Kątowy zawór kulowy

Kątowy zawór kulowy to zmodyfikowany zawór kulowy, którego wlot i wylot są ustawione względem siebie pod kątem prostym. Podstawowa konstrukcja tego zaworu jest taka sama jak zaworu kulowego, ale mają one zasadniczą różnicę w kierunku przepływu płynu, ponieważ w zaworze kątowym płyn wykonuje obrót o 90 °. Zawory te są stosowane w liniach, w których konstrukcja rur lub spadek ciśnienia są złożone. W zależności od ciśnienia w rurociągu, zawory kątowe są dostępne z uszczelnieniem ciśnieniowym lub przykręcaną pokrywą.

Czym jest kątowy zawór kulowy?

Konfiguracja korpusu zaworu grzybkowego kątowego zależy od podstawowego zaworu grzybkowego o regularnym wzorze. Sekcje otwierające i zamykające kątowego zaworu kulowego są grzybkowymi dyskami zaworowymi, powierzchnia uszczelniająca jest płaska lub stożkowa, a klapa porusza się liniowo w dół linii środkowej płynu. Końce tego zaworu kulowego są ustawione pod kątem 90 stopni, a przepływ płynu odbywa się za pomocą pojedynczego obrotu o 90 stopni. Ich współczynnik przepływu jest znacznie mniejszy niż w przypadku zaworów skośnych. Ze względu na ich zdolność do wytrzymywania efektu slugging tej formy przepływu, są one używane w zastosowaniach, które obejmują cykle przepływu pulsacyjnego.

Istnieją dwa rodzaje trybów ruchu trzpienia. Jednym z nich jest podnoszenie trzpienia (trzpień jest podnoszony i opuszczany, koło ręczne nie jest podnoszone i opuszczane). Drugi to podnoszenie trzpienia obrotowego (pokrętło i trzpień obracają się i podnoszą razem, nakrętka znajduje się na korpusie zaworu).

Klasyfikacja kątowych zaworów kulowych

Zawory te można sklasyfikować w zależności od różnych parametrów:

• Konstrukcja tarczy zaworu: Konwencjonalny lub kulowy, kompozytowy i wtykowy.
• Konfiguracje zaworu z trzpieniem talerzowym: Obrotowy trzpień z dyskiem integralnym lub nieintegralnym oraz nieobrotowy trzpień z dyskiem integralnym lub nieintegralnym.
• Śruba trzpienia zaworu: Wewnętrzna i zewnętrzna śruba trzpienia.
• Konstrukcja pokrywy zaworu: Pokrywa skręcana, pokrywa spawana, pokrywa kołnierzowa, pokrywa z pierścieniem łączącym i pokrywa z uszczelnieniem ciśnieniowym

Jak działa kątowy zawór kulowy?

Sekcje otwierające i zamykające kątowego zaworu kulowego są grzybkowymi dyskami zaworowymi, powierzchnia uszczelniająca jest gładka lub stożkowa, a klapa porusza się liniowo w dół linii środkowej płynu. Kanały wlotowe i wylotowe kątowego zaworu kulowego, znanego również jako zawór kątowy, nie są skierowane w tym samym kierunku, tworząc kąt prosty 90°. Ta forma zaworu grzybkowego pozwala przepływającemu przez niego medium na zmianę ścieżki przepływu, co skutkuje spadkiem ciśnienia.

Cechy i zalety kątowego zaworu kulowego

Kątowy zawór kulowy ma prostą konstrukcję, skuteczne uszczelnienie, wysoką wydajność i ładny wygląd. Powierzchnia uszczelniająca jest wykonana z szorstkiej stali, która jest odporna na zużycie, korozję, wycieki i ma długą żywotność. Powierzchnia trzpienia zaworu jest azotowana i hartowana. Ma doskonałe właściwości antykorozyjne i przeciwcierne, a także dobre uszczelnienie i niezawodność.

