1. Общее описание клапана
1.1 Определение продукта и область применения
Эксцентриковый полушаровой клапан — это тип клапана, в котором полушарие открывается и закрывается посредством вращения эксцентрикового кривошипа. Его ключевые особенности заключаются в следующем:
Конструкция с эксцентриситетом: Центр вращения полушария (затвора) смещён относительно центра седла клапана, что обеспечивает отсутствие трения между уплотнительными поверхностями при открытии и закрытии, значительно снижает износ и увеличивает срок службы.
Высокоэффективный механизм уплотнения: При закрытии эксцентриковый кривошип постепенно вдавливает полушарие в седло, формируя металлическое жёсткое уплотнение или эластичное мягкое уплотнение (в зависимости от условий эксплуатации). Особенно подходит для агрессивных сред с частицами, волокнами, шламом, склонными к загрязнению или абразивному износу.
Сферы применения:
Очистка промышленных сточных вод, производство бумаги, транспортировка оксида алюминия, гидроочистка золы на электростанциях, городские системы отопления, трубопроводы с рудным шламом и др.;
Подходит для отсечки или регулирования двухфазных потоков (твёрдо-жидких / газо-твёрдых смесей), высокоскоростных и абразивных сред, где традиционные шаровые клапаны не справляются.
1.2 Расшифровка модели
Пример типовой модели: Q347F
Q: Тип шарового клапана;
3: Привод (червячный редуктор);
4: Тип соединения (фланцевое);
7: Конструкция (эксцентриковый полушаровой клапан);
F: Материал уплотнительной поверхности (PTFE или фторопласт; возможно металлическое уплотнение типа Y).
Типы исполнения:
Верхнее исполнение: Эксцентриковый вал демонтируется сверху корпуса клапана (обслуживание без демонтажа трубопровода, подходит для подземной установки или ограниченного пространства);
Боковое исполнение: Компактная конструкция корпуса, двунаправленный поток, подходит для трубопроводных систем с жёсткими требованиями к пространству.
2. Основные технические параметры
2.1 Давление и стандарты испытаний
Номинальное давление (PN): PN10 (1.0MPa), PN16 (1.6MPa), PN25 (2.5MPa), PN40 (4.0MPa), Class 150~Class 2500 (ANSI);
Давление при испытании на прочность: 1.5 × номинального давления (удержание ≥15 минут без деформации или утечки);
Давление при испытании на герметичность: 1.1 × номинального давления (удержание ≥15 минут без протечек); специальное испытание на герметичность при низком давлении (например, 0.6MPa для газо-твёрдых смесей).
2.2 Условия эксплуатации
Рабочая температура:
Седло из PTFE: от -29℃ до +180℃ (кратковременно до 200℃);
Металлическое уплотнение или специальные модифицированные материалы (например, PEEK): от -29℃ до +425℃ (для пара и абразивных сред);
Рабочие среды: вода, сточные воды, пар, нефть, природный газ, шлам, бумажная масса, зола, оксид алюминия, слабокислые и слабощелочные жидкости, а также другие смеси с частицами / волокнами;
Материалы корпуса/крышки: литая сталь (WCB), нержавеющая сталь (CF8/CF8M), ковкий чугун (QT450), сталь для сероводородных сред (NACE MR0175);
Материалы эксцентрикового вала/полушария: легированная закалённая сталь (нитрирование / хромирование), износостойкая нержавеющая сталь (2Cr13/316), устойчивая к эрозии;
Материалы седла: PTFE, фторопласт, металлическое уплотнение или модифицированные полимеры — в зависимости от условий эксплуатации.
Мягкое и жёсткое уплотнение
Мягкое уплотнение: PTFE, усиленный PTFE (подходит для чистых сред и систем с низким давлением);
Жёсткое уплотнение: легированная нитрированная сталь, наплавка карбида вольфрама, биметаллическое уплотнение (износо- и термостойкое, подходит для абразивных и высокотемпературных условий).
2.3 Размеры конструкции
Номинальный диаметр DN40~DN1600 соответствует размерам фланцев (GB/T 9113 / ASME B16.5) или сварным концам (ASME B16.25). Строительная длина соответствует GB/T 12221 (прямоточный тип) или стандарту API 6D. Конструкция с полным проходом (диаметр канала полушария соответствует диаметру трубопровода), потери напора стремятся к нулю.
