیمنگاه نرم، نقطه ضعف احتمالی نشتی را دارد و به دلیل دریچه و محرک بزرگ نصب شده، راه حل پرهزینه تری نسبت به شیرهای کنترل پروانه ای و محوری است.

برخلاف کاربردهای FO، شیر توپی انتخاب خوبی به عنوان یک شیر دمنده با زمان باز شدن کمتر از شیر FO است. شکل 12.25 یک شیر توپی دمنده را نشان می دهد تا سیال تحت فشار بیش از حد را از تجهیزات در حالت اضطراری آزاد کند. شیر توپی 18 اینچی کلاس 2500 در بدنه 6MO و صندلی فلزی Inconel 625 است که ممکن است برای باز کردن 18 ثانیه نیاز داشته باشد. دریچه‌های بلوداون یا FO روی خطوط فلر معمولاً به دلیل افت فشار گاز آزاد شده دمای عملیاتی پایینی دارند. افت فشار گاز دمای عملیاتی را به -46 درجه سانتیگراد یا حتی کمتر کاهش می دهد، بنابراین حداقل دمای طراحی معمولاً زیر 100- درجه سانتیگراد است. کاربرد دمای پایین استفاده از 22Cr دوبلکس با حداقل دمای طراحی 46- درجه سانتیگراد را برای شیر غیر عملی می کند، بنابراین 6MO یا Inconel 625 انتخاب صحیح مواد هستند. یک کاپوت توسعه یافته برای دریچه استفاده می شود تا بسته بندی را از سرویس نسبتاً سرد دور نگه دارد، مشابه دریچه های برودتی.

کاربردها و طراحی دریچه توپی

طراحی حفره

شیرهای توپی می توانند طراحی کامل (FB) یا RBbore (RB) باشند. با یک شیر FB (گاهی اوقات به آن پورت کامل می گویند)، گذر جریان داخلی برابر با مساحت کامل درگاه ورودی است. با یک شیر RB، مساحت جریان درگاه (عضو بسته) کمتر از مساحت قطر داخلی لوله و ورودی شیر است. عضو بسته به توپ در یک شیر توپی اشاره دارد که در برخی استانداردهای بین المللی دریچه به عنوان مسدود کننده نیز شناخته می شود. یک شیر FB امکان استفاده از ابزار تزریق شده با خط لوله (PIG) را در خط لوله فراهم می کند. یک PIG طراحی شده و برای اهداف بازرسی یا تمیز کردن مانند موم یا رسوب به خط لوله وارد می شود.

هر دو شیر توپی در شکل 1.12 باید FB باشند تا جریان سریع و کامل سیال را به خط شعله ور کنند. همانطور که در شکل 1.12 نشان داده شده است، FB همچنین یک الزام برای شیرهای توپی بالادست و پایین دست شیرهای ایمنی فشار (PSV) است.

API 6D، استاندارد دریچه های خط لوله، حداقل قطر حفره را برای رتبه بندی 150-600 به طور مساوی تا 60 اینچ و ستون های حداقل سوراخ برای CL900، CL1500 و CL2500 را همانطور که در جدول 1.1 نشان داده شده است، ارائه می دهد. اما استاندارد حداقل قطر سوراخ را برای کلاس‌های با اندازه بزرگ و فشار بالا ارائه نمی‌کند (حداکثر حفره 20 اینچ در CL2500 و سوراخ 36 اینچ در CL1500). حفره‌های API 6D به عنوان سوراخ کامل محاسبه می‌شوند، اما در واقع پر سوراخ نیستند - به این معنی که سوراخ‌های دریچه‌های توپی طبق استاندارد API 6D کمتر از سوراخ‌های خط لوله (لوله‌کشی) است. بنابراین، هنگام اجرای PIG برای شیرهای خط لوله API 6D، سوراخ شیر باید برابر با قطر لوله باشد. حداقل سوراخ در API 6D معمولاً بزرگتر از استاندارد ASME B16.34 برای شیرها است. یک شیر توپی API 6D FB در اندازه‌های بزرگ‌تر مانند 24 اینچ و کلاس‌های فشار 150 تا 600 دارای سوراخ بسیار نزدیک‌تر به لوله است. به عنوان مثال، یک شیر توپی 24 اینچی در مواد دوبلکس و کلاس 300 حدود 2 میلی متر سوراخ کمتری نسبت به لوله دارد. با این حال، یک شیر توپی کلاس 150 20 اینچی طبق استاندارد API 6D می تواند سوراخی داشته باشد که تقریباً 8 میلی متر کوچکتر از لوله باشد.

