Zawór kulowy z bocznym wejściem

Co to jest zawór kulowy z bocznym wejściem? 

Zawór kulowy z bocznym wejściem to zawór, w którym kula jest montowana z części wewnętrznej. Zespół jest zwykle w postaci trzy- lub dwuczęściowego korpusu. Każdy element jest montowany za pomocą kołka lub śruby podobnej do łączenia dwóch elementów kołnierza. Zawory te są produkowane z kutego metalu. Każda część korpusu jest kuta, a następnie montowana. Taka konstrukcja pomaga zredukować wady powstające w zaworach odlewanych. Zawory te są łatwe w montażu, ponieważ komponenty można łatwo wyrównać. Zawory kulowe z bocznym wejściem są najczęściej stosowanymi zaworami kulowymi.

Zawór kulowy z bocznym wejściem został zaprojektowany w celu zwiększenia wydajności i ma solidną konstrukcję zgodną z międzynarodowymi standardami. Zawory kulowe z bocznym wejściem zawierają metalowe miękkie lub kompozytowe gniazda, które mogą być skonfigurowane z efektem podwójnego lub pojedynczego tłoka w celu zwiększenia podwójnego blokowania i odpowietrzania zarówno w pozycji zamkniętej, jak i otwartej. Producenci zaworów kulowych z bocznym wejściem wykonują zawory z odkuwkami i niezależnymi mieszkami lub obciążonymi sprężynami pływającymi gniazdami, które zawsze pozostają w kontakcie z kulą. Sprawia to, że zawory te są preferowanym wyborem dla różnych wymagań, takich jak kriogeniczne, niskoemisyjne, wysokie temperatury, ropa naftowa, gaz ziemny, linie przesyłowe, rurociągi przesyłowe, stacje pomiarowe, sprężanie, ponowne wtryskiwanie i jednostki pompujące. 

Rysunek: Zawór kulowy z bocznym wejściem

Jak działa zawór kulowy z bocznym wejściem? 

Wejście boczne producent zaworów kulowych zawór z kulistym elementem zamykającym, który pomaga w sterowaniu przepływem on/off. Sferyczna jednostka ma otwór przechodzący przez jej środek. W pozycji otwartej zawór jest utrzymywany w położeniu, które wyrównuje otwór lub port z kierunkiem rurociągu. Umożliwia to przepływ płynu. Po obróceniu zaworu o kąt 90^oport staje się normalny dla ścieżki przepływu, co zamyka zawór i zapobiega przepływowi płynu. Wewnątrz wejścia bocznego zawór kulowyNajpopularniejszą konstrukcją jest ta, która wykorzystuje konstrukcję dwukierunkową. Pomaga to w liniowym przepływie płynu od wejścia do wyjścia. Zawory kulowe z bocznym wejściem mają długą żywotność i niezawodne uszczelnienie, nawet jeśli uszczelnienie nie jest używane przez długi czas. Wiadomo, że zawory z bocznym wejściem lepiej tolerują zanieczyszczony płyn w porównaniu do innych zaworów. Zawory te były również używane do kontrolowania natężenia przepływu płynu. Jednak użycie tego zaworu do kontrolowania natężenia przepływu płynu nie jest powszechne, ponieważ dokładna kontrola płynu nie jest łatwa. 

Rodzaje zaworów kulowych z bocznym wejściem

Zawór kulowy z miękkim gniazdem i bocznym wejściem 

Jest to zawór kulowy z bocznym wejściem sklasyfikowany na podstawie materiału gniazda. W tego typu zaworach kulowych z bocznym wejściem do większości zastosowań stosuje się niemetaliczny, miękki materiał. Zawory te są wykonane z materiałów termoplastycznych, takich jak między innymi NBR, PTFE. Zawór kulowy z bocznym wejściem wykonany z tych materiałów może łatwo ulec uszkodzeniu, gdy używane są media ścierne lub płyn o wysokiej temperaturze lub wysokim ciśnieniu. W zaworze kulowym z miękkim gniazdem, elastomerowe lub termoplastyczne gniazda są zamocowane w metalowym pierścieniu gniazda lub uchwycie. Pomaga to zapewnić miękkie działanie gniazda w zaworze. Kluczowe cechy zaworu kulowego z miękkim gniazdem to: 

• Zapewnia dobre uszczelnienie. 
• Ograniczone temperatury pracy. 
• Tańsze w porównaniu do zaworów z gniazdem metalowym. 
• Wykorzystuje miękkie materiały gniazda, takie jak nylon, PTFE, Devlon, PEEK. 
• Nie nadaje się do użytku w brudnych serwisach, aby uniknąć jego uszkodzenia. 

