что такое редуцированный шаровой кран
Полнопроходные и редуцированные шаровые краны: особенности конструкции, область применения, маркировка
Подвижным элементом любого шарового крана служит затвор сферической формы, благодаря чему эти запорные устройства и получили своё название.
Запорный элемент крепится внутри корпуса на штоке, перпендикулярном оси трубопровода. Для пропуска либо перекрытия прохода рабочей среды по оси шара выполнено сквозное отверстие: при повороте штока на 90 градусов кран функционирует в положении «открыто», либо «закрыто». По пропускной способности механизмы запорной арматуры делятся на полнопроходные, пропускная способность которых составляет 90-100 % и редуцированные, с параметром пропуска менее 80 %.
Особенности конструкции полнопроходного крана
Основной чертой, характеризующей полнопроходные механизмы, служит внутренний диаметр отверстия, который по величине практически равен диаметру трубы проводящей системы, в то время как редуцированные имеют зауженный. Безвозвратные потери удельной энергии (гидравлическое сопротивление) при проходе рабочего вещества через такую конструкцию очень незначительны, что сделало её незаменимой составляющей линейных участков различных трубопроводов. Хорошие отзывы потребителей заслужили шаровые полнопроходные краны от компании HANSA FLEX – популярного на мировом рынке производителя гидравлики, чья продукция обязательно проходит контроль качества и реализуется с предоставлением гарантийных обязательств.
Отличительные характеристики и сфера применения
Одновременно с низким коэффициентом гидравлических потерь, модели с полным диаметром, в отличие от стандартнопроходных устройств, имеют более высокую:
Сниженная нагрузка на элемент запорной арматуры с полным диаметром позволяет значительно продлить срок службы механизму. Конструкция отличается высокой универсальностью использования:
Подходит для транспортировки практически любой технологической среды: вода, газ, пар и т. д., рекомендуется для систем среднего и малого напора.
Какие параметры должны отображаться в маркировке
По требованию ГОСТ Р 52760- 2007 к параметрам обязательного отражения в маркировке относятся:
Маркировка без указания любого из вышеперечисленных параметров указывает на подделку изделия, соответственно его низкое качество и несоответствие требованиям стандартов. Дополнительно в маркировке может указываться (по усмотрению производителя): товарный знак, диапазон температур, материал уплотнительных прокладок (буквенно-цифровой знак), размер резьбового соединения патрубков и пр.
Что такое редуцированный шаровой кран
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ШАРОВЫХ КРАНОВ ПЕРЕД ДРУГИМИ ЗАПОРНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ?
Шаровые краны являются наиболее совершенными устройствами для современных трубопроводов.
Преимущества шаровых кранов:
— высокая герметичность (класс А);
— легкость перекрытия потока (поворот ручки на 90);
— длительный срок эксплуатации (благодаря цельносварной конструкции).
ПО КАКИМ ПАРАМЕТРАМ РАЗЛИЧАЮТ ШАРОВЫЕ КРАНЫ?
Основные параметры различия шаровых кранов:
— агрегатное состояние рабочей среды (газ, вода);
— номинальное/условное давление в трубопроводе (PN16, PN25, PN40);
— тип присоединения (фланцевый, приварной, муфтовый, комбинированный);
— материал деталей (ст.20, 09Г2С, нержавеющая сталь);
— установка (наземная, подземная);
— климатическое исполнение (У,ХЛ, УХЛ ).
КАКИЕ ОСНОВНЫЕ РАЗЛИЧИЯ КРАНОВ ДЛЯ ГАЗА ОТ КРАНОВ ДЛЯ ВОДЫ?
ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ШАРОВОЙ КРАН ФЛАНЦЕВОГО ИСПОЛНЕНИЯ ОТ ИСПОЛНЕНИЯ ПОД ПРИВАРКУ?
ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ШАРОВОЙ КРАН ФЛАНЦЕВОГО ИСПОЛНЕНИЯ ОТ ИСПОЛНЕНИЯ ПОД ПРИВАРКУ?
Арматура специально подготовлена под приварку. При монтаже присоединительные патрубки привариваются к трубопроводу.
Фланцевое присоединение арматуры выполнено с помощью:
Используется в рабочей среде, находящейся под высоким давлением.
Также в системах теплоснабжения, т. к. эксплуатация в отопительный период требует повышенной надёжности запорной арматуры.
Используется в трубопроводах, на которых предусмотрена частичная разборка и сборка. Предусмотрены для прочистки труб во время монтажа в тех помещениях, в которых категорически запрещена сварка (например, взрывоопасный цех).
Полная герметичность перекрытия и прочность соединения, а значит — высокий уровень безопасности. Приварные краны используют на особо ответственных или труднодоступных точках трубопровода.
Меньше поддаётся коррозии при подземном заложении.
Для изготовления нужно меньшее количество металла, нежели для фланцевого типа
Возможность многократной разборки и сборки соединения.
Быстрая и простая замена арматуры при возникновении аварий.
Невозможность ремонта непосредственно на объекте установки. Такой кран целесообразнее заменить.
Фланцевые соединения слабеют при значительном перепаде температуры или давления транспортируемой среды.
Дороже ввиду большей металлоемкости.
ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ПОЛНОПРОХОДНОЙ КРАН ОТ РЕДУЦИРОВАННОГО?
Диаметр прохода в пробке полнопроходного крана равен условному проходу крана или меньше не более чем на 10 %.
Редуцированный кран имеет условный проход крана более чем 10%. Таким образом, пропускная способность трубопроводной системы со редуцированной арматурой незначительно ниже, чем с полнопроходной.
Полнопроходные краны целесообразно устанавливать на тех участках трубопровода, где нужно максимально снизить коэффициент гидравлического сопротивления.
Стандартнонопроходные/Редуцированные краны дают возможность снизить стоимость запорной арматуры за счёт небольших габаритов и соответственно — меньшего количества расходных материалов. Применение таких кранов целесообразно в тех системах, в которых потери напора не критичны.
КАКИЕ МАТЕРИАЛЫ ИСПОЛЬЗУЕТ ПРЕДПРИЯТИЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ШАРОВЫХ КРАНОВ?
ООО «АЛСО» использует для кранов:
— сталь разных видов (ст 20, ст.09Г2С, 20х13 (AISI 420), ст.3, ст.65Г, ст.60С2А, ст.12х18Н10Т, оцинкованная сталь)
— прочие материалы (фторсилоксан, Ф4К20, (PTFE +20%C, эмаль, «Карбофлекс»)
НА КАКОЙ ДИАПАЗОН РАБОЧЕЙ СРЕДЫ РАССЧИТАНЫ КРАНЫ ALSO?
МОЖНО ЛИ ЗАКАЗАТЬ ШАРОВОЙ КРАН В ПОДЗЕМНОМ ИСПОЛНЕНИИ?
Возможно. Для от DN25 до DN600 мм (PN16 PN25 PN40).
ВОЗМОЖНО ЛИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ НАНЕСЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ШАРОВОГО КРАНА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ?
ВОЗМОЖНО ЛИ ЗАМЕНИТЬ СТАНДАРТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД НА УСТРОЙСТВО ДРУГОГО ПРОИЗВОДИТЕЛЯ?
В стандартной комплектации предусмотрен электропривод PRO GEAR, Rotork но по вашему желанию и по согласованию присоединительных размеров можем заменить на привод любого другого производителя.
ВОЗМОЖНО ЛИ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ ПО ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ЗАКАЗУ?
Да, возможно. ALSO учитывает все пожелания Заказчиков по продукции.
Чтобы подобрать наиболее подходящее для вас устройство, обратитесь к нашим специалистам +7(351) 210-0-210 e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
КАКОЙ СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ ШАРОВЫХ КРАНОВ ALSO?
ALSO Универсальной серии – не менее 30 лет.
КАКИЕ ГАРАНТИЙНЫЕ СРОКИ ПРЕДОСТАВЛЯЕТ ALSO НА СВОЮ ПРОДУКЦИЮ?
Что такое редуцированный шаровой кран
Применение редуцированных шаровых кранов в системах теплоснабжения
Шаровые краны, позволяющие достаточно быстро перекрывать отдельные участки тепловых сетей, находят все большее применение. Слишком быстрое перекрытие тепловых сетей повышает вероятность возникновения гидравлического удара. Этот вопрос рассмотрен в работе [1]. Кроме того, редуцированные шаровые краны снижают капитальные затраты. Вместе с тем при использовании шаровых кранов с редуцированием следует учитывать частоту их установки, а именно: магистральные тепловые сети, ответвления от магистральных тепловых сетей и т.д. Редуцированные шаровые краны имеют условный проход на один или более типоразмеров меньше, чем диаметр трубы, а угол между образующими его конфузора и диффузора называется углом расширения.
Применение редуцирования, в принципе, повышает энергетические затраты на эксплуатацию тепловых сетей (в отличие от полнопроходных шаровых кранов, падением давления в которых можно пренебречь). При этом можно считать, что эксплуатационные энергетические затраты пропорциональны отношению падению давления в отдельном шаровом кране (местное падение давления 5рм) к линейному падению давления в трубопроводе 6рп:
Это отношение, представляющее собой долю местных потерь, можно рассчитывать по формуле [2]:
Фирмы-производители шаровых кранов с редуцированным проходом в своих каталогах приводят значения коэффициента ζ, полученные экспериментальным путем, для различных значений диаметров труб. При этом принимается, что t, для полнопроходных шаровых кранов равно нулю.
Усредненные значения коэффициента местного сопротивления t, редуцированных шаровых кранов по данным рисунков 1 и 2 для условных проходов в диапазоне от 100 мм до 800 мм и с редукцией от 1 до 4 типоразмеров приведены в таблице.
Кроме того, по данным таблицы коэффициент шаровых кранов с редукцией убывает с ростом условного прохода и тем резче, чем больше коэффициент редукции.
На рис. 3 показан коэффициент а (относительная доля местных потерь), рассчитанный по формуле (2), где значения как функция условного прохода D взяты из рис. 2. kэ и l при расчете принимались равными 0,0005 м и 1000 м соответственно.
Таким образом, чтобы оценить величину потерь давления в тепловых сетях при применении редуцированных шаровых кранов, нужно сравнивать потери давления в них с соответствующими потерями давления в магистральных трубах на единицу длины. В качестве примера, оценим эти потери для D=500 мм. В этом случае, согласно рисунку 2, 0(500)=0,25 и 3(500) = 3,7 (коэффициент редукции 1 и 4 соответственно). Тогда по формуле (2) потери составят 1,3 Па/м и 15 Па/м для указанных коэффициентов редукции. Отметим также, что величина 0(500) сопоставима с величиной в гладких отводах при R=4D [2].
Выводы
Рассмотренное применение редуцированных кранов позволяет сделать следующие выводы.
Тот факт, что согласно формуле (2), при ответвлениях от магистралей могут иметь место более значительные потери при длине участков менее 1000 м, не имеет существенного значения в общих потерях давления, т.к. эти величины не суммируются при определении общих потерь по магистрали.
Применение редуцированных шаровых кранов в тепловых сетях возможно в следующих случаях:
— на один типоразмер по отношению к диаметру трубы (без технико-экономических расчетов);
— на основной (наиболее протяженной магистрали) необходим технико-экономический расчет (сравнение потерь энергии при дросселировании и экономии капитальных затрат).
К.т.н. Я.А. Ковылянский, д.т.н. Г.Х. Умеркин, к.ф-м.н. С.А.Дроздов, инж. А.И. Коротков, ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром», г. Москва
ПРИМЕНЕНИЕ РЕДУЦИРОВАННЫХ ШАРОВЫХ КРАНОВ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
ПРИМЕНЕНИЕ РЕДУЦИРОВАННЫХ ШАРОВЫХ КРАНОВ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.
Шаровые краны, позволяющие достаточно быстро перекрывать отдельные участки тепловых сетей, находят все большее применение. Слишком быстрое перекрытие тепловых сетей повышает вероятность возникновения гидравлического удара. Этот вопрос рассмотрен в работе [1]. Кроме того, редуцированные шаровые краны снижают капитальные затраты. Вместе с тем при использовании шаровых кранов с редуцированием следует учитывать частоту их установки, а именно: магистральные тепловые сети, ответвления от магистральных тепловых сетей и т.д. Редуцированные шаровые краны имеют условный проход на один или более типоразмеров меньше, чем диаметр трубы, а угол между образующими его конфузора и диффузора называется углом расширения.
Применение редуцирования, в принципе, повышает энергетические затраты на эксплуатацию тепловых сетей (в отличие от полнопроходных шаровых кранов, падением давления в которых можно пренебречь). При этом можно считать, что эксплуатационные энергетические затраты пропорциональны отношению падению давления в отдельном шаровом кране (местное падение давления 5р м) к линейному падению давления в трубопроводе 6р п:
Это отношение, представляющее собой долю местных потерь, можно рассчитывать по формуле [2]:
Фирмы-производители шаровых кранов с редуцированным проходом в своих каталогах приводят значения коэффициента ζ, полученные экспериментальным путем, для различных значений диаметров труб. При этом принимается, что t, для полнопроходных шаровых кранов равно нулю.
Усредненные значения коэффициента местного сопротивления t, редуцированных шаровых кранов по данным рисунков 1 и 2 для условных проходов в диапазоне от 100 мм до 800 мм и с редукцией от 1 до 4 типоразмеров приведены в таблице.
Кроме того, по данным таблицы коэффициент шаровых кранов с редукцией убывает с ростом условного прохода и тем резче, чем больше коэффициент редукции.
На рис. 3 показан коэффициент а (относительная доля местных потерь), рассчитанный по формуле (2), где значения как функция условного прохода D взяты из рис. 2. k э и l при расчете принимались равными 0,0005 м и 1000 м соответственно.
Таким образом, чтобы оценить величину потерь давления в тепловых сетях при применении редуцированных шаровых кранов, нужно сравнивать потери давления в них с соответствующими потерями давления в магистральных трубах на единицу длины. В качестве примера, оценим эти потери для D=500 мм. В этом случае, согласно рисунку 2, 0(500)=0,25 и 3(500) = 3,7 (коэффициент редукции 1 и 4 соответственно). Тогда по формуле (2) потери составят 1,3 Па/м и 15 Па/м для указанных коэффициентов редукции. Отметим также, что величина 0(500) сопоставима с величиной в гладких отводах при R=4D [2].
Рассмотренное применение редуцированных кранов позволяет сделать следующие выводы.
Тот факт, что согласно формуле (2), при ответвлениях от магистралей могут иметь место более значительные потери при длине участков менее 1000 м, не имеет существенного значения в общих потерях давления, т.к. эти величины не суммируются при определении общих потерь по магистрали.
Применение редуцированных шаровых кранов в тепловых сетях возможно в следующих случаях:
— на один типоразмер по отношению к диаметру трубы (без технико-экономических расчетов);
— на основной (наиболее протяженной магистрали) необходим технико-экономический расчет (сравнение потерь энергии при дросселировании и экономии капитальных затрат).
1. Ковылянский Я.А., Умеркин Г.Х., Дроздов С.А., Кулешов А.С. Анализ работы шаровых кранов всистеме теплоснабжения. // Энергонадзор и энергоэффективность. № 4, 2003.
Редуцированные шаровые краны и их применение в системах теплоснабжения
При использовании редуцированных шаровых кранов следует учитывать частоту из установления, то есть магистральные тепловые сети и их ответвления. Как правило, редуцированные шаровые краны имеют определенные подходы на один, два и больше типовых размеров меньше, чем диаметр самой трубы. Что же касается углов, то углы между образующими диффузора и конфузора называются углами расширения.
В целом применение самого редуцирования увеличивает затраты энергии на эксплуатацию теплоэнергетических сетей. Эксплуатационные затраты энергии пропорциональны отношению падения давления в каждом отдельном шаровом кране. Линейное падение давления в трубопроводе 6рп равняется:
Это же отношение можно рассчитать по такой формуле:
На рисунке № 1 изображены данные для шаровых кранов с углом расширения 90О с диапазоном условных проходов от пятидесяти до пятисот миллиметров. Обозначенный на рисунке условный проход трубопровода соответствует своим значениям, а условный проход шаровых кранов является на один размер меньше. На рисунке № 1 так же указаны данные, благодаря которым очень удобно сравнивать все экспериментальные значения, такие как коэффициент t. Усреднение данных проводилось согласно методу малых квадратов.
На рисунке № 2 изображены данные для шаровых кранов с углом расширения 16О с диапазоном условных проходов от двухсот пятидесяти до восьмисот миллиметров. Прямые линии, изображенные на рисунке № 2, соответствуют редукции на 1-4 размера. На рисунке так же изображены экспериментальные данные отвечающие своим типоразмерам. Усреднение данных на рисунке № 2 проводилось таким же образом, как и на рисунке № 1.
По данным изображенным в таблице, строки – 1 и 2, а так же столбцы – 6-10 можно сделать соответствующие выводы, что коэффициенты шаровых кранов с диапазоном двести пятьдесят и пятьсот миллиметров отличаются на один типоразмер, это может являться следствием небольших экспериментальных погрешностей. Это значит, что коэффициент шаровых кранов практически не зависит от угла расширения с указанным диапазоном.
Усредненные данные коэффициента сопротивления t, шаровых кранов согласно рисунку № 1 и № 2 для условных проходов с диапазоном от ста до восьмисот миллиметров, а так же с редукцией от одного до четырех размеров, приведены в таблицах.
Что касается второй строки таблицы, то там изображены все данные рисунка № 2, с третьей строки по шестую изображены все данные рисунка № 3.
Помимо всего, согласно данным в таблице коэффициент редуцированных шаровых кранов убывает вместе с ростом условного прохода, чем больше коэффициент редукции, тем сильнее убывает рост условного прохода.
На рисунке № 3 изображен коэффициент относительной доли местных потерь, рассчитанные по указанной ранее второй формуле, где значения условного прохода D позаимствованы из рисунка № 2 1 и kэ с расчетами равными 1000 м и 0,0005 м.
Для того чтобы сделать соответствующую оценку величины потерь давления в тепловых сетях с соответствующим применением шаровых кранов, необходимо провести сравнительные работы потери давления в шаровых редуцированных кранах и магистральных трубах на каждую единицу длины трубопровода.
Рассмотренное выше применение редуцированных шаровых кранов, позволяет нам сделать следующие выводы. Согласно выше указанной второй формуле, при незначительных ответвлениях труб от магистралей, могут возникнуть значительные потери, особенно при длине охватываемых участков не меньше 1000 м. Длина менее 1000 м не имеет существенного значения для магистралей, так как эта величина не суммируется при общих потерях на магистрали.
Редуцированные шаровые краны нашли свое применение в тепловых сетях согласно таким случаям как на основной магистрали, на которой необходим технический и экономический расчет, а так же сравнение потерь энергии и экономики капитальных затрат. Также применения возможны в случае экспериментального несоответствия на один типоразмер по отношению к диаметру трубы и на два типоразмера при наличии избыточного напора на участках.