Шаровой кран - Ball valve

эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью от добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: "Шаровой кран"  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Август 2012 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Вид в разрезе компонентов шарового клапана: 1) корпус 2) седло 3) плавающий шар 4) ручка рычага 5) шток

А шаровой кран это форма четверти оборота клапан который использует полый, перфорированный и вращающийся шар для управления потоком через него. Он открывается, когда отверстие шара находится на одной линии с потоком, и закрывается, когда он поворачивается на 90 градусов ручкой клапана.^[1] Ручка расположена ровно по направлению потока в открытом состоянии и перпендикулярна ему в закрытом состоянии, что позволяет легко визуально подтвердить состояние клапана.^[2] Закрытое положение на 1/4 оборота может быть как по часовой, так и против часовой стрелки. (S = ОТКЛЮЧЕНИЕ, O = ОТКРЫТО)

Шаровые краны долговечны, хорошо работают после многих циклов и надежны, надежно закрываясь даже после длительных периодов простоя. Эти качества делают их отличным выбором для запорных и регулирующих систем, где их часто предпочитают ворота и глобус клапаны, но им не хватает точного управления при дросселировании.

Простота эксплуатации, ремонта и универсальность шарового крана позволяют широко использовать его в промышленности, поддерживая давление до 1000бар (100 МПа; 15,000 psi ) и температуры до 752 ° F (400 ° C), в зависимости от конструкции и используемых материалов. Размеры обычно колеблются от 0,2 до 48 дюймов (от 5,1 до 1219,2 мм). Корпуса клапанов изготовлены из металл, пластик, или металл с керамика; плавающие шары часто хромированный на прочность. Одним из недостатков шарового крана является то, что он задерживает 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. Другой вариант для холодного климата - шаровой кран, устойчивый к замерзанию. Этот тип шаровых кранов включает в себя замораживающую пробку сбоку, поэтому в случае замерзания замораживающая пробка разрывается (действует как жертвенный диск), что упрощает ремонт. Теперь вместо того, чтобы заменять весь клапан, просто вверните новую стопорную пробку.

В случае, если шаровой клапан используется для криогенной техники или продукта, который может расширяться внутри шара, на стороне входа клапана просверлено отверстие. Это называется вентилируемым шаром. Безопасность - это проблема номер один, когда инженеры задают вентилируемый шар.

Шаровой кран не следует путать с «шаровым обратным клапаном», типом обратный клапан который использует твердый мяч для предотвращения нежелательный обратный поток.

Другие типы четвертьоборотных клапанов включают двустворчатый клапан и пробковый клапан и морозостойкий шаровой кран.

Автоматический трехходовой шаровой кран.

Типы

Существует пять основных типов корпусов шаровых кранов: одно тело, трехкомпонентное тело, разделенное тело, верхняя запись, и сваренный. Разница заключается в том, как детали клапана - особенно кожух, в котором находится сам шар - производятся и собираются. Работа клапана в каждом случае одинакова.

Кроме того, существуют разные стили, связанные с сверлить самого шарового механизма. В зависимости от рабочего давления шаровые краны делятся на шаровые краны низкого давления и шаровые краны высокого давления. В большинстве отраслей шаровые краны с рабочим давлением выше 3000 фунтов на квадратный дюйм считаются шаровыми кранами высокого давления. Обычно макс. рабочее давление шаровых кранов высокого давления составляет 7500 фунтов на квадратный дюйм и зависит от конструкции, размеров и уплотнительных материалов, макс. рабочее давление шаровых кранов высокого давления может достигать 15000 фунтов на квадратный дюйм. Шаровые краны высокого давления в основном используются в системах с высоким давлением, таких как гидравлические системы, поэтому они также известны как гидравлические шаровые краны.

Шаровые краны размером до 2 дюймов обычно бывают цельными, двух- или трехкомпонентными. Цельные шаровые краны почти всегда имеют уменьшенный диаметр, относительно недороги и, как правило, выбрасываются. Двухсекционные шаровые краны, как правило, имеют немного уменьшенное (или стандартное) отверстие, их можно выбросить или отремонтировать. Конструкция из трех частей позволяет легко снимать центральную часть клапана, содержащую шар, шток и седла с трубопровода. Это способствует эффективной очистке от отложений, замене седел и сальников, полировке мелких царапин на шаре, и все это без снятия труб с корпуса клапана. Конструктивная концепция трехсекционного клапана - ремонтопригодность.

