3.1.7.08. Шаровой кран «EFFEBI» серия «MOON 3W WPA» с пневмоприводом

Простота конструкции, высокая надежность и работоспособность распределительно-смесительной арматуры – шарового крана серии MOON3W^® WPA сочетается со 100% герметичностью изделия. Безупречная внешняя и внутренняя герметичность шарового крана обеспечивается уплотнительными материалами, обладающими самосмазывающимися свойствами, в результате чего практически не подвергаются износу. Если соблюдать условия монтажа и эксплуатации, шаровый кран серии MOON3W^® WPA работоспособен в течение 50 и более лет.

100% шаровых кранов серии MOON3W^® WPA по нормативу 97/23/CE протестировано на внутреннюю и внешнюю герметичность посредством пневматических установок с электронным контролем.

Серия «MOON 3W^®WPA» стального индустриального шарового крана фирмы «EFFEBI» – это трехходовой тип трубопроводной арматуры, применяемой для перенаправления или суммирования (смешения) жидкой или газовой среды.Разница между моделями шарового крана этой серии заключается в конструктивных особенностях сферического затворного устройства. При этом по типу затворного устройства различают два типа таких кранов: L-образные или T-образные. Сечение (отверстие) каналов обоего вида выполнено стандартного типа, поскольку диаметр проходного сечения шарового затвора в зависимости от размера крана составляет около 70-80% от диаметра проходного сечения подводящего трубопровода. Гидравлическое сопротивление потоку жидкости или газа, протекающему через шаровой кран EFFEBI серии MOON 3W^®WPA, вследствие такой конструкции практически равно нулю. Это в конечном результате позитивно сказывается на транспортировке рабочей среды, так как падение давления при увеличении расхода рабочей среды через кран увеличивается не на столь большую величину.

В шаровых кранах EFFEBI серии MOON 3W^® WPA с L-образным шаровым затвором подвод рабочей среды производится через порт «1», а ее выход осуществляется через порты «2» или «3», в зависимости от положения шарового затвора (рис.3.а). Так в положении шарового затвора «А» осуществляется объединение портов «1» и «2», а при повороте ручки крана на четверть оборота в положение «В» – портов «1» и «3».

В шаровых кранах сТ-образным шаровым затвором подвод рабочей среды обычно производится через центральный порт «1», а вот выход в зависимости от разновидности изделия осуществляется либо через оба порта – «2» и «3», либо только через порт «2» или порт «3» (рис.3.б). В шаровом кране EFFEBI серии MOON 3W^® WPA с Т-образным шаровым затвором комбинация соединения выходов производится по схеме «1-2-3» либо по «1-2». Так в положении шарового затвора «А» осуществляется объединение портов «1, 2, 3», а при повороте ручки крана на четверть оборота в положение «В» – портов «1» и «2». При этом в положение «В» затворного шара выход крана «3» перекрывается сплошной (без отверстия) стороной «пробки».

Рис.4. График зависимости давления от температуры рабочей среды крана EFFEBI серия «MOON3W^®WPA»

Допустимые значения температур рабочей среды для шаровых кранов серии MOON 3W^® WPA базовой версии с уплотнениями седла шарового затвора из тефлона PTFE, с корпусом из стали ASTMА105 находятся в диапазоне от -10°C до +180°C, а для изделий из стали AISI316 от -20°С до +180°C (рис.3). Помимо этого фирма EFFEBI изготавливает и поставляет на рынок трубопроводной арматуры стальные шаровые краны серии MOON 3W^® WPA с корпусом из стали AISI316L и стали LF2, имеющие температурный интервал(PTFE) от -20°C до +180°С.

Максимально допустимое давление в инженерной трубопроводной системе, в которой установлен шаровый кран EFFEBI серии MOON 3W^®WPA, зависит как от размера изделия, так и от максимально возможной температуры рабочей среды (рис.4). На основании лабораторных тестов проведенных в фирме EFFEBI было определено, что в пределах эксплуатационных температур рабочей среды от 0°C до 50°C на графике наблюдается стабильность рабочего давления, равного максимально допустимому значению в зависимости от модели стальных шаровых кранов серии EFFEBI серия MOON 3W^®WPA.Так для шарового крана номинальным размером от DN15 до DN32 максимально допустимое значение давления составляет 4,0 МПа, а размером от DN40 до DN100– 1,6 МПа. При дальнейшем росте температуры рабочей среды максимально возможное давление для трубопроводной системы в целом и шарового крана в частности плавно снижается до 0,6 МПа.

