Сегментный шаровой кран

Сегментный шаровой кран - это тип шарового крана с V-образным контуром в шаре. Сегментные шаровые краны - это регулирующие клапаны, обладающие хорошей управляемостью, диапазоном и запорной способностью. Этот кран способен обеспечить высокую пропускную способность и контроль потока без засорения. Производители сегментных шаровых кранов разрабатывают шар со специальными контурами для повышения пропускной способности, целостности запорной арматуры и срока службы уплотнений. Сегментные шаровые краны известны своей экономичностью и высокой производительностью. Эти краны могут быть самыми разнообразными: от небольших и легких до крупных тяжелых. Легкие краны просты в монтаже и обращении. Тяжелые сегментные шаровые краны используются в жестких условиях эксплуатации для обеспечения оптимального управления и для включения/выключения. Благодаря таким характеристикам сегментные шаровые краны находят применение во многих отраслях промышленности, таких как бумажная и целлюлозная, нефтеперерабатывающая, нефтехимическая и другие. Эти краны долговечны и надежны даже при использовании в жестких условиях. 

Рисунок: Сегмент производителя шаровых кранов

 

Компоненты сегментного шарового крана

Одними из основных компонентов сегментного шарового крана являются:

Корпус клапана 

Это деталь, которая используется для размещения всех внутренних компонентов сегментного шарового крана. Эта деталь изготавливается из жестких и твердых материалов, металлических материалов, облицованных термопластиком, или термопластов для защиты компонентов крана. Эта деталь также позволяет внешним компонентам получить доступ к механизму управления, чтобы вращать шар, открывая или закрывая поток.

Сегментный шар 

Это шар с V-образным контуром. Этот сегментный шар используется в качестве отверстия для потока жидкости. Сегментный шар обеспечивает сдвиг для создания характеристик потока.

Валы 

Валы используются для соединения с механизмом управления сегментным шаровым краном для вращения сегментного шара. Валы оснащены уплотнительными кольцами и кольцами круглого сечения, которые обеспечивают герметичность вала, а также колпаком для предотвращения утечек. Вал может приводиться в действие вручную, с помощью пневматического или электрического привода.

Место 

Седло используется для обеспечения уплотнения между корпусом сегментного шарового крана и сегментным шаром.

Уплотнения подшипников

Эти уплотнения защищают металлические подшипники от попадания жидкости.

 

Как работает сегментный шаровой кран? 

Сегментный шаровой кран - это четвертьоборотный шаровой кран. Он работает аналогично эксцентриковому плунжерному клапану. Кран оснащен валами, которые помогают расширить центральный канал потока. Ведущий вал подключается к одной стороне шара, а ведомый вал - к противоположной. Когда ведущий вал вращается, сегментированный шар поворачивается, открывая путь потока через V-образный вырез. Использование V-образных вырезов обеспечивает большой диапазон потока жидкости, поскольку при малом ходе поток имеет небольшую площадь, а при максимальном ходе - большую площадь. Сегментные шаровые краны могут иметь два варианта торцевого соединения корпуса - фланцевое и бесфланцевое. 

 

Типы сегментных шаровых кранов

Шаровой кран с боковым входом 

Сегментный шаровой кран с боковым входом - это кран с высокими эксплуатационными характеристиками. Этот кран изготовлен на основе шарового крана типа O. Шаровой кран с боковым входом помогает транспортировать твердо-газовую и твердо-жидкую двухфазную среду. Это означает, что данный клапан может удобно управлять потоком твердых и жидких веществ или газов и твердых веществ. 

Особенности сегментных шаровых кранов с боковым входом: 

• Простота эксплуатации. Это объясняется тем, что сегментный шаровой кран может отходить от своего седла без контакта, что обеспечивает малый пусковой момент.
• Сегментный шаровой кран с боковым входом имеет прямолинейный корпус, что позволяет ему поддерживать линейный поток среды при полном открытии. Это помогает снизить потери энергии по сравнению с другими клапанами. 
• Сегментный шаровой кран с боковым входом имеет двойную эксцентриковую конструкцию, благодаря которой сегментный шаровой кран идеально герметичен и плотно закрыт. 
• Когда сегментный шаровой кран с боковым входом закрыт, его сдвигающая сила может удалять инородные частицы, поэтому он известен своими противонакипными свойствами. 

