Ugao globus ventil | Po mjeri ljevaonica & OEM rješenja

1. Uvođenje

An ugaoni ventil je specijalizirani ventil u kojem se put protoka okreće za približno 90° unutar tijela.

Kombinira robusnu sposobnost prigušivanja/kontrole s kompaktnim rasporedom cijevi i lakim pristupom za održavanje.

Kutni ventili se biraju tamo gdje je preusmjeravanje protoka, precizna modulacija, kontrola kavitacije i kompaktni cjevovodi su prioriteti—tipične primjene uključuju kontrolu pare, regulacija napojne vode, Hemijsko doziranje, i HVAC sistemima.

Ovaj članak objašnjava dizajn, performans, odabir i praktične inženjerske podatke tako da možete specificirati, veličine i pouzdano upravljajte ugaonim ventilima.

2. Šta je ugaoni globusni ventil?

An ugao Globe ventil je specijalizirani oblik globus ventila u kojem su ulaz i izlaz raspoređeni približno 90 stepeni jedni drugima, stvaranje an L-oblika put protoka unutar jednog tijela ventila.

Ovo eliminiše potrebu za odvojenim kolenom cijevi i smanjuje ukupni otisak sistema.

Kao i svi globusni ventili, ugaoni ventil reguliše protok fluida pomeranjem a diska (ili utikač) linearno prema a stacionarno sedište.

Njegova ključna prednost leži u kombinovanju preciznost kontrole protoka sa preusmjeravanje toka, što ga čini vrijednim u sistemima gdje je raspored cijevi, prostorna ograničenja, ili upravljanje kondenzatom su kritični.

Ključne karakteristike ugaonih ventila

• Kompaktno preusmjeravanje toka: Ugrađeno okretanje od 90° smanjuje vanjske okove, težina, i pad pritiska iz dodatnih koljena.
• Sposobnost prigušivanja: Pruža stabilnu i preciznu kontrolu protoka, superiorniji od zasuna ili leptir ventila.
• Svestrani dizajn ukrasa: Dostupan sa utikačem, kavez, ili trim diskova sa nagibom za optimizaciju kontrole, minimizirati kavitaciju, ili poboljšati otpornost na eroziju.
• Efikasnost održavanja: Pristup poklopcu i oblogama omogućavaju lakšu inspekciju i zamjenu bez demontaže dugih cijevi.
• Prednosti kondenzata i drenaže: Posebno efikasan u parni servis, gdje ugaoni uzorak olakšava uklanjanje kondenzata i nekondenzirajućih plinova.

3. Osnovni dizajn i komponente ugaonih ventila

The ugaoni ventil je dizajniran da kombinuje preciznu kontrolu protoka sa geometrijom koja štedi prostor.

Njegov dizajn preusmjerava tekućinu kroz a 90° okrenite unutar kućišta ventila, eliminišući potrebu za odvojenim koljenima.

Anatomija ugaonog globusnog ventila

Ključne komponente uključuju:

• Tijelo (uzorak uzorak): Glavna granica pritiska koja formira put protoka u obliku slova L od 90°. Tipično liveno ili kovano.
• Poklopac: Sadrži stabljiku, pakiranje, i vodiče. Učvršćeni ili zavareni na kućište radi zaptivanja.
• Disk/utikač: Pokretni element koji reguliše protok. Može biti ravna, konusni, ili u obliku utikača, ovisno o servisu.
• Seat Ring: Stacionarna zaptivna površina, obično tvrdo obložene ili zamjenjive zbog otpornosti na habanje.
• Stabljika: Povezuje aktuator/ručni točak na disk, obezbeđujući linearno kretanje.
• Pakiranje: Grafit, PTFE, ili elastomerni materijali koji se koriste oko stabljike kako bi se spriječilo curenje.
• Ručni kotač/pogon: Ručni ili automatizirani operater koji osigurava pomicanje stabljike.
• Yoke & Žlijezda: Strukturna podrška za aktuator i podešavanje pakovanja.
• Cage (opciono): Koristi se u kontrolnim varijantama za smanjenje buke, vibracija, i kavitaciju inscenacijom pada pritiska.

