Η εξέλιξη της σφαιρικής βαλβίδας που καλύπτει όλη-

Ο συμπαγής σχεδιασμός, η απλότητα στη χρήση, η ευκολία επισκευής και η ευρεία ικανότητα απόδοσης συνέβαλαν στο να γίνει η σφαιρική βαλβίδα κυρίαρχο σχέδιο στις σύγχρονες βιομηχανικές εφαρμογές.

Η εφεύρεση της σφαιρικής βαλβίδας έχει αποδειχθεί μια επαναστατική εξέλιξη για τη βιομηχανία βαλβίδων, παρέχοντας πολυάριθμες μοναδικές λύσεις που πληρούν τις σύγχρονες απαιτήσεις ελέγχου ροής. Όμως η επιτυχής εφαρμογή του δεν έγινε αμέσως εμφανής.

Στις αρχές της ζωής της σφαιρικής βαλβίδας, τα τρέχοντα περιουσιακά στοιχεία και οι αξίες της δεν πραγματοποιήθηκαν. Η έλλειψη τεχνολογίας μηχανικής κατεργασίας για την κατασκευή μιας πραγματικά στρογγυλής μπάλας δεν υπήρχε. Και τα στεγανοποιητικά υλικά της εποχής, που σχετίζονταν με τη χρήση φυσικών καουτσούκ, ήταν πολύ περιορισμένα και εμπόδιζαν την εφαρμογή της σφαιρικής βαλβίδας σε οποιαδήποτε σημαντική βιομηχανική χρήση.

Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου και στη δεκαετία του 1950, η τεχνολογία μηχανικής κατεργασίας που αναπτύχθηκε για την πολεμική προσπάθεια επέτρεψε τα εγγενή πλεονεκτήματα της σφαιρικής βαλβίδας να εισαχθούν στη στρατιωτική χρήση. Η ανάπτυξη συνθετικών υλικών όπως το πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE), συχνά γνωστό με το εμπορικό σήμα Teflon, άνοιξε το δρόμο για εφαρμογές στον βιομηχανικό τομέα.

Σήμερα, η σφαιρική βαλβίδα χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών για τον έλεγχο της ροής υγρών, αερίων, ακόμη και στερεών. Αυτές οι εφαρμογές είναι σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από -450 βαθμούς F (-267 βαθμοί) έως περισσότερο από 1600 βαθμούς F (871 βαθμοί). Οι πιέσεις μπορεί να κυμαίνονται από το πλήρες κενό έως πάνω από 20.000 psi.

Σχέδιο σφαιρικής βαλβίδας

Τα κύρια στοιχεία της σφαιρικής βαλβίδας είναι το σώμα, η σφαίρα, τα καθίσματα και το στέλεχος. Αυτά τα εξαρτήματα μπορούν να κατασκευαστούν από μεγάλη ποικιλία υλικών. Οι σφαιρικές βαλβίδες προσφέρονται σε πολυάριθμες ακραίες συνδέσεις, συμπεριλαμβανομένων των φλάντζας, με σπείρωμα, άκρου συγκόλλησης και γκοφρέτας, καθώς και εξειδικευμένες ακραίες συνδέσεις.

Βασικά

Τα σχέδια σφαιρικών βαλβίδων εμπίπτουν στην κατηγορία βαλβίδων τεταρτημορίου-περιστροφής, συμπεριλαμβανομένων των βαλβίδων βύσματος και πεταλούδας. Αυτή η κατηγορία τετάρτων-περιστροφής σημαίνει ότι το στέλεχος της βαλβίδας έχει περιστραφεί κατά 90 μοίρες για λειτουργία.

Τα πιο συνηθισμένα από αυτά τα σχέδια είναι η πλωτή σχεδίαση και η σχεδίαση-που τοποθετείται σε κορμό. Είναι συνήθως αμφίδρομα στη στεγανοποίηση και μπορούν να προσανατολιστούν σε οποιαδήποτε θέση ή κατεύθυνση για άνοιγμα και κλείσιμο.