Серия «MOON 3W^®WPA» индустриального стального трехходового шарового крана имеет разборный корпус, состоящий из двух частей (рис.5). Составные части корпуса шарового крана: собственно корпус (1) и корпусная гайка (2) – в процессе производства изготавливаются из качественного материала (в зависимости от модели) – углеродистой стали марки A105 или нержавеющей стали марки AISI316. При этом корпус шарового крана EFFEBI серии MOON 3W^®WPA способен выдержать рабочее давление до 4,0 МПа, заданное проектным расчетом на применение изделия в условиях промышленного производства при эксплуатации в системах среднего и низкого давления и высокой температуры.

Изготовление корпуса шарового крана из двух частей диктуется конструкцией шарового затвора, который иначе не установишь внутри изделия. При заводской сборке трехходового шарового крана серии MOON 3W^®WPA составные части корпуса соединяются в единую конструкцию посредством метрической резьбы. Герметичность стыковки составных частей корпуса крана обеспечивают: кольцевая прокладка (6) из тефлона РТРЕ и кольцевое O-ring уплотнение(7) избутадиен-нитрильного каучука NBR. Составная сборная конструкция корпуса позволяет в случае необходимости выполнить ремонт шарового крана с заменой дефектной детали, например седлового уплотнения или шарового затвора. Однако производитель не рекомендует самостоятельно разбирать корпус шарового крана, поскольку это приводит к снятию гарантии поставщика, а также может привести к поломке изделия.

Поверхность корпуса стального шарового крана серии MOON 3W^®WPA в процессе изготовления подвергается механической обработке. При этом внутренняя поверхность крана для снижения гидравлического сопротивления подвергается дробеструйной обработке. Следует отметить, что такая обработка внутренней поверхности шарового крана способствует снижению гидравлического сопротивления потоку рабочей среды. При токарной обработке корпусам шаровых кранов EFFEBI серия MOON 3W^®WPA придается точная геометрическая форма, а в отверстиях фланцев, выполненных по UNI EN 1092 и DIN2501 BL.1,для монтажа в инженерных трубопроводных системах нарезается крепежная метрическая резьба.

Конструкция и материалы стального шарового крана MOON 3W^®WPA размером от DN25, а по запросу DN15-DN20, соответствуют антистатическому исполнению, поскольку между отдельными конструктивными элементами изделия: корпусом и подвижными деталями изделия – штоком и шаром обеспечивается непрерывная электрическая проводимость. В конечном результате предотвращается возможность искрообразования во время открытия-закрытия крана, что имеет немаловажное значение при транспортировке легковоспламеняющихся горючих газов и жидкостей.

Внутреннюю герметичность двухпозиционного шарового трехходового крана серии MOON 3W^®WPA – полное перекрытие потока рабочей среды в положении «закрыто» осуществляется специальной конструкцией шарового затвора (3), имеющего плотный контакт с уплотнительной поверхностью седла клапана. Благодаря шаровому затвору кран способен перекрывать поток рабочей среды, независимо от разницы между давлением на входе и выходе изделия. При этом максимальное дифференциальное давление (перепад давлений) может равняться по величине номинальному рабочему давлению до 40 бар.

Особенностью исполнения шарового затвора крана является то, что по конструкции он выполнен плавающего типа – не в опорах и не имеет жесткой связи со штоком. Система герметизации шарового затвора плавающего типа основана на применении кольцевых уплотнений (5) специальной формы, установленных в кране с двух сторон на посадочные места седла клапана. В закрытом положении крана MOON 3W^®WPA шаровой затвор под воздействием давления рабочей среды со стороны входа плотно прижимается к уплотнительному кольцу седла клапана со стороны выхода. Тем самым обеспечивается потребная внутренняя 100% герметичность крана, что соответствует классу «А» по ГОСТ Р 54808-2011.

Управление шаровым затвором крана серии MOON 3W^®WPA осуществляется посредством штока (4). Конструкцией предусмотрено, что шток вставляется изнутри корпуса крана и надежно сочленяется с запорным шаром (3) посредством шипа. На штоке шарового крана серии MOON 3W^®WPA имеется буртик системы ANTI BLOW OUT, которая не позволяет вырвать шток из корпуса крана при создании в системе высокого давления даже при откручивании сальниковой гайки, например при замене сальникового уплотнения. Кроме того на штоке выполнена канавка для кольцевого O-ring уплотнения.

Внешняя герметичность шарового крана серии MOON 3W^®WPA помимо кольцевых уплотнений (6 и 7) соединения корпуса с корпусной гайкой обеспечивается также запатентованной системой тройного уплотнения штока с эффектом лабиринта. Система тройного уплотнения штока включает в себя плоское кольцевое уплотнение (8) высокого давления из тетрафторэтилена (тефлона) марки PTFE,кольцевое O-ring уплотнение(9) низкого давления из фторкаучука марки VITON и верхнего запатентованного уплотнения (10) среднего и низкого давления. Две тарельчатые пружинистые шайбы (13)осуществляют саморегулирование степени уплотнения системы герметизации при перемещениях и подвижках штока.

