Выбор арматуры - очень важный шаг в проектировании любой системы обработки жидкостей, поскольку неправильно выбранный тип арматуры может привести к множеству проблем. Среди всех типов клапанов задвижка и шаровой кран - два наиболее часто используемых в технике и технологиях. Хотя они оба используются для управления потоком жидкости, они различаются по конструкции, функциональности и применению. Крайне важно понимать эти различия, чтобы добиться наилучших результатов с точки зрения производительности системы, продуктивности и безопасности в многочисленных отраслях промышленности. В этой статье мы рассмотрим подробное описание задвижек и шаровых кранов, что поможет вам сделать правильный выбор для вашего применения.
Что такое задвижка?
В своей простейшей форме задвижка - это клапан с линейным перемещением, который открывает или перекрывает поток воды или любой другой жидкости. Ее основное назначение - полностью открывать или перекрывать поток жидкости, обеспечивая полнопроходной поток в открытом положении и отсутствие потока в закрытом. Одними из наиболее распространенных типов задвижек являются параллельные шиберные задвижки, клиновые задвижки (со сплошным клином, гибким клином и разъемным клином) и проходные задвижки, которые разработаны для различных условий высокого давления и температуры.
Что такое шаровой кран?
Шаровой кран - это тип поворотного клапана, который вращается на четверть оборота, чтобы открыть или закрыть клапан с помощью сферического диска с отверстием в центре. Шаровые краны характеризуются способностью быстро перекрываться, обеспечивать герметичность и имеют относительно небольшие размеры, что делает их пригодными для использования в системах водоснабжения. Существует несколько типов шаровых кранов, таких как полнопортовые, редукционные, V-образные и шаровые краны с цапфой, и каждый из них имеет различные коэффициенты расхода и номинальное давление. Основным элементом является полый шар с вращающимся отверстием.
Задвижки и шаровые краны: чем они отличаются?
Работа
Дизайн и структура
Структура задвижек и шаровых кранов также имеет некоторые различия, которые можно описать следующим образом: Задвижка состоит из корпуса, колпака, затвора, седельных колец, штока и привода, который может быть ручным или автоматическим. Затвор скользит по штоку с помощью колец седла, регулируя поток. Шаровые краны, напротив, обычно состоят из корпуса, шара, седла, штока и привода. Шар с уникальным отверстием является основным компонентом управления потоком, который вращается, открывая или закрывая седла, чтобы разрешить или предотвратить поток жидкости. Задвижки обычно крупнее и тяжелее шаровых кранов того же размера и класса давления, в основном из-за необходимого пространства для перемещения затвора.
Управление потоком
В случае регулирования потока задвижки используются в основном для включения-выключения в больших водопроводах. Они не очень эффективны для контроля или управления потоком. Некоторые из проблем, которые могут возникнуть при частичном открытии задвижки, включают вибрацию, вызванную потоком, эрозию затвора и седла из-за высокой скорости жидкости, проходящей через ограниченное отверстие, и повреждение клапана. Шаровые краны в основном используются для включения/выключения, но они могут обеспечивать определенную степень дросселирования, особенно если шар имеет V-образное отверстие. Однако дросселирование с помощью стандартного шарового крана может привести к износу седла, если оно осуществляется в течение длительного времени. Для управления потоком рекомендуется использовать регулирующие клапаны, а не задвижки и шаровые краны.
Приложения
Задвижки используются в тех процессах, где необходим большой и свободный поток среды и где клапан не часто открывается или закрывается. Примеры включают:
-
Очистные сооружения для воды и сточных вод
-
Нефте- и газопроводы
-
Электростанции
-
Горнодобывающая промышленность
-
Обработка сыпучих материалов
Шаровые краны благодаря их быстродействию и способности перекрывать и герметизировать используются в широком спектре приложений, таких как:
-
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
-
Распределение природного газа
-
Химическая обработка
-
Пищевая промышленность и производство напитков
-
Фармацевтика
-
Автоматизированные системы управления технологическими процессами
В основном это зависит от потребностей системы, например, требуется ли быстрое закрытие, герметичность или низкий перепад давления.
