Шаровой клапан

Проходной клапан , в отличие от шарового крана , представляет собой тип клапана, используемого для регулирования потока в трубопроводе , состоящий из подвижного плунжерного или дискового элемента и неподвижного кольцевого седла в корпусе, как правило, сферической формы . ^[1]

Шаровые клапаны получили свое название из-за сферической формы корпуса, при этом две половины корпуса разделены внутренней перегородкой. В ней имеется отверстие, образующее седло , на которое можно ввинтить подвижную заглушку ^{[2] , чтобы закрыть (или закрыть) клапан. Заглушку также называют} диском . ^[3] В шаровых клапанах заглушка соединена со штоком , который приводится в действие винтовым действием с помощью маховика в ручных клапанах. Обычно автоматизированные шаровые клапаны используют гладкие штоки, а не резьбовые , и открываются и закрываются с помощью узла привода .

Хотя шаровые клапаны в прошлом имели сферические корпуса, которые дали им название, многие современные шаровые клапаны не имеют большой сферической формы. Тем не менее, термин шаровой клапан все еще часто используется для клапанов, которые имеют такой внутренний механизм. В сантехнике клапаны с таким механизмом также часто называют запорными клапанами , поскольку у них нет сферического корпуса, но термин запорный клапан может относиться к клапанам, которые используются для остановки потока, даже если у них есть другие механизмы или конструкции.

This section needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources in this section. Unsourced material may be challenged and removed. (September 2011) (Learn how and when to remove this message)

Корпус является основной структурой клапана, удерживающей давление , и наиболее легко идентифицируется, поскольку он формирует массу клапана. Он содержит все внутренние части клапана, которые будут контактировать с веществом, контролируемым клапаном. Крышка соединена с корпусом и обеспечивает сдерживание жидкости, газа или пульпы , которые контролируются.

Шаровые клапаны обычно представляют собой двухпортовые клапаны , хотя трехпортовые клапаны также производятся в основном в конфигурации с прямым потоком. Порты представляют собой отверстия в корпусе для втекания или вытекания жидкости. Два порта могут быть ориентированы прямо друг напротив друга или в любом месте на корпусе, ^[4] или ориентированы под углом (например, 90°). ^[5] Шаровые клапаны с портами под таким углом называются угловыми шаровыми клапанами . Шаровые клапаны в основном используются для едких или высоковязких жидкостей, которые затвердевают при комнатной температуре. Это связано с тем, что прямые клапаны спроектированы таким образом, что выпускная труба находится на одной линии с впускной трубой, и у жидкости есть хорошие шансы остаться там в случае горизонтального трубопровода. В случае угловых клапанов выпускная труба направлена ​​вниз. Это позволяет жидкости стекать. В свою очередь, это предотвращает засорение и/или коррозию компонентов клапана в течение определенного периода времени. Шаровой клапан также может иметь корпус в форме буквы «Y». Это позволит сделать конструкцию клапана прямой в нижней части в отличие от обычной конструкции типа горшка (для организации нижнего седла) в случае других клапанов. Это снова позволит жидкости проходить без затруднений и минимизирует засорение/коррозию жидкости в долгосрочной перспективе. ^{[ необходима цитата ]}

Крышка обеспечивает герметичное закрытие корпуса клапана. Резьбовая часть штока проходит через отверстие с соответствующей резьбой в крышке. Шаровые клапаны могут иметь ввинчивающуюся, накидную или болтовую ^[4] крышку. Ввинчивающаяся крышка является самой простой крышкой, предлагающей прочное герметичное уплотнение. Накидная крышка подходит для применений

Механизм закрытия клапана включает в себя заглушки, которые соединяются со штоком, который регулируется либо путем скольжения, либо завинчивания его вверх или вниз для регулирования потока. Заглушки бывают сбалансированными и несбалансированными. Несбалансированные заглушки, как правило, сплошные, подходят для небольших клапанов или клапанов с низким перепадом давления. Они предлагают такие преимущества, как более простая конструкция с потенциальной утечкой только в седле и обычно более низкая стоимость. Однако они ограничены по размеру, так как более крупные несбалансированные заглушки могут потребовать непрактичных усилий для герметизации и управления потоком. С другой стороны, сбалансированные заглушки имеют отверстия через саму заглушку. Они предлагают такие преимущества, как более легкое закрытие из-за уменьшения требуемых статических сил. Однако они вводят второй потенциальный путь утечки между заглушкой и клеткой, и они, как правило, более дорогие.

Шток служит в качестве соединителя от привода к внутренней части клапана и передает это усилие срабатывания. Штоки либо гладкие для клапанов с приводом, либо резьбовые для ручных клапанов. Гладкие штоки окружены уплотнительным материалом для предотвращения утечки материала из клапана. Эта набивка является изнашиваемым материалом и должна быть заменена во время технического обслуживания. У гладкого штока концы имеют резьбу для обеспечения соединения с заглушкой и приводом. Шток должен не только выдерживать большое количество силы сжатия во время закрытия клапана, но и иметь высокую прочность на разрыв во время открытия клапана. Кроме того, шток должен быть очень прямым или иметь низкий выбег, чтобы обеспечить хорошее закрытие клапана. Этот минимальный выбег также минимизирует износ набивки, содержащейся в крышке, которая обеспечивает уплотнение от утечки. Шток может быть снабжен кожухом над гайкой набивки для предотвращения попадания инородных тел в уплотнительный материал, что ускорит износ.

Клетка — это часть клапана, которая окружает заглушку и расположена внутри корпуса клапана. Обычно клетка является одним из главных определяющих факторов потока внутри клапана. По мере перемещения заглушки все больше отверстий в клетке открываются, и поток увеличивается, и наоборот. Конструкция и расположение отверстий могут оказывать большое влияние на поток материала (характеристики потока различных материалов при температурах и давлениях, которые находятся в определенном диапазоне). Клетки также используются для направления заглушки к седлу клапана для хорошего закрытия, заменяя направление от крышки.

Кольцо седла обеспечивает стабильную, однородную и заменяемую запорную поверхность. Седло обычно ввинчивается или затягивается. Это прижимает клетку вниз к кромке седла и прочно удерживает ее на корпусе клапана. Седло также может быть резьбовым и ввинчиваться в резьбу, нарезанную в той же области корпуса. Однако этот метод затрудняет снятие кольца седла во время технического обслуживания, если не делает его невозможным. Кольца седла также обычно скошены на поверхности седла, чтобы обеспечить некоторое направление на последних этапах закрытия клапана.

Экономичные шаровые краны или запорные клапаны с аналогичным механизмом, используемые в сантехнике, часто имеют резиновую шайбу в нижней части диска для седловой поверхности, благодаря чему резина может прижиматься к седлу, образуя герметичное уплотнение в закрытом положении.

• Справочник по регулирующим клапанам – Fisher Controls International (4-е издание) – полная электронная книга объемом 297 страниц.
• Контрольно-измерительные приборы (лекция 8): Регулирующие клапаны Архивировано 29 мая 2015 г. в Wayback Machine – статья с веб-сайта Университета Южной Австралии .