Кран кульовий – це. або Що таке кульовий кран?

Які бувають кульові крани, особливості умов їх експлуатації, а також місця застосування. Ми постаралися відповісти на ці запитання в одній статті.

Насамперед, кран кульовий – це пристрій зі сферичним запірним органом, який призначений для відсікання або регулювання потоку середовища. Сферичний запірний орган має отвір у центрі, відомий як "прохід". Середовище проходить через кульовий кран у положеннях, коли прохід направлений у той самий бік, як і трубопровід. У разі, коли прохід перпендикулярний осі трубопроводу – кран закритий, а потік середовища перекритий.

Кульові крани входять до сімейства чверть оборотної запірної арматури, такої як затвори поворотні та коркові крани. Кульові крани добре відомі своєю надійністю та відмінною герметичністю – нульовою протіканням і тому є ідеальним вибором для газоподібних середовищ. Тим не менш, вони далеко не рекомендовані для дроселювання та подібних умов.

Абсолютна більшість кульових кранів – двоходові, тобто мають один вхід і один вихід, і дозволяють середовищу рухатися лінійно.

Кульові крани застосовуються у дуже широкому діапазоні середовищ, температур, тисків та умов експлуатації. Тим не менш, говорячи про типи кульових кранів слід розуміти, що існує два основних критерії типології кранів:

• Типи кріплення та руху кулі всередині крана кульової
• Тип проходу крана кульового

Всі інші конструктивні особливості кульових кранів є наслідком інженерних пошуків заводу виробника та/або умов експлуатації.

Типи кріплення та руху кулі всередині крана кульової

Крани кульові з кулею на опорі, також звані кульові крани з кулею на цапфі.

Кран кульовий з кулею на опорі має два фіксатори положення кулі – один вгорі кулі та один внизу. Даний вид кріплення підходить для кранів з великими розмірами та високими тисками. Крім того, даний вид кріплення знижує момент, що крутить, необхідний для відкриття і закриття крана, так як куля тримається на двох опорах. Опора кулі адсорбує напір з боку труби, тим самим запобігаючи надмірному тертю між кулею і сідлом, дозволяючи зберігати мінімальний момент, що крутить, навіть при максимальному робочому тиску.

Крани кульові з плаваючою кулею

Куля крана кульового з плаваючою кулею не зафіксована в опорі. Натомість він прикріплений тільки до штока. У ряді випадків це призводить до того, що куля зміщується у бік вихідного фланця, тобто у бік потоку середовища під дією тиску середовища. Тим не менш, даний зсув дозволяє натиснути кулі на сідло і збільшити ступінь герметичності.

Крани кульові з підйомно-поворотною кулею

Підйомно-поворотний кульовий кран поєднує в собі поворот і підйом кулі, що запобігає тертю кулі об сідла. Тертя кулі об сідла є однією з найчастіших причин виходу з ладу або не герметичності крана. Під час закриття, куля сідати на сідла клиноподібно, тобто створюючи зусилля тиску і тим самим забезпечуючи повну герметичність крана.

Під час відкриття куля піднімається і повертається, дозволяючи середовищу йти як через прохід, так і навколо кулі. Такі крани називаються кульовими кранами типу Орбіт. Вони забезпечують короткий час спрацьовування, герметичність і довговічність через відсутність м'яких сідел.

Типи проходів кранів кульових

Повнопрохідні крани кульові

Повнопрохідні кульові крани мають прохід приблизно рівний внутрішньому діаметру труби, що приєднується. Дане виконання дозволяє знизити виникнення зносу та втрати тиску в крані. З повнопрохідним виконанням немає будь-яких обмежень у потоці середовища, але таке виконання більш витратне за вартістю кранів. Даний варіант ідеальний для місць із можливим застосуванням систем очищення та діагностики (СОД).

Крани кульові із звуженим проходом (не повнопрохідні)

Крани кульові із звуженим проходом мають прохід меншого діаметра ніж внутрішній діаметр труби, що приєднується. Цей прохід створює більш обмежений потік середовища, що призводить до підвищених втрат енергії

Крани кульові з V-проходом

Крани кульові з V-портом, також звані Регулюючі кульові крани, використовуються в місцях, де потік середовища вимагає регулювання відповідно до параметрів процесу.

У цій короткій статті ми розповіли про самі основи кранів кульових і сподіваємося незабаром зможемо розповісти про типи корпусів кранів кульових, їх застосування, доцільність і переваги тих чи інших конструкцій корпусів.