Рисунок: Сегментный шаровой кран с боковым входом

Шаровой кран с верхним входом 

Сегментный шаровой кран с верхним входом - это кран, подходящий для использования в фармацевтической, химической и пищевой промышленности, где требуется отличная и быстрая очистка. Этот сегментный шаровой кран обладает определенными преимуществами, которые делают его предпочтительным в отраслях, где требуется чистая продукция, таких как: 

• Простая и быстрая очистка внутренних частей и трубопроводов без снятия клапана. 
• Быстрая и легкая замена изношенных деталей. 
• У него нет запасных частей внутри тела

 

Особенности сегментных шаровых кранов 

Встроенный корпус клапана 

Производители шаровых кранов Segment изготавливают краны в цельном корпусе. Это позволяет обеспечить большую жесткость при колебаниях нагрузок на трубопровод. Эти краны имеют конструкцию с боковым входом, которая повышает жесткость и делает невозможной утечку и деформацию, несмотря на высокие нагрузки, связанные с жидкостью и моментом закрытия.

Сегментный шар 

Производители сегментных шаровых кранов изготавливают краны с V-образным сегментным шаром. Это позволяет обеспечить широкий диапазон возможностей для управления потоком жидкости. Благодаря этому клапан подходит для дросселирования жидкостей с высокой консистенцией и сиропов. Сегмент разработан таким образом, чтобы обеспечивать оптимальный поток, а его сферическая поверхность с твердым покрытием предотвращает заклинивание.

Самосмазывающийся подшипник 

В конструкции сегментных шаровых кранов используются двойные подшипники на нижнем и верхнем штоках для обеспечения хорошей устойчивости. Благодаря этому поверхность контакта со штоком увеличивается, что обеспечивает низкий коэффициент трения и высокую пропускную способность, а также снижает рабочий момент.

Мягкое и металлическое уплотнительное седло 

Производители шаровых кранов Segment выпускают краны с тефлоновыми или металлическими седлами. Материал зависит от предполагаемой среды потока. Уплотнительные поверхности металлических седел покрываются твердым и прочным сплавом, а поверхность шара закаляется с помощью твердого хромирования, плазменного азотирования и т. д. Это позволяет увеличить срок службы уплотнительной поверхности, а также повысить термостойкость. Уплотнения, изготовленные из PTFE или RPTFE, обладают превосходными уплотнительными характеристиками, хорошо противостоят коррозии и находят широкое применение.

Экономичная практичность 

Производители сегментных шаровых кранов стремятся сделать эти краны как можно более легкими и с малым моментом вращения штока. Такие критические параметры конструкции позволяют устанавливать краны с небольшими электрическими или пневматическими приводами и быть экономически эффективными по сравнению с малогабаритными или другими классами регулирующей арматуры.

 

Выбор сегментных шаровых кранов 

Тип операции 

Именно в этом случае необходимо определиться с типом механизма, приводящего в действие привод. Привод может быть ручным, пневматическим или электрическим. Выбор типа привода зависит от доступного источника энергии, например, электричества или сжатого воздуха, а также от требуемого крутящего момента. Пневматические приводы обеспечивают высокие значения крутящего момента, в то время как электрические приводы имеют высокую первоначальную стоимость, но их эксплуатационные расходы ниже по сравнению с пневматическими.

Материал корпуса 

Сегментный шаровой кран должен быть таким, чтобы материал, из которого изготовлен корпус, был совместим с контролируемой средой. Различные материалы обладают различными свойствами, такими как:

Латунь подходит для некоррозионных и нейтральных сред, долговечна, выдерживает высокие температуры, не подходит для соленой воды, кислот и хлоридов.