Najważniejszą zaletą kątowego zaworu grzybkowego jest to, że można go zamontować w rogu konstrukcji rurowej, oszczędzając kolanka 90° i ułatwiając obsługę. Kątowe zawory grzybkowe są idealne do stosowania w systemach przetwarzania syntetycznego amoniaku i systemach chłodniczych zakładów nawozowych. 2500LB jest bardzo powszechny w procesie syntezy amoniaku ze względu na wysokie ciśnienie wymagane w częściach mielenia, syntezy i kompresji. W rezultacie jest on wykonany z kutej stali, ma wysokie wymagania dotyczące uszczelnienia wewnętrznego i zewnętrznego, ma dużą siłę płynu na tarczy i potrzebuje najmniejszej siły napędowej podczas przełączania. Powyższe warunki można spełnić stosując kątowy zawór kulowy.

Zastosowanie kątowego zaworu kulowego

Kątowe zawory kulowe mogą być stosowane w rurociągach benzynowych, mineralnych, farmaceutycznych, nawozowych, elektrycznych, maszynach do recyklingu, dostawach gazu, systemach chłodzenia i zamrażania, systemach pary kotłowej i gorącego oleju oraz innych gałęziach przemysłu. Mogą być używane do odłączania lub łączenia medium rurociągowego w różnych warunkach pracy, od ciśnień nominalnych od 150LB do 2500LB i temperatur roboczych od -40 do 500°C.

• Nadają się do rurociągów, które nie mają ścisłych wymagań dotyczących odporności na płyny, tj. straty ciśnienia.
• Zawory te są dostępne w praktycznym rozmiarze NPS 12 (DN 300). Zawory większe niż NPS 12 (DN 300) są rzadko używane. Jednakże rozmiary do NPS 48 (DN 1200) są produkowane i używane.
• Różnica ciśnień na tarczy zaworu nie może przekraczać 20% maksymalnego ciśnienia przed zaworem lub 200 psi (1380 kPa), w zależności od tego, która wartość jest mniejsza.
• Zawory te mogą być stosowane w urządzeniach lub rurociągach z medium przepływowym o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu oraz rurociągach z medium parowym i DN<200mm.
• Zawory te są zwykle instalowane w zastosowaniach niskotemperaturowych i niskociśnieniowych, tak aby ciśnienie znajdowało się pod dyskiem.
• W przypadku zastosowań wysokotemperaturowych i wysokociśnieniowych, takich jak para wodna, zawory są instalowane w taki sposób, aby ciśnienie znajdowało się powyżej dysku.
• Zawory te mogą być używane do małych zastosowań jako zawory do przyrządów, próbkowania, manometrów itp.
• W przypadku silnie toksycznych mediów należy stosować zawory z uszczelnieniem mieszkowym.

Zastosowania kątowych zaworów kulowych można powszechnie zidentyfikować w branżach takich jak przemysł stoczniowy, petrochemiczny, farmaceutyczny, lotniczy itp. 

Służą one do sterowania przepływem medium w układach wody chłodzącej, układach oleju opałowego itp.

Zawory te są również używane do wody zasilającej, chemikaliów, powietrza, oleju smarowego i podobnych usług, w których spadek ciśnienia nie jest problemem.

Uważa się, że są one najbardziej odpowiednie do zastosowań, w których wyciek i bezpieczeństwo są istotnymi kwestiami, takimi jak otwory wentylacyjne w wysokich punktach i odpływy w niskich punktach.

Ze względu na swoją konstrukcję zawory te są szeroko stosowane w obwodach sterowania do kontroli szerokiego zakresu przepływu i spadku ciśnienia.

Wytrzymałość na szeroki zakres temperatur i ciśnień umożliwia stosowanie go w środowisku wysokiego ciśnienia, takim jak para wodna, hydraulika itp.

Jak wybrać kątowy zawór kulowy?

