В различных системах трубопроводов есть вероятность обратного тока среды. Подобное явление может привести к довольно большому количеству проблем, к примеру, происходит поломка насоса или давление падает до критических значений. Исключить вероятность возникновения подобного явления можно путем установки обратных клапанов. Встречается довольно большое количество подобной запорной арматуры, чаще всего применяется клапан шаровой фланцевый. Он устанавливается при создании достаточно большого количества различных систем, как бытового, так и промышленного предназначения. Рассмотрим особенности подобного механизма подробнее.
Принцип действия
Название клапана связано с тем, что в качестве основного запорного элемента применяется стальной шарик. К конструктивным особенностям можно отнести нижеприведенные моменты:
- Основным элементом выступает корпус. При его изготовлении могут применяться сталь или чугун, а также некоторые другие цветные сплавы. Сталь характеризуется высокой прочностью, а за счет включения в химический состав различных легирующих элементов повышается коррозионная стойкость. Чугун используется на протяжении длительного периода, но подобный материал не выдерживает сильное механическое воздействие. Цветные сплавы имеют небольшой вес, коррозионную стойкость и устойчивость к химическим веществам, чаще всего применяется при создании клапанов для бытовых систем.
- Запорный элемент выполнен в виде шарика, который в первоначальном положении перекрывает проходное отверстие. Для того чтобы шарик находился в закрытом положении устанавливается пружина под определенным углом.
- На момент подачи среды в правильном направлении создаваемого давления достаточно для того, чтобы преодолеть сопротивление, создаваемое пружиной. За счет этого происходит открытие проходного отверстия.
- При падении давления по самым различным причинам (утечка, остановка насосного оборудования) пружина разжимается и шарик занимает первоначальное положение. За счет этого исключается вероятность обратного тока жидкости по системе.
Определенное расположение пружины определяет то, что при обратном токе пружина не отжимается. Кроме этого, для преодоления создаваемого пружиной усилия требуется довольно большое давление, которое не создается обратным свободным током.
Конструктивные элементы клапана
Клапан обратный шаровой характеризуется довольно простой конструкцией, что определяет длительный срок службы. Основными конструктивными элементами можно назвать:
- Корпус. В последнее время выпускаются корпусы монолитного типа, которые имеют высокую прочность и надежность. Применение метода литья определяет отсутствие швов, характеризующиеся низкой устойчивостью к ударной нагрузке.
- Металлический шарик. Запорным элементом рассматриваемой арматуры является шарик, который изготавливается из коррозионностойкой стали. Шарик имеет диаметр, который чуть больше диаметра проходного отверстия. Кроме этого, под него создано специальное седло, обеспечивает неподвижное запорного элемента.
- В закрытом положении шарик находится за счет пружины. Она также изготавливается из коррозионностойкой стали, так как может находится в среде.
- Уплотнительные элементы, изготавливаемые из резины, обеспечивают высокую степень герметизации.
Некоторые клапана при необходимости могут обслуживаться. Процесс обслуживания предусматривает замену уплотнительных элементов, которые изнашиваются под воздействием среды. Доступ обеспечивается за счет расположения крышки в верхней части корпуса, который крепится болтами. Герметизация обеспечивается специальными уплотнителями. В продаже есть и неразборные конструкции, которые не снабжаются крышкой. При неисправности подобной конструкции ее приходится заменять полностью.
Приведенная выше информация определяет то, что конструкция клапана достаточно проста и надежная. При изготовлении основных элементов могут применяться различные материалы.
Кран шаровый фланцевый — технические характеристики и ГОСТы
Основные параметры шаровых кранов приведены в ГОСТ 9702-87, некоторые его положения:
- Изделия выпускают на определенные значения давлений из цифрового ряда 6,3 – 16 – 25 – 40 – 63 – 80 – 125 – 160 – 200 – 250 — 320 бар или кгс/см2.
- Условные проходы Ду кранов с фланцами: 15 – 20 – 25 – 32 – 40 – 50 – 65 – 80 – 100 – 125 – 150 – 200 – 250 – 300 – 400 – 500 – 600 — 700 мм. Стоит отметить, запорная арматура больших типоразмеров монтируется в трубопровод приваркой.
- Диапазоны температур, в которых может эксплуатироваться арматура, связаны с ее напорными характеристиками и размерными параметрами. Обычно нижняя граница это — 60 °С, а верхняя — максимум + 200 °С для КШ с фланцами и + 300 °С под приварку.
Прочие характеристики шаровой запорной арматуры:
- Транспортируемые рабочие тела: горячая и холодная вода, пар, газы, продукты нефтепереработки, неагрессивные, нейтральные к материалам узлов крана или слабоагрессивные среды.
- Подразделяются на стандартнопроходные и полнопроходные.
- Основной тип управления — одноручный консолью, при помощи механического редуктора и электропривода.
- Класс герметичности регламентируется по ГОСТ 9544, обычный показатель – А, указывающий на отсутствие видимых протечек во временном интервале действия водных и воздушных испытательных нагрузо
- Климатические исполнение регламентируется ГОСТ 15150, обычно это У (умеренный климат) или УХЛ (умеренно холодный климат) с цифровым индексом. Цифра обозначает эксплуатацию на улице (1), под навесом (2), в закрытом помещении (3), с искусственной вентиляцией (4), при повышенной влажности (5).
