Kaj je krogelni ventil: navodila za uporabo in delovanje

Kroglični ventil, ventil, katerega odpiralni in zapiralni deli (žoga) poganja steblo ventila in se vrtijo okoli osi krogličnega ventila. Trdo zatesnjen kroglični ventil tipa V ima močno strižno silo med svojim krogličnim jedrom tipa V in kovinskim sedežem ventila, varjenim s trdo zlitino, kar je še posebej primerno za medije, ki vsebujejo vlakna, drobne trdne delce itd. Večsmerni kroglični ventil ne more le fleksibilno nadzorovati sotočja, preusmerjanja in smeri pretoka medija v cevovodu, temveč tudi zapreti kateri koli kanal, da poveže druga dva kanala. To vrsto ventila je treba običajno namestiti vodoravno v cevovod. Kroglični ventili se glede na način pogona delijo na pnevmatske kroglične ventile, električne kroglične ventile in ročne kroglične ventile.

Kaj je kroglični ventil

AKrogelni ventili so bili izumljeni v petdesetih letih prejšnjega stoletja. Z naglim razvojem znanosti in tehnologije, nenehnim izboljševanjem proizvodnih procesov in struktur izdelkov so se krogelni ventili v samo 40 letih hitro razvili v glavno vrsto ventilov. V zahodnih industrializiranih državah se uporaba krogelnih ventilov iz leta v leto povečuje.

V moji državi se kroglični ventili pogosto uporabljajo v rafiniranju nafte, cevovodih na dolge razdalje, kemični industriji, proizvodnji papirja, farmaciji, varčevanju z vodo, elektroenergetiki, občinski upravi, jeklarstvu in drugih industrijah ter igrajo pomembno vlogo v nacionalnem gospodarstvu. Imajo 90-stopinjsko vrtenje, telo čepa je kroglasto, skozi njegovo os pa poteka krožna odprtina ali kanal.

Krogelni ventili se uporabljajo predvsem za odklop, distribucijo in spreminjanje smeri pretoka medija v cevovodu. Za tesno zapiranje je potreben le zasuk za 90 stopinj in zelo majhen navor. Krogelni ventili so najbolj primerni za uporabo kot stikala in zaporni ventili, krogelni ventili tipa V. Poleg upoštevanja parametrov cevovoda je treba pri električnih ventilih posebno pozornost nameniti tudi okoljskim pogojem njihove uporabe. Ker je električna naprava v električnem ventilu elektromehanska naprava, je na njeno uporabo močno vplivalo okolje uporabe.

Kakšne so značilnosti krogličnih ventilov 

• Odpornost proti obrabiker je jedro ventila trdo zatesnjenega krogličnega ventila varjeno z brizganjem iz legiranega jekla,Tesnilni obroč je iz legiranega jekla, zato trdo zatesnjen kroglični ventil pri preklopu ne bo povzročil prevelike obrabe. (Njegov koeficient trdote je 65-70):

• Dobra tesnilna zmogljivostKer je tesnilo trdo zatesnjenega krogličnega ventila ročno brušeno, ga je mogoče uporabljati le, dokler se jedro ventila in tesnilni obroč popolnoma ne ujemata. Zato je njegovo tesnjenje zanesljivo.

• Nizek navorKer spodnji del tesnilnega obroča trdo zatesnjenega krogličnega ventila uporablja vzmet, ki tesno drži tesnilni obroč in jedro ventila skupaj, je stikalo zelo lahko, ko zunanja sila preseže prednapetost vzmeti.

• Dolga službaživljenje: Široko se uporablja v različnih oddelkih, kot so naftna, kemična industrija, proizvodnja energije, proizvodnja papirja, atomska energija, letalstvo, rakete in vsakdanje življenje ljudi.