Niektóre z podstawowych kryteriów wyboru zaworu kątowego Globe to

• Wybór zgodnie z przeznaczeniem, warunkami pracy i metodami kontroli działania wybranych zaworów.
• Wybór w zależności od właściwości czynnika roboczego, tj. ciśnienia roboczego, temperatury roboczej, odporności na korozję, lepkości czynnika, tego, czy zawiera cząstki stałe, czy jest toksyczny, łatwopalny, wybuchowy itp.
• Wybór zaworu zgodnie z wymaganiami dotyczącymi charakterystyki płynu, tj. oporu przepływu, wydajności tłoczenia, charakterystyki przepływu i poziomu uszczelnienia itp.
• Do wyboru zgodnie z wymaganiami dotyczącymi rozmiaru instalacji i rozmiaru zewnętrznego, tj. średnic nominalnych, metod połączeń, rozmiarów połączeń z rurociągami, rozmiarów zewnętrznych lub ograniczeń wagi itp.
• Aby wybrać zgodnie z dodatkowymi wymaganiami dotyczącymi niezawodności produktu zaworu, żywotności i przeciwwybuchowości ich urządzeń elektrycznych.

Kilka ważnych punktów w parametrach wyboru

Jeśli zawory mają być używane do celów sterowania, należy określić następujące dodatkowe parametry: 

- metody działania, 

- maksymalne i minimalne natężenie przepływu,

- spadek ciśnienia dla regularnego przepływu i przy zamykaniu,

- maksymalne i minimalne ciśnienie na wlotach zaworów.

Oprócz podstaw wymienionych powyżej, należy szczegółowo zapoznać się z wewnętrznymi strukturami różnych zaworów, aby rozsądnie i prawidłowo dobrać zawory, tak aby można było dokonać preferowanego wyboru zaworów.

Zawory są końcowym elementem sterującym w rurociągach. Otwieranie i zamykanie zaworu kontroluje sposób przepływu medium w rurociągach. 

Kształt kanałów przepływowych zaworu nadaje mu określoną charakterystykę przepływu. Należy to wziąć pod uwagę przy wyborze najbardziej odpowiednich zaworów do systemu rurociągów.

Kątowy zawór kulowy a zawór kulowy

Podstawowa konstrukcja tego zaworu jest taka sama jak zaworu kulowego, ale mają one zasadniczą różnicę w kierunku przepływu płynu, ponieważ w zaworze kątowym płyn wykonuje obrót o 90 °. Zawory te oferują mniejszy opór przepływu niż zawór kulowy z kolankiem, który by zastąpił. Zawór kątowy zmniejsza liczbę połączeń w linii, a także oszczędza czas instalacji. Są one również stosowane w aplikacjach z okresami przepływu pulsacyjnego ze względu na ich zdolność do radzenia sobie z efektem śluzowania tego typu przepływu.

Korpus zaworu kątowego ma dwie zalety, jeśli zawór kulowy jest instalowany wokół kolanka rury. Po pierwsze, w przeciwieństwie do standardowej konstrukcji, konstrukcja kątowa ma znacznie niższy opór przepływu. Po drugie, konstrukcja kątowa zmniejsza liczbę połączeń rurowych i eliminuje potrzebę stosowania kolanka rurowego.

Podsumowanie

Zawory grzybkowe kątowe zmieniają kierunek przepływu o 90 stopni bez użycia kolanka lub dodatkowego spawu. Mają one również nieco niższy współczynnik przepływu niż standardowe zawory grzybkowe. Sprawia to, że kątowy zawór kulowy jest najbardziej odpowiedni do zastosowań z okresami przepływu pulsacyjnego, ponieważ jest w stanie poradzić sobie z efektem śluzowania tego typu przepływu. Konserwacja tych zaworów jest stosunkowo prosta, ponieważ tarcze i gniazda można łatwo odnowić lub wymienić. Sprawia to, że zawory kątowe są szczególnie odpowiednie do usług wymagających częstej konserwacji zaworów. Tam, gdzie zawory są obsługiwane ręcznie, krótszy skok tarczy zapewnia korzyści w postaci znacznej oszczędności czasu operatora, jeśli zawory są często regulowane.