Шаровый кран из чего состоит: Устройство шарового крана

его ремонт, замена и установка в квартире, как выбрать изобретение маевского

Многие люди в качестве запорной арматуры используют шаровые краны. В нашей статье мы предлагаем рассмотреть устройство шарового крана, узнать где он применяется, расскажем о его достоинствах и недостатках, а так же на что следует обращать внимание при покупке.

Очень часто, при ремонте или монтаже нового водопровода или системы отопления нами бывает предусмотрена и замена кранов в квартире. И сразу возникает вопрос: «А какой кран выбрать?». В настоящее время большим спросом пользуются шаровые системы.

Шаровой кран – разновидность трубопроводного крана, регулирующий или запирающий элемент которого имеет форму сферы. Конструкция данного вида запорной арматуры известно уже более 100 лет.

Поначалу эти системы не пользовались особым спросом, но с появлением современных материалов таких, как синтетический каучук и фторопласт шаровые краны стали пользоваться успехом, благодаря простоте конструкции.

Предлагаем рассмотреть устройство крана шарового подробнее.

Как и любое устройство крана водопроводного, это изделие имеет корпус и подвижный элемент. Корпус может быть любой формы, в зависимости от его назначения (смеситель или запорная арматура).

Подвижный элемент везде одинаков. Это шар обрезанный с 2-х противоположных сторон закрепленный в седлах (уплотнительные кольца). В шаре есть сквозное отверстие, через которое и проходит поток воды. Открытие и закрытие подачи воды производится поворотом ручки на 90⁰. Шаровый смеситель в разрезе

В кранах, которые мы используем дома, чаше всего диаметр проходного отверстия шара совпадает с диаметром трубы, такие краны называются полнопроходными. Такой тип запорной арматуры используют не только для водо- и газопроводов, а и для системы отопления.

При установке батарей возникает потребность не только перекрывать воду на радиаторы, еще требуется устройство для спуска воздуха из системы.

Эту проблему прекрасно решает установка крана маевского. Можно выбрать шаровый кран с клапаном маевского, получится и спуск воздуха и запорная арматура одновременно. Просто и быстро.

Преимущества шаровых кранов заключаются в следующем:

1. Простота конструкции.
2. Небольшие размеры.
3. Эстетичность.
4. Высокая герметичность.
5. Отсутствие застойных зон.
6. Удобное управление.

Но с повышением спроса на шаровые краны, появились поддельные изделия, которые сильно портят репутацию известных фирм производителей. Эти краны очень часто и быстро ломаются, постоянно протекают или даже растворяются прямо на глазах.

Поэтому мы хотим уделить особое внимание тому, как выбрать кран шаровый, на что стоит обращать внимание.

Совет! Конечно на глаз, определить из какого металла или сплава изготовлен кран нельзя. Еще одним немаловажным фактором при определении подлинности служит толщина стенок, но ее на глаз тоже не определишь, для этого надо распилить кран. Поэтому, самый надежный способ – заказать изделие у официальных дистрибьюторов.

Также при выборе шарового крана не стоит покупать изделия имеющие очень низкую цену. Действительно качественный и настоящий товар не может стоить дешево. При покупке не забудьте попросить чек и если есть гарантийный талон, на поддельные изделия вряд ли будет гарантия, да и чек давать не особо спешат.

Однако можно действовать наверняка. Например, приобрести шаровые краны от бренда STOUT. Вся линейка шаровых кранов разработана ведущими специалистами из Европы и ориентирована специально на эксплуатацию в России. Шаровой кран

Шаровые краны производятся на итальянском заводе IVR, что в 70 километрах к северо-западу от Милана.

Основные преимущества шаровых кранов STOUT интересны как профессиональным монтажникам, так и конечным потребителям:

• расчетный срок службы – 50 лет;
• рабочий диапазон температур от -Порядок разбора шарового крана0 °С до +150 °С;
• 55 000 циклов открытия/закрытия;
• каждый элемент шарового кран рассчитан на эксплуатацию в тяжелых условиях;
• конструкция позволяет устранить течь даже в случае разгерметизации корпуса.

В шаровых кранах STOUT используется прокладка из PTFE, которая позволяет при необходимости производить многократный монтаж и демонтаж изделия. Продукция спроектирована и изготовлена таким образом, чтобы установив ее один раз, больше никогда не возвращаться к этому вопросу.

Как выбрать кран мы узнали, теперь предлагаем разобраться, как выполнять ремонт водопроводного крана шаровой конструкции.

Наиболее частой поломкой является неравномерная подача воды или подтекания. Скорее всего, это связано с тем, что износились или загрязнились уплотнители внутри крана. Эту проблему легко устранить самостоятельно. Порядок разбора шарового крана

Снимаем с него ручку, для этого отверткой или шестигранником отвинчиваем винт, снимаем уплотнительную резинку, а затем аккуратно снимаем ручку крана. После этого нам надо снять резьбовое кольцо.

Для этого понадобится отвертка, которую вставляем по него и молоток. Им надо аккуратно постучать по отвертке. Откручиваем против часовой стрелки, стараясь не поворачивать весь кран. Когда резьбовое кольцо снято, берем плоскогубцы и аккуратно достаем куполовидную деталь (наиболее часто она хромированная).

Отсоединяем уплотнители. Это такие детальки белого или желтого цвета. Если они сильно загрязнены, тщательно промываем их. Так же можно использовать средства для удаления ржавчины. Не забудьте очистить пространство под уплотнителем.

Теперь медленно из ремонтируемого шарового крана вытаскиваем шаровую деталь. Проводим его ревизию на наличие повреждений. При помощи отвертки меняем уплотнители внутри крана, если это требуется, заменяем направляющие пружины. После этого собираем кран в обратном порядке. Ремонт выполнен.

Надеемся, наша статья дала вам ответы на вопросы, что такое шаровый кран + устройство, для чего он применяется, как его выбрать, на что обращать внимание при покупке, как ремонтировать. И теперь вы сможете применить свои знания на деле.

Особенности и конструкция шарового крана (смесителя), размеры шаровых кранов

Одним из весьма полезных изобретений недавнего времени является запорный механизм в трубопроводах, т. е. шаровой кран. Благодаря своей надежности, долговечности и простоте, эти краны широко используются не только в промышленных, но и в бытовых условиях.

Само устройство крана (смесителя) такое, что он герметично перекрывает поток жидкости или газа в трубопроводах. В этой статье мы рассмотрим строение крана-смесителя, применяемого в быту.

Характеристика шарового крана: особенности устройства

Шаровой кран является разновидностью трубопроводного крана, у которого запирающий или регулирующий элемент в форме сферы. Строение подобного типа запорной (отсекающей) арматуры для подачи горячей или холодной воды стало известным уже более 100 лет назад.

Однако поначалу такие системы были не слишком популярны. Только с появлением новейших материалов − фторопласта и синтетического каучука — шаровые краны-смесители стали пользоваться успехом из-за простоты конструкции.

Водопроводный кран состоит из корпуса и подвижного элемента. При этом корпус шарового крана может быть любой формы. Здесь все зависит от его предназначения: смеситель либо запорная арматура.

Подвижный элемент также во всех моделях одинаков. Это шар, обрезанный с двух противоположных сторон и зафиксированный в седлах, т. е. уплотнительных кольцах.

Шаровой кран часто используется во фланцевых задвижках. Статья на нашем сайте «Фланцевый кран: что это такое?» расскажет читателю подробнее об этих устройствах

О различии между шаровыми газовыми и водяными кранами читайте по ссылке: http://remontspravka.com/angle-valve-brands/

Эксперты часто рассматривают шаровые краны как разновидность запорных кранов. И все требования, предъявляемые к этим устройствам, распространяются и на них. Подробнее о запорных кранах читайте в тематическом материале на нашем сайте

В шаре есть неплотное отверстие, через него и перемещается поток воды. А чтобы открыть или закрыть подачу воды, нужно лишь повернуть ручку на 90◦. То есть шаровой кран открывается при обороте шара влево с помощью рычага, а закрывается при повороте его вправо по часовой стрелке.

Стоит отметить, что краны-смесители называют шаровыми из-за регулирующей головки устройства, которая сделана из нержавеющей стали. Сам же шар в середине полый, с штырьком и отверстиями, отполирован до блеска и находится в корпусе смесителя (крана). Холодная и горячая вода подается по гибкой подводке и латунным трубкам. На штыре прикреплена ручка, благодаря которой и вращается шар. А за счет прокладок отверстие картриджа герметично.

Чтобы избежать возможные ожоги картриджи подобных кранов оборудованы кольцом, которое ограничивает угол поворота рукоятки в сторону включения горячей воды.

Картридж из керамики и состоит из двух металлокерамических пластинок, которые плотно притерты друг к другу и тщательно отшлифованы ультразвуком. Подобная отделка поверхностей между пластинками позволяет предотвратить просачивание капель воды.

В целом устройство крана-смесителя несложно, а именно:

1. Корпус.
2. Накручиваемая деталь корпуса.
3. Поворотный шар из хромированной латуни.
4. Уплотнитель из тефлона.
5. Шток.
6. Уплотнители из резины штока.
7. Винт из оцинкованной стали.
8. Рычаг из стали или алюминия либо ручка «бабочка».

Шаровые краны представлены на рынке сантехники в большом разнообразии, но главные их различия – в устройствах запорных элементов:

Преимущества и размеры шаровых кранов

В смесителях, которые мы применяем дома, обычно диаметры шаровых кранов, т. е. проходных отверстий шара совпадают с диаметром трубы, подобные изделия являются полнопроходными.

Подобный вид арматуры применяют как для газо- и водопроводов, так и для системы отопления.

К преимуществам шаровых кранов-смесителей можно отнести следующее:

1. Простота устройства.
2. Небольшие размеры шаровых кранов: от 1/8 до 2 дюймов и от 6 до 25 мм.
3. Высокая герметичность.
4. Удобство в управлении.
5. Эстетичный внешний вид.
6. Не имеют застойных зон.
7. Большой срок службы – до 50 лет.

Типы шаровых кранов: особенности выбора

В. Поляков, С. Шовкопляс

Рынок водопроводной арматуры предлагает широкий выбор шаровых кранов для водопровода разных типоразмеров, конструкций и исполнений. Их цены могут различаться в разы. Наряду с высококачественными изделиями торговля может предлагать менее качественную арматуру практически по одной и той же цене. На что нужно обращать внимание при выборе шаровых кранов для внутридомовых водопроводных сетей?

Шаровые краны во внутридомовых водопроводных сетях сейчас практически полностью вытеснили пробковые конусные краны благодаря своей надежности и долговечности, которая на порядок выше, чем у старых конструкций. Главное, чем обеспечивается надежность шаровых кранов в качестве запорной арматуры по сравнению с затворами с конусной пробкой – рабочая среда (вода) с твердыми абразивными частицами пропускается в шаровом кране мимо уплотняемых поверхностей через отверстие в сферическом затворе, на проход, а в кране с конусной пробкой –вокруг нее.

Притертая пробка конусного крана уже через несколько циклов открывания/закрывания может потерять герметичность из-за абразивного воздействия нерастворимых механических примесей в рабочей среде, омывающей уплотняющую поверхность. Кроме того, пробковые краны имеют значительное гидравлическое сопротивление.

Шаровые же краны (с полнопроходным сечением, которое примерно совпадает с условным диаметром трубы Ду) в открытом виде практически не оказывают сопротивления потоку. Частично проходные шаровые краны – специальное решение, которое применяется там, где нужно намеренно ограничить поток.

Частично проходные шаровые краны различают на:

• стандартнопроходные – круглое отверстие в сферическом затворе такой арматуры на один типоразмер меньше внутреннего диаметра трубопровода, пропускная способность шарового крана составляет от 70 до 90% потока;
• неполнопроходные – отверстие для пропуска потока значительно меньше внутреннего диаметра трубы, пропускная способность такого шарового крана снижается до 40-70%.

Шаровый кран предназначен для полного перекрывания потока, работает в режиме открыто/закрыто и не предназначен для дросселирования потока! Более того, производители шаровых кранов снимают их с гарантии, если у неисправного крана обнаруживаются признаки того, что он использовался для частичного перекрывания потока (в качестве регулировочного вентиля).

Шаровые краны были разработаны довольно давно, но лишь с появлением надежных уплотнений приобрели широкую популярность и массовый спрос. Уплотнения, применяемые в водопроводных шаровых кранах, изготавливаются из износостойкого нитрил-бутадиенового синтетического каучука (NBR, как правило, черного цвета) или тефлона (политетрафторэтилен, фторопласт, как правило, белого или желтоватого цвета) с термоприсадками и с добавками антифрикционных веществ (например, графита или дисульфида молибдена).

Благодаря улучшению технологии производства сферических затворов и современным материалам для уплотнений было достигнута высокая надежность, снижены усилия поворота затвора, повышена герметичность и обеспечена долговечность шаровых водопроводных кранов, что обусловило массовый спрос на них и предложение от большого числа фирм-изготовителей.

Главный элемент устройства шарового крана – подвижный и гладкий затвор сферической формы со сквозным круглым отверстием, служащим для прохода потока вещества, см. рис. 1.

Рис. 1. Схема водопроводного шарового крана

Сферический затвор (поз. 2) располагается в центральной части корпуса крана между седлами (поз. 3) – двумя спрофилированными уплотнительными кольцами. Затвор, в свою очередь, закреплен на поворотном штоке (поз. 5) с ручкой-рычагом (поз. 12) или двулепестковой ручкой (ручкой «баттерфляй»,«бабочка», поз. 6).

Для полного открывания или закрывания шарового крана нужно в определенную сторону повернуть затвор ручкой на 90° до упора.

В закрытом положении пропускное отверстие в шаровом затворе располагается перпендикулярно оси корпуса и трубопровода. При открывании затвора отверстие в нем занимает положение вдоль оси трубы, создавая свободный проток через корпус крана. Положение ручки сразу позволяет понять, закрыт или открыт кран – в открытом положении рычаг или лепестки ручки-бабочки располагаются вдоль трубы (корпуса крана) и поперек – когда поток перекрыт.

Помимо отношения диаметра пропускного отверстия по отношению к диаметру условного прохода Ду трубопровода шаровые краны (условно) подразделяют по различным признакам.

По способу крепления к трубе шаровые водопроводные краны делят на:

Муфтовые – присоединяются к трубам внутренней конической или цилиндрической резьбой. Обычно применяются во внутриквартирных и внутридомовых коммуникациях небольших диаметров (до 50 мм).

Сварные

Фланцевые – монтируются на трубах с диаметром, как правило, более 50 мм с помощью разборных или неразборных фланцев. Фланцевый крепеж применяют там, где возможен частый монтаж/демонтаж трубопроводной арматуры, а также в помещениях, где запрещены сварочные работы.

Комбинированные – присоединяются к трубам разными способами. Такие изделия применяются в системах коммуникаций с разными соединениями – резьба/сварка, фланец/сварка и т. п., включая хомуты. По материалу корпуса краны шаровые разделяются на:

Латунные – также называемые металлическими, они встраиваются в стальные и пластиковые трубопроводы.

Пластиковые – встраиваются в трубопроводы из сантехнической пластмассы.

Силуминовые – изготавливаются из более дешевого и менее качественного аналога латуни – силумина, сплава алюминия с кремнием. Такие изделия отличаются хрупкостью и требуют осторожности при монтаже. Из-за склонности к образованию трещин их рекомендуется использовать только в трубопроводах холодной воды.

Порошковые – изготавливаются из цветных материалов методами порошковой металлургии – спекания под давлением; склонны к растрескиванию корпуса и срыву ниток резьбы.

По конструкции запорного элемента шаровые краны бывают:

С плавающим шаром – в таких изделиях сферическая пробка не плотно соединена со шпинделем и относительно него может смещаться. Под действием давления входного потока, закрытый затвор прижимается к уплотнительному кольцу на выходе, тем самым, перекрывая кран. Такая арматура используется в трубопроводах диаметром не более 200 мм, поскольку на линиях с большими диаметрами и давлением, затвор создает слишком высокую нагрузку на уплотнениях и работа крана затрудняется.

С шаром в опорах – в таких изделиях сферическая пробка имеет специальные опоры. Осевой выступ (цапфа) в нижней части шара входит в особое углубление, а седла под действием давления прижимаются к поверхности шарового затвора. Благодаря опорам усилия, необходимые для управления краном, значительно уменьшаются, что позволяет применять менее мощные приводные устройства, чем в случае с кранами с плавающим шаром. Из-за более сложной конструкции устройства такого типа стоят намного дороже обычных шаровых кранов.

С дополнительными функциями – например, для стравливания воздуха, с дренажем, с фильтром, с регулятором и т. д.