Zawór kulowy z bocznym wejściem z metalowym gniazdem 

Zawory kulowe z bocznym wejściem wykonane są z materiałów metalicznych, takich jak między innymi 316 SS, Monel. Zawory kulowe z bocznym wejściem wykonane z tych materiałów są znane między innymi z braku zacięć, szczelnego odcięcia, odporności na zużycie, dobrej korozji i płynnej kontroli, szerokiego zakresu temperatur, odporności na zużycie, dobrej stabilności pod ciśnieniem.

Kluczowe cechy metalowego zaworu kulowego z bocznym wejściem są następujące: 

• Istnieje bezpośredni metaliczny kontakt między kulką a pierścieniem gniazda. 
• Nadają się do zastosowań ściernych i przypadków, w których zawory z miękkim uszczelnieniem nie mogą zostać uszkodzone przez temperaturę. 
• Mogą one akceptować wycieki zgodnie z normą ISO 5208 stopień D. 
• Powierzchnie styku gniazda i kulki są hartowane w celu zwiększenia odporności na zużycie i zarysowania spowodowane materiałami stałymi zawartymi w płynie. 
• Metalowe fotele rzadko wyginają się łatwo w porównaniu do miękkich foteli pod naciskiem. 

Dwuczęściowy zawór kulowy z bocznym wejściem 

Jest to zawór kulowy z bocznym wejściem wykonany z dwóch części, w których kula jest utrzymywana w swojej pozycji za pomocą kołka. Ten typ zaworu kulowego z bocznym wejściem może mieć zmniejszony otwór lub pełny otwór. 

Trzyczęściowy zawór kulowy z bocznym wejściem 

Jest to zawór kulowy z bocznym wejściem, który ma jeden element środkowy i dwa elementy końcowe. Ten typ zaworu kulowego z bocznym wejściem jest najczęściej serwisowany online. Po usunięciu śrub korpusu i pozostawieniu tylko jednej, korpus można łatwo odchylić za pomocą ostatniej śruby jako punktu podparcia, co pomaga w konserwacji lub instalacji zaworu. Pomaga to skrócić czas potrzebny na konserwację. 

Pływający zawór kulowy z bocznym wejściem 

Te zawory kulowe z bocznym wejściem są również znane jako zawory kulowe z bocznym wejściem wsparte na gnieździe. Zawory te mają następujące główne cechy: 

• Kulka nie jest sztywno utrzymywana na osi obrotu i swobodnie unosi się między pierścieniami gniazda. 
• W pozycji zamknięcia kula jest dociskana do gniazda przez ciśnienie płynu z góry, a tym samym dociska uszczelkę w dół zaworu.
• Zawory kulowe z bocznym wejściem z metalowym gniazdem mają również gniazda sprężynowe. 
• Zawór kulowy z bocznym wejściem pływającym wymaga wysokiego momentu obrotowego. 
• Pływające zawory kulowe z bocznym wejściem są tańsze w produkcji. 

Zawór kulowy z bocznym wejściem montowany na czopie 

Głównymi cechami tego typu zaworu kulowego z bocznym wejściem są 

• Gniazdo zaworu jest obciążone na kuli za pomocą sprężyny, która zapewnia niezawodne uszczelnienie przy niskim ciśnieniu. 
• Kula jest montowana na swoim miejscu za pomocą czopu i pary, które są podparte w łożyskach na korpusie zaworu. 
• Główną cechą zaworu kulowego z bocznym wejściem zamontowanego na czopie jest to, że nie może on przesunąć się, aby nacisnąć kulę, jak ma to miejsce w pływającym zaworze kulowym z bocznym wejściem, a raczej jego ciśnienie w przewodzie popycha gniazdo przed kulą, co powoduje uszczelnienie. 
• Zawory kulowe z bocznym wejściem tego typu charakteryzują się wyższym ciśnieniem znamionowym i większymi rozmiarami.
• Obszar, na który działa ciśnienie, jest niewielki. Sprawia to, że siła wywierana na kulkę jest bardzo mała, co skutkuje mniejszą siłą tarcia, a tym samym mniejszą przekładnią lub siłownikiem. 
• Montowane na czopie zawory kulowe z bocznym wejściem są wyposażone w samonośne gniazda.

