Для применений с малым диаметром канала при умеренном давлении, плавающий шаровой клапан Это лучший выбор. Он стоит дешевле, требует меньших приводов и обеспечивает надежную герметизацию, когда диаметр отверстия не превышает DN100, а класс давления не превышает Class 600. Для трубопроводов большого диаметра, высокого давления или автоматизированных систем правильным решением является шаровой клапан с цапфами. Шар механически закреплен цапфами, крутящий момент остается постоянным независимо от давления, а двухсекционная конструкция защищает от износа седла таким образом, как это не может обеспечить плавающая конструкция в больших масштабах. Плавающий шаровой клапан против шаровой клапан с цапфой Принятие решения сводится к двум переменным: диаметру цилиндра и классу давления. Если правильно определить эти параметры, выбор будет очевидным.
Чем отличается принцип работы поплавкового клапана от клапана с цапфой?
Как работает поплавковый клапан? Шарик не зафиксирован механически. Он плавает между двумя седлами, удерживаемыми на месте самими седлами и давлением в трубопроводе. Когда клапан закрывается, давление на входе прижимает шарик к седлу на выходе. Этот контакт седла создает уплотнение. Чем выше давление, тем сильнее шарик прижимается к седлу и тем плотнее становится уплотнение.
Главное преимущество плавающей конструкции — это самозатягивающееся уплотнение. Оно хорошо работает в системах малого диаметра и при умеренном давлении. Но у него есть физический предел. В системах большего диаметра и при более высоком давлении сила, толкающая шарик к седлу после поршня, становится достаточно большой, чтобы вызвать чрезмерный износ седла и значительно увеличить крутящий момент при работе. В этот момент плавающая конструкция перестает быть практичной.
Шаровые краны с цапфами решают эту проблему по-другому. Шар механически поддерживается цапфами — неподвижными валами в верхней и нижней части шара, которые фиксируют его в нужном положении независимо от давления в трубопроводе. Поскольку шар не может двигаться, седла подпружинены и перемещаются к шару. Оба седла, расположенные выше и ниже по потоку, одновременно контактируют с шаром, создавая двойное уплотнение. Шар остается в центре. Рабочий крутящий момент остается низким независимо от давления.
Плавающий шаровой клапан против клапана с цапфой: основные конструктивные различия.
Шаровой клапан Разница между плавающим и цапфовым шарниром заключается в том, где возникает сила герметизации и как поддерживается шаровой шарнир.
В плавающей конструкции давление выталкивает шарик в седло, расположенное ниже по потоку. Уплотнение одностороннее. Шарик слегка смещается под давлением, что и создает уплотнение, но также ограничивает применение данной конструкции меньшими размерами и более низкими классами давления.
В конструкции с цапфой шарик остается неподвижным. Подпружиненные седла перемещаются, поддерживая контакт с шариком с обеих сторон. Уплотнение двухстороннее. Рабочий крутящий момент остается постоянным и управляемым даже при больших диаметрах и высоком давлении, где плавающая конструкция потребовала бы чрезмерного усилия привода.
Шаровой клапан с плавающим шаром против шарового клапана с цапфой: сравнительный анализ.
| Особенность | Шаровой поплавковый клапан | Шаровой клапан с цапфой |
| Опора для мяча | Сиденья удерживают мяч на месте. | Опорные цапфы механически закрепляют шар. |
| Герметизирующий механизм | Давление толкает мяч к месту, расположенному ниже по течению. | Подпружиненные сиденья контактируют с мячом с обеих сторон. |
| Тип уплотнения | Односторонний | Двусторонний |
| Типичный диапазон диаметров цилиндров | DN15 до DN100 | DN50 и выше |
| Класс давления | Как правило, это классы от 150 до 600. | Классы от 150 до 2500 и выше |
| Рабочий крутящий момент | Значительно увеличивается с повышением давления и размера. | Постоянный и более низкий уровень для эквивалентного размера |
| пригодность автоматизации | Меньшие по размеру приводы, более низкая стоимость | Лучше подходит для автоматизации крупногабаритных объектов. |
| Расходы | Ниже | Выше |
| Приложения | Общее обслуживание, коммунальные услуги, технологические процессы малого диаметра | Высокое давление, большой диаметр, трубопровод, критически важная служба |
Выбор между шаровым клапаном с цапфой и плавающим шаром часто зависит от диаметра и класса давления. При диаметре менее DN50 и классе 300 плавающие конструкции хорошо подходят для большинства применений и стоят дешевле. При диаметре более DN100 или классе 600 шаровые клапаны с цапфой почти всегда являются оптимальным вариантом.
Кран шаровой кованый фланцевый 3PC
Этот кованый шаровой кран с фланцем из трёхкомпонентной стали разработан для работы в сложных промышленных условиях. Благодаря конструкции с цапфой и прочному корпусу он минимизирует утечки и выдерживает скачки давления, что делает его надёжным выбором для химической промышленности, энергетических установок и систем управления потоками.
- Размер: Ду50 – Ду600
- Давление: PN16 / PN25 / PN40 / PN64 / PN100 / PN160; 150 фунтов – 1500 фунтов
- Материал корпуса: Нержавеющая сталь (F304 / F316 / F316L), углеродистая сталь (A105)
- Сиденье: ПТФЭ / УПТФЭ / ПЭЭК
- Связь: РФ / РТЖ
- Температура: от -29°С до 121°С
Шаровые краны с цапфовым креплением: когда их следует выбирать.