Μερικά από τα βασικά πλεονεκτήματα που έχουν αυτές οι σφαιρικές βαλβίδες σε σχέση με άλλα σχέδια περιλαμβάνουν:

πλήρης θύρα για υψηλή-απόδοση ροής

χαμηλότερη ροπή

ευρύτερο εύρος πίεσης και θερμοκρασίας

υψηλή ικανότητα κύκλου

ανώτερες σφραγίδες στελέχους

φωτιά-ασφαλής

χαμηλότερο κόστος για την αυτοματοποίηση.

Το σχέδιο αιωρούμενης μπάλας συμπιέζει αρχικά τη σφαίρα μεταξύ μαλακών εδρών όταν συναρμολογείται η βαλβίδα. Αυτό αναγκάζει το υλικό του καθίσματος να ρέει κρύο- στους πόρους της μπάλας, δημιουργώντας ένα κενό και χαμηλή-σφράγιση πίεσης. Στην κλειστή θέση, η πίεση της γραμμής πιέζει την μπάλα στο κάθισμα κατάντη. Αυτό παρέχει μια αυστηρή απενεργοποίηση της σχεδίασης πίεσης και θερμοκρασίας του καθίσματος.

Ο πλωτός σχεδιασμός είναι πιο κοινός σε ένα εύρος μεγεθών από 1/4 έως 12 ίντσες, αν και ορισμένοι κατασκευαστές προσφέρουν μεγέθη έως 18 ίντσες. Το μέγεθος της πλωτής σφαιρικής βαλβίδας περιορίζεται από το μέγεθος και το βάρος της μπάλας και από τη ροπή που απαιτείται για την περιστροφή της καθώς αυξάνεται το μέγεθος.

Τα σχέδια που είναι τοποθετημένα σε Trunnion-λειτουργούν ακριβώς το αντίθετο από το αιωρούμενο σχέδιο. Στο σχέδιο του κορμού, η μπάλα δεν μπορεί να επιπλέει, αλλά βρίσκεται άκαμπτα από το στέλεχος στην κορυφή και έναν άξονα ή κορμό, χρησιμοποιώντας ρουλεμάν στο κάτω μέρος. Τα καθίσματα συμπιέζονται πάνω στην μπάλα χρησιμοποιώντας ένα ελατήριο ή ελατήρια για την ανάπτυξη της αρχικής στεγανοποίησης χαμηλής-πίεσης.

Οι έδρες της βαλβίδας Trunnion έχουν σχεδιαστεί με τσιμούχες που πρέπει να ενεργοποιούνται-διεργασιακά, με την αυξανόμενη πίεση να πιέζει το κάθισμα ανάντη πιο σκληρά μέσα στην μπάλα. Αυτό παρέχει μια αυστηρή απενεργοποίηση της σχεδίασης πίεσης και θερμοκρασίας του καθίσματος.

Τα σχέδια Trunnion συνήθως καταλαμβάνουν εκεί όπου η εφαρμογή σχεδίασης αιωρούμενης μπάλας σταματά και μπορεί να βρεθεί σε ένα εύρος μεγεθών από 3-72 ίντσες. Το πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού βαλβίδας γίνεται εμφανές καθώς το μέγεθος της βαλβίδας μεγαλώνει.

Το βάρος της μπάλας και η ροπή λειτουργίας δεν είναι παράγοντες, καθώς οι έδρες σε μια βαλβίδα κορμού δεν υποστηρίζουν τη σφαίρα. Αυτό σημαίνει ότι οι έδρες της βαλβίδας κορμού μπορούν να ειδικεύονται στη σφράγιση της σφαίρας, επιτρέποντας πολύ μεγαλύτερες βαλβίδες με μικρότερη ενεργοποίηση από ό,τι μπορούν να κατασκευαστούν σε οποιοδήποτε τύπο πλωτής σχεδίασης.