Kakšne so prednosti krogličnih ventilov

V primerjavi z drugimi vrstami ventilov se kroglični ventili odpirajo hitro, gladko in zanesljivo, so široko uporabljeni in imajo naslednje prednosti:

1. Aksialni ležaj zmanjša navor trenja stebla ventila, zaradi česar steblo ventila lahko deluje gladko in prožno dlje časa.
2. Antistatična funkcija: Med kroglo, steblo ventila in ohišje ventila je nameščena vzmet, ki odvaja statično elektriko, ki nastane med preklopom.
3. Ker materiali, kot soPolitetrafluoroetilen ima dobre samomazalne lastnosti in majhno izgubo zaradi trenja s kroglo, zato ima kroglični ventil dolgo življenjsko dobo.
4. Majhen upor tekočine: Pnevmatski kroglični ventili imajo najmanjši upor tekočine med vsemi kategorijami ventilov. Tudi pri pnevmatskih krogličnih ventilih z zmanjšanim premerom je njihov upor tekočine precej majhen.
5. Zanesljivo tesnilo ventilskega stebla: Ker se steblo ventila samo vrti, ne pa dviguje, tesnilo ventilskega stebla ni lahko poškodovati, tesnilna sposobnost pa se povečuje z naraščajočim tlakom medija.
6. Dobro tesnjenje sedeža ventila: Tesnilni obroč iz elastičnih materialov, kot je politetrafluoroetilen, je enostavno zatesniti, tesnilna sposobnost krogličnega ventila pa se povečuje z naraščanjem srednjega tlaka.
7. Majhen upor tekočine, kroglični ventili s polnim premerom v bistvu nimajo pretočnega upora.
8. Preprosta struktura, majhna velikost in lahka teža.
9. Tesno in zanesljivo. Ima dve tesnilni površini, materiali tesnilnih površin krogličnega ventila pa so pogosto izdelani iz različnih plastik, kar zagotavlja dobro tesnilno sposobnost in popolno tesnjenje. Pogosto se uporablja tudi v vakuumskih sistemih.
10. Enostavno upravljanje, hitro odpiranje in zapiranje, samo zavrtite za 90° od popolnoma odprtega do popolnoma zaprtega stanja, priročno za upravljanje na dolge razdalje.
11. Enostavno vzdrževanje, kroglični ventil ima preprosto strukturo, tesnilni obroč pa je na splošno premičen, kar je priročno za demontažo in zamenjavo.
12. Ko je ventil popolnoma odprt ali popolnoma zaprt, je tesnilna površina krogle in sedeža ventila izolirana od medija, medij pa pri prehodu skoznje ne bo povzročil erozije tesnilne površine ventila.
13. Širok spekter uporabe, premeri segajo od nekaj milimetrov do nekaj metrov, uporaba pa je mogoča od visokega vakuuma do visokega tlaka.
14. Ker ima kroglični ventil med odpiranjem in zapiranjem lastnost brisanja, se lahko uporablja v medijih s suspendiranimi trdnimi delci.
15. Visoka natančnost obdelave, dragi stroški, ni primerno za uporabo pri visokih temperaturah. Če so v cevovodu nečistoče, ga je mogoče zlahka blokirati, zaradi česar ventila ni mogoče odpreti.

Katere so kategorije krogličnih ventilov

 Klasifikacija funkcij

• Obvodni ventil: krogelne ventile običajno odpira statična voda, zato so obvodni ventili nastavljeni tako, da najprej izenačijo tlak, kar pomeni, da sta obe strani napolnjeni z vodo;
• Zračni ventil: pri polnjenju z vodo se odstrani zrak in plovec samodejno zapre ventil; pri praznjenju se doda zrak in plovec se samodejno spusti;
• Ventil za razbremenitev tlaka:pri odpiranju in zapiranju ventila se odstrani tlačna voda med ventilom in tesnilnim pokrovom, da se prepreči obraba tesnilnega pokrova;
• Izpustni ventil: odcedite odplake iz spodnjega dela krogličnega ohišja.

