Какво е сферичен кран: Инструкции за работа и употреба

Сферичен кран, клапан, чиито отварящи и затварящи части (топка) се задвижват от стеблото на клапана и се въртят около оста на сферичния кран. Твърдо уплътненият V-образен сферичен кран има силна срязваща сила между V-образната си сърцевина и металното седалка на клапана, заварено с твърда сплав, което е особено подходящо за среди, съдържащи влакна, малки твърди частици и др. Многопътният сферичен кран може не само гъвкаво да контролира сливането, отклоняването и посоката на потока на средата в тръбопровода, но и да затваря всеки канал, за да свърже другите два канала. Този тип клапан обикновено трябва да се монтира хоризонтално в тръбопровода. Сферичните кранове се разделят на пневматични сферични кранове, електрически сферични кранове и ръчни сферични кранове според начина на задвижване.

Какво е сферичен кран

АСферичните кранове са изобретени през 50-те години на миналия век. С бързото развитие на науката и технологиите, непрекъснатото усъвършенстване на производствените процеси и продуктовите структури, сферичните кранове бързо се превърнаха в основен тип клапан само за 40 години. В западните индустриализирани страни употребата на сферични кранове се увеличава с всяка изминала година.

В моята страна сферичните кранове се използват широко в рафинирането на нефт, тръбопроводите за дълги разстояния, химическата промишленост, производството на хартия, фармацевтиката, водоснабдяването, електроенергетиката, общинската администрация, стоманата и други индустрии и играят важна роля в националната икономика. Те имат въртеливо действие на 90 градуса, тялото на запушалката е сферично и има кръгъл отвор или канал, преминаващ през оста ѝ.

Сферичните кранове се използват главно за прекъсване, разпределение и промяна на посоката на потока на средата в тръбопровода. Необходимо е само завъртане на 90 градуса и много малък въртящ момент, за да се затворят плътно. Сферичните кранове са най-подходящи за използване като превключватели и спирателни клапани, V-образни сферични кранове. В допълнение към параметрите на тръбопровода, електрическите клапани трябва да обърнат специално внимание и на условията на околната среда, в която се използват. Тъй като електрическото устройство в електрическия клапан е електромеханично устройство, неговото използване зависи значително от средата, в която се използва.

Какви са характеристиките на сферичните кранове 

• Устойчивост на износванетъй като сърцевината на твърдо уплътнения сферичен кран е от легирана стомана, заварена чрез пръскане,Уплътнителният пръстен е с повърхност от легирана стомана, така че твърдо уплътненият сферичен кран няма да се износва прекалено много при превключване. (Коефициентът му на твърдост е 65-70):

• Добро уплътняванеТъй като уплътнението на твърдо уплътнения сферичен кран се шлифова ръчно, той може да се използва само докато сърцевината на клапана и уплътнителният пръстен не съвпаднат напълно. Така че уплътнителните му характеристики са надеждни.

• Нисък въртящ моментТъй като долната част на уплътнителния пръстен на твърдо уплътнения сферичен кран използва пружина, за да държи уплътнителния пръстен и сърцевината на клапана плътно заедно, превключвателят е много лек, когато външната сила надвиши предварителното натоварване на пружината.

• Дълга службаживот: Широко се използва в различни отдели като петролна, химическа промишленост, производство на електроенергия, производство на хартия, атомна енергия, авиация, ракети и ежедневието на хората.

Какви са предимствата на сферичните кранове

В сравнение с други видове клапани, сферичните клапани се отварят бързо, плавно и надеждно, широко се използват и имат следните предимства:

1. Аксиалният лагер намалява въртящия момент на триене на стеблото на клапана, което може да осигури плавна и гъвкава работа на стеблото на клапана за дълго време.
2. Антистатична функция: Между сферата, стеблото на клапана и тялото на клапана е поставена пружина, която отвежда статичното електричество, генерирано по време на процеса на превключване.
3. Тъй като материали катоПолитетрафлуоретиленът има добри самосмазващи свойства и малка загуба на триене с топката, което прави сферичният кран да има дълъг експлоатационен живот.
4. Малко съпротивление на флуида: Пневматичните сферични кранове имат най-малкото съпротивление на флуида сред всички категории клапани. Дори при пневматичните сферични кранове с намален диаметър, съпротивлението им на флуида е доста малко.
5. Надеждно уплътнение на стеблото на клапана: Тъй като стеблото на клапана само се върти, но не се повдига, уплътнението на стеблото на клапана не се поврежда лесно и уплътнителната способност се увеличава с увеличаване на средното налягане.
6. Добро уплътняване на седалката на клапана: Уплътнителният пръстен, изработен от еластични материали като политетрафлуороетилен, е лесен за уплътняване, а уплътнителната способност на сферичния клапан се увеличава с увеличаване на средното налягане.
7. С малко съпротивление на флуида, сферичните кранове с пълен диаметър на практика нямат съпротивление на потока.
8. Проста структура, малък размер и леко тегло.
9. Плътен и надежден. Има две уплътнителни повърхности, а материалите на уплътнителните повърхности на сферичния кран са широко използвани от различни пластмаси, с добри уплътнителни характеристики и може да се постигне пълно уплътняване. Също така е широко използван във вакуумни системи.
10. Лесен за работа, бързо отваряне и затваряне, просто завъртете на 90° от напълно отворено до напълно затворено, удобно за управление от разстояние.
11. Лесна поддръжка, сферичният кран има проста структура, а уплътнителният пръстен е подвижен, което е удобно за демонтаж и подмяна.
12. Когато е напълно отворен или напълно затворен, уплътнителната повърхност на сферата и седалката на клапана е изолирана от средата и средата няма да причини ерозия на уплътнителната повърхност на клапана при преминаване.
13. Широка гама от приложения, диаметрите варират от няколко милиметра до няколко метра и могат да се използват от висок вакуум до високо налягане.
14. Тъй като сферичният кран има свойство да се избърсва по време на процеса на отваряне и затваряне, той може да се използва в среди със суспендирани твърди частици.
15. Висока прецизност на обработка, висока цена, не е подходящ за употреба при висока температура. Ако има примеси в тръбопровода, лесно може да се блокира от примеси, което води до невъзможност за отваряне на клапана.