Σώμα

Το σώμα της σφαιρικής βαλβίδας μπορεί να χυτευθεί, σφυρηλατηθεί ή κατεργαστεί από σχεδόν κάθε δυνατό μέταλλο. Αυτό οφείλεται στον απλό και συμπαγή σχεδιασμό της σφαιρικής βαλβίδας. Τα μέταλλα που εφαρμόζονται περιλαμβάνουν:

Μη-σιδηρούχα, όπως ορείχαλκος, μπρούτζος και αλουμίνιο

Σιδήρου{0}}με βάση τα μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου, των ανθρακούχων χάλυβων και των ανοξείδωτων χάλυβων

Μέταλλα με βάση το νικέλιο-, στα οποία περιλαμβάνονται το Hastelloy, το Inconel και το νικέλιο

Δραστικά μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του τιτανίου, του τανταλίου και του ζιρκόνιου.

Οι σφαιρικές βαλβίδες κατασκευάζονται επίσης από διάφορα πλαστικά και πολυμερή, όπως PVC, πολυαιθυλένιο και πολυπροπυλένιο. Οι σφαιρικές βαλβίδες μπορούν επίσης να επενδυθούν με πολυμερή και πλαστικά και μπορούν να κατασκευαστούν ή να επενδυθούν με κεραμικά όπως αλουμίνα και ζιρκόνιο.

Ο βασικός σχεδιασμός των σωμάτων βαλβίδων στις Ηνωμένες Πολιτείες πληροί τις οδηγίες του προτύπου Β16.34 της ASME (Αμερικανική Εταιρεία Μηχανολόγων Μηχανικών). Αυτά τα πρότυπα καθορίζουν το πάχος των τοιχωμάτων, τα επίπεδα τάσεων και άλλες παραμέτρους σε συνδυασμό με τις σχέσεις πίεσης-της θερμοκρασίας για τα περισσότερα κράματα σιδηρούχων.

Οι οδηγίες B16.10 καθορίζουν επίσης τις αποδεκτές διαστάσεις πολλών κατηγοριών βαλβίδων, όπως τα βιομηχανικά{{1} ειδικά πρότυπα όπως το πρότυπο 6D API (American Petroleum Institute) για βαλβίδες αγωγών και το API 608, "Metal Ball Valves-Flanged, Threaded, and Welding Ends." Αυτές οι προδιαγραφές ελέγχουν τις διαστάσεις, τα υλικά και τις εφαρμογές για να διασφαλίσουν ότι ο σχεδιασμός της βαλβίδας παραμένει συνεπής από κατασκευαστή σε κατασκευαστή και είναι ασφαλής για την προβλεπόμενη εφαρμογή.

Οι σφαιρικές βαλβίδες στην υπηρεσία υδραυλικών έργων καλύπτονται από το πρότυπο AWWA (American Waterworks Association), C507-18, "Ball Valves, 6 in. Through 60 in. (150mm έως 1500mm)."

Πολλές άλλες χώρες έχουν εθνικά πρότυπα και αρκετοί οργανισμοί προωθούν επίσης διεθνή πρότυπα. Οι κατασκευαστές βαλβίδων που επιθυμούν να εισέλθουν στην παγκόσμια αγορά πρέπει να συμμορφώνονται με τα πρότυπα ISO (Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης), PED (Οδηγία για τον εξοπλισμό πίεσης της Ευρωπαϊκής Επιτροπής -), CE (PED) και ATEX (Bureau Veritas), μεταξύ των πολλών άλλων που υπάρχουν, όπως στην Κίνα και τη Ρωσία. Η τήρηση αυτών των προτύπων έχει γίνει μια εντολή για το εμπόριο με την Ευρωπαϊκή Ένωση, καθώς και τα πρότυπα JIS για την Ιαπωνία και παρόμοιες απαιτήσεις αλλού.

Άλλες κοινές προδιαγραφές για τη βαθμολογία των σφαιρικών βαλβίδων περιλαμβάνουν WOG (νερό/λάδι/αέριο), CWP (ψυχρή πίεση εργασίας) και WSP (πίεση ατμού εργασίας). Αυτές οι αξιολογήσεις είναι πιο περιορισμένες και καθορίζονται συνήθως από τον μεμονωμένο κατασκευαστή. Όλες αυτές οι προδιαγραφές θα δημιουργήσουν μια καμπύλη πίεσης/θερμοκρασίας για το σχεδιασμό της βαλβίδας, η οποία μειώνει την ονομαστική πίεση καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.

