Кульові крани є одними з найпоширеніших клапанів у промислових та побутових системах завдяки своїй надійності, довговічності та простоті експлуатації. У цій статті розглядається, що таке кульовий кран, його критичні компоненти (корпус, куля, сідло), класифікації, стандарти тиску та розмірів, а також методи приводу. Незалежно від того, чи ви інженер, спеціаліст із закупівель, чи любитель самостійного ремонту, цей посібник допоможе вам зрозуміти, як вибрати правильний кульовий кран для ваших потреб.
Що таке кульовий клапан
A кульовий клапан– це чвертьобертовий клапан, у якому використовується порожниста, перфорована та поворотна куля для контролю потоку рідини. Коли отвір кулі збігається з трубопроводом, рідина вільно тече; поворот кулі на 90 градусів повністю блокує потік. Його проста конструкція забезпечує швидке спрацьовування, мінімальні витоки та сумісність з водою, нафтою, газом та агресивними середовищами.
Основні компоненти кульового клапана
1. Корпус кульового клапана
Theкорпус кульового клапана– це зовнішня оболонка, в якій розміщені внутрішні компоненти. Зазвичай вона виготовлена з міцних матеріалів, таких як нержавіюча сталь, латунь або ПВХ, залежно від застосування. Конструкція корпусу визначає номінальний тиск клапана та тип з'єднання (різьбове, фланцеве або пластинчасте).
2. Кульовий кран
Theкульовий кран— це обертова сфера з отвором у центрі. Вона часто хромована або покрита такими матеріалами, як PTFE, для зменшення тертя та стійкості до корозії. Точна обробка кулі забезпечує герметичне ущільнення та плавну роботу.
3. Сідло кульового клапана
Theсідло кульового клапана— це кільцеподібний компонент, який утворює ущільнення між кулькою та корпусом. Сідла зазвичай виготовляються з м’яких матеріалів, таких як PTFE або армовані термопластики, щоб забезпечити герметичність навіть під високим тиском.
Типи кульових кранів за стилем з'єднання
1. Різьбовий кульовий клапан
A різьбовий кульовий клапанМає зовнішню або внутрішню різьбу на кінцях, що дозволяє безпосереднє накручування на трубопроводи. Ці клапани ідеально підходять для низьконапірних житлових систем (наприклад, водопроводу, опалення, вентиляції та кондиціонування повітря), є економічно ефективними та легко встановлюються без зварювання.
Застосування:
- Водопостачання житлових приміщень
- Газопроводи
- Малі промислові системи
2. Фланцевий кульовий клапан
A фланцевий кульовий клапанмає фланцеві кінці, прикріплені болтами до фланців трубопроводу. Ці клапани працюють із системами високого тиску та великого діаметра, що забезпечує легке обслуговування та демонтаж. Прокладки між фланцями забезпечують надійне з'єднання без протікання.
Застосування:
- Нафто- та газопроводи
- Хімічні переробні заводи
- Водоочисні споруди
3. Кульовий клапан з вафельною головкою
A кульовий клапан з вафельною основою(або *кульовий кран хомутового типу*) затиснутий між двома фланцями трубопроводу за допомогою болтів. Компактні та легкі, ці клапани підходять для систем з обмеженим простором, але не мають торцевих з'єднань, покладаючись на тиск фланця для герметизації.
Застосування:
- Переробка харчових продуктів та напоїв
- Компактні системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря
- Гідравлічні системи низького тиску
Класифікація кульових клапанів за конструкцією
1. Плаваючий кульовий клапан
Куля утримується на місці двома сідлами та трохи плаває під тиском. Ця конструкція, що підходить для клапанів малого та середнього розміру, є економічно ефективною, але може мати проблеми з високими стрибками тиску.
2. Кульовий клапан з цапфою
Куля закріплена за допомогою шарнірного (поворотного) механізму, що зменшує робочий крутний момент і витримує вищий тиск. Поширене явище в нафто- та газопроводах.
3. Повний порт проти зменшеного порту
- Кульовий клапан повного проходуДіаметр отвору відповідає діаметру трубопроводу, що мінімізує опір потоку.
- Кульовий клапан зі зменшеним отворомДіаметр клапана менший, що зменшує розмір і вартість клапана, але збільшує перепад тиску.
Номінальний тиск та розміри кульових клапанів
Номінальний тиск
Кульові крани розраховуються на основі їх максимально допустимого тиску (наприклад, ANSI клас 150, 300, 600). Вищі класи вказують на більшу стійкість до тиску. Наприклад:
- Клас 150: 285 фунтів на квадратний дюйм при 100°F
- Клас 6001440 фунтів на квадратний дюйм при 100°F
Фактори, що впливають на пропускну здатність під тиском:
- Міцність матеріалу
- Цілісність сідла та ущільнення
- Тип з'єднання (фланцеві клапани витримують вищий тиск)
Стандарти розмірів
Розміри кульових кранів варіюються від ¼ дюйма (для побутового використання) до понад 48 дюймів (промислові трубопроводи). Загальні стандарти включають:
- NPT (Національна трубна різьба)Для різьбових клапанів.
- ASME B16.10Для розмірів між поверхнями.
- ASME B16.5Для фланцевих клапанів.
Методи приводу кульового клапана
1. Ручне керування
Керується за допомогою важеля або маховика. Найкраще підходить для невеликих клапанів або систем, що потребують рідкого регулювання.
2. Пневматичний привід
Використовує стиснене повітря для автоматизації роботи клапана. Ідеально підходить для віддалених або небезпечних середовищ.
3. Електричний привід
Працює на електродвигунах, що дозволяє інтеграцію з системами керування для точного управління потоком.
Як вибрати правильний кульовий кран
1. Сумісність носіївПереконайтеся, що матеріали (корпус, куля, сідло) стійкі до корозії від рідини.
2. Тиск і температураУзгодьте номінальні характеристики клапана з вимогами системи.
3. Тип підключенняВиберіть різьбовий, фланцевий або пластинчастий варіант залежно від конструкції трубопроводу.
4. Розмір портуДля систем з високою витратою обирайте повнопрохідні клапани.
5. Приведення в діюАвтоматизувати, якщо потрібні часті налаштування або дистанційне керування.
Висновок
Кульові крани універсальні, довговічні та необхідні для контролю потоку рідини в різних галузях промисловості. Розуміння їхніх компонентів—корпус кульового клапана, м'яч, тасидіння— поряд із такими типами, якрізьбовий, фланцевий, тавафляКульові крани забезпечують оптимальну продуктивність системи. Враховуючи номінальний тиск, розміри та способи приводу, ви можете вибрати клапан, який відповідає вашим експлуатаційним вимогам. Завжди співпрацюйте з авторитетним виробником, щоб гарантувати якість та відповідність галузевим стандартам.
Час публікації: 20 березня 2025 р.