- Количество циклов срабатываний до замены, типовое значение — 10000. Иногда указывают показатель надежности, к примеру 2000, 3000, 4000, 8000 циклов.
- Средний срок службы, к примеру 30 лет.
Рис. 6 Размерные параметры фланцевых стальных КШ по ГОСТ 28343-89
Существует еще один ГОСТ 28343-89 на фланцевые шаровые краны, выполненные из сталей. В нем указаны типоразмеры условных проходов из приведенного выше числового ряда от 10 мм до 500 мм с некоторыми отличиями и соответствующие им толщины корпусных стенок.
Напорные характеристики стальных кранов должны соответствовать цифровому ряду 10 – 16 – 20 – 25 – 50 — 100 бар диапазона давлений.
Основные преимущества
Довольно большое распространение получил клапан шарового типа по причине универсальности устройства. К преимуществам подобного устройства отнесем следующие моменты:
- Оно может устанавливаться в промышленной и бытовой системе.
- При правильном проведении монтажных работ устройство может прослужить в течение длительного периода и при этом не заклинивает.
- Относительно невысокая стоимость устройства.
Фланцевый вариант исполнения распространен по причине простоты подсоединения. Подобный тип соединения может выдерживать высокое давление.
Производители
Шаровую запорную арматуру с фланцевым подсоединением к трубопроводу, представленную на отечественном рынке, выпускают не менее десятка предприятий в России, и примерно столько же компаний за рубежом и в странах СНГ (Украина, Беларусь).
Специалистам должна быть хорошо известна продукция следующих торговых марок:
LD – российской компания, поставляющая на рынок довольно широкий ассортимент полнопроходной и стандартнопроходной запорной арматуры всех типоразмеров от 15 до 600 мм.
Основные правила выбора
Только при правильном выборе устройства можно обеспечить ее длительную работу. Выбирая обратный шаровой клапан учитываются две основные характеристики:
- Диаметр уловного прохода. Стоит учитывать, что обратный клапан не должен создавать гидравлическое сопротивление. В противном случае давление в системе до клапана повышается, есть вероятность появления течи.
- Рабочее давление, при котором устройство может работать правильно. При рассмотрении обратного клапана стоит учитывать минимальное и максимальное давление.
Практически все производители указывают эти параметры при маркировке обратных клапанов. За счет этого существенно упрощается работа по выбору наиболее подходящего варианта исполнения.
Еще одним важным критерием выбора можно назвать тип соединения. В рассматриваемом случае устройство имеет фланцевый тип соединения, но также есть межфланцевый и муфтовый. В некоторых случаях проводится установка клапанов, которые подсоединяются при помощи сварки.
Область применения
Основные конструктивные особенности устройства во много определяют его область применения. Клапан обратный шаровой устанавливается в нижеприведенных случаях:
- Для исключения вероятности обратного тока стоков в канализационной системе. В подобных случаях жидкость может иметь крупные примеси.
- В продаже можно встретить варианты исполнения, предназначенные для бытовых и промышленных систем.
- Механизм неплохо себя проявляет в случае подачи среды без примесей. Применение качественных уплотнительных элементов позволяет добиться высокой степени герметизации.
Область применения во многом зависит от типа применяемых материалов при изготовлении. Примером можно назвать то, что в промышленных канализационных системах устанавливается вариант исполнения из чугуна. Применение этого материала позволило существенно снизить стоимость продукта. В быту чаще всего используются механизмы, изготавливаемые из латуни других цветных металлов.
Особенности монтажа
Провести монтажные работы можно самостоятельно при учете основных правил. Они выглядят следующим образом:
- При создании ответственных систем установку клапанов должен проводить только специалисты, которые прошли соответствующую подготовку и получили документальное подтверждение этого.
- Перед началом проведения работы проводится отключение рабочей среды. При этом можно ограничить работу только обслуживаемого участка.
- Непосредственно перед проведением работы нужно убедится в том, что возвратный клапан подходит к конкретной системе. Как ранее было отмечено, наиболее важными параметрами считается минимальное и максимальное рабочее давление, а также диаметр проходного отверстия
- На момент установки устройства учитываются климатические условия эксплуатации. Стоит учитывать, что низкая температура окружающей среды может привести к примерзанию шарика и заклиниванию устройства.
- Перед установкой обратного клапана монтируются фланцы. Они предназначены для фиксации механизма на своем месте.
- После установки клапана проводится тестирование системы. На момент пробного пуска определяется то, насколько эффективно работает клапан.
На сегодняшний день в продаже можно встретить просто огромный ассортимент различных вариантов исполнения шаровых обратных клапанов. Именно поэтому проблем с подбором подобного устройства не возникает. Некоторые варианты исполнения устанавливать нерентабельно по причине высокой стоимости. Примером можно назвать шаровые обратные клапана с большим проходным диаметром, изготавливаемым из латуни.
Назначение и сферы применения
Кран шаровый запорный фланцевый, как следует из названия, предназначен для перекрывания потока рабочей среды в трубопроводах. Это чисто запорная арматура, то есть она не рассчитана на регулирование объема подаваемого рабочего тела.
Шаровые краны (сокращенное название ШК, иногда встречается в их обозначении) используют в магистралях, транспортирующих газы, горячую и холодную воду для коммунального водоснабжения, пар, тепловые носители для систем отопления (обычную воду, этилен- и пропиленгликолевые незамерзающие жидкости), нефть и нефтепродукты (бензин, масла).
