Кран шаровый характеристики: Разбираем краны шаровые: технические характеристики

Разбираем краны шаровые: технические характеристики

Краны шаровые: технические характеристики

Если вы решили произвести замену радиаторов отопления, монтируете водопровод или просто подключаете бойлер, счетчики воды или газа, то купить кран шаровый или вентиль вам будет просто необходимо.

Но сначала надо определиться с техническими характеристиками изделия, способами назначения, материалом изготовления, основными видами и различиями шаровых кранов для водопровода, отопления, размеры.

Почему данный вид кранов называют шаровыми?

Если вы возьмете кран в руки и повернете ручку крана, то внутри него увидите стальную задвижку, выполненную в виде шара с отверстием. При открытии крана, задвижка поворачивается, предоставляя свободный проход потоку воды или газа. В закрытом же состоянии «шар» повернут перпендикулярно потоку, что полностью перекрывает его движение.

Кран шаровой

Виды шаровых кранов или вентилей, их отличия, размеры и технические характеристики

Краны шаровые отличаются по диаметру внутреннего прохода, по типу резьбы (внутренняя или наружная), рабочему давлению, материалу, из которого изготовлены, производителю продукта и среды применения.

Диаметр или размер шарового крана, используемого при монтаже водо-газопровода, бывает разный. Чаще всего находят применение краны шаровые с диаметром внутреннего прохода равным 1/2 дюйма или 3/4 дюйма, что соответствует 15 мм, 20 мм или же 25 мм. Реже используют трубы и краны диаметром равным 1 дюйм, 1 1/4 дюйма, 1 1/2 или же 2 дюйма.

Например, в квартире или частном доме на холодное и горячее водоснабжение вполне достаточно будет установить кран шаровой полдюймовый 1/2, т.к. диаметр трубы всегда соответствует диаметру крана. Для системы отопления, при наличии в ней циркуляционного насоса, достаточно трубы диаметром 3/4 дюйма и, соответственно, и кранов шаровых того же диаметра.

Если же система отопления будет иметь естественную циркуляцию теплоносителя, тогда резонно использовать трубы и краны большего диаметра. Данный показатель должен быть не менее 40-50 мм.

Диаметр шарового крана, как правило, указан на нем самом. Символ, показывающий на эти технические характеристики — DN. Например, обозначение DN15 показывает нам, что данный шаровой кран имеет условный диаметр внутреннего прохода равный 15 мм или 1/2 дюйма.

Краны шаровые различают по типу резьбы. Она бывает внутренняя или наружная. На сленге сантехников внутреннюю резьбу называют гайкой, наружную — штуцер. Например, шаровой кран имеющий с обоих концов внутреннюю резьбу, называют кран шаровой «гайка-гайка». Если же с одной стороны внутренняя, а с другой наружная, тогда «гайка-штуцер» и т.д.

Следующий показатель — это рабочее давление, т.е., давление внутри системы, до предела которого кран шаровый может использоваться. Измеряется он в атмосферах, а на самом изделии обозначается под символом PN.

Например, обозначение PN40 говорит о том, что кран может быть применен в системах с максимальным рабочим давлением до 40 атмосфер. На практике, краны шаровые с показателем не ниже PN16 можно использовать даже в системах центрального отопления, например, для подключения радиаторов отопления, газовых или электрических котлов.

Краны шаровые Valtec и Bugatti

Материал изготовления шаровых кранов

Им может быть силумин, латунь или же латунь, покрытая никелем. Ни в коем случае не покупайте краны, выполненные из силумина. Это достаточно хрупкий сплав. Кран, выполненный из этого материала, может развалиться уже до момента его эксплуатации при монтаже.

Отличить силуминовый кран от латунного можно, взяв оба изделия в руки и сравнить их вес. Кран, выполненный из латуни, будет заметно тяжелее.

Область применения шаровых кранов

Обычно данный вид кранов используется для перекрытия потоков воды или газа. Как отличить кран шаровой для газа и воды по внешнему признаку? Тут все просто — кран с желтым рычагом или «бабочкой» предназначен для газопровода, краны любых других цветов — для холодного или горячего водоснабжения, или отопления.

Производители шаровых кранов

Сейчас на рынке представлено достаточно различных производителей. Мы рекомендуем покупать качественные шаровые краны известных, проверенных брендов, таких как, Bugatti или Valtec.

Если же цена на продукцию этих марок вам покажется высокой, то можно приобрести краны отечественных российских производителей, например, краны шаровые муфтовые 11б27п1 (ГОСТ) Бологовского арматурного завода хорошо зарекомендовали себя еще с советских времен,имеют хорошие технические характеристики, кроме того и цена на их продукцию невысока.

Но остерегайтесь подделок, покупайте товар в фирменных магазинах.

Читайте также:

Шаровые краны: технические характеристики | «Компания «ИнжТехКомплект»

Шаровые краны: технические характеристики

Шаровый кран — это разновидность трубопроводного оборудования, в котором основной элемент, перекрывающий поток среды, выполнен в форме шара. Благодаря такой конструкции он надежно запирает систему при повороте всего лишь на 90 градусов. Используется чаще всего в трубопроводах для транспортировки воды и газа.

Основные параметры шаровых кранов:

Для нормальной работы крана требуется герметичность класса «А».

Таким образом, правильно подобранная сантехника не только будет служить дольше, но и гарантирует продуктивную работу всех систем трубопровода.

Возврат к списку

характеристики и размеры, маркировка и материалы изготовления, известные производители

Шаровые краны в современном мире используются повсеместно. Например, для монтажа и соединения водопроводных труб, установки и подключения бойлера, монтажа радиаторов или отопительной системы в целом или подключения счётчиков учёта воды и газа и т. д. Такие изделия очень популярны, но из-за богатства разновидностей и размеров выбрать нужный шаровой кран бывает затруднительно. Поэтому каждый хозяин дома должен иметь хотя бы примерное представление об этих изделиях.

Описание устройства

Почему кран называют «шаровым»? Ответ прост — внутри устройства есть металлическая сфера. При повороте вентиля она пропускает либо препятствует прохождению воды или газа по трубам. Подобное запорное устройство особенно популярно в частных домах или квартирах.

В зависимости от производителя, а также от целей использования, размеры шаровых кранов могут меняться, поэтому необходимо это учитывать при покупке. Но тем не менее, если сравнивать размеры современных изделий с теми, которые производились 10 лет назад, то нынешние будут значительно компактнее, надёжнее и функциональнее, чем их предшественники.

В каждом устройстве есть следующие детали:

• Корпус. В нём и располагается металлическая сфера, препятствующая или способствующая прохождению газа или воды.
• Накручиваемая часть. Благодаря ей можно при необходимости разобрать шаровой кран.
• Рабочая часть, то есть металлический шар.
• Уплотнители. Чтобы сфера из металла прилегала плотно, требуются различные материалы, которые способствуют этому.
• Приводной шток — уменьшает усилия при повороте вентиля.
• Управляющий рычаг — непосредственно сам вентиль.

Запас прочности изделий рассчитан на сильные потоки жидкости, которые будут постоянно проходить через шаровой кран. Поэтому подобные устройства можно безбоязненно ставить даже в самые «водонапорные» места.

Характеристики и размеры

Как было сказано выше, перед покупкой рекомендуется ознакомиться с размерами запорных устройств. Например, классификация шаровых кранов для воды исходит из диаметра пропускного прохода внутри изделия. Кроме того, устройства различаются по типу резьбового покрытия и показателя рабочего давления.

Узнав размер внутреннего прохода шарового крана можно определить цели и частоту использования запорного механизма. Так, механизмы с размером в 1, 1,25 или 1,5 дюйма указывают на нечастое использование и не рассчитаны на постоянные нагрузки. В ином случае устройство выйдет из строя.

В быту применяются изделия с диаметром в 0,5 (около 12, 5 мм) или 0, 75 дюйма. Первый вариант отлично подходит для водоснабжения, а второй — для отопительных систем с циркулярным насосом. Если же циркуляция основана на естественной рабочей среде, потребуются трубы с диаметром 40-50 мм. В ином случае можно обойтись и более узкими изделиями.

Конечно, существуют и другие модели с ещё большим диаметром, но они устанавливаются сугубо на производстве или на специальных объектах. В быту же вполне достаточно изделий с диаметром от 0, 5 до 1, 5 дюйма.

Маркировка

При внимательном рассмотрении шарового крана, на нём можно обнаружить некоторые символы. Эти знаки несут в себе много полезной информации, как, например, бирки на одежде. Умение расшифровки этих данных позволят понять, подходит ли вам это устройство.

Нанесение маркировки регламентируется ГОСТ Р 52760. В документе сказано, что производитель обязан указать на видной части изделия или на отдельной табличке необходимую для покупателя информацию. Как правило, на шаровых кранах указывают следующие данные:

• DN — непосредственно, диаметр внутреннего прохода.
• PN — значение максимального давления. Как правило, указывается в атмосферах.
• Величины расчётного и рабочего давления.
• Материал, из которого сделан корпус шарового крана.
• Одна или несколько стрелок, указывающих направление потока.
• Минимальная и максимальная температура, при которой устройство может работать.
• Дата изготовления.

Лучшие материалы и производители

Металл или сплав, из которого изготовлен шаровой кран играет, существенную роль при его использовании. Некачественный материал способен сломать устройство в самый короткий срок. Как следствие, сломанное изделие будет стоить финансовых затрат на его замену.

Обычно шаровые краны изготавливаются из латуни или латуни, покрытой никелем. Эти материалы в течение долгого времени отлично зарекомендовали себя. Вместе с тем не рекомендуется приобретать изделия, материалом для которых послужил силумин. Краны, изготовленные из силумина, могут треснуть или буквально развалиться во время установки, особенно если их изготовил недобросовестный производитель.

На рынке шаровых запорных изделий, бесспорно, лидирует компания ValTec. Она давно зарекомендовала себя как качественного и надёжного производителя сантехники. Поэтому в первую очередь стоит акцентировать внимание на изделиях этой фирмы.

Если моделей от ValTec нет, можно приобрести устройства от компании Bugatti. Она также отличается отличным качеством, но присутствует на рынке сантехники меньше своего конкурента. Отечественные производители также хотят вырваться в лидеры. Например, Бологовский арматурный завод, который после «застоя» пытается наверстать упущенное за счёт низкой цены и качественных изделий.

Большая востребованность шаровых кранов оказала значительное влияние на разнообразие продукции, уровень конкуренции и качество изделий. Но, несмотря на богатый выбор, следует помнить, что для каждой цели существует кран определённого размера. Поэтому при покупке необходимо руководствоваться таким принципом.

Приобретение изделия неподходящего диаметра может стоить нервов, времени и, возможно, денег. Поэтому выбирая модель для отопления, не стоит замахиваться на размеры в 1-2 дюйма. Иначе — требование о возврате, лишняя беготня и снова поиск подходящего изделия.