Klasifikacija aktuatorjev krogličnih ventilov

• Pnevmatski kroglični ventil
• Električni kroglični ventil
• Hidravlični kroglični ventil
• Pnevmatski in hidravlični kroglični ventil
• Elektrohidravlični kroglični ventil
• Kroglični ventil za turbinski menjalnik

Razvrstitev glede na material ohišja/teles krogličnega ventila

• Kovinski kroglični ventil: kot na primerKroglični ventili iz ogljikovega jekla, ventili iz legiranega jekla, kroglični ventili iz nerjavečega jekla, ventili iz litega železa, ventili iz titanovih zlitin, monel ventili, ventili iz bakrenih zlitin, ventili iz aluminijevih zlitin, ventili iz svinčenih zlitinitd.
• Ventili s kovinsko oblogo: na primer ventili z gumijasto obloženimi ventili, ventili z obloženimi s fluorom, ventili s svinčeno obloženimi ventili, ventili z obloženimi s plastiko, ventili z obloženimi s emajlom.
• Ventili iz nekovinskih materialov: kot so keramični ventili, stekleni ventili, plastični ventili.

Glavni parametri krogličnega ventila

• Nazivni tlak: PN1,0–42,0 MPa, ANSI RAZRED 150–2500, JIS10–20K
• Nazivni premerDN6~1200, NPS 1/4~48
• Konec povezaveprirobnica, sočelno varjenje, navoj, varjenje vtičnic itd.
• Uporabna temperatura: -196 ℃~540 ℃;
• Operacijaročni, polžasti menjalnik, pnevmatski, električni, hidravlični, plinsko-tekočinska povezava, elektrohidravlična povezava;
• Material ohišja ventilaWCB, ZG1Cr18Ni9Ti, ZG1Cr18Ni12Mo2Ti, CF8(304), CF3(304L), CF8M(316), CF3M (316L), Ti., Za vodo, paro, olje, dušikovo kislino, ocetno kislino, oksidacijski medij, sečnino in druge medije se lahko uporabljajo različni materiali.

Način namestitve in koraki krogličnega ventila na cevovodu 

1. Odstranite zaščitne pokrove na obeh straneh prirobnice in sperite ter očistite ventil, ko je popolnoma odprt.
2. Pred namestitvijo je treba celoten stroj preizkusiti v skladu z določenim signalom (elektrika ali plin) (da se prepreči vpliv vibracij med prevozom na delovanje) in ga je mogoče namestiti šele po opravljenem preizkusu (ožičenje v skladu s shemo vezja električnega aktuatorja).
3. Pred priključitvijo na cevovod sperite in očistite preostale nečistoče v cevovodu (te snovi lahko poškodujejo sedež in kroglo ventila).
4. Med namestitvijo ne uporabljajte aktuatorja ventila kot dvižno točko, da preprečite poškodbe aktuatorja in dodatne opreme.
5. To vrsto ventila je treba namestiti v vodoravni ali navpični smeri cevovoda.
6. Cevovod v bližini mesta namestitve se ne sme povešati ali biti izpostavljen zunanjim silam. Za odpravo odstopanja cevovoda se lahko uporabijo nosilci ali oporniki za cevi.
7. Po priključitvi na cevovod navzkrižno privijte vijake prirobnične povezave s predpisanim navorom.

Primerne priložnosti krogličnih ventilov

Ker se pri krogličnih ventilih kot materiali tesnilnih obročev sedeža ventila običajno uporablja guma, najlon in politetrafluoroetilen, je njihova delovna temperatura omejena z materialom tesnilnega obroča sedeža ventila. Zaporni učinek krogličnega ventila se doseže s pritiskom kovinske krogle ob plastični sedež ventila pod vplivom medija (plavajoči kroglični ventil). Tesnilni obroč sedeža ventila se pod določenim kontaktnim pritiskom na lokalnih območjih elasto-plastično deformira. Ta deformacija lahko kompenzira natančnost izdelave in hrapavost površine krogle ter zagotovi tesnilno delovanje krogličnega ventila.

Ker je tesnilo sedeža ventila krogličnega ventila običajno izdelano iz plastike, je treba pri izbiri strukture in delovanja krogličnega ventila upoštevati požarno odpornost in požarno zaščito krogličnega ventila, zlasti v naftni, kemični, metalurški in drugih oddelkih, pri uporabi krogličnih ventilov v opremi in cevovodnih sistemih z vnetljivimi in eksplozivnimi mediji pa je treba več pozornosti nameniti požarni odpornosti in požarni zaščiti.

