شیرهای ساچمه ای (ball valve)

شیرهای ساچمه ای گونه ای از شیرهای توپی دار هستند که عضو مسدود کننده یا توپی آنها به شکل کروی است مقر نشیمنگاهی در این شیرها به فرم دایره ای است و به همین دلیل تنش ایجاد شده در محیط سطوح نشیمنگاهی، یکنواخت می باشد. در اغلب شیرهای ساچمه ای، مقر نشیمنگاه از مواد نرم ساخته می شود که می تواند خود را به خوبی با سطح ساچمه هماهنگ کند. با توجه به فرم سطوح نشیمنگاهی در این شیرها آب بندی در شیرهای ساچمه ای عالی است.

شیر ساچمه ای

برش شیر ساچمه ای

قابلیت کنترل شدت جریان در شیرهای ساچمه ای خیلی خوب است، زیرا سطح مقطع عبور سیال از مقاطع سطح سوراخ دایره ای در ساچمه و سطح دایره ای مقر نشیمنگاهی ایجاد می شود. البته اگر این نوع شیر برای مدتی طولانی نیمه باز بماند و افت فشار در عبور از سوراخ ساچمه زیاد باشد، ممکن است مقر نشیمنگاهی نرم تغییر شکل می دهد و به طرف لبه سوراخ ساچمه خم می شود و حتی ممکن است باعث گیر کردن ساچمه در جای خود شود. بدین ترتیب، شیرهای ساچمه ای دستی اغلب برای قطع و وصل جریان مناسب هستند، ولی می توان در بعضی موارد از آنها برای کنترل شدت جریان سیال استفاده کرد.

چون ساچمه بر روی سطوح مقر نشیمنگاهی می لغزد شیرهای ساچمه ای را می توان برای سیالات دارای ذرات جامد معلق نیز به کار برد. البته ذرات ساینده به سطوح مقر و ساچمه آسیب می رسانند. مواد رشته ای محکم موجود در سیال نیز ممکن است برای عملکرد شیرهای ساچمه ای مشکل آفرین باشد، زیرا این رشته ها  به تدریج به دور ساچمه می پیچند.

برای ساخت ارزان شیرهای ساچمه ای قطر سوراخ موجود در ساچمه کوچک تر از قطر اسمی شیر به صورت ونتوری می باشد. افت فشار در شیرهایی که قطر سوراخ ساچمه آنها کوچک باشد چندان زیاد نیست و به همین دلیل در اغلب موارد لزومی ندارد از شیرهای ساچمه ای که قطر سوراخ آن ها برابر با قطر اسمی شیر است استفاده نمود و بدین ترتیب می توان در هزینه خرید صرفه جویی نمود اما برای خطوطی که باید تمیز کاری شوند قطر شیر و قطر سوراخ باید یکسان باشند.

برش شیر ساچمه ای با توپی داخل و رینگهای شیر

رینگ های نرم نشیمنگاهی به کار رفته در شیرهای ساچمه ای قاعدتا در اثر حرارت ناشی از تماس طولانی شیر با آتش، تخریب می شوند. اگر این شیرها در سیستم های حامل سیالات قابل اشتعال به کار روند باید آنها را طوری طراحی کرد که تخریب رینگها باعث ایجاد نشتی داخلی و خارجی در شیر نشود. در بعضی شیرها، قطعات آب بندی اضطراری در نظر گرفته تادر صورت تخریب قطعات آب بندی اصلی وارد عمل شوند.

قطعات آب بندی کننده اضطرای ممکن است رینگهای فلزی لب تیز یا لبه گرد باشند که در نزدیکی ساچمه شیر نصب می شوند به طوری که ساچمه بتواند پس از تخریب رینگ نشیمنگاهی پلیمری بر روی رینگ آب بندی اضطراری قرار گرفته و آب بندی مورد نیاز در شیر تا حدی بر قرار شود.

مجموعه واشرهای آب بندی که برای آب بندی میله شیر به کار می روند را می توان از جنس آزبست یا گرافیت انتخاب کرد که در برابر حرارت مقاوم باشند. قطعات و اجزا، نحوه عبور سیال از شیر ساچمه ای در شکل های زیر نشان داده شده است:

اجزای شیرهای ساچمه ای

عبور جریان از شیر ساچمه ای