Как работают клапаны двигателя
Клапан, который пропускает в цилиндр смесь воздуха и топлива, называется впускным. Клапан, через который отработанные газы покидают двигатель, называется выпускным. Для эффективной работы двигателя при любой скорости эти клапаны должны открываться в определенные моменты.
За этот процесс отвечают грушевидные детали (кулачки), которые крепятся к распределительному валу, вращающемуся под действием цепи, ремня или набора шестерен.
Распределительный вал может находиться в верхней части блока. В этом случае над каждым кулачком вала располагаются небольшие металлические цилиндры (толкатели). Когда конец толкателя упирается в коромысло, кулачок воздействует на ножку клапана, который удерживается в поднятом (закрытом) состоянии с помощью сильной пружины.
Двигатель с верхним расположением распределительного вала
В подобной конструкции вал, расположенный в верхней части двигателя, работает под управлением ремня с внутренними зубьями, и контуры кулачков напрямую взаимодействует с толкателями, расположенными над клапанами.
Когда толкатель давит на кулачок, он задействует коромысло, которое ослабляет пружину и открывает клапан. При дальнейшем вращении контура пружина возвращается в первоначальное положение, и клапан закрывается. Такая конструкция характерна для двигателя с верхним расположением клапанов в головке цилиндра.
В некоторых двигателях отсутствуют толкатели, и клапаны открываются и закрываются с помощью двойных или одинарных распределительных валов.
Такая конструкция носит название двигателя с одним распределительным валом и клапанами в головке. В ней меньше подвижных частей, поэтому она является более мощной и может работать на высоких скоростях. В любом случае, между деталями присутствует зазор, чтобы клапан мог свободно закрываться и открываться, когда те расширяются при нагревании.
Зазоры между ножкой клапана и коромыслом или кулачком необходимы для нормальной работы системы, а их отсутствие может вызвать серьезные повреждения составных частей.
При слишком большом зазоре клапаны будут открываться слишком рано, а закрываться слишком поздно, что снизит мощность двигателя и увеличит уровень производимого им шума.
При малом зазоре клапаны не будут нормально закрываться, что приведет к ослаблению компрессии.
В некоторых двигателях зазоры регулируются автоматически под давлением смазочной жидкости.
Распределительный вал с толкателями
При конструкции, согласно которой распределительный вал находится в блоке цилиндров, длинные штанги толкателей воздействуют на коромысла, открывающие клапаны. Двигатели с верхним расположением клапанов в головке цилиндра считаются менее эффективными, чем двигатели с одним распределительным валом и клапанами в головке, т.к. большое количество подвижных частей ограничивает скорость, при которой двигатель может безопасно работать.
В двигателе с верхним расположением распределительного вала и штангами коленчатый вал находится в головке цилиндров.
При вращении вала каждый клапан открывается с помощью толкателя, штанги и коромысла. Клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной.
Количество зубьев на звездочке ведущей цепи в два раза превышает количество зубьев на шестерне распределительного вала, поэтому вал вращается в два раза медленнее, чем двигатель.
Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке
В некоторых моделях кулачки напрямую воздействуют на короткие рычаги, именуемые пальцами.
Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке содержит меньше деталей для управления клапанами. Кулачки напрямую взаимодействуют с толкателями или короткими рычагами (пальцами), которые, в свою очередь, открывают и закрывают клапаны.
Такая система обладает меньшим весом и технической сложностью, т.к. в ней отсутствуют штанги толкателей и коромысла.
Для управления распределительным валом с помощью звездочки на коленчатом вале часто используется длинная цепь, которая иногда провисает. Эта проблема решается добавлением промежуточных звездочек и нескольких коротких цепей с большим натяжением.
Кроме того, могут быть использованы нерастягиваемые резиновые маслоупорные ремни с зубьями, которые цепляются к звездочкам на распределительном и коленчатом валах.
Клапан двигателя
Клапан – деталь газораспределительного механизма.
Клапанный механизм (механизм привода клапанов) является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ).
ГРМ бывает нижнеклапаннымм и верхнеклапаннымм. Современные силовые агрегаты повсеместно имеют верхнее расположение клапанов.
