Кульовий кран

Великий промисловий кульовий кран з електроприводом і люком для технічного обслуговування (затвору відкритому положенні).

У розрізі добре видно неметалеві ущільнювальні кільця.

Звужений кульовий кран на німецькій компресорної станції (жовтий хвостовик говорить про його закритому положенні).

Кульовий кран - різновид трубопровідного крана, замикаючий або регулюючий елемент якого має сферичну форму. Це один із сучасних і прогресивних типів запірної арматури, що знаходить все більше застосування для різних умов роботи в трубопроводах, що транспортують природний газ і нафту, системах міського газопостачання та інших областях. Є також можливість використовувати його в якості регулюючої арматури.

Конструкція кульових кранів не є новинкою і відома вже більше 100 років, однак у ранніх варіантах вона не забезпечувала щільного перекриття проходу середовища через труднощі її забезпечення металевими поверхнями кульової пробки і сідел корпусу. Поява та впровадження в арматуробудування таких матеріалів як фторопласт, синтетичних каучуків для виготовлення сідел призвели до початку широкого використання кульових кранів. Нові матеріали дозволили забезпечити щільність закриття і істотно знизити зусилля, необхідні для керування краном.

Рухомим елементом (затвором) таких кранів служить пробка сферичної форми - куля, по осі якої виконане наскрізне круглий отвір для проходу середовища. У прохідних кранах для повного закриття або відкриття проходу досить повернути кулю на 90 °. Діаметр отвору найчастіше відповідає внутрішньому діаметру трубопроводу, на який встановлюється кран, який має назву в цьому випадку повнопрохідного. Гідравлічні втрати при проході робочого середовища через повністю відкритий кран дуже малі, практично такі ж як при проході середовища через трубу, рівну по довжині корпусу крана, що в рази менше, ніж в інших типах запірної арматури. Це цінна якість зробило кульові крани основним запірним пристроєм на лінійній частині магістральних газопроводів. Проте для зменшення габаритів і крутних моментів, необхідних для управління арматурою, іноді застосовуються звужені крани.

Крани з кульовими пробками - відносно новий вид арматури - вперше були застосовані в паливних системах літаків в період Другої світової війни. У повоєнні роки їх конструкція вдосконалювалася. Протягом останніх 40 років з'явилося багато різноманітних видів кранів. Нові поліпшені проекти сприяли застосуванню кульових кранів фактично у всіх виробництвах. За останні роки намітилася тенденція витіснення традиційної клинової засувки кульовими кранами. Це зумовлено низкою недоліків даного типу(засувки) трубопровідної арматури, що проявляються при експлуатації: · Необхідність щорічної ревізії для набивання сальників і очищення кілець ущільнювальних дисків; · Складність екстреного перекриття трубопроводу в аварійній ситуації; · Незадовільна внутрішня (за затвору) і зовнішня (корпус - кришка) герметичність; · Недостатній термін безаварійної роботи; · Великі габарити і вага; · Часті випадки виходу з ладу через падіння щічок або поломки болтів. . Обмеженя вробочій температурі . Не може застосовуватися на газопроводах з робочим тиском понад 0,6 МПа.

Крім вищесказаного кульові крани мають ряд інших переваг, серед яких:

• простота конструкції;
• висока і надійна герметичність;
• невеликі габарити;
• проста форма проточної частини і відсутність в неї застійних зон;
• зручне управління;
• малий час, затрачений на поворот;
• застосування для вязких і забруднених середовищ, суспензій, пульп і шламів.

Сідла в корпусі виконуються у вигляді кілець з різних видів пластмас (в основному фторопласту), що забезпечує надійну герметичність, легкість і плавність повороту кульової пробки, але обмежують застосування таких кранів для середовищ з температурою не більше 200 ° C.

Управляються кульові крани вручну (на малих діаметрах) і з використанням механізованого приводу - електричного, пневмо-і гідравлічного, причому для кранів на газопроводах є можливість використовувати в якості керуючої середовища пневмопривода робоче середовище, що транспортується по трубопроводу.

Улаштування 1

3D-зображення розрізу найпростішого крана зплаваючим кулею.

На пояснюючому малюнку зображені:

• корпус крана (1);
• сідла у вигляді кілець ущільнювачів (2);
• затвор у вигляді кульової пробки (3);
• рукоятка для ручного управління (4);
• шпиндель крана, що передає зусилля від рукоятки затвору (5).

Кульові крани мають велику різноманітність виконань, але основні їх відмінності - в конструкціях запірних органів: зплаваючим кулеюі зкулею в опорах.

