Разница между полнопроходными и неполнопроходными шаровыми кранами

Многие производители изготавливают на один и тот же диаметр разные краны: полнопроходные и неполнопроходные . В чем же отличие таких кранов? Стальные шаровые краны могут изготавливаться полнопроходными , т.е. диаметры отверстий в присоединительных патрубках не сужаются. С целью экономии металла и снижения усилий и моментов, необходимых для управления арматурой, применяются неполнопроходные шаровые краны, у которых диаметры отверстий в шаре меньше диаметра отверстий во фланце. Неполнопроходные шаровые краны имеют больший коэффициент гидравлического сопротивления, чем полнопроходные . На примере стальных шаровых кранов Торговой марки Маршал можно наглядно увидеть преимущества и недостатки полнопроходных и неполнопроходных кранов.

.

Полнопроходные шаровые краны.

Рассмотрим цельносварной шаровой кран полнопроходной и неполнопроходной давлением 1,6МПа под приварку диаметром 200мм. Обозначение полнопроходного шарового крана — 11с67пЦП Ду 200, неполнопроходного — 11с67пЦП Ду 200/150 — сужение доходит до диаметра 150мм. У полнопроходного крана масса равна 44,7 кг., а пропускная способность kv — 2720. В то же время у неполнопроходного крана масса значительно ниже и составляет 34,1 кг., но падает пропускная способность kv — 1830. При снижение массы крана — сказывается на цене последнего. Она значительно ниже, чем у полнопроходного, иногда почти 2 раза. Таким образом полнопроходные краны имеют преимущество в коэффициенте гидравлического сопротивления, т.е. нет потери напора, соответственно меньше нагрузка на запорный орган. А это — долговечность. У неполнопроходных кранов за счет сокращения габаритов и снижении веса — уменьшаются необходимые для управления усилия, а также цена изготовления.

Неполнопроходной шаровой кран.

Сужение прохода в шаровом кране, как правило, выполняется симметрично с обеих сторон, но может быть выполнено и несимметрично, что имеет недостаток — шаровой кран такой конструкции следует устанавливать на трубопроводе более пологим конусом в сторону движения рабочей среды, в то время, как шаровой кран с симметричным сужением можно устанавливать любой стороной к направлению потока

Основными конструктивными параметрами крана можно назвать — строительную длину, коэффициент полнопроходности и величину перекрытия. Коэффициент полнопроходности представляет собой отношение фактической площади живого сечения прохода крана к площади условного прохода: f= 4Fф/пD2у , где Fф — фактическая площадь живого проходного сечения крана, Dу — диаметр условного прохода. Выбор и назначение коэффициента полнопроходности имеет очень большое значение, так как от него зависит строительная длина, габариты и гидравлические характеристики крана, а также надежность и долговечность конструкции. В практике арматуростроения для жидких сред обычно применяют полнопроходные конструкции с коэффициентом полнопроходимости, равным или близким единице. Для газообразных сред допускается f больше или равно 0,7. Уменьшая коэффициент полнопроходности, можно уменьшить и габаритные размеры конструкции. Действительно, при уменьшении площади окна прохода уменьшаются и размеры самого окна, а вследствие этого уменьшается средний диаметр и высота корпуса и пробки, сокращаются габариты и вес, уменьшаются и необходимые для управления краном усилия. но вместе с этим возрастает коэффициент гидравлического сопротивления крана. При выборе коэффициента полнопроходности необходимо решить,что экономически и технически эффективнее — затратить больше материала на изготовление и получить арматуру с минимальным коэффициентом гидравлического сопротивления, или получить экономию материала (если потеря напора не имеет существенного значения). Следует иметь в виду, что при значительном сужении прохода скорость движения среды в районе сужения резко увеличивается (неразрывность потока). Это может повлечь за собой усиление явления эрозии и сократить надежность и долговечность рабочего крана как запорного органа.

Разница в применении

Шаровые краны со стандартным проходом стоят дешевле, так как имеют меньшие габариты и менее затратны в производстве. Они оптимально подходят для трубопроводов, где не критичен напор воды. Краны с полным проходом стоит устанавливать в тех системах, где нужно снизить гидравлическое сопротивление.

Всё о водопроводе и канализации

Насосные станции и очистные сооружения

Канализационные

Водопроводные

Пожарные

Завод Адмирал производит комплектные насосные станции для нужд водоснабжения, пожаротушения и канализации. Сайт завода Адмирал: admiral-omsk.ru

Полнопроходные краны с фильтром

Шаровый кран с очистным фильтром — это приспособление, которое относится к комбинированному типу запорных устройств, и используется на различных трубопроводах (преимущественно водопроводах). Основным материалом изготовления в этом случае выступает латунь, на которую может дополнительно наноситься прослойка никеля. Слой никеля необходим для увеличения антикоррозийных качеств вентиля.

