Шаровые краны

Шаровые краны состоят из корпуса, одноименного (запорного) шара, вала с подшипником и уплотнениями, шарового уплотнения и ручного рычага для привода. Запорный шар снабжен цилиндрическим отверстием и при повороте на 90° либо освобождает, либо перекрывает проход. Таким образом, шаровые краны можно легко и очень быстро открывать или закрывать.

Шаровые краны используются в трубопроводах, которые используются для транспортировки жидкостей или газов, таких как вода, нефть, природный газ, сжатый воздух и т. д.

Поскольку они полностью перекрывают поток, они также являются предпочтительным выбором для критических, легковоспламеняющихся или токсичных сред.

Из-за своей конструкции шаровые краны не подходят для регулирования потока.

Кран шаровой, цельный,с уменьшенным отверстием, с мягким седлом

Шаровые краны бывают самых разнообразных конструкций и могут различаться по следующим характеристикам:

Размер отверстия шарика

В зависимости от размера отверстия шарика они делятся на два варианта, с полным или с уменьшенным отверстием:

Шаровой кран, полнопроходной

Полнопроходной

Полнопроходное означает, что отверстие шара имеет тот же внутренний диаметр, что и трубопровод. Потери потока крайне низкие.

Полнопроходные шаровые краны являются скребковыми, т.е. трубопровод или установка могут обслуживаться с помощью специального устройства для очистки или осмотра (скребка).

Уменьшенный диаметр цилиндра

При уменьшенном проходе отверстие шара меньше внутреннего диаметра трубопровода, что может привести к большим потерям потока. По этой причине они используются именно в трубопроводах, в которых необходимо увеличить расход среды (струйный эффект).

Шаровой кран с уменьшенным отверстием

Шарикоподшипник

Шаровой кран, плавающий шар

Плавающий шар

Большинство шаровых кранов используются с плавающим шаром. Здесь шар удерживается на месте с помощью уплотнительных колец, расположенных с обеих сторон. Этот простой принцип делает возможным низкозатратное производство. Однако такой подшипниковый узел не подходит для высоких давлений.

Монтаж цапфы

Версия с управляемым шариком более сложна в производстве. В этом случае две противоположные стороны шара оснащаются шейками, которые монтируются в корпус. Такое крепление цапфы означает, что требуется только одно уплотнительное кольцо. Кроме того, эти шаровые краны могут использоваться и при более высоких рабочих давлениях.

Шаровой кран, шаровой с цапфовым подшипником

Тип шарового уплотнения

Шаровой кран с мягким седлом

Мягкое сиденье

«Классический» шаровой кран имеет мягкое седло и до сих пор наиболее часто используется благодаря своей универсальности. (Шариковые) уплотнительные кольца изготовлены из пластика, в основном из ПТФЭ. Уплотнительные кольца из ПТФЭ подходят для большинства жидкостей и газов и могут использоваться при температуре до +200°C, в зависимости от присадки, также до +260°C.

Шаровые краны с мягким седлом не подходят для сред, содержащих твердые частицы, или для более высоких рабочих температур.

С металлическим седлом

Металлические шариковые уплотнения используются для применения при прохождении твердых частиц или при более высоких рабочих температурах. Уплотнительные кольца изготавливаются из нержавеющей стали или других высоколегированных сталей, в некоторых случаях дополнительно закаленных. Шаровые краны с металлическим уплотнением подходят для рабочих температур до +650 °C.

Шаровой кран, металлическое уплотнением, полнопроходной, установленный на цапфе, верхний вход

Типы подключения

Шаровые краны в основном поставляются со следующими типами соединений:

• Обе стороны с внутренней или наружной резьбой
• Одна сторона с внутренней резьбой - другая сторона с наружной резьбой
• Обе стороны с приварными концами
• С фланцами с обеих сторон
• Компактный шаровой кран для зажима между двумя фланцами

Внутренняя резьба с обеих сторон

Компактная конструкция

Фланцы с обеих сторон

Наружная резьба с обеих сторон

Приварка концов с обеих сторон

Дизайн корпуса

С точки зрения кузова распространены следующие виды конструкции:

Цельный шаровой кран:

Корпус состоит только из одного компонента, проход уменьшен и в качестве типа соединения возможна только внутренняя резьба.

