Основное отличие задвижек от шаровых кранов заключается в их назначении и конструктивных особенностях внутреннего строения. Задвижка предназначена для полного открытия или закрытия потока жидкости или газа. Благодаря скользящему механизму внутри, жидкость либо выпускается, либо полностью перекрывается. Благодаря такому строению задвижки обычно подходят для операций «включено-выключено» и работают с малыми потерями давления. Они практически не создают сопротивления на линии потока, что дает большое преимущество с точки зрения энергоэффективности.
Шаровой клапан в основном используется для контроля расхода. Система диска и седла в его внутренней структуре ограничивает проход, изменяя направление потока, что позволяет точно регулировать расход. Однако такая структура создает большее сопротивление потоку, поэтому потери давления выше, чем у задвижки. По этой причине шаровые краны предпочтительнее использовать в лабораторных системах, контурах отопления-охлаждения и технологических линиях, где важен контроль расхода, в то время как задвижки в основном применяются в линиях с включением-выключением, таких как инфраструктура, энергетические и пожарные системы.
Скользящий и дисковый механизм
Самое очевидное различие между задвижками и шаровыми кранами заключается в механизме их внутреннего устройства. Задвижки имеют шибер, который перпендикулярно разрезает трубопровод. Эта заслонка движется вверх и вниз, полностью выпуская или полностью останавливая поток. Когда задвижка полностью открыта, она полностью выдвигается из потока и обеспечивает прямолинейное движение. Благодаря такой конструкции в задвижках возникает минимальное сопротивление потоку, а потери давления в системе остаются на очень низком уровне. Благодаря своей простой и надежной конструкции затворный механизм обеспечивает длительный срок службы и не требует особого обслуживания.
Шаровые клапаны имеют более сложную внутреннюю структуру. В этих клапанах есть диск, через который проходит жидкость, и седло, в котором этот диск находится. Поток начинается, когда диск поднимается вверх, и останавливается, когда он опускается вниз. Однако при изменении направления потока внутри корпуса клапана возникает естественное сопротивление. Хотя такая структура позволяет точно контролировать поток, она приводит к увеличению потерь давления. Другими словами, хотя шаровой клапан обеспечивает возможность управления, он может создавать большее потребление энергии.
Включение/выключение или пропорциональное управление?
Задвижки предназначены для работы в режиме «включено-выключено», поэтому их рекомендуется эксплуатировать только в полностью открытом или полностью закрытом положении. Благодаря механизму затвора, когда клапан полностью открыт, жидкость проходит по прямой линии без каких-либо препятствий. Эта особенность сводит к минимуму потери давления и особенно выгодна в системах, где необходимо быстро пропускать большие объемы жидкости. Однако, когда задвижки используются в полуоткрытом положении, турбулентность на краях затвора может привести к износу и утечкам. Поэтому они не являются идеальным решением для систем, где требуется регулирование потока. Пропорциональное управление?
Шаровые клапаны разработаны для пропорционального управления. Диск в своей внутренней структуре перемещается по седлу клапана и постепенно регулирует площадь прохода жидкости. Это делает возможным точное управление потоком. Шаровые клапаны предпочтительны, когда необходимо контролировать расход, давление или направление потока в системе. Особенно незаменимы шаровые клапаны в линиях с непрерывной регулировкой, таких как линии управления технологическими процессами, системы отопления и охлаждения. Однако эта функция точного регулирования имеет и недостаток, такой как высокая потеря давления.
Какому клапану отдать предпочтение?
Задвижки чаще всего используются в системах, где жидкость нужно только открыть или полностью закрыть. Они предпочтительны в системах с большим расходом и низкими требованиями к управлению, таких как системы водоснабжения, канализации, пожаротушения, трубопроводы для транспортировки нефти и природного газа, а также электростанции. В этих областях задвижки имеют значительные преимущества благодаря низким потерям давления, совместимости с трубами большого диаметра и долговечности конструкции. Кроме того, тот факт, что она требует меньше технического обслуживания, делает ее экономичным и практичным решением, особенно в инфраструктурных проектах.
