Что такое шаровой клапан?

Что такое шаровой клапан?

Шаровой клапан — это клапан, используемый в технологических трубопроводах.

Шаровые клапаны используются для полного открытия и закрытия пути потока и для регулировки расхода и давления. Первоначально технологический трубопровод относился к трубопроводам, используемым для транспортировки технологических жидкостей, таких как химические продукты. Поскольку в некоторых случаях требуется особая осторожность, его отличают от трубопроводов, используемых для транспортировки рабочих жидкостей, таких как гидравлическое оборудование.

Шаровой клапан характеризуется округлым сечением клапанной коробки (корпуса) и изогнутым внутренним потоком. Поскольку клапанная коробка имеет форму шара, его также называют шаровым клапаном или шаровым краном.

Рисунок 1. Структура шарового клапана

Применение шаровых клапанов

Шаровые краны отлично подходят для перекрытия жидкостей и регулирования расхода и давления, поэтому они используются в качестве запорных клапанов, когда вы хотите перекрыть жидкости без утечки. Однако из-за высокого перепада давления задвижки, шаровые краны и поворотные затворы с низким перепадом давления могут использоваться для «всегда открытых» применений.

Шаровые краны используются в водопроводах, паровых и воздушных трубопроводах коммунального назначения на заводах и электростанциях в общей промышленности, а также часто используются в помещениях и оборудовании, где проложены трубы. Он также используется в трубопроводах вокруг счетчиков воды, газовых счетчиков и водонагревателей в домах.

Поскольку они подходят для многих применений, включая высокие температуры, высокое давление и использование большого диаметра, они используются в очень широком диапазоне применений. Однако игольчатые клапаны лучше всего подходят для использования в трубопроводах малого диаметра для контроля скорости потока в минуту. Заглушка клапана имеет коническую и игольчатую форму, что позволяет регулировать поток в минуту. Основная структура игольчатого клапана такая же, как у шарового клапана, поскольку он открывается и закрывается путем перемещения игольчатого клапана вверх и вниз.

Принцип шаровых клапанов

Заглушка клапана (диск) в корпусе клапана (корпусе) шарового клапана вращается и перемещается вверх и вниз с помощью ручки или привода (приводного устройства), прикрепленного к штоку клапана (штоку). Это приводит к тому, что заглушка соприкасается с седлом (седлом клапана) и перекрывает поток жидкости.

Расстояние между заглушкой клапана и седлом клапана изменяется в зависимости от того, вращается ли ручка или привод, а площадь поперечного сечения пути потока изменяется, что позволяет регулировать поток и давление. Этот тип клапана используется для регулировки объема коммунальных услуг, таких как пар, охлаждающая вода, горячая вода, сжатый воздух и вакуумные линии, требующие регулировки потока и давления.

Коробка клапана имеет форму шара, а путь потока от входа через седло клапана к выходу имеет S-образную форму. Внутри клапана направление потока изменяется, и путь потока быстро расширяется и сужается, что приводит к очень большому падению давления.

Однако, когда клапан закрыт, заглушка клапана прижимается к седлу сверху, что обеспечивает низкую утечку и высокую эффективность отключения. Кроме того, положение заглушки клапана можно точно отрегулировать, что позволяет точно контролировать расход.

Другая информация о шаровых клапанах

1. Как открывать и закрывать шаровой клапан

Шаровые клапаны можно открывать и закрывать вручную или автоматически.

Тип ручного управления
В ручном режиме клапан открывается и закрывается путем вращения круглой ручки и перемещения штока клапана вверх и вниз.

Тип автоматического управления

Рисунок 2. Самоходный шаровой клапан

Для самоходных клапанов существует два типа приводов (приводных устройств): с электрическим и пневматическим приводом. Электроприводы используют комбинацию электродвигателя (двигателя) и редуктора для перемещения штока клапана вверх и вниз для открытия и закрытия клапана.

С другой стороны, пневматический тип использует сжатый воздух, нагнетаемый в воздушный цилиндр, для перемещения цилиндра и штока клапана вверх и вниз, чтобы открыть и закрыть клапан.

2. Сравнение с другими типами клапанов

Рисунок 3. Сравнение характеристик клапана

Шаровой клапан
Шаровые краны могут регулировать расход при использовании в промежуточном положении открытия. Однако при использовании в среднем положении открытия жидкость может скапливаться между седлом клапана (седлом шара) и шаром, вызывая утечку и возможное повреждение седла клапана.

Поэтому шаровые краны следует использовать в полностью открытых и полностью закрытых приложениях. В частности, шаровые краны можно легко открыть или закрыть полностью, просто повернув ручку. Однако некоторые производители продают шаровые краны, которые можно использовать в промежуточных положениях открытия.

В целом, запорные клапаны используются, когда требуются как функции запирания, так и управления потоком, в то время как шаровые краны используются, когда основной целью является запирание и можно легко добиться полного открытия и закрытия.

Задвижки
Задвижки можно использовать в среднем положении открытия, но заглушка клапана может вибрировать, поэтому их следует использовать в полностью открытом или полностью закрытом положении. Как и в случае с шаровыми кранами, шаровые краны обычно используются, когда требуются как функции запирания, так и функции управления потоком, а задвижки используются, когда запирание является основной целью, и полное открытие и закрытие могут быть легко достигнуты.

Двустворчатые клапаны
Дроссельные клапаны могут регулировать расход при использовании в промежуточном положении открытия. Дроссельные клапаны имеют меньший перепад давления, чем шаровые клапаны, но их недостатком является то, что они склонны к несбалансированному крутящему моменту и гидравлическому удару из-за пластинчатой ​​заглушки клапана.

Клапаны-бабочки имеют меньшую клапанную коробку и более короткие размеры лицевой поверхности (расстояние между входом и выходом жидкости), а также обладают превосходной эффективностью запирания. В целом, шаровые клапаны используются, когда требуются как функции запирания, так и функции управления потоком, и можно обеспечить полное время открытия/закрытия, в то время как клапаны-бабочки используются, когда требуется полное время открытия/закрытия за короткий период, а расстояние лицевой поверхности короткое.

Рисунок 4. Структура каждого типа клапана

3. Преимущества и недостатки шаровых кранов

Преимущества и недостатки шаровых кранов можно кратко описать следующим образом.

Преимущества

• Низкая утечка и превосходная эффективность запирания
• Превосходное управление потоком

Недостатки

• Требует много времени, требует многократных поворотов рукоятки или привода для полного закрытия или полного открытия
• Большая потеря давления в клапанной коробке