Varijante ugaonih ventila

• Ugaoni globusni ventil Y-obrazca: Kombinira preusmjeravanje od 90° s tijelom u obliku slova Y, dodatno smanjenje pada pritiska (Δp 10% niži od standardnih ugaonih dizajna) i poboljšanje kapaciteta protoka (CV 15% viši). Idealan za tečnosti velike brzine (E.g., parne turbine).
• Kutni globusni ventil koji se može ukloniti: Prstenovi sjedišta imaju navoj ili vijke radi lakše zamjene, produžava život ventila za 50% (nema potrebe za zamjenom cijelog tijela ako se sjedište istroši).
• Kutni globusni ventil sa kavezom: Kavez kontroliše poravnanje utikača, smanjenje vibracija i habanja—produžen radni vijek 40% u aplikacijama velikih brzina.
• Nagibni disk vs. Plug Designs: Dizajn nagibnih diskova (disk se okreće za otvaranje/zatvaranje) nude brži odgovor (10% brže od čepnih ventila) ali niža preciznost; Dizajn čepova obezbeđuje ±0,5% tačnost protoka, pogodan za kritičnu kontrolu.

Materijali za konstrukciju

Performanse, izdržljivost, i sigurnost ugaonog ventila u velikoj mjeri zavise od materijala koji se koriste za njegovu izradu tijelo, ukinuti, pakiranje, i zaptivke.

Tijelo & Materijali za poklopac motora

Telo ventila i poklopac čine primarnu granicu pritiska. Uobičajeni izbori uključuju:

Trim Materials (Disk, Sjedalo, Stabljika)

Komponente ukrasa su izložene direktnom kontaktu tečnosti i habanju. Materijali se biraju na osnovu Otpornost erozije, tvrdoća, i zahtjevi za zaptivanje.

4. Mehanički & Performanse zaptivanja ugaonog globusnog ventila

Reputacija ugaonog ventila za usko popuštenje i precizno prigušivanje proizilazi iz njegovog mehaničkog dizajna i karakteristika zaptivanja.

Za razliku od zasuna ili leptir ventila, koji se oslanjaju na klizno ili rotacijsko zaptivanje, globus ugla koristi a linearni kontakt utikač-sjedište, koji koncentriše opterećenje na manjoj površini za efikasno zaptivanje.

Vrste zaptivanja

Kutni ventili su dostupni sa više konfiguracija zaptivanja u zavisnosti od uslova rada:

Performanse klase curenja

Leakage class defines how tightly a valve can shut off under standard test conditions. For angle globe valves, performance depends on dizajn sedišta, materijal sedišta, i test standard.

ANSI / FCI 70-2 (Klase curenja kontrolnog ventila)

• Klasa IV (≤0.01% of rated Cv leakage): Standard for most metal-to-metal seated angle globe valves.
• Klasa V (≤0.0005 ml per psi per inch seat dia. per min): High-integrity sealing for critical isolation (E.g., Dovozna voda kotla, high-pressure steam).
• Klasa VI (nepropusno za mehuriće, ≤0.15 ml/min per inch of seat diameter): Typical for soft-seated angle globe valves with PTFE, Pik, or elastomer seals.

Dvosmjerno vs. Jednosmjerno zaptivanje

• Jednosmjerno zaptivanje: Seat is designed to seal against flow from one direction (inlet → outlet).
  Most common in angle globes, as the 90° flow path naturally directs pressure to the seat.
• Dvosmisleno brtvljenje: Symmetric seat design seals against flow from either direction.
  Used in systems with reverse flow risks (E.g., pump recirculation lines). Dodaje 10-15% na cijenu ventila, ali eliminira zahtjeve za nepovratnim ventilima.

Najbolje prakse za pakovanje stabljika

• Live-Loaded Packing: Opružne žlijezde održavaju stalnu kompresiju pakovanja kako se materijali troše, smanjenje fugitivnih emisija 90% (zadovoljava EPA metodu 21 za VOC).
• Višeslojno pakovanje: Naizmjenični slojevi grafita i metalne folije (za visoke temp) ili PTFE i EPDM (za hemikalije) poboljšati integritet zaptivača - radni vek produžen za 2-3 godine.
• Bonnet Venting: Mali otvori za ventilaciju na poklopcu motora oslobađaju pritisak od degradacije pakovanja, sprečavanje izbijanja stabljike (kritično za sisteme visokog pritiska, ANSI klasa 3000+).

5. Pritisak–Temperatura (P–T) Sposobnost i standardi

Pritisak–temperatura (P–T) performanse ugaonih ventila diktira Izbor materijala, klasa dizajna, i usklađenost sa svjetskim standardima ventila.

Budući da se ugaoni ventili često primjenjuju parni servis, korozivne hemikalije, i kriogenih sistema, precizno poznavanje njihovih granica je ključno za siguran rad i pouzdanost životnog ciklusa.

