Трехкомпонентный шаровой кран

Что такое трехсекционный шаровой кран?

Трехкомпонентный шаровой кран – это тип шарового крана, состоящий из трех частей: корпуса и двух торцевых крышек. Торцевые соединения или торцевые крышки присоединяются к трубопроводу с помощью резьбы, болтов и гаек или сварки. Три части соединены вместе с помощью болтов и гаек, что позволяет легко снимать основной корпус крана для ремонта и очистки без демонтажа соединительных элементов трубопровода или концевых соединений. После установки трехкомпонентного шарового крана изнашиваемые компоненты крана, такие как шары, шток и седла, могут быть заменены самостоятельно и быстро. Одним из преимуществ использования трехсекционного шарового крана является то, что его можно демонтировать для обслуживания и очистки, что делает его очень экономически эффективным в долгосрочной перспективе. Замена уплотнений и седел делает трехкомпонентный шаровой кран более доступным, чем замена всего крана. Кроме того, отсутствие необходимости демонтажа трубных соединителей в трехсекционном шаровом кране помогает предотвратить остановку производства в случае технического обслуживания.

Рисунок: Трехсекционный шаровой кран.

Компоненты трехсекционного шарового крана

Маховик/привод

Маховик – это элемент трехсекционного шарового крана, к которому оператор крана прикладывает крутящий момент для открытия или закрытия крана. Маховик используется в тех случаях, когда трехсекционный шаровой кран является ручным. Если клапан не ручной, то он управляется приводом. Привод – это устройство, встроенное в трехсекционный шаровой кран и обеспечивающее крутящий момент для открытия и закрытия крана. Некоторые из доступных приводов для трехсекционного шарового крана – это пневматические, гидравлические и электрические приводы.

Корпус клапана

Корпус клапана является основным компонентом трехкомпонентного шарового крана, поскольку он служит главным барьером против давления и в нем размещены все внутренние части клапана. Корпус крана изготавливается из прочных материалов по сравнению с другими частями крана, такими как седла и уплотнения, чтобы обеспечить его высокую прочность, достаточную для того, чтобы выдержать высокое давление и высокие температуры. Большинство трехсекционных шаровых кранов используются в системах высокого давления, поэтому их корпуса изготавливаются из прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, углеродистая сталь, чугун и др.

Шток/вал

Шток/вал – это компонент трехсекционного шарового крана, который используется для соединения шара с приводом, чтобы он мог передавать усилие или крутящий момент, необходимый для открытия/закрытия крана. Шток также изготавливается из прочных материалов, таких как сталь, бронза и латунь, что помогает ему выдерживать высокие температуры и давление, а также позволяет передавать большой крутящий момент для больших трехкомпонентных шаровых кранов.

Мяч

Это компонент трехкомпонентного шарового крана, предназначенный для закрытия/открытия шарового крана. Шар имеет отверстие в центре. Через это отверстие жидкость проходит через трехсекционный шаровой клапан.

Сиденья

Седла – это внутренние компоненты между шаром и корпусом трехсекционного шарового крана. Седла используются для обеспечения уплотнения между шаром и корпусом крана, а также для поддержки шара.

Упаковка

Набивка – это уплотнение, расположенное вокруг штока для предотвращения выхода жидкости.

Отделка

Отделка относится к компонентам трехкомпонентного шарового крана, таким как втулки, шар, шток, седла, посадочные поверхности и уплотнительные кольца.

Рисунок: Компоненты трехкомпонентного шарового крана.

Как работает трехсекционный шаровой кран?

Трехкомпонентный шаровой клапан работает с помощью шара, который отвечает за открытие и закрытие потока жидкости. Этот шар в трехсекционном шаровом клапане имеет отверстие в средней части. Именно через это отверстие жидкость проходит через клапан. В трехкомпонентном шаровом кране шар соединен со штоком. Затем шток соединяется с маховиком или приводом. Привод или маховик делает четверть оборота (угол 90^o градусов), чтобы открыть/закрыть шаровой кран. Когда маховик/привод поворачивается на 90^o , он заставляет шток и шар поворачиваться на те же 90^o . Четверть оборота шара делает отверстие шара коллинеарным с трубопроводом, что позволяет жидкости протекать через клапан. В этом случае трехсекционный шаровой кран считается закрытым. Чтобы перекрыть поток жидкости, шар поворачивают против часовой стрелки на 90^o . Это делает отверстие шара перпендикулярным потоку жидкости или трубопроводу и тем самым обеспечивает отсутствие потока жидкости.

