В чем разница между шаровым краном и задвижкой

Both globe and gate valves are essential to control components in various piping systems today. Each type of valve differs in appearance, structure, and practical use. However, globe and gate valves have some similarities in appearance; both function as cutting off in the pipeline. Therefore, many people will be confused between the two. However, if you look closely, the difference between the globe and gate valves is still quite significant.

В этой статье я расскажу вам о разнице между шаровыми и шиберными клапанами.

1. Различные структуры

Gate valves and globe valves are shut-off valves, the two most common types of valves.

1.1 Различные формы

The gate valve is taller than the globe valve, and the globe valve is longer than the gate valve for the same bore. In particular, open stem valves require a higher height space.

1.2 Уплотнительная поверхность

Уплотнительная поверхность задвижки обладает особой способностью к самоуплотнению. Его золотник под действием давления среды плотно соприкасается с уплотнительной поверхностью седла клапана, что позволяет добиться герметичности.

Наклон золотника клиновой задвижки обычно составляет 3 ~ 6 градусов. При чрезмерном закрытии или изменении температуры золотник легко заклинить. Поэтому в конструкциях клиновых задвижек для высоких температур и высокого давления принимаются специальные меры по предотвращению заклинивания золотника.

1.3 Степень износа

Задвижка открывается и закрывается, уплотнительная поверхность золотника и седла всегда соприкасается и взаимно трётся, поэтому уплотнительная поверхность легко изнашивается. Однако, особенно когда клапан находится в закрытом состоянии, разница давления между передней и задней частями золотника огромна, и износ уплотнительной поверхности становится более серьезным.

2. Принцип работы

2.1 Золотниковый клапан

Шаровой клапан открывается и закрывается с помощью поднимающегося штока, т.е. поворотом маховика. Маховик будет следовать за штоком во вращательном и подъемном движении. Задвижка поворачивает маховик так, что шток совершает подъемное движение, а положение самого маховика остается неизменным. Расход варьируется, при этом задвижки требуют полного открытия или закрытия, а шаровые краны - нет. У шаровых кранов есть определенное направление входа и выхода. Задвижки не имеют направления входа и выхода.

2.2 Задвижки

Кроме того, задвижка полностью открывается или полностью закрывается только в двух состояниях, ход открытия и закрытия затвора значительный, а время открытия и закрытия увеличивается. У шаровых кранов ход перемещения тарелки гораздо меньше, и тарелка может останавливаться в определенном месте движения для регулирования потока. Задвижка может использоваться только для отсечения и не имеет других функций.

3. Сравнение характеристик задвижек и шаровых кранов

3.1 Характеристики задвижек

3.1.1 Преимущества：

Сопротивление потоку жидкости незначительно.

Коэффициент сопротивления потоку обычной задвижки составляет около 0,08 ~ 0,12, в то время как ожидаемый коэффициент сопротивления шарового крана составляет около 3,5 ~ 4,5.

Силы открытия и закрытия пренебрежимо малы. Поэтому среда может течь в обоих направлениях.

3.1.2 Недостатки：

Сложная конструкция, большие размеры по высоте, легкий износ уплотнительной поверхности.

3.2 Характеристики запорных клапанов

3.2.1 Преимущества：

Простая структура.

Хорошая герметичность.

Простота изготовления и обслуживания.

3.2.2 Недостатки: 

Значительное сопротивление жидкости, усилие открытия и закрытия.

Задвижки и шаровые краны относятся к полностью открытым и запорным типам арматуры, как отсекающие, так и подключаемые к среде, и не должны использоваться в качестве регулирующих клапанов.

Their characteristics determine the application range of globe valves and gate valves. When a better shut-off seal is required in smaller channels, we should use more globe valves. We should use gate valves in steam pipelines and large diameter water pipelines as fluid resistance is generally required to be small.

4. Различия в методах установки

4.1 Способы установки запорных клапанов

4.1.1 Как среда поступает из-под катушки

4.1.1.1 Преимущество установки

Преимущества такого способа установки в том, что сальник не находится под давлением, когда клапан закрыт, а также в том, что он продлевает срок службы наполнителя. А замену сальника можно проводить, когда трубопровод перед клапаном находится под давлением.

4.1.1.2 Недостатки установки

Его недостатки: движущий момент клапана более значителен, примерно в один раз превышает расход, осевое усилие на штоке клапана велико, а ветвь легко изгибается. Поэтому этот способ, как правило, применим только для шаровых клапанов малого диаметра (DN50 ниже). Поэтому выбирается шаровой клапан DN200 выше.

4.1.2 Среда сверху на пути притока

Другой способ - это способ подачи среды сверху. (Электрические шаровые краны обычно используются при способе входа среды сверху). Недостатки способа подачи среды сверху прямо противоположны недостаткам способа подачи среды снизу.

4.2 Установка задвижки

В случае ограниченного пространства для установки необходимо уделить внимание выбору. Задвижка может полагаться на давление среды, чтобы плотно закрыть уплотнительную поверхность для достижения эффекта отсутствия утечки. При открытии и закрытии золотника клапана и уплотнительной поверхности седла всегда должны соприкасаться и притираться друг к другу.

Поэтому уплотнительная поверхность подвержена износу. Кроме того, когда задвижка близка к закрытию, разница давления между передней и задней частями трубопровода значительна, что делает износ уплотнительной поверхности более серьезным.

5. Различия в производительности

5.1 Сопротивление потоку

Шаровой клапан может использоваться как для отсечки, так и для регулирования потока. Сопротивление жидкости у шарового клапана относительно велико, и для его открытия и закрытия требуется больше усилий. Однако ход открытия и закрытия короткий из-за малого расстояния тарелки клапана от уплотнительной поверхности.

Задвижка потому и задвижка, что она может быть только полностью открытой и полностью закрытой. Когда она полностью открыта, сопротивление потоку среды в канале корпуса клапана практически равно 0. Однако затворная пластина находится далеко от уплотнительной поверхности, поэтому пространство и время закрытия увеличиваются.

5.2 Установка и направление потока

Поток через задвижку в обоих направлениях одинаков. Поэтому мы не требуем консультаций по импорту и экспорту при установке. Среда может течь в обоих направлениях.

The globe valve, on the other hand, needs to be installed in strict accordance with the direction marked by the arrow on the valve body. There is also an explicit provision on the import and export direction of the globe valve, China’s valve “three to” the flow direction of the globe valve is always used from top to bottom.

Шаровой клапан низкий в высокий. Снаружи очевидно, что трубопровод не находится в фазе горизонтальной линии. Путь потока задвижки в горизонтальной линии. Ход задвижки более значителен, чем у шаровых кранов.