Co je to kulový ventil: Návod k obsluze a použití

Kulový ventil, ventil, jehož otevírací a zavírací části (míč) jsou poháněny dříkem ventilu a otáčejí se kolem osy kulového ventilu. Tvrdě utěsněný kulový ventil typu V má silnou smykovou sílu mezi svým kulovým jádrem typu V a kovovým sedlem ventilu svařeným tvrdou slitinou, což je zvláště vhodné pro média obsahující vlákna, drobné pevné částice atd. Vícecestný kulový ventil dokáže nejen flexibilně regulovat soutok, odklon a směr proudění média v potrubí, ale také uzavírat jakýkoli kanál a propojovat tak další dva kanály. Tento typ ventilu by měl být obecně instalován v potrubí vodorovně. Kulové ventily se podle způsobu pohonu dělí na pneumatické kulové ventily, elektrické kulové ventily a ruční kulové ventily.

Co je to kulový ventil

AKulové kohouty byly vynalezeny v 50. letech 20. století. S rychlým rozvojem vědy a techniky, neustálým zlepšováním výrobních procesů a struktur výrobků se kulové kohouty za pouhých 40 let rychle vyvinuly v hlavní typ ventilu. V západních industrializovaných zemích se používání kulových kohoutů rok od roku zvyšuje.

V mé zemi se kulové kohouty široce používají v rafinaci ropy, dálkových potrubích, chemickém, papírenském, farmaceutickém, vodohospodářském, energetickém, komunálním, ocelářském a dalších průmyslových odvětvích a hrají důležitou roli v národním hospodářství. Mají 90stupňovou rotaci, těleso kuželky je kulovité a její osou prochází kruhový průchozí otvor nebo kanál.

Kulové kohouty se používají hlavně k uzavírání, rozdělování a změně směru proudění média v potrubí. Pro těsné uzavření stačí otočit o 90 stupňů a vyvinout velmi malý točivý moment. Kulové kohouty jsou nejvhodnější pro použití jako spínače a uzavírací ventily, kulové kohouty typu V. Kromě parametrů potrubí by elektrické ventily měly věnovat zvláštní pozornost také podmínkám prostředí, ve kterém se používají. Protože elektrické zařízení v elektrickém ventilu je elektromechanické zařízení, jeho stav použití je výrazně ovlivněn prostředím, ve kterém se používá.

Jaké jsou vlastnosti kulových kohoutů 

• Odolnost proti opotřebeníProtože jádro kulového kohoutu s tvrdým těsněním je vyrobeno z legované oceli svařované stříkáním,Těsnicí kroužek je z legované oceli, takže kulový ventil s tvrdým těsněním se při přepínání příliš neopotřebovává. (Jeho koeficient tvrdosti je 65-70):

• Dobrý těsnicí výkonProtože těsnění kulového kohoutu s tvrdým těsněním je ručně broušeno, lze jej používat pouze do doby, než se jádro ventilu a těsnicí kroužek zcela shodnou. Jeho těsnicí výkon je tak spolehlivý.

• Nízký točivý momentProtože spodní část těsnicího kroužku kulového ventilu s tvrdým těsněním používá pružinu k pevnému spojení těsnicího kroužku a jádra ventilu, je spínač velmi lehký, když vnější síla překročí předpětí pružiny.

• Dlouhá službaživot: Široce se používá v různých odvětvích, jako je ropný průmysl, chemický průmysl, výroba energie, výroba papíru, atomová energie, letectví, rakety a každodenní život lidí.