Какви са категориите сферични кранове

 Класификация на функциите

• Байпасен вентил: сферичните кранове обикновено се отварят от статична вода, така че байпасните клапани са настроени първо да изравнят налягането, т.е. и двете страни са пълни с вода;
• Въздушен клапанПри пълнене с вода въздухът се отстранява и поплавъкът затваря клапана автоматично; при източване се добавя въздух и поплавъкът се спуска автоматично;
• Предпазен вентил:при отваряне и затваряне на клапана, водата под налягане между клапана и уплътнителния капак се отстранява, за да се избегне износването на уплътнителния капак;
• Изпускателен клапан: отводнете отпадъчните води от долната част на корпуса на сферата.

Класификация на задвижващите механизми на сферични кранове

• Пневматичен сферичен кран
• Електрически сферичен кран
• Хидравличен сферичен кран
• Пневматичен и хидравличен сферичен кран
• Електрохидравличен сферичен кран
• Сферичен кран за турбинна трансмисия

Класификация по материал на корпуса/тялото на сферичния кран

• Метален сферичен кран: като напримерСферични кранове от въглеродна стомана, клапани от легирана стомана, сферични кранове от неръждаема стомана, чугунени клапани, клапани от титаниева сплав, монелни клапани, клапани от медна сплав, клапани от алуминиева сплав, клапани от оловна сплави др.
• Вентили с метална облицовкакато например клапани с гумено покритие, клапани с флуорно покритие, клапани с оловно покритие, клапани с пластмасово покритие, клапани с емайлирано покритие.
• Неметални клапаникато керамични клапани, стъклени клапани, пластмасови клапани.

Основните параметри на сферичния кран

• Номинално наляганеPN1.0-42.0MPa, ANSI КЛАС 150-2500, JIS10-20K
• Номинален диаметър: DN6~1200, NPS 1/4~48
• Край на връзката: фланци, челно заваряване, резба, муфно заваряване и др.
• Приложима температура: -196℃~540℃;
• Операция: ръчна, червячна предавка, пневматична, електрическа, хидравлична, газо-течна връзка, електрохидравлична връзка;
• Материал на корпуса на клапанаWCB, ZG1Cr18Ni9Ti, ZG1Cr18Ni12Mo2Ti, CF8(304), CF3(304L), CF8M(316), CF3M (316L), Ti., Различни материали могат да се използват за вода, пара, масло, азотна киселина, оцетна киселина, окислителна среда, урея и други среди.

Метод на монтаж и стъпки на сферичен кран на тръбопровод 

1. Отстранете защитните капаци от двете страни на фланцовия край и изплакнете и почистете клапана, когато е напълно отворен.
2. Преди монтажа цялата машина трябва да бъде тествана съгласно зададения сигнал (електричество или газ) (за да се предотврати вибрациите, причинени от транспортиране, да повлияят на производителността) и може да бъде инсталирана онлайн само след преминаване на теста (окабеляване съгласно схемата на електрическия задвижващ механизъм).
3. Преди свързване към тръбопровода, промийте и почистете останалите замърсявания в тръбопровода (тези вещества могат да повредят седалката на клапана и сферата).
4. По време на монтажа, моля, не използвайте частта на задвижващия механизъм на клапана като точка за повдигане, за да избегнете повреда на задвижващия механизъм и аксесоарите.
5. Този тип клапан трябва да се монтира в хоризонтално или вертикално направление на тръбопровода.
6. Тръбопроводът в близост до точката на монтаж не трябва да се огъва или да бъде подлаган на външни сили. За елиминиране на отклонението на тръбопровода могат да се използват скоби или опори за тръби.
7. След свързване към тръбопровода, затегнете болтовете на фланцовата връзка кръстосано с посочения въртящ момент.