В свою очередь, фильтрующий элемент, представленный сеткой, как правило, изготавливается из нержавейки. Нержавеющая сталь не нуждается в дополнительной защите, так как сама по себе является устойчивым к коррозии материалом.

Такие изделия отличаются продолжительным эксплуатационным сроком и являются устойчивыми к температурным колебаниям. Устойчивость к колебаниям температур достигается за счёт того, что все элементы вентиля изготавливаются из прочных и надёжных материалов. Кроме этого, стоит отметить экологические качества такого запорного устройства.

Шаровые краны с фильтром грубой очистки могут выдерживать как низкие, так и высокие температуры. В среднем эти изделия являются устойчивыми к температуре от −20 до +120 °C, что для хозяйственных трубопроводов является более чем достаточным показателем. Рабочее давление для таких изделий доходит до 4 МПа, как и в обычных полнопроходных моделях.

Отличие крана шарового полнопроходного от неполнопроходного

Немало производителей делают под один и тот же диаметр разные виды кранов: полнопроходные и неполнопроходные, которые имеют отличия – их мы и рассмотрим. Полнопроходный стальной кран характерен тем, что диаметр отверстия в присоединительном патрубке не будет сужаться. А чтобы сэкономить металл и снизить усилия и моменты для управления арматурой, краны делают неполнопроходными, то есть шар имеет меньший диаметр, по сравнению с отверстием во фланце. Второй вариант изделия отличается большим коэффициентом гидравлического сопротивления.

Разновидности

Классификация шаровых кранов осуществляется по нескольким признакам. В зависимости от материала корпуса бывают латунные, стальные, чугунные модели, а также арматурные устройства в пластиковом корпусе. Для бытовых инженерных сетей большинство производителей выпускает латунные арматурные устройства, например шаровые краны Itap.

Кроме того, различают такие типы соединения с трубопроводом:

• муфтовые;
• под приварку;
• фланцевые.

В зависимости от отношения диаметра условного прохода арматуры к диаметру трубопровода различают два типа товаров: полнопроходные или неполнопроходные (редуцированные).

В полнопроходные модели условный диаметр соответствует диаметру трубопровода. Арматура неполнопроходного типа имеет условный диаметр прохода на один или несколько типоразмеров меньше, по сравнению с трубопроводом. При выборе нужно учитывать особенности эксплуатации каждого из этих типов.

Неполнопроходный шаровой кран

Неполнопроходные краны отличаются тем, что диаметр их выходного отверстия меньший, по сравнению с диаметром трубопровода (от одного до нескольких типоразмеров). По сравнению с полнопроходными изделиями, описываемые краны отличаются большим коэффициентом гидравлического сопротивления. А так как рабочая среда может быть перекрыта достаточно быстро, шанс гидроудара сводится к минимуму.

Неполнопроходные краны дают возможность снизить усилия и моменты при пользовании арматурой. Кроме того, стоимость самого изделия остается довольно доступной, что объясняется сокращением металлоемкости конструкции.

При работе с подобными кранами следует понимать, что из-за меньшего диаметра уменьшается и напор среды, что обеспечивает небольшие нагрузки на запорный орган – шар. Так как существенно снижаются нагрузки, запорный механизм способен служить долгие годы. Еще одно их достоинство – небольшая материалоемкость, в результате чего снижается общая масса изделия, а это дает возможность монтировать трубопроводы больших диаметров.

Характеристики шаровых полнопроходных кранов и их преимущества

Сегодня такие вентили являются довольно популярными и широко распространены в различных сферах человеческой деятельности. Полнопроходные вентили, как уже говорилось выше, имеют широкий диапазон размеров. Показатели сечения условного прохода (Ду) таких изделий колеблются от 15 мм до 1500 мм. Давление, которое может выдержать такой вентиль доходит до 4 МПа.

Обратите внимание! Модели, которые отличаются большими габаритами (больше 300 мм), в обязательном порядке должны оснащаться специальными опорными элементами, необходимыми для поддержания целостности конструкции.

Характеристики полнопроходных вентилей представлены в таблице №1.