Самое главное, на что следует обратить внимание при приобретении шарового крана для водопровода – это материал корпуса. Для внутридомового водопровода лучшим материалом признана латунь, а не цинково-алюминиевый сплав (ЦАМ), предлагаемый некоторыми недобросовестными производителями. Сплав ЦАМ содержит порядка 96-98% цинка, 2-3% алюминия и до 1% меди и значительно легче латуни (удельный вес ЦАМ – 6,7 г/см

Рис. 2. Кран из цинково-алюминиевого сплава (ЦАМ) через 2 года эксплуатации

Отличить, сделан ли кран из латуни или из ЦАМ можно по весу: кран из ЦАМ заметно легче. Но сравнивать по весу конструктивно подобные краны надо без ручек – недобросовестные производители часто «компенсируют» недостаток веса применением более массивного рычага (ручки) из крашеного черного металла.

Латунь имеет характерную желтизну. Если шкуркой или надфилем слегка снять гальванопокрытие на корпусе крана, то можно увидеть, латунь ли это. Цвет ЦАМ – серебристый, не меняющийся при окислении. Безопаснее всего приобретать кран, у которого естественный цвет латуни виден на каком-либо участке без гальванопокрытия, (рис. 3).

Рис. 3. Естественный цвет латуни виден на резьбовом патрубке крана Valtec Base

Качественные латунные шаровые краны обычно изготавливают методом горячего объемного прессования из свинцовосодержащей латуни марки CW617N по EN 12165, похожей по составу на латунь марки ЛС59-2 по ГОСТ 15527. Это способ предпочтительнее центробежного литья под давлением, так как горячепрессованные детали намного прочнее литых. Латунные детали кранов из прутка (шаровой затвор, шток, сальниковая гайка), как правило, делаются из латуни марки CW614N (ЛС 58-3), см. таблицу 1. Краны с корпусами из нержавеющей стали применяются в пищевой промышленности и излишне дороги для водопроводной арматуры.

Таблица 1. Состав латуни для водопроводных шаровых кранов

Сальниковый узел шарового крана обеспечивает его герметичность по отношению к внешней среде. Конструктивные решения этих узлов могут быть различными (таблица 2) и во многом именно они определяют эксплуатационные свойства крана.

Таблица 2. Распространенные конструкции сальниковых узлов шаровых кранов

Самой надежной и практичной на сегодня день признана конструкция с прижимной гайкой с наружной резьбой, см. поз. 7, таблица 2, она применяется, в частности, в кране Valtec Base.

При выборе крана следует учитывать, что шаровые краны с неремонтопригодными сальниковыми узлами прослужат до первой протечки по штоку, после чего весь кран подлежит замене.

У крана, в котором шток вставлен снаружи, а не изнутри корпуса, давление может выбить этот шток. С одной стороны, такое решение делает кран ремонтопригодным, но с другой стороны, имеется опасность выбивания штока давлением рабочей среды. Сальниковая гайка может не удержать шток от выдавливания – незаконтренное резьбовое соединение под действием продольной силы в условиях знакопеременных нагрузок и вибрации стремится к раскручиванию даже при самотормозящей резьбе.

При вибрации сила трения в резьбе существенно ослабевает, что ведет к самопроизвольному раскручиванию. Такая же проблема возникает в накидных гайках обжимных фитингов. Именно поэтому их полагается время от времени докручивать.

Сила давления рабочей среды стремится вытолкнуть шток шарового крана из сальникового патрубка. Если шток вставлен изнутри – эту выталкивающую силу воспринимает буртик штока, опирающийся на корпус крана (рис. 4; поз. 5, 7 табл. 2).

Когда шток вставлен снаружи, выталкивающую силу воспринимает резьба сальниковой гайки (рис. 5). Вибрации крана и знакопеременные температурные нагрузки приводят к самопроизвольному откручиванию сальниковой гайки и появлению течи. При отсутствии должного контроля гайка может частично выйти из резьбового зацепления. В этом случае при малейшем скачке давления часть резьбы, оставшаяся в зацеплении, будет смята и шток будет выбит из крана.

Самый неудачный вариант сальникового узла – если опорный буртик штока смещен вверх и прижимается сальниковой гайкой (рис. 6). В этом случае, по замыслу конструкторов, сальниковая гайка одновременно выполняет функцию ограничителя хода штока и прижимного элемента в уплотнении.

Кроме возможного выбивания штока давлением, в данной конструкции добавляется опасность полного заклинивания шара штоком. Это может произойти при пережатии уплотнения сальниковой гайкой.

В большинстве латунных шаровых кранов для внутридомовых водопроводов затвор представляет собой шар (рис. 7 А). Иногда снизу затвора выполняют круговую проточку (рис. 7. Б). При этом под затвором образуется «отстойник», где неизбежно будет скапливаться шлам. Если в кране с обычным шаром расстояние от поверхности затвора до стенки корпуса везде примерно одинаковое, то в шаре с проточкой появляется зона малых скоростей потока, что приводит к осаждению нерастворимых частиц.

Иногда шар обтачивают в псевдокуб, протачивая еще и его боковые стороны (рис. 7 В). Это решение применимо для кранов, которые редко используются для открывания/закрывания потока, поскольку кромки боковых проточек при частом повороте затвора могут деформировать или повредить кольца седельных колец, что существенно сократит срок службы крана.

Для борьбы с пресловутой «сальмонеллой» и устранения застойной зоны в нижней глухой проточке, как показано на рис. 7 Б, производители в последнее время стали выпускать краны со сквозным отверстием в нижней части шарового затвора (рис. 7 Г). Однако в этом случае сальниковый узел при открытом кране может подвергаться воздействию гидравлических ударов без их ослабления.

Рис. 7. Сечения шаровых затворов

Для уплотнений шаровых кранов применяется тефлон, он почти полностью вытеснил остальные материалы. Тефлон – достаточно дорогой материал, поэтому на нем пытаются сэкономить. Толщина тефлоновых колец в седлах крана может быть настолько мала, что при повышении температуры тефлон из кольца превратится в некую волнообразную структуру, не способную выполнять функцию уплотнения.

Уплотнительные элементы из тефлона дешевых марок отличает зернистость и шероховатость, что заметно визуально. Такой тефлон прослужит недолго, так как может выкрашиваться кромками шарового затвора.

Тефлоновые седельные кольца предварительно обжаты. Рабочая кромка кольца при этом деформируется, принимая сферическую форму. В связи с этим, шаровой кран должен открываться и закрываться с некоторым усилием. Если кран открывается совершенно свободно, это свидетельствует либо о недостаточном усилии предварительного обжатия, либо о том, что под седельные кольца установлены «демпферы» из эластомера. Эластомеры имеют меньшую температурную стойкость и долговечность сравнительно с тефлоном, т. к. эластомер со временем уменьшает предварительное поджатие, его материал «релаксирует» и впоследствии теряет свои уплотняющие свойства.

Шаровой затвор постоянно находится под воздействием потока рабочей среды, в которой могут присутствовать нерастворимые абразивные частицы, «бомбардирующие» поверхность затвора. Поэтому важно, чтобы наружная поверхность затвора имела высокую твердость. Особенно страдает шаровый затвор, если его используют для регулирования потока и устанавливают в промежуточном положении (рис. 8).

Рис. 8. Шаровой затвор крана после года интенсивной эксплуатации

Для снижения абразивного износа поверхность затвора, как правило, имеет полированное твердое гальванопокрытие из хрома. Хром наносится на медную или никелевую подложку. Её отсутствие резко снижает срок службы крана. При гальванизации хром осаждается в виде «островков», между которыми имеется сетка микротрещин. При эксплуатации эти микротрещины заполняются продуктами коррозии подслоя (медь или никель) и таким образом получается прочное монолитное покрытие.

В последнее время появились шаровые краны с тефлоновым покрытием шарового затвора. Тефлоновое покрытие предназначено в основном для уменьшения трения при повороте затвора. Даже кратковременная эксплуатация этих кранов выявляет крайне низкую стойкость такого покрытия из-за недостаточной твердости тефлона в условиях потока рабочей среды с механическими включениями. Часто для затвора используется не коррозионностойкая латунь, а черный металл. Это можно проверить отверткой с магнитным наконечником. Качественный сферический затвор должен быть отлично отполирован и быть зеркально-блестящим, а не матовым.

Несмотря на кажущуюся простоту, шаровый кран имеет ряд конструктивных особенностей.

Рис. 9. Продольный распил корпуса шарового крана

На рис. 9 видны следующие элементы конструкции корпуса:

а – резьба, соединяющая корпус крана с резьбовой полумуфтой, должна иметь не менее трех ниток. Как правило, это метрическая резьба с шагом 1,25 мм;
b – длину присоединительной трубной резьбы для кранов из горячепрессованной латуни допускается уменьшать на 10%. В частности, для кранов с номинальным диаметром 1/2″ размер «b» должен составлять не менее 11 мм;
с – минимальная ширина буртика, ограничивающего присоединяемую трубу в муфтовом патрубке крана при завинчивании;
d – минимальная толщина стенки корпуса для заявленного номинального давления (PN) у литых кранов «d» должна быть примерно втрое больше по
сравнению с кранами с горячепрессованными корпусами.

Рис. 10. Регулирование потока шаровым краном

Регулирование потока шаровым краном не допускается, поскольку кроме активного износа уплотняющей поверхности (см. рис. 8) шаровые краны имеют весьма тонкую стенку корпуса. Она способна выдержать заявленные в паспорте давления и температуру, но, при попытках использовать шаровой кран в качестве регулирующего органа, стенка не в состоянии противостоять длительному воздействию кавитации дросселированного потока и разрушению стенок корпуса абразивными частицами (рис. 10) в напорной зоне.

Даже такая незначительная особенность, как способ крепления рукояти шарового крана, может сказаться на его долговечности и безопасной эксплуатации.

Рис. 11. Узлы крепления рукоятки шарового крана

На рис. 11 представлены наиболее распространенные конструктивные решения этого узла. Самым надежным считается крепление с самоконтрящейся гайкой (рис. 11 В). Интегрированное в гайку полиэтиленовое кольцо с внутренним диаметром, меньшим, чем диаметра штока, предотвращает самопроизвольное откручивание гайки из-за переменных усилий и вибрации трубопровода. Крепление рукояти обычной гайкой (рис. 11 Б) требует обслуживания: время от времени гайку приходится подтягивать. Слабая затяжка гайки превращает рукоять в рычаг, которым можно сломать шток. Наименее удачным является узел, в котором рукоять крепится винтом (рис. 11 А). Внутренняя продольная резьба в штоке значительно его ослабляет, т. к. ее живое сечение (по впадинам резьбы) чрезвычайно мало (рис. 12).

Рис. 12. Излом штока по внутренней резьбе

Компании, производящие шаровые краны для внутридомовых водопроводных инженерных систем, обычно предлагают нескольких серий кранов разных типоразмеров, каждая из которых рекомендована для строго определенных условий эксплуатации. В таблице 3 приводится перечень типов шаровых кранов VALTEC, которые многие годы успешно эксплуатируются в нашей стране.

Таблица 3. Серии шаровых кранов производства VALTEC

На внешних сторонах корпуса шарового крана производители обязательно наносят ряд обозначений (см. рис. 13). Все маркировочные символы должны быть максимально четкими. Расплывчатость и нечеткость обозначений может свидетельствовать об изношенности форм или о том, что перед покупателем – дешевая подделка.

Рис. 13. Маркировка на корпусе шаровых кранов

На шаровом кране обычно указываются:

Эмблема (торговый знак, клеймо) компании-производителя – обязательный атрибут качественного изделия.
DN – номинальный диаметр, который может быть указан в миллиметрах (15, 20, 25, 32, 40 и 50 мм), или в дюймах (например, ½, ¾, 1, 1 ¼, 1 ½ и 2”).
PN – рабочее давление в барах. В зависимости от диаметра и конструктивных особенностей конкретного изделия, это значение может находиться в пределах от 15 до 40 бар.
Материал корпуса – марка латуни по EN.
Дата производства изделия – 04/11.

Несмотря на простоту конструкции и длительный ресурс, запорная арматура шарового типа может сломаться. В определенный момент шаровые краны могут перестать герметично перекрывать воду или поворачиваются с большим трудом. Это первые признаки износа таких изделий, длительность эксплуатации которых часто уменьшается из-за жесткости воды, к тому же содержащей механические загрязнения и абразивные частицы.

С течением времени соли откладываются на внутренних частях изделия, в том числе – и на запорной сфере, и она при повороте начинает царапать уплотняющие кольца. Со временем вся поверхность затворной сферы будет постепенно покрываться налетом, контаминанты могут внедряться в поверхность уплотнителя, которые затем царапают сферическую поверхность затвора. В результате этих двух процессов герметичность крана может нарушиться. Почему шаровой кран не пригоден для регулирования потоков и должен эксплуатироваться в полностью открытом/закрытом положении, описано выше.

Процесс осаждения солей жесткости на поверхность затвора быстрее протекает в трубопроводах систем горячего водоснабжения и отопления. Особенно – в централизованных городских сетях, где качество теплоносителя обычно оставляет желать лучшего. В процессе монтажа перед кранами рекомендуется устанавливать фильтр грубой очистки воды. Это несколько защитит запорный элемент от износа мелкими частицами ржавчины.

Защитить шаровые краны от налета можно только путем качественной водоподготовки. В качестве профилактики, раз в квартал, а лучше – раз в месяц, шаровый кран нужно несколько раз проворачивать из одного крайнего положения в другое, чем снять отложения.

Если шаровый кран внезапно перестал работать вообще, то дело может быть не во внутренних неисправностях, а в поломке его ручки (рычага) и износа ее посадочного отверстия. Чтобы убедиться в исправности самого крана нужно открутить крепежный винт, снять рукоять и попробовать провернуть шток изделия разводным ключом или плоскогубцами. Если шток заблокирован, то арматурный элемент надо заменить.

Если при повороте ручки в положение «закрыто» вода продолжает поступать, то вероятнее всего произошло налипание солей на затворную сферу. Такой кран нужно заменить. Для восстановления частичного функционирования нужно несколько раз повернуть ручку в крайние положения, если необходимо – с использованием инструмента, соблюдая осторожность, чтобы не сломать изделие.

Если шаровый кран потек по штоку, то поступать в этой ситуации нужно в зависимости от конструкции сальникового узла (см. табл. 2). Резиновые уплотнительные кольца со временем теряют свои герметизирующие свойства, теряют эластичность, вследствие чего возможно протекание. Исправить эту неполадку можно только на шаровых кранах с сальниковой гайкой. Для этого ее нужно подтянуть, предварительно сняв ручку изделия. Если кран не снабжен сальниковой гайкой, его придется менять на новый целиком. Кроме того, течь может возникнуть и по причине появления трещины в корпусе или по резьбовой муфте. Такие неисправности характерны для дешевых изделий из довольно хрупкого силумина – со временем микротрещины, образованные при монтаже и затяжке резьбы, разрастаются. Очевидно, что такой кран нужно заменить как можно быстрее.

В целом же шаровые краны – надежные и долговечные изделия для водопроводных внутридомовых систем. Это явно не то устройство, на котором можно сэкономить – последствия от того, что кран, отсекающий магистраль, неожиданно перестанет исправно функционировать, очевидно, будут дороже разницы в цене между качественным изделием и дешевой подделкой. Выбрав кран от изготовителя с проверенной репутацией, следует применить его точно по назначению и соблюсти рекомендации по эксплуатации и монтажу. В таком случае шаровый кран прослужит долгое время без поломок и неожиданностей.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Вас может заинтересовать:

Вам также может понравиться

Заказ был отправлен, с Вами свяжется наш менеджер.

Виды шаровых кранов для воды

Шаровой кран для воды используется как запорно-регулирующая арматура трубопровода тепло- , водоснабжения. В зависимости от назначения, краны могут отличаться типом соединения, диаметром или материалами изготовления.

Как классифицируют кран шаровый

Проходимость арматуры

• Полнопроходной кран шаровый. Диаметр отверстия шара-затвора равен диаметру ответной трубы. При этом создается низкий коэффициент гидравлического сопротивления и потери напора воды минимальны. Основная область применения — оборудование диагностического и очистительного назначения.
• Неполнопроходной, с зауженным проходом. Диаметр отверстия сферического запора меньше диаметра ответной детали. Монтируется в местах, где снижение напора воды не имеет значения, например, при подводе к сантехнике, стиральным, посудомоечным машинам.

