Най-често срещаният тип клапан в света днес е вероятно клапанът. Милиони са в употреба и повечето са под носа ти или буквално под ръцете ти, докато си миеш в мивката. Точно така - кранът на клапана е всъщност глобус, скрит под лъскаво покритие от хром. Тези утилитарни устройства за контрол на потока също са сърцето на всеки маркуч. Всъщност водопроводната индустрия използва повече клапани днес, отколкото всеки друг индустриален сегмент.
И все пак глобусът е и вентил на предпочитание в почти всички отрасли, в които дебитът трябва да бъде регулиран. Основният клапан на земното кълбо също е подобен на неговия по-сложен братовчед, многоредовия управляващ клапан. Всъщност регулиращият вентил е наистина само вентил с вградени звънци и свирки под формата на автоматичен контрол, балансирана работа, позиционер, контролер, кръгове за обратна връзка и др.
Фигура 1. Болт на вентила на капака на капака 
Фигура 2. Клапан от кована стомана (FS) 
Фигура 3. Вентил за затваряне под налягане 
Фигура 4. Клапан Y- образен клапан за херметизиране на клапата НАЙ-НАЙ-ДОБРИТЕ ИЗПОЛЗВАНИ ЗА ГЛОБИ
Въпреки че вентилът може да бъде използван като блок или изолиращ вентил, той е проектиран главно за регулиране на потока в частично отворено положение, докато шлюзовите вентили са проектирани за напълно отворено или напълно затворено положение. Когато се разглеждат клапани за вентили за включване и изключване, изборът на дизайн трябва да бъде внимателно обмислен, тъй като поддържането на плътно уплътнение срещу силната сила на натискане нагоре върху диска е трудно.
Дизайнерите на тръбопроводи, когато определят клапан, разглеждат преди всичко колко добре емулира прави тръба, докато е в отворено положение. Клапани като типа на вратата, пеперудата и пълния порт вършат много добра работа в това отношение. Въпреки това, вентилът на земното кълбо, поради сложния си път на вътрешен поток, не се справя добре при имитирането на прави тръбопровод. Вместо това ъгловият зигзагообразен поток създава триене на флуида, което на свой ред забавя потока на флуида през клапана. Измерването на "Cv" (или измерването на коефициента на скоростта на потока) за клапани със същия размер и вентилационни клапани ще бъде значително различно, тъй като вентилът осигурява малко съпротивление на потока, докато е в отворено положение.
Механизмът за затваряне на вентила, който се нарича диск или щепсел, може да се обработва в много различни форми. При смяна на формата на диска скоростта на протичане през вентила при отварянето му може да варира значително в зависимост от броя на завъртанията на стеблото. Повечето услуги използват по-често срещания или "конвенционален" дизайн на топка или сферичен тип диск, защото отваря повече от други конструкции за всяко дадено движение на стъблото. Дизайнът на V-образния диск се използва за фино регулиране чрез широка гама от проценти на отваряне и е адаптивен към всички размери на клапаните. Дизайнът на иглените дискове се използва за много фино регулиране на потока, но обикновено само за по-малки размери. Когато се изисква абсолютно изключване или когато има проблем с уплътняването на течности с минимални суспендирани частици, в диска или в седалката може да се постави мека седалка от еластомер.
ТРИМАТА
В клапаните на клапаните, компонентите, които носят тежестта на флуидния поток по време на операцията за затваряне, се наричат тапицерия. Те са седалката и дисковете, стеблото и понякога хардуер, който свързва стеблото към диска. Правилното проектиране на тапицерията и подходящата селекция на материалите за подстригване са от решаващо значение за максималната експлоатация и продължителността на всеки клапан, особено клапаните на клапаните, които имат голямо фрикционно натоварване на флуид и сгъстен път на потока. Тъй като седалката и дискът се приближават, скоростта и турбулентността се увеличават, като създават потенциал за увреждане чрез кавитация и ерозия. Тази повишена скорост може да доведе до изяждане на тапицерията, което води до внезапно изтичане на вентил в затворено положение. Когато се използва глобус, за да се контролират високо корозиращи флуиди, щетите от кавитацията и ерозията могат да бъдат комбинирани. Понякога този дефект изглежда като тънък парче в седалката или диска, който се нарича изтегляне на тел. Ако обаче не бъде ремонтирано бързо, тази първоначална малка пътека може да се разшири и да се превърне в основен път на изтичане.
