Czym są zawory kulowe?
Zawory kulowe to zawory z napędem obrotowym; są szeroko stosowane ze względu na swoją prostą konstrukcję, niskie koszty produkcji i minimalne wymagania konserwacyjne. Ten typ zaworu jest idealny do cykli otwierania/zamykania i może być używany w systemach o niskim do bardzo wysokiego przepływu.
Zawory kulowe są klasyfikowane jako szybko działające, ponieważ do pełnego otwarcia lub zamknięcia zaworu wystarczy jedynie ćwierć obrotu (90 stopni) kuli.
Zawory kulowe są jednym z najczęściej spotykanych typów zaworów, inne typy to motylkowe, zasuwowe, grzybkowe i stożkowe zawory.
Konstrukcja zaworu kulowego: korpus, kula, trzpień itp...
Zawór kulowy składa się z kuli, korpusu, uszczelnienia, trzpienia, pokrywy, siłownika i gniazda.
Możliwe jest zamontowanie przekładni planetarnej między siłownikiem a trzpieniem; to rozwiązanie ułatwia zmianę pozycji dużych zaworów kulowych bez konieczności stosowania znacznego momentu obrotowego.
Gniazdo jest wykonane z materiałów o właściwościach podobnych do gumy. Typowe materiały elastomerowe używane do konstrukcji gniazda to teflon, nylon i neopren, choć istnieją inne. Użycie materiałów niemetalowych do gniazda uniemożliwia stosowanie zaworów kulowych w systemach wysokotemperaturowych.
Szczelina między pokrywą a trzpieniem jest uszczelniona przez uszczelnienie lub pierścienie O.
Trzpień zazwyczaj łączy się z kulą za pomocą prostego klucza o kształcie kwadratu. Kształt kwadratu pozwala na zastosowanie dużego momentu obrotowego przy minimalizacji ryzyka zaokrąglenia krawędzi.
Kołnierze są instalowane po stronie ssącej i tłocznej zaworu kulowego, aby umożliwić łatwe podłączenie rurociągów.
Podoba Ci się ten artykuł? Koniecznie sprawdź nasz Kurs wideo Wprowadzenie do zaworów! Kurs zawiera quiz, podręcznik, a po ukończeniu kursu otrzymasz certyfikat. Ciesz się!
Jak działają zawory kulowe
Poniższe wideo to fragment naszego Kursu wideo online Wprowadzenie do zaworów.
Kula z otworem w środku jest zamontowana w korpusie. Jeśli otwór jest zgodny z przepływem, zawór jest w pozycji otwartej i występuje niewielki opór przepływu. Jeśli otwór jest obrócony o 90 stopni i jest prostopadły do kierunku przepływu, zawór jest w pozycji zamkniętej i nie ma przepływu. Należy zauważyć, że często możliwe jest obracanie zaworu kulowego o 360 stopni, chociaż orientacje otwarcia i zamknięcia pozostają takie same.
Rączka zaworu jest często używana do wskazywania pozycji zaworu. Jeśli rączka zaworu jest zgodna (równoległa) z rurociągiem, zawór jest w pozycji otwartej. Jeśli rączka zaworu nie jest zgodna (prostopadła) z rurociągiem, zawór jest w pozycji zamkniętej. Uwaga, istnieją wyjątki od tej reguły (patrz poniżej)!
Zawory do transferu paliwa/bunkrowania często wykorzystują zawory kulowe z rączką wskazującą odwrotnie niż normalnie oczekiwano, np. rączka w linii oznacza, że zawór jest zamknięty. Powód tej anomalii nie jest oczywisty, ale wiąże się z przypadkowym ruchem rączki zaworu. Jeśli zawór jest całkowicie otwarty (prostopadle do rury) i ktoś przypadkowo poruszy rączką zaworu, zawór przesunie się w kierunku pozycji zamkniętej (równolegle do rury). Jeśli jednak ktoś przypadkowo poruszy rączką zaworu na normalnym zaworze kulowym, który jest zamknięty (prostopadle do rury), przypadkowo otworzy zawór nieco, co może prowadzić do wycieku paliwa. Ten scenariusz może wydawać się mało prawdopodobny, ale węże bunkrowe są często ręcznie przesuwane i czasami upuszczane, zawór z rączką prostopadłą do węża nie jest więc idealny i byłby trudniejszy do obsługi.
Zalety zaworów kulowych
Ten typ zaworu jest uważany za szybko działający, ponieważ może przejść z pozycji całkowicie otwartej do całkowicie zamkniętej, obracając trzpień zaworu tylko o ćwierć obrotu (90 stopni).
Zawory kulowe umożliwiają przepływ w obu kierunkach i mają bardzo niski spadek ciśnienia.
Zawory kulowe dobrze uszczelniają i nie są podatne na wycieki.
Zawory kulowe są dobrze przystosowane do bezpośredniej lokalnej obsługi ręcznej, chociaż mogą być zdalnie sterowane za pomocą silnika i układu przekładni planetarnej.
Zawory kulowe są zazwyczaj najtańsze spośród wszystkich typowych typów zaworów, a koszty konserwacji są również niskie.
Zawory kulowe dobrze uszczelniają bez potrzeby stosowania znacznego momentu obrotowego z siłownika.
Wady
Zawory kulowe nie nadają się do regulacji przepływu (dławienia), ponieważ nie można dokładnie kontrolować szybkości przepływu. Dławienie (każda pozycja zaworu między całkowicie otwartą a całkowicie zamkniętą) również powoduje znaczne turbulencje przepływu przez kulę, co prowadzi do strat tarcia i potencjalnego uszkodzenia samej kuli. Z tych powodów zawory kulowe nie powinny być pierwszym wyborem przy projektowaniu zaworów, gdy wymagana jest kontrola przepływu.
Zawory kulowe nie powinny być używane w systemach wysokotemperaturowych, ponieważ materiały uszczelniające zaworu mogą ulec uszkodzeniu, a zawór nie będzie już prawidłowo uszczelniał (istnieją wyjątki od tej reguły, jeśli wymagane są specjalne zawory kulowe wysokotemperaturowe).
Zawory kulowe nie powinny być używane w żadnych medium przepływających z dużą ilością cząstek ściernych. Cząstki ścierne mogą łatwo uszkodzić gniazdo zaworu i uniemożliwić prawidłowe uszczelnienie zaworu.
Szczegóły modelu 3D
Ten model 3D pokazuje wszystkie główne komponenty związane z typowym zaworem kulowym, w tym:
- Rączka zaworu
- Trzpień/wrzeciono zaworu
- Kula
- Gniazdo
- Obudowa/korpus
- Uszczelka
- Śruby i nakrętki
Dodatkowe zasoby
https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_valve