Шаровой кран против шарового крана: Что лучше использовать?

Когда речь идет о регулировании потока жидкости в промышленных трубопроводных системах, немногие элементы оборудования так важны, как клапаны. Но при шаровые клапаны и шаровые краны Как узнать, какой тип клапана лучше всего подходит для конкретного применения?

В этом подробном руководстве мы сравним основные различия между этими двумя незаменимыми устройствами управления потоком. Мы рассмотрим, как они работают, их плюсы и минусы, типичные области применения и все остальное, что необходимо для того, чтобы определить, какой клапан - шаровой или дисковый - имеет больше смысла для вашей системы.

Как работает шаровой клапан

Для регулирования потока жидкости в шаровом клапане используется подвижный диск или пробка, закрепленная на резьбовом штоке. При повороте маховика сверху пробка опускается на седло, все больше и больше ограничивая поток до полного закрытия.

Поскольку диск расположен параллельно направлению потока, шаровые клапаны позволяют осуществлять точное дросселирование. Вы получаете хорошую линейную скорость потока - чем дальше вы поднимаете диск от седла, тем больший объем проходит через корпус клапана.

Благодаря этому шаровой клапан идеально подходит для таких применений, как модулирование потока в котле или точное регулирование расхода в оборудовании.

Шаровые клапаны создают относительно высокий перепад давления, поскольку для прохождения через них жидкость должна изменить направление. Кроме того, корпус клапана больше, чем у других типов клапанов. Но они компенсируют эти незначительные недостатки, обеспечивая превосходную точность дросселирования.

Преимущества шарового клапана

Существует целый ряд преимуществ, благодаря которым шаровые клапаны являются основным элементом промышленных трубопроводных систем:

• Возможность точного дросселирования - Позволяет точно регулировать расход путем поднятия/опускания плунжера.
• Надежное герметичное закрытие - Плотное сопряжение пробки и седла предотвращает внутреннюю утечку.
• Работает под высоким давлением - До сотен PSI в зависимости от материалов и конструкции.
• Разнообразие конфигураций - Тройники, угловые и овальные модели обеспечивают гибкость.
• Потенциал двунаправленного потока - Некоторые конструкции шаровых клапанов позволяют пропускать поток в обоих направлениях.

Благодаря этим преимуществам шаровые клапаны хорошо подходят для применения в таких областях, как котлы, теплообменники, химические заводы, технологические трубопроводы и другие промышленные объекты, требующие точного регулирования расхода.

Как работает шаровой кран

В шаровом кране не используется поднимающаяся пробка, а используется выточенный шар, который вращается вокруг своей оси внутри корпуса крана для регулирования потока. Когда рычаг расположен параллельно трубе, отверстие совпадает с потоком, и клапан открыт. Под углом 90 градусов поток перекрывается.

Шаровые краны работают почти по экспоненте - поток резко возрастает, как только открывается малейшая часть отверстия. Поэтому, хотя они и обеспечивают быстрое и простое управление включением/выключением, они не позволяют осуществлять тонкое дросселирование, которое обеспечивают шаровые краны.

Компактный корпус обеспечивает очень низкий перепад давления, поскольку в полностью открытом состоянии ничто не препятствует потоку. За относительно низкую стоимость вы также получаете исключительный срок службы и способность выдерживать высокие температуры.

Когда следует использовать шаровой кран

Существуют определенные области применения, в которых шаровой кран действительно незаменим:

• Частое включение/выключение - Работа под углом 90 градусов обеспечивает быструю цикличность.
• Требуется низкий перепад давления - Беспрепятственный прямоточный поток в открытом состоянии.
• Химически агрессивные жидкости - Возможно изготовление из экзотических сплавов.
• Высокотемпературные приложения - При использовании соответствующих материалов рассчитан на сотни градусов.
• Требуется быстрая изоляция - Быстрый поворот на 1/4 оборота мгновенно останавливает поток.