Клапан реализует прямую подачу в цилиндры определенной порции топливно-воздушной смеси или только воздуха, а также осуществляет выпуск отработавших газов. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания для нормальной работы требуется не менее двух клапанов на один цилиндр.
Клапаны бывают двух видов, что зависит от их прямой функции:
- впускной клапан;
- выпускной клапан;
Сегодня на современные моторы устанавливаются клапаны тарельчатого типа, которые имеют стержень. Устройство клапана включает в себя так называемую тарелку клапана. Наиболее распространенная конструкция ДВС получила клапаны, которые находятся в головке блока цилиндров (ГБЦ). То место, где клапан контактирует с ГБЦ, получило название седло клапана.
Максимально качественное наполнение цилиндра двигателя топливно-воздушной смесью или воздухом требует того, чтобы диаметр тарелки впускного клапана был больше, чем у выпускного клапана. Впускные и выпускные клапаны имеют определенные отличия по этой причине. Впускной клапан зачастую получает больший диаметр своей тарелки. Это сделано для того, чтобы улучшить наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью или только воздухом.
Что касается выпускного клапана, в увеличении диаметра его тарелки необходимость также присутствует. Это необходимо для лучшей очистки цилиндров от продуктов сгорания. Отметим, что размер тарелки впускного и выпускного клапанов ограничен размерами самой камеры сгорания, которая изготовлена в ГБЦ. Качественное наполнение цилиндров и очистка реализуются не путем увеличения диаметра тарелки одного клапана, а путем установки большего количества клапанов на один цилиндр.
Клапаны ДВС в процессе работы мотора испытывают серьезные механические и тепловые нагрузки.
По этой причине их изготавливают из особых жаростойких и износостойких металлических сплавов. Кромка тарелки клапана может быть усиленной, иногда сама тарелка усиливается при помощи керамического напыления. Что касается стержня, то для впускного клапана предусмотрен цельнометаллический стержень. Выпускной клапан имеет полый стержень, дополнительно получает натриевое наполнение для улучшения охлаждения тарелки клапана.
Повышенное внимание уделяется вопросу охлаждения именно выпускных клапанов, особенно для производительных силовых агрегатов. Выпускные клапана подвержены тепловой нагрузке намного больше впускных. Как уже было сказано, клапаны в таких моторах имеют полый стержень, который внутри наполнен натрием. Такое решение является эффективным способом охлаждения. Указанный натрий при выходе мотора на рабочую температуру плавится внутри полого стержня клапана, а затем в расплавленном виде течет. Так осуществляется перенос избытков тепла от разогретой тарелки клапана к его стержню.
Место прилегания тарелки клапана к блоку называется фаской. Для того чтобы фаска не страдала от скопления нагара, а также было реализовано равномерное распределение тепла, в конструкции клапанного механизма используются решения для вращения (проворачивания) клапана в процессе работы ДВС.
Современное устройство наиболее распространенного двигателя предполагает схему с четырьмя клапанами, что означает наличие двух впускных и двух выпускных клапанов на каждый отдельный цилиндр. В момент открытия (клапан опускается) впускного клапана образуется кольцевой проход. Через этот проход между тарелкой клапана и седлом клапана в цилиндр попадает топливно-воздушная смесь или только воздух. От площади проходного сечения будет зависеть эффективность наполнения цилиндра, что далее влияет на показатели производительности при рабочем ходе поршня.
Могут также встречаться двухклапанные, трехклапанные и пятиклапанные схемы устройства ГРМ.
В первом случае используется только один впускной и один выпускной клапан на цилиндр. Для трехклапанных схем характерно наличие двух впускных и одного выпускного клапана. Схема на пять клапанов означает, что стоят три впускных и два выпускных клапана. Количество клапанов на цилиндр зависит от общего размера камеры сгорания конкретного двигателя, реализации привода клапанов, степени форсировки мотора, а также ряда других факторов.
Открытие клапана реализовано при помощи нажатия на клапанный стержень. За открытие отвечает привод клапана. Указанный привод обеспечивает передачу усилия от распределительного вала (распредвала). В современных двигателях используются две базовые схемы привода клапанов: привод посредством гидравлических толкателей клапана и реализация привода при помощи роликовых рычагов.
