Шаровой кран



Редкий трубопровод обходится сегодня без шаровых кранов. Изобретены они были еще в середине прошлого века, но первые модели признания не получили из-за плохой герметичности. Новые уплотняющие материалы дали второй шанс конструкции с шарообразным затвором.

В последнее десятилетие продажа шаровых кранов переживает бум. Так же, как и патентование все новых и новых модификаций для разных условий. Изготовители подделок тоже оживились, так что купить добротный шаровой кран становится все сложнее.

Ошибки при выборе обходятся дорого. В лучшем случае изделие распадается в руках сразу при монтаже. Но иногда в погоне за сиюминутной экономией берут арматуру, не учитывая давление в системе, а потом расплачиваются за затопление жилья. Или ставят под угрозу жизнь и здоровье, не обращая внимание на специализацию крана для водо- и газопровода. Поэтому перед покупкой стоит получить представление о назначении и устройстве шаровых кранов, а также о рекомендациях по выбору. В этом вам поможет наша статья — обзор шаровых кранов.


Шаровой кран: конструкция, характеристики, виды, применение, подробный обзор


Полное руководство по шаровым кранам

Шаровые краны обеспечивают простой способ включения или выключения потока газов или жидкостей через трубу с помощью надежного уплотнения. Рукоятка одного из этих клапанов перемещается на 90 градусов (или «четверть оборота»).

Сам клапан в своей основной форме состоит из прочного металлического шарнирного корпуса, содержащего сферический шар с отверстием, просверленным в центре. Прорезь в верхней части шара соединяется со стержнем ручки, выходящей на внешнюю часть трубы.

В «открытом» положении полость, проходящая через центр шара, идеально совмещается с отверстиями входных и выходных труб, расположенных с обеих сторон, он позволяет содержимому входной трубы проходить через шар и достигать выходной трубы.

Однако поворот ручки шарового крана в положение «закрыто» полностью перекрывает поток. Это действие поворачивает шар, располагая его отверстие перпендикулярно потоку материала в трубах. Закрытый шаровой кран обеспечивает надежный способ перекрыть поток природного газа, нефти, воды или других газов или жидкостей. Он предлагает более удобный тип ручки, чем громоздкая задвижка.

История шаровых кранов

Шаровой кран, который иногда называют клапаном со сферической пробкой, появился сравнительно недавно. Эксперты в области авиации, работающие на правительство США, спроектировали первые шаровые краны как компоненты самолетов союзников во время Второй мировой войны. Возможно, изобретение вдохновило шаровой клапан, запатентованный в 1871 году изобретателем Джоном Уорреном.

В послевоенный период использование шаровых кранов широко распространилось. Изобретатели продолжали улучшать конструкцию этих клапанов. Сегодня производственные инновации позволяют использовать эту технологию во многих секторах.

Виды шаровых кранов

Производители шаровых кранов производят краны с двумя основными вариантами конструкции: с плавающим шаром и цапфой. В плавающем шаровом клапане используется нефиксированный шар, который вставляется в седло, обеспечивая плотное уплотнение.

Цапфа фиксирует шар в определенном месте и используется для более сложных приложений и, следовательно, является более дорогостоящей. Ручка, которая может быть моторизованной, приводимой в действие или вручную, поворачивает шарик на четверть оборота. Когда отверстие шара обращено в сторону от отверстия трубы, поток ограничивается. Когда он совмещен с отверстием, поток восстанавливается. Положение ручки сразу показывает, закрыт клапан или открыт.


Шаровой кран: конструкция, характеристики, виды, применение, подробный обзор


Шаровые краны изготавливаются из различных материалов, наиболее распространенными из которых являются нержавеющая сталь, латунь, чугун и пластик, например ПВХ. Размер шаровых кранов тоже может быть разным. Мини-шаровые краны обычно меньше дюйма в диаметре и поэтому используются в труднодоступных местах или в ограниченном пространстве.

3-ходовой и фланцевые шаровые краны вариации в производстве шарового клапана. Шаровые обратные клапаны позволяют жидкости течь только в одном направлении, а шаровые краны высокого давления допускают низкие и высокие потоки давления и температуры.