P–T tablica ocjena za uobičajene materijale

Primjenjivi standardi

Dizajnirani su ugaoni ventili, proizvedeno, i testiran prema strogim međunarodnim kodeksima kako bi se osigurala konzistentnost performansi:

• ASME B16.34 – Definira P–T ocjene, debljina zida, i materijali za industrijske ventile.
• API 602 – Pokriva kovane kuglaste ventile malih prečnika (≤2 inča, Klasa 800–4500), često se koristi u vodovima visokog pritiska.
• ISO 5211 – Standardizira montažne dimenzije aktuatora, omogućavajući zamjenu među proizvođačima aktuatora.
• API 598 / ISO 5208 – Navedite hidrostatičko ispitivanje i ispitivanje propuštanja sjedišta (školjka: 1.5 × MOP; sjedalo: 1.1 × MOP).
• MSS SP-81 / SP-118 – Definirajte dimenzije licem u lice i od kraja do kraja za ugaone ventile, osiguravanje kompatibilnosti sa rasporedom cijevi.
• U 12516 – Evropski standard za snagu ventila i P–T ocjene, često se primjenjuje u sistemima PN klase.

6. Procesi proizvodnje ugaonog ventila

Proizvodnja ugaonih ventila zahteva rigoroznu kontrolu nad geometrijskom preciznošću, materijalni integritet, i konzistentnost performansi - svaki korak procesa je prilagođen za optimizaciju preusmjeravanja protoka ventila od 90°, pouzdanost zaptivanja, i dugoročna izdržljivost.

Body Manufacturing

Telo ventila je strukturno jezgro koje zatvara put protoka i preusmjerava tekućinu pod uglom od 90°, tako da je njegov proizvodni proces određen ocjenom tlaka, vrsta materijala, i zapremina proizvodnje.

Dvije su dominantne metode livenje (za složene geometrije i veliki volumen) i kovanje (za aplikacije visoke čvrstoće i visokog pritiska).

Livenje

Livenje idealan je za proizvodnju tijela sa zamršenim unutrašnjim prolazima (E.g., radijusa krivine od 90°, višestruke šupljine) i isplativ je za srednje do velike količine proizvodnje.

Investicijska livenja (Izgubljeni vosak)

• Primjena: Visoka preciznost, tijela otporna na koroziju (316L Nerđajući čelik, Hastelloy C276) za kritične usluge (farmaceutski proizvodi, Offshore ulje & plin).
• Tok procesa:

• • Stvaranje uzoraka voska: 3D-štampani voštani uzorci (tolerancija ±0,03 mm) ponoviti unutrašnji prolaz od 90° i vanjske karakteristike tijela ventila—3D štampa eliminira neusklađenosti kalupa uobičajene kod tradicionalnog ubrizgavanja voska.
  • Zgrada od keramičke školjke: Uzorci voska su umočeni u keramičku smjesu (aluminij-silicijum) i premazana peskom; ljuska se suši u kontrolisanoj vlažnosti (40–60%) da se formira čvrsti kalup (6–8 slojeva, ukupna debljina 5–10 mm).
  • Deparavanje & Pucanje: Školjka se zagreva na 1.000-1.100°C da bi se rastopio i ispustio vosak (deparatiranje) i sinterovati keramiku (pucanje), stvaranje poroznog kalupa koji podnosi temperature rastopljenog metala.
  • Metal Pouring: Molten metal (E.g., 316L na 1500°C, Hastelloy C276 na 1,450°C) se sipa u školjku pod vakuumom kako bi se izbjegla poroznost; kalup se hladi na 50-100°C/sat kako bi se spriječilo termičko pucanje.
  • Shell Removal & Završna obrada: Keramička školjka se lomi od vibracija; liveno tijelo je pjeskareno (granulacija 80–120) za uklanjanje ostataka keramike, zatim obrezan kako bi se uklonili usponi za livenje.

• Ključne metrike: Tolerancija dimenzija ±0,05 mm (kritično za poravnanje prolaza od 90°); poroznost <0.5% (testiran rendgenskim snimkom); hrapavost površine Ra 12,5–25 μm (prije obrade).

Livenje pijeska

• Primjena: Tela niskog do srednjeg pritiska (ugljenični čelik A105, mesing C36000) za opću industrijsku upotrebu (Hvac, pročišćavanje vode).
• Tok procesa:

• • Priprema kalupa: Pijesak spojen smolom (fenolna smola + Silikatni pijesak) je sabijen oko metalnog uzorka (aluminijum ili liveno gvožđe) da se formiraju dve polovine (nositi i povući); jezgra (pijeska ili metala) kreirajte unutrašnji prolaz od 90°.
  • Montaža kalupa: Dvije polovice kalupa su stegnute zajedno; gating sistemi (sprue, trkač, riser) dodaju se direktnom rastopljenom metalu i skupljanju sirovine.
  • Metal Pouring: Rastopljeni ugljični čelik (1,530–1,550°C) ili mesing (900–950°C) se ulijeva u sprue; Podnožja su dimenzionirana da obezbijede dodatni metal kako se odljevak hladi i skuplja.
  • Shakeout & Čišćenje: Nakon hlađenja (2–4 sata za mala tijela, 8–12 sati za velike), kalup je razbijen (shakeout); odljevak je peskaran (granulacija 60–80) za uklanjanje pijeska.