Плоское кольцевое уплотнение (8) высокого давления установлено между буртиком системы ANTI BLOW OUT штока и корпусом. При создании в шаровом кране давления рабочей среды буртик вместе с уплотнением PTFE прижимается к посадочному месту, которое выполнено в корпусе изделия, чем и обеспечивается надежная герметизация штока со стороны высокого давления. Использование плоского тефлонового уплотнения способствует также снижению коэффициента трения в этом уплотнительном узле при повороте штока, что в свою очередь уменьшает крутящий момент, потребный для управления шаровым краном.

Верхнее кольцевое уплотнение (10), которое, по сути, выполняет функцию сальника, установлено на дно горловины (сальниковой камеры) корпуса крана. Оно представляет собой пару тефлоновых колец специальной конической формы, причем одно кольцо выполнено с внутренней конусностью, а другое с внешней. Такое исполнение пары колец обеспечивает автоматическое саморегулирование степени уплотнения штока. Так, например, при повышении в шаровом кране внутреннего давления рабочей среды происходит пропорционально большее взаимное заклинивание конических уплотнительных колец штока. Тем самым достигается требуемая 100% герметизация штока и всего изделия в целом.

Стальной индустриальный шаровой кран EFFEBI серия «MOON3W^®WPA» относится к классу ремонтируемой, восстанавливаемой арматуры и это является одним из самых важных преимуществ изделий этого типа. Если у трубопроводной арматуры других производителей начинается течь рабочей среды по штоку через сальниковое уплотнение, то неисправный кран заменяют новым изделием. У крана MOON 3W^®WPA при затягивании сальниковой гайки(14)давление передается через сальниковую шайбу (11) на систему герметизации штока, которая вновь приходит в рабочее состояние. После регулировки новое положение сальниковой гайки фиксируется блокировочной стальной пластиной (15). Регулировка сальникового уплотнения обеспечивает расчетное (30000) количество циклов «ON-OFF» изделия и тем самым обеспечивается ремонтопригодность шарового крана серии MOON 3W^®WPA. Кроме того в каталоге фирмы «EFFEBI» имеются уплотнения ко всем типам шаровых кранов, поэтому дефектную сальниковую прокладку можно заменить аналогичным изделием.

На корпусе стального трехходового распределительно-смесительного крана EFFEBI серии MOON 3W^®WPA установлен пневматический исполнительный механизм четвертьоборотного (неполноповоротного) типа в зависимости от модели одностороннего или двустороннего действия. Механизм привода смонтирован в компактном корпусе (16) с торцевыми крышками (17), которые выполнены из алюминиевого сплава.

Каждый изготовленный пневмопривод проходит заводскую проверку на соответствие техническим условиям. Немаловажное значение имеет тот факт, что у шарового крана серии MOON 3W^®WPA степень защиты пневмопривода от воздействия окружающей среды соответствует классу IP67 по ГОСТ14254. В течение всего срока эксплуатации пневмопривод не требует дополнительного обслуживания, причем смазка механизма привода выполняется при сборке устройства и обеспечивает работу изделия в процессе длительной эксплуатации. Однако если в процессе эксплуатации возникает необходимость обновить смазку, то следует применять масло, совместимое сбутадиен-нитрильным каучуком NBR.

Пневмопривод сертифицирован по ATEX II 2 G для эксплуатации во взрывоопасных условиях.

Корпус шарового крана серии MOON 3W^®WPA предусмотрен с монтажной площадкой по стандарту ISO 5211 для установки пневматического привода посредством специального крепежного комплекта типа K1GA (рис.4). В комплект входит опора (1), закрепляемая на монтажной площадке по стандарту ISO5211 корпуса крана посредством четырех стальных оцинкованных винтов (3). Крепление привода на опоре осуществляется также четырьмя стальными оцинкованными винтами (4). Крепежные винты имеют класс прочности 8.8 по DIN 912 и цилиндрическую головку с внутренним шестигранником под специальный инструмент. Между штоком крана и валом привода устанавливается переходник (2), который также входит в комплект крепежной опоры

Применение пневматического привода позволило обеспечить посредством шарового крана серии MOON 3W^®WPA дистанционное управление потоками рабочей среды (открытие или перекрытие). В зависимости от назначения устройства пневмопривод шарового крана серии MOON 3W^®WPA может управляться как в ручном режиме с диспетчерского пульта, так и в автоматическом режиме по сигналам командного прибора. Следует отметить, что автоматический режим работы шарового крана серии MOON 3W^®WPA является наиболее совершенным способом, который обеспечивает возможность дистанционного управления изделием на потенциально опасных производствах. Это объясняет то, что такой способ управления, особенно в случае частых и периодических переключений, например для регулирования потоков в трубопроводных системах, находит все большее распространение.