Характеристики уплотнения
Герметичность - один из важнейших аспектов работы арматуры, и как задвижки, так и шаровые краны обладают различной степенью герметичности. Шаровые краны, особенно с мягкими седлами (PTFE или эластомер), относительно более эффективны с точки зрения герметичности, чем задвижки. Это объясняется сферической формой шара и равномерным контактом с седлами по всей уплотнительной поверхности. В задвижках уплотнение создается за счет того, что затвор закрывается на седлах. Со временем уплотнительные поверхности задвижек могут подвергаться износу в зависимости от частоты использования арматуры или если жидкость, проходящая через арматуру, содержит абразивные материалы, что может вызвать утечку.
Срок службы
Срок службы как задвижек, так и шаровых кранов зависит от материала, из которого изготовлен клапан, условий работы (давление, температура, тип жидкости) и частоты использования. В целом, шаровые краны имеют менее сложную конструкцию и меньшее количество деталей, находящихся в движении, поэтому они с большей вероятностью будут иметь более длительный срок службы, особенно при циклическом режиме работы. Четвертьоборотный режим работы также снижает износ внутренних деталей. В задвижках из-за их скользящего движения затвор и седла могут подвергаться большему износу, особенно если задвижка используется для дросселирования. Тем не менее, в тех случаях, когда они используются в основном в полностью открытом или полностью закрытом положении и не подвергаются воздействию суровых условий, задвижки также могут служить долго и обеспечивать долговечность системы в целом.
Обслуживание и очистка
Техническое обслуживание задвижек и шаровых кранов отличается из-за их конструкции. Задвижки, как правило, более требовательны к техническому обслуживанию из-за большого количества движущихся частей и износа затвора и седел. Для обслуживания шпинделя может потребоваться частая смазка, а сальник - осмотр на предмет утечек. Очистка задвижек также может быть более сложной из-за наличия полости, в которую обычно попадает мусор, вызывая тем самым загрязнение. Шаровые краны сравнительно менее сложны, поэтому они требуют меньшего обслуживания. Тем не менее, седла шаровых кранов могут изнашиваться под воздействием абразивных жидкостей или высокого давления. Очистить шаровой кран обычно несложно, иногда для этого достаточно открыть кран и промыть его.
Факторы, которые следует учитывать при выборе между задвижками и шаровыми кранами
Тип жидкости
Характер жидкости, которой будет управлять система, является решающим фактором при выборе клапана. Для чистых, невязких жидкостей оптимальным выбором могут быть как задвижки, так и шаровые краны. Однако для жидкостей, содержащих взвешенные твердые частицы или суспензии, задвижки могут быть более подвержены засорению или повреждению седла из-за скользящего движения затвора. Шаровые краны, которые очищаются при вращении шара, могут быть предпочтительнее в таких случаях. Для высокоагрессивных жидкостей материал изготовления деталей клапана (корпуса, седел, уплотнений) имеет решающее значение. Оба типа клапанов изготавливаются из различных коррозионностойких материалов и могут работать с газами.
Пространство для установки
Размер монтажного пространства также может определять выбор задвижки или шарового крана. Шаровые краны, как правило, имеют более компактную конструкцию по сравнению с задвижками того же номинального размера и номинального давления. Это делает шаровые краны предпочтительными во многих системах, поскольку во многих случаях они требуют меньше места для установки. Задвижкам требуется больший линейный ход для полного подъема затвора при полном открытии, и это может быть ограничением в некоторых случаях.