طبق استاندارد API 6D، یک شیر توپی RB دارای یک کاهش اندازه تا 12 اینچ (مثلاً 12 اینچ × 10 اینچ) و دو کاهش اندازه برای سایزهای بالاتر از 12 تا 24 اینچ (مثلاً 24 اینچ × 20 اینچ) است. ) و توافق مشتری و سازنده برای سایزهای بالاتر از 24 اینچ. این می تواند منجر به سه کاهش اندازه برای بالاتر از 24 اینچ شود (به عنوان مثال، 36 × 30 اینچ). پیچ های بدنه برای شیرهای FB معمولاً پیچ های فلنج بیشتری در مقایسه با شیرهای RB دارند. یک شیر توپی RB دارای یک سوراخ کامل در فلنج انتهایی است (پارامتر B در شکل 1.13، شیر سمت راست)، که به تدریج کاهش می یابد (پارامتر B1 در شکل 1.14، شیر سمت راست). بنابراین، هر دو اندازه سوراخ در نقشه آرایش کلی شیرهای توپی RB نشان داده شده است. با این حال، سوراخ یک شیر تمام سوراخ ثابت است (پارامتر B در شکل 1.14، دریچه سمت چپ).

برخی از ابزارها مانند فلومترهای خطرپذیر ممکن است به طول لوله مستقیم در بالادست یا پایین دست نیاز داشته باشند تا از تلاطم جریان و اندازه‌گیری دقیق جلوگیری شود. شکل 1.14 یک شیر توپی 18 اینچی را در کلاس 150 در بالادست یک عنصر جریان (FE) نشان می‌دهد که باید سوراخی مشابه لوله داشته باشد تا از آشفتگی جریان در عنصر جریان جلوگیری شود.

یک شیر توپی تمام سوراخ API 6D معمولا قطر سوراخ کمتری نسبت به لوله دارد. به عنوان مثال، شیرهای توپی 18 اینچی API 6D کلاس 150 در مواد دوبلکس 22Cr می توانند قطر سوراخی تا 10 تا 12 میلی متر کوچکتر از لوله داشته باشند. لوله در 22Cr دوبلکس بدون اجازه خوردگی و ضخامت کمتری است که باعث می شود در مقایسه با شیر و همچنین در مقایسه با لوله کربن فولادی سوراخ بزرگتری داشته باشد. حداقل قطر سوراخ (گذر جریان) 90٪ از قطر داخلی انتهای شیر مطابق با ASME B16.34 است که استاندارد طراحی شیر است.

قطر داخلی لوله و شیر متفاوت است. بنابراین، یک پله بین فلنج بدنه شیر و فلنج متصل وجود دارد. با این حال، برخلاف فلنج متصل به تجهیزات، نیازی به مخروطی کردن هیچ یک از فلنج های رابط شیر نیست. بنابراین، شیر توپی باید به عنوان یک سوراخ مخصوص طراحی شود تا یک منطقه باز جریان برابر با سوراخ لوله ایجاد کند. سطح داخلی توپ، حلقه صندلی و تماس بدنه و صندلی ممکن است تلاطم بسیار کمی ایجاد کند. با این حال، ممکن است برای جلوگیری از تلاطم سیال، واشر خاصی با همان قطر داخلی سوراخ لوله در اتصال شیر و فلنج مورد نیاز باشد.

مثال دیگری یک شیر توپی FB را توصیف می کند که بدون هیچ فاصله ای از فلنج به فلنج به یک شیر برگشتی دو صفحه ای کوپل شده است. شیرهای چک دو صفحه ای معمولاً به حداقل 2 بعدی (2 برابر قطر لوله) در بالادست و 5 بعدی (5 برابر قطر لوله) خط مستقیم پایین دست نیاز دارند تا از تلاطم جریان و فرسایش در داخل شیر چک صفحه دوگانه جلوگیری شود. بنابراین، جفت کردن یک شیر توپی RB به یک شیر برگشتی دو صفحه ای ایده خوبی نیست. همانطور که در شکل 1.15 نشان داده شده است، هنگام نصب شیر چک در بالادست شیر توپی، فاصله دیسک دو صفحه باید در نظر گرفته شود. با این حال، نصب یک شیر چک متصل به توپ FB از سمت پایین دست خطری برای برخورد دیسک دو صفحه نیست زیرا دیسک در طرف مقابل دریچه توپ باز می شود.

