Защо сферичните кранове могат да се отварят и затварят бързо?

Причината защосферични крановемогат да постигнат бързо отваряне и затваряне се крие в тяхната уникална механична структура и дизайн с динамика на флуидите. Компонентът за отваряне и затваряне е сфера с кръгъл проходен отвор, който може да бъде задвижван от стеблото на клапана, за да се завърти на 90 градуса около собствената си ос, за да завърши превключвателя на състоянието - когато проходният отвор на сферата е подравнен с оста на тръбопровода, вентилът е напълно отворен; След завъртане на 90 градуса проходният отвор е перпендикулярен на тръбопровода и вентилът е напълно затворен. Този дизайн на "четвърт оборот" опростява отварянето и затварянето във въртеливо движение в рамките на една равнина, което значително съкращава работния път.

От гледна точка на механичната структура, топката насферичен кранвъзприема метод на уплътняване с "линеен контакт" или "повърхностен контакт" с леглото на клапана. Като вземем за пример плаващ сферичен кран, топката ще се движи към седалката на изходния клапан под натиска на средата, образувайки самоуплътняващо уплътнение и намалявайки съпротивлението на триене по време на отваряне и затваряне; Фиксираният сферичен кран се поддържа от лагерите на горното и долното стебло на клапана, така че топката трябва само да преодолее малката сила на триене между леглото на клапана и топката при въртене. Този дизайн прави сферата почти незасегната от съпротивлението на течността по време на въртене, особено подходящо за условия на високо налягане. Например, в нефтохимическата промишленост, пневматичните сферични кранове DN300 могат да завършат отварянето и затварянето за 0,5 секунди, много по-бързо от шибърите или сферичните вентили, които изискват множество завъртания.

Характеристиките на динамиката на течността допълнително подобряват способността за бърза реакция насферичен кран. Каналът на потока на сферичния кран с пълен отвор напълно съответства на вътрешния диаметър на тръбопровода и почти няма спад на налягането, когато течността преминава през него. Няма да има допълнително съпротивление поради инерцията на средата по време на отваряне и затваряне. За разлика от това, дискът на дроселната клапа може да възпрепятства някои от каналите на потока по време на въртене, карайки течността да упражнява обратна тяга върху диска и да повлияе на скоростта на отваряне и затваряне; Вратата на шибъра трябва да се повдига и спуска вертикално, с дълъг ход и лесно се влияе от вискозитета на средата. Експерименталните данни показват, че в тръбопроводи DN200 времето за отваряне и затваряне на сферичните кранове е 40% по-кратко от това на дроселните клапи със същата спецификация и 70% по-кратко от това на шибърните кранове.

В допълнение, методът на задвижване на сферичния кран също осигурява подкрепа за бързото му отваряне и затваряне. Пневматичните, електрическите или хидравличните задвижващи механизми могат незабавно да изведат висок въртящ момент, карайки сферата да завърши завъртане на 90 градуса в рамките на 0,1 секунди. Например, в система за аварийно изключване на природен газ, пневматичен сферичен кран може да прекъсне въздушния поток в рамките на 0,3 секунди чрез получаване на електрически сигнали, ефективно предотвратявайки ескалацията на инциденти. Тази способност за реакция на "ниво на милисекунда" е несравнима с традиционните ръчни вентили.