Τα σχέδια αμαξώματος χωρίζονται σε τέσσερις βασικές διαμορφώσεις:

Τρεις-Εξόδου τεμαχίων. Το αμάξωμα είναι σχεδιασμένο σε τρία τεμάχια με τη δυνατότητα να αιωρείται εύκολα το κεντρικό τμήμα του αμαξώματος έξω από τη γραμμή για επισκευή χωρίς να χρειάζεται να αφαιρέσετε ολόκληρη τη βαλβίδα. Αυτό είναι βολικό όταν οι βαλβίδες είναι κοχλιωμένες ή συγκολλημένες σε έναν αγωγό.

Τελική Καταχώριση. Αυτό το σχέδιο χρησιμοποιεί ένα-μονόμορφο σχέδιο ή ένα σχέδιο. Όλα τα εσωτερικά εξαρτήματα συναρμολογούνται στη βαλβίδα μέσω του άκρου, όπου είναι εγκατεστημένο ένα τερματικό βύσμα για τη συγκράτηση των εξαρτημάτων. Αυτός ο σχεδιασμός εξαλείφει κάθε μορφή σφράγισης του αμαξώματος ή του καπό, εξαλείφοντας μια πιθανή διαδρομή διαρροής.

Split Body. Αυτό το σχέδιο (Εικόνα 5), όπως υποδηλώνει το όνομα, χωρίζει το σώμα σε δύο μισά και επιτρέπει την εύκολη συναρμολόγηση και ένα λιγότερο σφράγισμα σώματος από το σχέδιο των τριών-κομματιών.

Αυτός ο σχεδιασμός σπαστού σώματος είναι ιδιαίτερα πλεονεκτικός όταν το μέγεθος της βαλβίδας είναι μεγάλο, διευκολύνοντας τη συναρμολόγηση μεγάλων εξαρτημάτων.

Κορυφαία Είσοδος. Ο σχεδιασμός της επάνω εισόδου χρησιμοποιεί ένα σώμα ενός-τεμαχίου όπως η τελική είσοδος, με τη διαφορά ότι το επάνω μέρος του σώματος είναι εκτεθειμένο προκειμένου να συναρμολογηθούν τα εσωτερικά μέρη. Στη συνέχεια, ένα καπό βιδώνεται στο επάνω μέρος της βαλβίδας, καθιστώντας αυτό το σχέδιο επισκευάσιμο σε-γραμμή, παρόμοια με το σχέδιο τριών-κομματιών. Τα πιο κοινά σχέδια άνω εισόδου είναι μοναδικά για τα σχέδια σφαιρικής βαλβίδας, καθώς η σφαίρα και τα καθίσματα επιπλέουν και λειτουργούν ομόφωνα και σε μια κωνικότητα μέσα στο σώμα, σε αντίθεση με τα άλλα σχέδια.

Η Μπάλα

Το στοιχείο ελέγχου ροής της σφαιρικής βαλβίδας είναι, φυσικά, η σφαίρα. Η μπάλα δρα ενάντια στο κάθισμα και μπορεί να σταματήσει ή να ελέγξει τη ροή μέσω της βαλβίδας. Οι μπάλες σχεδιάζονται και κατασκευάζονται με αυστηρές ανοχές για φινίρισμα επιφάνειας και σφαιρικότητα ή στρογγυλότητα. Τόσο η σφαίρα όσο και το κάθισμα είναι κρίσιμα για την ομαλή λειτουργία, τη μειωμένη ροπή και την καλή απόδοση στεγανοποίησης, ειδικά όταν απαιτούνται μεταλλικά καθίσματα και σφράγιση από μέταλλο-σε-μετάλλο. Η διαμόρφωση σφαιρικής θύρας μπορεί να ποικίλλει από ένα τυπικό στυλ ευθείας και διαμπερούς-οπής έως ένα στυλ πολλαπλών-θυρίδων για σφαιρικές βαλβίδες που προσφέρουν σχέδια θυρών τριών- έως πέντε-διόδων. Ενώ τα περισσότερα σχέδια σφαιρικής βαλβίδας χρησιμοποιούν μια πλήρη σφαιρική σφαίρα, υπάρχουν επίσης σχέδια που χρησιμοποιούν μισή μπάλα (τομέας) και εκείνα που χρησιμοποιούν έκκεντρο για να πιέσουν την μπάλα μέσα στο κάθισμα.