Крім всього перерахованого, існує безліч варіантів виконання наступних частин кранів:

1. Сідів кранів кульових
2. Сполучних елементів (фланців, зварних з'єднань, різьбових з'єднань тощо)
3. Приводів кранів
4. Виконання зі спеціальним виконанням кількості проходів
5. Систем промивання
6. Систем контролю протікань

Кульовий кран - конструкція, різновиди, область застосування

Кульовий кран - це спеціальний пристрій, що має в конструкції сферичний або круглий елемент для регулювання потоку середовища.Регулювання відбувається за рахунок переміщення розташованої всередині кулі (звідси і назва). Він здатний повністю закривати або частково перекривати трубопровід, створюючи потрібний тиск і тиск у системі.

Функціонал та сфери застосування

Вироби встановлюються на трубопроводах, що переганяють воду, стоки, газ, нафту, молоко та інші рідкі або газоподібні продукти. Установка кульових кранів актуальна як у домашніх системах, так і на промислових підприємствах. До розв'язуваних ними завдань входять:

• створення та підтримання необхідного тиску в трубопровідній системі шляхом зміни прохідного перерізу;
• ізолювання окремих ділянок трубопроводу у разі аварійної ситуації чи протікання;
• забезпечення безпечних умов для проведення профілактичних та регламентованих ремонтів труб.

Конструкція кульового крана

Конструктивно виріб складається з кількох частин:

• корпус – може бути литим чи розбірним;
• внутрішній регулюючий елемент – виконаний у вигляді кулі, має наскрізний виріз у формі кола, прямокутника, овалу;
• ущільнювачів, що забезпечують герметичність з'єднання;
• кріпильних деталей (вони відрізняються залежно від моделі крана та способу його кріплення).

Різновиди арматури

Модифікації кульових кранів різняться між собою. За типом прохідного отвору вони бувають:

• неповнопрохідними – отвір на внутрішньому елементі істотно менший за прохідний переріз труба, що забезпечує пропускну здатність трубопроводу на рівні 40-70 % (монтаж подібних виробів проводиться там, де потрібно обмежити тиск середовища, що транспортується);
• стандартнопрохідними – виріз на кульовому елементі менший на один типорозмір, ніж внутрішній діаметр труби, пропускна здатність виробів становить від 70 до 90 % (на силі напору це практично не відбивається);
• повнопрохідними – виріз на кульовому елементі збігається із внутрішнім діаметром труби, такі вироби забезпечують пропускну здатність трубопроводу на 91-99 %.

Якщо за основу класифікації брати спосіб приєднання до труби, кульові крани бувають:

• муфтовими - є двоскладовими, оснащуються різьбленням на внутрішній або зовнішній поверхні;
• фланцевими - кріпляться до трубопроводу фланцями за допомогою болтів, мають моноблочну або трискладову конструкцію;
• зварними – кріплення здійснюється шляхом приварювання елементів до труби, є трискладовими, що зручно для обслуговування (середню частину можна витягти для прочищення та промивання);
• комбінованими – виготовляються, як правило, на замовлення під конкретні типи трубопроводів, у них застосовуються суміщені варіанти кріплень (різьблення плюс зварювання, фланець плюс зварювання тощо).

Матеріали виконання

Підбір пристроїв ґрунтується не лише на їх різновидах. Велике значення також набуває матеріал виконання виробів, від цього залежить їхня міцність, довговічність, безпека експлуатації.

Основною сировиною для виробництва кульових кранів є:

• Латунь. Універсальний метал, який однаково підходить для трубопроводів, що перекачують воду, гази. Стійкі до навантажень та механічних пошкоджень, витримують температуру робочого середовища до +150 ℃.
• бронза. За властивостями схожі з латунними виробами, але мають ширшу сферу використання. Витримують вплив агресивних та слабоагресивних середовищ.Допустима температурна межа експлуатації – до +150 ℃.
• Нержавіюча сталь. Робить виріб зносостійким, не схильним до процесів окислення і корозії. Застосовується для транспортування агресивних рідин та газів, а також для пари, гарячої, холодної чи морської води, нафтопродуктів та інших середовищ із високим тиском та температурою.
• Вуглецева сталь. Монтуються в системах транспортування води, газу, здатні витримувати температуру не нижче від -40 ℃ (температурна межа кранів з легованої сталі становить до -60 ℃).
• Чавун. Застосовуються рідко, тому у продажу їх практично не залишилося (можливе виготовлення на замовлення).
• Поліпропілен (PP). Коштують недорого, легковагі, через відсутність у складі металу не зазнають корозії. Сумісні виключно із пластиковими трубопроводами. Можуть експлуатуватися за умови, що температура середовища, що транспортується, не перевищує +65 ℃. При сильних ударних чи вібраційних навантаженнях можуть пошкодитися чи деформуватися.