Jaké jsou výhody kulových kohoutů

Ve srovnání s jinými typy ventilů se kulové ventily otevírají rychle, hladce a spolehlivě, jsou široce používány a mají následující výhody:

1. Axiální ložisko snižuje třecí moment dříku ventilu, což umožňuje jeho dlouhodobý hladký a pružný chod.
2. Antistatická funkce: Mezi kuličkou, vřetenem ventilu a tělesem ventilu je umístěna pružina, která odvádí statickou elektřinu generovanou během procesu spínání.
3. Protože materiály jako napříkladPolytetrafluorethylen má dobré samomazací vlastnosti a malé ztráty třením s kuličkou, takže kulový kohout má dlouhou životnost.
4. Malý odpor kapaliny: Pneumatické kulové kohouty mají nejmenší odpor kapaliny ze všech kategorií ventilů. I u pneumatických kulových kohoutů s menším průměrem je jejich odpor kapaliny poměrně malý.
5. Spolehlivé těsnění dříku ventilu: Protože se dřík ventilu pouze otáčí, ale nezvedá se, není snadné poškodit jeho těsnění a těsnicí schopnost se zvyšuje se zvyšujícím se tlakem média.
6. Dobrý těsnicí výkon sedla ventilu: Těsnicí kroužek vyrobený z elastických materiálů, jako je polytetrafluorethylen, se snadno těsní a těsnicí schopnost kulového ventilu se zvyšuje se zvyšujícím se tlakem média.
7. Kulové kohouty s plným průměrem nemají v podstatě žádný odpor proudění, což je malý odpor kapaliny.
8. Jednoduchá konstrukce, malá velikost a nízká hmotnost.
9. Těsný a spolehlivý. Má dvě těsnicí plochy a materiály těsnicích ploch kulového kohoutu široce používají různé plasty, což zajišťuje dobrý těsnicí výkon a umožňuje dosáhnout úplného utěsnění. Také se široce používá ve vakuových systémech.
10. Snadné ovládání, rychlé otevírání a zavírání, stačí otočit o 90° z plně otevřeného do plně zavřeného stavu, pohodlné pro ovládání na dálku.
11. Snadná údržba, kulový ventil má jednoduchou konstrukci a těsnicí kroužek je obecně pohyblivý, což usnadňuje demontáž a výměnu.
12. Při plném otevření nebo úplném uzavření je těsnicí plocha koule a sedla ventilu izolována od média a médium při průchodu nezpůsobí erozi těsnicí plochy ventilu.
13. Široká škála použití, průměry se pohybují od několika milimetrů do několika metrů a lze je použít od vysokého vakua až po vysoký tlak.
14. Protože kulový ventil má během otevírání a zavírání stírací schopnost, lze jej použít v médiích s obsahem suspendovaných pevných částic.
15. Vysoká přesnost zpracování, vysoké náklady, nevhodné pro použití při vysokých teplotách. Pokud jsou v potrubí nečistoty, snadno se jimi zablokuje, což vede k tomu, že ventil nelze otevřít.

Jaké jsou kategorie kulových kohoutů

 Klasifikace funkcí

• Obtokový ventilKulové ventily se obvykle otevírají statickou vodou, takže obtokové ventily se nastavují tak, aby nejprve vyrovnaly tlak, tj. obě strany jsou naplněny vodou;
• Vzduchový ventil: při napouštění vodou se vzduch odstraní a plovák automaticky uzavře ventil; při vypouštění se vzduch přidá a plovák se automaticky spustí dolů;
• Přetlakový ventil:při otevírání a zavírání ventilu se odstraní tlaková voda mezi ventilem a těsnicím krytem, ​​aby se zabránilo opotřebení těsnicího krytu;
• Vypouštěcí ventil: vypustit odpadní vodu ze spodní části pláště koule.

