Эксцентриковые полусферические клапаны: ключевые конструктивные особенности и преимущества в применении для обеспечения превосходной производительности.

I. Обзор эксцентриковых шаровых клапанов
Эксцентриковые шаровые клапаны — это клапаны широкого применения. Их конструкции, как правило, делятся на боковые и верхние; по диаметру они подразделяются на полнопроходные и малопроходные, при этом малопроходные клапаны являются наиболее распространенными; по способу управления они могут быть ручными, пневматическими, электрическими, гидравлическими или электрогидравлическими. Эксцентриковые шаровые клапаны просты в эксплуатации, что особенно выгодно в суровых условиях. При наличии соответствующей системы автоматизации ими можно управлять дистанционно с помощью компьютера, что еще больше расширяет область их применения.

1. Конструктивные особенности

(1) Прямой поток. Доступны однонаправленные и двунаправленные варианты уплотнения. При открытии шар быстро отделяется от седла клапана, практически без износа; прямой поток обеспечивает очень низкое сопротивление потоку, энергосбережение и экологичность продукции.

(2) Удобство эксплуатации. При открытии и закрытии шарик быстро отделяется от седла клапана практически без контакта, что приводит к низкому крутящему моменту и гибкому вращению; сдвиговое воздействие между диском клапана и седлом клапана удаляет накипь и адгезию на уплотнительной поверхности и автоматически компенсирует это, обеспечивая герметичность и отсутствие утечек. (3) Автоматическая регулировка. Эксцентрическая структура уплотнительной поверхности позволяет сферической поверхности автоматически регулироваться, поддерживая герметичность клапана, обеспечивая хорошую стабильность, безопасность, надежность и длительный срок службы.

(4) Жесткие и мягкие уплотнительные конструкции. Полусферический клапан имеет жесткую уплотнительную конструкцию, но может быть изготовлен и с мягкой уплотнительной конструкцией. Для изготовления различных клапанов используются разные сплавы в зависимости от рабочей среды.

2. Классификация по применению

(1) Клапан общего назначения: Разумная конструкция, компактная структура, большая площадь поперечного сечения, низкое сопротивление потоку, хорошие уплотнительные характеристики, простота и гибкость в эксплуатации. Подходит для различных сред, таких как вода, масло, сточные воды и пар, а также для сетей управления в различных системах, таких как целлюлозно-бумажная, фармацевтическая, пищевая, химическая, металлургическая и энергетическая промышленность.

(2) Клапан, предназначенный для работы с пылью: Идеальное оборудование для контроля и транспортировки жидкостей и твердых сред, содержащих пыль и частицы. В качестве уплотнительной пары используются сплавы на основе никеля или кобальта и т. д. После термообработки клапан становится стойким к эрозии и износу. Эксцентриковый диск клапана обладает функцией автоматической компенсации; путем регулировки болтов на червячной передаче уплотнительная пара может обеспечивать эффект повторной герметизации даже при определенной степени износа. (3) Клапаны, предназначенные для нефтехимической промышленности: Эти клапаны полностью адаптированы к высоким температурам, сильной коррозии, воспламеняемости и взрывоопасности, характерным для нефтехимической промышленности. Они отличаются превосходной герметизацией, коррозионной стойкостью, легким открыванием и закрыванием, а также автоматическим удалением накипи с поверхности клапана. Подходит для транспортировки сырой нефти, тяжелой нефти и других сред, а также для таких процессов, как крекинг нефти и пищевая промышленность.

(4) Клапаны для доменного газа и газовых смесей: Уплотнительные пары изготовлены из различных сплавов, подходящих для различных условий эксплуатации. Они обладают хорошей огнестойкостью, выдерживают высокие температуры до 560°C, а также демонстрируют хорошую коррозионную стойкость и устойчивость к заеданию. Особенно подходят для трубопроводной транспортировки и станций повышения давления угольного газа, коксового газа, водяного газа, сжиженного нефтяного газа и природного газа.