Види кульових кранів

Кульовий кран - це механічний виріб, що застосовується для керування потоками середовищ. Він знайшов своє найменування завдяки кулястому елементу всередині корпусу, що обертається для відкриття або закриття каналу. Механізми широко застосовують у різних галузях, включаючи хімічну промисловість, нафтогазову галузь, водопостачання тощо.

Сьогодні розглянемо різні види кульових кранів та їх ключові особливості.

Конструкційні характеристики

Перші пробні варіанти таких пристроїв були розроблені понад сто років тому. Проте моделі, придатні для промислового випуску, було створено порівняно пізно.Це зрозуміло тим, що тривалий час був відповідних матеріалів, які забезпечують щільне з'єднання з елементом круглої форми, що є основою конфігурації. З цієї причини не вдалося повністю заблокувати потік.

Тільки відкриття фторопластів і штучного каучуку змінило ситуацію, що склалася. З використанням цих матеріалів вдалося досягти дійсно герметичного прилягання і знизити витрати ресурсів, необхідних для управління клапаном.

Ось основні компоненти та пристрій виробу:

1. Куля: сферичне тіло, що обертається всередині корпусу Куля має порожнину всередині, яка може бути вирівняна з потоком для дозволу його проходження або закрита для блокування.
2. Корпус: є металевою або пластиковою оболонкою, яка містить кулю. Корпус має два або більше отворів для підключення трубопроводів.
3. Шток: з'єднується з кулею і служить для обертання всередині корпусу. Зовнішній край штока може бути з'єднаний з рукояткою або механізмом керування, який дозволяє оператору відкривати і закривати кран.
4. Кільця ущільнювачів: розташовуються між кулею та корпусом для запобігання витоку рідини або газу. Вони забезпечують герметичну сполуку при закритому положенні.
5. Рукоятка чи привід: служить для повороту кулі та управління потоком. Це може бути механічною рукояткою, електричним чи пневматичним приводом, залежно від типу виробу.

Принцип роботи дуже простий — коли ручка повертається, куля всередині корпусу також повертається. Якщо отвір у кулі збігається з трубопроводом – потік проходить, а якщо не збігається – потік блокується.Це забезпечує швидке перекриття та гарне ущільнення при закритому положенні.

Кульові вироби славляться найбільш тривалим терміном служби, в порівнянні з усіма існуючими запірними арматурами і не схильні до протікання. Проте їх слід застосовувати виключно для відкриття та закриття, оскільки вони не призначаються для регулювання потоків. Таке використання здатне пошкодити як кільця, так і саму кулю, і в кінцевому результаті викликати поломку.

У побутових сантехнічних або кухонних приміщеннях зазвичай експлуатуються пристрої з механізмами важеля. У промисловості використовують електро- та сервоприводи. Можна встановити обладнання, яке дозволяє віддалено керувати потоками середовищ, і з'єднати його з різноманітними датчиками.

Різновиди

Крани різняться між собою, залежно від характеру прохідного отвору вони бувають:

• Неповнопрохідними - отвір на внутрішньому елементі значно зменшено порівняно з прохідним перерізом труби, що забезпечує пропускну здатність трубопроводу на рівні 40-70% (встановлюють такі вироби там, де необхідно обмежити тиск середовища, що транспортується);
• Стандартнопрохідними - Виріз на кулі менше на один стандартний розмір, ніж внутрішній діаметр трубопроводу, пропускна здатність виробів становить від 70 до 90% (це практично не позначається на потужності напору);
• Повнопрохідними - Виріз на сферичному елементі збігається з внутрішнім діаметром трубопроводу, такі вироби забезпечують пропускну здатність на рівні 91-99%.

Якщо розглядати спосіб приєднання до труби як основу класифікації, то пристрої ділять на:

• Муфтові - Двоскладові, оснащені різьбленням на внутрішній або зовнішній поверхні;
• Фланцеві - Прикріплювані до трубопроводу фланцями за допомогою болтів, мають моноблочну або трискладову конструкцію;
• Зварені - кріпляться шляхом зварювання елементів з трубою, є трискладовими, що зручно для обслуговування (середню частину можна витягти для прочищення та промивання);
• Комбіновані - Виготовляються, як правило, на замовлення для конкретних типів трубопроводів, в них використовуються суміщені варіанти кріплень (різьба і зварювання, фланець і зварювання і т. д.).