Οι μπάλες που χρησιμοποιούνται στις βαλβίδες κατασκευάζονται από πολλά υλικά, όπως μέταλλο, κεραμικό ή πλαστικό. Οι μεταλλικές μπάλες μπορούν να ενισχυθούν με μια ποικιλία επιστρώσεων ή επιφανειακών επεξεργασιών. Αυτά χρησιμοποιούνται για την παροχή βελτιωμένης αντοχής στη φθορά, αντίστασης στη διάβρωση ή υψηλής σκληρότητας για την αποφυγή θυελλωδών, όπου το βασικό μέταλλο δεν συγκρατείται.

Οι βελτιώσεις της επιφάνειας μπορούν να περιλαμβάνουν πολυμερή, σπρέι φλόγας, ηλεκτρολυτικό νικέλιο, επικαλύψεις PVD και διεργασίες διάχυσης όπως εφαρμογή νιτριδίου και βοριδίου. Αυτές οι βελτιώσεις είναι ένας κύριος λόγος για την επιτυχή εφαρμογή των σφαιρικών βαλβίδων στη μεγάλη ποικιλία εφαρμογών στις οποίες χρησιμοποιούνται σήμερα.

Καθίσματα

Η βελτίωση του σχεδιασμού και της τεχνολογίας του καθίσματος επέτρεψε στη σφαιρική βαλβίδα να επεκταθεί σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Αυτά τα καθίσματα μπορούν να παρέχουν πολλαπλές λειτουργίες, ανάλογα με τον σχεδιασμό της βαλβίδας και το υλικό της έδρας.

Πρέπει να παρέχουν σφιχτό κλείσιμο στην περίπτωση ελαστικών υλικών, καθώς και να υποστηρίζουν την μπάλα σε σχέδια αιωρούμενων σφαιρών, να αντιστέκονται στο σέρβις και να παρέχουν καλή διάρκεια ζωής. Τα καθίσματα μπορούν επίσης να ενσωματώσουν χαρακτηρισμένες θύρες για σκοπούς ελέγχου ροής.

Τα μαλακά σχέδια καθισμάτων αναφέρονται συνήθως ως σχέδια "εμπλοκής" που παρέχουν πλήρη-επαφή με το πρόσωπο όταν συναρμολογούνται ή ως εύκαμπτα σχέδια χειλιών που έχουν μειωμένη επαφή με το πρόσωπο για χαμηλότερη ροπή και βελτιωμένη διάρκεια ζωής.

Διαφορετικά σχέδια αμαξώματος θα χρησιμοποιούν αυτά ή παραλλαγές του βασικού σχεδίου μαλακών καθισμάτων. Τα σχέδια πολλών κατασκευαστών παρέχουν επίσης κάποια μορφή ανακούφισης πίεσης στην κοιλότητα, αποτρέποντας τη ζημιά της έδρας και της βαλβίδας σε περίπτωση παγιδευμένης πίεσης στην κοιλότητα από τα μέσα που παγιδεύονται σε μια κλειστή βαλβίδα.

Τα μαλακά υλικά καθισμάτων που χρησιμοποιούνται σήμερα περιλαμβάνουν, αλλά δεν περιορίζονται σε:

Καουτσούκ, συμπεριλαμβανομένων νεοπρενίου και Buna

Φθοροπολυμερή, συμπεριλαμβανομένων των PTFE, TFM, PBI και PFA

UHMWPE (πολυαιθυλένιο υπερ-υψηλού μοριακού βάρους)

PEEK (κετόνη πολυαιθερικού αιθέρα)

Delrin

Νάιλον

Τα μεταλλικά σχέδια καθισμάτων χρησιμοποιούνται σε σφαιρικές βαλβίδες για να χειριστούν τις πιο σοβαρές εφαρμογές, όπως υψηλή πίεση, υψηλή θερμοκρασία, λειαντικότητα και έλεγχο ροής.