• Ključne metrike: Tolerancija dimenzija ±0,2 mm; hrapavost površine Ra 25–50 μm (prije obrade); Mehanička svojstva (vlačna čvrstoća ≥485 MPa za A105) potvrđeno ispitivanjem zatezanja livenih kupona.

Kovanje

Kovanje se koristi za tela ventila visokog pritiska (ANSI klasa 2500–4500) gdje su čvrstoća i otpornost na zamor kritični (E.g., ventili za napojnu vodu kotlova elektrane).

Proces poravnava metalna zrna radi poboljšanja mehaničkih performansi.

• Tok procesa:

• • Billet Preparation: Metalne gredice (A182 F91 legirani čelik, Hastelloy C276) seče se na težinu (10–15% višak za obračun gubitka pri kovanju) i zagrijana na 1.100–1.300°C (temperatura austenitizacije za čelik).
  • Hot Forging: Zagrijana gredica se utiskuje u kalup (u obliku tijela ventila) pomoću hidrauličnih presa (1,000–5.000 tona);
    prolaz od 90° se formira kombinacijom kovanja u zatvorenom kalupu (spoljašnji oblik) i pirsing (unutrašnji prolaz).
  • Toplotni tretman: Kovana tijela se podvrgavaju žarenju (800–900°C, održava 2-4 sata, hlađen 50°C/sat) za smanjenje rezidualnog stresa;
    karoserije od visoke legure (Hastelloy C276) primanje rastvora žarenja (1,150° C, ugašen u vodi) za vraćanje otpornosti na koroziju.
  • Mahining Preparation: Kovana tijela su grubo obrađena za uklanjanje blica (višak metala) i dovesti dimenzije unutar ±0,5 mm od konačnih specifikacija.

• Ključne metrike: Usklađivanje toka zrna (provjereno makroetchingom); vlačna čvrstoća 20-30% veća od livenih tijela (E.g., A182 F91 kovan: ≥690 MPa vs. cast: ≥620 MPa); tvrdoća HB 180–220 (nakon žarenja).

Trim Machining (Priključak, Seat Ring, Cage)

Trim (priključak, prsten za sjedište, kavez) direktno kontroliše protok i zaptivanje, tako da njegova obrada zahtijeva preciznost na nivou mikrona.

Uobičajeni materijali uključuju 17-4PH nerđajući čelik, Stelliti 6 (legura kobalta), i čelik presvučen volfram karbidom.

CNC okretanje & Glodanje

• Proces:

• • Blank Preparation: Trim blanks (E.g., 17-4PH okrugla šipka) seku se na dužinu i termički obrađuju (rastvor žaren na 1050°C, odležao na 480°C) da dostigne tvrdoću HB 300–320.
  • CNC okretanje: 5-osovinski CNC strugovi (E.g., Haas UMC-750) oblikujte vanjski profil utikača (E.g., parabolic, V-zarez) sa tolerancijom prečnika ±0,01 mm; brtvena površina prstena sjedišta je okrenuta na ravnu ≤0,005 mm.
  • CNC glodanje: Za kaveze sa više portova, CNC glodalice buše 8-12 preciznih rupa (prečnik ±0,02 mm) pod jednakim uglovima da bi se stvorili stepenasti putevi protoka;
    Čepovi sa V-urezima imaju zareze izrezane preko žičane EDM (Električna obrada pražnjenja) za tačnost ugla ±0,1°.

• Kontrole tastera: Alati za rezanje (dijamantski obložen karbid za 316L, CBN za Stelit 6) koriste se za izbjegavanje deformacije materijala; rashladno sredstvo (sintetički za nerđajući čelik, mineralno ulje za legure) održava temperaturu <50°C kako bi se spriječile greške termičkog širenja.