Закрытие клапана в процессе работы ДВС осуществляется при помощи специальной пружины определенной жесткости. Жесткость такой пружины должна быть ограниченной, чтобы не создавать больших ударных нагрузок на седла клапанов.
Сила воздействия пружины заставляет тарелку клапана герметично перекрывать впускной или выпускной канал. Пружина клапана крепится на стержне посредством тарелки клапанной пружины и сухарей. Во время работы мотора, особенно под нагрузкой, могут возникать резонансные колебания на клапанах. Для устранения этого нюанса могут быть установлены сразу две клапанные пружины с разнонаправленными витками.
Жесткость таких пружин меньше по сравнению с решениями, которые получили только по одной пружиной. Использование двух пружин подразумевает то, что они навиты в разные стороны. Это сделано для предотвращения заклинивания клапана в результате поломки одной пружины. Так инженеры исключили риск попадания витков одной пружины клапана между витками другой. Для уменьшения трения клапанный механизм конструктивно имеет вышеупомянутые ролики (роликовый рычаг), которые находятся на толкателях и рычагах привода клапанов.
Клапаны 101: Типы клапанов, размеры, стандарты и многое другое
Что такое клапаны и как они работают? В своей основе клапаны представляют собой устройства, предназначенные для управления, регулирования или направления потока в системе или процессе.
Они часто обладают рядом характеристик, которые помогают определить их идеальное применение.
Однако, если вы хотите контролировать поток, обеспечивать безопасность в системе, которая перекачивает жидкости, твердые вещества, газы или что-то среднее между ними, скорее всего, вам помогут клапаны из нержавеющей стали.
Клапаны выполняют несколько функций, в том числе:
- Запуск или остановка потока в зависимости от состояния клапана
- Регулирование потока и давления в системе трубопроводов
- Управление направлением потока в системе трубопроводов трубопроводная система
- Повышение безопасности за счет сброса давления или вакуума в трубопроводной системе
Хотя многие клапаны выполняют схожие задачи, механические способы их достижения могут различаться.
То, как клапан открывается и закрывается, не только влияет на общую производительность, но также определяет степень контроля над потоком и скорость работы клапана.
Большинство клапанов относятся к одной из трех категорий:
- Многооборотные клапаны: Думайте об этих клапанах как о винте или поршне. Вы проворачиваете рукоятку, и заглушка, пластина, мембрана или другое препятствие перемещается на пути трубы, блокируя доступ. В зависимости от клапана эти могут иметь более высокие или более низкие дифференциалы, что позволяет открывать или закрывать их с различной скоростью.
- Четвертьоборотные клапаны: Четвертьоборотные клапаны обеспечивают полный диапазон движения при повороте рукоятки на 90 градусов. Это делает их идеальными для ситуаций, когда точность не так важна, как быстрота действия и простота открытия или закрытия.
Помимо механического движения, связанного с клапаном, также учитывайте способ приведения в действие. В большинстве случаев клапаны относятся к одной из трех категорий:
- Ручные клапаны: Эти клапаны обычно регулируются вручную, для приведения в действие используются маховики, ручные уровни, зубчатые колеса или цепи.
- Клапаны с приводом: Часто подключаемые к электродвигателям, пневматическим или пневматическим системам, гидравлическим системам или соленоидам, эти клапаны обеспечивают дистанционное управление и автоматизацию для высокоточных или крупномасштабных приложений.
- Автоматические клапаны: Некоторые клапаны срабатывают при выполнении определенных условий потока. Примеры включают закрытие обратных клапанов во время обратного потока или срабатывание клапанов сброса давления при обнаружении состояния избыточного давления.
Клапаны имеют ряд характеристик, стандартов и групп, которые помогут вам получить представление об их предполагаемом применении и ожидаемой производительности. Конструкции клапанов являются одним из основных способов сортировки огромного ассортимента доступных клапанов и поиска хорошо подходит для проекта или процесса.