Υπάρχουν πολλά σχέδια μεταλλικών καθισμάτων σε χρήση, τα πιο συνηθισμένα από τα οποία ενσωματώνουν καθίσματα από συμπαγές μέταλλο, επιφανειακά σκληρυμένα ή επικαλυμμένα και περιτυλιγμένα σε μια μπάλα που έχει σκληρυνθεί παρόμοια. Αυτό ταιριάζει με τις επιφάνειες της μπάλας και του καθίσματος για να επηρεάσει ένα καλό σφράγισμα.

Άλλα σχέδια περιλαμβάνουν πυροσυσσωματωμένο μέταλλο εμποτισμένο με γραφίτη ή PTFE, ακόμη και μερικά εύκαμπτα σχέδια. Τα ελαστικά καθίσματα πρέπει να είναι σφιχτά-με φυσαλίδες, ωστόσο στις περισσότερες βαλβίδες με μεταλλικές έδρες επιτρέπεται κάποια διαρροή ανά ρυθμούς προδιαγραφής διαρροής μεταλλικών σφαιρικών βαλβίδων με έδραση. Οι πιο κοινές από αυτές τις προδιαγραφές είναι το MSS-SP-61 και το API 598. Άλλες προδιαγραφές που εφαρμόζονται συνήθως σε σφαιρικές βαλβίδες με μεταλλική έδρα περιλαμβάνουν τα πρότυπα FCI 70.2 και API.

Τα περισσότερα μεταλλικά-σχετικά σχέδια με αιωρούμενες μπάλες χρησιμοποιούν ελατήρια ή/και τσιμούχες για να συμπιέζουν τα καθίσματα πάνω στην μπάλα και να σφραγίζουν το πίσω μέρος του καθίσματος για χαμηλές πιέσεις. Η μπάλα επιπλέει πάνω στο κάθισμα κατάντη καθώς αυξάνεται η πίεση, παρέχοντας απενεργοποίηση της σχεδίασης πίεσης και θερμοκρασίας του καθίσματος, παρόμοια με τη δράση της έκδοσης μαλακής-καθισμένης.

Σε σχέδια ράβδου, ελατήρια και συχνά πολλά στεγανοποιητικά χρησιμοποιούνται για να συλλάβουν την πίεση της γραμμής, πιέζοντας τα καθίσματα πιο δυνατά στην μπάλα καθώς αυξάνεται η πίεση. Μερικοί κατασκευαστές μηχανογραφούν ακόμη και την επιφάνεια έδρασης στο σώμα της βαλβίδας, εξαλείφοντας τα ελατήρια και τις στεγανοποιήσεις προς μία κατεύθυνση. Αυτό, ωστόσο, συνήθως οδηγεί σε λειτουργία βαλβίδας μονής κατεύθυνσης.

Στελέχη

Το στέλεχος χρησιμοποιείται στη σφαιρική βαλβίδα για την περιστροφή της μπάλας σε ανοιχτή ή κλειστή θέση ή σε ενδιάμεση θέση για έλεγχο ροής. Τα υλικά που λαμβάνονται υπόψη για τους μίσχους πρέπει να αντέχουν κάτι περισσότερο από την πίεση του σώματος, της μπάλας ή των καθισμάτων. Πρέπει να αντιστέκονται στη διάβρωση και τη θερμοκρασία της διεργασίας διατηρώντας ταυτόχρονα αρκετή αντοχή ώστε να αντέχουν τη ροπή που εφαρμόζεται σε αυτά όταν λειτουργεί η βαλβίδα. Για αυτόν τον λόγο, συνήθως επιλέγονται υλικά υψηλότερης αντοχής και αντοχής στη διάβρωση- για την κατασκευή στελέχους.

Καθώς το στέλεχος είναι η σύνδεση με την μπάλα, πρέπει να περάσει μέσα από το σώμα ώστε να μπορεί να λειτουργήσει εξωτερικά. Αυτό απαιτεί το στέλεχος να έχει στεγανοποιήσεις προκειμένου να αποτραπεί η διαφυγή των μέσων στη βαλβίδα. Οι στεγανοποιήσεις πρέπει να σφραγίζουν σφιχτά-και να αντέχουν στη διάβρωση και τη θερμοκρασία του υγρού και να παρέχουν καλή διάρκεια ζωής.