Нержавеющая сталь устойчива к химическим веществам, абразивному износу, высоким температурам, но плохо переносит хлориды, соляную кислоту, отбеливатель и бром.

Материал ПВХ хорошо переносит коррозийные жидкости, такие как кислоты, соленая вода, щелочи и органические растворители. Однако он не устойчив к хлорированным и ароматическим углеводородам. Устойчивость ПВХ к температуре и давлению ниже, чем у латуни и нержавеющей стали.

Номинальное давление 

Выбранный сегментный шаровой кран должен выдерживать максимальное и минимальное давление жидкости во время работы. Номинальное давление сегментного шарового крана определяется материалом, из которого изготовлен корпус. Прочные материалы, такие как нержавеющая сталь, могут выдерживать высокое давление по сравнению с материалом из ПВХ.

Рабочие температуры 

Различные материалы сегментных шаровых кранов могут выдерживать различные уровни температуры от минимальных до максимальных значений. Температурный диапазон сегментного шарового крана определяется материалом уплотнения и корпуса. Материал латуни выдерживает температуру в диапазоне от 20°C до 60°C, материал нержавеющей стали - от -40°C до 220°C, а сегментный шаровой кран из ПВХ выдерживает температуру от -10°C до 60°C.

Стандарты и сертификаты 

В зависимости от назначения сегментного шарового крана производителям арматуры может потребоваться соблюдение определенных стандартов, установленных регулирующими органами. Это часто требуется для кранов, предназначенных для использования в питьевой воде, пищевых продуктах, фармацевтике или газе.

 

Сегментные приводы шаровых кранов 

Для открытия и закрытия сегментного шарового крана могут использоваться различные типы приводов. К типам приводов, которые могут использоваться в этих кранах, относятся ручные, пневматические и электрические приводы.

Ручной сегментный привод шарового крана 

Это сегментный привод шарового крана, который приводится в действие рукой человека. Этот тип привода имеет рукоятку, к которой оператор прикладывает крутящий момент, чтобы повернуть рукоятку и тем самым повернуть механизм клапана для открытия или закрытия клапана.

Реечный пневматический привод 

Реечные пневматические приводы - это приводы, используемые в сегментных шаровых кранах для открытия, поворота и закрытия клапана в зависимости от необходимости. Эти приводы преобразуют энергию сжатого воздуха с помощью пневматических цилиндров в колебательно-вращательное движение. Для работы этих приводов требуется сухой, чистый и технологичный газ, который подается с центральной станции сжатого воздуха.

Электрический привод

Эти приводы используются в сегментных шаровых кранах для управления закрытием и открытием клапана. Эти приводы могут обеспечивать вращательное или линейное движение. Как следует из названия, эти приводы используют электричество для улучшения своей работы. Крутящий момент для открытия/закрытия клапана передается с помощью вала, который открывает или закрывает клапан.

 

Области применения сегментных шаровых кранов

• Используется для управления потоком в бумажной и целлюлозной промышленности. 
• Управление потоком химических веществ на химических заводах. 
• Они используются в очистных сооружениях, так как могут работать с твердыми частицами. 
• Энергетические отрасли для управления потоками нагревательных и охлаждающих жидкостей. 
• Нефтяная промышленность, так как они могут выдерживать воспламеняющиеся продукты. 
• Фармацевтические производства для регулирования потока производственных соединений. 
• Пищевая промышленность благодаря простоте очистки и обслуживания.

 

Преимущества сегментных шаровых кранов 

• Высокая эффективность. 
• Эти клапаны имеют простую конструкцию. 
• Небольшой вес и объем. 
• Легко разбирается и ремонтируется. 
• Идеальная герметичность. 
• Они обеспечивают низкий перепад давления и высокую скорость потока. 
• Быстро открывается и закрывается.
• Легко чистить.

 

Недостатки сегментных шаровых кранов 

• Полости вокруг сиденья обычно вызывают засорение. 
• При использовании твердых частиц они могут подвергнуться эрозии, что приведет к утечке жидкости и выходу из строя.