Благодаря этому шаровые краны хорошо подходят для использования в паровых системах, на химических заводах, в воздушных линиях, для слива воды из резервуаров и в других системах с функцией включения/выключения.

Сравнение шарового крана и крана с шаровым затвором

Теперь, когда вы знаете основы их работы, давайте подробнее рассмотрим некоторые специфические области сравнения между шаровыми и дисковыми кранами:

Возможность дросселирования

Поскольку шаровые клапаны работают за счет подъема и опускания затвора, они обеспечивают превосходный диапазон дросселирования от 100% открытого до почти закрытого. Шаровые краны не могут обеспечить такую же точность из-за своей экспоненциальной характеристики потока.

Победитель: Глобусный клапан

Перепад давления

Прямой сквозной поток открытого шарового крана приводит к очень небольшим потерям. Шаровые краны требуют изменения направления движения жидкости, поэтому их потери выше.

Победитель: Шаровой кран

Расходы

Шаровые краны обычно дешевле шаровых кранов сопоставимого размера благодаря простым и компактным компонентам.

Победитель: Шаровой кран

Надежность и долговечность

Простота шарового крана, как правило, означает исключительный срок службы при минимальном обслуживании. Более сложные внутренние устройства шаровых кранов могут требовать периодического обслуживания.

Победитель: Шаровой кран

Размер

Компактные конструкции шаровых кранов занимают гораздо меньше места, чем громоздкие корпуса шаровых кранов.

Победитель: Шаровой кран

Двунаправленные против однонаправленных

Многие шаровые краны могут пропускать поток только в одном направлении. Шаровые краны без проблем справляются с двунаправленным потоком.

Победитель: Шаровой кран

Области сравнения между шаровыми и дисковыми кранами

• Возможность дросселирования
• Перепад давления
• Расходы
• Надежность и долговечность
• Требования к размеру/пространству
• Двунаправленный и однонаправленный поток

Когда вы взвесите все факторы, шаровые клапаны являются лучшим выбором при необходимости точного управления потоком, поскольку ничто не может сравниться с ними по точности дросселирования.

Шаровые краны Превосходное решение, когда требуется экономичный клапан включения/выключения благодаря быстрому циклированию, низкому перепаду давления и компактному форм-фактору.

Типичные области применения шаровых клапанов

Благодаря возможности точного дросселирования, шаровые клапаны часто используются в подобных системах:

• Водогрейные или паровые котлы - точное соответствие скорости сгорания котла нагрузке.
• Чиллеры - регулируют поток хладагента для настройки холодопроизводительности.
• Системы впрыска химикатов - контроль расхода присадок.
• Процессы передачи ответственного хранения - Обеспечение точного измерения расхода.
• Транспортировка жидкостей под высоким давлением - надежное перекрытие и низкая утечка.

Типичные области применения шаровых кранов

Благодаря быстрому включению/выключению, исключительному сроку службы и низкому перепаду давления шаровые краны отлично подходят для таких типов установок:

• Паропроводы - быстрое перекрытие потока без гидроударов.
• Химические заводы - экономичные, долговечные клапаны даже для экзотических сплавов.
• Пакетная обработка - быстрое переключение потоков из резервуара в резервуар.
• Воздушные системы - быстрая, надежная изоляция ответвлений и магистралей.
• Топливопроводы - при необходимости немедленное защитное отключение.

Выбор между шаровым и глобусным клапаном

При выборе шарового или дискового крана для вашего применения наиболее важным фактором является то, нужна ли вам возможность точного дросселирования или просто базовый клапан включения/выключения.

Если необходимо точное управление потоком - например, в котле или при смешивании - лучшим выбором будет шаровой клапан.

Для простых запорных устройств, скорее всего, целесообразнее использовать экономичный шаровой кран.

Кроме того, учитывайте перепады давления, требования к надежности, рабочие температуры, частоту циклов и ограничения по площади установки.

Взвесив все эти моменты, вы сможете выбрать правильное решение для управления потоком!