Τα τυπικά υλικά σφράγισης στελέχους περιλαμβάνουν πολυμερή όπως PTFE και PEEK. Για υψηλότερες θερμοκρασίες ή πυρασφάλεια, χρησιμοποιούνται συνήθως στεγανοποιητικά στελέχη γραφίτη. Αυτά τα υλικά παραμένουν εύκαμπτα σε μεγάλα εύρη θερμοκρασιών και είναι χημικά ανθεκτικά. Σε βαλβίδες στεγανοποιημένες με φωτιά-, τα στεγανοποιητικά πρέπει να επιβιώνουν από φωτιά χωρίς διαρροή.

Τα σχέδια περιστροφικής βαλβίδας-περιστροφικού τετάρτου, όπως η σφαιρική βαλβίδα, έχουν την καλύτερη-απόδοση στεγανοποιήσεις στελέχους. Αυτό οφείλεται στο ότι το στέλεχος κινείται με περιστροφική κίνηση σε αντίθεση με μια ανοδική κίνηση στελέχους που βρίσκεται στις βαλβίδες πύλης και σφαίρας. Με τις σημερινές περιβαλλοντικές ανησυχίες και κανονισμούς, η απόδοση της στεγανοποίησης στελέχους είναι κρίσιμη για τους κατασκευαστές βαλβίδων και τους τελικούς-χρήστες.

Τα σχέδια σφραγίδων στελέχους εμπίπτουν σε δύο βασικές κατηγορίες: σφραγίδες με στέλεχος-ενεργοποιημένες και σφραγίδες με ενέργεια στο σώμα-. Αυτά τα σχέδια χρησιμοποιούν πολλούς διαφορετικούς τύπους σφραγίδων, με τα πιο συνηθισμένα να είναι τα επίπεδα δακτυλίδι, chevron, κύπελλο και κώνος και μονολιθικά στοιχεία.

Στέλεχος με ενέργεια.Σε αυτό το σχέδιο, υπάρχουν συνήθως πολλαπλοί δακτύλιοι σφράγισης. Μερικά από αυτά βρίσκονται μέσα στο όριο πίεσης του σώματος της βαλβίδας που γίνεται η κύρια σφράγιση και άλλα βρίσκονται εκτός του ορίου πίεσης σε αυτό που ονομάζεται κουτί "συσκευασία" ή "γέμισμα".

Αυτές οι στεγανοποιήσεις συμπιέζονται ή ενεργοποιούνται μέσω της έλξης προς τα πάνω στο στέλεχος με ένα παξιμάδι στελέχους, το οποίο συμπιέζει ταυτόχρονα τις άνω στεγανοποιήσεις με έναν ακολούθο συσκευασίας. Τα περισσότερα από αυτά τα σχέδια ενσωματώνουν ελατήρια Belleville για τη ζωντανή φόρτωση των σφραγίδων. Αυτό κάνει το συγκρότημα στεγανοποιητικού στελέχους να ρυθμίζεται αυτο-και να αντισταθμίζεται η θερμοκρασία, επιτρέποντας μεγαλύτερη διάρκεια ζωής προτού χρειαστεί επαναρύθμιση.

Σώμα με ενέργεια.Σε αυτό το σχέδιο, η σφράγιση πραγματοποιείται πάνω από το όριο πίεσης στο κουτί γεμίσματος, χρησιμοποιώντας πάλι μονούς ή πολλαπλούς δακτυλίους σφράγισης. Ορισμένοι κατασκευαστές μπορεί να χρησιμοποιήσουν ένα ρουλεμάν ώθησης στο στέλεχος κάτω από το όριο πίεσης, αλλά στην πραγματικότητα δεν πραγματοποιείται σφράγιση εκεί.

