Perché le valvole a sfera possono essere aperte e chiuse rapidamente?

Il motivo per cuivalvole a sferapossono ottenere aperture e chiusure rapide grazie alla loro struttura meccanica unica e al design fluidodinamico. Il componente di apertura e chiusura è una sfera con un foro passante circolare, che può essere guidata dallo stelo della valvola per ruotare di 90 gradi attorno al proprio asse per completare il cambio di stato: quando il foro passante della sfera è allineato con l'asse della tubazione, la valvola è completamente aperta; Dopo aver ruotato di 90 gradi, il foro passante è perpendicolare alla tubazione e la valvola è completamente chiusa. Questo design a "quarto di giro" semplifica l'azione di apertura e chiusura in un movimento rotatorio all'interno di un unico piano, accorciando notevolmente il percorso operativo.

Dal punto di vista della struttura meccanica, la palla delvalvola a sferaadotta un metodo di tenuta "contatto in linea" o "contatto superficiale" con la sede della valvola. Prendendo come esempio una valvola a sfera flottante, la sfera si sposterà verso la sede della valvola di uscita sotto la pressione del fluido, formando una tenuta auto-ermetica e riducendo la resistenza di attrito durante l'apertura e la chiusura; La valvola a sfera fissa è supportata dai cuscinetti degli steli della valvola superiore e inferiore, in modo che la sfera debba superare solo la piccola forza di attrito tra la sede della valvola e la sfera durante la rotazione. Questo design rende la sfera quasi insensibile alla resistenza del fluido durante la rotazione, particolarmente adatta per condizioni di alta pressione. Ad esempio, nell'industria petrolchimica, le valvole a sfera pneumatiche DN300 possono completare l'apertura e la chiusura in 0,5 secondi, molto più velocemente delle valvole a saracinesca o delle valvole a globo che richiedono rotazioni multiple.

Le caratteristiche fluidodinamiche migliorano ulteriormente la capacità di risposta rapida delvalvola a sfera. Il canale di flusso della valvola a sfera a passaggio totale è completamente coerente con il diametro interno della tubazione e non vi è quasi alcuna caduta di pressione durante il passaggio del fluido. Non ci sarà alcuna resistenza aggiuntiva dovuta all'inerzia del mezzo durante l'apertura e la chiusura. Al contrario, il disco della valvola a farfalla può ostruire alcuni canali di flusso durante la rotazione, provocando una spinta inversa del fluido sul disco e influenzando la velocità di apertura e chiusura; La saracinesca della valvola a saracinesca deve essere sollevata e abbassata verticalmente, con una corsa lunga ed è facilmente influenzata dalla viscosità del mezzo. I dati sperimentali mostrano che nelle tubazioni DN200, il tempo di apertura e chiusura delle valvole a sfera è inferiore del 40% rispetto a quello delle valvole a farfalla con la stessa specifica e inferiore del 70% rispetto a quello delle valvole a saracinesca.

Inoltre, il metodo di azionamento della valvola a sfera supporta anche la sua rapida apertura e chiusura. Gli attuatori pneumatici, elettrici o idraulici possono erogare istantaneamente una coppia elevata, spingendo la sfera a completare una rotazione di 90 gradi entro 0,1 secondi. Ad esempio, in un sistema di arresto di emergenza del gas naturale, una valvola a sfera pneumatica può interrompere il flusso d'aria entro 0,3 secondi ricevendo segnali elettrici, prevenendo efficacemente l'aggravarsi degli incidenti. Questa capacità di risposta al "livello di millisecondo" non ha eguali nelle tradizionali valvole manuali.