 

Устранение неисправностей сегментного шарового крана 

Негерметичность сальниковой набивки 

• Ослабленные гайки сальников. Затяните ослабленные гайки сальника. 
• Изношенная сальниковая набивка. Замените сальниковую набивку. 
• Шток корродирован или забит. Очистите шток или замените его, а также сальниковую набивку. 
• Сальник подвергся коррозии. Очистите его и замените сальниковую набивку. Сегментный шаровой клапан можно заменить, если он подвергся коррозии. 

Утечка через прокладку нижней пластины 

• Ослабленные гайки. Затяните гайки. 
• Прокладка повреждена. Замените прокладку. 
• Коррозия/повреждение в области уплотнения. Очистите коррозию или замените пластину и корпус в зависимости от степени повреждения.

Утечка жидкости через сквозное отверстие 

• Сегмент не находится в положении полного закрытия. Зафиксируйте предельный ход закрытия в приводе. 
• Несоответствие между седлом и сегментом. Ослабьте сальниковую набивку, чтобы отцентрировать сегмент. После выравнивания снова затяните сальниковую набивку, чтобы обеспечить достаточный крутящий момент. 
• Застрявшая или затвердевшая среда. Очистите пружину седла и уплотнительные поверхности. 
• Повреждено седло уплотнения. Замените поврежденные уплотнения. 
• Поврежден сегмент или седло. Замените при необходимости. 

Крутящий момент шарового крана высокого сегмента 

• Чрезмерно затянутые гайки сальника. Уменьшите момент затяжки сальниковых гаек до уровня, рекомендованного производителем сегментного шарового крана.
• Поверните сегмент в обратном направлении, отсоединив его от седла. Потеряйте фиксатор вкладыша, чтобы снова зафиксировать седло и сегмент в закрытом положении. Усильте момент фиксации вкладыша после выравнивания сегмента и седла. 
• Привод/оператор смещен относительно штока клапана. Ослабьте крепеж и измените положение монтажного основания, чтобы оно было параллельно и обеспечивало центрирование оператора. Затяните крепежные элементы. 
• Поврежден подшипник. Замените его. 
• Поврежден сегмент или седло. Замените при необходимости. 
• Скопившаяся или затвердевшая среда. Удалите среду из полости клапана, седла, сегмента и очистите уплотнительные поверхности. 
• Сегментный шаровой кран был установлен в неправильной ориентации. Клапан должен быть установлен в соответствии с меткой индикатора расхода. 

 

Резюме 

Сегментный шаровой кран - это шаровой кран, который совершает четверть оборота для открытия/закрытия потока жидкости. Этот клапан имеет полый сферический шаровой сегмент, опирающийся на подшипник и вал со стороны привода. На другом конце этого клапана есть подшипник и стойка. Сегментированный шар вращается вокруг шарнира, создавая непрерывное уплотнение в закрытом положении. Уплотнение этого сегментного шарового крана достигается за счет гибкого эластомера или гибкого кольца седла, которое прижимается к сферическому сегменту. Корпус сегментных шаровых кранов изготавливается из прочных материалов, в основном из нержавеющей стали, с бесфланцевой или фланцевой конструкцией.

Сегментные шаровые краны можно классифицировать на сегментные шаровые краны с боковым входом и сегментные шаровые краны с верхним входом. Эти краны имеют конструкцию и технологию, которые помогают им работать даже в вязких жидкостях и суспензиях. Эти краны используются во многих отраслях промышленности, таких как нефтехимия, фармацевтика, пищевая промышленность, очистка сточных вод, химическая обработка и др. Сегментные шаровые краны находят широкое применение благодаря своим превосходным характеристикам, таким как простота очистки, легкость ремонта и обслуживания, простота конструкции, малые размеры и вес, коррозионная стойкость и высокая прочность, позволяющая выдерживать воздействие жидких сред. Важными параметрами, которые необходимо учитывать при покупке сегментного шарового крана, являются тип привода, номинальное давление, рабочие температуры, материалы корпуса, стандарты и сертификаты.