Elementy zaworu kulowego z bocznym wejściem 

Korpus zaworu 

Jest to główny element zaworu kulowego z bocznym wejściem i zawiera wszystkie wewnętrzne części usprawniające włączanie i wyłączanie zaworu. 

Kula obrotowa 

Jest to kula z centralnym otworem, przez który przepływa płyn. Jest to podstawowa cecha odróżniająca zawór kulowy od innych typów zaworów. Przez jedną oś otwór kuli łączy wlot i wylot zaworu. 

Łodyga

Jest to część zaworu kulowego z bocznym wejściem, która pomaga połączyć kulę z zewnętrznym mechanizmem sterującym. Trzpień pomaga kontrolować kierunek kuli. 

Siedzenia

Są to dyski znajdujące się pomiędzy korpusem a kulką. Zapewniają one niezbędne uszczelnienie między ciałem a piłką, a także wspierają piłkę. 

Źródło zasilania 

Źródłem zasilania zaworu kulowego z bocznym wejściem może być siłownik ręczny lub automatyczny. W przypadku zasilania ręcznego uruchamianie odbywa się za pomocą uchwytów i dźwigni, które są używane przez operatora podczas włączania i wyłączania w celu sterowania przepływem. Siłownik automatyczny wykorzystuje pneumatyczne, elektryczne lub hydrauliczne źródło zasilania. Moc jest odpowiedzialna za dostarczanie energii do trzpienia w celu obracania kuli, a tym samym sterowania przepływem. 

Pakowanie 

Jest to uszczelka umieszczona wokół trzpienia, aby zapewnić, że płyn nie wydostanie się na zewnątrz. 

Maska 

Jest to element zaworu kulowego z bocznym wejściem, który zawiera uszczelnienie i trzpień. 

Specyfikacje dotyczące zakupu zaworu kulowego z bocznym wejściem 

Specyfikacje wymagane przez producenta lub sprzedawcę przy zakupie zaworu kulowego z bocznym wejściem są następujące: 

• Rozmiar i ciśnienie znamionowe zaworu kulowego z bocznym wejściem. 
• Konstrukcja kulowa montowana na czopie lub pływająca. 
• Typ otworu, który jest zredukowany lub pełny. 
• Wymagania dotyczące systemu wtrysku uszczelniacza. 
• Wymagane urządzenie blokujące.
• Urządzenie antystatyczne 
• Mechanizm operacyjny, którym jest przekładnia, dźwignia lub siłownik (pneumatyczny, elektryczny lub hydrauliczny). 
• Materiały pierścieni uszczelniających, korpusu zaworu, czopu. Uszczelki, elementy wykończeniowe, śruby, nakrętki, uszczelki i uszczelnienie. 
• Orientacja zaworu. 
• Szczegóły malowania, jeśli to konieczne. 
• Typ siedziska: metalowe lub miękkie

Zastosowania zaworu kulowego z bocznym wejściem 

• Stosowane w rafineriach. Zawory te są używane między innymi do izolowania i odcinania jednostek krakingu termicznego i dolnych linii wież, linii separacji oleju i gazu, pomiaru dystrybucji gazu, regulacji ciśnienia i pomiarów, kontroli załadunku oleju, sprężarek i pompowni, jednostek rafineryjnych. 
• Są one stosowane m.in. w kompleksach petrochemicznych i chemicznych do kontroli niskiej różnicy ciśnień, kontroli emisji, obsługi płynów o wysokiej lepkości, kontroli przepływu zawiesin ściernych. 
• Wytwarzanie energii. Zawory te są używane między innymi do sterowania wodą zasilającą kocioł, sterowania i wyłączania pary. 
• Są one stosowane w produkcji ropy naftowej i gazu. Zawory kulowe z bocznym wejściem są stosowane m.in. w urządzeniach odcinających, sterowaniu serge rurociągu i izolacji głowicy olejowej, magazynowaniu, separacji przetwarzania, dystrybucji i transmisji. 
• Przemysł papierniczy i celulozowy. Zawory kulowe z bocznym wejściem są stosowane m.in. jako zawory odcinające, do sterowania cyrkulacją i napełnianiem ługu, do sterowania szlamem wapiennym, do sterowania wodą rozcieńczającą, do sterowania przepływem w komorach fermentacyjnych młynów w produkcji masy celulozowej. 
• Służy do kontrolowania transportu wody. 
• Kontrola ciał stałych w transporcie morskim. 
• Są one stosowane w przemyśle spożywczym i napojów. 