Шаровые краны BELIMO. Технические характеристики

 2-ходовые регулирующие шаровые краны с внутренней резьбой

* Температура среды ограничена в зависимости от типа привода, установленного на кран. См. техническое описание привода.
Максимальная температура рабочей среды +100 °С для привода серии TR.
Максимальная температура рабочей среды +110 °С для приводов серий LR/NR/SR.

3-ходовые регулирующие шаровые краны с внутренней резьбой

* Температура среды ограничена в зависимости от типа привода, установленного на кран. См. техническое описание привода.
Максимальная температура рабочей среды +100 °С для привода серии TR.
Максимальная температура рабочей среды +110 °С для приводов серий LR/NR/SR.

Латунные шаровые краны. Особенности конструкций

Предшественники

Латунные шаровые краны в настоящее время почти полностью вытеснили во внутридомовых сетях таких морально и физически устаревших «мастодонтов», как пробковые конусные краны, которые господствовали в зданиях советской эпохи (рис. 1).

Рис. 1. Кран пробковый проходной конусный сальниковый муфтовый 11Б6бк

Пробковые конусные краны имели крайне низкие паспортные эксплуатационные характеристики: срок службы – 8 лет, ресурс – 1500 циклов, наработка на отказ – 400 циклов. Фактические показатели этой дешевой и массовой арматуры были гораздо хуже: притертая пробка крана уже через несколько циклов открытия–закрытия теряла герметичность из-за абразивного воздействия нерастворимых механических примесей в рабочей среде. К тому же пробковые краны обладали весьма значительным гидравлическим сопротивлением. Их коэффициенты местных сопротивлений лежали в пределах от 3,5 до 6,0. Поэтому неудивительно, что при ремонте или демонтаже старых трубопроводных систем нередко встречаются пробковые краны, у которых пробка просто отсутствует, а под прижимную сальниковую гайку проложен подходящего размера «пятак». Сантехники тех времен зачастую просто обозначали наличие запорной арматуры, превращая ее в чисто декоративный элемент системы.

Шаровые краны в советское время, конечно, тоже были хорошо известны, но производились они в чугунном корпусе и выпускались с диаметрами условного прохода свыше двух дюймов. Поэтому когда на рынке трубопроводной арматуры появились дешевые, удобные в монтаже и эксплуатации латунные шаровые краны для внутренних инженерных систем, спрос на них лавинообразно возрос и продолжает расти по настоящее время.

Возросший спрос инициировал появление в продаже кроме действительно добротной продукции и массу изделий весьма сомнительного качества. Этой статьей хотелось бы дать ряд практических советов, которыми предлагается пользоваться при выборе латунного шарового крана.

Материал корпуса

Самое главное, на что следует обратить внимание при приобретении крана, – материал корпуса. Это должна быть действительно латунь, а не цинково-алюминиевый сплав (ЦАМ), который частенько используют некоторые недобросовестные производители. ЦАМ представляет собой сплав, содержащий порядка 96–98 % цинка, 2–3 % алюминия и до 1 % меди. Такие сплавы широко применяются в автомобильной промышленности (корпуса карбюраторов), но использование их для изготовления трубопроводной арматуры ограничивается временными дачными кранами. Если кран из ЦАМ будет установлен в инженерной системе многоквартирного дома, то уже через год–два он просто рассыплется на куски (рис. 2).

Рис. 2. Кран из цинково-алюминиевого сплава через два года эксплуатации

Отличить кран из латуни от крана из ЦАМ можно по весу: последний значительно легче, т.к. удельный вес ЦАМ составляет 6,7 г/см³, а у латуни – 8,4–8,7 г/см³. Если слегка снять шкуркой или надфилем гальванопокрытие на корпусе крана, то латунь обнаруживается по чуть приметной желтизне, которая через два дня окислится до характерного «латунного» цвета. Цвет ЦАМ – серебристый, не меняющийся при окислении. Безопасней всего приобретать кран, у которого естественный цвет латуни обнажен из-под гальванопокрытия на каком-либо участке (рис. 3).

Рис. 3. Естественный цвет латуни крана VALTEC BASE виден на резьбовом патрубке

Основная масса представленных на рынке латунных шаровых кранов изготавливается методом горячей объемной штамповки. Для такого способа производства трубопроводной арматуры наиболее оптимальной по составу является свинцовистая латунь марки CW617N по EN 12165, которая примерно соответствует российской марке ЛС59-2 по ГОСТ 15527. Латунные детали кранов, вытачиваемые из прутка (шаровой затвор, шток, сальниковая гайка), как правило, делаются из латуни марки CW614N (ЛС 58-3). Состав применяемых в арматуростроении латуней показан на табл. 2.

Таблица 1. Состав латуней для производства шаровых кранов

Если взять два однотипных крана разных производителей, то вес у них будет различным. В среде монтажников считается, что чем тяжелее кран, тем толще у него стенки и тем он прочнее. Зная такой способ оценки качества, отдельные производители кранов идут на интересную уловку: они снабжают изделие массивной стальной рукояткой, увеличивающей общий вес крана. Поэтому, сравнивать краны по весу рекомендуется только при снятой рукоятке и гайке крепления.

Сальниковые узлы

Сальниковый узел шарового крана обеспечивает его герметичность по отношению к внешней среде. Конструктивные решения этих узлов могут быть различными (табл. 2).

Таблица 2. Распространенные конструкции сальниковых узлов шаровых кранов

Самым надежным и практичным на сегодняшний день признан сальниковый узел с тефлоновым сальниковым кольцом 2 высотой не менее 40 % диаметра штока, прижимной сальниковой гайкой с наружной резьбой 3 и со штоком 1, вставленным изнутри (рис. 4).

Рис. 4. Сальниковый узел крана VALTEC BASE

При выборе крана следует учитывать, что шаровые краны с неремонтопригодными сальниковыми узлами прослужат до первой протечки по штоку, после чего весь кран подлежит замене.

Еще одна опасность подстерегает тех, кто выберет кран, у которого шток вставлен снаружи, а не изнутри корпуса. С одной стороны, такое решение делает кран ремонтопригодным, но с другой стороны оно несет в себе опасность выбивания штока давлением рабочей среды. Надеяться на то, что сальниковая гайка удержит шток от выдавливания, особенно не приходится, т.к. любое незакрепленное (незаконтренное) резьбовое соединение под действием продольной силы стремится к раскручиванию. Это вызвано тем, что продольная сила F на винтовой плоскости раскладывается на две взаимоперпендикулярные силы (рис. 5) – Fp и Fn.

Рис. 5. Взаимодействие продольной силы с наклонной плоскостью

Сила Fn нормальна к винтовой плоскости и взаимодействует на направляющую винтовую плоскость. То есть она задает прочность винтового соединения. Сила Fp направлена вдоль винтовой плоскости. Именно она стремится раскрутить соединение. Препятствием к раскручиванию является сила трения. При вибрационных нагрузках сила трения существенно ослабевает, что ведет к самопроизвольному раскручиванию. Такая же проблема возникает в накидных гайках обжимных фитингов. Именно поэтому их полагается время от времени довинчивать. На эффекте подобного взаимодействия винтовых плоскостей основана детская юла.

Сила, вызванная давлением рабочей среды, стремится вытолкнуть шток шарового крана из сальникового патрубка. Если шток вставлен изнутри, эту выталкивающую силу воспринимает буртик штока, опирающийся на корпус крана (рис. 6).

Рис. 6. Схема работы штока, вставленного изнутри корпуса

Когда шток вставлен снаружи, выталкивающую силу приходится воспринимать сальниковой гайке (рис. 7). Здесь и начинает проявляться «эффект юлы». Вибрации крана и знакопеременные температурные нагрузки приводят к самопроизвольному откручиванию сальниковой гайки и появлению течи. При отсутствии должного контроля гайка может частично выйти из резьбового зацепления. В этом случае, при малейшем скачке давления, оставшаяся в зацеплении часть резьбы будет смята, и шток будет выбит из крана.

Рис. 7. Схема работы штока, вставленного снаружи

Самым неудачным вариантом сальникового узла является такой, при котором опорный буртик штока смещен вверх и прижимается сальниковой гайкой (рис. 8). В этом случае, по замыслу конструкторов, сальниковая гайка одновременно выполняет функцию ограничителя хода штока и прижимного элемента для сальникового уплотнителя. Кроме возможного выбивания штока по описанной ранее схеме в данной конструкции добавляется опасность полного заклинивания шара штоком. Это может произойти уже после нескольких поджатий сальниковой гайки.

Рис. 8. Схема работы штока со смещенным буртиком

Шаровой затвор

В большинстве внутридомовых латунных шаровых кранов шаровой затвор представляет собой действительно шар (рис. 9А). Ряд производителей для экономии материала делают снизу затвора круговую проточку (рис. 9Б). При этом в нижней части крана создается «отстойник», куда неизбежно будет скапливаться шлам рабочей среды. Если в кране с обычным шаром расстояние от поверхности затвора до стенки корпуса везде примерно одинаковое, то в шаре с проточкой появляется зона малых скоростей потока, что и приведет к осаждению нерастворимых частиц. Самые экономные фирмы превращают шар в квадрат, протачивая еще и его боковые стороны (рис. 9В). Последнее решение видится весьма неоднозначным, поскольку воздействие краёв боковых проточек на седельные кольца существенно сокращают срок службы уплотнителя.

Под флагом борьбы с пресловутой «сальмонеллой», западные производители в последнее время стали выпускать краны со сквозным отверстием в нижней части шарового затвора (рис. 9Г). Как это должно повлиять на жуткую бактерию пока непонятно, но то, что в этом случае сальниковый узел при открытом кране будет испытывать все «прелести» гидравлических ударов – можно утверждать точно.  

Рис. 9. Сечения шаровых затворов

В качестве седельных уплотнений большинства внутридомовых шаровых кранов используется тефлон (политетрафторэтилен, фторопласт, PTFE), имеющий упрощенную химическую формулу (CF₂-CF₂)n. Открытый в 30-е годы прошлого века в компании DuPont (Рой Планкетт), этот материал оказался необыкновенно скользким и термостойким. Первое время тефлон применялся только в военной и космической отраслях, однако по мере открытия новых технологий получения, он широко внедрился и в остальные сферы.

Изделия из тефлона получаются путем спекания и полимеризации тетрафторэтиленового порошка при температуре порядка 80 °С и давлении до 100 атм. Решающее влияние на физически, химические и механические характеристики тефлона оказывают добавляемые в него присадки. Прочность, твердость, пластичность, электропроводность, антифрикционность, термостойкость, химическая стойкость – этими и множеством других свойств можно варьировать в тефлоне, если использовать различные комбинации добавок (табл. 3).

Таблица 3. Влияние добавок на свойства тефлона

Как идеальный материал для сальниковых уплотнений шаровых кранов тефлон почти полностью вытеснил остальные материалы. Однако, рынок есть рынок, и в погоне за снижением себестоимости, отдельные производители находят различные лазейки, чтобы сэкономить на достаточно дорогостоящем, но качественном тефлоне.