Матеріали

Найпопулярнішими матеріалами для корпусної частини арматури вважаються мідь, нержавіюча сталь і полівінілхлорид:

1. Мідні вважаються більш актуальними, оскільки мають чудові механічні характеристики. Їх експлуатують для транспортування очищеної води, газів, олій та повітря. Однак розчини хлоридів здатні викликати їхню декомпозицію.
2. Крани кульові з нержавіючої сталі підходять для агресивних речовин. Часто їх монтують у системах з високим температурним режимом та небезпечними реагентами.
3. Доступні за ціною ПВХ-крани застосовують у повсякденному водопостачанні. ПВХ має стійкість до сольових розчинів, кислоти, лугу та розчинників, але не підходить для температур понад 60 °C і не має стійкості до ароматичних і хлорованих вуглеводнів.

Крім цього, на ринку можна знайти позиції, виготовлені з іншої сировини.

Арматура з вуглецевої сталі вважається міцною, довгослужбовою та доступною. Її виготовляють із сталі марок 20 та 09Г2С, які зберігають високі експлуатаційні властивості при підвищеному тиску та широких температурних перепадах.Ключовий мінус такого композиту - схильність до корозій, тому кожен виріб додатково хромується або нікелем покривається.

Бронза за характеристиками експлуатації нагадує мідь. Така арматура підходить для мереж, якими тече середовище з температурою до 150C. Однак подібні моделі не рекомендується встановлювати у трубопроводах, що містять агресивні рідини.

Титанові механізми легкі та високоміцні, але вони не застосовуються в побутових комунікаціях через високу вартість, яка суттєво перевищує вартість аналогічних виробів із альтернативної сировини.

Полімерні найкраще підходять для експлуатації в мережах, також виконаних у пластиці. Переваги таких моделей включають хімічну інертність і антикорозійність, проте за надійністю вони поступаються металам. Їх часто використовують у побутових опалювальних програмах.

Кераміку стали застосовувати нещодавно. Переваги матеріалу включають довгий термін служби, антикорозійність, хімічну інертність, міцність і зносостійкість. Однак його недоліками є підвищена вартість та нездатність витримувати фізичну дію, включаючи удари та падіння.

Чавун рідко використовується для виробництва, хоча арматура з чавуну є довговічною та надійною, добре виконує свій функціонал. Однак вона важка і дорога, тому використовують її переважно у промислових трубопровідних системах.

Силумін - це сплав алюмінію та кремнію. Він легкий, антикорозійний, але основною перевагою низька вартість. Однак силумінові вироби крихкі і швидко ушкоджуються навіть при слабких механічних впливах, часто стирається різьбове з'єднання.

Плюси та мінуси

Популярність кульової арматури пояснюється такими перевагами:

• Компактний розмір та естетичний дизайн їх можна монтувати в обмежених просторах;
• Надійність та герметичність конструкції з мінімальною кількістю деталей;
• Мінімальні втрати у гідравлічній системі. У місці установки не виникають застої робочого середовища та завихрення, а втрати енергоресурсів за рахунок тертя тут значно менше (порівняно з іншими видами запірної та регулюючої арматури).

До недоліків відносять можливість гідравлічних ударів при різкому відкритті і закритті, а також обмеження температури (полімерні ущільнювачі здатні пошкодитися при температурах вище 100C).

Частою причиною поломок побутових кранів є використання брудної води з наявністю твердих частинок, таких як пісок, окалина та сольові відкладення, що може призвести до витоків. Періодичне відкривання та закривання пристрою (раз на 1-2 місяці) може запобігти цим неприємностям. Для систем із неякісною водою рекомендується встановлення фільтрів.

Більшість проблем викликані не «слабкістю» крана, а помилками споживачів. Серед найбільш поширених помилок можна виділити покупку підроблених пристроїв та неналежне дотримання правил експлуатації та монтажу.

Де використовують

Кульовий кран широко використовується в різних галузях та додатках завдяки своїй простоті, надійності та ефективності. Ось деякі області, де механізм найпоширеніший:

• Водопостачання та каналізація;
• Нафтогазова промисловість;
• хімічна промисловість;
• Харчова промисловість;
• Медичне обладнання;
• Автомобільна промисловість;
• Енергетика;
• Обладнання для водних видів спорту.

Підсумовуючи

Кульові крани популярні завдяки своїй простоті в експлуатації та встановленні, а також здатності забезпечувати швидке відкриття та закриття потоку. Вони доступні в різних розмірах, матеріалах та конфігураціях, що робить їх універсальним вибором для багатьох додатків.
Сподіваємося, що цей текст виявився корисним. Також рекомендуємо ознайомитись із статтею: “Зворотні клапани для води для чого потрібні?” на сторінці нашого блогу.

0 коментарів

2023 © Вальвеко - Каталог водопровідної арматури

м. Санкт-Петербург, вул. Софійська, буд. 17 [email protected]