Стоимость
Первоначальная стоимость задвижек и шаровых кранов может отличаться в зависимости от размера, класса давления, материала изготовления и марки. В целом, для малых размеров и низкого класса давления стоимость шаровых кранов может быть немного выше, чем задвижек. Но при больших размерах и высоком давлении разница в стоимости может быть незначительной, а иногда задвижки могут быть дешевле. Общая стоимость также должна включать в себя долгосрочные расходы, такие как затраты на обслуживание оборудования и затраты на замену оборудования в ближайшем будущем.
Давление
Для низкого и среднего давления, вплоть до класса 300 по ANSI, могут использоваться как задвижки, так и шаровые краны, но шаровые краны более предпочтительны из-за лучшей герметичности и быстроты работы. При высоком давлении (класс 600+ по ANSI) необходимо использовать специальные конструкции для обоих типов кранов. Для очень высокого давления используются задвижки, но есть и шаровые краны высокого давления с цапфовым креплением. Всегда важно убедиться, что номинальное давление крана выше, чем максимальное давление и гидравлический удар в системе.
Температура
Еще одним фактором, влияющим на выбор клапана, является температура обрабатываемой жидкости. Задвижки и шаровые краны можно заказать с различными материалами для корпуса, седел и уплотнений, которые подходят для разных температурных диапазонов. Температура играет важную роль в производительности и долговечности клапана, поэтому она может быть как высокой, так и низкой. Например, высокие температуры могут привести к разрушению некоторых мягких материалов седел, используемых в шаровых кранах. В следующей таблице приведены приблизительные температурные пределы для наиболее часто используемых материалов кранов:
| Материал | Типичный диапазон температур (°C) | Типичный диапазон температур (°F) |
| Углеродистая сталь | от -29 до 427 | от -20 до 800 |
| Нержавеющая сталь | от -196 до 538 | -320 до 1000 |
| PTFE (тефлон) | от -200 до 260 | -328 до 500 |
| EPDM | от -50 до 150 | от -58 до 302 |
| Buna-N (нитрил) | от -40 до 121 | от -40 до 250 |
Привод клапана: Следующий шаг для задвижек и шаровых кранов
Хотя для задвижек и шаровых кранов типично управление с помощью маховика или рычага, существует множество применений, где необходимо дистанционное или автоматическое управление. В этом случае на помощь приходят приводы клапанов. Пневматические, электрические и гидравлические приводы могут использоваться как для задвижек, так и для шаровых кранов. Пневматические приводы работают по принципу сжатого воздуха, обеспечивая необходимое усилие для управления клапаном, что делает их экономичным и эффективным решением для многих применений. В электрических приводах используется электродвигатель, обеспечивающий необходимый крутящий момент для работы клапана, и они легко сопрягаются с системами управления.
Являясь профессиональным производителем клапанов с приводом в Китае, Vincer посвящена предложению самых инновационных решений в области арматуры. Наша приверженность качеству и безопасности подтверждается различными сертификатами, включая CE, ISO9001:2015, FDA и RoHS, демонстрирующими наше следование европейским стандартам безопасности, международным системам управления качеством, а также строгим нормам безопасности и охраны окружающей среды. Кроме того, наш обновленный сертификат SIL гарантирует, что наша продукция соответствует строгим уровням безопасности. Мы занимаемся независимыми исследованиями, разработкой, производством и маркетингом электрический и пневматический задвижки и шаровые краны. Нужны ли вам электрические шаровые краны для точного управления потоком или пневматические задвижки для надежного перекрытия, Vincer предлагает широкий ассортимент продукции для удовлетворения ваших потребностей.
Заключение
Выбор правильного клапана имеет решающее значение для успеха любой системы обработки жидкостей. Выбор между этими двумя типами клапанов зависит от характера применения, типа жидкости, давления, температуры, доступного пространства, стоимости, а также от того, нужно ли приводить клапан в действие. Только понимая различия и сильные стороны каждого из них, можно сделать правильный выбор клапанов и получить более совершенную и эффективную систему обработки жидкостей.
Russian 
English 
French 
Spanish 
Italian 
German 
Dutch 
Portuguese 
Korean 
Chinese 
Finnish