Въведение в сферичните вентили

Глобусни вентили

Глобусните вентили са клапани с линейно движение и са предназначени основно за спиране, стартиране и регулиране на потока. Дискът на глобусния вентил може да бъде напълно отстранен от пътя на потока или може напълно да затвори пътя на потока.

Конвенционалните глобусови вентили могат да се използват за изолиране и дроселиране. Въпреки че тези вентили показват малко по-високи спадове на налягането, отколкото правите=проходни вентили (напр. шибър, тапа, топка и т.н.), те могат да се използват, когато спадът на налягането през вентила не е контролиращ фактор.

Тъй като цялото налягане в системата, упражнено върху диска, се прехвърля към стеблото на клапана, практическото ограничение на размера на тези клапани е NPS 12 (DN 300). Сферичните вентили, по-големи от NPS 12 (DN 300), са по-скоро изключение, отколкото правило. По-големите клапани биха изисквали огромни сили да бъдат упражнени върху стеблото, за да се отвори или затвори клапанът под налягане. Произведени и използвани са глобусови вентили с размери до NPS 48 (DN 1200).

Сферичните вентили се използват широко за контрол на потока. Диапазонът на контрол на потока, спад на налягането и работа трябва да бъдат взети предвид при проектирането на вентила, за да се предотврати преждевременна повреда и да се осигури задоволително обслужване. Вентилите, подложени на обслужване с дроселиране при високо диференциално налягане, изискват специално проектирана облицовка на клапана.

Обикновено максималното диференциално налягане през диска на клапана не трябва да надвишава 20 процента от максималното налягане нагоре по веригата или 200 psi (1380 kPa), което от двете е по-малко. Вентилите със специално покритие могат да бъдат проектирани за приложения, превишаващи тези граници на диференциално налягане.

Сферичен вентил от лята стомана за нефтената и газовата промишленост

Конструкции на корпуса на вентилите Globe

Съществуват три основни дизайна на корпуса на вентилите Globe, а именно: тройник или Z-тяло, ъглов модел и Wye модел или Y-тяло.

Модел на тройник Дизайн на кръгъл вентиле най-често срещаният тип тяло, с Z-образна диафрагма. Хоризонталната настройка на седалката позволява на стеблото и диска да се движат перпендикулярно на хоризонталната линия. Този дизайн има най-нисък коефициент на поток и по-висок спад на налягането. Те се използват в тежки дроселиращи услуги, като например в байпасни линии около контролен вентил. Глобусните вентили с тройник могат също да се използват в приложения, където спадът на налягането не е проблем и се изисква дроселиране.

 

 

Дизайн на глобусови вентили с ъглов моделе модификация на основния глобусен вентил Tee Pattern. Краищата на този сферичен вентил са под ъгъл от 90 градуса и потокът на течността се осъществява с едно завъртане на 90 градуса. Те имат малко по-нисък коефициент на поток от вентилите с шарнирна шарка. Те се използват в приложения, които имат периоди на пулсиращ поток поради способността им да се справят с ефекта на запушване на този тип поток.

 

 

Wye Pattern Globe дизайн на вентили, е алтернатива на високия спад на налягането, присъщ на Globe вентилите. Седлото и стеблото са под ъгъл приблизително 45 градуса, което дава по-прав път на потока при пълно отваряне и предлага най-малко съпротивление на потока. Те могат да бъдат отворени за дълги периоди без силна ерозия. Те се използват широко за дроселиране по време на сезонни или стартиращи операции. Те могат да бъдат пробутани, за да се премахнат остатъците, когато се използват в дренажни линии, които обикновено са затворени.

Диск, седло и стебло на сферични клапани

диск:Най-често срещаните дизайни на дискове за вентилите Globe са: сферичен диск, композиционен диск и щепселен диск. Дизайнът на сферичния диск се използва предимно в системи с ниско налягане и ниска температура. Той е в състояние да дроселира потока, но по принцип се прилага за спиране и стартиране на потока.

Дизайнът на композиционния диск използва твърд, неметален пръстен за вмъкване върху диска, който осигурява по-плътно затваряне.

Дизайнът на щепселния диск осигурява по-добро дроселиране от дизайните с топка или композиция. Те се предлагат в много различни дизайни и всички те са дълги и заострени.