Тип соединения

• Приварной. Чтобы обеспечить максимальную прочность и надежность соединения, кран шаровый приваривают к концам трубопровода. Такой тип монтажа используют в местах, в которых другой тип соединения не подходит по техническим параметрам из-за высокого давления или агрессивных рабочих сред. Запорная арматура под приварку производится исключительно из нержавеющей углеродистой стали, соответствующей требованиям ГОСТа. К минусам приварного крана относят сложный демонтаж системы, при котором запорная арматура полностью срезается для последующей замены.
• Муфтовый. Кран шаровый стальной с муфтовым типом соединения чаще всего используется в коммунальной сфере для трубопроводных систем диаметром не более 50 мм. Арматура присоединяется с помощью внутренней, наружной или комбинированной резьбы, в зависимости от типа резьбы на присоединяемых трубах. Самая низкая цена — на кран шаровый с монолитным корпусом, который просто заменяется на новый, в случае его выхода из строя во время эксплуатации. Двусоставные и трехсоставные запоры позволяют самостоятельно произвести замену торцевых уплотнителей и продлить срок службы без полной замены узла.
• Фланцевый. Рабочий диаметр — 50(15)-500 мм. Состоят из накидных фланцев и основного узла с запорным элементом. Чаще всего фланцы привариваются к трубам, но для помещений, в которых нельзя проводить сварочные работы используется другой вид монтажа. Конструкция может быть разборной и неразборной, со сварным корпусом, который при поломке подлежит полной замене.
• Комбинированный. Тип соединения одного конца к ответной трубе у такой запорной арматуры будет отличаться от соединения второго. Например, «резьба-сварка» или «резьба-фланец». Для бытовых задач чаще всего используется комбинация «резьба-сварка».

Число патрубков и направление потока

• Угловой шаровый кран. Применяется для установки на изгибах или труднодоступных участках.
• Проходной. Один из самых распространенных видов крана, который не меняет направление потока рабочей среды.
• Трехходовой. Производится с двумя входными и одним выпускным патрубками. Используется для разветвленных магистралей, в узлах обвязки промывных фильтров с байпасом обратной промывки, при подключении проточных водонагревателей в межсезонье.
• Многоходовой. Аналогично трехходовому шаровому крану используется для смешивания сред и разделения потоков.

Из каких материалов изготавливается кран шаровый

• Латунь. Запорная арматура подходит для водных магистралей и газовых трубопроводов. Чаще всего краны встречаются в бытовой сфере из-за невысокой цены, прочности соединения и надежности к механическим повреждениям. В зависимости от сплава латуни и материала прокладок затвора, рабочая температура может достигать от -20 до +120 °С.
• Сталь. Краны шаровые стальные устанавливаются на трубопроводы для газовых и жидких сред в промышленных коммунальных отраслях. В бытовой сфере встречаются редко из-за достаточно высокой цены узла. Запорная арматура изготавливается из углеродистой или легированной стали. Рабочая температура варьируется в диапазоне от -40 до +230 °С, в зависимости от состава сплава.
• Чугун. Сантехническая чугунная арматура встречается редко: стальные шаровые краны не уступают в характеристиках, а их себестоимость дешевле.

Если вы не знаете, какой шаровой кран купить при проектировании газо-, водоснабжения, позвоните или напишите нам. Мы подробно ответим на все вопросы по выбору конструкций.

Устройство Шарового Крана, Его особенности и Правила Эксплуатации.

Сегодня мы с вами поговорим о запорной арматуре. А конкретно, о шаровых кранах. достаточно просто, он состоит из корпуса внутри которого расположен шар. Соответственно через которую проходит наша магистраль. То есть это жидкость или газ. И также из тефлоновых уплотнительных колец которых герметизируют шар и корпус. Также рукоятки, рукоятка при этом может быть в виде ручки либо так называемой бабочки. Шаровые краны применяются во всех инженерных системах, это могут быть системы отопления или системы холодного и горячего водоснабжения и газоснабжения, холодильные установки и так далее. Основное назначение шарового крана — это открыть либо закрыть магистрали. То есть он работает только в двух положениях. Зачастую самая большая ошибка это применение шарового крана для регулировки магистрали. То есть пропускной способности за счёт повороте ручки где-то посередине крана применять нельзя, и на это есть несколько причин. Давайте разберем, когда шаровый кран открыт, жидкость или газ могут воздействовать только на боковые части корпуса и может быть на резьбу. Также соприкасаются с шаровым элементом и уплотнительными кольцами и никаким образом не воздействует на центральную часть корпуса. Когда же у нас перекрыт то есть мы его закрыли. Жидкость или газ могут воздействовать только на одну и части корпуса и уплотнительное кольцо а также соприкасаться с закрытым шаровым элементом. В этом случае у нас опять никакого воздействия на центральную часть корпуса. Жидкость или газ транспортируется среда не оказывает давления. Когда шар поворачивается и оказывается в центральном положении у нас приоткрывается центральная часть корпуса и жидкость или газ, то есть давление жидкости или газа воздействует также и на центральную стенку нашего корпуса. У многих производителей стенка достаточно танка. При этом если возникает в системе гидроудар она может повредиться, и мы затопим помещения. Это зачастую встречаются если установлен радиатор вместе с шаровыми кранами, когда жарко людям ставят в центральное положение шаровый элемент, забывают об этом оставляют и уходят на работу. При этом если какая-то замена радиатора у кого-то из соседей сверху или снизу, то это может привести к обычной ситуации, при неправильном запуске системы возникает гидроудар стенка лопается и мы затапливали полностью кипятком и свои помещения, и также все квартиры. Чтобы этого не происходило необходимые элементы используют только в двух положениях, то есть либо в закрыт, либо в открытую. Вторая причина почему нельзя использовать шаровый кран в центральном положении заключается в том что транспорте жидкость начинает стирать уплотнительные кольца элемент перестает закрывать на магистрали. То есть кран перестает быть запорным. Представьте что вам необходимо обслужить радиатор, либо поменять трубу, почистить или заменить смеситель. Вы не можете перекрыть магистраль. Придётся вызывать обслуживающую компанию и сливать стояки. А это опять же деньги. Третья причина почему нельзя использовать шаровый кран в среднем положении заключается в том, что вместе с жидкостью как попадает при этом в центральную часть туда также забивается грязь в итоге шар элемент можно просто-напросто закиснуть. И вы не сможете уже больше двигать, придётся менять весь элемент по исполнению. Шаровые краны бывают с разным цветоми ручек: черной, красной, либо может быть это синие ручки. Используются как правило для систем холодного и горячего водоснабжения и отопления. То по традиции жёлтые ручки указывают на то что шаровый кран подходящий для газоснабжения. Если это холодное и горячее водоснабжение удобно использовать краны с разным цветом ручек.Например синий соответственно для холодной воды и красным для горячей. Но при этом совершенно спокойно кран синей ручкой можно также поставить на горячую. горячее водоснабжение подсветка ручки температура эксплуатации совершенно не зависит По корпусу шаровые краны могут иметь внутренней резьбы на наружную резьбу внутреннюю и наружную резьбу выполнены могут быть везде углового элемента также иметь быстроразъемное соединение американка для того чтобы было это была его удобно монтировать корпус шарового крана изготавливается обычно из латуни либо никелированной латуни Но существуют также краны которые изготавливаются из обычной стали, это как правило приварные краны. Диаметр подключения кранов стандартные, с дюймовой резьбой, то есть это может быть пол дюйма, может быть три четверти дюйма, и так далее. А для больших магистральей используется уже фланцевое присоединение. Существует также разновидности по проходному сечению шаровых кранов. Есть так называемыя полнопроходные, краны, когда нет заужения внутри никакого. А есть зауженные внутри краны стандартнопроходные как правило стоит дешевле. При выборе шарового крана необходимо также учитывать максимальное рабочее давление. Оно указывается как правильно корпусе с аббревиатурой PN, например, PN 50. Это означает что шаровый кран может выдержать максимально 50 бар. На этом всё! Спасибо за внимание!

Шаровый кран “Grove”. Производство Италия.

Запорные равнопроходные краны с шаровым затвором производства фирмы “Грове” (Италия) выпускаются от Д_у 50 до Д_у1400, исключая Д_у80 Д_у1200, на условные давления 64 и 75 кгс/см².

На условное давление 64 кгс/см² выпускаются краны Д_у200, Д_у300 и Д_у700.

На условное давление 75 кгс/см² выпускаются краны от Д_у 50 до Д_У1400.

Модификации кранов рассчитаны на работу в следующих диапазонах температур окружающего воздуха: от -60 до +80⁰С; от -40 до +80⁰С; от -40 до +40⁰С.

Краны выпускаются с концами под приварку и фланцевые, в подземном исполнении и надземном, с одним боковым разъемом (тип В-4) и двумя боковыми разъемами (тип В-5).

Все краны, исключая краны Д_у400, имеют систему гидропневматического и ручного (при помощи ручного масляного насоса) управления.

Краны Д_у1000 и Д_у1400 имеют дополнительно устройство автоматического закрытия.

Краны Д_у400 имеют червячный привод со штурвалом и могут устанавливаться в любом положении, остальные краны устанавливаются только вертикально на горизонтальных участках газопроводов с отклонением шпинделя от вертикали не более 5⁰.

Краны типа В-4 выпускаются в малом количестве Д_У50, Д_У80 и Д_У100.

Наибольшее распространение на отечественных магистральных газопроводах получили краны типа В-5.

Конструкция кранов типа В-5. Общий вид крана типа В-5 представлен на рис.1

Кран состоит из узла крана 1, сервомотора 2,колонны 3, удлинитель шпинделя 4

Тип крана-с пробкой в опорах, с плавающими седлами.

Седла постоянно прижатые, неповоротные, с мягким уплотнением, сборные, без смазки.

Корпус крана  выполнен из низколегированной стали, имеет два вертикальных боковых разъема, боковой части соединяются с центральной при помощи шпилек. Герметичность соединения центральной части корпуса с боковыми достигается установкой между ними тороидальных колец из фторосиликоновой резины.

В боковых частях корпуса имеются гнезда для седел. Каждое седло состоит из внутреннего и наружного дисков, соединенных между собой замковым кольцом. Со стороны пробки в торцевой части каждого седла между внутренним и наружными дисками имеется кольцевой паз, в который уложено выступающее наружу уплотнительное кольцо из синтетического материала “Гровекс”.

В боковых частях корпуса имеются гнезда для седел. Каждое седло состоит из внутреннего и наружного дисков, соединенных между собой замковым кольцом. Со стороны пробки в торцевой части каждого седла между внутренним и наружными дисками имеется кольцевой паз, в который уложено выступающее наружу уплотнительное кольцо из синтетического материала “Гровекс”.

В торцевой части седла со стороны боковины корпуса в сверлениях внутреннего диска по всему периметру установлены витые пружины, которые одним концом упираются в торец седла, а другим — в торец боковой части. За счет упругости пружин обеспечивается постоянное прижатие седел к сферической пробке. Герметичность пары “седло-корпус” достигается установкой между ними уплотнительного тороидального кольца.

Сферическая пробка выполнена из низколегированной стали заодно с верхней и нижней полуосями, наружная ее поверхность хромирована. Пробка имеет цилиндрическое отверстие, равное по диаметру газопровода, и  жестко закреплена в корпусе двумя опорными плитами, которые в свою очередь закреплены с помощью штифтов в боковинах корпуса.

Соосность отверстия пробки и корпуса регулируется с помощью установки регулирующих шайб между пробкой и нижней опорной плитой. Полуосями пробка непосредственно входит в отверстия, просверленные в опорных плитах. Между ними установлены антифрикционные втулки (подшипники скольжения). Через нижнюю опорную плиту вес пробки передается на боковые части корпуса. Между пробкой и нижней опорной плитой установлена антифрикционная шайба.

В нижней центральной части корпуса имеется отверстие, к которому подсоединяется трубка для дренажа влаги и конденсата из полости шарового затвора, в верхней центральной части имеется отверстие для декомпрессионного винта. Вверху боковых частей корпуса кранов Д_у50 — Д_у500 имеется по одному отверстию для отбора силового газа. У кранов Д_У1000 и Д_У1400, поставляемых с устройством АЗК, имеются дополнительные отверстия (по одному с каждой стороны) для отбора импульсного газа гидропневматического управления и АЗК.

Вверху центральной части корпуса имеется отверстие, через которое осуществляется при помощи штифтов соединение шпинделя с верхней полуосью пробки. Уплотнение шпинделя осуществляется при помощи специальной втулки и трех уплотнительных тороидальных колец из синтетического материала “Гровекс”.

В конструкциях кранов, предназначенных для работы при температурах окружающего воздуха до -60⁰ С, осуществляется дополнительная набивка уплотнительной смазки в пространство между верхним и средним уплотнительными кольцами при помощи специального штуцера, вворачиваемого в отверстие во втулке уплотнений после удаления заглушки. Проверка герметичности уплотнения осуществляется частичным вывертыванием заглушки.

Замена уплотнительных колец шпинделя производится на кране в закрытом положении после сброса давления из полости шарового затвора, снижения давления в газопроводе до 10 кгс/см²  и демонтажа сервомотора с колонной. Втулка уплотнений шпинделя крепится к корпусу крана болтами, между втулкой и корпусом устанавливается уплотнительное резиновое кольцо. Поверх втулки устанавливается на приваренные к корпусу штифты и крепится болтами монтажный фланец, имеющий внутри кольцевую полость.

Полый удлинитель соединяется со шпинделем при помощи цельнометаллической шпонки, закрепленной на шпинделе штифтом. Колонна удлинителя шпинделя крепится ответным фланцем к монтажному фланцу корпуса крана шпильками через прокладку. В кольцевой полости монтажного фланца перед установкой колонны монтируется на шпинделе и фиксируется посредством шпонки упорная муфта, имеющая один или два выреза в виде сектора (с углом 90⁰).

При повороте шпинделя вместе с ним вращается упорная муфта. Для ограничения поворота шпинделя (пробки) в тело монтажного фланца ввернуты один или два ограничительных болта,  в которые поочередно обоими выступами упирается упорная муфта. При вращении по часовой стрелке осуществляется закрытие крана, против часовой стрелки открытие крана.

Благодаря упорной муфте и ограничительному болту можно производить регулировку хода поршней сервомотора и проверять точность установки шарового затвора в крайние положения.

К верхнему ответному фланцу колонны шпильками крепится сервомотор. Сервомотор устанавливается на удлинитель шпинделя втулкой и соединяется с ним  при помощи разрезной шпонки.

В верхнем торце удлинителя имеется продольный паз, с помощью которого осуществляется зацепление вала коробки конечных выключателей, имеющей вверху указатель поворота пробки крана.

Сервомотор  состоит из кулисного механизма, заключенного в герметичный корпус, и гидроцилиндров двойного действия, количество которых зависит от  диаметра крана.

Силовые гидроцилиндры (левые и правые) крепятся шпильками к корпусу кулисного механизма соосно с обеих сторон. Каждый гидроцилиндр  состоит из передней и задней крышек, корпуса и поршня со штоком. В переднюю крышку ввернут винт-ограничитель хода поршня, закрытый спереди крышкой. В крышках гидроцилиндра имеются отверстия для подачи масла в полости. В отверстия ввернуты штуцеры для подсоединения маслопроводов. В корпусе гидроцилиндра вверху имеется заглушенные пробками отверстия для спуска воздуха.

Поршень надевается на шток и крепится на нем гайкой. Между корпусом и крышками, штоком и поршнем установлены уплотнительные торообразные кольца из фторосиликоновой резины.  Уплотнение поршня состоит из поршневых тефлоновых колец (узкого и широкого). Между задней крышкой и штоком установлены: тефлоновая антифрикционная втулка, регулирующая шайба, уплотнительные кольца из фторосиликоновой резины и тефлона, противоэкструзионное и стопорное кольца.

Дистанционное управление крана

При дистанционном управлении закрытие крана рис.2 выполняется следую­щим   образом. Подается   электричес­кий   импульс   на    электромагнитный клапан закрытия 6, который перестав­ляется и пропускает газ   управления на клапан управления 4, который тоже переставляется   и   открывает   проход газу в гидробалон закрытия 9. Газ под давлением вытесняет из  гидробалон закрытия масло,    которое   проходит  через ле­вый дроссель, а затем через шестиходовой распре­делитель   масла 14. После   этого   масло поступает в полость цилиндров на закрытие 15. Под давлением масла поршни 16 в цилиндрах, перемещаются влево. Кулиса  приво­да поворачивается вместе с ходом пор­шней и поворачивает шпиндель вместе с шаровой пробкой крана, пока не сра­ботает конечный выключатель в короб­ке.

Масло, вытесняемое поршнями из полости ци­линдров на открытие, выходит из них по трубопрово­дам через шестиходовой распределитель масла и пос­тупает в гидробалон открытия 11, вытесняя из него воздух, который выходит в атмосфе­ру через пневматический клапан уп­равления.

После срабатывания конечного вык­лючателя обесточивается и переставля­ется электромагнитный клапан, пе­рекрывая проход газа управления в гидробалон закрытия. Затем переставляется пневматичес­кий   клапан   управления,   становясь   в свое исходное   положение, и из гидробалона закрытия газ уходит через клапан управле­ния в атмосферу.

Открытие шарового крана происходит аналогично закрытию, но электрический импульс поступает на электромагнитный клапан открытия 8.

Местное управление крана

Местное управление шаровым краном осуществляется посредством ручного вк­лючения (нажатия на рычаг 7 ручного при­вода)  электромагнитного   клапана закрытия 6, при этом электромагнитный клапан переставляется и дальше происхо­дит автоматическое выполнение действий по закрытию крана, как и при дистанцион­ном управлении. Клапан должен оставать­ся в опущенном состоянии в течение все­го времени перестановки крана.