Толщина тефлоновых колец в седлах крана может быть настолько мала, что при повышении температуры тефлон из кольца превратится в какую-то волнообразную фигуру, совершенно не способную выполнять свою уплотняющую функцию.

Чаще же всего встречаются уплотнительные элементы из тефлона дешевых марок. Их отличает заметная невооруженным глазом зернистость и шероховатость. Обладая слабыми антифрикционными свойствами и весьма низкой прочностью, такой тефлон служит недолго, так как выкрашивается под воздействием кромок шарового затвора.

Следует отметить, что тефлоновые седельные кольца при сборке должны получить строго определенное усилие предварительного обжатия. Рабочая кромка кольца при этом деформируется, принимая сферическую форму. В связи с этим, шаровой кран должен открываться и закрываться с приложением некоторого усилия. Если кран открывается совершенно свободно, это свидетельствует либо о недостаточном усилии предварительного обжатия, либо о том, что под седельные кольца установлены «демпферы» из эластомера. Такое решение резко снижает температурную стойкость и долговечность крана, т.к. эластомер с начальным весьма высоким напряжением резко теряет свои эксплуатационные свойства с течением времени.

Шаровой затвор постоянно находится под воздействием потока рабочей среды, в которой могут присутствовать нерастворимые абразивные частицы, «бомбардирующие» поверхность затвора (рис. 10).

Рис. 10. Шаровой затвор крана после года интенсивной эксплуатации

Для снижения такого воздействия поверхность затвора, как правило, имеет гальванопокрытие из хрома. Хром гораздо тверже никеля и прекрасно противостоит шламовым «атакам». Однако есть следующая тонкость: хром не может наноситься непосредственно на латунь шара, под ним должна присутствовать медная или никелевая подложка. Ее отсутствие резко снижает срок службы крана. При гальванизации хром в силу своей большой твердости осаждается островками, между которыми находится сеть микротрещин. В условиях электролита эти микротрещины заполняются продуктами коррозии слоя подложки (это медь или никель). Таким образом, получается монолитное прочное покрытие. При отсутствии подложки микротрещины остаются незаполненными, а защитное покрытие становится неполноценным.

В последнее время появились шаровые краны, имеющие тефлоновое покрытие шарового затвора. Даже кратковременная пробная эксплуатация таких кранов выявляет крайне низкую стойкость такого покрытия в условиях потока рабочей среды с механическими включениями (рис. 11).

Рис. 11. Шаровой затвор с тефлоновым покрытием

Ответственные элементы конструкции

Несмотря на свою кажущуюся простоту, шаровой кран имеет ряд конструктивных особенностей, о которых потребителю неплохо знать, чтобы выбрать такое изделие, которое прослужило бы долго и безотказно. Эти особенности показаны на продольном распиле большого полукорпуса шарового крана (рис. 12).

Рис. 12. Продольный распил полукорпуса крана.

Расстояния на рис. 12:

a – резьба, соединяющая два полукорпуса крана, должна иметь не менее трех ниток. Как правило, это метрическая резьба с шагом 1,25 мм;

b – длина присоединительной резьбы должна соответствовать требованиям ГОСТ 6527. Для кранов из горячепрессованной латуни допускается снижать нормативную длину резьбы на 10 %. В частности, для кранов с номинальным диаметром 1/2″ размер b должен составлять не менее 11 мм;

с – минимальная ширина буртика, ограничивающего заход присоединяемой трубы в муфтовый патрубок крана, определяется из расчета его на срез под воздействием силы, вызванной монтажным усилием ввинчивания.

B = K · Mз / (b · h · DN · σ_л),

где К – коэффициент запаса прочности по материалу, h – шаг присоединительной резьбы, м, Мз – момент завинчивания при монтаже, Н · м; DN – номинальный диаметр трубы, мм; σ_л– предел прочности латуни, МПа.

В случае несоблюдения этого размера, возможно смятие буртика и заклинивание шарового затвора.

Минимальная толщина стенки корпуса d для заявленного номинального давления (PN) должна быть не менее определенной по расчету:

Здесь Dк – наружный диаметр расчетного сечения корпуса крана, мм, σ_л – предел прочности латуни, МПа, К – коэффициент запаса прочности конструкции.

Регулирование потока шаровым краном

Шаровой кран относится к запорной арматуре, поэтому на него распространяется действия п. 4.44 СП 41-101: «Принимать запорную арматуру в качестве регулирующей не допускается». Большинство европейских производителей безоговорочно снимают гарантию со своих кранов, если будет доказано, что ими пытались регулировать количество проходящей рабочей среды. Дело в том, что современные шаровые краны имеют весьма тонкую стенку корпуса. Она способно выдержать заявленные в паспорте давления и температуру, но противостоять длительному воздействию абразивных частиц дросселированного потока и кавитации не в состоянии (рис. 13). Именно эти явления проявляются при попытках использовать шаровой кран в качестве регулирующего органа.

Рис. 13. Регулирование потока шаровым краном

Крепление рукоятки

Даже такая незначительная конструктивная особенность, как способ крепления рукоятки шарового крана, может сказаться на его долговечности и безопасной эксплуатации.

На рис. 14 представлены наиболее распространенные конструктивные решения этого узла.

Рис. 14. Узлы крепления рукоятки шарового крана

Самым надежным является узел с самоконтрящейся гайкой (рис. 14В). Интегрированное в гайку полиэтиленовое кольцо с внутренним диаметром, меньшим диаметра штока, предотвращает самопроизвольное откручивание гайки в результате продольных усилий и вибрации трубопровода. Крепление рукоятки обычной гайкой (рис. 14Б) требует обслуживания: время от времени гайку приходится подтягивать. Слабая затяжка гайки превращает рукоятку в рычаг, которым можно сломать шток. Наименее удачным является узел, в котором рукоятка крепится винтом. Внутренняя продольная резьба в штоке значительно ослабляет его. К тому же винт в условиях влажного режима эксплуатации быстро ломается, т.к. его живое сечение (по резьбе) чрезвычайно мало (рис. 15).

Рис. 15. Излом штока по внутренней резьбе

Разнообразие шаровых кранов

Компании, производящие шаровые краны для внутренних инженерных систем, обычно имеют несколько серий кранов, каждая из которых предназначена для строго определенных условий эксплуатации. В табл. 4 приводится перечень типов шаровых кранов торговой марки VALTEC, которые уже более 10 лет успешно эксплуатируются в России.

Таблица 4. Серии шаровых кранов VALTEC

C полным ассортиментом, подробными описаниями и техническими характеристиками шаровых кранов VALTEC можно познакомиться в каталоге. 

Автор: В.И. Поляков

© Правообладатель ООО «Веста Регионы», 2010

Все авторские права защищены. При копировании статьи ссылка на правообладателя
и/или на сайт www.valtec.ru обязательна.

Шаровые краны – принцип конструкции, разновидности и технические характеристики

Шаровые краны – принцип конструкции, разновидности и технические характеристики

Шаровые краны – принцип конструкции, разновидности и технические характеристики

Шаровые краны — это трубопроводные арматурные элементы, которые одновременно могут выполнять функцию запирающего, а также регулирующего устройства. Шаровой кран является самым современным и наиболее часто используемым прогрессивным типом трубопроводной арматуры.

Принцип работы шарового крана

Шаровой кран имеет простую конструкцию, которая за 100 лет своего существования уже не единожды преобразовывалась и модернизировалась. До тех пор, пока не были синтезированы фторопласт и искусственный каучук, шаровые краны не были так эффективны и герметичны, как современные их прототипы. Сегодня такой кран можно абсолютно герметично закрыть, не прикладывая при этом много усилий.

Шаровой кран получил свое название благодаря тому, что важным элементом его конструкции является шар — пробка, имеющая форму сферы. Шар выполняет функцию подвижного затвора. Для того чтобы открыть шаровой кран проходного типа необходимо шар провернуть на 90 градусов. На шаре есть отверстие, диаметр которого равен диаметру трубопровода.

Важные преимущества шаровых кранов:

• обеспечивают высокую герметичность закрытия;




• элементарная конструкция, легкая в управлении;




• имеет компактную форму;




• удобен и легок в управлении;

Существуют шаровые краны, которые могут управляться с помощью механизированного привода, либо вручную.

Строение шарового крана

Основными элементами шарового крана является корпус; затвор, имеющий форму шаровой пробки; рукоятка, с помощью которой регулируется работа крана; седла, которые имеют форму уплотнительных колец; шпиндель, который усилие от рукоятки передает затвору.

Существуют два вида шаровых кранов, которые отличаются друг от друга особенностями конструкции:

• Шаровые краны, в конструкцию которых входят плавающий шар. Шаровая пробка в таком кране жестко не связана со шпинделем, а свободно перемещается под давлением среды.




• Шаровые краны, в конструкцию которых входит шар на опорах. В таких кранах пробка находится и двигается на опорах

Обратите внимание на то, что выбрать и приобрести шаровые краны Вы можете на официальном сайте компании «Инвестстрой». Весь товар сертифицирован. Оформить заказ Вы можете, написав или позвонив нам.

Возврат к списку



11б27п1: Технические характеристики | ООО «Фитинг-техкомплект»

Краны латунные > Краны шаровые латунные муфтовые 11б27п1. Ду 15-100.

11б27п1 — цена

Важно: 11б27п1 — на воду! 11б27п — на газ!

На складе ООО «Фитинг-техкомплект» всегда в наличии латунные муфтовые шаровые краны 11б27п1 Ду15-Ду100. Шаровые краны 11Б27п1 на практике доказали свою надежность и универсальность при установке на трубопроводах в качестве запорного устройства для полного перекрытия потока рабочей среды: воды, пара, самосмазывающих жидкостей с температурой до +150°С.

«Фитинг-Техкомплект» предлагает к продаже шаровые краны (как производства Россия, так и производства Китай), которые пользуются в настоящее время повышенным спросом, благодаря своей высокой герметичности и удобству в эксплуатации.

11б27п1 Технические характеристики:

Конструкция кранов проста и надежна, соответствует ГОСТ 12.2.063-81, ГОСТ 21345-78, ГОСТ 9544-93, ГОСТ 356-80 (сертификат соответствия № РОСС RU.АЯ21.В18061 от 24.07.2009) и имеет следующие особенности:

● корпус изготовлен из высококачественной латуни (ЛЦ40Сд по ГОСТ 17711-93) методом горячей объемной штамповки, что гарантирует отсутствие газовых раковин;
● для обеспечения герметичности крана (по классу А ГОСТ 9544-93) шаровая вставка плотно посажена между тефлоновыми седлами;
● регулировочная гайка под ручкой крана позволяет поджимать сальниковое уплотнение.

Краны шаровые муфтовые 11б27п1

Модельный ряд 11Б27П1 для Ру-1,6 МПа
по типу присоединения к трубопроводу:

муфта- муфта DN 15÷100;
муфта- резьба DN 15÷20;
американка DN 15÷25.

Управление краном ручное. Рукоятка выполнена в виде рычага красного цвета. Установочное положение на трубопроводе– любое.