Полный порт

А полный порт или более широко известный свободное сечение, проходное шаровой кран имеет шар увеличенного размера, поэтому отверстие в шаре имеет такой же размер, как и трубопровод что приводит к снижению потерь на трение. Поток не ограничен, но клапан больше и дороже, поэтому он используется только там, где требуется свободный поток, например, в трубопроводах, требующих свинья.

Уменьшенный порт или уменьшенный проход

В Уменьшенный порт (более известный как уменьшенное отверстие) шаровых кранов, поток через клапан на один размер трубы меньше размера трубы клапана, в результате чего проходное сечение меньше, чем у трубы. Поскольку расход потока остается постоянным и равен площади потока (A), умноженной на скорость (V), ${ displaystyle A_ {1} V_ {1} = A_ {2} V_ {2}}$ скорость увеличивается с уменьшением площади потока.

V порт

А V порт шаровой кран имеет либо шар в форме буквы «v», либо седло в форме буквы «v». Это позволяет получить линейные и даже равнопроцентные характеристики 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 жидкостей, которые могут повредить стандартный клапан. При правильной обработке это отличные регулирующие клапаны, обеспечивающие превосходную герметичность.

Заполнитель полости

Многие отрасли промышленности сталкиваются с проблемой остатков в шаровом клапане. Если жидкость предназначена для потребления человеком, ее остатки также могут быть опасны для здоровья, а когда жидкость время от времени меняется, может происходить загрязнение одной жидкости другой. Остатки возникают из-за того, что в полуоткрытом положении шарового клапана образуется зазор между отверстием шара и корпусом, в котором может задерживаться жидкость. Чтобы жидкость не попала в эту полость, полость должна быть закупорена, что может быть выполнено путем удлинения седел таким образом, чтобы они всегда контактировали с шаром. Этот тип шаровых кранов известен как шаровой кран для наполнения полости.

Существует несколько типов шаровых кранов, связанных с креплением и боковым перемещением шара:

Некоторые детали шарового крана

А цапфа шаровой кран имеет дополнительное механическое закрепление шара сверху и снизу, подходит для клапанов большего и более высокого давления (например, выше 10 см и 40 бар).

Плавающий шаровой кран - это клапан, в котором шар не удерживается на месте цапфой. При нормальной работе это заставит шар немного плавать вниз по потоку. Это заставляет механизм посадки сжиматься под прижимающим к нему шаром. Кроме того, в некоторых типах, в случае некоторой силы, вызывающей рассеяние седла (например, сильное тепло от огня за пределами клапана), шар будет плавать до металлического корпуса, который предназначен для уплотнения по отношению к шару, обеспечивая несколько безотказный дизайн.

Шаровые краны с ручным управлением можно быстро закрыть, поэтому существует опасность гидроудар. Некоторые шаровые краны оснащены привод это может быть пневматически, гидравлически или мотор эксплуатируется. Эти клапаны могут использоваться как для включения / выключения, так и для регулирования расхода. Пневматический регулирующий клапан также оснащен позиционером, который преобразует управляющий сигнал в положение привода и открытие клапана соответственно.

Многопортовый

Схема 3-ходового шарового крана: Г-образный шар справа, Т-образный левый

• Трех- и четырехходовые имеют L- или T-образное отверстие посередине. Различные комбинации потоков показаны на рисунке. Легко увидеть, что Т-клапан может соединять любую пару портов или все три вместе, но положение 45 градусов, которое может разъединить все три, не оставляет права на ошибку. Клапан L может соединять центральный порт с любым боковым портом или отключать все три, но он не может соединять боковые порты вместе.
• Также коммерчески доступны многопроходные шаровые краны с 4 или более ходовыми отверстиями, при этом впускной путь часто ортогонален плоскости выпускных отверстий. Для специальных приложений, таких как привод пневматических двигателей от прямого к обратному, операция выполняется путем вращения одного рычага. четырехходовой клапан. 4-ходовой шаровой кран имеет два L-образных порта в шаре, которые не соединяются между собой, иногда их называют "×"порт.

Материалы конструкции

Шар для титанового шарового крана

Шары для шаровых кранов из сплава

Материалы корпуса могут включать, помимо прочего, любые из этих материалов:

Есть много различных типов седел и уплотнений, которые также используются в шаровых кранах. У каждого из них есть определенные области применения, для которых они подходят благодаря химической совместимости, давлению и температуре. Некоторые из используемых материалов:

Смотрите также

использованная литература