Типы трехсекционных шаровых кранов

Полнопроходной трехкомпонентный шаровой кран

Полнопроходной трехсекционный шаровой кран – это кран, в котором диаметр прохода шара равен диаметру трубы. Преимущество полнопроходного трехсекционного шарового крана в том, что он не имеет дополнительных потерь на трение и его легче чистить. Однако полнопроходной трехсекционный шаровой кран имеет больший корпус и больший шар по сравнению с шаровым краном с уменьшенным проходом. Поэтому стоимость полнопроходного трехсекционного шарового крана выше, что является проблемой для многих производителей. Полнопроходные трехсекционные шаровые краны используются там, где требуется низкое сопротивление потоку жидкости, например, во всасывающих трубах насосов, где перепад давления может повлиять на производительность насоса.

Трехкомпонентный шаровой кран с уменьшенным проходом

Трехсекционный шаровой кран с уменьшенным проходом – это кран с меньшим диаметром прохода шара, чем диаметр трубы. В трехсекционном шаровом кране площадь потока жидкости становится меньше на выходе из крана вниз по потоку. Таким образом, возникают потери на трение, что приводит к падению давления. Поскольку расход жидкости остается постоянным, скорость потока увеличивается по мере уменьшения площади потока. Однако, несмотря на потери на трение и падение давления, трехсекционные шаровые краны с уменьшенным проходом используются чаще, чем полнопроходные трехсекционные шаровые краны. Шаровые краны с уменьшенным проходом используются там, где турбулентность и скорость потока не являются основными проблемами, а скопление частиц маловероятно. Стоимость трехсекционных шаровых кранов с уменьшенным проходом ниже, поскольку в этих кранах используется корпус и шар меньшего размера.

Рисунок: Шаровой кран с уменьшенным проходом из 3 частей.

Шаровой кран V-port 3 шт.

Это трехкомпонентный шаровой кран с шаром, имеющим V-образное отверстие. Форма V также обозначает конструкцию седла. Трехсекционный шаровой кран с V-образным отверстием обеспечивает больше контроля для эффективного закрытия и открытия потока жидкости. Поток в трехсекционном шаровом кране с V-образным портом почти линейный. Трехсекционные шаровые краны V-port изготавливаются более прочными, поскольку они предназначены для работы в высокоскоростном потоке жидкости, который может повредить стандартные шаровые краны.

Рисунок: Трехсекционный шаровой кран V-port.

Шаровой кран с цапфой из 3 частей

Это трехсекционный шаровой кран, в котором шар крана вращается в фиксированном положении. Шар в трехсекционном шаровом кране удерживается в положении валом на нижней и верхней сторонах таким образом, что он не может двигаться в боковом направлении. Трехсекционный шаровой кран с цапфой создает уплотнение за счет пронапряжения шара и седла или за счет прижатия седла к шару под давлением жидкости. Цапфа воспринимает давление потока жидкости, поэтому контакт между седлом и шаром не подвергается чрезмерному напряжению. Благодаря этому рабочий момент в трехсекционном шаровом кране с цапфой ниже, что облегчает открытие/закрытие шарового крана. Концепция цапфовых шаровых кранов используется для изготовления больших трехсекционных шаровых кранов и кранов, применяемых в системах высокого давления.

Рисунок: Шаровой кран с цапфой из 3 частей.

Плавающий шаровой кран из 3 частей

Плавающий трехсекционный шаровой клапан – это клапан, у которого шар подвешен в жидкости и удерживается в своем положении двумя уплотнительными кольцами. Шар клапана поддерживается на своем месте седлами и может свободно перемещаться в боковом направлении. Давление жидкости воздействует на шар, заставляя его входить в седло и тем самым обеспечивая герметичность. Плавающие трехсекционные шаровые краны в основном используются в системах низкого и среднего давления. Плавающие трехсекционные шаровые краны имеют хорошее уплотнение и простую конструкцию. Плавающие трехсекционные шаровые краны не используются в системах больших размеров и высокого давления, поскольку большое усилие на шар может деформировать седла и повлиять на уплотнительные свойства крана при низком давлении. Другая причина заключается в том, что большое усилие на шаре делает трехсекционный шаровой кран трудноуправляемым, что требует больших значений крутящего момента для преодоления усилия на седле при высоком давлении.