Габаритно-массовые и присоединительные размеры 11б27п1:

• DN – условный проход;
• D – присоединительная трубная цилиндрическая резьба;
• H – строительная высота;
• B – строительная длина;
• h2 – длина рычага

Краны шаровые муфтовые 11Б27П1 — надежный и долговечный запорный элемент в системах водоснабжения различных предприятий промышленности, жилищно-коммунальных хозяйств, коттеджей и частных домов.

Каковы характеристики шаровых кранов?

Каковы характеристики шаровых кранов? *

Шаровые краны

, как и предыдущая статья о пробковых клапанах, представляют собой четвертьоборотный стопорный клапан.

Наиболее распространенная конструкция, которая используется, представляет собой шар, который вращается между двумя круглыми седлами, которые обычно изготавливаются из какого-либо типа ПТФЭ, сополимера или другого упругого пластика. Когда шаровой кран этого типа находится в открытом положении, среда протекает через отверстие в шаре, а когда он закрыт, поток полностью блокируется.Шаровые краны часто используются для двухпозиционного режима (изоляции) и подходят для двунаправленного потока.

Существует два типа шаровых кранов: шаровые краны с плавающей запятой и шаровые краны на цапфе.

Краны с плавающим шаром

Плавающие шаровые краны

оснащены шаром, который плавает между двумя седлами и использует давление в трубопроводе, чтобы толкать шар вниз по потоку для принудительного закрытия. Характеристики клапана с плавающим шаром включают:

• Без нижнего штока, что обеспечивает экономию при строительстве
• Относительно небольшой диапазон размеров, обычно от 1/2 ″ — 12 ″
• Герметичность посредством шара на седле
• Низкий рабочий крутящий момент
• Только последующее уплотнение

Плавающие шаровые краны обеспечивают плотную посадку с низким крутящим моментом, при этом они хорошо подходят для многоходовых применений.

Также существует множество конфигураций шарового крана: с одним фланцем, с двумя фланцами, с двумя резьбовыми и трехкомпонентными резьбовыми соединениями.

Кроме того, плавающие шаровые краны имеют различную конструкцию седла и штока.

Шаровые краны на цапфе

Шаровой кран с цапфой использует цапфу или нижний шток для поддержки шара внутри корпуса клапана. Характеристики шарового крана на цапфе:

• Шарик фиксированный, не плавает
• Шар центрируется штоком вверху и цапфой внизу
• Уплотнение образовано седлами, движущимися по направлению к шару
• Более сложный, чем шаровые краны с плавающей запятой

Шаровой кран на цапфе состоит из следующих основных компонентов.Корпус, шар, седло / седло в сборе, верхний шток, цапфа и концевые соединения. Эти клапаны часто поставляются с фланцами или под приварку.

Преимущества шаровых кранов с цапфой:

• Нет ограничений по размеру для использования шаровых кранов на цапфе
• Цапфа выдерживает вес более крупных шаров
• Может использоваться в приложениях с более высоким давлением
• Седло движется к шару
• Снижение крутящего момента и затрат на срабатывание
• Простота эксплуатации
• Возможности двойной блокировки и выпуска воздуха

Конструкция седла на цапфе изготавливается за одну операцию, в ходе которой обрабатывается металлический держатель / фиксатор седла, к которому добавляется вставка седла.В некоторых конфигурациях вставка седла затем фиксируется на месте путем вкатывания кромки седла в канавку вставки, что обеспечивает чрезвычайно надежное уплотнение.

Приложения

Шаровые краны

используются в различных областях, включая, помимо прочего:

• Турбинные салазки
• Блок компрессора
• Генератор салазок
• Сепараторные салазки
• Промысловые газовые установки
• Заводы по производству сырой нефти
• Линии подачи газа
• Полимерные заводы
• Приложения для автоматизированных процессов
• Промышленные газоперерабатывающие заводы
• Заводы СПГ
• Переработка углеводородов
• Нефтебазы
• Линии сырья для НПЗ

Setpoint Integrated Solutions включает в себя разнообразные шаровые краны с плавающей опорой и шаровые краны на цапфах, доступные от ведущих OEM-партнеров.Свяжитесь с нами сегодня.

* Этот пост был адаптирован из материалов, созданных VMA на их курсе Valve Basics Course, который можно найти здесь.

Управление потоком с помощью шаровых кранов

Шаровые краны

имеют ряд преимуществ по сравнению с шаровыми кранами: лучший диапазон регулирования, диапазон регулирования, корпуса с более высоким давлением, более высокая пропускная способность, утечка 0% и, как правило, более низкая стоимость.

Диапазон изменения — это полезный расход через клапан, деленный на минимальный полезный расход. Проходные клапаны, используемые в индустрии HVAC, обычно варьируются от 50: 1 для 6 дюймов до 4: 1 для 1/2 дюйма.Шаровые краны все примерно 350: 1.

Диапазон изменения — такое же отношение, как и диапазон регулирования, за исключением того, что клапан установлен в системе с приводом и управляющим сигналом. Коэффициент диапазона изменения — это термин, который чаще всего используется для описания возможностей клапана.

Шаровой клапан с пневматическим приводом имеет диапазон изменения примерно 10: 1. Установка позиционера улучшает коэффициент диапазона примерно до 15: 1. Для управления технологическим процессом доступны специальные позиционеры, которые значительно улучшают диапазон регулирования, но они очень дороги.

Электрические приводы на шаровых клапанах имеют типичное отношение диапазона изменения 15: 1, даже для клапана с внутренним диапазоном изменения 40: 1. Эти соотношения зависят от производителя, но являются типичными для реальных результатов.

Когда шаровой клапан начинает открываться, он всегда будет открываться, а не плавно двигаться. Чтобы преодолеть сцепление и внутреннее сопротивление, приводу требуется большее движение, чем требуется для малого расхода. Проходные клапаны установлены так, что поток стремится открыть седло.Как только поток устанавливается, давление давит на седло, шток поднимается, и происходит больший поток, чем необходимо. Есть зона путешествий, где при открытии приходится около 10% рейтинга CV.

Шаровые краны не имеют такого скачка. Вращение медленное, используется зубчатая рейка и шестерня, тенденция потока заключается в закрытии шара и высокое сопротивление уплотнения — все это способствует плавному вращению без скачков, что приводит к диапазону изменения от 160: 1 до 400: 1, в зависимости от качество приводов, клапанов и сигналов.Минимальный расход полностью регулируется в условиях частичной нагрузки. Шаровые краны с приводами Belimo исключительно хороши в управлении и полностью используют управляющий сигнал.

На Рисунке 1 показаны идеальные внутренние характеристики клапана.

Рисунок 1.

Шаровой кран можно охарактеризовать как равнопроцентный клапан.

Другие характеристики типичного шарового клапана — это номинальное значение 400 фунтов на кв. Дюйм при температуре 200 ° F для стандартного клапана с бронзовым корпусом. Шаровые краны имеют допустимое значение перепада давления 100 фунтов на кв. Дюйм (проверка на кавитацию при повышенном давлении).

Следует использовать только шаровые краны с шариками и штоком из нержавеющей стали. Это особенно важно в ситуациях с регулирующим клапаном.

Проблемы с бронзовыми хромированными шарами и бронзовыми штоками:

• Хромирование стирается, царапая тефлоновые седла, что приводит к утечкам.

• Агрессивная вода разъедает хромирование.

• Между шаром и штоком имеется слабое место, которое будет изнашиваться и создавать неровности и, наконец, полный отказ.

С шариком и штоком из нержавеющей стали тефлон фактически проникает в поры нержавеющей стали, образуя хорошую поверхность скольжения и уплотнение. Шаровой кран с шаром и штоком из нержавеющей стали должен прослужить более 20 лет, даже в режиме регулирования. Бронзовые шаровые и стержневые клапаны всего на 5-10% дешевле, чем шаровые и стержневые клапаны из нержавеющей стали, и если учесть, что сравнительный шаровой клапан на 30% больше, нет причин использовать бронзовые шаровые и стержневые клапаны.

В «межсезонье» клапаны имеют тенденцию заклинивать.Например, клапаны в системе отопления, которая простаивает в летние месяцы. Если привод клапана был рассчитан на небольшой запасной крутящий момент или без него, клапан может не работать после длительного периода простоя. Рекомендуется подавать дополнительный крутящий момент на 25% сверх необходимого для управления дополнительным крутящим моментом отрыва. Также рекомендуется периодически проверять этот клапан во время простоя. Это легко сделать с помощью шарового крана с приводом, используя ручную рукоятку, которой он оснащен.Конечно, ручная ручка удобна и в аварийной ситуации. Все это без дополнительных затрат.

В литературе большинства производителей шаровых клапанов отсутствуют подробные сведения о том, что происходит с клапанами в реальных условиях эксплуатации. Они имеют дело только с теорией. Предполагается, что каталог CV клапана представляет собой среднее значение трех экспериментальных результатов при различных DP. Независимые испытания показали, что клапаны с одинаковым номинальным значением CV от разных производителей будут отличаться фактической производительностью и расходом — даже у одного производителя! (См. Рисунок 2.)

Рисунок 2.

Из-за большого полностью открытого водного пути и возможности поворота шарового клапана он гораздо менее подвержен появлению фантомных CV.

Характеристическая кривая шарового клапана будет двигаться вверх по мере увеличения DP из-за закрытия клапана. При небольшом движении штока поток больше, чем показывает диаграмма. Равнопроцентная характеристика шарового крана при установке приближается к линейному потоку; на рисунке 3 показано, что происходит.

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Это приятный бонус в виде отличного контроля. Характерная форма кривой, открывающейся против потока, обычно сильно отличается от закрывающейся против потока для шарового клапана.

Это не относится к симметричным клапанам, таким как шаровые краны.

CV клапана (в технических характеристиках) представляет собой трубу, равную диаметру клапана, с длинными (не менее 10 диаметров трубы) прямыми трубопроводами с обеих сторон клапана.

Как обсуждалось в Info-Tec 13, эффективный CV меньше, когда размер клапана «уменьшается» по сравнению с размером трубы, в которой он будет установлен.Величина снижения CV больше для шаровых кранов и дисковых затворов, чем для шаровых кранов. Этот поправочный коэффициент трубопровода (FP) варьируется. Как правило, производители технологических клапанов имеют таблицы FP для своих клапанов, а производители клапанов HVAC — нет. (См. Info-Tec 13 для обсуждения FP.) Колена возле клапана изменяют кривые CV и потока. Между клапаном и любым другим компонентом должно оставаться не менее 10 диаметров прямой трубы.

В 90% случаев шаровой регулирующий клапан будет превосходным продуктом во всех отношениях.Нижеследующее краткое изложение подчеркивает превосходство шаровых кранов над шаровыми кранами.

Шаровые краны Apollo с приводами Belimo стоят от 2/3 до 1/2 стоимости шаровых кранов с зубчатой ​​передачей или гидравлическими приводами. Стоимость установки снижается, так как устраняются проблемы со сцеплением и перемещением.