Ручное управление.

При невозможности использования давления транспортируемого газа, операция по закрытию крана может быть осуществлена при помощи ручного насоса 10.

Для этого необходимо ручкой 13 переставить шестиходовой распределитель масла 14, расположенный под насосом, в положение ручного управления крана на закрытие. Затем, качая рукояткой ручного насоса, произвести перестановку шаровой пробки крана. Масло, засасываемое насосом из гидробалон закрытия, нагнетается в полость цилиндра на закрытие и, действуя на поршни 16, заставляет их двигаться влево. Кулиса привода двигается вмести с поршнем, и поворачивает шпиндель, вмести с шаровой пробкой.

Масло, вытесняемое из полости цилиндра на открытие, через шестиходовой  распределитель масла поступает в гидробалон на открытие 11.

Открытие крана происходит аналогично, только шестиходовой распределитель устанавливается в положение открытия.

Устройства АЗК не снабжены осушителями газа, что приводит к забиванию гидратами дроссельных отверстий и ложным срабатываниям. При монтаже кранов приходится производить установку дренажной трубки и трубок отбора газа.

Заглушка на дренажной трубке имеет очень маленькое отверстие, что приводит к большому времени дренажа влаги и конденсата из полости шарового затвора.

К тому же отверстие забивается грязью.

Контроль герметичности уплотнений штоков поршней сервомотора связан с демонтажам и монтажом коробки конечных выключателей и крышки кулисного механизма.

Уплотнительные тороидальные кольца, установленные в боковых разъемах, склеены в стык и быстро разрушаются, что приводит к образованию свищей по боковым разъемам. Их трудно ликвидировать, так как это связано с вырезкой крана из газопровода.

Силовые цилиндры кранов поставки 1974г. не были хорошо законсервированы. За время транспортировки зеркало силовых цилиндров подверглось коррозии, что привело к быстрому эрозионному износу уплотнений поршней сервомоторов. В результате этого краны стали неуправляемыми и нуждались в ремонте сразу после ввода в эксплуатацию газопровода.

Хомуты крепления боковой крышки блока электропневмоклапанов выполнены из хрупкой стали, ломаются по резьбе при монтаже. Слабо приварены стежки указателей уровней масла в гидробаллонах к головкам крепления.

Монтаж кранов. Краны от Д_У50 по Д_у400 поставляются в сборе.

Собственно краны и сервомоторы с узлами управления кранов от Д_у500 до Д_У1400 поставляются в отдельных ящиках под одним номером.

При получении кранов необходимо проверять идентичность заводских номеров корпуса крана и сервомотора узлу управления.

До монтажа краны должны храниться под навесом или в упаковочных ящиках при открытом положении шарового затвора и с заглушками на боковинах.

Строповка корпуса крана и сервомотора должна осуществляться только за специальные рамы и проушины.

Сборка кранов от Д_у50 до Д_у1400 производится при открытом положении шарового затвора, паз на шпинделе должен быть перпендикулярен оси крана.

С поверхности фланца крепления сервомотора удаляется грязь и консервационная смазка и устанавливается прокладка. На шпиндель и установленную шпонку наносится тонкий слой смазки. Из упаковки вынимается колонна удлинителя шпинделя и ответным фланцем монтируется на кране (после удаления с поверхности фланца консервационной смазки). При  этом необходимо беречь от повреждения шпонку, соединяющую шпиндель и его удлинитель при подземной установке крана. Затем монтируется удлинитель шпинделя.

Из боковых частей вынимаются заглушки и монтируются трубки отбора силового и импульсного газа. Трубка отбора газа для устройства АЗК должна быть установлена на стороне выхода газа.

Из центральной части корпуса снизу вынимается заглушка и при помощи накидной гайки монтируется дренажная трубка, затем он крепится к кронштейну на колонне удлинителя шпинделя. Трубки отбора газа сгибаются горячим способом до вертикального положения, крепятся к кронштейнам, на концы трубок устанавливаются угловые запорные краники. На конце дренажной трубки крепится дренажная заглушка с боковым отверстием.

В упаковочном ящике сервомотор отделен от  узла управления с гидробаллонами.

Перед монтажом сервомотора необходимо смонтировать на нем узел управления и произвести обвязку маслопроводами гидробаллонов, сервомотора и шестиходового переключателя.

При подъеме сервомотор крепится тремя стропами согласно схеме фирмы.

Гидроцилиндры сервомотора должны располагаться при монтаже вдоль продольной оси крана.

На конец удлинителя шпинделя в паз предварительно вставляется шпонка. Затем одевается сервомотор втулкой кулисного механизма на конец удлинителя шпинделя.

После совмещения фланцевых отверстий сервомотор закрепляется на колонне шпильками.

Затем производится подсоединение трубок отбора газа от угловых кранов к  обратным клапанам и фильтру устройства АЗК.

Подготовка крана к работе

В гидробаллоны гидравлическая жидкость заливается по уровням после предварительной установки рукоятки шестиходового переключателя в положение “Дистанционное управление”. При заливке жидкости в гидроцилиндрах необходимо вывинтить заглушки и спустить воздух из системы (до появления жидкости), затем заглушки завинтить. Уровни устанавливаются по рискам на стержнях указателях. Если кран открыт  уровень жидкости в гидробаллоне “на закрытие” должен совпадать с верхней риской, а в гидробаллоне “на открытие” с нижней.

При проведении гидравлических испытаний необходимо закрыть краны на линиях отбора силового и импульсного газа.

После окончания гидравлических испытаний необходимо осуществить несколько раз маневрирование краном и сменить патрон  фильтра — осушителя.

Дефекты монтажа и эксплуатации кранов.

При транспортировке кранов к месту монтажа происходит поломка импульсных трубок и маслопроводов, теряется защитные колпачки коробок конечных выключателей, отрываются боковые крышки блоков электропневмоклапанов.

Трубки отбора силового и импульсного газа монтируются некомплектно, иногда совсем не монтируются. Практикуется приварка дренажных трубок непосредственно к корпусам кранов. В процессе эксплуатации в сварных швах образуются свищи. Отмечаются случаи неправильных монтажа и эксплуатации кранов  (с перпендикулярным расположением сервомотора по отношению к  продольной оси крана).

При продувках газопровода допускается работа недозакрытых кранов, что приводит к полной или частичной потере герметичности шарового затвора.

При монтаже иногда не обеспечивается зацепление вала коробки конечных выключателей со шпинделем крана, в результате чего невозможно проконтролировать правильное положение пробки крана.

Перед монтажом кранов не всегда производится ревизия цилиндров сервомотора, проверка герметичности и функционирования крана и системы ручного и гидропневматического управления. Отмечаются случаи врезки нового, не неработоспособного крана.

Не производится регулярный дренаж влаги и конденсата из полости шарового затвора.

Не производится регулярная замена адсорбента в фильтрах-осушителях силового газа.

Из-за возможных ложных срабатываний устройства АЗК на большинстве линейных кранов Д_У1000 и Д_У1400 они отключены.

Вместо фирменного масла “Ликвидраул” в системы гидропневматического управления заливается турбинное, трансформаторное и индустриальное масла.

Не производится слив отстоя из гидробаллонов, в результате чего накапливается значительное количество шлама, особенно в первые годы эксплуатации.

Краны иногда используются в качестве регулирующих.

Что лучше задвижки и шаровые краны

Запорные задвижки и шаровые краны – востребованные разновидности трубопроводной арматуры. Их применение оптимизирует устройство трубопроводов, обеспечивая эффективную организацию производственного процесса, безопасность эксплуатации системы и технических устройств. Изделия отвечают за контроль движения рабочей среды, используются для перекрытия/открытия потока, а также регулировки интенсивности подачи вещества. При этом конструкция и эксплуатационные возможности арматуры различного типа имеют определенные особенности и расхождения. Именно поэтому, что лучше задвижки и шаровые краны следует выяснить перед установкой оборудования на подготовительном этапе.

Задвижки отличаются конструктивной простотой, призванной обеспечивать открытие или перекрытие движения вещества. Затвор, который располагается внутри рабочей полости корпуса устройства, перемещается под прямым углом к оси потока. Движение затворного механизма происходит за счет вращения в узле шпиндель-ходовая гайка. Шпиндель (шток), проходящий через сальниковый уплотнитель, служит связующим звеном между затвором и приводом задвижки, в качестве которого может выступать маховик, редуктор, автоматическое устройство.

Фиксация изделия на трубе выполняется несколькими способами: с помощью фланцев, приварным или муфтовым способом. Основными материалами для производства задвижек является сталь, в том числе и нержавеющая, и чугун.

Конструктивная специфика задвижек не позволяет использовать их в качестве регулирующей арматуры. Затвор изделия может находиться в двух рабочих положениях: «открыто» и «закрыто». Его установка в промежуточном положении приводит к поломке запорного механизма, вследствие чего нарушается герметичность прилегания клина даже при переводе в крайнее положение.

Рис. 1

Клиновые задвижки (наиболее популярный тип арматуры) отличаются внушительными габаритами и весом. Использование устройств с выдвижным шпинделем требует дополнительного свободного места, наличие которого не всегда предусматривается конструкцией трубопровода.

Шаровые краны

Шаровые краны также относятся к категории запорной трубопроводной арматуры. Главное конструктивное отличие от задвижек состоит в отсутствии движущегося запорного механизма, что помогает исключить износ уплотнительных поверхностей и увеличить срок эксплуатации изделия. В качестве запирающего элемента в них используется сегмент в виде шара. Он выполняет повороты вокруг своей оси, произвольно расположенной в отношении направления потока вещества, а за счет плотного прилегания к уплотнительным кольцам удается исключить контакт сальников штока со средой.

При использовании крана для регулировки, на полированной поверхности шара возникают микротрещины и далее сколы, которые приводят к не герметичному прилеганию уплотнений и потере герметичности.

К отличительным особенностям конструкции кранового механизма можно отнести:

•          компактность, позволяющая экономить пространство и устанавливать в системы с параллельным размещением труб;
•          низкий показатель крутящего момента, отсутствие рисков застоя и появления завихрений потока;
•          герметичность (класс «А» ГОСТ 9544) за счет монолитного корпуса.

Шаровые краны отличает полнопроходность. В положении «открыто» проходное сечение полностью совпадает с диаметром трубы. Именно поэтому перепады давления жидкости в трубопроводной системе не составляют угрозы для работы кранов. Эта особенность позволяет использовать изделия в системах с высокими рисками формирования гидроударов. Кроме того, устройство крана исключает оседание осадка, наличие которого способно провоцировать поломки арматуры. 

Такой вариант не является стандартным решением. Более распространенными являются модели устройств неполнопроходного типа, в которых имеется разница диаметров: отверстие в шаре меньше отверстия во фланце. При этом изделия отличает больший коэффициент гидроспоротивления.

Рис.2

.

Потребителям предлагает широкий диапазон размеров изделий, которые могут совмещаться с различными типами рабочей среды (газ, жидкости, в том числе с примесями). Во внимание следует брать рабочую температуру и степень агрессии вещества с материалами арматуры. Краны без проблем встраиваются в технологические линии и системы, для управления ими могут использоваться любые типы приводов. 

Основными материалами для производства являются латунь, а также сталь (нержавейка¸СТ. 20 и 09г2с)  и бронза. При монтаже используются различные типы соединения, включая фланцевый, резьбовой и под приварку.

Сравнение технических характеристик

К числу специфических особенностей эксплуатации задвижек следует относить:

1.      Необходимость контролировать движение затвора. Неполное перекрытие/открытие заслонки провоцирует поломки, нарушения герметичности и износ узловых механизмов.

2.      Высокий уровень нагрузки и частое применение оборудования провоцирует появление протечек, что вызывает необходимость в регулярном техническом обслуживании и ремонте (замена уплотнительных поверхностей и узловых механизмов).

3.      Конструктивная специфика (необходимость вращения резьбовой пары) замедляет сработку устройства. Для полного открытия/перекрытия приходится затрачивать некоторое количество времени.

4.      Регулярный ремонт и чистка оборудования – неотъемлемая часть эксплуатации задвижек.

5.      Приложение усилий при вращении вентиля (перетяжка) может повлечь, обрыв щечек, и, как следствие, спровоцировать проведение ремонта оборудования.

Эксплуатацию шаровых кранов может усложнить:

1.      Необходимость контролировать качество рабочего вещества с целью исключения засорения шарового элемента, а также появления отложений на его поверхности, усложняющих движение потока.

2.      Важно выбирать только качественную продукцию надежных производителей, так как вероятным следствием интенсивной эксплуатации устройства может стать появление протечек. ООО «Сибирский завод трубопроводной арматуры» гарантирует исправность и надежность оборудования, предлагаемого потребителям.

3.      Важно контролировать температурные условия эксплуатации. Например, транспортировка воды при минусовой температуре воздуха может спровоцировать разрыв механизма. Кроме того, температура рабочего вещества в системе не может превышать 200 градусов, что ограничивает сферу применения устройств.

Что лучше шаровый кран или задвижка?

Однозначный ответ на вопрос требует учета текущей технологической необходимости. Задвижки просты в своем устройстве и могут применяться в различных условиях (в том числе достаточно жестких). Но при этом характерной особенностью их эксплуатации является достаточно интенсивный износ, регулярная необходимость в ремонте, медленная сработка затвора, массивность.

Шаровые краны, считаются более универсальным и современным вариантом, отличаются компактностью, высокими показателями герметичности, надежностью, оперативностью управления.

Применение задвижек сохраняет актуальность при монтаже магистральных линий и систем со скоростным движением потока. Этому способствует низкий уровень гидросопротивления арматуры. Выбор в пользу шаровых кранов (делается чаще) связан с удобством установки и обслуживания, высоким уровнем герметичности изделия и практичности его конструкции.

Введение в шаровой кран — технологический трубопровод

Шаровой кран представляет собой четвертьоборотный запорный клапан, который регулирует поток жидкости или газа с помощью вращающегося шара с отверстием, просверленным в центре и зажатым между двумя седлами. Шаровые краны не используют маховик, а вместо этого используют ручку гаечного ключа для управления потоком. Поворот ключа на 90 ° открывает или закрывает клапан. Он открывается, когда отверстие шара совпадает с направлением потока жидкости, и закрывается, когда он поворачивается на 90 градусов ручкой клапана.Ручка расположена ровно по направлению потока в открытом состоянии и перпендикулярна ему в закрытом состоянии, что упрощает визуальное подтверждение состояния клапана.

отличаются долгим сроком службы и обеспечивают надежное уплотнение в течение всего срока службы, даже если кран не используется в течение длительного времени. В результате они более популярны в качестве запорных клапанов, чем, например, задвижки или шаровые краны. Более того, они более устойчивы к загрязненной среде, чем большинство других типов клапанов.Шаровые краны могут приводиться в действие вручную, электрически или пневматически.

Шаровой клапан не следует путать с обратным шаровым клапаном , типом обратного клапана, в котором используется сплошной шар для предотвращения нежелательного обратного потока.

Шаровой кран рабочий

В шаровом клапане используется полый перфорированный вращающийся шар для управления потоком через него. Шаровой кран приводит во вращение ручку клапана с помощью трансмиссии, которая, в свою очередь, заставляет шар вращаться вокруг оси, перпендикулярной потоку.Он открывается, когда отверстие шара находится на одной линии с потоком, и закрывается, когда он поворачивается на 90 градусов ручкой клапана.

Если шаровой клапан оставить частично открытым в течение длительного периода в условиях высокого перепада давления на шаре, мягкое седло будет стремиться обтекать край отверстия шара и, возможно, заблокировать шар в этом положении.

По мере того, как шар перемещается по седлам с чистящим движением, шаровые краны будут обрабатывать жидкости с твердыми частицами во взвешенном состоянии и волокнистым материалом.Однако абразивные твердые частицы могут повредить седла и поверхность шара. Длинный и прочный волокнистый материал также может представлять проблему, поскольку волокна имеют тенденцию наматываться на мяч.

Одним из недостатков шаровых кранов является то, что они задерживают воду в центральной полости в закрытом положении. В случае замерзания стенки могут потрескаться из-за расширения образующегося льда. Некоторые средства изоляции или термоленты в этой ситуации обычно предотвращают повреждение. В случае, если шаровой клапан используется для криогенной техники или продукта, который может расширяться внутри шара, на стороне входа клапана просверливается вентиляционное отверстие.Это называется вентилируемым шаром.

Конструкции седел шарового клапана

Тесный контакт между посадочными местами шаровых кранов может быть достигнут несколькими способами. Вот некоторые из наиболее часто используемых:

1. Давлением жидкости, прижимающим плавающий шар к седлу.
2. Давлением жидкости, заставляющим плавающее седло упираться в шар, поддерживаемый цапфой.
3. По установленному предварительному напряжению между сиденьями и шаровой опорой на цапфе.
4. С помощью механической силы, прикладываемой к шару и седлу при закрытии.
5. С помощью сжимающего кольца, например, уплотнительного кольца.