К распространенным типам клапанов относятся:
Шаровой кран Эти клапаны в основном оснащены быстродействующими поворотными рукоятками на 90 градусов. | |
Поворотный затворБлагодаря своей компактной конструкции поворотный поворотный затвор представляет собой быстродействующий поворотный клапан, идеально подходящий для ограниченного пространства благодаря своей межфланцевой конструкции. Корпуса дисковых затворов предлагаются во многих различных конфигурациях. | |
Обратный клапанИспользуемые для предотвращения обратного потока, эти клапаны обычно активируются автоматически, что позволяет клапану автоматически открываться, когда среда проходит через клапан в заданном направлении, и закрываться, если поток движется в обратном направлении. | |
Задвижка Как один из наиболее распространенных типов задвижек, задвижки используют линейное движение для запуска и остановки потока. Обычно они не используются для регулирования потока. | |
Ножевая задвижкаНожевая задвижка, обычно используемая для регулирования потока сред, содержащих твердые частицы, имеет тонкую заслонку, управляемую линейным движением, которая может прорезать материалы и создавать уплотнение. Хотя эти клапаны не подходят для работы с высоким давлением, они идеально подходят для использования со смазкой, маслами, бумажной массой, шламом, сточными водами и другими средами, которые могут препятствовать работе клапанов других типов. | |
Запорный клапанЗапорный клапан обычно применяется в операциях плавного регулирования. Обычно доступны три типа корпуса: T-образный (как показано выше), Y-образный и угловой. | |
Игольчатый клапан Обычно используемые в трубопроводных системах малого диаметра, когда требуется точный и точный контроль потока, игольчатые клапаны получили свое название от точки на коническом диске, используемом внутри. | |
Пережимной клапанПережимные клапаны, часто используемые для работы с твердыми материалами, суспензиями и жидкостями с взвешенными частицами, используют линейное движение. Обычно пережимные клапаны имеют внутреннюю втулку для изоляции среды. | |
Пробковый клапанИспользуя быстродействующую рукоятку четвертьоборотного клапана, эти клапаны регулируют поток с помощью конических или цилиндрических затворов. Они обеспечивают одни из лучших характеристик, когда необходима герметичная отсечка, и надежны в условиях высокого давления или высокой температуры. | |
Клапан сброса давленияИспользуемые для повышения безопасности, эти клапаны имеют пружинную автоматику и помогают восстановить требуемое давление в системе во время избыточного давления. |
Обычно операторы считают, что они быстрее и проще в эксплуатации, чем задвижки.
Вместо этого они используются в полностью открытом или закрытом положениях.
Вы также можете увидеть клапаны, классифицированные по функциям, а не по конструкции.
Общие функциональные обозначения и их общие типы конструкции включают:
- Запорные клапаны: Шаровые, дисковые, мембранные, задвижки, пережимные, поршневые и пробковые клапаны
- Регулирующие клапаны4 Шаровые, 900, мембранные, шаровые, игольчатые, пережимные и пробковые клапаны
- Предохранительные клапаны: Клапаны сброса давления и вакуумные предохранительные клапаны
- Невозвратные клапаны: Поворотные обратные и подъемные обратные клапаны
- Клапаны специального назначения: Многоходовые, поплавковые, донные, шиберные и линейные глухие клапаны
Хотя клапаны могут занимать небольшую часть вашего трубопроводного процесса или системы с точки зрения занимаемой площади, они часто составляют значительную часть бюджета проектирования и строительства.
Они также оказывают значительное влияние на долгосрочные затраты и общую производительность системы.
Выбор правильного размера клапана важен как для оптимизации затрат, так и для обеспечения безопасной, точной и надежной работы.
Первое, на что следует обратить внимание, это общий размер клапана — как с точки зрения физических размеров, так и с точки зрения внутреннего размера и скорости потока (CV).
Выбор клапана, который не соответствует требуемому пространству, может привести к дополнительным затратам. Выбор клапана, который не обеспечивает идеальной скорости потока, может привести как минимум к неточному регулированию потока, а в худшем – к полному отказу системы.
Например, если ваш клапан слишком мал, это может привести к уменьшению расхода на выходе при одновременном создании противодавления на входе. Если клапан слишком большой, вы обнаружите, что управление потоком резко снижается по мере того, как вы переходите от полностью открытого или полностью закрытого положения.
При выборе правильного размера убедитесь, что диаметр соединителя и общий расход клапана соответствуют вашим потребностям. Некоторые клапаны обеспечивают отличный поток, в то время как другие сужают поток и повышают давление.