• Номинальное давление корпуса 600 фунтов на кв. Дюйм для двухходовых клапанов, 300 фунтов на кв. Дюйм для трехходовых клапанов

• Более высокое номинальное давление закрытия, чем у шаровых кранов

• Отсутствие утечки при полностью закрытом состоянии (шаровые краны протекают на 1/2% от CV в новом состоянии!)

• Коэффициент диапазона изменения установлен до 250: 1 с приводом Belimo (средний шар, 15: 1.Это может быть очень важной особенностью, когда регулирующий клапан имеет слишком большой размер, как и большинство клапанов)

• Вращение шара самоочищает уплотнительную поверхность

• Большой рейтинг CV для труб определенного диаметра

• Тефлоновые уплотнения, пропитанные стекловолокном, входят в стандартную комплектацию.

• Шарик и шток из нержавеющей стали выдерживают жесткие условия. Самым слабым местом шарового крана является соединение между шаром и штоком. Использование нержавеющей стали позволяет избежать износа швов и неряшливости даже после 20 лет плавного использования.

• Приводы Belimo без возвратной пружины имеют выключатель сцепления для использования ручной рукоятки, входящей в стандартную комплектацию.

Контроль пара требует соблюдения некоторых мер предосторожности. Приводы могут быть повреждены из-за высоких температур окружающей среды. Требуются специальные паровые соединения с термическими разделителями, поставляемые Dodge Engineering Company. Клапан должен быть наклонен так, чтобы привод находился под углом от 45 до 90 градусов относительно вертикального положения, чтобы обеспечить охлаждение потоком окружающего воздуха.

Эрозия шара или корпуса происходит из-за некачественного пара (влажный пар в отличие от сухого пара), и поэтому DP следует поддерживать на уровне не более 30 фунтов на квадратный дюйм.даже с шариком и штоком из нержавеющей стали. Для пара следует рассматривать корпуса из нержавеющей стали. Следует использовать фильтры.

В HVAC использование шарового клапана для управления паровым змеевиком — отличный выбор. Когда клапан открывается впервые, перепад давления высокий, в результате чего клапан имеет установленную линейную характеристику. Естественная реакция парового змеевика линейна. В результате получается идеальное сочетание для отличного контроля.

Итак, почему шаровые краны по-прежнему доминируют на рынке, когда шаровые краны стоят меньше и имеют намного лучшие характеристики? Виноваты и образованность, и инертность.Подрядчики и инженеры по спецификации просто привыкли к использованию запорных клапанов. Шаровые краны существуют намного дольше шаровых кранов. Шаровые краны были впервые применены в сфере управления технологическими процессами в начале 1950-х годов и были дорогими. Теперь, с недавним внедрением высококачественных приводов, таких как Belimo, и надлежащего соединения, пакет шаровых кранов обеспечивает более высокое качество при меньших затратах, чем шаровые краны, для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и управления технологическими процессами.

Регулирующий клапан

: шаровой клапан с V-образным управлением

Герметичный запорный клапан и прецизионный регулирующий клапан, объединенные в одном.

Стандартные шаровые краны с круглыми отверстиями использовались и продолжают использоваться для многих регулирующих приложений, таких как услуги, связанные с умеренными перепадами давления.Теперь, с разработкой характерных для Flow-Tek V-образных шариков, доступен полный спектр приложений управления с превосходным контролем потока. Эти регулирующие шаровые краны на 1/4 оборота более компактны, легче и намного дешевле, чем шаровые краны аналогичного размера и сегментированные регулирующие клапаны, предлагаемые другими компаниями. Регулирующие клапаны Flow-Tek обеспечивают быстрое реагирование на управляющие сигналы благодаря усовершенствованному цифровому управлению срабатыванием и сильным сторонам шаровых кранов. Эти клапаны превосходят класс VI, обеспечивая герметичное перекрытие с нулевой утечкой.Другие особенности включают превосходный диапазон и повторяемость, высокую пропускную способность, способность работать с жидкостями, содержащими твердые частицы и волокна, простоту обслуживания и исключительный интерфейс с ПЛК и компьютерными командными сигналами. Высококачественные пневматические и электрические приводы Flow-Tek очень надежны и эффективны.

Повышенный линейный отклик

Благодаря линейной конструкции, присущей характерным регулирующим шаровым клапанам, линейная среда течет линейно через систему трубопроводов.Прямой шаблон обеспечивает улучшенный контроль над носителями и быстрое время отклика на команды контроллера.

Исключительное управление с характеристиками

Шарики с характеристиками

Flow-Tek обеспечивают предсказуемое и точное управление расходом на выходе. Эти шарики с прецизионной нарезкой соответствуют характеристикам управления шаровых кранов, предлагая при этом экономичность, характеристики и уменьшенный размер и вес шаровых кранов. Flow-Tek предлагает широкий ассортимент шаров с V-образным и шлицевым отверстиями. Стандартные шары и пример нестандартного мяча показаны выше.Шарики 90 ° и 60 °, как и стандартные шары с круглым отверстием, обладают равнопроцентной характеристикой потока. Шарик с прорезями и шар с V-образным портом и небольшим угловым отверстием, например шар 15 °, обеспечивают линейную характеристику потока. среднеугловые клапаны с V-образным отверстием, такие как шар 30 °, имеют модифицированную равнопроцентную характеристику потока. Также доступны специальные порты, отвечающие особым требованиям управления. Разработанный с учетом гибкости условий процесса, характеристики Cv и регулирования легко меняются путем простой замены шара.

Большой диапазон регулирования

Характеризованный шар обеспечивает регулируемые характеристики потока от почти закрытого до полностью открытого положения клапана. Хотя тип порта и размер клапана влияют на диапазон регулирования, шарики, описанные Flow-Tek, имеют минимальный диапазон изменения 200: 1 и может превышать 800: 1. Скорость потока хорошо воспроизводится в нормальном диапазоне хода от 20% до 80%.

Высокая пропускная способность

Регулирующие шаровые краны Flow-Tek были разработаны для обеспечения максимальных характеристик потока, которые значительно выше, чем у шаровых кранов аналогичного размера.Характерная для шаровых кранов схема потока увеличивает скорость потока, и во многих случаях могут использоваться клапаны, размер которых меньше размера трубопровода. Самоочищающееся действие шара относительно седла делает шаровой клапан пригодным для работы с суспензией и средами с высоким содержанием волокна.

Перепады высокого давления

Разработанные, чтобы выдерживать высокие перепады давления и при этом обеспечивать работу без утечек, серия V-Control обеспечивает точность управления, требуемую в современной обрабатывающей промышленности. Предел δP для жидкостей составляет до 500 фунтов на квадратный дюйм, а для пара — до 300 фунтов на квадратный дюйм.Проконсультируйтесь с заводом или вашим дистрибьютором для получения информации о размерах регулирующего клапана и ограничениях перепада давления.

Двунаправленная герметичная запорная арматура

Шаровые краны серии V-Control обеспечивают двунаправленную герметичную отсечку класса VI в соответствии со стандартами FCI 70-2.

Обзор и характеристики шаровых кранов

Шаровой кран открывается поворотом ручки, прикрепленной к шару внутри клапана.Шар имеет отверстие или порт в середине, так что, когда порт находится на одной линии с обоими концами клапана, будет происходить поток. Когда клапан закрыт, отверстие перпендикулярно концам клапана, и поток блокируется. Шаровой кран был разработан на основе пробкового клапана, поэтому его также называют пробковым клапаном шарового типа. Шар, который может совершать четверть оборота (90 °) вокруг оси вращения, является переключателем включения / выключения шарового клапана.
Шаровые краны в трубопроводе используются для резки, распределения и изменения направления потока жидкости.Если бы отверстие было спроектировано V-образным, оно также могло бы превосходно регулировать поток. Шаровые краны, которым требуется небольшое вращающее усилие и поворот на четверть, можно плотно закрыть. Полностью равный просвет обеспечивает меньшее сопротивление «зеленому проходу». Шаровой кран имеет преимущества не только простоты конструкции системы и хороших характеристик уплотнения, но и меньшего размера, меньшего веса, меньшего количества материала, меньшего размера, меньшего крутящего момента, легкости в эксплуатации, легкости ремонта, может применяться. к обычным средам, таким как вода, растворитель, кислота и природный газ.Его по-прежнему можно использовать в плохих рабочих условиях, таких как кислород, перекись водорода, метан, этилен и т. Д. Корпус шаровых кранов может быть цельным или сборным.
Шаровой кран — это новый тип клапана, представленный в 1950 году. За короткий промежуток 30 лет он стал самым быстрорастущим клапаном, особенно в США, Германии, Японии, Франции, Италии, Испании, Великобритании и других странах. индустриально развитая страна. Шаровые краны широко используются, потребность в количестве все еще растет, и текущая тенденция заключается в разработке клапанов для высоких температур, высокого давления, большого калибра, высокой герметичности, длительного срока службы, отличных регулирующих характеристик и многофункциональных клапанов.Надежность и другие показатели производительности достигли сопоставимого высокого уровня, а шаровые краны частично заменили задвижки, шаровые краны и дроссельные заслонки. Благодаря выдающимся преимуществам шаровых кранов они широко используются в аэрокосмической, нефтяной, магистральной, легкой и пищевой промышленности, строительстве и т. Д.