3. Конструкция и принцип работы
3.1 Анализ ключевых компонентов
Корпус и крышка клапана: цельнолитая или сварная конструкция, соединение через средний фланец (уплотнение O-кольцом / гибкий графит), верхнее исполнение позволяет демонтаж компонентов сверху;
Эксцентриковый кривошип: вал закреплён в корпусе клапана через подшипники, один конец соединён с полушарием, другой — с ручным приводом или червячным редуктором;
Полушарие (затвор): цельное или полое, соосное с трубопроводом в открытом положении; уплотнительная поверхность отполирована или наплавлена износостойким сплавом;
Седло: плавающее металлическое седло (компенсация износа по оси и радиусу), уплотнение за счёт пружины или давления среды (двойная эксцентриковая конструкция с автоматическим центрированием);
Уплотнительная система: мягкое уплотнение (PTFE и др.) или жёсткое (металл по металлу), с огнестойким и антистатическим исполнением (для газовых сред).
2. Механизм работы
Процесс открытия: вращение маховика против часовой стрелки приводит к небольшому повороту эксцентрикового кривошипа, полушарие отходит от седла и прячется в боковой части корпуса клапана, обеспечивая свободный поток среды (полный проход);
Процесс закрытия: вращение маховика по часовой стрелке заставляет эксцентриковый кривошип постепенно прижимать полушарие к седлу, контакт уплотнительных поверхностей происходит только в момент полного закрытия, что исключает трение и износ в процессе;
Эксцентриковое клиновое уплотнение: эксцентриситет кривошипа усиливает клиновое давление, при закрытии полушарие всё плотнее прижимается к седлу, компенсируя износ и обеспечивая надёжное двустороннее уплотнение (особенно при перепадах давления).
Преимущества конструкции:
Безфрикционная конструкция открытия/закрытия решает проблему длительного износа уплотнительных поверхностей у традиционных шаровых клапанов;
Полушарие скрыто в корпусе, что снижает прямое воздействие среды на уплотнение, а самоочищающаяся структура канала предотвращает накопление загрязнений.
4. Стандарты и сертификация
Стандарты проектирования: GB/T 12237 (стальные шаровые клапаны), API 6D (нефтегазовые трубопроводы), ASME B16.34 (давление и температура);
Стандарты испытаний: GB/T 13927 (общие испытания на давление), JB/T 9092 (надёжность мягкого уплотнения), API 598 (огнестойкость);
Стандарты соединений: GB/T 12221 (строительная длина), ASME B16.25 (сварные концы);
Специальная сертификация: API 607 / 6FA (огнестойкое исполнение), ISO 15156 (устойчивость к сероводороду), EN 1797-1 (пригодность для кислородной среды).
5. Рекомендации по выбору
1. Выбор материалов
Вода / пар / нефть: углеродистая сталь (WCB) + седло из PTFE (экономичный вариант);
Сточные воды / бумажная масса / частицы: нержавеющая сталь (CF8M) + седло из закалённого сплава (износостойкое и коррозионностойкое);
Газ / криогенные среды: низкотемпературная сталь (LCB) + огнестойкая и антистатическая конструкция (опционально седло из PEEK).
2. Верхнее исполнение vs боковое исполнение
Верхнее исполнение: обслуживание без демонтажа трубопровода, подходит для подземной установки или частого технического обслуживания;
Боковое исполнение: компактная конструкция с двусторонним уплотнением, подходит для ограниченного пространства или высоконапорных двухфазных потоков.
Мягкое уплотнение: PTFE, усиленный PTFE (подходит для чистых сред и систем с низким давлением);
Жёсткое уплотнение: легированная нитрированная сталь, наплавка карбида вольфрама, биметаллическое уплотнение (износо- и термостойкое, подходит для абразивных и высокотемпературных условий).
3. Размеры конструкции
Номинальный диаметр DN40~DN1600 соответствует размерам фланцев (GB/T 9113 / ASME B16.5) или сварным концам (ASME B16.25). Строительная длина соответствует GB/T 12221 (прямоточный тип) или API 6D. Конструкция с полным проходом (диаметр канала полушария соответствует диаметру трубопровода), потери напора стремятся к нулю.
3. Конструкция и принцип работы
1. Анализ ключевых компонентов
Корпус и крышка клапана: цельнолитая или сварная конструкция, соединение через средний фланец (уплотнение O-кольцом / гибкий графит), верхнее исполнение позволяет демонтаж компонентов сверху;
Эксцентриковый кривошип: вал закреплён в корпусе клапана через подшипники, один конец соединён с полушарием, другой — с ручным приводом или червячным редуктором;
Полушарие (затвор): цельное или полое, соосное с трубопроводом в открытом положении; уплотнительная поверхность отполирована или наплавлена износостойким сплавом;
Седло: плавающее металлическое седло (компенсация износа по оси и радиусу), уплотнение за счёт пружины или давления среды (двойная эксцентриковая конструкция с автоматическим центрированием);
Уплотнительная система: мягкое уплотнение (PTFE и др.) или жёсткое (металл по металлу), с огнестойким и антистатическим исполнением (для газовых сред).
Hot Tags:
