Blog

Ce este un robinet cu bilă segment?

O supapă cu bilă segment este un tip de supapă cu bilă cu un segment de contur cu crestătură în V în bilă. Supapele cu bilă de segment sunt supape de control care au o bună capacitate de control, rază de acțiune și de închidere. Această supapă este capabilă să producă o capacitate mare și un control al debitului fără înfundare. Producătorii de supape cu bilă segmentate proiectează bila cu contururi speciale pentru a îmbunătăți capacitatea și integritatea închiderii și durata de viață a etanșării. Supapele cu bilă segment sunt cunoscute a fi economice și de înaltă performanță. Aceste supape pot fi de o mare varietate, de la supape mici și ușoare până la supape mari și grele. Supapele ușoare sunt ușor de montat și manevrat. Supapele cu bilă cu segmente grele sunt utilizate în medii dure pentru a oferi un control optimizat și pentru aplicații de pornire/oprire. Datorită unor astfel de caracteristici, supapele cu bilă segment găsesc utilizare în multe industrii, cum ar fi industria hârtiei și celulozei, rafinării și servicii petrochimice, printre altele. Aceste supape sunt durabile și fiabile chiar și atunci când sunt utilizate în medii dure.

Figura: Producător de supape cu bilă segment

Componentele supapei cu bilă segment

Unele dintre componentele principale ale supapei cu bilă segment sunt:

Carcasa supapei 

Aceasta este componenta care este utilizată pentru a găzdui toate componentele interne ale supapei cu bilă segment. Această piesă este realizată din materiale rigide și dure, materiale metalice căptușite cu termoplastic sau termoplastice pentru a proteja componentele supapei. Această parte permite, de asemenea, componentelor externe să acceseze mecanismul de control pentru a roti bila, deschizând sau închizând astfel fluxul.

Minge segmentată 

Aceasta este o minge conturată în formă de V. Această bilă segmentată este folosită ca deschidere pentru curgerea fluidului. Bila segmentă asigură acțiune de forfecare pentru a produce caracteristici de curgere.

Arborii 

Arborii sunt utilizați pentru a conecta mecanismul de control al supapei cu bilă segment pentru a roti bila segmentată. Arborele sunt realizate cu inele de etanșare și inele O care ajută la etanșarea arborelui, precum și o capotă pentru a preveni scurgerile. Arborele poate fi acţionat manual, folosind un actuator pneumatic sau electric.

Scaun 

Scaunul este utilizat pentru a asigura etanșarea între corpul supapei cu bilă segment și bilă segment.

Garnituri lagăre

Aceste etanșări protejează rulmenții metalici de pătrunderea fluidelor.

Cum funcționează o supapă cu bilă segmentă? 

O supapă cu bilă segment este o supapă cu bilă cu un sfert de tură. Funcționează similar cu o supapă cu obturator excentric. Supapa are arbori care ajută la mărirea traseului central al curgerii. Un arbore de antrenare se conectează la o parte a mingii, iar un arbore de urmărire se conectează la partea opusă. Când arborele de antrenare se rotește, bila segmentată se rotește expunând calea de curgere prin crestătura în V. Utilizarea crestăturii în V îmbunătățește o gamă largă de debit de fluid datorită unei zone mici de debit la cursa mică și cursa maximă permite o zonă mare de debit. Supapele cu bilă segment pot avea două conexiuni de capăt pentru corp, adică flanșa și conexiunile cu flanșă.

Tipuri de supape cu bilă segment

Supapă cu bilă cu segment de intrare laterală 

Supapa cu bilă cu segment de intrare laterală este o supapă de înaltă performanță. Această supapă este realizată pe baza unui robinet cu bilă de tip O. Supapa cu bilă cu intrare laterală ajută la transportul mediu bifazic solid-gaz și solid-lichid. Aceasta înseamnă că această supapă poate controla fluxul de solide și lichide sau gaze și solide în mod convenabil.

Caracteristicile supapelor cu bilă cu segment de intrare laterală sunt:

• Operare ușoară. Acest lucru se datorează faptului că supapa cu bilă segment poate fi îndepărtată de locul său fără contact, având astfel un cuplu de pornire mic.
• Supapa cu bilă a segmentului de intrare laterală are un corp de supapă drept care îl face să mențină liniar debitul mediu atunci când este complet deschis. Acest lucru ajută la reducerea pierderilor de energie în comparație cu alte supape.
• Supapa cu bilă segment cu intrare laterală are o structură dublă excentrică, ceea ce face ca supapa cu bilă segmentă să fie perfect etanșată și închisă etanș.
• Când supapa cu bilă a segmentului de intrare laterală este închisă, forța sa de forfecare poate îndepărta corpurile străine, astfel că este cunoscută pentru performanța anti-decrutare.
• 

Figura: Supapă cu bilă cu segment de intrare laterală

Supapă cu bilă cu segment de intrare superior 

Supapa cu bilă cu segment de intrare superioară este o supapă potrivită pentru utilizare în industria farmaceutică, chimică și de prelucrare a alimentelor unde este nevoie de o curățare excelentă și rapidă. Această supapă cu bilă segment are anumite avantaje care o fac preferată în industriile care au nevoie de produse curate, cum ar fi:

• Curățare ușoară și rapidă a părților interioare și a conductelor fără a scoate supapa.
• Înlocuirea rapidă și ușoară a pieselor uzate.
• Nu are piese de schimb in interiorul corpului

Caracteristicile supapelor cu bilă segment 

Corp de supapă integrat 

Producătorii de supape cu bilă segmentate proiectează supapele într-un corp dintr-o singură bucată. Acest lucru ajută la asigurarea unei rigidități mai mari împotriva fluctuațiilor sarcinilor pe conducte. Aceste supape au o structură de intrare laterală care îmbunătățește rigiditatea și îngreunează scurgerile și deformarea, în ciuda solicitării mari datorate fluidului și cuplului de închidere.

Minge segmentată 

Producătorii de supape cu bilă segmentă fac supapa cu o bilă cu segment V-port. Acest lucru ajută la furnizarea unei game largi de abilități de control al fluxului de fluid. Acest lucru face ca supapa să fie potrivită pentru aplicații de reglare cu consistență ridicată și servicii de sirop. Segmentul este proiectat astfel încât să poată oferi un flux optim, iar fața sa sferică acoperită dur previne uzura.

Rulment auto-lubrifiat 

Modelele unei supape cu bilă segmentă utilizează rulmenți dubli pe tijele inferioare și superioare ale supapelor pentru a oferi o bună stabilitate. Acest lucru face suprafața de contact cu tija mai mare și crește coeficientul scăzut de frecare și capacitatea de transport ridicată, precum și reducerea cuplului de operare.

Scaun de etanșare moale și metalic 

Producătorii de supape cu bilă segmentate produc supapele fie cu scaune din PTFE, fie cu scaune metalice. Materialul depinde de mediul de curgere dorit. Fețele de etanșare a scaunelor metalice sunt acoperite cu un aliaj dur și puternic, în timp ce suprafața bilei este călită folosind crom dur, nitrurare cu plasmă, printre altele. Acest lucru ajută la îmbunătățirea duratei de viață a feței de etanșare, precum și la îmbunătățirea rezistenței la temperatură. Scaunele din PTFE sau RPTFE au performanțe excelente de etanșare, au o rezistență bună la coroziune și sunt de aplicații largi.

Practicitate economică 

Producătorii de supape cu bilă segmentare urmăresc să facă aceste supape cât mai ușoare posibil și cu un cuplu mic al tijei. Astfel de parametri critici de proiectare fac ca supapa să fie instalată cu actuatoare electrice sau pneumatice mici și să fie rentabilă în raport cu dimensiunile mici sau alte clase de supape de reglare.

Selectarea supapelor cu bilă segment 

Tipul operațiunii 

Acesta este cazul în care cineva ar trebui să decidă tipul de mecanism pentru a alimenta actuatorul. Servomotorul poate fi manual, pneumatic sau electric. Tipul de acţionare depinde de sursa de energie disponibilă, de exemplu, electricitate sau aer comprimat, precum şi de cuplul necesar. Servomotoarele pneumatice oferă valori ridicate ale cuplului, în timp ce actuatoarele electrice au un cost inițial ridicat, dar costul lor de funcționare este mai mic față de cele pneumatice.

Materialul carcasei 

Supapa cu bilă segmentă trebuie să fie astfel încât materialul utilizat pentru realizarea carcasei să fie compatibil cu mediul controlat. Materialele diferite au proprietăți diferite, cum ar fi:

Alama este potrivită pentru medii necorozive și neutre, durabilă, rezistă la temperaturi ridicate, nu este potrivită pentru apă sărată, acizi și cloruri.

Oțelul inoxidabil este rezistent la substanțe chimice, rezistent la abraziune, rezistent la temperaturi ridicate, dar nu este bun la cloruri, acizi clorhidric, înălbitor și brom.