Седалка:Седлата на сферичните вентили са или интегрирани, или завинтени към тялото на клапана. Много вентили Globe имат задни седалки вътре в капака. Задните седалки осигуряват уплътнение между стеблото и капака и предотвратяват натрупването на налягане в системата срещу уплътнението на клапана, когато вентилът е напълно отворен. Задните седалки често се прилагат в вентилите Globe.

Стебло:Глобусните вентили използват два метода за свързване на диска и стеблото: T-слота и конструкцията на гайката на диска. При дизайна с T-слот дискът се плъзга върху стеблото, докато при дизайна с гайка на диска дискът се завинтва в стеблото.

Конструкция на глобус вентил

Сферичните вентили обикновено имат повдигащи се стебла, а по-големите размери са с външна конструкция с винт и вилка. Компонентите на вентила Globe са подобни на тези на шибъра. Този тип клапан има гнезда в равнина, успоредна или наклонена спрямо линията на потока.

Поддръжката на глобусните клапани е сравнително лесна, тъй като дисковете и седлата лесно се обновяват или сменят. Това прави вентилите Globe особено подходящи за услуги, които изискват честа поддръжка на вентила. Когато клапаните се управляват ръчно, по-късият ход на диска предлага предимства при спестяване на време на оператора, особено ако клапаните се регулират често.

Основната вариация в дизайна на глобусния клапан е в използваните типове дискове. Дисковете тип тапа имат дълга, заострена конфигурация с широка опорна повърхност. Този тип седалка осигурява максимална устойчивост на ерозионното действие на флуидния поток. В композиционния диск дискът има плоска повърхност, която е притисната към отвора на седалката като капачка. Този тип разположение на седалката не е толкова подходящо за дроселиране на високо диференциално налягане.

В чугунените вентили Globe дискът и пръстените на седлото обикновено са изработени от бронз. При стоманени вентили за температура до 750°F (399°C), облицовката обикновено е направена от неръждаема стомана и така осигурява устойчивост на задръстване и протриване. Свързващите се повърхности обикновено се обработват топлинно, за да се получат диференциални стойности на твърдост. Използват се и други материали за облицовка, включително сплави на основата на кобалт.

Повърхността на сядане е шлифована, за да се осигури пълен контакт с повърхността на лагера, когато вентилът е затворен. За по-ниски класове на налягане центровката се поддържа от дълга дискова контрагайка. За по-високи налягания, дисковите водачи са отлети в тялото на клапана. Дискът се върти свободно върху стеблото, за да се предотврати нараняване на лицето на диска и пръстена на седалката. Стъблото се опира на закалена натискаща плоча, елиминирайки протриването на стеблото и диска в точката на контакт.

Посока на потока на вентилите Globe

За приложения с ниска температура, вентилите Globe обикновено се монтират така, че налягането да е под диска. Това допринася за лесна работа и помага за защита на опаковката.

За приложения с високотемпературно парно обслужване се инсталират вентили Globe, така че налягането да е над диска. В противен случай стеблото ще се свие при охлаждане и ще се стреми да повдигне диска от седалката.

Предимства и недостатъци на сферичните вентили

Предимства:

• Добра способност за изключване
• Умерена до добра дроселираща способност
• По-къс ход (в сравнение със шибър)
• Предлага се в тройник, брава и ъглови шарки, всяка от които предлага уникални възможности
• Лесно се обработват или препокриват седалките
• С диск, който не е прикрепен към стеблото, вентилът може да се използва като спирателен възвратен клапан

Недостатъци:

• По-висок спад на налягането (в сравнение със шибър)
• Изисква по-голяма сила или по-голям задвижващ механизъм за поставяне на клапана (с натиск под седалката)
• Дроселиращ поток под седалката и спиращ поток над седалката

Типични приложения на сферичните вентили

По-долу са някои от типичните приложения на вентилите Globe:

• Системи за охлаждаща вода, където потокът трябва да се регулира
• Система за гориво, където потокът е регулиран и херметичността е от значение
• Вентилационни отвори с висока точка и дренажи с ниска точка, когато херметичността и безопасността са основни съображения
• Захранваща вода, захранване с химикали, извличане на въздух от кондензатора и дренажни системи за извличане
• Вентилационни отвори и дренажи на котли, главни парни отвори и дренажи и дренажи на нагреватели
• Турбинни уплътнения и дренажи
• Турбинна смазочна система и други