(1) Гидравлическое сопротивление равно нулю
Обычно шаровой кран имеет 2 типа конструкций: RP (уменьшенное отверстие) и FP (полное отверстие).Гидравлическое сопротивление обеих структур очень мало.
Диаметр канала равен внутреннему диаметру трубы, потеря местного сопротивления также равна сопротивлению трения трубы, поэтому модель с полным отверстием, также называемая полнопоточным, представляет собой шаровой кран с минимальным гидравлическим сопротивлением. В системе запуска и испытания ракет требовалось, чтобы сопротивление трубы было чем меньше, тем лучше. Есть два способа уменьшить сопротивление системы: во-первых, уменьшить скорость жидкости, что может быть достигнуто за счет увеличения диаметра канала и полного отверстия клапана, но это может оказать негативное влияние на трубопровод. система, особенно тип низкотемпературной системы доставки (водород).Второй — уменьшить местное сопротивление, поэтому шаровой кран становится лучшим выбором.
(2) Простое и быстрое открытие-закрытие
В нормальных условиях шаровые краны могут легко и быстро завершить операцию открытия-закрытия на четверть оборота (90 °). Для использования в системе автоматизации испытательной платформы время открытия-закрытия ограничено в пределах 0,05 ~ 0,1 с. Быстрое открытие-закрытие, отсутствие шока при работе.
(3) Превосходное уплотнение
В настоящее время подавляющее большинство седел шарового клапана изготавливается из гибких материалов, таких как ПТЭФ, пары уплотнений, объединенные металлическими и неметаллическими материалами, называемые мягкими уплотнениями.Как правило, легко убедиться в герметичности мягкого уплотнения, более того, требования к точности обработки и шероховатости поверхности уплотнения невысоки.
(4) Длительный срок службы
Благодаря хорошей самосмазке ПТФЭ, небольшому трению с шаром, усовершенствованию технологии обработки шариков, уменьшению шероховатости срок службы шарового крана был значительно увеличен. Он сообщил, что в результате испытания на срок службы, проведенного компанией W-K-M из США, количество переключателей может быть более 100 000 раз.
(5) Основная причина высокой надежности
① Шар и часть парного уплотнения седла не будут связаны с механическим истиранием, без сильного износа и разрывов и не будут заблокированы в рабочее время (при отсутствии смазки), поэтому он надежно применяется с агрессивными средами и жидкостями с низкой температурой кипения;
② Встроенная конструкция штока может исключить возможные аварии, связанные с вылетом штока, вызванным ослаблением уплотнения под давлением жидкости.
③ Шаровой кран с антистатической, огнестойкой структурой может применяться для транспортировки нефти, природного газа, газопровода
(6) Корпус клапана с гладким каналом больше подходит для транспортировки вязкой жидкости, серозной, а также твердые частицы.
(7) Он не будет заблокирован (при отсутствии смазки) в рабочее время, поэтому его можно надежно применять с агрессивной средой и жидкостью с низкой температурой кипения.
(8) Управление открытием-закрытием шарового клапана может определять автоматическое положение и выдерживать высокий перепад давления при закрытии.
(9) В широком диапазоне давлений и температур можно получить полностью двустороннее уплотнение.
(10) При полностью открытом или полностью закрытом положении уплотнение шара и седла изолируют среду, поэтому среда, проходящая с высокой скоростью, не вызовет эрозии уплотнения.
(11) Клапан компактной конструкции, легкий вес, может считаться наиболее идеальным выбором в системе с низкотемпературной средой.
(12) Симметрия корпуса клапана, особенно сварная конструкция, способна выдерживать нагрузку от трубопровода.
(13) Полностью сварные шаровые краны можно закапывать под землю; Облицовка не подвергнется коррозии, поэтому максимальный срок службы может достигать 30 лет. Этот тип шаровых кранов является лучшим выбором для трубопроводов нефти и природного газа.

Характеристики регулирующего клапана

| Спиракс Сарко

Примеры этих и присущих им характеристик показаны на рисунках 6.5.1 и 6.5.2.

Характеристика быстрого открывания

Плунжер клапана с быстрым открытием дает большое изменение расхода при небольшом подъеме клапана из закрытого положения. Например, подъем клапана на 50% может привести к площади проходного отверстия и расходу до 90% от его максимального потенциала.

Клапан, использующий этот тип заглушки, иногда упоминается как имеющий характеристику «вкл. / Выкл.».

В отличие от линейных и равнопроцентных характеристик, точная форма кривой быстрого открытия не определяется стандартами.Следовательно, два клапана, один из которых обеспечивает расход 80% при подъеме на 50%, а другой — поток 90% при подъеме 60%, можно рассматривать как имеющие характеристики быстрого открытия.

Быстро открывающиеся клапаны, как правило, имеют электрический или пневматический привод и используются для управления «включение / выключение».

Регулирующий клапан автоматического действия обычно имеет форму заглушки, аналогичную быстро открывающейся заглушке на Рисунке 6.5.1. Положение заглушки реагирует на изменения давления жидкости или пара в системе управления. Перемещение плунжера клапана этого типа может быть чрезвычайно малым по сравнению с небольшими изменениями в контролируемом состоянии, и, следовательно, клапан имеет по своей сути большой диапазон регулирования.Таким образом, плунжер клапана способен воспроизводить небольшие изменения расхода, и его не следует рассматривать как регулирующий клапан с быстрым открытием.

Линейная характеристика

Плунжер клапана с линейной характеристикой имеет такую ​​форму, что скорость потока прямо пропорциональна высоте подъема клапана (H) при постоянном перепаде давления. Линейный клапан достигает этого за счет наличия линейной зависимости между подъемом клапана и площадью проходного отверстия (см. Рисунок 6.5.3).

Например, при подъеме клапана 40% размер отверстия 40% позволяет пройти 40% полного потока.

Равнопроцентная характеристика (или логарифмическая характеристика)

Эти клапаны имеют форму плунжера клапана, так что каждое приращение подъема клапана увеличивает расход на определенный процент от предыдущего расхода. Связь между подъемом клапана и размером отверстия (и, следовательно, расходом) не линейная, а логарифмическая и математически выражается в уравнении 6.5.1:

.

Пример 6.5.1

Максимальный расход через регулирующий клапан с равнопроцентной характеристикой составляет 10 м³ / ч.Если клапан имеет диапазон изменения 50: 1 и подвергается воздействию постоянного перепада давления, используя уравнение 6.5.1, какое количество будет проходить через клапан с подъемом 40%, 50% и 60% соответственно?

Увеличение объемного расхода через этот тип регулирующего клапана увеличивается на равный процент за одинаковое приращение движения клапана:

• Когда клапан открыт на 50%, он будет пропускать 1,414 м³ / ч, что на 48% больше по сравнению с расходом 0,956 м³ / ч, когда клапан открыт на 40%.
• Когда клапан открыт на 60%, он будет пропускать 2,091 м³ / ч, что на 48% больше по сравнению с расходом 1,414 м³ / ч, когда клапан открыт на 50%.

Видно, что (при постоянном перепаде давления) для любого увеличения подъема клапана на 10% происходит увеличение расхода через регулирующий клапан на 48%. Это всегда будет иметь место для равнопроцентного клапана с диапазоном изменения 50. Для интереса, если клапан имеет диапазон изменения 100, инкрементное увеличение расхода для 10% изменения подъема клапана составляет 58%.

В таблице 6.5.1 показано, как изменение расхода изменяется в диапазоне подъема клапана для равнопроцентного клапана в примере 6.5.1 с диапазоном изменения 50 и постоянным перепадом давления.

Иногда используются некоторые другие характеристики клапана, такие как параболическая, модифицированная линейная или гиперболическая, но наиболее распространенными типами на производстве являются быстро открывающиеся, линейные и равнопроцентные.

Согласование характеристики клапана с установочной характеристикой

Каждое приложение будет иметь уникальную характеристику установки, которая связывает поток жидкости с потребностью в тепле.Перепад давления на клапане, регулирующем поток теплоносителя, также может изменяться:

• В водяных системах характеристика насоса означает, что по мере уменьшения расхода давление на входе клапана увеличивается (см. Пример 6.5.2 и Модуль 6.3).
• В системах контроля температуры пара падение давления на регулирующем клапане намеренно изменяется для удовлетворения необходимой тепловой нагрузки.

Характеристики регулирующего клапана, выбранного для применения, должны обеспечивать прямую взаимосвязь между открытием клапана и расходом на максимально возможной длине хода клапана.

В этом разделе будут рассмотрены различные варианты характеристик клапана для управления водяными и паровыми системами. Обычно линейные клапаны используются для водных систем, в то время как паровые системы, как правило, работают лучше с равным процентным соотношением клапанов.

1. Система водяного отопления с трехходовым клапаном

В водных системах, где постоянный расход воды смешивается или отводится трехходовым клапаном в сбалансированный контур, потеря давления на клапане поддерживается как можно более стабильной для поддержания баланса в системе .

Заключение
— Лучшим выбором в этих приложениях обычно является клапан с линейной характеристикой. Из-за этого установленные и собственные характеристики всегда схожи и линейны, и коэффициент усиления в контуре управления будет ограничен.

2. Система контроля уровня котловой воды — водопровод с двухходовым клапаном
клапан двухходовой клапан

В системах этого типа (пример показан на рисунке 6.5.6), где двухходовой регулирующий клапан питательной воды изменяет расход воды, перепад давления на регулирующем клапане будет изменяться в зависимости от расхода.Это изменение вызвано:

• Характеристика насоса. По мере уменьшения расхода увеличивается перепад давления между насосом и котлом (это явление более подробно обсуждается в Модуле 6.3).
• Сопротивление трения трубопровода изменяется в зависимости от расхода. Напор, потерянный на трение, пропорционален квадрату скорости. (Этот феномен более подробно обсуждается в Модуле 6.3).
• Давление в котле будет изменяться в зависимости от нагрузки пара, типа системы управления горелкой и режима ее управления.

Пример 6.5.2 Выберите и размер клапана питательной воды, показанный на Рисунке 6.5.6

В упрощенном примере (который предполагает постоянное давление в котле и постоянные потери на трение в трубопроводе) котел рассчитан на производство 10 тонн пара в час. Рабочие характеристики питательного насоса котла приведены в таблице 6.5.2 вместе с результирующим перепадом давления (ΔP) на клапане питательной воды при различных расходах при максимальном требуемом потоке питательной воды 10 м³ / ч и ниже.

Примечание: Клапан ΔP представляет собой разницу между давлением нагнетания насоса и постоянным давлением котла 10 бар изб. Обратите внимание, что давление нагнетания насоса будет падать по мере увеличения расхода питательной воды. Это означает, что давление воды перед клапаном питательной воды также падает с увеличением расхода, что влияет на соотношение между падением давления и расходом через клапан.

Из таблицы 6.5.2 можно определить, что падение давления нагнетания насоса составляет около 26% от холостого хода до полной нагрузки, но падение перепада давления на клапане питательной воды намного больше и составляет 72%.Если падающий перепад давления на клапане не принимается во внимание при выборе размера клапана, размер клапана может быть заниженным.

Как описано в модулях 6.2 и 6.3, пропускная способность клапана обычно измеряется в единицах Kv. Более конкретно, Kvs относится к площади прохода клапана при полностью открытом состоянии, в то время как Kvr относится к площади прохода клапана в соответствии с требованиями применения.

Учтите, составляет ли проходное сечение полностью открытого клапана с Kvs 10 100%.Если клапан закрывается так, что площадь прохода составляет 60% от полностью открытой площади прохода, Kvr также составляет 60% от 10 = 6. Это применимо независимо от внутренней характеристики клапана. Скорость потока через клапан при каждом открытии будет зависеть от перепада давления в данный момент.

Используя данные в таблице 6.5.2, требуемую пропускную способность клапана, Kvr, можно рассчитать для каждого приращения расхода и перепада давления клапана, используя уравнение 6.5.2, которое выводится из уравнения 6.3.2. как фактическая пропускная способность клапана, необходимая для установки, и, если ее построить в зависимости от требуемого расхода, полученный график можно назвать «кривой установки».

В условиях полной нагрузки, из таблицы 6.5.2:

Требуемый расход через клапан = 10 м³ / ч

ΔP через клапан = 1,54 бар

Из уравнения 6.5.2:

ΔP через клапан = 1,54 бар

Из уравнения 6.5.2: бар

Взяв расход клапана и ΔP клапана из таблицы 6.5.2, Kvr для каждого приращения можно определить из уравнения 6.5.2; и они приведены в таблице 6.5.3.

Построение монтажной кривой

Квр 8.06 удовлетворяет условию максимального расхода 10 м3 / ч для этого примера.