Klasifikace pohonů kulových ventilů

• Pneumatický kulový ventil
• Elektrický kulový ventil
• Hydraulický kulový ventil
• Pneumatický a hydraulický kulový ventil
• Elektrohydraulický kulový ventil
• Kulový ventil turbínového převodu

Klasifikace podle materiálu pláště/tělesa kulového kohoutu

• Kulový ventil z kovového materiálu: jako napříkladKulové kohouty z uhlíkové oceli, ventily z legované oceli, kulové kohouty z nerezové oceli, litinové ventily, ventily z titanových slitin, monel ventily, ventily z měděných slitin, ventily z hliníkových slitin, ventily z olovnatých slitinatd.
• Ventily s kovovým tělemjako například ventily s pryžovou výstelkou, ventily s fluorovou výstelkou, ventily s olověnou výstelkou, ventily s plastovou výstelkou, ventily s smaltovanou výstelkou.
• Ventily z nekovových materiálůjako například keramické ventily, skleněné ventily, plastové ventily.

Hlavní parametry kulového ventilu

• Jmenovitý tlakPN1,0–42,0 MPa, třída ANSI 150–2500, JIS10–20K
• Jmenovitý průměrDN6~1200, NPS 1/4~48
• Ukončit připojení: přírubové, tupé svařování, závitové, objímkové svařování atd.
• Použitelná teplota: -196℃~540℃;
• Operacemanuální převod, šnekový převod, pneumatický, elektrický, hydraulický, plynokapalinové propojení, elektrohydraulické propojení;
• Materiál tělesa ventiluWCB, ZG1Cr18Ni9Ti, ZG1Cr18Ni12Mo2Ti, CF8(304), CF3(304L), CF8M(316), CF3M (316L), Ti. Pro vodu, páru, olej, kyselinu dusičnou, kyselinu octovou, oxidační média, močovinu a další média lze použít různé materiály.

Způsob a kroky instalace kulového kohoutu na potrubí 

1. Sejměte ochranné kryty na obou stranách přírubového konce a po úplném otevření ventil opláchněte a vyčistěte.
2. Před instalací by měl být celý stroj otestován dle specifikovaného signálu (elektřina nebo plyn) (aby se zabránilo ovlivnění výkonu vibracemi způsobenými přepravou) a online instalaci lze provést až po absolvování testu (zapojení dle schématu zapojení elektrického pohonu).
3. Před připojením k potrubí propláchněte a vyčistěte zbývající nečistoty v potrubí (tyto látky mohou poškodit sedlo a kuličku ventilu).
4. Během instalace nepoužívejte pohonnou část ventilu jako zvedací bod, abyste zabránili poškození pohonu a příslušenství.
5. Tento typ ventilu by měl být instalován v horizontálním nebo vertikálním směru potrubí.
6. Potrubí v blízkosti místa instalace se nesmí prohýbat ani být vystaveno vnějším silám. K eliminaci vychýlení potrubí lze použít trubkové konzoly nebo podpěry.
7. Po připojení k potrubí utáhněte šrouby přírubového spojení křížem předepsaným utahovacím momentem.

Použitelné případy kulových ventilů

Protože kulové kohouty obvykle používají jako materiál těsnicího kroužku sedla ventilu pryž, nylon a polytetrafluorethylen, je jejich provozní teplota omezena materiálem těsnicího kroužku sedla ventilu. Uzavíracího účinku kulového kohoutu se dosahuje tím, že kovová koule je pod působením média přitlačena k plastovému sedlu ventilu (plovoucí kulový ventil). Těsnicí kroužek sedla ventilu podléhá lokální pružnoplastické deformaci při určitém kontaktním tlaku. Tato deformace může kompenzovat přesnost výroby a drsnost povrchu koule a zajistit těsnicí výkon kulového kohoutu.

Vzhledem k tomu, že těsnění sedla kulového kohoutu je obvykle vyrobeno z plastu, měla by se při výběru konstrukce a výkonu kulového kohoutu zohlednit požární odolnost a požární ochrana, zejména v ropném, chemickém, metalurgickém a dalších odvětvích. Při použití kulových kohoutů v zařízeních a potrubních systémech s hořlavými a výbušnými médii by se měla věnovat větší pozornost požární odolnosti a požární ochraně.