Типы шаровых кранов

Типы шаровых кранов в зависимости от корпуса клапана;

Сборку корпуса клапана можно разделить на несколько часто используемых конструкций, подробно описанных ниже. Разница в том, как собираются детали клапана, и это влияет на способы обслуживания или ремонта. Работа клапанов одинакова в каждом типе корпуса.

Шаровой кран с одним или одним корпусом

имеют прочный литой корпус, который снижает риск утечки. Это самый дешевый вариант шаровых кранов. Эти клапаны нельзя открывать для очистки или обслуживания. Эти клапаны обычно используются для приложений с низкими требованиями. Цельные шаровые краны почти всегда имеют уменьшенный диаметр, относительно недороги и, как правило, выбрасываются.

Двухкомпонентный шаровой кран

состоят из двух частей: одна часть имеет одно торцевое соединение, а корпус и вторая деталь входит в первую, удерживает затвор на месте и включает в себя второе торцевое соединение.Их можно разобрать для очистки, обслуживания и осмотра. Клапан необходимо полностью снять с трубы, чтобы разделить две части. Двухкомпонентные шаровые краны, как правило, имеют немного уменьшенное (или стандартное) отверстие, и их можно выбросить или отремонтировать.

Шаровой кран с трехкомпонентным корпусом

состоит из трех частей: двух торцевых крышек и корпуса. Все три детали обычно скрепляются болтовыми соединениями. Конструкция из трех частей позволяет легко снимать центральную часть клапана, содержащую шар, шток и седла с трубопровода.Это облегчает эффективную очистку от отложений, замену седел и сальников, полировку мелких царапин на шаре, и все это без снятия труб с корпуса клапана. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что клапан можно обслуживать, не снимая весь клапан с трубопровода. Эти клапаны обычно самые дорогие по сравнению с другими типами.

Шаровой кран с верхним входом

— это клапаны, шаровые краны которых собираются с верхней боковой части.Корпус с верхним входом обеспечивает доступ к шару и седлам для обслуживания без необходимости снимать клапан, что предпочтительно для больших размеров. Снимать клапан с трубопроводной системы не требуется. Обычно шаровые краны с верхним вводом изготавливаются из литого металла. Поскольку он сделан из литья, потребуется дополнительный тест NDE, чтобы убедиться, что в процессе литья нет дефектов. Преимущество шаровых кранов с верхним входом заключается в их конструкции, допускающей минимальное резьбовое соединение, что также сводит к минимуму возможные пути утечки.

Шаровые краны с боковым входом

— это клапаны, шаровые краны которых собираются из боковой части. Обычно он состоит из двух или трех частей корпуса. Каждая часть корпуса собирается с помощью болта / шпильки так же, как соединение двух частей фланца. Обычно шаровые краны с боковым входом изготавливаются из кованого металла. Каждая часть тела выкована, а затем собрана вместе. Такая конструкция минимизирует дефект, вызванный литьем клапанов. Шаровые краны с боковым входом также легко собираются, а элемент трима также легко выравнивается.Еще одно преимущество бокового ввода — это быстрое время доставки почти всеми поставщиками, а не отливка, которая все еще требует дополнительных испытаний.

Шаровые краны со сварным корпусом

— это клапаны, которые собраны в полностью сварную конструкцию, поэтому нет путей утечки через болтовые соединения и т. Д. Техническое обслуживание клапана в полевых условиях невозможно. Эти шаровые краны со сварным корпусом обычно используются в подземных или заглубленных применениях, где техническое обслуживание не ожидается, например, при транспортировке газа, подводном применении и т. Д.

Все процессы сварки кузова должны соответствовать материалам конструкции и должны быть аттестованы и выполняться в соответствии с соответствующими стандартами. Неразрушающие испытания (NDTS) также должны проводиться на окружных сварных швах кузова

, основанные на конструкции с шаром

Плавающий шаровой кран

В клапане с плавающим шаром шар подвешен в среде и удерживается на месте двумя уплотнительными кольцами. Шар поддерживается седлами клапана и может свободно перемещаться в боковом направлении.Давление жидкости, действующее на шар, вдавливает шар в седла, обеспечивая герметичное уплотнение. Большинство шаровых кранов имеют плавающий шар.

Шаровые краны с плавающей запятой широко используются в условиях среднего и низкого давления. Под действием среднего давления сферический шар может производить определенное смещение и плотно прижиматься к уплотнительной поверхности на выходе, обеспечивая герметичность выхода. Плавающий шаровой кран имеет простую конструкцию и хорошее уплотнение, но вся нагрузка протекающей жидкости, воспринимаемая шаром, передается на выпускное уплотнительное кольцо.Следовательно, необходимо учитывать, может ли материал уплотнительного кольца выдержать рабочую нагрузку протекающей жидкости.

Плавающий шар не используется при высоком давлении и больших размерах по двум причинам. Во-первых, высокое усилие шара на седла может деформировать седла и повлиять на характеристики уплотнения клапана при низком давлении. Во-вторых, такая же сила затрудняет работу клапана, поэтому требуется высокий крутящий момент для преодоления усилия посадки при высоких перепадах давления.

Шаровой кран с цапфой

В шаровых кранах с цапфой шар вращается в фиксированном положении. Мяч не может двигаться в поперечном направлении, потому что он удерживается на месте осью сверху и снизу шара. Клапан создает уплотнение либо за счет давления жидкости, прижимающего плавающее седло к шару, либо за счет увеличения напряжения в седлах и шаре. Цапфа поглощает давление потока, поэтому контакт между шаром и седлом не подвергается чрезмерному напряжению, и рабочий крутящий момент может оставаться в целом более низким, что упрощает работу, чем плавающий шаровой кран.Шаровые краны большого диаметра и высокого рабочего давления часто имеют конструкцию с шаровой опорой.

Шаровой кран орбитальный

Орбитальный шаровой кран использует вращательное движение и кулачковое действие для создания уплотнения. Для работы требуется несколько оборотов маховичка. Когда клапан находится в открытом положении, вращение маховика по часовой стрелке заставляет шар вращаться по часовой стрелке до тех пор, пока отверстие, проходящее через шар, не будет перпендикулярно потоку. Шарик удерживается штоком от седла во избежание истирания.Последние несколько оборотов маховика приводят к тому, что кулачковая поверхность на штоке соприкасается с совпадающей поверхностью в шаре, прижимая шар к седлу для плотного уплотнения. Это действие делает орбитальный клапан более простым в эксплуатации, чем другие типы шаровых кранов, и подходит для работы с умеренно абразивными материалами. Орбитальные шаровые краны популярны в больших размерах, где требуются силовые приводы, которые дешевле, чем привод для обычных шаровых кранов на четверть оборота.

в зависимости от диаметра отверстия;

Полнопроходной или полнопроходной шаровой кран

Полнопроходные клапаны имеют такой же диаметр отверстия, как и труба.Преимущество состоит в том, что отсутствуют дополнительные потери на трение и что систему механически легче чистить (очистка скребками). Преимущества очистки и осмотра без разборки и без полной потери производительности нельзя недооценивать в больших системах. Обратной стороной является то, что шар и корпус больше, чем у стандартного шарового крана с уменьшенным внутренним диаметром. Поэтому стоимость немного выше, и для многих приложений это не требуется.

используются там, где важно их низкое гидравлическое сопротивление, например, на всасывающих трубопроводах насоса, где падение давления может повлиять на производительность насоса.Они также используются в потоках, содержащих смешанные жидкости и твердые частицы, где ограничения потока могут вызвать разделение материалов, вызывая отложения и тем самым уменьшая поток в трубах.

Шаровой кран с уменьшенным или суженным отверстием

Большинство шаровых кранов имеют уменьшенное отверстие с проточным каналом в форме Вентури, который обычно на один размер трубы меньше номинального размера клапана. В результате шаровой кран вносит в систему потери на трение. Эти потери все еще относительно невелики по сравнению с другими типами клапанов.Цельные шаровые краны почти всегда имеют уменьшенный проход.

Шаровые краны с уменьшенным отверстием используются там, где падение давления, турбулентность потока и характеристики материала не имеют значения. Они также имеют преимущества меньшего размера и более низкой стоимости. Если нет строгих требований к скорости потока, вы можете выбрать порт с уменьшенным объемом, так как цена более экономична, а вес относительно немного меньше.

Шаровой кран с отверстием V

В шаровом клапане с V-образным портом отверстие в шаре или седле клапана имеет V-образный профиль.В результате можно более точно контролировать желаемую скорость потока, вращая шарик. Оптимизируя профиль, можно приблизиться к линейной характеристике потока. Когда клапан находится в закрытом положении и начинается открытие, сначала открывается маленький конец буквы «V», что обеспечивает стабильное управление потоком на этом этапе. Этот тип конструкции требует, как правило, более прочной конструкции из-за более высоких скоростей жидкости, что может привести к повреждению стандартного клапана. При правильной обработке это отличные регулирующие клапаны, обеспечивающие превосходную герметичность.

Еще несколько типов шаровых кранов;

Шаровой кран для наполнения полости

имеют специальную конструкцию седла, которая заполняет зазор вокруг шара, устраняя возможность накопления загрязнений с течением времени, предлагая отличные характеристики в фармацевтике, продуктах питания и напитках, микропивоварении, технологическом газе и других санитарных системах. Обычные шаровые краны позволяют жидкости и мусору задерживаться во внутренней полости корпуса, которую практически невозможно очистить, и это может привести к повреждению посадочной поверхности и даже блокировке работы клапана.Это особенно частая и серьезная проблема при переработке продуктов, начиная от реактивных мономеров, таких как стирол и бутадиен, до крахмалов и суспензий, которые имеют тенденцию к полимеризации или ферментации в полостях внутри клапанов.

Шаровой кран с вентиляцией

по конструкции практически не отличаются от стандартных шаровых кранов. Основное отличие состоит в том, что выпускной порт выходит в окружающую среду в закрытом положении. Это достигается за счет просверливания небольшого отверстия в шаре и корпусе клапана.Когда клапан закрывается, отверстия совпадают с выпускным отверстием и сбрасывают давление. Это особенно полезно в системах сжатого воздуха, где сброс давления обеспечивает более безопасную рабочую среду.

В случае криогенной обработки стандартные шаровые краны могут вызвать утечку, отказ клапана или даже взрыв из-за внутреннего давления, возникающего в результате естественного процесса, в котором криогенный процесс нагревается, превращается в газ и расширяется внутри клапана. сам. Вентилируемый шаровой клапан устраняет это нежелательное давление внутри клапана, сбрасывая давление через «вентиляционное отверстие» на шаре.

Многопортовый шаровой кран

могут использоваться для смешивания и отвода. Шаровые краны не предназначены для дозирования. Многопортовый шаровой кран может отводить полный поток от входа к одному из двух или более выходных патрубков. И наоборот, клапан может принимать поток от двух или более входов и направлять их к одному выходу.

Многопортовые шаровые краны имеют различные конфигурации, такие как трехходовые, четырехходовые или пятиходовые. В многопортовых шаровых клапанах также доступны различные торцевые соединения, включая резьбовые, сварные муфты, фланцы, стыковые соединения и тройные зажимы.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Шаровой кран обеспечивает надежное уплотнение даже в случае загрязненной среды.
• Шаровой кран имеет простую конструкцию, относительно небольшой вес и объем, его легко разобрать и отремонтировать.
• Поскольку шток шарового клапана вращается только без осевого перемещения, сальниковое уплотнение штока клапана нелегко сломать.
• В полностью открытом состоянии шаровой клапан создает небольшую турбулентность или сопротивление потоку жидкости.
• Шаровой кран работает просто и быстро, так как его нужно только повернуть на 90 ° от полного открытия до полного закрытия. Такое быстрое открытие и закрытие шарового крана может иметь важное значение в некоторых установках, где требуется быстрая изоляция участков труб в случае аварии.
• Шаровые краны считаются клапанами с высокой степенью восстановления, имеющими низкий перепад давления и относительно высокую пропускную способность.

Недостатки

• Шаровой кран может быть только полностью открыт или полностью закрыт и не может использоваться для дросселирования.Это связано с относительно ограниченной точностью управления расходом.
• Не подходит для суспензий из-за полостей вокруг шара и седел. Суспензии имеют тенденцию затвердевать или забиваться внутри полостей, что значительно увеличивает рабочий крутящий момент клапана и в некоторых случаях делает клапан неработоспособным.
• Поскольку шаровые краны открываются и закрываются так быстро, шаровые краны могут вызвать гидроудар или скачки давления.
• Полый шар может задерживать жидкость в закрытом положении и может вызвать проблемы, если из корпуса клапана не будет выпущен воздух.
• Абразивные твердые частицы, взвешенные в потоке жидкости, могут повредить седла и поверхность шара, поскольку шар перемещается по седлам с протирающим движением.
• Может быть трудно чистить (за исключением конструкции с верхним входом).

база технических знаний для всех профессионалов в области технологических трубопроводов во всем мире…

Поделитесь этой статьей — знания увеличиваются за счет обмена, но не за счет сохранения.

Что такое шаровой кран?

Клапаны бывают разных типов и размеров.Основная функция клапана — это просто устройство, которое можно открывать или закрывать для потока жидкостей или газов. Смеситель для кухни — отличный пример клапана, который мы используем каждый день. В этой статье мы собираемся обсудить, в частности, один тип — шаровой кран.

Шаровой кран — это форма четвертьоборотного клапана, в котором используется вращающийся шар, просверленный для регулирования потока. Когда отверстие совпадает с направлением потока, через него проходят жидкости или газы.В качестве альтернативы, когда шар поворачивается на 90 градусов, поток полностью останавливается. В любом случае ручка служит визуальным индикатором состояния клапана. Если ручка параллельна клапану, он открыт. Напротив, если ручка расположена перпендикулярно, клапан закрыт.

— это невероятно прочные клапаны, которые отлично подходят для приложений, где требуется простое включение / выключение. Они долговечны и сохраняют свою способность стабильно работать после многих циклов. Кроме того, они обладают превосходной надежностью и надежно закрываются даже после длительного простоя.Скорость потока также можно контролировать, частично открывая или закрывая клапан в различной степени. Эти качества делают их отличным выбором для запорной и регулирующей арматуры задвижек и запорной арматуры. Однако шаровые краны не имеют конечного контроля, который эти другие краны предлагают для дросселирования.

Хотя это легко сделать ошибкой, шаровые краны — это не то же самое, что и одноименные «шаровые обратные клапаны». Шаровые обратные клапаны — это тип одностороннего клапана, который предотвращает нежелательный обратный поток.

Различия между одно-, двух- и трехкомпонентными шаровыми кранами

Цельные шаровые краны состоят из корпуса и торцевых соединений, выполненных из цельного куска материала. Цельный шаровой кран за счет своей конструкции значительно снижает вероятность утечки. Поскольку уплотнения и трим клапана должны быть вставлены через одно из торцевых соединений, этот тип клапана всегда будет иметь размер порта меньше, чем внутренний диаметр трубы, с которой он соединяется.Этот более узкий порт, который часто называют уменьшенным, может вызвать падение давления из-за ограничения потока. Кроме того, этот клапан в сборе должен быть полностью удален из системы трубопроводов для обслуживания. Из-за более низкой стоимости неразъемной конструкции и сложности обслуживания клапана неразъемные шаровые краны обычно заменяются полностью, а не ремонтируются.

• Преимущества моноблочных шаровых кранов
  • Меньшее количество соединений и точек утечки
• Недостатки моноблочных шаровых кранов
  • Падение давления
  • Трудности в обслуживании

Mako One-Piece Клапаны:

• Углеродистая сталь
• Нержавеющая сталь

Шаровые краны, состоящие из двух частей, состоят из двух отдельных частей, которые соединяются болтом или резьбой.Обычно неразъемная часть включает корпус и одно торцевое соединение. Затем другая деталь прикрепляет трим к клапану и включает второе концевое соединение. Этот тип сборки позволяет шаровым кранам, состоящим из двух частей, иметь размер отверстия, равный размеру подсоединяемых труб. В этом случае их называют полнопроходными клапанами. Поскольку нет перепада давления, скорость потока может быть намного выше на полнопроходных клапанах. Кроме того, двухкомпонентные клапаны могут выдерживать давление с обеих сторон, что делает их эффективными для перекрытия двунаправленного потока.Двухкомпонентные шаровые краны обычно также являются наиболее экономичными полнопроходными клапанами на рынке.