Αυτές οι στεγανοποιήσεις τοποθετούνται χρησιμοποιώντας ένα "ζυγό" ή "πλάκα αδένα", συμπιέζοντας τις στεγανοποιήσεις στο κουτί πλήρωσης χρησιμοποιώντας μπουλόνια με σπείρωμα στο σώμα. Η σχεδίαση χρησιμοποιεί συνήθως πολλαπλά ελατήρια Belleville στα μπουλόνια για να "φορτώσει ξανά" την πλάκα του στυπιοθλίπτη, καθιστώντας τη στεγανοποίηση στελέχους να ρυθμίζεται αυτόματα-.

Το πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι ότι το στέλεχος είναι ελεύθερο να επιπλέει εντός των στεγανοποιήσεων, μειώνοντας τη ροπή και αυξάνοντας τη διάρκεια ζωής του στελέχους. Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει επίσης την ενσωμάτωση σχεδίων "διαφυγής εκπομπών", τα οποία χρησιμοποιούν πολλαπλά σετ σφραγίδων, δημιουργώντας πρόσθετες ή περιττές σφραγίσεις για τοξικές και υψηλού{1}}κυκλικού κύκλου εφαρμογές.

Εφαρμογές

Με τα προηγμένα σχέδια και υλικά που προσφέρονται στις σύγχρονες σφαιρικές βαλβίδες, χρησιμοποιούνται σε πολλές υπηρεσίες και βιομηχανίες. Η επιτυχία σε αυτές τις εφαρμογές εξαρτάται από τις σωστές προδιαγραφές όλων αυτών των σχεδίων και εξαρτημάτων όπως συζητήθηκε.

Τα σχέδια σφαιρών δεν περιορίζονται στην υπηρεσία on/off. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εκτροπή, έλεγχο ή ανάμειξη ροών. Διαφορετικές λειτουργίες μπορούν να επιτευχθούν διαθέτοντας πολλαπλές θύρες για εκτροπή και ανάμειξη ή έχοντας μια χαρακτηρισμένη θύρα, όπως μια θύρα V-, για έλεγχο ροής.

Η χρήση σφαιρικής βαλβίδας ελέγχου τετάρτου-περιστροφής γίνεται πιο κοινή σε εφαρμογές ελέγχου ροής μέτριας-πτώσης πίεσης. Αυτό οφείλεται στα πλεονεκτήματα της διαδικασίας του χαμηλότερου κόστους, της αυστηρής απενεργοποίησης και της υψηλής ακρίβειας όταν συνδυάζονται με ψηφιακά χειριστήρια ηλεκτρικής και πνευματικής ενεργοποίησης.

Υπάρχουν επίσης εξειδικευμένα σχέδια σφαιρικής βαλβίδας για μοναδικές εφαρμογές. Αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν βαλβίδες για κρυογονική υπηρεσία, οι οποίες πρέπει να χειρίζονται εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και βαλβίδες για ατμό υψηλής-πίεσης, οι οποίες πρέπει να χειρίζονται εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις.

Άλλες εφαρμογές σφαιρικής βαλβίδας περιλαμβάνουν τη χρήση τους σε βιομηχανίες όπως η φαρμακευτική, η αεροδιαστημική, η πυρηνική, η βιοτεχνολογία και ο χαρτοπολτός και το χαρτί. Οι εφαρμογές όπου χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν οξέα και χημικές ουσίες, πολτούς, θερμικά υγρά, ατμό και κρυογονικά.

Σύναψη

Ο συμπαγής σχεδιασμός, η απλότητα στη χρήση, η ευκολία επισκευής και η ευρεία ικανότητα απόδοσης συνέβαλαν στο να γίνει η σφαιρική βαλβίδα κυρίαρχο σχέδιο στις σύγχρονες βιομηχανικές εφαρμογές. Και οι σφαιρικές βαλβίδες συνεχίζουν να εξελίσσονται για να ανταποκρίνονται σε νέες και πιο δύσκολες απαιτήσεις.

Ο βιομηχανικός τομέας δίνει όλο και μεγαλύτερη έμφαση στην ασφάλεια, το περιβάλλον, τη βελτιωμένη απόδοση και τη μείωση του κόστους. Έτσι, τα πλεονεκτήματα της σφαιρικής βαλβίδας θα συνεχίσουν να την κάνουν σημαντικό παίκτη με πολλούς μελλοντικούς ρόλους.