Кривая установки может быть построена путем сравнения расхода с Kvr, но обычно удобнее просматривать кривую установки в процентах. Это просто означает процентное отношение Kvr к Kvs, или, другими словами, процент фактической площади прохода по отношению к полной открытой площади прохода.

Для этого примера: Кривая установки построена с использованием отношения Kvr при любой нагрузке относительно Kvs, равного 8.06. Клапан с Kvs 8,06 будет иметь «идеальный размер» и будет описывать кривую установки, как указано в таблице 6.5.4 и показано на рисунке 6.5.7. Эту монтажную кривую можно представить как пропускную способность клапана идеального размера для этого примера.

Видно, что, поскольку клапан имеет «идеальный размер» для этой установки, максимальный расход достигается, когда клапан полностью открыт.

Однако маловероятно и нежелательно выбирать клапан идеального размера.На практике выбранный клапан обычно будет по крайней мере на один размер больше и, следовательно, будет иметь Kvs больше, чем Kvr установки.

Поскольку клапан с Kvs 8,06 коммерчески недоступен, следующий более крупный стандартный клапан будет иметь Kvs 10 с номинальными соединениями DN25.

Интересно сравнить линейные и равнопроцентные клапаны, имеющие Kvs 10, с кривой установки для этого примера.

Рассмотрим клапан с линейной характеристикой

Клапан с линейной характеристикой означает, что соотношение между подъемом клапана и площадью проходного отверстия является линейным.Следовательно, и площадь прохода, и высота подъема клапана при любых условиях потока — это просто Kvr, выраженное как пропорция Kvs клапана. Например:

Из таблицы 6.5.4 видно, что при максимальном расходе 10 м³ / ч Kvr составляет 8,06. Если линейный клапан имеет Kvs 10, чтобы клапан удовлетворял требуемому максимальному расходу, клапан поднимется:

Используя ту же процедуру, для линейного клапана можно определить размер отверстия и высоту подъема клапана, необходимые при различных расходах, как показано в таблице 6.5.5.

Для равнопроцентного клапана потребуется точно такая же площадь прохода, чтобы обеспечить такой же максимальный расход, но его подъем будет отличаться от подъема линейного клапана.

Рассмотрим клапан с равнопроцентной характеристикой.
Учитывая диапазон регулирования клапана 50: 1, τ = 50, подъем (H) можно определить с помощью уравнения 6.5.1:

Процент подъема клапана обозначается уравнением 6.5.3.

Поскольку объемный расход через любой клапан пропорционален площади проходного отверстия, уравнение 6.5.3 можно изменить для обеспечения равнопроцентного подъема клапана с точки зрения площади прохода и, следовательно, Kv.

Это показано уравнением 6.5.4.

Как уже было рассчитано, Kvr при максимальном расходе 10 м³ / ч составляет 8,06, а Kvs клапана DN25 составляет 10. Таким образом, используя уравнение 6.5.4, требуемый подъем клапана при полной нагрузке составляет:
следовательно :

Используя ту же процедуру, подъем клапана, необходимый при различных расходах, может быть определен из уравнения 6.5.4 и приведен в таблице 6.5.6.

Сравнение линейных и равнопроцентных клапанов для этого приложения

Результирующая кривая приложения и кривые клапана для приложения в Примере 6.5.2 как для линейных, так и для равнопроцентных собственных характеристик клапана показаны на рисунке 6.5.8.

Обратите внимание, что равнопроцентный клапан имеет значительно больший подъем, чем линейный клапан для достижения той же скорости потока. Интересно также отметить, что, хотя каждый из этих клапанов имеет Kvs больше, чем «клапан идеального размера» (который дает кривую установки), равнопроцентный клапан дает значительно больший подъем, чем кривая установки.Для сравнения: линейный клапан всегда имеет более низкий подъем, чем монтажная кривая.

Закругленный характер кривой для линейного клапана обусловлен перепадом давления, падающим на клапане по мере увеличения расхода. Если бы давление насоса оставалось постоянным во всем диапазоне расходов, кривая установки и кривая линейного клапана были бы прямыми линиями.

Наблюдая за кривой для равнопроцентного клапана, можно увидеть, что, хотя линейная зависимость не достигается на протяжении всего его хода, она превышает 50% расхода.

Равнопроцентный клапан дает преимущество перед линейным клапаном при низких расходах. Представьте, что при расходе 1 м3 / ч 10% линейный клапан поднимает только примерно 4%, тогда как равнопроцентный клапан поднимает примерно 20%. Хотя площадь прохождения отверстий обоих клапанов будет абсолютно одинаковой, форма плунжера клапана с равным процентным соотношением означает, что он работает дальше от своего седла, что снижает риск повреждения при ударе между плунжером клапана и седлом из-за быстрого снижения нагрузки. при малых расходах.

Равнопроцентный клапан увеличенного размера по-прежнему будет обеспечивать хороший контроль во всем диапазоне, тогда как линейный клапан увеличенного размера может работать менее эффективно, вызывая быстрые изменения расхода при небольших изменениях подъемной силы.

Заключение — В большинстве случаев клапан с равнопроцентным соотношением обеспечивает хорошие результаты и очень устойчив к завышению размеров. Он будет предлагать более постоянный коэффициент усиления при изменении нагрузки, помогая обеспечить более стабильный контур управления в любое время. Однако это видно из рисунка 6.5.8, что, если линейный клапан имеет правильный размер, он будет отлично работать в этом типе применения воды.

3. Регулирование температуры пара с помощью двухходового клапана

В теплообменниках, в которых в качестве первичного нагревателя используется пар, регулирование температуры достигается путем изменения потока пара через двухходовой регулирующий клапан, чтобы соответствовать скорости, с которой пар конденсируется на поверхностях нагрева. Этот изменяющийся поток пара изменяет давление (и, следовательно, температуру) пара в теплообменнике и, следовательно, скорость передачи тепла.

Пример 6.5.3

В конкретном процессе теплообмена пар-вода предлагается:

• Вода нагревается от 10 ° C до постоянной 60 ° C.
• Расход воды варьируется от 0 до 10 л / с (кг / с).
• При полной нагрузке в змеевиках теплообменника требуется пар при давлении 4 бара абс.
• Общий коэффициент теплопередачи (U) составляет 1 500 Вт / м2 ° C при полной нагрузке и уменьшается на 4% на каждые 10% падения расхода вторичной воды.

Используя эти данные и применяя правильные уравнения, можно определить следующие свойства:

• Площадь теплопередачи для максимальной нагрузки. Только после того, как это будет установлено, можно будет найти следующее:
• Температура пара при различных тепловых нагрузках.
• Давление пара при различных тепловых нагрузках.

При максимальной нагрузке:

Тепловая нагрузка определяется по уравнению 2.6.5:

• Найдите площадь теплопередачи, необходимую для максимальной нагрузки.

Площадь теплопередачи (A) может быть определена из уравнения 2.5.3:

На данном этапе ΔTLM неизвестно, но может быть рассчитано на основе температур первичного пара и вторичной воды с использованием уравнения 2.5.5.

• Найдите логарифмическую разницу температур.

ΔTLM может быть определено из уравнения 2.5.5:

Найдите условия при других тепловых нагрузках при снижении расхода воды на 10%:

Если расход воды падает на 10% до 9 кг / с, тепловая нагрузка уменьшается до:

Q̇ = 9 кг / с x (60-10 ° C) x 4.19 кДж / кг ° C = 1885,5 кВт

Начальное значение «U» 1500 Вт / м2 ° C снижено на 4%, поэтому требуемая температура в паровом пространстве может быть рассчитана по уравнению 2.5.3:

• Найдите температуру пара при этой пониженной нагрузке.

Если ΔTLM = 100 ° C и T1, T2 уже известны, то Ts может быть определено из уравнения 2.5.5:

Давление насыщенного пара для 137 ° C составляет 3,32 бар абс. (По данным паровых таблиц Spirax Sarco).

При 3,32 бар абс., ​​Hfg = 2153,5 кДж / кг, следовательно, из уравнения 2.8.1:

Используя эту процедуру, можно определить набор значений в рабочем диапазоне теплообменника, как показано в таблице 6.5.7.

Если давление пара, подаваемого в регулирующий клапан, равно 5,0 бар абс. И используется информация о давлении пара и расходе пара из таблицы 6.5.7; Kvr можно рассчитать по уравнению 6.5.6, которое выводится из формулы расхода пара, уравнение 3.21.2.

Используя эту процедуру, можно определить Kvr для каждого приращения расхода, как показано в таблице 6.5.8.

Кривая установки также может быть определена путем рассмотрения Kvr при всех нагрузках в сравнении с Kvs «идеального размера», равным 69,2.

Kvr 69,2 удовлетворяет максимальному вторичному потоку 10 кг / с.

Таким же образом, как в примере 6.5.2, кривая установки описывается путем принятия отношения Kvr при любой нагрузке относительно Kvs, равного 69.2.

Такой клапан будет иметь «идеальный размер» для примера и будет описывать монтажную кривую, как указано в таблице 6.5.8 и показано на рисунке 6.5.9.

Кривую установки можно представить как пропускную способность клапана, размер которой идеально соответствует требованиям приложения.

Видно, что, поскольку клапан с Kvs 69,2 имеет «идеальный размер» для этого применения, максимальный расход достигается, когда клапан полностью открыт.

Однако, как в примере 6 подбора размеров водяного клапана.5.2, нежелательно подбирать вентиль идеального размера. На практике всегда будет так, что выбранный клапан будет, по крайней мере, на один размер больше, чем требуется, и, следовательно, будет иметь Kvs больше, чем Kvr приложения.

Клапан с Kvs 69,2 коммерчески недоступен, и следующий более крупный стандартный клапан имеет Kvs 100 с номинальными соединениями DN80.

Интересно сравнить линейные и равнопроцентные клапаны, имеющие Kvs, равное 100, с кривой установки для этого примера.

Рассмотрим клапан с линейной характеристикой

Клапан с линейной характеристикой означает, что соотношение между подъемом клапана и площадью проходного отверстия является линейным. Следовательно, и площадь прохода, и высота подъема клапана при любых условиях потока — это просто Kvr, выраженное как пропорция Kvs клапана. Например.

При максимальном расходе воды 10 кг / с Квр парового клапана составляет 69,2. Kvs выбранного клапана составляет 100, следовательно, подъем:

.

Используя ту же процедуру, можно определить линейные подъемы клапана для диапазона расходов, которые приведены в таблице 6.5.9.

Рассмотрим клапан с равнопроцентной внутренней характеристикой

Для равнопроцентного клапана потребуется точно такая же площадь прохода, чтобы обеспечить такой же максимальный расход, но его подъем будет отличаться от подъема линейного клапана.

Учитывая, что диапазон изменения клапана τ = 50, подъем (H) может быть определен с помощью уравнения 6.5.4.

Используя ту же процедуру, процент подъема клапана может быть определен из уравнения 6.5.4 для диапазона расходов для этой установки.

Соответствующие подъемы для линейных и равнопроцентных клапанов показаны в Таблице 6.5.9 вместе с кривой установки.

