Dlaczego zawory kulowe można szybko otwierać i zamykać?

Powódzawory kulowemogą osiągnąć szybkie otwieranie i zamykanie, polega na ich unikalnej strukturze mechanicznej i konstrukcji dynamiki płynów. Elementem otwierającym i zamykającym jest kula z okrągłym otworem przelotowym, która może być napędzana przez trzpień zaworu w celu obrotu o 90 stopni wokół własnej osi w celu zakończenia zmiany stanu - gdy otwór przelotowy kuli zrówna się z osią rurociągu, zawór jest całkowicie otwarty; Po obróceniu o 90 stopni otwór przelotowy ustawia się prostopadle do rurociągu, a zawór jest całkowicie zamknięty. Ta konstrukcja „ćwierć obrotu” upraszcza otwieranie i zamykanie w ruch obrotowy w jednej płaszczyźnie, znacznie skracając ścieżkę roboczą.

Z punktu widzenia budowy mechanicznej kulazawór kulowyprzyjmuje metodę uszczelniania „kontaktu liniowego” lub „kontaktu powierzchniowego” z gniazdem zaworu. Biorąc za przykład pływający zawór kulowy, kula będzie przemieszczać się w kierunku gniazda zaworu wylotowego pod ciśnieniem medium, tworząc samoszczelne uszczelnienie i zmniejszając opór tarcia podczas otwierania i zamykania; Stały zawór kulowy jest podtrzymywany przez łożyska górnego i dolnego trzonka zaworu, dzięki czemu kula podczas obrotu musi pokonać jedynie niewielką siłę tarcia między gniazdem zaworu a kulą. Taka konstrukcja sprawia, że ​​na kulę prawie nie ma wpływu opór płynu podczas obrotu, szczególnie odpowiedni w warunkach wysokiego ciśnienia. Na przykład w przemyśle petrochemicznym pneumatyczne zawory kulowe DN300 mogą zakończyć otwieranie i zamykanie w ciągu 0,5 sekundy, czyli znacznie szybciej niż zasuwy lub zawory kulowe wymagające wielokrotnych obrotów.

Charakterystyka dynamiki płynów dodatkowo zwiększa zdolność szybkiego reagowaniazawór kulowy. Kanał przepływowy pełnoprzelotowego zaworu kulowego jest całkowicie zgodny z wewnętrzną średnicą rurociągu i prawie nie ma spadku ciśnienia podczas przepływu płynu. Podczas otwierania i zamykania nie będzie żadnego dodatkowego oporu spowodowanego bezwładnością medium. W przeciwieństwie do tego, tarcza zaworu motylkowego może blokować niektóre kanały przepływowe podczas obrotu, powodując, że płyn wywiera odwrotny nacisk na tarczę i wpływając na prędkość otwierania i zamykania; Zasuwa zasuwy musi być podnoszona i opuszczana pionowo, przy długim skoku i łatwo na nią wpływa lepkość medium. Dane eksperymentalne pokazują, że w rurociągach DN200 czas otwierania i zamykania zaworów kulowych jest o 40% krótszy niż w przypadku przepustnic o tej samej specyfikacji i o 70% krótszy niż w przypadku zasuw.

Ponadto sposób napędu zaworu kulowego zapewnia również wsparcie dla jego szybkiego otwierania i zamykania. Siłowniki pneumatyczne, elektryczne lub hydrauliczne mogą natychmiastowo wytworzyć wysoki moment obrotowy, wprawiając kulę w obrót o 90 stopni w ciągu 0,1 sekundy. Na przykład w systemie awaryjnego wyłączania gazu ziemnego pneumatyczny zawór kulowy może odciąć przepływ powietrza w ciągu 0,3 sekundy po otrzymaniu sygnałów elektrycznych, skutecznie zapobiegając eskalacji wypadków. Możliwość reakcji na poziomie milisekund nie ma sobie równych w przypadku tradycyjnych zaworów ręcznych.