Шаровые клапаны
Шаровой клапан — это устройство для управления потоком жидкостей и газов, использующее вращающийся шарообразный диск. Он работает по принципу четверть оборота: когда клапан открыт, отверстие в шаре совпадает с входом и выходом корпуса, позволяя свободно проходить потоку. При закрытии клапана шар поворачивается так, что отверстие становится перпендикулярным потокам, тем самым останавливая его. Для управления большинством шаровых кранов требуется поворот ручки на 90°, однако для крупных клапанов может использоваться привод с зубчатой передачей, что позволяет открывать и закрывать их с помощью небольшого маховика.
Виды шаровых клапанов
Шаровые клапаны доступны в трех основных версиях:
1. Полнопроходные — имеют внутренний диаметр, равный диаметру трубы.
2. Проход Вентури — обычно на один размер меньше диаметра трубы.
3. Уменьшенные проходы — также имеют меньший диаметр, чем линия.
Конфигурации корпуса
Наиболее распространенные конфигурации корпуса шаровых клапанов:
• С верхним разъемом — обеспечивает доступ к внутренним частям для технического обслуживания без необходимости демонтажа клапана с трубопровода.
• С разборным корпусом — состоит из двух частей, одна из которых меньше другой; шар вставляется в большую часть корпуса, а меньшая часть фиксируется болтовым соединением.
Концы клапанов могут быть выполнены в различных вариантах: стыковая сварка, раструбная сварка, фланцевые и резьбовые соединения.
Материалы
Шаровые клапаны изготавливаются из различных металлов, а седла — из мягких материалов, таких как тефлон, неопрен и их комбинации. Использование мягких материалов обеспечивает отличную герметичность. Однако у них есть недостатки: они не подходят для высоких температур. Например, седла из фторсодержащего полимера могут работать при температурах от -200 °C до 230 °C и выше, тогда как графитовые седла выдерживают температуры от -50 °C до 500 °C и выше.
Конструкция штока и крышки
Шток в шаровом клапане не прикреплен к шару; он имеет прямоугольную часть, которая входит в прорезь на шаре. Это позволяет вращать шар во время открытия или закрытия клапана. Крышка клапана крепится к корпусу и удерживает шток и шар на месте. Регулировка крышки позволяет сжимать уплотнение штока. Упаковочный материал для штоков обычно представляет собой тефлоновые уплотнения или уплотнительные кольца вместо традиционных сальниковых уплотнений.
Применение шаровых клапанов
Шаровые клапаны широко используются в различных областях:
• Управление потоками воздуха, газов и жидкостей.
• Дренажные системы и вентиляционные отверстия для жидких и газообразных сред.
• Применение в системах под паром.
Типы шаровых клапанов
1. Плавающий шаровой кран
Плавающий шаровой кран представляет собой конструкцию, в которой шар подвешен в потоке жидкости и удерживается на месте за счет сжатия двух эластомерных седел. Вал, соединенный с верхней частью шара, позволяет переключать клапан из открытого в закрытое положение с помощью поворота на четверть оборота (90 градусов). При перемещении вала к шару прикладывается нагрузка, которая прижимает его к седлам. Эта легкая и экономичная конструкция подходит для отверстий до 10 дюймов. При больших размерах седла клапана не смогут выдерживать тяжелые шары, что приведет к снижению безопасности и эффективности работы. Плавающие клапаны допускают двунаправленное отключение потока, что делает их универсальными.
2. Цапфовый шаровой кран
Цапфовые шаровые краны были разработаны для преодоления ограничений стандартных плавающих клапанов, особенно в отношении размеров. В этом типе клапана вал, шар и опорная цапфа образуют единый цельный узел, способный выдерживать большие нагрузки от более крупных шаров. Цапфовые клапаны обладают преимуществом более низкого рабочего крутящего момента по сравнению с плавающими конструкциями. Это позволяет использовать более компактные и экономичные приводы для управления клапаном. Снижение крутящего момента также уменьшает размер привода и общие затраты на клапан, что особенно важно при увеличении класса давления и размера устройства.
Классификация шаровых кранов
Шаровые краны могут быть классифицированы по различным критериям, включая:
• Доступ сверху: Эти краны позволяют получить доступ к внутренним частям для сборки, разборки, ремонта или технического обслуживания без необходимости демонтажа всего устройства с трубопровода.
• Разборный корпус: В этой конструкции корпус разделен на две или три части. Шар, кольца седла, шток и другие внутренние элементы находятся внутри большей части корпуса и скреплены с меньшими частями болтами.
• Трёхэлементный корпус: Этот вариант позволяет легко заменять внутренние компоненты без необходимости полного снятия клапана.
• Полностью сварной корпус: Используется для работы в условиях чрезвычайно высокого давления и температуры.
Основные различия между конструкциями
1. Материалы: Шаровые краны с верхним разъемом обычно изготавливаются с литых стальных корпусов, тогда как боковые клапаны — из кованой стали.
2. Конструкция: Шаровые краны с верхним разъемом имеют монолитную конструкцию (выполнены за одно целое), в то время как боковые входные клапаны состоят из двух или трех частей.
3. Испытания: Шаровые краны с верхним разъемом требуют большего количества неразрушающих испытаний из-за их литых корпусов.
4. Сложность сборки: Боковые клапаны легче собрать и изготовить, тогда как верхние требуют более длительного опыта и мастерства для правильной работы.
5. Стоимость и время выполнения: Шаровые краны с верхним разъемом обычно дороже и имеют более длительное время выполнения из-за операций литья, необходимых для их производства.
Преимущества и недостатки шаровых кранов
Преимущества:
• Быстрое открытие и закрытие: Шаровые краны обеспечивают надежную герметизацию при высоких температурах благодаря своей конструкции, что делает их идеальными для быстрого управления потоком.
• Компактность и легкость: Они меньше и легче, чем запорные клапаны аналогичного размера, что упрощает установку и эксплуатацию.
• Гибкость выбора: Существует множество конструкций шаровых кранов, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант в зависимости от ваших требований.
• Простота в эксплуатации: Шаровые краны легки в использовании и требуют минимального обслуживания, что делает их экономически выгодным решением.
Недостатки:
• Не подходит для дросселирования: Шаровые краны не предназначены для регулирования потока, что ограничивает их применение в некоторых ситуациях.
• Проблемы с взвешенными частицами: В условиях, где присутствуют суспензии или взвешенные частицы, они могут оседать и попадать в полости корпуса, что приводит к износу, утечкам или повреждению клапана.
• Скачки давления: Быстрое открытие и закрытие могут вызывать скачки давления, которые могут повредить оборудование, расположенное ниже по потоку.
Применение шаровых кранов
Шаровые краны находят широкое применение в различных областях:
• Они могут использоваться в качестве двухпозиционного запорного клапана для обеспечения герметичного перекрытия жидкостей.
• Подходят для работы с воздушными, газообразными и паровыми средами, а также в углеводородных приложениях.
• Металлические седельные клапаны способны функционировать в условиях высокого давления и температуры.
• Широко используются для соединения манометровых трубок с инструментами.
Если вы ищете качественные шаровые краны, вы можете приобрести их в нашем интернет-магазине Теплотун, а также посетить наш магазин по адресу: Путилково, Верхняя улица, дом 28, 71-й км МКАД.
Мы предлагаем широкий ассортимент и гарантируем высокое качество продукции!