Materialul PVC este bun pentru fluide corozive precum acizi, apa sărată, baze și solvenți organici. Cu toate acestea, nu este rezistent la hidrocarburile clorurate și aromatice. Rezistența la temperatură și presiune a PVC-ului este mai mică față de cea a alamei și a oțelului inoxidabil.

Evaluare presiune 

Supapa cu bilă segmentă selectată ar trebui să poată rezista la presiunea maximă și minimă a fluidului în timpul funcționării. Presiunea nominală a supapei cu bilă segment va fi determinată de materialul utilizat la realizarea carcasei. Materialele puternice, cum ar fi oțelul inoxidabil, pot rezista la presiune ridicată în comparație cu materialul PVC.

Temperaturi de lucru 

Materialele supapelor cu bilă segmente diferite pot rezista la diferite niveluri de temperatură de la valori minime la maxime. Intervalul de temperatură al supapei cu bilă segment este determinat de materialul de etanșare și carcasă. Materialul din alamă poate rezista la temperaturi cuprinse între 20°C și 60°C, materialul din oțel inoxidabil poate rezista la temperaturi cuprinse între -40°C și 220°C, în timp ce robinetul cu bilă segment din PVC poate rezista la temperaturi între -10°C și 60°C °C.

Standarde și aprobări 

În funcție de utilizarea supapei cu bilă segment, producătorii de supape ar putea fi nevoiți să respecte anumite standarde de la organismele de reglementare. Acest lucru este adesea necesar pentru supapele care urmează să fie utilizate în apă potabilă, produse alimentare, produse farmaceutice sau gaze.

Servomotoare de supape cu bilă segment 

Supapa cu bilă segment poate folosi diferite tipuri de actuatoare pentru a deschide și a închide. Tipurile de actuatoare care pot fi utilizate de aceste supape includ actuatoare manuale, pneumatice și actuatoare electrice.

Servomotor manual de supapă cu bilă segment 

Acesta este un actuator de supapă cu bilă segment care este alimentat de o mână umană. Acest tip de actuator are un mâner în care operatorul aplică un cuplu pentru a roti mânerul și astfel rotește mecanismul supapei pentru a deschide sau închide supapa.

Servomotor pneumatic cu cremalieră 

Actuatoarele pneumatice cu cremalieră și pinion sunt dispozitive de acționare utilizate în supapele cu bilă segment pentru deschiderea, rotirea și închiderea supapei după cum este necesar. Aceste dispozitive de acționare transformă energia aerului comprimat folosind cilindri pneumatici în mișcare rotativă oscilantă. Aceste actuatoare necesită gaz uscat, curat și procesează pentru a fi furnizat de o stație centrală de aer comprimat.

Servomotor electric

Aceste actuatoare sunt utilizate în supapele cu bilă segment pentru a controla închiderea și deschiderea supapei. Aceste actuatoare pot asigura mișcare rotativă sau liniară. După cum sugerează și numele, aceste dispozitive de acționare folosesc electricitatea pentru a-și îmbunătăți activitatea. Cuplul de deschidere/închidere a supapei este transmis folosind un arbore pentru deschiderea sau închiderea supapei.

Aplicații ale supapelor cu bilă segment

• Supapele cu bilă segmentate sunt utilizate pentru a controla fluxul în industria hârtiei și a celulozei.
• Aceste supape sunt folosite pentru a controla fluxul de substanțe chimice în uzinele chimice.
• Sunt utilizate în stațiile de tratare a apelor uzate, deoarece pot lucra pe particule solide.
• Ele sunt utilizate în industriile energetice pentru a controla fluxul de fluide de încălzire și răcire.
• Sunt folosite în industria petrolieră, deoarece pot rezista la produse inflamabile.
• Supapele cu bilă segment sunt utilizate în industriile farmaceutice pentru a regla fluxul de compuși de producție.
• Sunt folosite în industria alimentară datorită ușurinței de curățare și întreținere.

Avantajele supapelor cu bilă segment 

• Supapele cu bilă segment au randament ridicat.
• Aceste supape au un design simplu.
• Designul supapelor cu bilă segmentate le face de greutate și volum reduse.
• Aceste supape sunt ușor de dezasamblat și reparat.
• Designul supapelor cu bilă segmentate le face să aibă o etanșare perfectă.
• Ele pot oferi scăderi de presiune scăzute și debite mari.
• Supapa cu bilă segmentă se deschide și se închide rapid.
• Aceste supape sunt ușor de curățat.

