Шаровые клапаныбыли основой контроля жидкости в течение 200 лет и теперь встречаются повсюду. Однако в некоторых случаях конструкции шаровых клапанов также могут использоваться для полного отключения жидкости. Проходные клапаны обычно используются для регулирования потока жидкости. Использование шарового клапана включения/выключения и регулирования можно увидеть снаружи домов и коммерческих построек, где часто размещаются клапаны.

Пар и вода были необходимы для промышленной революции, но количество этих потенциально опасных веществ необходимо было ограничить.шаровой клапанэто первый клапан, необходимый для эффективного выполнения этой задачи. Конструкция шарового клапана была настолько успешной и популярной, что это привело к тому, что большинство крупных традиционных производителей клапанов (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman и Jenkins) получили свои первоначальные патенты.

Задвижкипредназначены для использования либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положениях, тогда как проходные клапаны могут использоваться в качестве запорных или запорных клапанов, но сконструированы так, чтобы быть частично открытыми для управления потоком при регулировании. Следует проявлять осторожность при проектировании решений при использовании проходных клапанов для изолирующих и двухпозиционных клапанов, поскольку при значительном давлении на диск сложно поддерживать герметичное уплотнение. Сила жидкости поможет добиться надежного уплотнения и упростит герметизацию, когда жидкость течет сверху вниз.

Проходные клапаны идеально подходят для регулирующих клапанов благодаря своей регулирующей функции, которая обеспечивает чрезвычайно точное регулирование с помощью позиционеров и приводов, связанных с крышкой и штоком клапана. Они превосходно справляются со многими задачами по контролю жидкости и называются в этих приложениях «элементами конечного управления».

непрямой путь потока

Шаровой клапан также известен как шаровой клапан из-за его оригинальной круглой формы, которая до сих пор скрывает необычный и извилистый характер пути потока. Полностью открытый шаровой клапан с зубчатыми верхним и нижним каналами по-прежнему создает значительное трение или барьер для потока жидкости в отличие от полностью открытого затвора или шарового клапана. Трение жидкости, вызванное наклоном потока, замедляет прохождение через клапан.

Коэффициент потока, или «Cv», клапана используется для расчета потока через него. Задвижки имеют крайне минимальное сопротивление потоку, когда они находятся в открытом положении, поэтому Cv будет существенно отличаться для задвижки и проходного клапана одного и того же размера.

Диск или пробка, служащие механизмом закрытия шарового клапана, могут быть изготовлены различной формы. Скорость потока через клапан может значительно меняться в зависимости от количества вращений штока, когда клапан открыт, за счет изменения формы диска. Более типичная или «традиционная» конструкция изогнутого диска используется в большинстве случаев, поскольку она лучше, чем другие конструкции, подходит для определенного движения (вращения) штока клапана. Диски с V-образным отверстием подходят для проходных клапанов всех размеров и предназначены для точного ограничения потока при различном проценте открытия. Целью игл игл является абсолютное регулирование потока, однако зачастую они предлагаются только меньшего диаметра. Мягкая, упругая вставка может быть вставлена ​​в диск или седло, когда требуется полное отключение.

Трим шарового клапана

Настоящее межкомпонентное закрытие в проходном клапане обеспечивается золотником. Седло, диск, шток, заднее седло и иногда оборудование, прикрепляющее шток к диску, составляют обвязку шарового клапана. Хорошая производительность и срок службы любого клапана зависят от конструкции трима и выбора материала, но седельные клапаны более уязвимы из-за высокого трения жидкости и сложных маршрутов потока. Их скорость и турбулентность возрастают по мере сближения седла и диска. Из-за коррозионной природы жидкости и повышенной скорости можно повредить трим клапана, что резко увеличит утечку клапана при его закрытии. Натяжение — это термин, обозначающий неисправность, которая иногда проявляется в виде небольших хлопьев на седле или диске. То, что началось как небольшая утечка, может вырасти и превратиться в значительную утечку, если ее не устранить своевременно.

Плунжер клапана на бронзовых клапанах меньшего размера часто изготавливается из того же материала, что и корпус, а иногда и из более прочного сплава, подобного бронзе. Наиболее типичным материалом золотника чугунных вентилей является бронза. IBMM, или «Железный корпус, бронзовая оправа», — это название этой железной накладки. Для стальных клапанов доступно множество различных материалов трима, но часто один или несколько элементов трима изготавливаются из мартенситной нержавеющей стали серии 400. Кроме того, используются твердые материалы, такие как стеллит, нержавеющая сталь серии 300 и медно-никелевые сплавы, такие как монель.

Существует три основных режима работы шаровых клапанов. Т-образная форма со штоком, перпендикулярным потоку трубы, является наиболее типичной.
​
Подобно Т-образному клапану, угловой клапан поворачивает поток внутри клапана на 90 градусов, действуя одновременно как устройство регулирования потока и как колено трубы на 90 градусов. На нефтегазовых «рождественских елках» угловые вентили представляют собой тип клапана регулирования конечной мощности, который до сих пор часто используется наверху котлов.
​
Конструкция «Y», третья по счету, предназначена для повышения жесткости конструкции при работе в режиме «открыто/закрыто», одновременно уменьшая турбулентный поток, возникающий в корпусе клапана. Крышка, шток и диск шарового клапана этого типа расположены под углом 30–45 градусов, чтобы сделать маршрут потока более прямым и уменьшить трение жидкости. Из-за снижения трения клапан с меньшей вероятностью подвергнется эрозионному повреждению, а общие характеристики потока трубопроводной системы улучшаются.