Шаровый вентиль - это клапан вращательного движения на четверть оборота, в котором для остановки или запуска потока используется шарообразный диск. Если клапан открыт, шар вращается до точки, где отверстие в шаре совпадает с входом и выходом корпуса клапана. Если клапан закрыт, шар поворачивается так, что отверстие перпендикулярно отверстиям потока корпуса клапана, и поток останавливается.
Большинство шаровых вентилей быстродействующего типа, для управления которым требуется поворот ручки клапана на 90°. Но если клапан большого размера требует значительных усилий для открытия или закрытия клапана, используется привод с зубчатой передачей. При таком расположении маленького маховика достаточно для работы довольно большого клапана.
Шаровые вентили в основном доступны в трех версиях: с полным проходом, проход Вентури и уменьшенным проходом. Полнопроходной вентиль имеет внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру трубы. Версии Venturi и уменьшенного порта обычно на один размер трубы меньше размера линии.
Шаровые вентили изготавливаются в различных конфигурациях корпуса, и наиболее распространенными являются:
Концы клапанов доступны в качестве стыковой сварки, раструбной сварки, фланцевых, резьбовых и других.
Шаровые вентили обычно изготавливаются из нескольких металлов, а седло из мягких материалов, таких как тефлон, неопрен и комбинации этих материалов. Использование мягких материалов обеспечивает отличную герметизирующую способность. Недостатком мягких седельных материалов (эластомерных материалов) является то, что они не могут быть использованы при высоких температурах процессов.
Например, седла из фторсодержащего полимера могут использоваться для рабочих температур от -200° (и выше) до 230° C и выше, в то время как графитовые седла могут использоваться для температур до 500 ° C и выше.
Шток в шаровом вентиле не прикреплен к шару. Обычно он имеет прямоугольную часть на шаре, которая входит в прорезь, врезанную в шар. Увеличение позволяет вращать шар, когда клапан открыт или закрыт.
Крышка шарового вентиля крепится к корпусу, который удерживает шток в сборе и шар на месте. Регулировка крышки позволяет сжать уплотнение, которое снабжает уплотнение штока. Упаковочный материал для штоков шаровых кранов обычно представляет собой тефлоновые или тефлоновые или уплотнительные кольца вместо сальниковых уплотнений.
Ниже приведены некоторые типичные применения шаровых вентилей:
В плавающем вентиле шар подвешен в протекающей жидкости и удерживается на месте путем сжатия двух эластомерных седел против него.
Вал соединен в верхней части шара и позволяет переключаться из открытого в закрытое положение с поворотом на четверть оборота (90 градусов).
Когда вал перемещается, к шару прикладывается нагрузка, которая прижимается к его седлам.
Эта легкая и экономичная конструкция подходит для размеров отверстий до 10 дюймов: больше этого размера отверстия седла клапана не смогут выдерживать более тяжелые шары, а клапан не будет работать безопасно и эффективно.
Плавающие вентили допускают двунаправленное отключение потока (как тип цапфы).
Цапфовые вентили были введены, чтобы справиться с ограничениями по размеру стандартных плавающих клапанов, описанных выше. Действительно, в клапанах этого типа вал, шар и опорная цапфа действуют как единый цельный узел, способный выдерживать большие нагрузки, создаваемые шарами больших размеров.
Помимо преимущества гибкости размеров, цапфовый вентиль имеет более низкий рабочий крутящий момент по сравнению с конструкцией плавающего клапана (что может стать преимуществом, когда клапан должен приводиться в действие, поскольку для управления клапаном могут быть установлены более мелкие и экономичные приводы).
Конструкция цапфы требует меньшего крутящего момента. Следовательно, уменьшается размер привода и общие затраты на клапан. Эта разница в стоимости становится важным фактором при увеличении класса давления и размера клапана.
Шаровые вентили изготавливаются в разных вариантах исполнения. На основании этого краны можно классифицировать следующими способами:
Для работы в условиях чрезвычайно высокого давления и температуры также используется полностью сварной корпус.
Снятие крышки крана с доступом сверху обеспечивает доступ к внутренним частям клапана для сборки, разборки, ремонта или технического обслуживания без снятия клапана с трубопровода.
В этой конструкции корпус вентиля разделен на две или три части. Шар, кольца седла, шток и другие внутренние элементы установлены внутри большей части корпуса и скреплены с меньшими частями болтами.
Основные различия между этими двумя конструкциями шаровых вентилей:
