Βαλβίδες σφαιρώναποτελούν βασικό στήριγμα στον έλεγχο των υγρών εδώ και 200 ​​χρόνια και πλέον βρίσκονται παντού. Ωστόσο, σε ορισμένες εφαρμογές, τα σχέδια βαλβίδων σφαιρών μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη διαχείριση της ολικής διακοπής λειτουργίας του υγρού. Οι βαλβίδες σφαιρών χρησιμοποιούνται συνήθως για τον έλεγχο της ροής του υγρού. Η ενεργοποίηση/απενεργοποίηση της βαλβίδας σφαίρας και η χρήση διαμόρφωσης διακρίνονται στο εξωτερικό των σπιτιών και των επιχειρηματικών κατασκευών, όπου τοποθετούνται συχνά βαλβίδες.

Ο ατμός και το νερό ήταν απαραίτητα για τη Βιομηχανική Επανάσταση, αλλά αυτές οι δυνητικά επικίνδυνες ουσίες έπρεπε να περιοριστούν. Οβαλβίδα σφαίραςείναι η πρώτη βαλβίδα που απαιτείται για την αποτελεσματική ολοκλήρωση αυτής της εργασίας. Ο σχεδιασμός της βαλβίδας σφαίρας ήταν τόσο επιτυχημένος και άρεσε πολύ που οδήγησε στην πλειονότητα των μεγάλων παραδοσιακών παραγωγών βαλβίδων (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman και Jenkins) να λάβουν τις αρχικές τους πατέντες.

Βαλβίδες πύληςπροορίζονται για χρήση είτε σε πλήρως ανοιχτές είτε σε πλήρως κλειστές θέσεις, ενώ οι βαλβίδες σφαιρών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βαλβίδες μπλοκ ή απομόνωσης, αλλά είναι σχεδιασμένες να είναι μερικώς ανοιχτές για τον έλεγχο της ροής κατά τη ρύθμιση. Θα πρέπει να δίνεται προσοχή στις αποφάσεις σχεδιασμού κατά τη χρήση βαλβίδων σφαιρών για βαλβίδες απομόνωσης και ενεργοποίησης-απενεργοποίησης, καθώς είναι δύσκολο να διατηρηθεί μια σφιχτή σφράγιση με σημαντική ώθηση στο δίσκο. Η δύναμη του υγρού θα βοηθήσει στην επίτευξη θετικής σφράγισης και θα διευκολύνει τη σφράγιση όταν το υγρό ρέει από πάνω προς τα κάτω.

Οι βαλβίδες σφαιριδίου είναι ιδανικές για εφαρμογές βαλβίδων ελέγχου λόγω της ρυθμιστικής τους λειτουργίας, η οποία επιτρέπει εξαιρετικά λεπτή ρύθμιση με ρυθμιστές θέσης και ενεργοποιητές που συνδέονται με το καπό και το στέλεχος της βαλβίδας σφαίρας. Διαπρέπουν σε πολλές εφαρμογές ελέγχου υγρών και αναφέρονται σε αυτές τις εφαρμογές ως "Τελικά Στοιχεία Ελέγχου".

έμμεση διαδρομή ροής

Το Globe είναι επίσης γνωστό ως βαλβίδα σφαίρας λόγω του αρχικού στρογγυλού σχήματός του, το οποίο εξακολουθεί να κρύβει την ασυνήθιστη και περίπλοκη φύση της διαδρομής ροής. Με οδοντωτά τα άνω και κάτω κανάλια, μια πλήρως ανοιχτή σφαιρική βαλβίδα εξακολουθεί να παρουσιάζει σημαντική τριβή ή φραγμό στη ροή του υγρού σε αντίθεση με μια πλήρως ανοιχτή πύλη ή σφαιρική βαλβίδα. Η τριβή του υγρού που προκαλείται από την κεκλιμένη ροή επιβραδύνει τη διέλευση μέσω της βαλβίδας.

Ο συντελεστής ροής ή "Cv" μιας βαλβίδας χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ροής μέσω αυτής. Οι βαλβίδες πύλης έχουν εξαιρετικά ελάχιστη αντίσταση ροής όταν βρίσκονται στην ανοιχτή θέση, επομένως το Cv θα είναι ουσιαστικά διαφορετικό για μια βαλβίδα πύλης και μια βαλβίδα σφαιρών του ίδιου μεγέθους.

Ο δίσκος ή το βύσμα, που χρησιμεύει ως ο μηχανισμός κλεισίματος της σφαιρικής βαλβίδας, μπορεί να κατασκευαστεί σε διάφορα σχήματα. Ο ρυθμός ροής μέσω της βαλβίδας μπορεί να αλλάξει σημαντικά με βάση τον αριθμό περιστροφών του στελέχους όταν η βαλβίδα είναι ανοιχτή αλλάζοντας το σχήμα του δίσκου. Ο πιο τυπικός ή «παραδοσιακός» σχεδιασμός καμπυλωτών δίσκων χρησιμοποιείται στην πλειονότητα των εφαρμογών, επειδή ταιριάζει καλύτερα από άλλα σχέδια σε μια συγκεκριμένη κίνηση (περιστροφή) του στελέχους βαλβίδας. Οι δίσκοι θύρας V είναι κατάλληλοι για όλα τα μεγέθη σφαιρικών βαλβίδων και έχουν σχεδιαστεί για περιορισμό λεπτής ροής σε διάφορα ποσοστά ανοίγματος. Ο στόχος των ειδών βελόνας είναι η απόλυτη ρύθμιση ροής, ωστόσο συχνά προσφέρονται μόνο σε μικρότερες διαμέτρους. Ένα μαλακό, ελαστικό ένθετο μπορεί να εισαχθεί στο δίσκο ή στο κάθισμα όταν απαιτείται πλήρης απενεργοποίηση.

Επένδυση βαλβίδας σφαιρών

Το πραγματικό κλείσιμο από εξάρτημα σε εξάρτημα σε μια σφαιρική βαλβίδα παρέχεται από το καρούλι. Το κάθισμα, ο δίσκος, το στέλεχος, το πίσω κάθισμα και περιστασιακά το υλικό που συνδέει το στέλεχος στον δίσκο αποτελούν την επένδυση μιας βαλβίδας σφαίρας. Η καλή απόδοση και η διάρκεια ζωής οποιασδήποτε βαλβίδας εξαρτώνται από τη σχεδίαση επένδυσης και την επιλογή υλικού, αλλά οι βαλβίδες σφαιρών είναι πιο ευάλωτες λόγω της υψηλής τριβής υγρών και των περίπλοκων διαδρομών ροής. Η ταχύτητα και οι αναταράξεις τους αυξάνονται καθώς το κάθισμα και ο δίσκος πλησιάζουν ο ένας τον άλλο. Λόγω της διαβρωτικής φύσης του ρευστού και της αυξημένης ταχύτητας, είναι δυνατό να προκληθεί ζημιά στην επένδυση της βαλβίδας, γεγονός που θα αυξήσει δραματικά τη διαρροή της βαλβίδας όταν είναι κλειστή. Το Stringing είναι ο όρος για ένα σφάλμα που εμφανίζεται περιστασιακά ως μικρές νιφάδες στο κάθισμα ή στο δίσκο. Αυτό που ξεκίνησε ως μια μικρή διαδρομή διαρροής μπορεί να αναπτυχθεί και να μετατραπεί σε σημαντική διαρροή εάν δεν διορθωθεί έγκαιρα.

Το πώμα βαλβίδας σε μικρότερες βαλβίδες μπρούτζινου σφαιριδίου είναι συχνά κατασκευασμένο από το ίδιο υλικό με το σώμα ή περιστασιακά από ένα πιο στιβαρό κράμα που μοιάζει με μπρούτζο. Το πιο τυπικό υλικό μπομπίνας για βαλβίδες από χυτοσίδηρο είναι ο μπρούτζος. IBBM, ή "Iron Body, Bronze Mounting", είναι το όνομα αυτής της σιδερένιας επένδυσης. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά υλικά επένδυσης διαθέσιμα για χαλύβδινες βαλβίδες, αλλά συχνά ένα ή περισσότερα στοιχεία επένδυσης είναι κατασκευασμένα από μαρτενσιτικό ανοξείδωτο χάλυβα σειράς 400. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται σκληρά υλικά όπως stellite, ανοξείδωτοι χάλυβες σειράς 300 και κράματα χαλκού-νικελίου όπως το Monel.

Υπάρχουν τρεις βασικοί τρόποι λειτουργίας για τις βαλβίδες σφαιρών. Το σχήμα «Τ», με το στέλεχος κάθετο στη ροή του σωλήνα, είναι το πιο χαρακτηριστικό.
,
Παρόμοια με μια βαλβίδα T, μια γωνιακή βαλβίδα περιστρέφει τη ροή στο εσωτερικό της βαλβίδας κατά 90 μοίρες, λειτουργώντας τόσο ως συσκευή ελέγχου ροής όσο και ως γωνία σωλήνα 90 μοιρών. Στα «χριστουγεννιάτικα δέντρα» πετρελαίου και φυσικού αερίου, οι γωνιακές σφαιρικές βαλβίδες είναι ο τύπος της βαλβίδας ρύθμισης τελικής εξόδου που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται συχνά πάνω από λέβητες.
,
Η σχεδίαση "Y", η οποία είναι η τρίτη σχεδίαση, προορίζεται να σφίξει τη σχεδίαση για εφαρμογές on/off, ενώ μειώνει την τυρβώδη ροή που εμφανίζεται στο σώμα της σφαιρικής βαλβίδας. Το καπό, το στέλεχος και ο δίσκος αυτού του τύπου σφαιρικής βαλβίδας έχουν γωνία 30-45 μοιρών για να κάνουν τη διαδρομή ροής πιο ευθεία και να μειώσουν την τριβή του υγρού. Λόγω της μειωμένης τριβής, η βαλβίδα είναι λιγότερο πιθανό να υποστεί διαβρωτική ζημιά και τα γενικά χαρακτηριστικά ροής του συστήματος σωληνώσεων βελτιώνονται.