• Преимущества шаровых кранов, состоящих из двух частей
  • Полнопроходной — более высокий расход
  • Низкая стоимость по сравнению с другими вариантами полнопроходного клапана
• Недостатки шаровых кранов из двух частей
  • снято для обслуживания
  • Более высокая стоимость, чем цельные клапаны

Двухкомпонентные шаровые краны Mako:

• Углеродистая сталь
• Нержавеющая сталь

Шаровые краны, состоящие из трех частей, разделены на две торцевые крышки и один корпус.В отличие от двух других типов, корпус трехсекционного клапана можно снимать отдельно от торцевых крышек. Такая конструкция означает, что трехкомпонентные шаровые краны намного проще чистить и обслуживать при необходимости. Очевидно, что это делает их предпочтительными в ситуациях, когда требуется когда-либо частая чистка. Эти клапаны широко используются для санитарных применений в фармацевтической и пищевой промышленности. Трехкомпонентные шаровые краны обычно дороже, но они доказали свою ценность, если учесть их дополнительные функции, которые необходимы для определенных приложений.

• Преимущества трехкомпонентных шаровых кранов
  • Простота содержания в чистоте и обслуживании
  • Долговечность при регулярном обслуживании
• Недостатки трехкомпонентных шаровых кранов
  • Самая высокая стоимость из трех категорий

Трехкомпонентные шаровые краны Superlok:

· SWB320

Шаровые краны бывают разных форм, размеров и материалов.Кроме того, поиск подходящего шарового клапана для вашего конкретного применения может быть утомительным и трудоемким. Если у вас есть вопросы или вы хотите запросить дополнительную информацию по конкретному продукту, свяжитесь с Mako ниже. Мы всегда готовы ответить на вопросы и помочь вам найти подходящий клапан для вашей работы!

| Инженерное дело360

Шаровые краны — это четвертьоборотные прямоточные краны с круглым запорным элементом с соответствующими округлыми седлами, обеспечивающими равномерное уплотняющее усилие.Клапан получил свое название от шара, который вращается, чтобы открывать и закрывать клапан. Шаровые краны используются в ситуациях, когда требуется герметичное перекрытие. Это клапаны с широким диапазоном режимов работы, способные перекачивать газы, жидкости и жидкости с взвешенными твердыми частицами (шламы).

Найдите шаровые краны по спецификации или см. Наш каталог поставщиков

Анимация шаровых кранов. Видео предоставлено: HanglooseMig / CC BY-SA 4.0

См. Страницу «Клапаны GlobalSpec» для получения более общей информации о промышленных клапанах.

Применение шаровых кранов

Шаровые краны обычно используются в проточных системах на судах, в службах пожарной безопасности и у производителей хлора. Их не рекомендуется использовать в фармацевтике, биотехнологии, производстве продуктов питания и напитков, потому что их нелегко очистить. Исключения могут быть сделаны для химических или нестерильных применений

Дополнительную информацию см. На страницах «Применение клапана» и «Стандарты клапана» GlobalSpec.

Характеристики

Производители шаровых кранов предлагают шаровые краны с несколькими различными функциями для соответствия применению.

• Поворотный обратный клапан — Поворотный обратный клапан придает клапану свойства обратного клапана. Это предотвращает резервное копирование носителя в систему.
• Стопор клапана — Стопор, допускающий поворот только на 90 °.
• Индикаторы положения — Индикаторы поршня расположены на верхней части шара и указывают направление потока.Это особенно полезно для многоходовых шаровых кранов.
• Стандартные межфланцевые размеры — Эти размеры соответствуют стандартам ASMS и позволяют легко модернизировать шар и заменять его в линию с большинством других клапанов.
• Антистатический — Антистатические конструктивные особенности могут предотвратить накопление статического электричества из-за трения клапана о седло из эластомера. Статическое электричество может стать причиной возгорания, особенно если в системе используются легковоспламеняющиеся жидкости.
• Пожаробезопасность — Шаровые краны пожаробезопасные с металлическим опорным седлом.Это важно, если температура системы становится достаточно высокой, чтобы расплавить или размягчить пластиковое уплотнение. Металлическое седло действует как уплотнение, когда шар опирается на уплотнение.

Пожаробезопасная конструкция стержня шарового крана. Кредит изображения: chinavalve.com

Выбор шаровых кранов

База данных IEEE GlobalSpec SpecSearch позволяет промышленным покупателям выбирать шаровые краны по классификации, характеристикам и дополнительным функциям.

Метод контроля

Запорный элемент шарового крана состоит из диска в форме шара. Клапан открывается поворотом привода на четверть оборота. Поворот направляет отверстие в шаре параллельно потоку, чтобы среда могла проходить через клапан. Когда клапан закрыт, шар поворачивается так, что отверстие перпендикулярно потоку, блокируя среду. Сегментированные характеризуемые шары не используют всю сферу для блокировки потока; они используют достаточно, чтобы заблокировать порт.

Функция клапана

Шаровые краны лучше всего подходят для быстродействующих остановов / пусков. Они считаются быстродействующими, поскольку для управления клапаном требуется всего лишь поворот ручки на 90 °. Четверть оборота сводит к минимуму время работы клапана и снижает вероятность утечки из-за износа.

Шаровые краны могут использоваться для дросселирования, если не требуется высокая точность. Дросселирование вызывает эрозию частично открытого седла из-за высокой скорости потока и давления.Износ в конечном итоге приведет к негерметичности клапана. Утечка может быть устранена, если ручной шаровой кран автоматизирован и может двигаться быстрее в ответ на сигнал изменения положения.

Найдите шаровые краны по спецификации или см. Наш каталог поставщиков

Тарелка шарового крана. Источник изображения: valve-tech.blogspot.com

Медиа

Шаровые краны очень эффективны с газом и жидкостью.Этот тип клапана может использоваться для сложных химикатов, таких как сухой хлор, фтористоводородная кислота или соляная кислота, а также кислород. Транспортировка жидкого навоза не рекомендуется, поскольку суспензия имеет тенденцию затвердевать в полостях вокруг шара и седел. Это увеличивает рабочий крутящий момент и может сломать клапан. Большинство производителей рекомендуют не более 3% твердых частиц в среде.

Типы

Шаровые краны доступны в исполнении с плавающим шаром и на цапфе.Тип указывает, как шар вставлен в клапан. Типы могут быть далее разбиты на стили корпуса и конфигурации.

Плавающий шар — Конструкция с плавающим шаром является наиболее распространенным типом шаровых кранов. В этом типе шар не прикреплен к штоку, поэтому доступен широкий диапазон свободы. Давление на входе помогает создать уплотнение, толкая шар назад к заднему или выходному седлу.

Цепные клапаны — Конструкция шаровых кранов с цапфой имеет штифт, фиксирующий шар, чтобы он не смещался.Эта конструкция может использоваться для высокоскоростных систем. В цапфовых клапанах используется специальный сегментированный шар. Клапан поддерживает шар с помощью вала, а сторону, противоположную валу, с помощью другого вала или стойки. Вал может быть частью шара или отдельным. Клапаны с цапфой обеспечивают меньшее трение между шаром и уплотнением.

Шаровой кран с цапфой. Редактор видео: fbvalve / CC BY-SA 4.0

Компоненты клапана

По сути, шаровой кран состоит из внешней оболочки, шара с отверстием в нем и привода, например ручки.

Шаровые краны доступны с различными типами корпуса , включая уменьшенный проход, полнопроходной и V-образный вырез. Каждая из этих форм шаровых кранов предлагает определенные преимущества в зависимости от требований данной области применения. Корпус клапана состоит из нескольких частей, включая крышку и трим. Шаровые краны могут быть разных стилей для обеспечения правильной работы в системе.

• Клапаны с переходным отверстием имеют отверстие меньше диаметра трубопровода.Поток среды через клапан ограничен 75%. Клапаны с уменьшенным отверстием имеют более высокие перепады давления.
• Полнопроходные клапаны имеют шар с отверстием, равным внутреннему диаметру трубы. Преимущество этой конструкции заключается в том, что они сводят к минимуму перепад давления на клапане и предотвращают ограничение потока во время его прохождения. Их можно использовать для дросселирования приложений.
• Регулирующий клапан с V-образным пазом Корпуса аналогичны конструкции стандартных шаровых кранов.Отличие заключается в профилированной V-образной выемке на шаре, которая обеспечивает равнопроцентную характеристику потока. Они имеют хорошие возможности регулирования, контроля и отключения для использования в бумажной промышленности, на химических предприятиях и в энергетике. Шарик остается в контакте с уплотнением во время вращения и создает эффект сдвига при закрытии шара, чтобы минимизировать засорение.

Шаровой кран с V-образным пазом. Изображение предоставлено: поток serve.com

Редукторные и полнопроходные клапаны считаются возвратными клапанами.Клапаны рекуперации могут использоваться в системах с низким перепадом давления и высоким коэффициентом расхода. Корпуса шаровых кранов также могут иметь три конфигурации в зависимости от требований к установке и техническому обслуживанию системы.

Тип уплотнения и седла может варьироваться в зависимости от номинального давления клапана и материалов конструкции. Некоторые седла клапанов состоят из одинарных формованных форм, в то время как другие седла с более высокими номинальными давлениями часто имеют цапфовую конструкцию, в которой каждая поверхность шара имеет отдельное уплотнение.Предварительно напряженные седла создаются во время сборки и оказывают давление на шар, установленный на цапфе. Плавающее уплотнение позволяет разместить два полноконтактных уплотнения как на впускном, так и на выпускном отверстиях. Мяч поддерживается уплотнениями, но не контактирует с телом. Плавающее уплотнение лучше всего использовать для суровых тяжелых условий эксплуатации, поскольку оно перекрывает поток и поддерживает шар. Шаровые краны не требуют смазки.

Шток не прикреплен к шару; Обычно он имеет прямоугольный конец, который входит в прорезь, вырезанную в шаре.Это позволяет шару вращаться при повороте штока. Шток состоит из уплотнительных колец для его уплотнения и грундбуксы и фланца сальника для приложения давления. Для корпусов из двух или трех частей и твердых тел с боковым входом шток обычно устанавливается через корпус, а упаковка — над корпусом.

Изображение предоставлено: Integrated Publishing

Информацию о ремонте клапана см. На страницах услуг по ремонту клапана GlobalSpec.

Большинство шаровых кранов управляются вручную, но их можно настроить для автоматизации. Шаровые краны, как правило, являются быстродействующими устройствами, потому что им требуется всего четверть оборота, чтобы открыть или закрыть клапан.

Дополнительную информацию см. На странице GlobalSpec о приводах клапанов.

Точно так же клапаны конструируются с использованием самых разных материалов в зависимости от их применения. Обычные материалы для шаровых кранов включают латунь, бронзу, медь, чугун, высокопрочный чугун, нержавеющую сталь и другие типы стали, металлические сплавы и пластмассы, включая ПВХ и ХПВХ.Лучше всего проконсультироваться с производителем о конкретных свойствах материалов, используемых в клапане, и о том, как это соотносится с областями применения, включая тип, концентрацию и температуру обрабатываемой среды.

Шары обычно металлические. Обивка (сиденья) обычно изготавливается из эластомерного материала или пластика. Упругие седла шаровых кранов изготавливаются из различных эластомерных материалов, включая Teflon® (TFE), нейлон, Buna-N, неопрен и комбинации материалов.При выборе материала седла учитывайте тип и температуру среды, с которой будет работать клапан. Многие эластомерные материалы нельзя использовать в высокотемпературных или коррозионных материалах.

Технические характеристики

Важно точно рассчитать правильные требования к характеристикам клапана в системе, в которой он будет использоваться.

Поток

Шаровой кран можно использовать для остановки и запуска, а также для дросселирования или регулирования потока или движения среды через систему.Форма клапана определяет, сколько направлений потока будет иметь клапан. Количество портов может варьироваться от одного до четырех. Порты шара могут иметь форму буквы T или L.

• Т-образная форма обеспечивает поток в двух направлениях одновременно или в одном направлении с закрытой другой стороной.
• L-образная форма допускает поток только в одном направлении за раз. L-образный порт используется как переключающий клапан. Центральным портом можно управлять для направления потока к любой стороне клапана, но не может обеспечить поток в обе стороны одновременно.Гладкая поверхность шара обеспечивает плотное уплотнение в клапане.

Кредит изображения: Plumbingsupply.com

Свойства потока можно определить с помощью расчетов, описанных ниже. При выборе клапана можно использовать заданные и желаемые свойства потока.

Диапазон действия

Диапазон изменения определяется как максимальный или минимальный расход, которым может управлять данный тип клапана.Диапазон легко рассчитывается на основе геометрии и привода клапана. Если клапан не точен при 5 процентах хода, то диапазон составляет 20: 1 (100 процентов, деленное на 5%). По мере увеличения диапазона регулирования с помощью клапана можно регулировать более широкий диапазон расходов. Не обязательно, чтобы клапан имел самый высокий диапазон регулирования, потому что большинство систем не имеют такого широкого диапазона расхода. Шаровые краны с V-образным вырезом имеют самый высокий диапазон изменения 200: 1, в то время как шаровые краны имеют высокий диапазон изменения 100: 1.Более высокий диапазон значений обычно указывает на то, что чувствительность ниже, когда запорный элемент почти закрыт, и увеличивается при открытии клапана.

Найдите шаровые краны по спецификации или см. Наш каталог поставщиков

Размер клапана

Наука, лежащая в основе выбора клапана, заключается в определении расхода через диаметр клапана. Клапаны могут иметь два отверстия разного размера, рассчитанные на перепад давления.Вот почему размер клапана почти всегда выполняется для дроссельных клапанов.

Дополнительную информацию см. На странице «Расход и размеры клапана GlobalSpec Engineering360». .

Ресурсы

Skousen, Philip L. Справочник по клапанам . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1998. Печать.

Шаровые краны AIL

Типы ручных клапанов

Диспетчер пожарных — типы клапанов

Основы выбора клапана

Как работают шаровые краны?

Основы клапана

Кредит изображения:

Гарантированная автоматизация | Кэмерон | Дуайер

О шаровых кранах

Изображение предоставлено: mihalec / Shutterstock.ком

Шаровые краны — это механические устройства, которые используются для ограничения или обеспечения прохождения текучей среды (жидкости или газа) в системе трубопроводов. Они известны как четвертьоборотные клапаны, потому что поворот ручки на 90 ^o — это все, что требуется для изменения положения клапана с полностью открытого на полностью закрытое или наоборот. Это быстрое движение на четверть оборота шаровых кранов контрастирует с несколькими поворотами на 360 ^o , необходимыми для других типов клапанов, таких как задвижки или шаровые краны.

Термин шаровой клапан относится к тому факту, что внутренний механизм, который используется для изменения потока через устройство, представляет собой сферический шар, в котором просверлено отверстие, которое служит для регулирования потока клапана. Шаровые краны известны своей общей прочностью и долгим сроком службы, а также надежным уплотнением, поэтому их часто предпочитают в качестве запорного оборудования. Они особенно хорошо переносят загрязненную среду, в большей степени, чем другие типы клапанов.В большинстве случаев они не используются для точного регулирования потока, поскольку существуют другие конструкции клапанов, такие как игольчатые клапаны, которые позволяют более точно измерять скорость потока. Существуют специальные конструкции, позволяющие регулировать поток в определенной степени.

В этой статье будет представлена ​​информация о шаровых кранах, включая их конструкцию, различные типы, области применения и основные характеристики. Чтобы узнать больше о других типах клапанов, обратитесь к соответствующему руководству «Общие сведения о клапанах».

Конструкция шарового клапана

Основными компонентами, используемыми в конструкции шарового крана, являются:

• Корпус клапана
• Регулировка потока шара
• Седла клапана
• Шток клапана
• Упаковка
• Капот
• Привод

Корпус клапана

Корпус клапана — это основной узел, который служит сосудом высокого давления и в который собираются другие компоненты шарового клапана.Корпуса клапанов изготавливаются из нескольких различных типов материалов, обычно из стали, латуни, бронзы, чугуна, нержавеющей стали, алюминия, ПВХ или ХПВХ. Корпус клапана может быть изготовлен в виде единой детали или двух или более деталей, которые собираются с помощью болтов. Составные конструкции можно разобрать для ремонта, тогда как цельные конструкции не предназначены для ремонта и требуют замены клапана в случае выхода из строя.

Регулировка потока шара

Шар представляет собой механизм управления потоком шарового клапана и представляет собой сферу, в которой просверлено отверстие или туннель, позволяющий жидкости проходить через него, когда он ориентирован так, чтобы отверстие соответствовало направлению потока жидкости.Шар прикреплен к штоку, который позволяет перемещаться на 90 ^o вращения для открытия или закрытия клапана. Шар может иметь плавающую конструкцию, что означает, что шар плавает в среде и зажат между седлами клапана, которые удерживают его на месте. Шар может дрейфовать в полости корпуса клапана под естественным давлением потока жидкости в клапане. Это небольшое движение шара заставляет его прижиматься к седлу клапана, расположенному ниже по потоку, создавая надежное уплотнение. Другая конструкция, называемая шаровой опорой или опорой цапфы, обеспечивает опору для шара сверху и снизу, тем самым снижая нагрузку на седла клапана.Шаровые краны с цапфой используются для клапанов большого диаметра или для условий эксплуатации, связанных с высоким давлением.

Туннель или отверстие в шаре шарового крана может быть одного из нескольких типов:

• Полнопроходной
• проходной
• V-образный или щелевой порт

Полнопроходные конструкции имеют диаметр отверстия, равный диаметру трубы. Такая конструкция снижает потери на трение и облегчает очистку — процесс, называемый скребком.Эти модели действительно имеют корпуса большего размера и поэтому стоят дороже, чем конструкции с уменьшенным диаметром отверстия.

Конструкции с уменьшенным проходным отверстием распространены в большинстве шаровых кранов и обычно представляют собой неразъемные корпуса. Поскольку диаметр отверстия в шаре меньше диаметра внутреннего диаметра трубы, возникают некоторые потери на трение, но они обычно меньше, чем у других типов клапанов.

Шаровые краны с V-образным отверстием — это клапаны, в которых шар, который традиционно имеет отверстие с круглым поперечным сечением, заменен шаром, имеющим поперечное сечение в форме буквы «V».Эти конструкции доступны с внутренними углами различных значений, от 15 ^o до 90 ^o , а в некоторых конструкциях шаровой клапан может быть модифицирован с круглого отверстия на конструкцию с V-образным отверстием. Шарик с V-образным отверстием используется вместо шара с круглым отверстием в приложениях с высоким расходом, где требуется минимальный перепад давления или герметичное перекрытие. Они также используются для обеспечения более высокого уровня управления потоком или диапазона изменения и могут приближаться к линейному профилю потока в зависимости от положения привода, в отличие от конструкций с круглым отверстием, которые очень нелинейны.При дооснащении запорный клапан может быть преобразован в клапан, который функционирует как клапан управления потоком.

Седла клапана

Седла клапана плотно прилегают к шару и обеспечивают герметичную работу клапана. Варианты материалов седла включают металлы и фторполимеры, и выбор подходящего материала седла клапана зависит от условий эксплуатации (например, температуры, давления и характера жидкости, проходящей через шаровой клапан, и желаемого рабочего крутящего момента, например.) Некоторые распространенные варианты материалов седла клапана включают:

• ПТФЭ (политетрафторэтилен)
• ПТФЭ с углеродным наполнителем
• Углерод
• Металлы
• Керамика
• PEEK (полиэфирэфиркетон)
• Ацеталь (Полиоксиметилен — ПОМ)
• UHMW (полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы)

Шаровые краны, в которых используются материалы с гибким седлом, называются шаровыми кранами с мягким седлом, а не шаровыми кранами с металлическим седлом. Также доступны шаровые краны с графитовым седлом.

Шток клапана, сальник и крышка

Шток клапана представляет собой вал, который соединяется с шаром и проходит через корпус клапана, где он соединяется с исполнительным механизмом клапана. Шток клапана окружен уплотнительным материалом, который изолирует шток клапана и предотвращает просачивание жидкости или среды через отверстие в корпусе клапана. Уплотнительные кольца также используются для герметизации клапана и предотвращения утечек. В некоторых конструкциях используется система смазочного уплотнения. Часть корпуса клапана, в которой находится шток и уплотнительный материал, иногда называют крышкой клапана.

Привод

Привод клапана — это механизм, который регулирует положение клапана от открытого до закрытого. Шаровые краны могут приводиться в действие вручную с помощью ручного рычага, либо они могут приводиться в действие механически или электрически. Механическое срабатывание может включать пневматику или гидравлику. Электрический привод обычно включает двигатель и механизм редуктора, чтобы снизить скорость вращения привода и тем самым предотвратить гидравлический удар.

Типы шаровых кранов

Шаровые краны можно охарактеризовать несколькими способами.К ним относятся материал, используемый при их изготовлении (чаще всего материал корпуса клапана), конструкция корпуса клапана, конфигурация клапана или некоторые другие параметры, такие как обрабатываемая жидкость или характер внутренних конструктивных особенностей.

Типы шаровых кранов, отличающиеся материалом корпуса клапана:

Шаровые краны с точки зрения конструкции корпуса клапана включают:

• Краны шаровые с разъемным корпусом
• Краны шаровые с входом сверху
• Краны шаровые концевые
• Краны шаровые неразъемные
• Краны шаровые двухкомпонентные
• Краны шаровые трехкомпонентные

Конфигурация клапана также является методом характеристики шаровых кранов.Наиболее распространенная конфигурация клапана — это встроенная конфигурация, в которой корпус клапана находится непосредственно на пути трубопровода и имеет 2 порта, называемых 2-ходовым шаровым клапаном. Они используются для отключения.

Также доступны 3-ходовые и 4-ходовые шаровые краны. Трехходовые конструкции имеют конфигурацию «L» или «T» и могут использоваться для распределения потока жидкости к двум разным портам или для смешивания, смешивания или отклонения потоков. На рисунке 1 ниже показаны некоторые возможные конфигурации потока для 3-ходового шарового клапана.

Рисунок 1 — Иллюстрация конфигураций портов T и L на 3-ходовом шаровом клапане.

Изображение предоставлено: https://tameson.com/ball-valve-introduction.html

4-ходовой шаровой кран должен иметь 4 порта, расположенных на корпусе клапана, и имеет те же возможности, что и 3-ходовой шаровой кран. В некоторых конструкциях используются концы с болтовым соединением, что позволяет переконфигурировать порты клапана для работы в качестве входных и / или блокирующих потоковые порты.

Некоторые другие методы определения характеристик шаровых кранов включают в себя жидкость, для работы с которой они предназначены, или некоторые особые конструктивные особенности.Примеры включают гидравлические шаровые краны, которые подходят для использования в гидравлических контурах и аналогичных приложениях, требующих высокого давления.

Шаровые краны с футеровкой имеют инертное покрытие или футеровку, нанесенную на внутренние поверхности корпуса клапана. Добавление этой футеровки защищает клапан от воздействия едких или коррозионных химикатов, улучшает коэффициент потока клапана за счет уменьшения трения и предотвращает возможное загрязнение жидкости, протекающей через клапан.

Технические характеристики и атрибуты

характеризуются несколькими ключевыми параметрами и атрибутами, которые кратко описаны ниже. В этих спецификациях могут быть некоторые различия между производителями или поставщиками, поэтому эту информацию следует использовать в качестве общих знаний и помочь подготовиться к взаимодействию с поставщиками.

• Материал корпуса клапана — материал, из которого изготовлен корпус клапана, например нержавеющая сталь, ПВХ, ПВДФ, латунь или бронза.
• Количество портов — конструкция подключения клапана, например 2-ходовой, 3-ходовой или 4-ходовой.
• Материал шара — материал, из которого изготовлен шар управления потоком. Обычные варианты материалов включают латунь, нержавеющую сталь, хром или пластик.
• Тип или тип корпуса — отражает стиль дизайна корпуса как цельной или составной конструкции.
• Форма клапана — представляет форму клапана как линейную, L, T или Y.
• Размер трубы — диаметр трубы, в которой устанавливается клапан.Размеры обычных шаровых кранов совпадают с размерами труб, что упрощает определение размеров и установку.
Тип порта
• — отражает конструкцию порта и отверстие шара, например полнопроходное, уменьшенное или V-образное отверстие.
• Тип соединения — представляет собой желаемый тип фитинга соединения порта для клапана. Распространенные варианты включают резьбовое, фланцевое соединение, соединение под пайку и сварку муфтой или штуцер для соединения раструба.
• Gender — определяет тип подключения мужской или женский.
• Тип резьбы — для резьбовых соединений клапана, отражает тип резьбы порта клапана, такой как NPT, UNF, NPTF, BSPT и т. Д.
• Материал седла — материал, из которого изготовлено седло клапана, например металл, керамика или мягкое седло, например фторполимер.
• Материал уплотнения — материалы, из которых изготовлено уплотнение клапана.
• Расход или коэффициент расхода — мера способности клапана пропускать жидкость в единицах объема в единицу времени. Иногда расход выражается как коэффициент расхода Cv, который определяется как количество галлонов воды в США при 60 ^o F, которое может пройти через клапан в минуту при падении давления в 1 фунт / кв. Дюйм.
• Максимальное номинальное давление или диапазон давления — устанавливает безопасный диапазон рабочего давления для клапана. Это значение также может отражать рабочую температуру.
• Среда или жидкость — указывает тип жидкости или газа, воздействию которого будет подвергаться клапан, например, вода, природный газ, жидкое топливо, воздух, гидравлическое масло, пищевые продукты, растворители и т. Д. Характер среды и ее свойства определит подходящие материалы для корпуса клапана, уплотнений, седел, шара и других компонентов.
• Тип срабатывания — описывает средства, с помощью которых шаровой кран будет приводиться в действие, например, ручной (ручка или рычаг), гидравлический, пневматический или электрический.
• Рабочий крутящий момент — величина крутящего момента, необходимого для поворота арматуры между открытым и закрытым положениями, измеряется в Н-м или фунтах-футах.

Применение, преимущества и ограничения шаровых кранов

Шаровые краны используются во многих отраслях промышленности. Некоторые из них включают химическую, нефтегазовую, фармацевтическую, пищевую, HVAC, санитарную промышленность и другие, такие как коррозионные среды и криогенная техника.Во многих производственных процессах используются шаровые краны, и они также широко используются в жилых помещениях. Они могут эффективно работать с полным спектром сред, включая жидкости, газы, химические вещества, питьевую воду, топливо, продукты питания и напитки, при условии, что выбор материала для компонентов клапана был сделан с учетом типа среды.

Шаровые краны имеют много преимуществ. Они очень просты в использовании, быстро открываются и закрываются и доступны в многопортовой конструкции, в отличие от некоторых других типов клапанов, таких как запорные или задвижки.Они также меньше и легче, чем другие типы клапанов, и могут иметь более низкую цену. Это надежные устройства с длительным сроком службы. Кроме того, они могут иметь меньший рабочий крутящий момент, чем другие клапаны.

Дополнительным плюсом является то, что конструкция регулирующего элемента позволяет шаровому крану легко работать, не беспокоясь о боковых нагрузках, которые часто влияют на шаровые затворы или дроссельные заслонки. Некоторые конструкции также позволяют легко отремонтировать или модернизировать клапан в случае возникновения проблем с седлами или уплотнениями, не снимая корпус клапана с установки.

Одним из ограничений шарового клапана является то, что при использовании в суспензиях взвешенные частицы могут задерживаться в полостях корпуса клапанов, что может привести к преждевременному износу, утечкам или отказу клапана, требующему замены. Как указано в начале этой статьи, они по большей части лучше всего подходят для запорных систем, хотя некоторые конструкции, такие как шаровой кран с V-образным отверстием, имеют возможность регулирования потока.

Сводка

В этой статье приводится краткое описание шаровых кранов, включая их конструкцию, различные типы, основные характеристики, а также преимущества и ограничения.Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг, включая поставщиков аппаратов искусственной вентиляции легких и другого оборудования для респираторной терапии.

Источники:

1. https://www.crossco.com/resources/articles/valves-101-two-types-of-ball-valves/
2. http://www.pipingguide.net/2013/10/ball-valves-types-construction.HTML
3. https://www.gfps.com/content/dam/gfps/brochures/gfps-6383-brochure-ball-valves-overview-en.pdf
4. https://tameson.com/ball-valve-introduction.html
5. http://www.valtorc.com/valve-news/what-is-a-ball-valve
6. https://www.kitz.co.jp/english3/pdf/E-208-02.pdf
7. https://www.triadprocess.com/ball-valve-seat-selection-guide/
8. https://www.mcmaster.com/ball-valves

Прочие арматуры для клапанов

Больше из Насосы, клапаны и аксессуары

против стандартного порта

Шаровые краны с полным проходом почти не оказывают сопротивления потоку через клапан

Краткое описание: Путь потока через полнопроходной клапан имеет тот же размер, что и поток, входящий в клапан и покидающий его через трубку или соединения труб.Клапаны со стандартным портом имеют в целом меньшие размеры с соответствующим сужением внутри корпуса клапана.

Введение
Вопросы о различиях между полнопроходными или полнопроходными клапанами и стандартными клапанами возникают у нас довольно часто. Я постараюсь ответить на некоторые из них в этом посте. Я включил некоторую связанную информацию в виде краткого списка часто задаваемых вопросов. Эти часто задаваемые вопросы должны помочь с некоторыми техническими проблемами и словарным запасом. Я намерен дать описание различий между шаровыми кранами со стандартным и полным отверстием, а также обзор миниатюрных кранов с шаровым краном.

Что такое шаровой кран?
Обычно клапаны — это устройства, используемые для управления потоком газов или жидкостей через закрытую систему труб или трубопроводов. Поток через клапан может быть относительно беспрепятственным, когда он полностью открыт. Поток прекращается, когда клапан полностью закрыт.

Шаровой кран состоит из корпуса клапана с вращающимся в нем шариком. Этот шар или сфера имеет отверстие или отверстие в центре. Ручка на шаровом клапане открывает клапан, когда он поворачивает шар для совмещения с трубой или трубкой, так что он указывает в том же направлении, что и труба.Это позволяет потоку проходить через него. Рукоятка клапана также может поворачивать шар так, чтобы отверстие находилось под прямым углом или 90 градусов к потоку. Это закрывает шаровой кран.

Подробнее о шаровых кранах с полным проходом

Шаровые краны прочные, прочные и надежные. Они надежно закрываются даже после длительного простоя. Эти качества делают их отличным выбором для запорных и регулирующих устройств. Шаровые краны не могут обеспечить точную регулировку потока или дросселирование. Для таких ситуаций больше подходят запорные, проходные или игольчатые клапаны.

Что такое полнопроходной или полнопроходной шаровой кран?

• Имеет прямой путь потока
• Практически не оказывает сопротивления потоку
• Путь потока через клапан не сужается изнутри

Внутренний диаметр трубы, входящей в полнопроходной клапан, равен диаметру пути потока через корпус клапана и наружу через другую сторону клапана. Большинство полнопроходных клапанов представляют собой двухходовые шаровые краны на четверть оборота.

Узнайте больше о полнопроходных шаровых кранах ISM из нержавеющей стали и латуни

Что такое шаровой кран со стандартным или стандартным отверстием?

• Имеет прямой путь потока
• Ограничение потока вызывает падение давления
• Путь потока через клапан сужается изнутри

Корпус клапана со стандартным отверстием имеет примерно тот же диаметр, что и труба, входящая в нее и выходящая из нее.Рабочая часть клапана — шарик внутри корпуса клапана. Поскольку рабочая часть клапана входит в корпус клапана, отверстие в шаре клапана меньше диаметра соединительной трубы или трубки клапана.

Ниже приведены некоторые часто задаваемые вопросы, относящиеся к основам работы с клапанами, шаровым клапанам и советам по выбору

Что такое порты клапана?
Под портами клапана обычно понимают соединения, которые переносят поток жидкости или газа в клапан и от него.

Что такое двухходовой клапан?
2-ходовой клапан — это любой тип клапана с двумя портами или отверстиями. Отверстия обычно называют впускным и выпускным портами соответственно. Двухходовые клапаны используются для основных двухпозиционных и закрытых приложений, но их также можно использовать для более сложного управления потоком. Шаровые краны — это тип двухходового клапана.

Почему так много шаровых кранов со стандартным отверстием или отверстием?

• Более компактная конструкция
• Сделать проще и дешевле

Причина, по которой в большинстве шаровых кранов используются стандартные отверстия, заключается в том, что эта конструкция относительно компактна.При выборе клапана нередко ограниченное пространство становится решающим фактором. Клапаны со стандартным отверстием также требуют меньше материала для изготовления корпуса клапана. Более высокие затраты на материалы и производство могут быть значительными, если в качестве материала корпуса используется нержавеющая сталь или хастеллой.

Что такое четвертьоборотный клапан?

• Шаровые краны часто называют четвертьоборотными кранами
• Четвертьоборота ручки клапана достаточно, чтобы полностью открыть или полностью закрыть четвертьоборотный клапан

Для многооборотных клапанов требуется несколько оборотов ручки, чтобы полностью открыть или закрыть клапан.Патрубки на внешней стороне домов — хороший пример многооборотного клапана.

Мы подняли подпружиненные обратные клапаны на совершенно новый уровень. Комбинируйте британские и метрические соединения. Посмотреть видео.

Почему шаровые краны так широко используются?

• Быстрое открытие и закрытие
• Доступен в многопортовом исполнении
• Меньше и легче задвижек
• Подходит как для чистого, так и для илистого потока
• Обеспечивают герметичное перекрытие потока
• Разнообразие конструкций и материалов шаровых кранов обеспечивает гибкость выбора
• Обеспечивает надежную работу как при высоком давлении, так и при высоких температурах
• Усилие, необходимое для закрытия шаровых кранов, меньше, чем для задвижек или шаровых кранов того же размера

Шаровые краны плохо подходят для регулирования потока.Это связано с тем, что в шаровых клапанах используется относительно мягкое седло клапана кольцевой формы для создания плотного уплотнения. Когда они частично открыты, давление прикладывается только к части седла клапана. Это может вызвать деформацию седла клапана и снизить его способность обеспечивать хорошее уплотнение, что приведет к утечке.