(5) Клапаны для смешанных потоков шлама: Подходят для транспортировки двухфазных смешанных сред, таких как легко осаждающиеся, образующие накипь и кристаллизующиеся растворы, шламы и зольные остатки. Это идеальные технологические клапаны, способные удалять отложения накипи во время закрытия для плавного перекрытия и герметизации. (6) Специальные клапаны для кальцинированной соды и соляной промышленности: Для аммиачно-содо- и кальцинированной соды, в условиях высокой коррозии, полусферический клапан, изготовленный из специальных материалов, обеспечивает превосходную герметичность и более длительный срок службы по сравнению с другими клапанами.

(7) Специальные клапаны для систем угольно-водной пульпы, сточных вод и зольных вод: Подходят для работы в чрезвычайно суровых условиях, таких как высокое давление и сильная эрозия. Благодаря износостойкости и устойчивости к эрозии, эти клапаны предназначены для применения при давлении ниже 4,0 МПа.

(8) Специальные клапаны для высокотемпературных и высоконапорных трубопроводных систем: Подходят для особых условий окружающей среды, таких как температура до 560°C и рабочее давление ≥10 МПа.

II. Принцип работы и конструктивные особенности эксцентриковых шаровых клапанов

Далее в качестве примера используется двухэксцентриковый шаровой клапан типа PBQ для ознакомления с принципом работы и конструктивными особенностями эксцентриковых шаровых клапанов. Шаровой клапан с двойным эксцентриком типа PBQ — это клапан, разработанный для решения технических задач по транспортировке двухфазных смешанных сред твердо-жидкостного и твердо-газового типов. Он подходит для использования в системах переработки глинозема, стали, золы-уноса, а также в целлюлозно-бумажной, нефтяной, химической, углехимической, газовой, очистной, сахарной и других отраслях промышленности. Особенно подходит для транспортировки сред, содержащих накипь, осадок, кристаллы, примеси и частицы. Этот клапан отличается хорошими двунаправленными герметизирующими свойствами, устойчивостью к истиранию частицами, высокой термостойкостью, коррозионной стойкостью, защитой от образования накипи, низким крутящим моментом, гибким открыванием, быстрым открыванием и закрыванием, противопожарной и взрывозащитой, а также длительным сроком службы.

Шаровой клапан с двойным эксцентриком обеспечивает плотное и надежное закрытие, гарантируя нулевую утечку. Даже после плотного закрытия уплотнительной пары клапана сохраняется компенсационный зазор. Когда длительная эксплуатация приводит к износу уплотнительной пары, влияя на герметичность, клапанный диск можно слегка сместить в сторону седла клапана, отрегулировав верхний ограничительный винт приводного устройства, что обеспечивает плотное и герметичное закрытие. В зависимости от характеристик транспортируемой среды, уплотнительные поверхности клапанного диска и седла покрываются сплавом Cr-Mn-Si, а затем подвергаются усовершенствованным процессам, таким как специальная термообработка и прецизионная обработка. Твердость поверхности уплотнительной пары составляет ≥55 HRC, что позволяет выдерживать высокие температуры до 560 °C и соответствовать особым требованиям, таким как коррозионная стойкость, устойчивость к абразивному воздействию частиц, эрозионная стойкость и термостойкость.

Эксцентриковая конструкция двойного эксцентрикового полусферического клапана обеспечивает, что при открытии и закрытии, за исключением преодоления мгновенного сопротивления между клапанным диском и седлом, клапан работает в свободном вращении без сопротивления. Кроме того, шток клапана вращается всего на 90°, что делает открытие и закрытие быстрыми и легкими. Эффект кулачка, создаваемый двойной эксцентриковой конструкцией при открытии и закрытии, автоматически удаляет загрязнения, скопившиеся на уплотнительной поверхности, обеспечивая тем самым надежное и безопасное уплотнение.

Двойной эксцентриковый полусферический клапан не имеет «мертвой зоны» во внутренней полости, что предотвращает накопление рабочей среды, а внутреннее давление не зависит от изменений температуры окружающей среды. Этот клапан имеет прямоточную конструкцию, большую площадь поперечного сечения и низкое сопротивление потоку. В частности, при открытии полнопроходного полусферического клапана диск клапана полностью входит в шаровую полость корпуса клапана, практически без сопротивления потоку и с низкими потерями давления рабочей среды, что позволяет проводить осмотр трубопровода методом прочистки.