При по-малките бронзови вентили, облицовката е същият материал като останалата част от клапана или подобна бронзова сплав с по-голяма якост. На железобетонни клапани обичайният материал за подстригване е бронз. Обозначението за тази облицовка на железните вентили е "IBBM", което означава "желязно тяло, монтирано в бронз". Стоманените клапани се предлагат в разнообразие от материали, но обикновено имат един или повече елементи от серията 400 мартензитни неръждаеми стомана. Използват се и твърди облицовки като Stellite, както и неръждаеми стомани от серия 300 и медни никелови сплави.
ОБРАЗЦИ И ПРОЕКТИ
Globe клапаните се предлагат в три основни модела. Най-често срещаният образец е "Т", където стеблото е перпендикулярно на тръбната линия. Подобно на модела Т е ъгловият образец, но потокът се завърта на 90 градуса във вентила, за да може ъглов клапан да служи както за устройство за управление на потока, така и за тръбопровод с дължина 90 градуса. Гъвкавият вентил на ъгъла все още е често използван върху котлите и е моделът, използван за повечето дросели в производствените мощности за петролни кладенци, наречени коледни елхи.
Дизайнерите на клапани не са се задоволили с основния дизайн на клапаните. Докато други по-стари конструкции на клапаните, като например видовете и вилиците, са останали почти същите като преди 100 години, дизайнерите са опънали границите на клапана, за да го превърнат в високопроизводително устройство за контрол на потока.
Третият и най-новият дизайн, образецът "Y", е разработен в усилията да се намали турбулентността, която се случва в тялото на вентил, както и да се осигури по-твърд дизайн. При този тип глобус, капакът, стъблото и дискът са наклонени на 30 градуса до 45 градуса, което води до по-равномерна траектория на потока и по-малко триене на флуида. Това намалено триене означава по-малко потенциал за ерозивно повреждане на клапана, както и по-добри общи характеристики на потока за тръбната система.
Глобус клапани идват в различни дизайни на капака, и всеки дизайн има своя цел. За малките бронзови вентили, най-популярен е дизайнът на вътрешните винтове. При този дизайн нишките на стъблото се намират в обвивката за налягане / флуид на капака на клапана. Такава конструкция е лесна за производство, но има един недостатък - нишките са изложени на технологичната течност. В резултат критичните нишки на стъблото могат да бъдат повредени, когато са изложени на корозивна течност. Въпреки това, този тип вентил обикновено се използва за вода или пара с ниско налягане.
При клапани, по-големи от около NPS 2 или за клапани с корозивно действие, дизайнът на капака - където нишките на ствола са извън обвивката за налягане / течност - са много предпочитани. Най-често срещаният от тях дизайн се нарича външен винт и иго, известен също като OS & Y, който е най-разпространеният дизайн за по-големи индустриални глобули.
Връзката между тялото и капака на клапаните се предлага в разнообразни дизайни. Както по-малки бронзови клапани, така и резбови съединения и капаци на съединителя, докато болтовете на болтовете се намират на повечето клапани от стомана и желязо. Корпусът за уплътняване под налягане се използва на клапани с високо налягане и високотемпературни глобуси, като тези с дизайн Y образец.