دریچه های توپ ممکن است نیاز به FB در بالادست پمپ ها داشته باشند تا هد مکش مثبت خالص پمپ ها افزایش یابد. توصیه می شود که شیرهای توپی ایزوله نیز در بالادست شیرهای کنترل داشته باشید. اگرچه یک کاهنده در بالادست شیر کنترل طراحی شده است که باعث افت فشار می شود، یک شیر توپی FB به جای شیر RB می تواند انتخاب بهتری در بالادست شیر کنترل باشد که در شکل 1.16 نشان داده شده است. همانطور که در شکل نشان داده شده است، شیر توپی ایزوله در پایین دست شیر کنترل نیز باید FB باشد. انتخاب یک شیر توپی FB از چشمک زدن و داشتن جریان دو فازی جلوگیری می کند که می تواند سایش، فرسایش و حفره را در شیر گلوب کنترل افزایش دهد. با این حال، ممکن است یک شیر توپی RB به جای FB برای صرفه جویی در هزینه انتخاب شود.

در یک پروژه، یک شیر توپی RB به جای یک شیر توپی FB در یک خط ساب فلر انتخاب شد. بخش فرآیند دو پارامتر Θ و B = d1/d2 را برای تعیین اینکه آیا ظرفیت جریان (مقدار CV) RB کافی است درخواست کرد. این دو پارامتر در شکل 1.17 نشان داده شده است.

دو شیر توپی FB سری که بسته هستند را می توان برای کاهش فشار دستی به سیستم فلر انتخاب کرد. به عنوان مثال، شیرهای توپی کلاس 1500 2 اینچی برای کاهش فشار دستی باید حداقل دارای سوراخ 49 میلی متری مطابق جدول 1.1 استاندارد API 6D باشند. اگر کسی تعجب کند که آیا می توان یک شیر دروازه ای از نوع گوه ای را به طور جایگزین انتخاب کرد، پاسخ منفی است. یک شیر گیت گوه ای کلاس 1500 2 اینچی نمی تواند مطابق با استاندارد API 602 که گیت، گلوب و شیرهای چک را برای سایزهای 4 اینچ و کوچکتر در صنایع نفت و گاز طبیعی پوشش می دهد، سوراخ کامل ایجاد کند. حداقل سوراخ دریچه گیت گوه ای در کلاس اندازه و فشار ذکر شده در بالا 38 میلی متر است که طبق API 6D از سوراخ سوپاپ توپ کوچکتر است.

به جز مثال شیر توپی نزدیک به عنصر جریان (متر) که قبلاً ذکر شد، دریچه‌های خط لوله باید دارای سوراخ مخصوصی برابر یا نزدیک به قطر داخلی لوله باشند، به دلیل اینکه PIG کار می‌کند. اگرچه دریچه های خط لوله بر اساس API 6D طراحی شده اند، حداقل قطر سوراخ های ارائه شده در API 6D لزوما قابل استفاده نیستند. سوراخ یک شیر معمولا کمتر از ضخامت لوله است، به خصوص زمانی که لوله از مواد دوبلکس 22Cr ساخته شده باشد. لوله دوبلکس 22Cr هیچ گونه اجازه خوردگی با استحکام نسبتاً بالا ندارد، که باعث می شود ضخامت لوله در مقایسه با لوله فولادی کربن و شیر متصل در مواد دوبلکس 22Cr کمتر شود. شکل 1.18 یک آزمایش رانش پس از ساخت و مونتاژ یک شیر توپی خط لوله را با عبور ابزاری ساخته شده از میله ای به طول 1 متر با سه صفحه پلاستیکی دایره ای شکل در دو انتها و وسط نشان می دهد تا اطمینان حاصل شود که قطر داخلی شیر برای راه اندازی PIG مناسب است.