Улаштування 2

Кульовий кран Ballomax для систем теплопостачання, охолодження і природного газу

• 1 - рукоятка-сталь
• 2 -проміжне кільце-нержавеющая сталь
• 3 -стопорний шрифт - заколення сталь
• 4 -шпиндель-нержавеющая сталь
• 5 -куля-нержавеющая сталь
• 6 -сідлової ущільнення кулі-тефлон з 20%-м наповненням вуглецю
• 7 -опорне кільце-нержавеющая сталь
• 8 -пружинна шайба-нержавеющая сталь
• 9 -корпус клапана
• 10 -сальникове ущільнення-тефлон з 20%-м наповненням вуглецю
• 11 -ущільнювальне кільце-вітон
• 12 -ущільнювальне кільце
• 13 -корпус шпинделя-сталь
• 14 -колпакові гайка-сталь
• 15 -приєднувальні патрубки-вуглецева сталь

Конструкції запірних органів

плаваюча куля.

Кулі з цапфою для установки в опори.

З плаваючим кулею

В цьому випадку кульова пробка не пов'язана жорстко з шпинделем, може переміщатися по відношенню до нього і під дією тиску середовища з боку входу притискатися до ущільнювальної кільцю з боку виходу, герметизує таким чином кран. При великих діаметрах проходу і тисках пробка створює надмірно великі навантаження на ущільнювальне кільце, що ускладнює роботу крана, тому така конструкція зазвичай використовується при номінальних діаметрах не більше 200 мм.

З кулею в опорах

У таких кранах пробка встановлюється і повертається в опорах, вона має осьовий виступ (цапфу) у нижній частині, що входить в спеціальне поглиблення, а сідла під дією тиску притискаються до її сферичної поверхні. Така конструкція істотно знижує зусилля, необхідні для управління краном і дозволяє застосовувати приводні пристрої меншої потужності, ніж для кранів з плаваючим кулею, однак такі пристрої конструктивно складніше і мають більш високу вартість.

Фіксуюча цапфа пробки при цьому може мати підшипники кочення або самозмазуючі підшипники ковзання, що використовується у великій кількості конструкцій.

Використані матеріали

• http://www.metmat.ru/products/groups/5627/
• http://ukrarticles.pp.ua/prom/5974-zadvizhka-ili-sharovoj-kran.html
• http://etp.com.ua/ball_valves.html

Поліетиленові кульові крани для підземної установки

Поліетиленові кульові крани призначені для установки в газопровідних системах з максимальним тиском до 10 бар або у водопровідних тиском до 16 бар і дозволяють робити відключення одного або декількох ділянок чинного поліетиленового трубопроводу. Крани виготовлені з матеріалу ПЕ100. Основна перевага таких кранів в порівнянні з традиційною запірною арматурою заключається в тому, що вони являються не обслуговується виробами в період експлуатації. Завдяки достатній довжині вихідних патрубків кульовий кран може встановлюватися в трубопровід з поліетилену за допомогою стикового або терморезисторного зварювання, що забезпечує високу гнучкість при проектуванні і монтажі трубопроводів. Конструкція кульового крана надає можливість установки його як в колодязі, так і в грунті під килим. Для установки в грунті кран оснащується телескопічним подовжувачем. Вісь подовжувача виготовлена ​з металу, а для захисту його від корозії застосовується захисна поліетиленова оболонка.

При установці запірної арматури в наземному виконанні по технічним нормам в газопостачанні потрібно огородження ділянки території, виконуються певні вимоги по покриттю. Крім того, не завжди можна вибрати місце установки такого пристрою при наявності дефіциту вільних територій. Від усього цього можна піти при застосуванні кульового крана. Відкривається і закривається такий кран спеціальним штоком, який виводитися на поверхню, він може бути знімним. Ручка подовжувального штока виводитися під "килим", а сам кран приварюється до труби за допомогою терморезисторних муфт. Додаткові опори або колодязя при цьому не потребуються, кран перебувати у вільному грунті. Якщо порівняти витрати на придбання кульового крана і сталевої засувки, звичайно, остання виявиться дешевшою. Однак при її монтажі необхідно враховувати також і витрати на зведення опори або колодязя, піщану подушку, зовнішнє огорожу і ділянку землі, що знаходиться в експлуатації. Установка поліетиленового крана набагато спрощує цикл робіт з монтажу запірної арматури, закупівлю всіх необхідних матеріалів і процес здачі об'єкта будівництва.