Шаровой кран, цельный корпус

Шаровой кран, двухсекционный корпус

Шаровой кран из 2 частей:

Две детали корпуса скреплены винтами, возможны версии с полным или уменьшенным отверстием, возможны все типы подключения.

Шаровой кран из 3 частей:

Шаровой кран состоит из трех частей (сторона входа - средняя часть - сторона выхода). Эта конструкция особенно проста в обслуживании, так как центральную секцию можно легко снять либо для ее полной замены, либо для замены только отдельных закрывающих частей, таких как шариковые и корпусные уплотнительные кольца или уплотнения штока.

Еще одним преимуществом является то, что центральная секция, включая шар и уплотнительную систему, может быть объединена независимо со всеми типами соединений. Например, одна сторона может быть оснащена фланцевым соединением, а другая — резьбовым соединением или приварным концом.

Шаровой кран, трехсекционный корпус

Трехходовой или четырехходовой шаровой кран:

С полным или уменьшенным отверстием, фланцевое или резьбовое соединение. Вместо сквозного отверстия шар снабжен L- или T-образным отверстием. Это позволяет использовать различные варианты переключения для распределения на один или два выхода или для смешивания проточной среды.

3-ходовой шаровой кран

Возможные положения переключения 3-ходового шарового крана
с Т- или L-образным отверстием

Виды привода

Как и все клапаны, шаровые краны могут эксплуатироваться различными способами:

• Ручной рычаг:
  

  Клапан приводится в действие вручную поворотом ручного рычага на 90°.
  Цельные шаровые краны с уменьшенным проходом часто также управляются с помощью ручки-бабочки.

• Электроприводом:
  

  Привод осуществляется электрическим поворотным приводом; Поворотные приводы доступны для всех доступных напряжений и постоянного тока, переменного или трехфазного тока.

• Пневматические и гидравлические атуаторы (приводы):
  

  Эти приводы приводятся в действие сжатым воздухом (пневматическими) или масляными (гидравлическими). Различают приводы двойного и одинарного действия.
  

  Привод двойного действия:
  открытие и закрытие осуществляется за счет подачи сжатого воздуха или масла.

  Привод одностороннего действия:
  Давление воздуха или давление масла открывается - сила пружины закрывает привод;
  Также возможна функция реверса: усилие пружины открывается - воздух/масло закрывается

Преимущества и недостатки шаровых кранов

Ниже перечислены основные преимущества шаровых кранов:

• Благодаря своей конструкции шаровые краны строятся достаточно компактно

• Открывание и закрывание происходит очень быстро за счет поворота на 90°

• Шаровые краны с полным проходом являются пригодными для скребков

• Шаровые краны имеют абсолютно плотное закрытие, в зависимости от конструкции и материала, даже при высоких температурах и давлении

• При полнопроходном сечении возможны очень высокие скорости потока, высокое значение Kvs, только низкие потери давления

Эти недостатки противопоставляются преимуществам:

• Уплотнительные поверхности шаровых кранов могут быстро изнашиваться.

• При высоком давлении или больших номинальных размерах вал должен быть закручен, что приводит к увеличению производственных затрат.

• Шаровые краны не подходят для регулирования потока.

• Скачки давления в системе трубопроводов могут возникать при быстром закрытии шарового крана.

• В стандартных шаровых кранах рабочая среда соприкасается с так называемым мертвым пространством шарового крана. Благодаря конструкции, среда попадает в зону между телом и шаром в частично открытом положении; Эта область называется мертвым пространством. В закрытом положении она затем заключена в него, и среда не имеет возможности расширяться в случае колебаний температуры. Это может привести к повреждению системы уплотнения, шара и, в конечном итоге, к эксплуатационным проблемам.

Шаровой кран может быть сконструирован таким образом, чтобы быть практически «свободным от мертвого пространства» с помощью сложной механической обработки.

Мертвые зоны на шаровом кране

www.zadvishka.ru