Эти шаровые краны являются стандартным выбором для ряда конкретных ситуаций.
Изоляция трубопроводов большого диаметра. В нефтегазопроводах, начиная с диаметра DN100 и выше, используются шаровые задвижки с цапфовым креплением, поскольку размер отверстия и рабочее давление делают плавающие конструкции нецелесообразными. Усилие, необходимое для управления плавающей шаровой задвижкой при таких размерах и давлениях, слишком велико, чтобы быть экономически целесообразным.
Применение в технологических процессах под высоким давлением. На нефтеперерабатывающих и химических заводах, соответствующих стандартам ASME Class 900 и выше, обычно выбирают шаровые клапаны с цапфой, а не с плавающим шаром, поскольку двухсекционная конструкция обеспечивает лучшую защиту седла при длительном воздействии высокого давления.
Автоматизированные клапанные системы. Шаровые клапаны с цапфовым креплением лучше сочетаются с пневматическими и электрическими приводами в автоматизированных системах большого диаметра, поскольку стабильно низкий крутящий момент обеспечивает более предсказуемый подбор размеров привода. Все четыре типа приводов — ручной, пневматический, электрический и гидравлический — доступны в виде заводских комплектов от компании YKY, сертифицированных по стандартам... API 6D и ISO 9001, с высокоточной обработкой на станках с ЧПУ поверхностей шара и посадочного места, а также тестированием 100% перед отгрузкой.
Требования к двунаправленному уплотнению. В случаях, когда направление потока может измениться или когда клапан должен герметизироваться от давления с обеих сторон, шаровые клапаны с цапфовым креплением обеспечивают надежное двунаправленное уплотнение, которое не могут обеспечить плавающие конструкции.
Практические рекомендации по применению обоих вариантов дизайна
Пять практических правил, которые охватывают большинство проектных решений по выбору плавающего или цапфового шарового клапана.
Для труб диаметром DN50 и ниже, класса 300 и ниже: шаровой клапан с плавающим шаром хорошо справляется с этой задачей и стоит дешевле. Нет причин указывать цапфовый клапан в этом диапазоне для стандартного обслуживания.
Для диаметров DN100 и выше или класса 600 и выше: в качестве стандарта используйте шаровые краны с цапфовым креплением. Преимущества в крутящем моменте и износе седла оправдывают разницу в стоимости в этом диапазоне.
Автоматизированные системы большого диаметра: цапфа всегда на месте. Размеры привода более предсказуемы, а долгосрочные эксплуатационные расходы ниже, поскольку износ седла уменьшается.
Двунаправленная конструкция: цапфы. Плавающие конструкции обеспечивают надежное уплотнение в одном направлении. Конструкции с цапфами обеспечивают уплотнение в обоих направлениях.
Для малогабаритных судов общего назначения с ограниченным бюджетом: плавающие. Простота и более низкая стоимость являются оптимальным компромиссом, когда давление и диаметр цилиндра находятся в пределах диапазона плавающей конструкции.
Компания YKY производит как шаровые краны с плавающим, так и с цапфовым соединением в качестве основной продукции, что позволяет покупателям закупать оба типа кранов на одном заводе, упрощая процесс закупок и оформления документации для проектов с различными техническими характеристиками. Оба типа кранов доступны из углеродистой стали., нержавеющая сталь, а также легированная сталь, полные данные о давлении и температуре которой предоставляются по запросу.
Часто задаваемые вопросы
В чём разница между шаровыми кранами с цапфой и шаровыми кранами с плавающим шаром?
В клапанах с плавающим шаром шар прижимается к седлу под давлением давления в трубопроводе. В клапанах с цапфами шар механически фиксируется с помощью цапф, а подпружиненные седла контактируют с шаром с обеих сторон. Конструкции с цапфами рассчитаны на большие диаметры и более высокое давление при меньшем крутящем моменте.
Как узнать, какой размер поплавкового клапана мне нужен?
Сопоставьте диаметр клапана с диаметром трубы и подтвердите класс давления, сравнив его с максимальным рабочим давлением системы. Для шаровых клапанов с плавающим шаром, для надежной работы, следует придерживаться размеров DN100 и класса 600. При превышении этих пределов более подходящими являются шаровые клапаны с цапфовым креплением.
Какой тип клапана, как правило, эффективнее справляется с большим перепадом давления?
Шаровые клапаны с цапфовым креплением более эффективно справляются с большими перепадами давления. Механическая опора шара предотвращает его прижимание к седлу на выходе при высоком перепаде давления, снижая износ седла и поддерживая приемлемый крутящий момент в течение всего срока службы клапана.
Какой шаровой кран лучше всего подходит?
Ни плавающие, ни цапфовые шаровые краны не являются универсально лучшим вариантом. Плавающие шаровые краны экономичны и надежны для работы в условиях малого диаметра и среднего давления. Цапфовые шаровые краны — правильный выбор для работы в условиях большого диаметра, высокого давления и автоматизированных систем, где стабильность крутящего момента и защита седла имеют первостепенное значение.