Zalety zaworu kulowego z bocznym wejściem 

• Zastosuj prostą konstrukcję. 
• Zawory te mają niewielką masę i objętość w stosunku do Zawór kulowy z górnym wejściem. 
• Łatwy demontaż i naprawa. 
• Łatwa i szybka obsługa. 
• Zawory te obracają się bez ruchu osiowego, co utrudnia uszkodzenie uszczelnienia trzpienia zaworu. 
• Zapewniają doskonałe uszczelnienie. 
• Niski spadek ciśnienia i wysokie natężenie przepływu. 
• Szybkie otwieranie i zamykanie. 
• Obrót o 90 stopni w celu zamknięcia lub otwarcia. W sytuacjach awaryjnych, które wymagają szybkiej izolacji rurociągu, zamykanie i otwieranie zaworu można wykonać bardzo szybko. 
• Szczelność. 
• Aplikacje szlamowe i czyste. 
• Istnieją odmiany zaworów kulowych z bocznym wejściem, które mogą być używane w zastosowaniach wysokotemperaturowych i wysokociśnieniowych. 

Wady zaworu kulowego z bocznym wejściem 

• Zawór kulowy z bocznym wejściem nie nadaje się do długotrwałego dławienia. 
• W przypadku stosowania w zawiesinach, zawieszone ciała stałe mogą osadzać się i po uwięzieniu w korpusie powodować zużycie i wycieki, a ostatecznie awarię zaworu. 

Rozwiązywanie problemów z zaworem kulowym z bocznym wejściem 

Wycieki zewnętrzne

Wyciek na połączeniu gniazda

• Może to być spowodowane niewłaściwym gwintem. Sprawdź rozmiar gwintów i wymień je lub zainstaluj. 
• Z powodu nadmiernego dokręcenia złącza gwintowanego, co spowodowało pęknięcie złącza. Wymień pęknięte złącze końcowe.
• Użyto niewłaściwego uszczelniacza do gwintów. Ponownie zamontować połączenie gwintowe zgodnie z zalecanymi procedurami i sprawdzić zgodność z pastą/uszczelniaczem. 

Wyciek na nakrętkach złączkowych

• Niewspółosiowość złącza końcowego. Sprawdź wyrównanie systemu. Złącza końcowe muszą być równoległe. Upewnij się, że podparcie zaworu jest wystarczające. 
• Nakrętka złączkowa jest poluzowana; dokręć ją.
• Uszkodzony lub przemieszczony O-ring. W rowku pierścienia uszczelniającego znajdują się cząstki. Zdemontować zawór w celu sprawdzenia o-ringów pod kątem uszkodzeń chemicznych lub fizycznych. Należy również sprawdzić kompatybilność O-ringów i w razie potrzeby wymienić je. Wyczyść odpowiednio pierścień. 

Na łodydze 

• O-ring trzpienia jest uszkodzony. Zdemontować trzpień zaworu i sprawdzić pod kątem uszkodzeń chemicznych lub fizycznych. Sprawdź również kompatybilność o-ringów. Oczyść o-ring i wymień go w razie potrzeby. 