СВЪРЗВАНЕТО НА КОЛЕЛАТА
Глобус клапаните и бойлерите са свързани буквално и по образец повече от 150 години. Всъщност клапаните на клапаните са толкова критични за котлите, че американското командване на асоциациите на машиностроителните инженери (ASME) и кодексът за налягането на съдовете подсказват как клапаните трябва да се използват при обслужване на котли. Първият вентил на изходната линия на котела е обикновено спирателен вентил, известен също като спирателен вентил за връщане или спиране на котела. Стоп-проверка е всъщност два клапана в един-глобус клапан за регулиране на потока и възвратен клапан за предотвратяване на обратния поток. Дискът на стоп-проверка не е прикрепен към стеблото, но е насочен в капака на клапана - позволява да се движи свободно нагоре и надолу, когато стъблото е повдигнато. Това позволява регулиране на скоростта на потока, но когато възникне обратния поток, разкаченият диск функционира като бутален контролен клапан и бързо се затваря, за да се предотврати обратния поток в котела. При необходимост от по-строго изключване спирачният ограничител може да се спусне, за да се предотврати движението на диска в напълно отворено положение.
В допълнение към регулирането на изхода на котела, спирачният вентил се използва и за други приложения, при които комбинирането на затварящ клапан и клапан за вентилация има смисъл за дизайнера на тръбопроводите.
Друго приложение на котел за глобални клапани проследява своето наследство обратно на железен кон. Когато видите снимки на локомотив с огромни парчета пара, стърчащи отстрани, вие гледате на работещ вентилационен клапан на котела. Вентилаторът за издухване позволява отделяне на излишната вода от котел, който от време на време се изисква. Задвижващите клапани са все още в употреба на стационарни котли.
Адаптивен дизайн
Глобус клапанът не само стартира клапанната индустрия като цяло, но и създаде сегмента на огромния клапан за управление, който съществува днес. Дизайнерите на контролната система взеха оригиналния клапан и го трансформираха в автоматично регулиращо устройство, за да разрешат проблемите с управлението на течностите по по-продуктивен начин. Първоначално тези клапани за регулиране на налягането са били разработени за контрол на пара в котли и помпи. Тези ранни регулиращи клапани, известни още като регулатори, сега се наричат контролни клапани и се използват навсякъде в почти всяка индустрия, изискваща контрол на течностите.
Дизайнът на глобулите също е много адаптивен към услугите, различни от регулирането или блокирането на ръчното колело или задвижването. Ако вземете стандартен глобус клапан, свалете манивелата му и втулката на иглите и ги заменете с калибрирана пружина или противотежест, глобусът става предпазен клапан. Ако извадите същите ръчни колела и втулка на иглите и ги замените с поплавък и лост, той се превръща в клапан за регулиране на нивото. И вероятно най-видимата адаптация на клапана на клапата е пожарния хидрант, който е вентил на клапата с джобно колело и джобно втулка, заменен с дълъг удължител и шапка.
Малката е по-добра
За разлика от някои от другите конструкции на клапани като портата и пеперудата, глобусът обикновено не се произвежда в много големи размери. Това е отчасти защото голямата площ на диска, действаща директно върху стеблото, създава много по-голяма сила от това, което се създава за вход или друг вентил от същия размер. По-големите клапани, работещи при високи диференциални налягания, почти винаги изискват някаква механична помощ за затваряне под налягане, обикновено под формата на ръчен или моторизиран задвижващ механизъм или в някои случаи с ръчно колело с чук. Поради голямата повърхност на клапанния диск и налягането, упражнявано върху диска отдолу, големите клапани с ниско налягане изискват допълнителна якост в конструкцията на капака, за да не се огъват и да се изпускат зад седалките, докато са в затворено положение.