Потребители иногда путают шаровой кран со специализированным «шаровым обратным клапаном», устройством, предназначенным для блокировки обратного потока. Шаровой обратный клапан отличается тем, что в нем используется только сплошная внутренняя сфера, а не просверленная. (В этой статье рассматриваются только обычные шаровые краны.)

Общие области применения шаровых кранов

Шаровые краны часто встречаются на заводе и производстве. Этот промышленный клапан часто используется, например, в качестве компонента оборудования. В механических конструкциях инженеры часто указывают использование привода (обычно электрического или пневматического) для перемещения шарового клапана в открытое или закрытое положение.

Клапан и привод могут выполнять важные роли в механическом узле. Шаровой клапан более сложного типа, называемый «шаровой клапан», иногда служит регулирующим клапаном в автоматических трансмиссиях. Это помогает регулировать поток.

Кроме того, вы найдете шаровые краны, которые можно использовать как в коммерческой, так и в жилой инфраструктуре. Они позволяют операторам удобно включать и выключать поток воды или газа, просто поворачивая ручку рычага под прямым углом. Эти устройства выполняют полезную роль в подаче воды, мазута и природного газа, как и соленоидные клапаны .

Инженеры разработали множество различных типов шаровых кранов. Этот популярный клапан типа «четверть оборота» сегодня широко используется во всем мире.

Многие предприятия полагаются на эту надежную промышленную арматуру. Некоторые из секторов экономики, в которых широко используются шаровые краны, включают горнодобывающую промышленность, сельхозпроизводителей, нефтегазовую промышленность, строительную промышленность, транспортную промышленность, промышленность потребительских товаров и химическую промышленность. Различия в конструкции шарового крана позволили адаптировать этот кран для использования в различных условиях.


Шаровой кран: конструкция, характеристики, виды, применение, подробный обзор


Шаровые краны приобрели значение во многих областях, потому что они обеспечивают простой способ эффективно перекрыть передачу газов и жидкостей через распределительные системы. Фурнитура и корпуса для этих продуктов различаются, что обеспечивает отличный выбор для клиентов. В настоящее время вы можете найти эти полезные продукты в различных размерах, дизайне и различных материалах, включая нержавеющую сталь, высокопрочный чугун, углеродистую сталь, бронзу и латунь.

Хотя эти клапаны иногда работают с корпусом клапана и редуктором, они обычно выполняют ограниченные функции «включения / выключения». Шарового клапана обычно недостаточно для сложной регулировки расхода, например, шарового клапана. Тем не менее, эти промышленные клапаны действительно обеспечивают очень экономичное решение многих инженерных проблем.

Характеристики шарового клапана

Технические характеристики внутреннего шара в шаровом клапане могут потребовать использования специальных металлических или металлических и керамических изделий, особенно когда клапан работает в среде с высоким давлением. Некоторые производители предлагают шаровые краны с внутренними пластиковыми или металлическими шарами. Заказчики захотят внимательно изучить требования к этой функции при выборе любого шарового крана, поскольку это может повлиять на долговечность и полезность клапана для конкретных приложений.

Например, проектная спецификация может требовать использования шарового крана из нержавеющей стали. Производители также разработали специальные типы шаровых кранов, в которых внутренний металлический шар покрыт никелем или хромом, чтобы повысить способность продукта выдерживать интенсивное использование или обеспечить лучшую защиту от коррозии.

В настоящее время многие типы фитингов допускают соединение трубок и труб, включая сварку с раструбом и двойное кольцо. Сегодня стандарт проектирования иногда предусматривает наличие качественного шарового крана между двумя соединительными трубами или трубками.


Шаровой кран: конструкция, характеристики, виды, применение, подробный обзор


Технические характеристики любого шарового крана могут широко варьироваться в зависимости от стандарта производителя, отраслевой практики и применимого стандарта испытаний, применяемого надзорными органами.

Когда заказчики оценивают подходящие шаровые краны, такие соображения, как материалы, из которых состоит шаровой кран, размеры, давление, материал футеровки, материал корпуса, ожидаемый срок службы продукта и конечное назначение клапана (т.е. типов газа или потоков жидкости, которые он контролирует) могут стать чрезвычайно важными факторами.