Wyciek wewnętrzny 

• Kula jest zablokowana. Sprawdź, czy kula znajduje się w zalecanym położeniu pełnego zamknięcia. W przeciwnym razie należy zdemontować zawór kulowy z bocznym wejściem, aby sprawdzić, czy w otworze kuli nie znajdują się cząstki, które mogą ją blokować. Wyczyść go i zainstaluj ponownie. 
• Trzpień jest złamany. Zdejmij złącze końcowe i sprawdź, czy kula może się obracać podczas obsługi zaworu. W razie potrzeby wymień go. 
• Uszkodzone gniazdo PTFE lub zanieczyszczone. Zdemontować gniazdo zaworu. Sprawdź uszkodzenia fizyczne i nadmierne zanieczyszczenia. Oczyść je i wymień w razie potrzeby. 
• O-ring gniazda uszkodzony, przemieszczony lub zanieczyszczony. Zdemontować O-ring gniazda i sprawdzić pod kątem uszkodzeń chemicznych lub fizycznych. Upewnić się, że O-ring jest kompatybilny chemicznie. Oczyść pierścień i wymień go w razie potrzeby. 
• Uszkodzona kula. Wymontować i zdemontować zawór kulowy z bocznym wejściem. Sprawdzić, czy nie ma uszkodzeń fizycznych, takich jak rysy, nacięcia na powierzchni uszczelniającej gniazda. Oczyść powierzchnię gniazda i w razie potrzeby wymień kulę. Sprawdź kompatybilność chemiczną z materiałem zaworu (CPVC, PVC itp.) i sprawdź uszkodzenia chemiczne. 
• Uszkodzenie termiczne powodujące zniekształcenie komponentów. Sprawdzić temperaturę roboczą, ciepło ze źródeł zewnętrznych i ciepło wytwarzane przez konstrukcję systemu.

Zamrożone ruchy 

Jest to przypadek, w którym zawór jest trudny do zamknięcia/otwarcia, czemu towarzyszy pęknięcie trzpienia. Prawdopodobne przyczyny i rozwiązania to 

• Przeszkody wewnętrzne; nagromadzenie cząstek stałych lub osadów; cement rozpuszczalnikowy gromadzący się na kuli. Zdemontować zawór kulowy z bocznym wejściem, aby sprawdzić, czy zanieczyszczenia, ciała stałe lub osady cementu nie blokują wnętrza zaworu lub kuli. Sprawdzić, czy na powierzchni styku kuli z gniazdem nie osadzają się cząstki stałe. Sprawdź również trzpień, wyczyść go i w razie potrzeby zamontuj ponownie.  

Uszkodzenia strukturalne 

• Złamany uchwyt. Może to być spowodowane uderzeniem zewnętrznym lub zamrożeniem ruchów. Zidentyfikuj, popraw lub wymień w razie potrzeby. 
• Łodyga pękła/rozcięła się. Może to być spowodowane uderzeniem zewnętrznym lub zamarznięciem. Należy go odpowiednio wymienić. 
• Zdarty uchwyt. Może to być spowodowane nadmierną ekspozycją na światło słoneczne, co powoduje jej zmiękczenie lub nadmierne rozszerzenie zakresu zamykania/otwierania. Osłoń zawór przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych i wymień go, jeśli to konieczne. 
• Uszkodzony korpus. Nadmierne ciśnienie wewnętrzne lub spowodowane uderzeniem zewnętrznym. Zweryfikować źródło i sprawdzić ciśnienie udarowe oraz ciśnienie w układzie. 

Podsumowanie 

Zawór kulowy z bocznym wejściem to zawór kulowy, w którym kula jest montowana z części wewnętrznej. Zawory kulowe z bocznym wejściem są montowane w dwóch lub trzech częściach. Każdy element montażowy wykorzystuje śruby lub kołki, podobnie jak w przypadku łączenia dwóch elementów kołnierza.

Zawory kulowe z bocznym wlotem są wykonane z kutego metalu, co pomaga zredukować defekty, które występują, gdy zawór jest wykonany przez odlewanie. Wykorzystanie kołków do montażu elementów zaworów kulowych z bocznym wejściem ułatwia ich wyrównanie. Zawory te są produkowane przy użyciu kompozytowych lub metalowych gniazd skonfigurowanych z pojedynczym lub podwójnym efektem tłoka, który poprawia podwójne bloki i upusty w pozycji otwartej i zamkniętej.

Zawory te są wykorzystywane w różnych zastosowaniach, takich jak m.in. niskie emisje, kriogeniczne, ropa naftowa, wysokie temperatury, ropa naftowa, gaz ziemny, rurociągi przesyłowe, linie przesyłowe, stacje pomiarowe, pompowanie i ponowne wtryskiwanie sprężonego powietrza. Zawory kulowe z bocznym wejściem znajdują wiele zastosowań ze względu na ich wiele zalet, takich jak prosta konstrukcja, niewielka waga i objętość, łatwy demontaż i naprawa, szybka obsługa, oferuje między innymi szczelne uszczelnienie.