اجزای سیستم لوله کشی

شیرهای توپی هم برای سرویس روشن/خاموش و هم برای دریچه گاز استفاده می شوند. شیرهای توپی شبیه به شیرهای پلاگین هستند اما از یک عنصر نشیمن توپی شکل استفاده می کنند (شکل 4.56). آنها سریع باز می شوند و برای باز یا بسته شدن فقط به یک ربع دور نیاز دارند. آنها به اپراتورهای دستی یا قدرتی در اندازه های بزرگ و در فشارهای عملیاتی بالا برای غلبه بر گشتاور عملیاتی نیاز دارند. آنها مجهز به صندلی های نرم هستند که به راحتی با سطح توپ مطابقت دارند و دارای مهر و موم ثانویه فلز به غذا هستند. اگر دریچه برای مدت طولانی تحت افت فشار زیاد در سراسر توپ نیمه باز بماند، صندلی نرم ممکن است آسیب ببیند و ممکن است توپ را در موقعیت خود قفل کند. شیرهای توپی برای توقف و شروع جریان مناسب هستند اما ممکن است برای دریچه گاز متوسط استفاده شوند. در مقایسه با سایر شیرها با درجه بندی مشابه، شیرهای توپی نسبتا کوچک و سبک هستند.

شیر توپی پر استفاده ترین شیر خاموش کننده سیال در تاسیسات بالادستی تولید نفت و گاز، چه در خشکی و چه در دریا است. آنها همچنین در کوره های تغذیه سیستم های گاز سوخت استفاده می شوند. شیرهای دوشاخه دارای مزایای زیر هستند:

•

مقاومت در برابر فشار بالا

•

مونتاژ جمع و جور

•

باز و بسته شدن سریع

•

تعمیر و نگهداری آسان

•

می تواند به راحتی فعال شود (محرک الکتریکی، پنوماتیکی یا هیدرولیکی)

•

قابل قبول برای عملیات pigging

•

افت فشار کم

•

قابل تعمیر در محل

•

سازگار با فازهای هیدروکربنی مختلف (مایع، گاز و مخلوط).

کاربردهای معمول شیر توپی شامل موارد زیر است:

•

شیر خوکی: راه اندازی و دریافت خراش های کوچک

•

ساقه بالارونده: دمای بالا و سیالات فرسایشی

•

Q-ball: کنترل جریان و نویز کم

•

DBB فشرده: فشار بالا و/یا خاموشی طولانی مدت. توجه: DBB یک چیدمان دریچه ای است که ایزولاسیون مثبت را فراهم می کند. دو (2) دریچه بلوک به صورت سری بسته می شوند و بخش لوله بین آنها از طریق دریچه تخلیه فشار کم می شود.

4.2.8.3.2 پورت کاهش یافته

اکثر شیرهای توپی دارای یک پورت کاهش یافته با گذرگاه جریان ونتوری شکل هستند که معمولاً یک اندازه لوله کوچکتر از اندازه اسمی شیر است. افت فشار از طریق یک دریچه پورت کاهش یافته معمولاً به اندازه کافی کم است که هزینه اضافی یک شیر پورت کامل توجیه نمی شود.

4.2.8.3.3 پورت کامل

شیرهای توپی با پورت کامل در کاربردهایی مانند عملیات هات تپ یا در یک خط مشمول پیگینگ مورد نیاز هستند.

4.2.8.3.4 ملاحظات عملیاتی

از آنجایی که شیرهای توپی به سرعت باز و بسته می شوند، دریچه های توپی ممکن است فشارهای چکشی یا موجی آب را القا کنند. گلوله توخالی ممکن است مایع را در حالت بسته به دام بیندازد و اگر بدنه دریچه تخلیه نشود ممکن است مشکلاتی ایجاد کند. جامدات ساینده معلق در جریان سیال ممکن است به صندلی ها و سطح توپ آسیب برسانند زیرا توپ با حرکت پاک کردن روی صندلی ها حرکت می کند.

دریچه های توپی که مواد قابل احتراق یا خطرناک را جابجا می کنند باید با مهر و موم صندلی اضطراری مجهز شوند. این مهر و موم صندلی های اضطراری در صورت سوختن مهر و موم های نرم در آتش سوزی (ایمن در برابر حریق) وارد عمل می شوند. آنها معمولاً از یک صندلی فلزی ثانویه در مجاورت توپ تشکیل شده اند تا پس از خراب شدن صندلی های نرم، توپ بتواند در برابر صندلی فلزی شناور شود (یا برعکس). مواد بسته بندی باید قابلیت دوام در آتش را داشته باشند. دریچه های توپی به دو دسته توپی شناور یا پایه دار طبقه بندی می شوند.