С другой стороны, шаровые клапаны особенно важны в линиях, где требуется точное управление потоком. Химические заводы, лабораторные системы, центральные системы отопления-охлаждения и системы управления технологическими процессами — вот области, где часто используются шаровые клапаны. В этих системах необходимо точно регулировать расход и давление, и тарельчато-щелевая конструкция шарового клапана дает большое преимущество в обеспечении такого регулирования. По сравнению с задвижками шаровой клапан является более эффективным решением для линий, где требуется частое включение-выключение или непрерывная регулировка потока.
Сравнение с точки зрения потери давления и энергопотребления
Задвижки практически не оказывают сопротивления жидкости благодаря прямой линии прохода в их внутренней структуре. Когда задвижка полностью открыта, жидкость движется по прямой линии, и потери давления сводятся к минимуму. Эта особенность обеспечивает большое преимущество с точки зрения энергоэффективности, особенно в трубопроводах с высоким расходом и большой протяженностью. Благодаря свободному прохождению потока используется меньшая мощность насоса, что снижает общее энергопотребление системы.
С другой стороны, шаровые клапаны оказывают значительное сопротивление потоку, поскольку конструктивно изменяют направление потока. Движение диска по седлу клапана и поток через узкий канал вызывают падение давления. Это требует больше энергии для перемещения жидкости. Однако это сопротивление также позволяет точно регулировать поток. Другими словами, шаровой клапан обеспечивает возможность управления, хотя и потребляет больше энергии. По этой причине при проектировании системы предпочтение следует отдавать клапану, отвечая на вопрос, что является приоритетом — энергоэффективность или точное управление потоком.
Обслуживание и долговечность
Задвижки относятся к числу долговечных и не требующих обслуживания типов арматуры благодаря простой внутренней структуре и небольшому количеству подвижных частей. Затворный механизм совершает только движения открытия и закрытия, что снижает вероятность трения и износа. Особенно в системах с небольшим количеством операций открытия и закрытия задвижки могут бесперебойно работать годами. Кроме того, при использовании в трубопроводах большого диаметра они устойчивы к деформации даже под высоким давлением благодаря прочности конструкции корпуса.
С другой стороны, шаровые клапаны имеют больше движущихся частей и динамичную внутреннюю структуру из-за непрерывной регулировки потока. Это может увеличить необходимость в техническом обслуживании, например, износ, износ прокладок или проблемы с уплотнениями с течением времени. Регулярное техническое обслуживание важно для поддержания работоспособности шарового клапана, особенно в линиях, которые часто открываются и закрываются. Однако при выборе качественных материалов и правильной установке шаровые клапаны могут эффективно использоваться в течение длительного времени. Тем не менее, при планировании технического обслуживания шаровые клапаны следует проверять чаще в зависимости от частоты использования и условий окружающей среды.
Задвижка или шаровой клапан?
Выбор задвижки или шарового крана зависит от потребностей и назначения системы. Если система должна только открывать или полностью перекрывать поток и нет необходимости в точной регулировке расхода, то наиболее подходящим выбором будет задвижка. Эти клапаны обладают большими преимуществами с точки зрения низких потерь давления, энергоэффективности и долговечности. Кроме того, поскольку они содержат меньше движущихся частей, необходимость в техническом обслуживании также сведена к минимуму. Благодаря этим характеристикам они особенно идеально подходят для инфраструктурных систем, водопроводных сетей и высокопоточных промышленных линий.
С другой стороны, если необходимо постоянно контролировать объем потока, требуется точная настройка и частые операции открытия и закрытия, лучше выбрать шаровой клапан. Благодаря своим возможностям пропорционального регулирования шаровые клапаны используются во многих ответственных системах — от систем отопления-охлаждения до химических технологических линий. Однако эти преимущества сопровождаются некоторыми недостатками, такими как более высокие потери давления и необходимость более частого технического обслуживания. Поэтому при выборе клапана следует учитывать технические требования системы, цели энергоэффективности и эксплуатационные потребности.