Таблица 1

Ду, мм	Минимальная рабочая температура, °C	Максимальная рабочая температура, °C	Давление, МПа
От 15 до 1500	-40	+200	От 1,6 до 4,0

Как и любые другие изделия, такие краны имеют множество достоинств. Рассмотрим основные преимущества использования таких изделий:

• простота конструкции, которая обеспечивает лёгкость монтажа крана на трубопроводную коммуникацию;
• высокие прочностные характеристики, благодаря которым такие изделия отличаются надёжностью;
• продолжительный эксплуатационный срок изделий;
• отсутствие застойных зон;
• резистентность к различным средам (в т. ч. агрессивным);
• высокая пропускная способность, обеспечивающая проход 90–100% рабочей среды.

Шаровые краны подходят для использования даже в системах, транспортирующих агрессивные вещества

Как крепится шаровой кран к трубопроводу

Запорная арматура может крепится различными способами, поэтому выделим три основных:

• Обычная сварка. Зачастую таким способом крепится арматура к трубопроводам небольшого диаметра. Кроме того, этот метод может быть актуален в тех местах, где, вероятнее всего, кран не будет ремонтировать или демонтироваться, то есть в труднодоступных местах. Необходимо понимать, что процедуру сварки трубопроводных элементов следует доверять лишь профессионалам;
• Применение фланцев из металла. Такое крепление требуется в том случае, если диаметр трубопровода превышает 50 мм. Это соединение хорошо тем, что краны, при необходимости, с легкостью могут быть отремонтированы или заменены, поэтому способ сейчас пользуется большой популярностью и достаточно распространен. Для фланцевого соединения требуются: сами фланцы, прокладки (могут быть сделаны из разных материалов), шпильки и болты с гайками. Кроме того, для производства прокладок может быть взят паронит, особая резина или графит. Все детали, при помощи которых осуществляется соединение, либо идут в комплекте, либо приобретаются по отдельности;
• Использование муфтовых шаровых кранов. Нередко, обустраивая отопительные, водопроводные или газопроводные системы в ход идет именно такой вид соединения.

Необходимо заметить, что краны фланцевого типа бывают неразборными и разборными. В конструкцию разборных входит две части, что дает возможность их ремонтировать при необходимости. Любые части, получившие повреждение в процессе эксплуатации, могут быть заменены. А изнашивается все – начиная прокладками и заканчивая самим запорным элементом, то есть шаром.

Если из строя выйдет неразборный кран, то его придется менять целиком. Краны фланцевого образца актуальны на тех трубопроводах, где требуется обеспечить перекрытие или регулирование потоков среды.

Фланцевые соединения хороши тем, что способны выдержать большие нагрузки. По этой причине такое соединение актуально для обустройства трубопроводов с такими рабочими средами как газ, нефть или нефтепродукты. В пользу конструкции также играет ее универсальность – она может быть установлена на трубопровод с диаметром до 250 мм.

Разновидности шаровых полнопроходных кранов

Кран шаровой запорно-регулирующий полнопроходной может иметь различные конфигурации и отличаться по материалу изготовления, варианту монтажа, виду привода, а также по форме ручки, с помощью которой производится регулировка вентиля во время эксплуатации. Изделия имеют широкий диапазон размеров.

Изготавливаются полнопроходные вентили из разных сплавов металлов. Рассмотрим основные из них:

• латунь;
• бронза;
• нержавейка;
• углеродистая сталь.

Для изготовления кранов используются металлы и полимеры, наиболее прочным материалом является сталь

В зависимости от конструктивных отличий подбирается необходимый вариант монтажа изделия на трубопровод. На сегодняшний день существует 4 основные конфигурации полнопроходных приспособлений:

1. Муфтовые. Такие изделия имеют резьбу и применяются преимущественно в городских водопроводных коммуникациях. Резьба в таких устройствах может быть двух типов, в зависимости от формы: цилиндрическая и коническая.
2. Фланцевые. Фланцевые шаровые полнопроходные краны используются для коммуникаций, которые отличаются большими габаритами. Основное преимущество этих изделий заключается в том, что они являются быстроразборными. Фланцевый вентиль также используется, если сварка в помещении, которое содержит коммуникацию, запрещена. Фланцевый вентиль является удобным и используется преимущественно на производственных предприятиях.
3. Комбинированные. Основное преимущество таких устройств — универсальность. Применяются комбинированные модели в разных трубопроводных коммуникациях и могут одновременно снабжаться фланцем с одной стороны, а с другой — резьбой. Возможны и другие комбинации.
4. Сварные. Такие устройства монтируются на трубопроводную конструкцию посредством сварки и применяются в случае, если необходимо создать прочное соединение в ответственной или труднодоступной точке системы.