Kulové kohouty se obecně doporučují v potrubních systémech s dvojitým nastavením polohy, přísným těsnicím výkonem, odolností proti blátu, opotřebení, smršťovacím kanálům, rychlým otevíráním a zavíráním (otevírání a zavírání o 1/4 otáčky), vysokotlakým uzavřením (velký tlakový rozdíl), nízkou hlučností, odolností proti kavitaci a zplyňování, malým únikem do atmosféry, malým provozním momentem a malým odporem kapaliny.

Kulové kohouty jsou vhodné i pro potrubní systémy s lehkými konstrukcemi, nízkým tlakovým uzavíráním (malý tlakový rozdíl) a pro korozivní média. Kulové kohouty lze použít i v nízkoteplotních (hluboce studených) zařízeních a potrubních systémech. V kyslíkovém potrubním systému hutního průmyslu je nutné použít kulové kohouty, které byly důkladně odmaštěny. Pokud je nutné hlavní potrubí v ropovodu a plynovodu zakopat do země, je nutné použít celoprůchodový svařovaný kulový kohout. Pokud je vyžadován regulační výkon, měl by být zvolen kulový kohout se speciální konstrukcí s otvorem ve tvaru V. V ropném, petrochemickém, chemickém, energetickém a městském stavitelství lze pro potrubní systémy s provozními teplotami nad 200 stupňů Celsia zvolit kulové kohouty s kovovým těsněním.

Výhody a nevýhody kulových kohoutů

Výhody kulového ventilu:

1. Má nejnižší odpor proudění (ve skutečnosti 0);
2. Protože se během provozu (bez maziva) nezasekává, lze jej spolehlivě používat v korozivních médiích a kapalinách s nízkým bodem varu;
3. Dokáže dosáhnout úplného utěsnění ve velkém rozsahu tlaku a teploty;
4. Dokáže dosáhnout rychlého otevírání a zavírání, přičemž doba otevírání a zavírání některých konstrukcí je pouze 0,05~0,1 s, což umožňuje použití v automatizovaném systému zkušebního zařízení. Při rychlém otevírání a zavírání ventilu probíhá bez nárazů.
5. Kulový uzavírací kus se může automaticky lokalizovat v hraniční poloze;
6. Pracovní médium je spolehlivě utěsněno na obou stranách;
7. Při plném otevření a úplném uzavření je těsnicí plocha koule a sedla ventilu izolována od média, takže médium procházející ventilem vysokou rychlostí nezpůsobí erozi těsnicí plochy;
8. Konstrukce je kompaktní a lehká a lze ji považovat za nejrozumnější konstrukci ventilu pro nízkoteplotní středně velké systémy;
9. Těleso ventilu je symetrické, zejména svařovaná konstrukce tělesa ventilu, která dobře odolává namáhání z potrubí;
10. Uzavírací kus v zavřeném stavu odolá vysokému tlakovému rozdílu. ⑾ Kulový kohout s plně svařeným tělesem lze zakopat přímo do země, takže vnitřní části ventilu nebudou korodovat, a maximální životnost může dosáhnout 30 let. Je to nejideálnější ventil pro ropovody a plynovody.

Nevýhody kulových ventilů

1. Protože těsnicí kroužek hlavního sedla kulového kohoutu je vyroben z polytetrafluorethylenu, má vysoký koeficient roztažnosti, je citlivý na studenou teplotu a má nízkou tepelnou vodivost. Proto se při ztvrdnutí těsnicího materiálu snižuje spolehlivost těsnění.
2. Polytetrafluorethylen má navíc nízkou teplotní odolnost a lze jej použít pouze při teplotě nižší než 180 °C. Pokud teplota tuto teplotu překročí, těsnicí materiál stárne. Vzhledem k dlouhodobému používání se obecně používá pouze při 120 °C.
3. Jeho nastavovací výkon je horší než u uzavíracího ventilu, zejména u pneumatického ventilu (nebo elektrického ventilu).