Это означает, что иногда для регулировки расхода необходимо установить клапан большего размера, чем может подразумевать только диаметр адаптера.
Торцевые соединения клапанов: ключ к хорошей посадке и правильной работеПоскольку размеры и конструкция не имеют значения, важно также учитывать торцевые соединения клапанов.
Общие типы концов клапанов. Источник: Unified AlloysХотя наиболее очевидным следствием здесь является выбор концевого соединения, совместимого с вашим трубопроводом, существуют также функциональные характеристики обычных типов концов, которые могут сделать один клапан более подходящим для ваших нужд, чем другой.
Общие соединения и концы клапана включают:
- В винтовых или резьбе: часто используются в приборовых соединениях или точках образца
- Фланцевые: Наиболее распространенные концы для трубопровода используют
- . Обычно используется в условиях высокого давления или высоких температур
- Приварной враструб: Обычно используется на трубопроводах малого диаметра, где резьбовые соединения не допускаются
- Бесфланец и проушина: Часто используется для компактных клапанов, устанавливаемых в системах с ограниченным пространством
Обычно используется в условиях высокого давления или высоких температуркритически важный аспект в обеспечении безопасной эксплуатации и снижении затрат на техническое обслуживание и замену в течение всего срока эксплуатации.
Клапаны из нержавеющей стали отлично подходят для различных производственных сред, в том числе с агрессивными средами (такими как химические вещества, соленая вода и кислоты), средами со строгими санитарными стандартами (такими как производство продуктов питания и напитков).
и фармацевтика), а также процессы, связанные с высоким давлением или высокими температурами.
Однако, если вы перерабатываете растворители, топливо или летучие органические соединения (ЛОС), выбор материала клапана из негорючего материала, такого как латунь, бронза, медь или даже пластик, часто является лучшим вариантом. . Помимо правильного выбора материал корпуса, внутренние (смачиваемые) детали отделки также должны быть оценены на химическую совместимость. Если ваш клапан содержит эластомеры, их также следует оценить на химическую совместимость, а также ограничения по давлению и температуре.
Стандарты на клапаны: соответствие требованиям и нормативным требованиямВ зависимости от предполагаемого использования вы можете обнаружить, что клапаны должны соответствовать определенным стандартам, чтобы соответствовать нормативным требованиям безопасности, санитарии или другим требованиям.
Несмотря на то, что существует слишком много организаций по стандартизации и потенциальных правил, чтобы их можно было подробно охватить, общие организации по общим стандартам включают:
- CSA Group (CSA)
- Американское общество инженеров-механиков (ASME)
- Американский национальный институт стандартов (ANSI)
- Американское общество по испытанию материалов (ASTM International)
- Общество стандартизации производителей (MSS)
- Международная организация по стандартизации (ISO)
- Организация общественного здравоохранения и безопасности (NSF)
- NACE International (NACE)
- Американский институт нефти (API)
- Американская ассоциация водопроводных сооружений (AWWA)
Также необходимо учитывать отраслевые стандарты.
Major standards organizations by industry include:
- ASHRAE Valve Standards
- ASME BPVC Valve Standards
- ASSE Valve Standards
- ISA Valve Standards
- NFPA Valve Standards
- SAE Valve Standards
Выбор подходящего клапана для вашего проекта может показаться сложным. Однако, начав с общих характеристик, таких как конструкция клапана , размер клапана и способ срабатывания
Независимо от того, проектируете ли вы новую технологическую систему или хотите модернизировать или обслуживать существующую систему, выбор клапанов и фитингов Unified Alloys поможет вам найти идеальное решение для вашего применения и условий использования. Являясь ведущим поставщиком сплавов из нержавеющей стали, клапанов, фланцев и многого другого, наши специалисты уже более 40 лет помогают предприятиям промышленности в Канаде и Северной Америке.
Нужна помощь или есть вопрос? Свяжитесь с нами для индивидуальной помощи.
Как работает шаровой кран?
Шаровые краны являются одним из видов арматуры, наиболее широко используемых в различных отраслях промышленности. Спрос на шаровые краны продолжает расти. Задумывались ли вы когда-нибудь, как шаровые краны влияют на ваши приложения? В этой статье вы узнаете об общих компонентах шарового крана и их функциях. Более того, мы покажем вам, как работает шаровой кран, чтобы помочь вам лучше понять его, прежде чем он будет использоваться в ваших приложениях.
