Шаравыя клапаныНа працягу 200 гадоў яны былі асновай кіравання вадкасцю і цяпер сустракаюцца паўсюль. Аднак у некаторых выпадках шаравыя клапаны таксама могуць выкарыстоўвацца для поўнага адключэння вадкасці. Шаравыя клапаны звычайна выкарыстоўваюцца для рэгулявання патоку вадкасці. Шаравыя клапаны з функцыяй уключэння/выключэння і мадуляцыі можна ўбачыць на вонкавых сценах дамоў і камерцыйных будынкаў, дзе часта размяшчаюцца клапаны.

Пара і вада былі неабходныя для прамысловай рэвалюцыі, але гэтыя патэнцыйна небяспечныя рэчывы трэба было стрымліваць.шаравы клапан— першы клапан, неабходны для эфектыўнага выканання гэтай задачы. Канструкцыя шаравога клапана была настолькі паспяховай і папулярнай, што прывяла да таго, што большасць буйных вытворцаў традыцыйных клапанаў (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman і Jenkins) атрымалі свае першыя патэнты.

Засаўкіпрызначаны для выкарыстання ў цалкам адкрытым або цалкам закрытым становішчы, у той час як шаравыя клапаны могуць выкарыстоўвацца ў якасці блакавальных або запорных клапанаў, але прызначаны для частковага адкрыцця для кантролю патоку пры рэгуляванні. Пры выкарыстанні шаравых клапанаў для запорных і двухполюсных клапанаў варта быць асцярожнымі пры праектаванні, бо складана падтрымліваць герметычнасць пры значным ціску на дыск. Сіла вадкасці дапаможа дасягнуць станоўчага ўшчыльнення і палегчыць герметызацыю, калі вадкасць цячэ зверху ўніз.

Шаравыя клапаны ідэальна падыходзяць для рэгулявання дзякуючы сваёй рэгулюючай функцыі, якая дазваляе ажыццяўляць надзвычай дакладнае рэгуляванне з дапамогай пазіцыянераў і прывадаў, падлучаных да вечка і штока шаровага клапана. Яны выдатна падыходзяць для шэрагу задач кіравання вадкасцю і ў гэтых выпадках называюцца «канчатковымі рэгулюючымі элементамі».

непрамы шлях патоку

Шаравой клапан таксама вядомы як шаравы клапан з-за сваёй арыгінальнай круглай формы, якая ўсё яшчэ хавае незвычайны і звілісты характар шляху патоку. Нягледзячы на тое, што верхні і ніжні каналы маюць зубчастыя структуры, цалкам адкрыты шаравы клапан усё яшчэ мае значнае трэнне або перашкоду для патоку вадкасці ў адрозненне ад цалкам адкрытай засаўкі або шаравога клапана. Трэнне вадкасці, выкліканае нахілам патоку, запавольвае праходжанне праз клапан.

Каэфіцыент патоку, або «Cv», клапана выкарыстоўваецца для разліку патоку праз яго. Засаўкі маюць надзвычай мінімальны супраціў патоку, калі яны знаходзяцца ў адкрытым становішчы, таму Cv будзе істотна адрознівацца для засаўкі і шаравога клапана аднолькавага памеру.

Дыск або корак, які служыць механізмам закрыцця шаравога клапана, можа быць выраблены ў розных формах. Хуткасць патоку праз клапан можа значна змяняцца ў залежнасці ад колькасці абаротаў штока, калі клапан адкрыты, шляхам змены формы дыска. Больш тыповая або «традыцыйная» выгнутая канструкцыя дыска выкарыстоўваецца ў большасці выпадкаў прымянення, таму што яна лепш за іншыя канструкцыі падыходзіць для пэўнага руху (кручэння) штока клапана. V-вобразныя дыскі падыходзяць для шаравых клапанаў усіх памераў і прызначаны для дакладнага абмежавання патоку пры розных працэнтах адкрыцця. Абсалютная рэгуляцыя патоку з'яўляецца мэтай ігольчастых тыпаў клапанаў, аднак яны часта прапануюцца толькі ў меншых дыяметрах. Мяккая, пругкая ўстаўка можа быць устаўлена ў дыск або сядло, калі патрабуецца поўнае закрыццё.

Абліцоўка шаравога клапана

Сапраўднае замыканне кампанентаў у шаравым клапане забяспечваецца залатніком. Сядло, дыск, шток, задняе сядло і часам мацаванне, якое мацуе шток да дыска, складаюць аб'ём шаровага клапана. Добрая праца і тэрмін службы любога клапана залежаць ад канструкцыі аб'ёма і выбару матэрыялу, але шаравыя клапаны больш уразлівыя з-за высокага трэння вадкасці і складаных шляхоў патоку. Іх хуткасць і турбулентнасць павялічваюцца па меры набліжэння сядла і дыска адзін да аднаго. З-за каразійнай прыроды вадкасці і павелічэння хуткасці можна пашкодзіць аб'ём клапана, што значна павялічыць уцечку клапана ў закрытым стане. "Нацягванне" - гэта тэрмін для абазначэння няспраўнасці, якая часам выяўляецца ў выглядзе невялікіх лускавінак на сядле або дыску. Тое, што пачалося як невялікі шлях уцечкі, можа павялічыцца і ператварыцца ў значную ўцечку, калі яе своечасова не выправіць.

Затвор клапана на меншых бронзавых шаравых клапанах часта вырабляюць з таго ж матэрыялу, што і корпус, або часам з больш трывалага сплаву, падобнага на бронзу. Найбольш тыповым матэрыялам для чыгунных шаравых клапанаў з'яўляецца бронза. IBBM, або «жалезны корпус, бронзавае мацаванне», — гэта назва гэтай жалезнай дэталі. Існуе мноства розных матэрыялаў дэталі для сталёвых клапанаў, але часта адзін або некалькі элементаў дэталі вырабляюцца з мартэнсітнай нержавеючай сталі серыі 400. Акрамя таго, выкарыстоўваюцца цвёрдыя матэрыялы, такія як стэліт, нержавеючая сталь серыі 300 і медна-нікелевыя сплавы, такія як манель.

Існуе тры асноўныя формы шаравых клапанаў. Найбольш тыповай з'яўляецца Т-вобразная форма са штоком, перпендыкулярным патоку ў трубе.
​
Падобна Т-вобразнаму клапану, вуглавы клапан паварочвае паток унутры клапана на 90 градусаў, выконваючы ролю рэгулятара патоку і калена трубы на 90 градусаў. На нафтагазавых «калядных ёлках» вуглавыя шаравыя клапаны — гэта тып рэгулюючага клапана канчатковай магутнасці, які дагэтуль часта выкарыстоўваецца на катлах.
​
Канструкцыя «Y», якая з'яўляецца трэцяй канструкцыяй, прызначана для ўзмацнення жорсткасці канструкцыі пры ўключэнні/закрыцці, адначасова зніжаючы турбулентны паток, які ўзнікае ў корпусе шаравога клапана. Вечка, шток і дыск гэтага тыпу шаравога клапана размешчаны пад вуглом 30-45 градусаў, каб зрабіць маршрут патоку больш прамым і паменшыць трэнне вадкасці. Дзякуючы зніжэнню трэння, клапан менш схільны да эразійных пашкоджанняў, і агульныя характарыстыкі патоку трубаправоднай сістэмы паляпшаюцца.