Макар че много големи глобус клапани не са често срещани, малки глобус клапани, които пасват на дланта на ръката ви. Тези малки клапани, които обикновено се произвеждат от твърд бар, се използват широко за инструментални клапани в научна среда, приложения за вземане на проби от флуиди или навсякъде, където се изисква регулиране на течности с малък диаметър. Много от тях са типове дискове с игли и осигуряват много прецизен контрол на потока. Някои от тях са снабдени с различни тръбни връзки, които позволяват лесно свързване с тръбопроводите. Докато повечето стъбла на вентилационните клапи са от въртящ се тип, някои имат не-въртящи се стъбла, за да се намали възможността за гниене на стъблото.
По-голямата част от клапаните са предназначени за регулиране на потока, но някои специално разработени типове Y-образни шаблони с високо налягане са добре запознати с плътно запечатване на потока от флуиди при блокиране или при изключване. Тъй като дискът се движи надолу директно върху седалката, тягата на стъблото се прехвърля директно в силата на сядане. Това позволява практически цялото задвижващо изходно усилие да бъде използвано за запечатване на клапана срещу изтичане. Най-често тези глобуси с високо налягане се изграждат с уплътнение под налягане вместо с болтове. Корпусът за уплътняване под налягане повишава запечатваемостта си, тъй като вътрешното налягане на флуида се увеличава.
Глобус клапаните обикновено имат предпочитана посока на потока, което обикновено се потвърждава от стрелка, щампована или хвърлена навън от тялото на клапана. За повечето водопроводни и индустриални приложения основната посока на потока е нагоре спрямо диска. Този поток нагоре е по-гладък по и около диска и осигурява свободно въртене на диска върху стеблото, което позволява на вентила да намери правилната си седалка или "приляга" при затваряне. При някои приложения, като блокиране при високо налягане или обслужване при изключване, предпочитаната посока на потока е надолу върху горната част на диска, а не под него. Но тези ситуации са рядкост.
СТАНДАРТИ И МАТЕРИАЛИ
Дизайнът и конструкцията на вентилаторите са обхванати от редица промишлени спецификации. Странно е, че Американския петролен институт (API), който има стандарти за всички други големи типове клапани, няма стандарт за глобални вентили, по-големи от NPS 2. Таблица 1 изброява някои от по-често срещаните стандарти за клапани.
Материалите, използвани в конструкцията на вентилационните клапани, преминават от най-ниските сурови сплави от основен бронз до супер никел. Бронзът все още е най-използваният глобус клапан материал, следван отблизо от желязо и стомана. За криогенни приложения клапаните от неръждаема стомана и бронз глобус са популярни, изискващи само удължен капак, за да се запази площта на уплътнителната жлеза от замръзване.
Таблица 1. Стандартни стандартни клапани
MSS SP-42 - Клас 150, устойчив на корозия, порта, глобус и реверсивни вентили
MSS SP-80 - Бронзови врати, глобус, ъглови и затварящи вентили
MSS SP-85 - Глобус със сив желязо и ъглови вентили, фланцови и резбовани краища
MSS SP-118 - Компактен стоманен глобус и реверсивни вентили (химическа и нефтена рафинерия)
API 602 - стоманена врата, глобус и затварящи клапани за размери dn 100 (NPS 2) и по-малки за нефтената и газовата промишленост
BSI 1873 - Спирателни и затварящи клапани от стоманени глобуси и глобуси (фланци и краища за заваряване) за нефтената, нефтохимическата промишленост и свързаните с нея индустрии
ISO 12149 - Клапани с гръбначен капак от стоманена ламарина за общо приложение
MSS - Сдружение за стандартизация на производителите на индустрията за вентили и монтаж
API - Американски петролен институт
BSI - Британски институт по стандартизация
ISO - Международна организация по стандартизация
Независимо дали контролира водата в банята в кран, масло в рафинерия или пара в електроцентрала, клапани "войник на" 24 часа в денонощието. Въпреки че основният им дизайн не се е променил много след 150 години, тези благородни членове на семейството на клапаните продължават да работят добре и трябва да осигурят ценно обслужване на индустрията за контрол на потока през следващите 150 години.