Dezavantajele supapelor cu bilă segment 

• Cavitățile din jurul scaunului tind să provoace blocaje.
• Atunci când este utilizat în particule solide, se poate eroda și, astfel, începe să curgă lichid și să cedeze.

Depanarea supapei cu bilă segment 

Scurgeri în garnitură 

• Nuci de glande slăbite. Strângeți piulițele glandei slăbite.
• Garnitură uzată. Înlocuiți garnitura presetupei.
• Tija este corodata sau striata. Curățați tulpina sau înlocuiți-o, precum și garnitura prestupa.
• Cutia de presa este corodata. Curățați-l și înlocuiți garnitura presetupei. Supapa cu bilă segment poate fi înlocuită dacă are coroziune în exces.

Scurgeri pe garnitura plăcii inferioare 

• Nuci libere. Strângeți piulițele.
• Garnitura este deteriorată. Înlocuiți garnitura.
• Coroziune/deteriorări în zona de etanșare. Curățați coroziunea sau înlocuiți placa și corpul în funcție de nivelul deteriorării.

Prin scurgere de lichid prin orificiu 

• Segmentul nu se află în poziţia de închidere completă. Fixați cursa limită de apropiere în servomotor.
• Alinierea greșită între scaun și segment. Slăbiți garnitura presetupei pentru a centra segmentul. Asigurați-vă că strângeți din nou garnitura presetupei după aliniere, astfel încât să aibă un cuplu suficient.
• Medii prinse sau solidificate. Curățați arcul scaunului și suprafețele de etanșare.
• Scaun de etanșare deteriorat. Înlocuiți garniturile deteriorate.
• Segmentul sau scaunul este deteriorat. Înlocuiți după cum este necesar.

Cuplul supapei cu bilă segment mare 

• Piulițe glandei prea strânse. Reduceți cuplul piulițelor presetupe la nivelurile recomandate de producătorul supapei cu bilă segment.
• Segmentul de acționare în sens invers, decupându-l astfel de pe scaun. Faceți să piardă dispozitivul de fixare a căptușelii pentru a reangaja scaunul și segmentul în poziție închisă. Îmbunătățiți cuplul de fixare a căptușelii după ce segmentul și scaunul sunt aliniate.
• Dispozitivul de acţionare/operator nu este aliniat cu tija supapei. Slăbiți elementele de fixare și modificați baza de montare pentru a fi paralelă și asigurați-vă că operatorul este centrat. Strângeți elementele de fixare.
• Rulment deteriorat. Inlocuieste-l.
• Segment sau scaun deteriorat. Înlocuiți după cum este necesar.
• Medii acumulate sau solidificate. Scoateți mediul din cavitatea supapei, scaun, segment și curățați suprafețele de etanșare.
• Supapa cu bilă segmentă a fost instalată într-o orientare greșită. Supapa trebuie instalată conform etichetei indicatorului de debit.

rezumat 

O supapă cu bilă segmentă este o supapă cu bilă care face un sfert de tură pentru a deschide/închide fluxul de fluid. Această supapă are un segment cu bilă sferică goală susținut de rulment și arbore pe partea de acționare a supapei. Celălalt capăt al acestei supape are un rulment și un stâlp. Bila segmentată se rotește în jurul unui pivot pentru a realiza o singură etanșare continuă în amonte într-o poziție închisă. Etanșarea acestui robinet cu bilă segment este obținută printr-un elastomer flexibil sau un inel de scaun flexibil care presează pe segmentul sferic. Corpul supapelor cu bilă segment este realizat din materiale rezistente, în principal oțel inoxidabil, cu construcție fără flanșe sau cu flanșe.

Robinetele cu bilă segment pot fi clasificate ca supape cu bilă cu segment de intrare laterală și supape cu bilă cu segment de intrare superior. Aceste supape folosesc un design și o tehnologie care le ajută să funcționeze chiar și în fluide vâscoase și nămoluri. Aceste supape sunt utilizate în multe industrii, cum ar fi petrochimic, farmaceutic, prelucrarea alimentelor, tratarea apelor uzate, procesarea chimică, printre altele. Robinetele cu bilă segmentate au multe aplicații datorită caracteristicilor lor superbe, cum ar fi ușurința de curățare, ușurința de reparare și întreținere, design simplu, dimensiuni și greutate reduse, rezistență la coroziune și rezistență ridicată la suportul nămolurilor. Parametrii importanți de luat în considerare atunci când achiziționați un robinet cu bilă segment sunt tipul de actuator, presiunea nominală, temperaturile de lucru, materialele carcasei, standardele și aprobările.