شیر توپی 3 اینچ موتوردار برقی سه تکه یکی از پرکاربردترین و پیشرفتهترین انواع شیرهای کنترلی در صنایع مختلف است که وظیفه تنظیم، قطع یا وصل جریان سیالات را بهصورت خودکار انجام میدهد. این شیر ترکیبی از ساختار مکانیکی مقاوم سهتکه و اکچویتور برقی هوشمند است که با دریافت فرمان از سیستم کنترل مرکزی، جریان را با دقت بالا تنظیم میکند.
به دلیل قطر بالای 3 اینچ، این نوع شیر در خطوط اصلی انتقال سیالات مانند آب، بخار، گاز و روغن مورد استفاده قرار میگیرد. طراحی سهتکه (Three-Piece Design) باعث میشود عملیات سرویس و نگهداری بسیار آسان باشد و در صورت نیاز به تعمیر، نیازی به جداسازی کامل لولهها نباشد.
اکچویتور برقی نصبشده بر روی این شیر، میتواند از نوع ON/OFF (باز و بسته کامل) یا مدولار (۴–۲۰ میلیآمپر) باشد. این قابلیت باعث میشود کنترل جریان بهصورت دقیق، ایمن و مطابق با نیاز فرآیند انجام شود.
شیر توپی چیست و چگونه عمل میکند؟
شیر توپی (Ball Valve) یکی از رایجترین شیرهای صنعتی است که برای کنترل عبور سیال از مسیر لوله مورد استفاده قرار میگیرد. مکانیزم عملکرد آن بر پایه یک توپ توخالی (Ball) با سوراخ مرکزی است که با چرخش ۹۰ درجهای محور، جریان را باز یا مسدود میکند.
در حالت باز، مجرای داخلی توپ همراستا با مسیر لوله قرار دارد و سیال بدون مانع عبور میکند. اما با چرخش محور، مسیر مسدود شده و جریان متوقف میشود.
مدلهای موتوردار این شیرها با افزودن اکچویتور برقی (Electric Actuator)، امکان کنترل از راه دور و خودکار را فراهم میکنند. این اکچویتور با فرمان الکتریکی از تابلو یا PLC، توپ داخلی را میچرخاند و جریان را مطابق نیاز فرآیند کنترل میکند.
ویژگی اصلی این شیرها، آببندی کامل (Zero Leakage) و افت فشار بسیار کم است که آن را برای سیستمهای فشار بالا و فرآیندهای حساس ایدهآل میسازد.
معرفی شیر توپی 3 اینچ موتوردار برقی (سهتکه)
شیر توپی 3 اینچ موتوردار برقی سهتکه از لحاظ طراحی و عملکرد در دسته شیرهای صنعتی پیشرفته قرار میگیرد. بدنه این شیر معمولاً از استنلس استیل 304 یا 316 ساخته میشود تا مقاومت بالا در برابر خوردگی، فشار و دمای بالا داشته باشد.
ساختار سهتکه آن شامل دو انتهای قابل اتصال به لوله و یک بخش مرکزی است که به کمک پیچها و فلنجها به هم متصل میشوند. این طراحی باعث میشود تعمیر و نگهداری بسیار راحت باشد و در صورت خرابی آببندها یا توپی، تنها بخش مرکزی باز شود.
اکچویتور برقی نصبشده روی شیر، با گشتاور بالا و زمان عملکرد کوتاه (بین ۱۵ تا ۳۰ ثانیه) عمل میکند. این عملگر معمولاً دارای درجه حفاظت IP67 است که آن را در برابر گردوغبار و رطوبت مقاوم میسازد.
مزایای استفاده از شیر توپی موتوردار سهتکه
۱. کنترل خودکار جریان: امکان باز و بسته شدن شیر با فرمان الکتریکی.
۲. نصب و تعمیر آسان: طراحی سهتکه امکان تعویض آسان قطعات داخلی را فراهم میکند.
۳. آببندی کامل و افت فشار کم: نشیمنگاه PTFE عملکرد بدون نشتی را تضمین میکند.
۴. مقاومت بالا در برابر خوردگی: بدنه استیل 316 مناسب برای سیالات شیمیایی و بخار است.
۵. واکنش سریع و دقیق: اکچویتور الکتریکی با زمان چرخش کوتاه و عملکرد ایمن کار میکند.
۶. قابلیت اتصال به سیستمهای اتوماسیون صنعتی: امکان کنترل از طریق PLC و سیستمهای مانیتورینگ.
جزئیات فنی شیر توپی 3 اینچ موتوردار برقی (سهتکه)
نوع شیر: شیر توپی (Ball Valve)
ساختار: سهتکه (Three-Piece Design)
سایز اتصال: 3 اینچ (DN80)
نوع عملکرد: برقی (Electric Actuated)
نوع کنترل: ON/OFF یا Modulating (۴–۲۰mA)
زاویه چرخش: 90 درجه
زمان چرخش: 15 تا 30 ثانیه
ولتاژ عملکرد: 220V AC یا 24V DC
جنس بدنه: استنلس استیل 316 یا 304
جنس توپی: استیل صیقلی ضدزنگ
جنس نشیمنگاه (Seat): PTFE یا RPTFE
نوع اتصال: فلنجی (Flanged) یا دندهای (Threaded BSP)
فشار کاری: تا 63 بار
دمای کاری: از -20 تا +180°C
درجه حفاظت اکچویتور: IP67
نمایشگر موقعیت: دارد (Position Indicator)
کنترل دستی: دارد (Handwheel Override)
کاربردها: کنترل جریان آب، بخار، گاز، روغن، مواد شیمیایی و هوای فشرده
نحوه عملکرد اکچویتور برقی در شیر توپی
اکچویتور برقی در این مدل، موتور الکتریکی را به گیربکس داخلی متصل میکند تا محور شیر را بچرخاند. در مدل ON/OFF، شیر تنها در دو حالت باز یا بسته قرار دارد. اما در مدل مدولار، با دریافت سیگنال آنالوگ (۴–۲۰mA یا ۰–۱۰V)، موقعیت شیر بهصورت پیوسته تغییر میکند.