Что такое шаровой кран?
Как следует из названия, шаровой кран имеет шарообразный диск, который действует как барьер, когда клапан закрыт. Компании-производители шаровых кранов часто проектируют шаровые краны как четвертьоборотные, но они также могут быть поворотными, когда они контролируют или отклоняют поток среды.
Существует также растущая потребность в шаровых кранах, поскольку мир ищет больше альтернативных источников энергии.
Помимо Китая, шаровые краны также можно найти в Индии. Нельзя отрицать важность таких клапанов в любых промышленных трубопроводных системах. Но о шаровых кранах нужно многое узнать, и вы должны знать это, прежде чем использовать их. Эта статья поможет вам лучше понять шаровые краны, чтобы узнать, подходят ли они для вашего применения.
Что нужно знать о шаровых кранах
Один из наиболее часто используемых промышленных клапанов, шаровые краны часто используются в герметичных запорных устройствах. Шаровой кран получил свое название от полого сферического компонента, который пропускает среду при открытии или блокирует его при закрытии. Это представители семейства четвертьоборотных промышленных клапанов.
Шаровой кран часто используется во многих отраслях промышленности, поэтому неудивительно, что спрос на него высок. В настоящее время вы можете найти высококачественные шаровые краны китайского производства или шаровые краны индийского производства.
Общие характеристики шаровых кранов
Многие типы шаровых кранов имеют те же характеристики, что указаны ниже: поворот
# Антистатический – предотвращает накопление статического электричества, которое может вызвать искрение
# Огнестойкий – вторичное металлическое седло служит дополнительным седлом в условиях высоких температур.
Преимущества и недостатки шарового крана
Шаровые краны отлично подходят для быстрого открытия и закрытия системы. Они также выгодны в тех случаях, когда требуется герметичное уплотнение без учета высокого внутреннего давления.
Однако шаровые краны имеют ограниченную дросселирующую способность. Фактически, они не рекомендуются для регулирования потока среды. Шаровые краны имеют частично открытые седла, которые могут быстро разрушаться при использовании шламов. Их также трудно быстро открыть вручную при высоком давлении.
Стандартные материалы для шаровых кранов
Шаровые краны изготавливаются из различных материалов. В зависимости от характера применения шаровые краны часто куют или отливают из железа, нержавеющей стали и других стальных сплавов. Седла шаровых кранов могут быть изготовлены из эластомерного материала, такого как ПТФЭ, или из металла, часто из нержавеющей стали.
Детали шарового крана
Хотя существует несколько вариантов шарового крана, во всех шаровых кранах присутствуют пять общих компонентов, как показано на схеме ниже:
# Корпус
Корпус удерживает все компоненты вместе
# Седло
Седло герметизирует клапан во время отсечки
# Шар
Шар позволяет или блокирует прохождение среды.
# Привод
Привод или рычаг перемещает шар так, чтобы последний мог открываться или закрываться.
# Стержень
Стержень соединяет уровень с шаром.
Порты шарового крана
Обычно шаровые краны имеют два порта. Но с появлением новых сервисов шаровые краны могут иметь до четырех портов. Их часто называют двухходовыми шаровыми кранами, трехходовыми или четырехходовыми шаровыми кранами. Трехходовой клапан может иметь L-образную или Т-образную конфигурацию.
Рабочий механизм шарового крана
Шаровой диск открывается или закрывается поворотом привода на четверть оборота или на 90 градусов. Когда рычаг параллелен потоку среды, клапан пропускает последнюю. Когда рычаг становится перпендикулярным потоку среды, клапан перекрывает поток последней.
Классификация шаровых кранов
Шаровые краны классифицируются по нескольким признакам. Вы можете столкнуться с группами клапанов в зависимости от количества компонентов или типа шаровых кранов.
На основе корпуса
Шаровые краны можно классифицировать в зависимости от количества компонентов в их корпусах. Самый дешевый из трех, цельный шаровой кран изготовлен из цельного блока кованого металла. Его нельзя разобрать для чистки или обслуживания. Цельные шаровые краны подходят для применения в условиях низкого давления.
