Посмотрим правде в глаза: шаровые краны есть везде, но, будучи одним из наиболее часто используемых клапанов в промышленности, они вызывают много вопросов .
История шаровых кранов
Скромный шаровой кран (купить кран шаровый муфтовый) сегодня настолько широко используется в промышленности, что считается самостоятельным типом клапана, отличным от линейных и поворотных клапанов как основных групп. Однако, когда он был впервые представлен в 1950-х годах, он был известен как «сферический пробковый клапан».
Использование шаровых кранов быстро развивалось с 1950-х годов благодаря развитию машин, способных точно производить сферическую полированную поверхность шара, а также доступности различных материалов шара и седла. В последние годы постоянное развитие материалов седла вместе с металлическими седлами, изготовленными из материалов с низким износом, расширилось там, где эти клапаны могут использоваться, в частности, там, где задействованы абразивные и высокотемпературные среды.
Из каких материалов могут быть изготовлены шаровые краны?
Наиболее распространенными материалами для изготовления шаровых кранов являются углеродистые стали марок WCB и LCB для корпуса и нержавеющая сталь марки 316 или CF8M для шара и вала. В особых случаях корпус может быть изготовлен из нержавеющих сплавов для работы в агрессивных средах или при низких/высоких температурах.
Стандартным материалом седла для шаровых кранов является ПТФЭ (политетрафторэтилен), поскольку он химически инертен по отношению к широкому спектру жидкостей и имеет коэффициент трения менее 0, 1.
ПТФЭ теряет жесткость при высоких температурах, поэтому шаровые краны имеют кривую давление/температура, предоставленную производителем, показывающую, какая температура достижима при каком давлении.
Чтобы преодолеть ограничения стандартного ПТФЭ, используются специальные нейлоны, полиэфирэфиркетон (PEEK) и политетрафторэтилен, наполненный порошком, для повышения жесткости посадочной поверхности и увеличения максимальной рабочей температуры. При температурах выше 280°C требуются шаровые краны с металлическим седлом.
Конструкция плавающего шарового клапана
В этой конструкции шар удерживается между двумя шаровыми седлами за счет прижатия к нему седла. Чтобы повернуть шар на 90° или четверть оборота, шар приводится в движение валом, который соединяется с прорезью в верхней части шара. Прорезь допускает небольшое боковое перемещение шара из-за влияния давления в линии вверх по потоку. Принцип конструкции шаровых кранов с плавающим шаром заключается в том, что они нагружаются линейным давлением на седло, расположенное ниже по потоку, поэтому это седло всегда считается основным седлом. В некоторых случаях седло выше по потоку может также обеспечивать вторичное уплотнение, если конструкция имеет предварительную нагрузку или пружину в конструкции седла выше по потоку.
Конструкция шарового крана с креплением на цапфе
В этой конструкции шар поддерживается цапфой, а не седлом клапана, что допускает гораздо более высокие значения давления и температуры. Идея заключается в том, что вал и цапфа представляют собой единую конструкцию. Вал и цапфа удерживаются в подшипниках, чтобы шарик не двигался по седлу, расположенному ниже по потоку. Для облегчения загрузки седло, расположенное выше по потоку, спроектировано таким образом, чтобы двигаться вперед относительно шара, и, таким образом, в шаровом кране, установленном на цапфе, основное седло формируется на стороне входа. Пружинный механизм также встроен за обоими седлами, чтобы обеспечить равномерную нагрузку на седло даже при низком давлении и обеспечить дополнительное седло на стороне выхода. Как и в случае конструкций с плавающим шаровым краном, шаровые краны с креплением на цапфе могут быть перекрыты в двух направлениях.