در این حالت میتوان جریان را با دقت درصدی کنترل کرد. این ویژگی بهویژه در صنایع فرآیندی که کنترل دقیق دبی حیاتی است، اهمیت بالایی دارد.
اکچویتور دارای میکروسوئیچ داخلی برای اعلام وضعیت باز و بسته و همچنین گیربکس Self-Locking است تا در زمان قطع برق، موقعیت فعلی حفظ شود.
کاربردهای شیر توپی موتوردار برقی سهتکه
صنایع نفت و گاز و خطوط فرآیندی
سیستمهای بخار، تهویه و گرمایش صنعتی
صنایع شیمیایی، پتروشیمی و غذایی
سیستمهای آبرسانی و فاضلاب صنعتی
پروژههای اتوماسیون کارخانهای
سیستمهای خنککاری، آب دریا و سیالات خورنده
بهدلیل مقاومت مکانیکی بالا و آببندی دقیق، این شیر در صنایع حساس و محیطهای سخت مانند پالایشگاهها، نیروگاهها و کارخانههای شیمیایی استفاده میشود.
تفاوت شیر سهتکه با دوتکه
شیر دوتکه از دو بخش اصلی تشکیل شده که در صورت نیاز به تعمیر، باید کاملاً از سیستم لوله جدا شود. اما در مدل سهتکه، فقط بخش مرکزی باز میشود و لولهها در جای خود باقی میمانند. این ویژگی در صنایع بزرگ باعث صرفهجویی در زمان و هزینه نگهداری میشود.
ویژگیهای طراحی سهتکه
تعویض آسان آببند و توپی بدون جداسازی خط لوله
تحمل فشار بالا در اتصالات
کاهش احتمال نشتی در اتصالات
امکان چرخش روان محور و کنترل دقیقتر جریان
ویژگیهای اکچویتور برقی
اکچویتور برقی نصبشده روی این مدل، از نوع چرخشی با گشتاور بالا است. ویژگیهای آن عبارتاند از:
۱. موتور گشتاور بالا با عملکرد نرم و بیصدا
۲. گیربکس Self-Locking برای حفظ موقعیت در قطع برق
۳. میکروسوئیچ داخلی جهت اعلام وضعیت باز و بسته
۴. نمایشگر موقعیت بر روی بدنه
۵. امکان کنترل دستی در شرایط اضطراری
۶. مقاوم در برابر رطوبت، گردوغبار و ارتعاش
۷. قابلیت اتصال به سیگنال کنترلی ۴–۲۰mA برای مدلهای مدولار
نکات نصب و نگهداری
۱. نصب شیر باید در جهت صحیح جریان انجام شود.
۲. بدنه شیر نباید تحت تنش مکانیکی یا لرزش قرار گیرد.
۳. سیمکشی اکچویتور باید مطابق نقشه کارخانه انجام شود.
۴. در محیطهای باز، از پوشش محافظ برای اکچویتور استفاده شود.
۵. هر شش ماه یکبار عملکرد موتور و وضعیت آببندها بررسی گردد.
۶. در محیطهای با رطوبت بالا، توصیه میشود از اکچویتور با پوشش IP68 استفاده شود.
مزایای استفاده از شیر توپی موتوردار برقی در صنایع
افزایش دقت کنترل فرآیند
کاهش نیاز به اپراتور انسانی
قابلیت کنترل از راه دور و یکپارچهسازی با سیستمهای PLC
کاهش زمان توقف خط تولید
کارایی بالا در فشار و دمای متغیر
عمر طولانی در سیکلهای کاری مکرر
عملکرد ایمن در شرایط اضطراری
اکچویتورهای مجهز به سیستم Fail-Safe در زمان قطع برق میتوانند بهصورت خودکار به حالت ایمن (باز یا بسته) بازگردند. در سایر مدلها، گیربکس قفلکننده موقعیت فعلی را حفظ میکند تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود. این ویژگی در خطوط گاز، بخار و مواد قابل اشتعال بسیار حیاتی است.
بخش پرسش و پاسخ (FAQ)
۱. آیا شیر توپی سهتکه موتوردار برای بخار مناسب است؟
بله، با بدنه استیل و آببند PTFE، این شیر میتواند تا دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد و فشار ۱۶ بار کار کند.
۲. تفاوت عملکرد مدل ON/OFF و Modulating چیست؟
در مدل ON/OFF، شیر فقط باز یا بسته میشود، ولی در مدل Modulating میتوان موقعیت باز شدن را با سیگنال ۴–۲۰mA تنظیم کرد.
۳. آیا امکان کنترل دستی در زمان قطع برق وجود دارد؟
بله، اکچویتور دارای هندویل (Handwheel) برای کنترل دستی است.
۴. آیا شیر سهتکه به سرویس دورهای نیاز دارد؟
بله، هر ۶ ماه بررسی وضعیت آببندها و گریسکاری محور توصیه میشود.
۵. این شیر در چه صنایع و سیالاتی کاربرد دارد؟
در صنایع نفت، گاز، بخار، آب، مواد شیمیایی و فرآیندهای اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