Механизм шаровых полнопроходных вентилей приводится в действие за счёт привода. Такие устройства могут оснащаться следующими разновидностями приводов:

• гидравлический;
• электрический;
• пневматический.

Компактная ручка — «бабочка» позволяет управлять краном в ограниченном пространстве

Поворотная ручка таких устройств может быть выполнена в двух вариациях:

• бабочка;
• рычаг.

Что представляет собой полнопроходной шаровый кран

Шаровый кран представляет собой специальный вид запорной и регулирующей арматуры. В современном мире эти устройства применяются в различных сферах, где есть трубопроводные системы различного назначения. Шаровые краны имеют долговечный срок эксплуатации, неприхотливы в применении и не требуют смазки, подтягивания и особого ухода за собой.

В основном они широко применяются в сфере теплоснабжения, в трубах проводящих безкислотую воду, в теплопроводах и масляных трубах. Простота и легкость в установке и эксплуатации, долговечность и малые эксплуатационные затраты – главные достоинства шаровых кранов.

Содержание

Полнопроходная арматура

Один из параметров запорной арматуры (в соответствии с ГОСТ 28338-89 «Соединения трубопроводов и арматуры. Проходы условные (размеры номинальные). Ряды»). – номинальный размер (условный проход).

Часто под номинальным размером (условным проходом) понимают параметр, который применяют в трубопроводных системах в качестве характеристики соединений трубопроводов, арматуры и фитингов.

Номинальный размер (условный проход) не имеет единицы измерения и примерно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, который измеряют в миллиметрах, а в запорной арматуре – внутреннему диаметру присоединяемых концов.

Описание и особенности полнопроходного крана

Шаровый полнопроходной кран состоит из следующих элементов (схема ниже):

1. корпуса;
2. крышки корпуса;
3. запорного элемента, изготовленного в виде шара;
4. штока;
5. уплотнительного седла, предназначающего для герметизации шара;
6. изоляционной прокладки;
7. стопорной шайбы;
8. уплотнительных колец;
9. уплотнения штока;
10. шайбы;
11. зажимной гайки;
12. ручки;
13. рукава ручки (данный элемент может отсутствовать).

Схема конструкции шарового полнопроходного крана

Отличия от обычного (неполнопроходного) крана заключается в диаметре сечения. Стандартные краны с неполным проходом имеют диаметр проходного отверстия меньшего размера, чем диаметры входного/выходного патрубка. Соответствующие параметры полнопроходного шара полностью совпадают.

Разница между полнопроходным и стандартным краном

Преимуществами полнопроходного крана являются:

• более низкое гидравлическое сопротивление, что снижает возможные потери при напоре воды/газа;
• большей пропускной способностью;
• более высокой стоимостью, так как конструкция запорной арматуры более сложная и для ее изготовления требуется больше материала.

Где применяются полнопроходные краны? Основное предназначение арматуры – это трубопроводы, по которым проходят несжимаемые среды.

Несжимаемыми являются среды, которые не могут изменять свой объем под воздействием каких-либо внешних факторов (температуры, давления и так далее). Сюда относятся: вода, мазут, нефть и иные каплеобразные вещества.

Принцип работы устройства

Принцип работы шаровых кранов довольно простой. Проток сырья через кран контролируется открытым и закрытым положением устройства, что обеспечивается простым поворотом внутренней сферы на 90°. Таким образом, кран полнопроходной регулируется путем простого вращения. Запорные шаровые краны могут быть одинакового диаметра с трубопроводом. Также существуют стандартнопроходные краны, которые способны редуцировать поток проходящей по трубам среды.

Жидкость проходит через шаровый кран за счет внутренней сферы, который прижимается к уплотнителю при помощи тарельчатых пружин. Таким образом, обеспечивается изоляция прохода даже при повышенном давлении. Кроме этого с целью повышения надежности шаровый кран оснащен шпинделем, усиленным двумя кольцами. Верхнее кольцо можно заменить у всех моделей, а у некоторых можно заменить оба кольца.

При эксплуатации полнопроходного шарового крана гидравлические потери сводятся к минимуму. Это является большим достоинством и позволяет конструкцию работать в любых условиях и с любыми средами – газами и жидкостями. Такие конструкции идеально подходят для линейных отрезков магистралей трубопроводов. При этом важно, чтобы проходимое сырье (газ или жидкость) не вступило в реакцию с материалом, из чего изготовлен кран. Кроме этого в подобных системах отсутствует образование кавитационных пустот, что позволяет использовать конструкции в отопительных системах и водопроводах.