Na splošno se kroglični ventili priporočajo v cevovodnih sistemih z dvojno nastavitvijo položaja, strogim tesnjenjem, odpornostjo proti blatu, obrabi, krčenju, hitrim odpiranjem in zapiranjem (odpiranje in zapiranje za 1/4 obrata), visokim tlakom (velika tlačna razlika), nizkim hrupom, kavitacijo in uplinjanjem, majhnim puščanjem v ozračje, majhnim obratovalnim navorom in majhno upornostjo tekočine.

Krogelni ventili so primerni tudi za cevovodne sisteme z lahkimi konstrukcijami, nizkotlačnim izklopom (majhna tlačna razlika) in korozivnimi mediji. Krogelni ventili se lahko uporabljajo tudi v nizkotemperaturnih (globoko hladnih) napravah in cevovodnih sistemih. V sistemu kisikovih cevovodov v metalurški industriji je treba uporabiti strogo razmaščene krogelne ventile. Kadar je treba glavni cevovod v naftovodu in plinovodu zakopati pod zemljo, je treba uporabiti varjeni krogelni ventil s polnim premerom. Kadar je potrebna regulacijska zmogljivost, je treba izbrati krogelni ventil s posebno konstrukcijo z odprtino v obliki črke V. V naftni, petrokemični, kemični, elektroenergetski in mestni gradnji se lahko za cevovodne sisteme z delovnimi temperaturami nad 200 stopinj Celzija izberejo krogelni ventili s kovinskim tesnjenjem.

Prednosti in slabosti krogličnih ventilov

Prednosti krogličnega ventila:

1. Ima najnižji upor pretoka (dejansko 0);
2. Ker se med delovanjem (brez maziva) ne bo zataknil, ga je mogoče zanesljivo uporabljati v korozivnih medijih in tekočinah z nizkim vreliščem;
3. Lahko doseže popolno tesnjenje v širokem območju tlaka in temperature;
4. Omogoča hitro odpiranje in zapiranje, čas odpiranja in zapiranja nekaterih struktur pa je le 0,05~0,1 s, kar zagotavlja, da se lahko uporablja v avtomatiziranem sistemu preskusne mize. Ko se ventil hitro odpre in zapre, je delovanje brez udarcev.
5. Sferični zapiralni kos se lahko samodejno namesti na mejni položaj;
6. Delovni medij je zanesljivo zatesnjen na obeh straneh;
7. Ko je popolnoma odprt in popolnoma zaprt, je tesnilna površina krogle in sedeža ventila izolirana od medija, zato medij, ki prehaja skozi ventil z veliko hitrostjo, ne bo povzročil erozije tesnilne površine;
8. Struktura je kompaktna in lahka ter jo lahko štejemo za najrazumnejšo strukturo ventila za nizkotemperaturne srednje visoke sisteme;
9. Telo ventila je simetrično, zlasti varjena konstrukcija telesa ventila, ki dobro prenese obremenitve cevovoda;
10. Zaporni kos lahko v zaprtem stanju prenese visoko tlačno razliko. ⑾ Krogelni ventil s popolnoma varjenim ohišjem se lahko zakoplje neposredno pod zemljo, tako da notranjost ventila ne korodira, njegova najdaljša življenjska doba pa lahko doseže 30 let. Je najbolj idealen ventil za naftovode in plinovode.

Slabosti krogličnih ventilov

1. Ker je tesnilni obroč glavnega sedeža ventila krogličnega ventila izdelan iz politetrafluoroetilena, ima velik koeficient raztezanja, je občutljiv na hladno tekočino in slabo toplotno prevodnost. Zato se ob strjevanju tesnilnega materiala zanesljivost tesnila zmanjša.
2. Poleg tega ima politetrafluoroetilen nizko temperaturno odpornost in se lahko uporablja le pri temperaturah pod 180 °C. Če temperatura preseže to temperaturo, se tesnilni material postara. Glede na dolgotrajno uporabo se običajno uporablja le pri 120 °C.
3. Njegova nastavitvena zmogljivost je slabša od zmogljivosti zapornega ventila, zlasti pnevmatskega ventila (ali električnega ventila).