Применение трехсекционного шарового крана

• Трехсекционные шаровые краны используются для управления водой в ирригационных системах.
• Трехсекционные шаровые краны используются в процессах фармацевтического производства.
• Трехсекционные шаровые краны используются на электростанциях.
• Эти клапаны используются в химической промышленности.
• Эти клапаны используются в нефтегазовых установках.
• Трехсекционные шаровые краны используются в пищевой промышленности и производстве напитков в санитарных целях из-за легкости очистки, необходимой для поддержания высоких гигиенических условий.

Преимущества трехсекционных шаровых кранов

• Три части в этих клапанах соединяются с помощью болтов и гаек. Такое соединение очень удобно, так как облегчает монтаж и демонтаж клапана.
• Трехкомпонентные шаровые краны быстро приводятся в действие.
• Трехкомпонентные шаровые краны имеют низкое сопротивление жидкости.
• Очистка, ремонт и техническое обслуживание трехкомпонентных шаровых кранов могут быть выполнены легко.
• Трехсекционные шаровые краны имеют простую конструкцию.
• Эти клапаны бывают различных типов, что позволяет использовать их в различных областях.
• Трехкомпонентные шаровые краны имеют длительный срок службы, поскольку в случае поломки какого-либо компонента крана его можно отремонтировать вместо покупки нового.  
• Шаровые краны из 3 частей могут быть подключены к трубам с помощью различных методов соединения в соответствии с предпочтениями пользователя.

Недостатки трехсекционных шаровых кранов

• Трехкомпонентные шаровые краны являются дорогостоящими по сравнению с однокомпонентными и двухкомпонентными шаровыми кранами.

Устранение неисправностей трехсекционного шарового крана

Утечка в местах соединений

• Неправильное расположение концевых разъемов. Проверьте выравнивание концевых разъемов, чтобы убедиться в их параллельности.
• Поврежденные или смещенные уплотнительные кольца или частицы в канавке уплотнительного кольца. Осмотрите уплотнительные кольца клапана на предмет химических и физических повреждений, чтобы убедиться в их совместимости со средой. Если уплотнительные кольца повреждены, замените их. Если в канавке имеются частицы, очистите их.
• Боты и гайки ослаблены; затяните их.

Утечка стебля

• Повреждено уплотнительное кольцо штока. Замените уплотнительное кольцо. Убедитесь, что уплотнительное кольцо совместимо с носителем.
• Сломанный шток. При необходимости отремонтируйте или замените шток.   

Утечка через шар

• Препятствие на шаре. Убедитесь, что трехсекционный шаровой кран находится в положении полного закрытия. Если он не находится в положении полного закрытия, проверьте, не засорен ли шаровой порт мусором. Устраните препятствия и установите клапан на место.
• Мяч поврежден. Замените шарик.

Утечка через сиденье

• Сиденье повреждено; замените его.
• Сиденье завалено мусором. Удалите мусор с сиденья. Проверьте совместимость сиденья с носителем.

Рукояткой трудно управлять

• Засорение твердыми частицами. Проверьте ручку на предмет засорения твердыми частицами. Удалите все посторонние материалы.
• Сломан. Отремонтируйте рукоятку или замените ее, если необходимо.

Резюме

Трехсекционные шаровые краны – это краны, состоящие из трех частей: корпуса и двух концевых крышек. Эти три части соединяются с помощью болтов и гаек. Трехкомпонентные шаровые краны очень прочные, но дорогостоящие по сравнению с другими кранами, такими как двухкомпонентные шаровые краны. В трехсекционных шаровых кранах используется шар с отверстием в центре. Шар отвечает за открытие/закрытие жидкости. Жидкость проходит через трехсекционный шаровой клапан через отверстие в шаре. Трехсекционные шаровые краны работают путем совмещения отверстия шара с трубой, при этом жидкость проходит через отверстие шара, и считается, что труба открыта. Трехсекционные шаровые краны закрываются при повороте рукоятки или привода на 90^o против часовой стрелки, при этом шар становится перпендикулярным трубе, блокируя поток жидкости. Трехсекционные шаровые краны находят широкое применение в различных отраслях промышленности, таких как фармацевтика, производство продуктов питания и напитков, энергетика, ирригация, нефть и газ. Преимущества использования трехсекционных шаровых кранов включают в себя быструю работу, пригодность для очистки, ремонта и обслуживания, возможность применения в различных областях, а также изготовление из прочных материалов для применения при высоком давлении.