Большинство шаровых кранов работают при комнатной температуре, поэтому конструктивные характеристики могут стать чрезвычайно важными для клапанов, работающих в условиях высоких или низких температур. Большинство производителей предлагают покупателям подробную информацию о применимых технических характеристиках и возможностях продукта. Они могут предоставить полезные сведения об ожидаемом сроке службы различных шаровых кранов.

Типы шаровых кранов

Производители обычно классифицируют разные типы шаровых кранов по двум основным критериям: движение внутреннего шара и глубина отверстия (полнопроходное, уменьшенное или специализированное отверстие).

Например, шар внутри клапана может получить дополнительное крепление или он может оставаться прикрепленным только к штоку. В некоторых случаях для специализированных шаровых кранов используются подвижные штоки. Инженеры разработали несколько популярных типов шаровых кранов для использования в разных условиях:

  • Трехходовые шаровые краны имеют три разных порта. У некоторых трехходовых клапанов все порты открыты, в то время как другие могут быть все закрыты или иметь только одно открытое;
  • Шаровые краны с приводом управляются не вручную, а с автоматическими силовыми приводами;
  • Шаровые обратные клапаны — это клапаны, в которых жидкость может течь только в одном направлении. Давление жидкости заставляет шар двигаться, когда давление жидкости останавливается, шар также останавливается, и клапан закрывается;
  • Латунные шаровые краны — это краны, изготовленные из латуни, одного из самых распространенных материалов для шаровых кранов.
  • Фланцевый шаровой кран: многие промышленные шаровые краны имеют корпус, который соединяется по центральному ребру или фланцу. Эта конструкция с фланцевым шаровым краном может обеспечить легкий доступ, но иногда также увеличивает риск утечки;
  • Плавающий шаровой кран: в некоторых случаях потоки в трубопроводе вызывают небольшое плавание внутреннего шара, прикрепленного только к штоку. Уплотнение останется герметичным, хотя может возникнуть некоторый износ штока;
  • Полнопроходной шаровой кран: этот особый тип шаровых кранов получил широкое распространение на нефтеперерабатывающих и химических заводах. Он использует одинаковый диаметр для трубопровода и отверстия внутреннего шара, чтобы максимизировать поток. Полнопроходной шаровой клапан может помочь операторам трубопроводов контролировать воздействие трения и давления;
  • Шаровые краны высокого давления могут обрабатывать малые и большие потоки с высокими номинальными давлениями;
  • Мини-шаровые краны — это очень маленькие краны, в которых для создания уплотнения используется вращающийся шар;
  • Шаровые краны с электроприводом приводятся в действие электродвигателем, а не вручную.
  • Многопортовый шаровой кран: эти специализированные шаровые краны соединяют несколько труб с краном. Иногда они играют важную роль в смешивании газов или других продуктов, используемых в производстве;
  • Пробковые клапаны — это четвертьоборотные клапаны, в которых используется цилиндрическая или коническая пробка с отверстием посередине для регулирования потока;
  • Шаровые краны из ПВХ изготавливаются из полимера винилхлорида;
  • Шаровые краны из нержавеющей стали изготавливаются из нержавеющей стали;
  • Поворотные обратные клапаны используют внешние рычаги для замедления потока материалов по трубе. Рычаг втягивает шар в поток, что приводит к более быстрой остановке потока.
  • Шаровой кран с цапфой: шаровые краны с дополнительной опорой для шара сверху и снизу способствуют созданию трубопроводов высокого давления;
  • Двухходовые клапаны имеют соединение впускной трубы и соединение выпускной трубы;
  • Шаровой кран с V-образным отверстием: производители иногда создают отверстие или шар внутри шарового крана в форме буквы «V», чтобы лучше контролировать скорость потока.

Преимущества использования шарового крана

Шаровые краны обладают множеством преимуществ. Во-первых, эти устройства обеспечивают надежный способ получения плотного уплотнения, перекрывающего поток газов. Они могут пропускать поток материалов в нескольких направлениях (например, с помощью трехходового шарового крана). Шаровые краны также обладают характеристиками низкого перепада давления, что делает их особенно полезными, когда кому-то нужно быстро выключить или включить поток газа.