4.2.8.3.5 توپ شناور

در پیکربندی توپ شناور، توپ آزاد است تا در جهت جانبی حرکت کند. فشار مایعی که بر روی توپ وارد می‌شود، توپ را به سمت صندلی‌ها وادار می‌کند و یک مهر و موم محکم ایجاد می‌کند (شکل 4.57). توپ شناور در فشار بالا و اندازه های بزرگ به دو دلیل استفاده نمی شود. اولاً، نیروی زیاد توپ بر روی صندلی ها می تواند صندلی ها را تغییر شکل داده و بر ویژگی های آب بندی فشار کم شیر تأثیر بگذارد. دوم، همین نیرو، عملکرد سوپاپ را دشوار می کند، بنابراین برای غلبه بر نیروی نشستن در دیفرانسیل های فشار بالا، به گشتاور بالایی نیاز است.

در پیکربندی نصب شده بر روی بند، توپ در یک موقعیت ثابت می چرخد (شکل 4.58). توپ نمی تواند در جهت جانبی حرکت کند زیرا توسط یک محور در بالا و پایین توپ در جای خود ثابت می شود. دریچه با فشار سیال که حلقه صندلی شناور را به توپ فشار می‌دهد یا به صندلی‌ها و توپ فشار می‌آورد، آب‌بندی ایجاد می‌کند. استرس می تواند در نتیجه تداخل بین توپ و مهر و موم یا در نتیجه یک مکانیسم فنری رخ دهد. عملکرد شیر توپی ترننیون نسبت به شیر توپی شناور راحت‌تر است و در اندازه‌های بزرگتر و کلاس‌های فشار بالاتر موجود است.

دریچه توپی مداری از یک حرکت چرخشی و عمل بادامک برای ایجاد مهر و موم استفاده می کند (شکل 4.59). عملیات به چندین چرخش چرخ دستی نیاز دارد. در حالت باز بودن سوپاپ، چرخش چرخ دستی در جهت عقربه‌های ساعت باعث می‌شود که توپ در جهت عقربه‌های ساعت بچرخد تا زمانی که دریچه عبوری از توپ عمود بر جریان جریان باشد. ساقه توپ را از صندلی دور نگه داشته تا از سایش جلوگیری شود. چند چرخش آخر چرخ دستی باعث می شود که یک سطح بادامک روی ساقه با یک سطح هماهنگ در توپ تماس پیدا کند تا توپ را به صندلی فشار دهد تا محکم شود. این عمل باعث می شود که شیر مدار نسبت به سایر انواع شیرهای توپی راحت تر عمل کند و برای خدمات با ساییدگی متوسط مناسب باشد. دریچه‌های توپی مداری در اندازه‌های بزرگ‌تر که در آن اپراتورهای برق مورد نیاز هستند، محبوب هستند، که قیمت کمتری نسبت به اپراتور برای یک شیر توپی یک چهارم دور معمولی دارند.

شیرهای توپی

شیرهای توپی، شیرهای قطع کننده ای هستند که از یک توپ برای متوقف کردن یا شروع جریان سیال در پایین دست شیر استفاده می کنند. توپ که در شکل 7-1 نشان داده شده است، همان عملکرد دیسک را در سایر شیرها انجام می دهد. هنگامی که دسته سوپاپ چرخانده می شود تا دریچه باز شود، توپ به نقطه ای می چرخد که قسمتی یا کل سوراخی که از طریق توپ ماشین کاری می شود در یک راستا با ورودی و خروجی بدنه سوپاپ باشد. این اجازه می دهد تا جریان سیال از شیر عبور کند. هنگامی که توپ به گونه ای چرخانده شود که سوراخ عمود بر مسیر جریان باشد، جریان متوقف می شود.

اکثر شیرهای توپی از نوع سریع الاثر هستند. آنها نیاز به چرخش 90 درجه ای اهرم محرک دارند تا دریچه کاملا باز یا بسته شود. این ویژگی، همراه با جریان آشفته تولید شده در هنگام باز بودن دهانه توپ، استفاده از شیرهای توپی را به عنوان یک دستگاه کنترل جریان محدود می کند. این نوع شیر معمولاً به یک عملکرد کنترلی "روشن-از" محدود می شود.