Приложими случаи на сферични кранове

Тъй като сферичните кранове обикновено използват гума, найлон и политетрафлуороетилен като материали за уплътнителния пръстен на седалката на клапана, работната им температура е ограничена от материала на уплътнителния пръстен на седалката на клапана. Затварящият ефект на сферичния кран се постига чрез притискане на металната топка към пластмасовата седалка на клапана под действието на средата (плаващ сферичен кран). Уплътнителният пръстен на седалката на клапана претърпява еластично-пластична деформация в локални области под определено контактно налягане. Тази деформация може да компенсира точността на производство и грапавостта на повърхността на топката и да осигури уплътнителните характеристики на сферичния кран.

Тъй като уплътнението на седалката на сферичния кран обикновено е изработено от пластмаса, при избора на структура и характеристики на сферичния кран трябва да се вземат предвид огнеустойчивостта и пожаробезопасността, особено в нефтената, химическата, металургичната и други промишлености. При използването на сферични кранове в оборудване и тръбопроводни системи със запалими и експлозивни среди трябва да се обърне повече внимание на огнеустойчивостта и пожаробезопасността.

Обикновено сферичните кранове се препоръчват в тръбопроводни системи с двойно регулиране на позицията, стриктно уплътняване, устойчивост на кал, износване, свиване на канала, бързо отваряне и затваряне (отваряне и затваряне на 1/4 оборот), изключване при високо налягане (голяма разлика в налягането), нисък шум, кавитация и газификация, малко изтичане в атмосферата, малък работен въртящ момент и малко съпротивление на флуида.

Сферичните кранове са подходящи и за тръбопроводни системи с леки конструкции, ниско налягане (малка разлика в налягането) и корозивни среди. Сферичните кранове могат да се използват и в нискотемпературни (дълбоко студени) устройства и тръбопроводни системи. В кислородните тръбопроводни системи на металургичната промишленост е необходимо да се използват строго обезмаслени сферични кранове. Когато главният тръбопровод в нефтопровода и газопровода трябва да бъде заровен под земята, е необходимо да се използва заварен сферичен кран с пълен отвор. Когато се изисква регулираща производителност, трябва да се избере сферичен кран със специална конструкция с V-образен отвор. В нефтената, нефтохимическата, химическата, електроенергийната и градското строителство, за тръбопроводни системи с работни температури над 200 градуса могат да се изберат сферични кранове с метално уплътнение.

Предимства и недостатъци на сферичните кранове

Предимства на сферичния кран:

1. Има най-ниското съпротивление на потока (всъщност 0);
2. Тъй като няма да се заклещи по време на работа (когато няма смазка), може надеждно да се използва в корозивни среди и нискокипящи течности;
3. Може да постигне пълно уплътняване в широк диапазон на налягане и температура;
4. Може да се постигне бързо отваряне и затваряне, а времето за отваряне и затваряне на някои конструкции е само 0,05~0,1 секунди, което гарантира, че може да се използва в автоматизираната система на изпитателния стенд. Когато вентилът се отваря и затваря бързо, работата е безпроблемна.
5. Сферичният затварящ елемент може автоматично да се локализира в граничната позиция;
6. Работната среда е надеждно запечатана от двете страни;
7. Когато е напълно отворен и напълно затворен, уплътнителната повърхност на сферата и седалката на клапана е изолирана от средата, така че средата, преминаваща през клапана с висока скорост, няма да причини ерозия на уплътнителната повърхност;
8. Структурата е компактна и лека и може да се счита за най-разумната конструкция на клапана за нискотемпературни средни системи;
9. Корпусът на клапана е симетричен, особено заварената конструкция на корпуса на клапана, която може да издържи добре на напрежението от тръбопровода;
10. Затварящият елемент може да издържи на висока разлика в налягането, когато е затворен. ⑾ Сферичният кран с изцяло заварено тяло може да бъде заровен директно под земята, така че вътрешността на клапана да не корозира, а максималният експлоатационен живот може да достигне 30 години. Това е най-идеалният клапан за нефтопроводи и газопроводи.

Недостатъци на сферичния кран

1. Тъй като уплътнителният пръстен на основното седалково легло на сферичния кран е изработен от политетрафлуороетилен, той има голям коефициент на разширение, чувствителен е към студено течение и има лоша топлопроводимост. Следователно, когато уплътнителният материал се втвърди, надеждността на уплътнението ще бъде нарушена.
2. Освен това, политетрафлуоретиленът има ниска температурна устойчивост и може да се използва само при температура под 180°C. Ако температурата надвиши тази температура, уплътнителният материал ще се износи. Като се има предвид дългосрочната употреба, той обикновено се използва само при 120°C.
3. Регулирането му е по-лошо от това на спирателния вентил, особено на пневматичния вентил (или електрическия вентил).