Во-вторых, шаровые краны сегодня остаются очень рентабельным продуктом. Производители производят эти клапаны из различных материалов, включая латунь и сталь. Компании могут найти широкий выбор доступных шаровых кранов для решения многих инженерных проблем. Для работы с этими продуктами не требуются технические знания. К тому же процесс ремонта шарового крана остается простым.

В-третьих, шаровые краны, доступные для потребителей, иногда имеют привлекательный дизайн. Например, один из этих клапанов в смесителе из нержавеющей стали, латуни или меди может иметь стильную ручку с рычагом, предназначенную для создания модного декора. Шаровые краны пользуются популярностью как в промышленности, так и в жилых помещениях.

Аксессуары для шаровых кранов

Некоторые поставщики предлагают аксессуары для шаровых кранов, например устройства для удлинения штока. Поскольку многие шаровые краны работают в строго регулируемых объемах, имеет смысл проконсультироваться с требованиями промышленной безопасности и правовых норм перед использованием каких-либо принадлежностей.

Кроме того, некоторые производители сегодня поставляют оригинальную продукцию производителей оборудования, предназначенную для работы исключительно с конкретными индивидуальными брендами запасных частей. Использование неавторизованных продуктов или продуктов сторонних производителей в некоторых ситуациях может привести к аннулированию гарантии производителя.

Как установить и использовать шаровой кран?

Всегда следуйте инструкциям производителя, чтобы обеспечить правильную установку шаровых кранов. При некоторых установках также могут применяться специальные отраслевые протоколы. Люди, работающие в уникальных рабочих условиях, иногда должны придерживаться определенных правил техники безопасности, чтобы избежать производственных опасностей.

Шаровые краны обычно работают надежно; они обеспечивают легкую кривую обучения для ручного управления. Даже длительные периоды неиспользования обычно не влияют на их производительность. Эти простые клапаны приобрели популярность сегодня отчасти из-за их относительной простоты установки и использования.

Уход и обслуживание шаровых кранов

В некоторых ситуациях техническим специалистам может потребоваться периодически проверять состояние внутреннего шара внутри шарового клапана, чтобы убедиться, что он не забит или не подвергся коррозии. Поскольку клапан требует поддержания контакта между шаром и штоком ручки клапана для правильной работы, сломанный или сильно изношенный шток может потребовать ремонта или замены клапана.

Термины и названия деталей используемые в шаровых кранах

  • Привод — используется для управления шаровым краном. Привод часто используется для управления потоком материалов;
  • Шар — закрывающаяся часть клапана, которая ограничивает или регулирует поток жидкости или газа;
  • Дроссельный клапан — клапан, в котором используется круговой диск или лопасть для управления потоком путем поворота оси поворота клапана на угол 901/4 к направлению потока в трубе;
  • Фланец — выступающий обод или край, используемый для усиления или крепления одного объекта к другому;
  • Значение полного диаметра — диаметр шара внутри клапана равен диаметру трубы. Это также называется полным портом;
  • Проходной клапан — клапан шарообразной формы, внутренние движущиеся части которого состоят из диска, штока клапана и маховика;
  • Тарельчатый клапан — клапан, который перемещается вверх или от седла перпендикулярно. Этот клапан обычно обеспечивает больший поток, чем шаровой клапан;
  • Клапан регулирования давления — клапан, который регулирует величину давления. Обычно клапан закрывается при достижении заданного давления;
  • Клапан сброса давления — клапан, который при необходимости сбрасывает давление. Этот клапан самодействующий;
  • Уменьшение диаметра отверстия — шар внутри клапана имеет отверстие меньшее, чем отверстие в трубе, что обеспечивает лучший контроль. Это также называется стандартным отверстием или портом;
  • Предохранительный клапан — клапан, который в открытом состоянии позволяет сбросить избыточное давление или температуру;
  • Цапфа — верхняя и нижняя опоры, используемые для удержания шара под давлением;
  • Седло клапана — стационарная часть клапана, которая ограничивает поток жидкости или газа при контакте с подвижной частью клапана.