Другая причина, по которой шаровые краны не подходят для регулирования потока, заключается в том, что они создают турбулентность и возможную кавитацию при таком использовании. Турбулентность и кавитация снижают скорость потока, увеличивают шум и вибрацию и даже могут повредить клапаны и трубопроводы.

Что такое турбулентность потока?
Перепад давления на клапане может вызвать турбулентный или нерегулярный поток на выходной стороне клапана.

Условия системы и конструкция клапана могут увеличивать или уменьшать турбулентный поток. Как правило, всегда будет некоторый турбулентный поток на нижнем конце шарового клапана со стандартным отверстием, особенно когда он просто открывается и только что закрывается.

Что такое кавитация?
Поток создает перепад давления на клапане.Быстрое падение давления на клапане может вызвать кавитацию. Кавитация — это быстрое образование и схлопывание пузырьков пара в жидкости. Когда это происходит, коллапс этих крошечных пузырьков пара может разрушить материал клапана и трубы вокруг них. Это видео из Института энергетических технологий IET Университета прикладных наук HSR в Рапперсвиле в Швейцарии дает подробное объяснение.

Перепад давления на клапане больше для стандартного шарового клапана, чем для полнопроходного клапана.Полнопроходные шаровые краны обычно имеют небольшой перепад давления на клапане или его отсутствие.

Какой размер отверстия клапана?
Размер отверстия клапана — это размер отверстия через шар, рабочую часть шарового крана. Разница между стандартным и полнопроходным шаровым краном напрямую связана с размером шара и его внутренним диаметром. Размеры полных отверстий совпадают с внутренними диаметрами портов клапана и используемой трубы. Размер отверстия стандартного порта примерно такой же, как у трубы следующего меньшего размера.

Пример, чтобы прояснить это
Диаметр отверстия полнопроходного шарового клапана 3/4 дюйма составляет 3/4 дюйма. Диаметр отверстия в шаровом клапане со стандартным диаметром 3/4 дюйма составляет 1/2 дюйма. Это связано с тем, что шары в клапанах со стандартным отверстием имеют размер, пропорциональный их корпусам клапана и размеру отверстия. На практике это делает диаметр отверстия стандартного шарового клапана 3/4 дюйма примерно таким же, как внутренний диаметр трубы 1/2 дюйма, следующего меньшего размера.

Что такое пропускная способность и как она связана с потоком?
Жидкости и газы легко перетекают из одного места в другое с относительно небольшой силой. Измерение расхода газов немного сложнее, чем измерение расхода жидкости, поскольку газы можно сжимать. Однако обычно поток или пропускная способность системы — это объем жидкости или газа, который может пройти через нее за заданный промежуток времени.

Что такое коэффициент расхода (C _V )?
Коэффициент расхода или C _V — это мера сопротивления потоку любой данной части жидкостной системы.Он используется для расчета длины прямой трубы, равной сопротивлению потоку, создаваемому коленом, клапаном или любым другим компонентом, который влияет на поток из-за трения, турбулентности или ограничения потока.

Высокий коэффициент расхода означает низкое сопротивление потоку, а низкий коэффициент расхода означает высокое сопротивление потоку.

Полнопроходной шаровой кран имеет низкое гидравлическое сопротивление (высокий коэффициент расхода), примерно такое же, как у прямого отрезка трубы. Это означает, что полнопроходной шаровой клапан вызывает очень небольшой перепад давления на клапане.Путь потока через шаровой кран со стандартным отверстием уже с более высоким сопротивлением потоку (более низкий коэффициент расхода). Это сопротивление потоку вызывает большее падение давления на клапане.

В Википедии есть краткое, но подробное объяснение коэффициента расхода . В качестве плюса он включает версию с метрической системой, коэффициент текучести. Более технически мыслящие из нас здесь, в ISM, неравнодушны к The Engineering ToolBox версии , потому что он включает онлайн-калькуляторы для воздуха, газов и классов пара.

Заключение
Уф, у вас получилось. Как и я, вы, вероятно, просто прочитали вступление и просмотрели остальное. Как бы сильно вы ни решили заняться этим проходом, я надеюсь, что вы получите от него некоторую полезную информацию. Я надеюсь, что вы также найдете краткий FAQ, к которому можно вернуться. Быстрое и простое объяснение полнопроходных и стандартных шаровых кранов, а также введение в конструкцию шарового крана.

ISM гордится своим обширным выбором миниатюрных шаровых кранов , , поэтому я приглашаю вас потратить некоторое время на просмотр раздела миниатюрных клапанов в нашем каталоге.Вы можете быть удивлены тем, насколько широк наш выбор шаровых кранов.

Об авторе

Стивен К. Уильямс, бакалавр наук, технический писатель и специалист по входящему маркетингу в Industrial Specialties Manufacturing (ISM), поставщике ISO 9001-2015 миниатюрных пневматических, вакуумных и компоненты гидравлической системы для OEM-производителей и дистрибьюторов по всему миру.Он пишет на технические темы, связанные с миниатюрными пневматическими и жидкостными компонентами, а также на темы, представляющие общий интерес для ISM.

«Вернуться на главную страницу блога

— Что такое клапан (Часть — 5)

В Части 1 «Клапаны» мы обсудили, что такое клапан, его историю и его категоризацию (Щелкните здесь, чтобы прочитать).

В Части 2 мы обсуждали шаровые клапаны (Щелкните здесь, чтобы прочитать).

В Части 3 мы обсуждали задвижки (щелкните здесь, чтобы прочитать).

В Части 4 мы обсуждали пробковые клапаны (щелкните здесь, чтобы прочитать).

В этой части мы узнаем о шаровых кранах .

Шаровой кран:

Шаровой кран представляет собой четвертьоборотный клапан. Запорный элемент представляет собой сферическую пробку со сквозным отверстием. Когда клапан находится в открытом состоянии, сквозное отверстие находится на одной линии с потоком жидкости и, следовательно, жидкость проходит через него. Клапан закрывается поворотом шара на 90 градусов. так что отверстие теперь становится перпендикулярно потоку и, следовательно, останавливает поток.

Седло, как правило, выполнено по окружности и изготовлено из мягких материалов, обеспечивающих плотную изоляцию. Сиденье может быть изготовлено как из пластика, так и из металла. Шаровые краны не рекомендуется использовать в частично открытом состоянии. Из-за несовпадения направления потока и открытия заглушки в частично открытом состоянии возникает большой перепад давления.

Существует четыре основных типа корпусов шаровых кранов, а именно;

• Шаровой кран с разъемным корпусом
• Шаровой кран с верхним входом
• Шаровой кран с торцевым (боковым) входом
• Шаровой кран из трех частей

Различие основано на том, как детали клапана изготовлены и собраны, но работа клапана одинакова для каждого типа.У каждого дизайна есть свои преимущества.

Шаровой кран с разъемным корпусом Конструкция (рис. 1) состоит из корпуса, состоящего из двух частей, крышки, шара, седла, штока и других внутренних компонентов. Корпус, состоящий из двух частей, удерживается фланцевым соединением. Одна часть тела меньше другой. Шар вставляется в большую часть корпуса, а меньшая часть корпуса собирается с помощью болтового соединения. Сальник выполнен заодно с большей частью корпуса. На шаровых кранах с разъемным корпусом меньшего размера корпус, состоящий из двух частей, соединяется резьбовым соединением.Фланцевое или резьбовое соединение между корпусом, состоящим из двух частей, является дополнительным источником потенциальной утечки.

Шаровые краны с верхним входом (Рисунок 2) обеспечивают доступ к внутренним частям клапана для сборки, разборки, ремонта или обслуживания путем снятия крышки крышки клапана. Снимать клапан с трубопровода не требуется.

Шаровые краны с торцевым (боковым) входом (Рисунок 3) имеют цельный корпус.Шарик вставляется с одного конца и удерживается вставкой. Эти клапаны имеют фланцевые или резьбовые соединения. Эта конструкция обычно используется для недорогих небольших клапанов.

Трехкомпонентный шаровой клапан с корпусом (рис. 4) — это основная часть, которая удерживает все внутренние детали клапана, а шток проходит через отверстие в верхней части. Две торцевые крышки удерживаются вместе со средним корпусом болтами или шпильками и гайками. Торцевые соединения являются частью торцевых крышек и могут быть сварными встык, приварными муфтами, резьбовыми или фланцевыми.

• Шаровые краны на цапфе
• Шаровые краны плавающего типа
• Шаровые краны с выдвижным штоком

Шаровые краны на цапфе (Рисунок 5) с дополнительным механическим креплением верх и низ на шаре.Этот специальный монтаж подходит для клапанов большего и более высокого давления. Кроме того, такая конструкция позволяет снизить крутящий момент клапана, поскольку шар поддерживается в двух местах. Шток, установленный на цапфе, поглощает усилие давления в трубопроводе, предотвращая чрезмерное трение между шаром и седлами, поэтому даже при полном номинальном рабочем давлении рабочий крутящий момент остается низким.

Плавающий шаровой кран не удерживается на месте цапфой, а прикрепляется только к штоку.Иногда это приводит к тому, что мяч немного плывет вниз по течению. Однако, когда это происходит, шар прижимается к седлу, создавая надежное уплотнение.

Шаровой кран с поднимающимся штоком имеет поворотно-поворотный механизм, исключающий трение уплотнения, которое является одной из основных причин отказа клапана. Когда клапан закрыт, сердечник прижимается к седлу, обеспечивая надежную отсечку. Когда клапан открыт, сердечник отклоняется от уплотнения, и поток равномерно проходит вокруг поверхности сердечника.Шаровой кран с поднимающимся штоком использует этот принцип работы, обеспечивая быструю работу с низким крутящим моментом и долгосрочную надежную работу. Кроме того, клапан может устранить локализованный высокоскоростной поток, который обычно создает неравномерный износ седла, характерный для обычных шаровых, задвижек и пробковых клапанов.

Кроме того, существует три основных типа отверстий для шаровых кранов: полное отверстие, уменьшенное отверстие (также известное как стандартный порт) и V-образное отверстие. Эти четыре типа имеют разные конструкции и цели.

Полнопроходной шаровой кран (рис. 6), также известный как полнопроходной шаровой кран, имеет внутренний диаметр отверстия (ID), приблизительно равный внутреннему диаметру трубопровода. Это позволяет снизить трение и потерю давления на клапане. При использовании полнопроходного шарового клапана нет ограничений для потока жидкости, но клапан может быть более дорогим. Этот тип отверстия идеально подходит для ситуаций, когда может потребоваться очистка скребками. Шаровые краны Cameron серии TBV с разъемным корпусом, полнопроходными и фланцевыми соединениями сочетают в себе технологию уплотнения и опыт проектирования с универсальностью для решения даже самых сложных задач.Эта технология широко используется в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Шаровой кран с уменьшенным отверстием (рис. 6), также известный как шаровой кран с уменьшенным отверстием, представляет собой клапан, в котором отверстие уменьшено до одного или двух номинальных размеров меньше. Это обеспечивает более ограниченный путь потока, что обычно приводит к более высоким потерям энергии. Известный своей прочной конструкцией, превосходными уплотнительными поверхностями и накладками из нержавеющей стали, он широко используется в самых тяжелых условиях эксплуатации в нефтегазовой отрасли.

Шаровой кран с V-образным проходом имеет либо v-образный шар, либо v-образное седло. Этот тип клапана также известен как регулирующий клапан, в котором скорости потока необходимо регулировать в соответствии с требованиями приложения.

Эта статья написана

Г-н Гаутам Ратинам

(BE-Mechanical & CSWIP 3.1-TWI, UK)

Идентификатор электронной почты: [email protected]

Ball Valve Explained — SAVRee

Шаровые краны — это вращающихся клапанов клапанов с приводом; они нашли широкое применение благодаря своей простой конструкции, низкой стоимости производства и низким требованиям к обслуживанию.Этот тип клапана идеально подходит для циклического открытия / закрытия и может использоваться в системах с низким и очень высоким расходом.

классифицируются как быстродействующие, так как для полного открытия или закрытия клапана требуется только четверть оборота (90 градусов) тарелки клапана .

являются одними из наиболее распространенных типов клапанов, другими типами являются задвижки бабочки , задвижки , проходные клапаны и пробки .

Шаровой кран состоит из шара , корпуса , сальника , штока , крышки , привода и седла .

Можно установить планетарный редуктор между приводом и штоком; эта регулировка упрощает изменение положения больших шаровых кранов без приложения значительного крутящего момента.

Сиденье изготовлено из материалов, аналогичных по свойствам резине. Типичные эластомерные материалы, используемые для изготовления сидений, включают тефлон, нейлон и неопрен, хотя есть и другие. Использование неметаллических материалов для седла предотвращает использование шаровых кранов в высокотемпературных системах.

Зазор между крышкой и штоком уплотняется уплотнением или уплотнительными кольцами .

Шток обычно соединяется с шаром с помощью простого ключа квадратной формы. Квадратная форма позволяет применять высокий крутящий момент, сводя к минимуму вероятность закругления краев.

Фланцы устанавливаются на стороне всасывания и нагнетания шарового крана, так что трубопровод может быть легко подсоединен.

Видео ниже представляет собой отрывок из нашего онлайн-видеокурса Introduction to Valves.

Внутри корпуса установлен шар с отверстием посередине. Если отверстие находится на одной линии с потоком, говорят, что клапан находится в открытом положении и сопротивление потоку невелико. Если отверстие повернуто на 90 градусов и перпендикулярно направлению потока, считается, что клапан находится в закрытом положении и поток отсутствует.Следует отметить, что шаровой кран часто можно повернуть на 360 градусов, хотя открытое и закрытое положения остаются неизменными.

Рукоятка клапана часто используется для обозначения положения клапана. Если ручка клапана расположена на одной линии (параллельно) с трубопроводом, клапан находится в открытом положении. Если ручка клапана расположена не на одной линии (перпендикулярно) трубопроводу, клапан находится в закрытом положении. Обратите внимание, из этого правила есть исключения (см. Ниже)!

часто используются шаровые краны с ручкой , указывающей на противоположное тому, что обычно ожидается e.г. встроенная ручка означает, что клапан закрыт. Причина этой странности не очевидна, но причина связана со случайным перемещением ручки клапана. Если клапан полностью открыт (перпендикулярно трубе) и кто-то случайно сдвинет ручку клапана, клапан переместится в закрытое положение (параллельно трубе). Однако, если кто-то случайно сдвинет ручку клапана на обычном закрытом шаровом клапане (перпендикулярно трубе), он случайно приоткроет клапан, и это может привести к разливу топлива.Этот сценарий может показаться маловероятным, но бункеровочные шланги часто перемещаются вручную, а иногда опускаются, поэтому клапан с ручкой, перпендикулярной шлангу, не идеален и с ним будет труднее работать.

Клапан этого типа считается быстродействующим , поскольку он может перемещаться из полностью открытого в полностью закрытое положение, поворачивая шток клапана только на четверть оборота (90 градусов).

Шаровые краны обеспечивают поток в любом направлении и имеют очень низкий перепад давления.

Шаровые краны седла очень хорошо и не подвержены утечкам .

хорошо подходят для прямого локального ручного управления , хотя они могут приводиться в действие дистанционно с помощью двигателя и планетарного редуктора.

Шаровые краны обычно самые дешевые из всех распространенных типов клапанов, и затраты на техническое обслуживание также невысоки.

Шаровые краны хорошо сидят без приложения значительного крутящего момента от привода.

Шаровые краны не подходят там, где требуется регулирование потока (дросселирование) , поскольку скорость потока нельзя точно контролировать. Дросселирование (любое положение клапана между полностью открытым и полностью закрытым) также создает значительный турбулентный поток через шар, что приводит к потерям на трение и потенциальному повреждению самого шара. По этим причинам шаровые краны не следует выбирать в первую очередь, когда требуется регулирование расхода.

Шаровые краны не должны использоваться в высокотемпературных системах, потому что материалы седла клапана могут быть повреждены, и клапан больше не будет правильно сидеть (есть исключения из этого правила, если требуются специальные высокотемпературные шаровые краны).

Шаровые краны нельзя использовать в любых текучих средах с высоким содержанием абразивных частиц. Абразивные частицы могут легко повредить седло клапана и помешать правильной посадке клапана.

На этой 3D-модели показаны все основные компоненты, связанные с типичным шаровым краном, в том числе:

• Рукоятка клапана
• Шток / шпиндель клапана
• Мяч
• Сиденье
• Кожух / Корпус
• Прокладка
• Гайки и болты

https: // en.wikipedia.org/wiki/Ball_valve

http://www.boehmer.de/en/home/