Lazanje (Završna završna obrada površine)

• Svrha: Ostvarite hermetičko zaptivanje između čepa i prstena sjedala (kritično za ISO 5208 Propuštanje klase V/VI).
• Proces:

• • Odabir spoja za lakiranje: Aluminijum finog zrna (0.5–1 μm) za obloge od metala do metala; dijamantska pasta (0.1 μm) za trim sa mekim sjedištem (Utikač obložen PTFE).
  • Lapping Operation: Prsten sjedišta je pričvršćen za mašinu za lepljenje; čep se pritisne na njega kontrolisanom silom (50–100 N) i rotirao na 50-100 RPM.
    Proces se ponavlja s progresivno finijim smjesama sve dok površina za zaptivanje ne dostigne Ra ≤0,4 μm.
  • Verifikacija: Zaptivne površine se pregledavaju optičkom profilometrijom kako bi se potvrdila hrapavost i ravnost; "svetlosni test" (držeći utikač i sjedište zajedno uz izvor svjetlosti) osigurava da nema praznina.

Premazivanje (Otpornost na abraziju/koroziju)

• Volfram karbid premaz: Za obrezivanje koje se koristi u abrazivnim smjesama (rudarstvo, otpadne vode), Hvof (gorivo kiseonika velike brzine) prskanje nanosi premaz od volfram karbida od 50-100 μm na čep i prsten dosjeda.
  Premaz je brušen do Ra ≤0,8 μm i tvrdoće HV 1.200–1.600.
• PTFE premaz: Za prehrambene/farmaceutske trimove, 20-30 μm PTFE premaz se nanosi elektrostatičkim raspršivanjem i stvrdnjava na 380°C.
  Premaz zadovoljava FDA 21 CFR Part 177 i ima koeficijent trenja od 0.04 (smanjenje habanja stabljike).

7. Industrijska primjena ugaonih ventila

Kutni ventili se široko koriste u više industrija gdje preusmjeravanje toka, precizno prigušivanje, i kompaktan raspored cijevi su obavezne.

Njihova jedinstvena 90° putanja protoka i robusna sposobnost prigušivanja učiniti ih pogodnim za oboje sistemi visokog pritiska/temperature i kritične kontrolne aplikacije.

8. Competitive Comparision: Angle Globe vs. Slični ventili

Key Insights:

• Kutni globusni ventili su idealni za precizno prigušivanje i usmjereni tok u uskim rasporedima.
• Ravni globusni ventili provide similar control but need more piping space.
• Kuglasti ventili excel in fast on/off operations with minimal pressure drop.
• Ugao Kontrolni ventili su jednosmjerno, automatic valves, preventing backflow while fitting compact, angled piping layouts.

9. Zaključak

Angle globe ventili are versatile control valves that balance precise throttling, good cavitation control and compact piping layout.

Proper material and trim selection, accurate sizing (Kv/Cv), attention to P–T capability and professional actuator specification are essential to realize their advantages.

Use staged trims and hardened materials for erosive service, live-loaded packing for emission control, and vendor Cv/torque data to finalize actuator sizing.

FAQs

Jesu li ugaoni ventili dvosmjerni?

Many are designed for unidirectional service with pressure-assisted sealing; however properly designed double-seat or balanced trims provide bidirectional capability—verify vendor specification.

Kako da biram između ugaonog globusa i globusa u obliku slova Y?

Y-obrazac smanjuje kut zaokreta protoka i pad tlaka, ali često uz određeni gubitak preciznosti prigušivanja.

Odaberite Y-obrazac gdje su prioritet niži ΔP i smanjeni moment aktuatora.

Koji materijal trebam koristiti za ugaoni ventil u morskoj vodi?

Dupleks 2205 nehrđajući čelik (Drvo 32–35) je idealno. Otporan je na koroziju morske vode (stopa <0.002 mm / godina) i ima visoku čvrstoću, nadmašuju 304 (rizik od udubljenja) ili ugljenični čelik (brzo rđanje).

Kako da spriječim kavitaciju u ugaonom ventilu?

Koristite postupno trim sa više priključaka da postepeno smanjite ΔP (svakoj fazi <10 PSI), povećajte ventil na nižu brzinu, ili zagrijati tečnost da podignete njen parni pritisak.

Za tešku kavitaciju, odaberite venturijeve ili žrtvene obloge.

Mogu li se ugaoni ventili koristiti za ESD?

Da — pneumatski aktuatori s povratom opruge postižu puni hod za 1-3 sekunde, ispunjavanje ESD zahtjeva.

Međutim, manje su precizni od električnih aktuatora; koristite ih za uključivanje/isključivanje ESD-a, ne kontinuirana modulacija.

Koliki je tipični vijek trajanja ugaonog ventila na pari visoke temperature?

4–6 godina uz pravilno održavanje. Koristite Stellite 6 ukinuti (otporan na oksidaciju) i grafitno pakovanje (visoka temp), i pregledajte trim godišnje.