Как и в Примере 6.5.2, равнопроцентный клапан требует гораздо более высокого подъема, чем линейный клапан для достижения той же скорости потока. Результаты представлены на Рисунке 6.5.10.

Приблизительно при 90% нагрузки наблюдается резкое изменение формы графиков; это связано с эффектом критического падения давления на регулирующем клапане, которое происходит в этот момент.

При нагрузке выше 86% в этом примере можно показать, что давление пара в теплообменнике превышает 2,9 бар абс., ​​Что при 5 бар, питающих регулирующий клапан, является критическим значением давления. (Дополнительную информацию о критическом давлении см. В Модуле 6.4, Расчет регулирующего клапана для пара).

Принято считать, что регулирующими клапанами трудно управлять ниже 10% своего диапазона, и на практике обычно они работают между 20% и 80% своего диапазона.

Графики на рисунке 6.5.10 относятся к линейным и равнопроцентным клапанам с Kvs, равным 100, которые являются следующими по величине стандартными клапанами с подходящей производительностью выше кривой приложения (требуемый Kvr, равным 69,2), и обычно выбираются для этого конкретного примера.

Эффект регулирующего клапана больше необходимого

Стоит подумать о том, какой эффект имел бы следующий больший из линейных или равнопроцентных клапанов, если бы его выбрали. Чтобы выдерживать одинаковые паровые нагрузки, каждый из этих клапанов должен иметь меньший подъем, чем те, которые показаны на Рисунке 6.5.10.

Следующие более крупные стандартные клапаны имеют Kvs 160. Стоит отметить, как эти клапаны работали бы, если бы они были выбраны, как показано в Таблице 6.5.10 и Рисунке 6.5.11.

Из рисунка 6.5.11 видно, что кривые обеих клапанов сместились влево по сравнению с меньшими (надлежащего размера) клапанами на рисунке 6.5.10, в то время как кривая установки остается статичной.

Изменения для линейного клапана весьма значительны; видно, что при нагрузке 30% клапан открыт только на 10%.Даже при нагрузке 85% клапан открыт только на 30%. Также можно заметить, что изменение расхода велико при относительно небольшом изменении подъемной силы. Это фактически означает, что клапан работает как быстродействующий клапан до 90% своего диапазона. Это не лучшая характеристика, присущая паровой установке этого типа, поскольку обычно лучше, чтобы изменения потока пара происходили довольно медленно.

Хотя равнопроцентная кривая клапана сместилась, она все еще находится справа от кривой установки и может обеспечивать хорошее управление.Нижняя часть его кривой относительно пологая, что обеспечивает более медленное открытие во время его начального хода и в этом случае лучше подходит для управления потоком пара, чем линейный клапан.

Обстоятельства, которые могут привести к завышению размеров, включают:

• Данные приложения являются приблизительными, поэтому включен дополнительный «коэффициент безопасности».
• Процедуры определения размеров, которые включают эксплуатационные «факторы», такие как чрезмерная поправка на засорение.
• Рассчитанный Kvr лишь немного выше, чем Kvs стандартного клапана, и необходимо выбрать следующий больший размер.

Также есть ситуации, когда:

• Возможный перепад давления на регулирующем клапане при полной нагрузке невелик.

Например, если давление подачи пара составляет 4,5 бар абс., ​​А давление пара, требуемое в теплообменнике при полной нагрузке, составляет 4 бар абс., ​​Это дает падение давления только на 11% при полной нагрузке.

• Минимальная нагрузка намного меньше максимальной

Линейная характеристика клапана означает, что плунжер клапана работает близко к седлу с возможностью повреждения.

В этих обычных обстоятельствах равнопроцентная характеристика клапана обеспечивает гораздо более гибкое и практичное решение.

Вот почему большинство производителей регулирующих клапанов рекомендуют равнопроцентную характеристику для двухходовых регулирующих клапанов, особенно при использовании для сжимаемых жидкостей, таких как пар.

Обратите внимание на : Если есть возможность, лучше рассчитывать паровые клапаны с максимально возможным перепадом давления при максимальной нагрузке; даже при критическом падении давления на регулирующем клапане, если позволяют условия.Это помогает уменьшить размер и стоимость регулирующего клапана, дает более линейную кривую установки и дает возможность выбрать линейный клапан.

Однако условия могут не допускать этого. Размер клапана может быть изменен только в зависимости от условий применения. Например, если рабочее давление теплообменника составляет 4,5 бар абс., ​​А максимальное доступное давление пара составляет всего 5 бар абс., ​​Размер клапана может быть рассчитан только на 10% перепада давления ([5 — 4,5] / 5). В этой ситуации выбор размера клапана при критическом падении давления уменьшил бы размер регулирующего клапана и лишил теплообменник пара.

Если бы было невозможно увеличить давление подачи пара, решением было бы установить теплообменник, работающий при более низком рабочем давлении. Таким образом, перепад давления на регулирующем клапане увеличится. Это может привести к уменьшению размера клапана, но также и к увеличению теплообменника, поскольку рабочая температура теплообменника теперь ниже.

Еще один набор преимуществ заключается в более крупных теплообменниках, работающих при более низком давлении пара:

• Меньшая склонность к образованию накипи и загрязнения на поверхностях нагрева.
• В конденсатной системе образуется меньше пара мгновенного испарения.
• В конденсатной системе меньше противодавления.

Необходимо найти баланс между стоимостью регулирующего клапана и теплообменника, способностью клапана управлять должным образом и воздействием на остальную систему, как показано выше. В паровых системах равнопроцентные клапаны обычно будут лучшим выбором, чем линейные клапаны, потому что при низких перепадах давления они будут меньше влиять на их работу во всем диапазоне движения клапана.

Расходные характеристики регулирующего клапана

Взаимосвязь между производительностью регулирующего клапана и ходом штока клапана известна как

• Расходная характеристика регулирующего клапана

Конструкция трима клапана влияет на то, как изменяется производительность регулирующего клапана при движении клапана. его полное путешествие. Из-за различий в конструкции трима многие клапаны имеют нелинейный характер. Затворы клапана вместо этого спроектированы или охарактеризованы таким образом, чтобы удовлетворять широкому спектру потребностей приложений управления.Многим контурам управления присуща нелинейность, которую можно компенсировать выбором трима регулирующего клапана .

Характеристики потока внутреннего регулирующего клапана

Наиболее общие характеристики показаны на рисунке выше. Процент потока через клапан отображается в зависимости от положения штока клапана. Показанные кривые являются типичными для тех, которые доступны от производителей клапанов. Эти кривые основаны на постоянном падении давления на клапане и называются характеристиками внутреннего потока .

• Линейный — пропускная способность линейно увеличивается с ходом клапана.
• Равнопроцентный — пропускная способность экспоненциально увеличивается с перемещением трима клапана. Равные приращения хода клапана производят равные процентные изменения в существующем C _v .
• Модифицированная параболическая характеристика находится примерно посередине между линейной и равнопроцентной характеристиками. Он обеспечивает точное дросселирование при низкой пропускной способности и приблизительно линейные характеристики при более высокой пропускной способности.
• Быстрое открывание обеспечивает большие изменения потока при очень малых изменениях подъемной силы. Обычно он имеет слишком высокий коэффициент усиления клапана для использования в модулирующем управлении. Таким образом, он ограничивается двухпозиционным обслуживанием, например последовательной работой в периодических или полунепрерывных процессах.
• Гиперболический
• Квадратный корень

В большинстве приложений управления используются клапаны с линейными, равнопроцентными или модифицированными характеристиками расхода.

Характеристики потока установленного регулирующего клапана

Когда клапаны устанавливаются с насосами, трубопроводами, фитингами и другим технологическим оборудованием, перепад давления на клапане будет изменяться по мере перемещения плунжера по ходу его хода.

Когда фактический расход в системе отображается в зависимости от открытия клапана, кривая называется Установленная характеристика расхода .

В большинстве случаев, когда клапан открывается, и сопротивление потока жидкости уменьшает падение давления на клапане.Это сдвигает внутреннюю характеристику:

• Собственная линейная кривая в целом будет напоминать характеристику быстрого открытия
• Равнопроцентная кривая в целом будет напоминать линейную кривую

Характеризуемый шаровой кран

Шаровой кран с характеристиками — это тип клапана, предназначенный для помощи компаниям в достижении более точного уровня управления при манипулировании технологической средой в системе трубопроводов. Этот тип управления необходим для оптимальной работы системы.Производство, очистка, фильтрация и обращение требуют выполнения определенных важных задач в соответствующих процессах. Эти задачи не достижимы, если нужное количество технологической среды не находится в нужном месте в нужное время. Серьезные проблемы могут возникнуть, если технологическая среда, протекающая через систему трубопроводов, не регулируется точно. Шаровой кран с характеристиками — это точный и надежный способ обеспечить протекание нужного количества технологической среды в нужное время.

Наш шаровой кран с характеристиками похож на наши обычные шаровые краны, но он модифицирован с помощью v-образного паза на шаре или диска с V-образным пазом, что обеспечивает превосходный контроль потока по сравнению со стандартной конструкцией шарового крана.Насечка на шарике или диске представляет собой V-образное отверстие, и оно может быть выполнено из любого материала, необходимого для поддержки приложения. Уменьшение потока на входе, обеспечиваемое V-образным пазом, превращает обычный шаровой клапан с полным проходом в шаровой клапан определенного типа. V-образное отверстие в шаре или диске превращает шаровой кран в точный регулирующий шаровой кран.

Предлагаемый шаровой кран доступен в широком диапазоне размеров. Компания всегда должна учитывать конкретную потребность в приспособлении и месте, где он будет установлен, прежде чем выбирать клапан.Другие важные вопросы также связаны с величиной давления, которое будут испытывать детали, а также с технологической средой, протекающей через систему, которая может вступать в прямой контакт с клапаном. В интересах компании заказывать клапан, совместимый с газами или жидкостями, которые используются для производства или циркуляции в системе, потому что любые негативные реакции могут повредить как клапан, так и среду. Это может привести к тому, что компания потратит больше денег на покупку, внедрение и обслуживание продукта, а также приведет к потере прибыли, если производственные задачи системы придется остановить из-за загрязненной технологической среды.К счастью, доступна информация о возможностях, конструкции и размерах регулирующего клапана с характеристиками, что дает компаниям доступ к важной информации, прежде чем они примут решение о покупке и установке.

Наш шаровой кран с характеристиками используется для управления и регулирования потока и обеспечивает высокий уровень стабильности по сравнению с другими клапанами. Он легче по весу, более компактный, гораздо более доступный и способен выдерживать более высокое давление, чем шаровые клапаны сопоставимого размера.Кроме того, они предлагают герметичное уплотнение, в отличие от шаровых клапанов, которые допускают небольшую утечку и (DP) низкие перепады давления. Наши шаровые краны с V-образным вырезом доступны во множестве размеров, а соответствующее отверстие может быть настроено для обеспечения точного уменьшения потока, требуемого компании.

.