С другой стороны, двухсекционный шаровой кран состоит из двух частей, соединенных резьбой. Этот тип должен быть полностью удален из трубопровода при очистке или замене. Наконец, компоненты трехсекционного шарового крана соединяются болтами. Техническое обслуживание клапана можно проводить, даже если он еще присоединен к трубопроводу.
На основе конструкции диска
Конструкция шара является основной классификацией шаровых кранов. Клапан с плавающим шаром, названный так потому, что шар подвешен к верхней части штока, является наиболее распространенной конструкцией этой категории. Когда он закрывается, шар движется к выходному отверстию.
Давление помогает плотно закрыть клапан.
С другой стороны, конструкция с шаром, установленным на цапфе, устойчиво удерживается цапфами, расположенными в нижней части шара. Шаровые краны с цапфовым креплением лучше всего подходят для кранов с большими отверстиями и диапазонами высокого давления, обычно более 30 бар.
На основе диаметра трубы
Шаровые краны также можно классифицировать на основе размера соединения по отношению к диаметру трубы. Шаровой кран с уменьшенным проходным сечением означает, что диаметр клапана на один размер меньше диаметра труб. Это вызывает минимальную потерю давления. Цельные шаровые краны часто имеют редукционный тип.
Полнопроходные типы имеют тот же диаметр, что и трубы. К преимуществам этого типа относятся отсутствие потерь давления и более легкая очистка. Полнопроходные шаровые краны дороже из-за размера клапана. Наконец, V-образный тип имеет V-образное отверстие, которое обеспечивает точное управление потоком, когда клапан открыт.
Для чего используются шаровые краны
Шаровые краны часто используются в самых разных областях. Чаще всего вы найдете их в проточных системах на кораблях, в коррозионных службах и службах пожарной безопасности. Они не используются в приложениях, где загрязнение является проблемой, например, в сфере обслуживания пищевой промышленности. Шаровые краны трудно чистить.
Шаровые краны часто используются в тех случаях, когда требуется герметичное уплотнение. Известно, что у них низкие перепады давления. 9Поворот на 0 градусов облегчает работу, даже если среда имеет большой объем, давление или температуру. Они достаточно экономичны из-за длительного срока службы.
Шаровые краны идеально подходят для газов или жидкостей с небольшими частицами. Эти клапаны плохо работают с шламами, так как последние легко повреждают мягкие эластомерные седла. Несмотря на то, что они обладают дросселирующей способностью, шаровые краны как таковые не используются, потому что трение от дросселирования также может легко повредить седла.
Части шарового крана
Существует множество способов классификации клапанов. Как бы то ни было, есть семь компонентов клапана, общих для всех клапанов.
Корпус
Корпус представляет собой каркас всего шарового крана. Он действует как барьер для нагрузки давления от среды, поэтому давление не передается на трубы. Он удерживает все компоненты вместе. Корпус соединяется с трубопроводом резьбовыми, болтовыми или сварными соединениями. Шаровые краны можно классифицировать по типу корпуса, чаще литого или кованого.
Источник: http://valve-tech.blogspot.com/
Шток
Открытие или закрытие клапана обеспечивается штоком. Это также то, что соединяет шаровой диск с рычагом, ручкой или приводом. Шток — это тот, который вращает шаровой диск, чтобы открыть или закрыть его.
Уплотнение
Это прокладка, которая помогает герметизировать крышку и шток. Многие проблемы возникают в этой области, поэтому важна правильная установка.
Слишком свободно, происходит утечка. Слишком туго, движение штока ограничено.
Крышка
Крышка закрывает отверстие клапана. Это действует как вторичный барьер для давления. Крышка — это то, что скрепляет все внутренние компоненты после того, как они вставлены внутрь корпуса клапана. Крышка, часто изготавливаемая из того же материала, что и корпус клапана, может быть кованой или литой.
Шар
Диск шарового крана. Будучи третьей по важности границей давления, давление среды действует на диск, когда он находится в закрытом положении. Шаровые диски часто изготавливаются из кованой стали или любого прочного материала. Шаровой диск может быть либо подвешен, как в случае с плавающим шаровым краном, либо может быть установлен, как у шарового крана на цапфе.
