Шаровой клапан — это клапан, в котором шар, служащий запорным элементом, поворачивается вокруг оси клапана под действием штокового механизма и может использоваться для регулирования и управления потоками жидкости. Шаровые клапаны появились в 1950-х годах и сегодня стали одним из наиболее широко применяемых типов клапанов.
Конструкция шарового клапана
Модель шарового клапана показана на рисунке. Его запорный элемент представляет собой шар, расположенный в центре клапана, который вращается под действием штока для выполнения операций открытия и закрытия. Шаровой клапан, как и бабочка и пробка, относится к типу четырех четвертей оборота, что позволяет быстро открывать и закрывать его — достаточно поворота на 90°, чтобы перейти от полностью открытого состояния до полностью закрытого.
Шар и корпус клапана изготавливаются из металлических материалов, например, нержавеющей стали; седло изготовлено из более мягкого эластичного материала, такого как политетрафторэтилен (ПТФЭ) или хлоропреновая резина. Благодаря этому шар может плотно прижиматься к седлу, обеспечивая надежную герметизацию клапана.
Соединение верхней части шара с штоком обычно имеет прямоугольную форму, что позволяет приложить значительный крутящий момент без деформации шара и эффективно управлять открытием и закрытием клапана.
Преимущества шаровых клапанов
Одной из главных достоинств шаровых клапанов является небольшой падение давления потока жидкости при полном открытии клапана, практически не имеющее сопротивления. Шаровые клапаны делятся на три типа: вентури-клапаны, уменьшенные шаровые клапаны и полнодиаметровые шаровые клапаны. При этом диаметр прохода полнодиаметрового шарового клапана совпадает с внутренним диаметром трубы, что обеспечивает очень малое падение давления потока через клапан. Шаровой клапан имеет простую конструкцию, относительно низкую стоимость, низкие расходы на обслуживание и не требует смазки. Ещё одно преимущество шарового клапана — отличная герметичность шара по отношению к седлу, поэтому внутренние утечки обычно не возникают. Недостатки шаровых клапанов
Шаровой клапан не подходит для дросселирования. Когда он находится в полуоткрытом положении, скорость потока жидкости через зазор между шаром и седлом очень высока, что может привести к повреждению шара и седла, вызывая утечку внутри клапана и его неплотную герметизацию. Это очень похоже на ситуацию с пробковым клапаном.
Точно так же шаровые клапаны нельзя применять в условиях высоких температур, поскольку при нагреве седло шарового клапана подвергается пластической деформации, образуя зазор между шаром и седлом, что приводит к внутреннему утечке.