Седло
Иногда его называют уплотнительными кольцами, на которые опирается шаровой диск. В зависимости от конструкции шарового диска седло либо крепится к шару, либо нет.
Привод
Приводы представляют собой устройства, создающие вращение, необходимое шаровому крану для открытия диска.
Часто они имеют источник питания. Некоторыми приводами можно управлять дистанционно, поэтому клапаны продолжают работать, даже если они расположены в удаленных или труднодоступных местах.
Приводы могут поставляться в качестве маховиков для шаровых кранов с ручным управлением. Некоторые другие типы приводов включают электромагнитные, пневматические, гидравлические и зубчатые.
Как работает шаровой кран?
В общем, так работает механизм шарового крана. Независимо от того, управляется ли он вручную или приводом, некоторая сила перемещает рычаг или рукоятку на четверть оборота, чтобы открыть клапан. Эта сила передается на шток, перемещая диск для открытия.
Шаровой диск поворачивается и его полая сторона обращена к потоку среды. В этот момент рычаг находится в перпендикулярном положении, а отверстие параллельно потоку среды. Рядом с соединением штока и крышки имеется упор рукоятки, допускающий поворот только на четверть оборота.
Чтобы закрыть клапан, рычаг перемещается назад на четверть оборота. Шток перемещается, поворачивая шаровой диск в противоположном направлении, блокируя поток среды. Рычаг находится в параллельном положении, а порт перпендикулярен.
Однако обратите внимание на то, что существует три типа движения шарового диска. Каждый из них имеет различные рабочие операции.
Как работает трехходовой шаровой кран
Существует множество вариантов шаровых кранов, например, трехходовой шаровой кран и шаровые краны из различных материалов. Фактически, рабочий механизм трехходового шарового крана также отличается от обычного шарового крана.
Как работает шаровой кран с плавающим шаром
Шаровой диск шарового клапана подвешен на штоке. В нижней части шара нет опоры, поэтому шаровой диск частично зависит от внутреннего давления для герметичных шаровых кранов.
Когда клапан закрывается, линейное давление среды вверх по потоку толкает шар к чашеобразному седлу, расположенному ниже по потоку. Это обеспечивает положительную герметичность клапана, увеличивая его коэффициент уплотнения. Седло конструкции с плавающим шаровым клапаном, расположенное ниже по потоку, несет нагрузку внутреннего давления, когда клапан закрыт.
Принцип работы шарового крана с цапфой
Другой тип шарового диска — шаровой кран с креплением на цапфе. Он имеет набор цапф в нижней части шарового диска, что делает шаровой диск неподвижным. Эти цапфы также поглощают силу нагрузки от давления, когда клапан закрывается, что снижает трение между шаровым диском и седлом. Герметизирующее давление выполняется как в портах выше по потоку, так и в портах ниже по потоку.
Когда клапан закрывается, подпружиненные седла перемещаются против шара, который вращается только вокруг своей оси. Эти пружины плотно прижимают седло к шару. В отличие от шаровых кранов с плавающим шаром, шаровые краны с креплением на цапфе подходят для применений, в которых не требуется высокое давление для перемещения шара к седлу, расположенному ниже по потоку.
Наконец, в шаровом кране с выдвижным штоком используется поворотно-откидной механизм. Шаровой диск прижимается к седлу, когда клапан закрывается. Когда он открывается, диск наклоняется, чтобы снять себя с места и обеспечить поток носителя.
Для чего используется шаровой кран?
# Клапан масляный
# Производство хлора
# Криогенный
# Система охлаждающей и питательной воды
# Пар
# Судовые проточные системы
# Пожаробезопасный шаровой кран для пожаробезопасных систем
# Система фильтрации воды
Заключение
Понимание того, как работает шаровой кран, позволяет вам принимать разумные решения о том, подходят ли эти клапаны для ваших нужд. Если вам нужно узнать больше о шаровых кранах, свяжитесь с XHVAL Industiral Co. Или вы также можете получить информацию о крупных производителях в этом полном руководстве производителей клапанов в Китае.
Шаровые краны развиваются вместе с отраслями, с которыми они связаны.