1. Zavedenie

V ich podstate, Globe ventil vs guľový ventil sa líši v tom, ako riadia prietok:

• Glóbusové ventily: Použite lineárnu zásuvku (disk) To upravuje medzeru medzi sebou a pevným sedadlom, Vytvorenie kľukatej dráhy toku, ktorá umožňuje presné ladenie toku.
  Sú zlatým štandardom pre aplikácie, kde presnosť prietoku (± 2%) je kritický.
• Guľôčkové ventily: Použite rotačnú sférickú guľu (s prístavom) to je v súlade s potrubím (OTVORENÉ) alebo to blokuje (ZATVORENÉ).
  Ich štvrtiny (90°) Prevádzka umožňuje rýchle ovládanie, a ich priama prietoková cesta minimalizuje pokles tlaku-je to pre vysoký prietok, služba s nízkym cyklom.

Obidva typy ventilov môžu vykonávať konzervované povinnosti, V zásade sa však líšia vo vnútornej geometrii, hydraulické správanie, tesnenie, Potreby aktivácie a dlhodobá prevádzka.

Tento článok ich porovnáva z viacerých inžinierskych perspektív a poskytuje praktické usmernenie pre výber.

2. Čo je to glóbusový ventil?

A glóbusový ventil je a ventil lineárneho pohybu primárne navrhnuté pre regulácia toku a škrtenie, skôr ako izolácia.

Jeho názov pochádza z tradičného sférického tvaru tela, Aj keď moderné vzory sú k dispozícii v Tela Z, Y-telo, a konfigurácie uhla a tela na vyváženie efektívnosti prietoku a poklesu tlaku.

Na rozdiel od štvrťročných ventilov (Napr., guľôčkové ventily), Globe Valve's axiálne pohyblivé a usporiadanie sedadiel umožňuje jej presne kontrolovať prietok cez celý zdvih (0–100%).

Vďaka tomu je globálne ventily Preferovaná voľba pre aplikácie na riadenie procesu kde presná modulácia, stabilita, a je potrebná opakovateľnosť.

Celosvetovo, Ventily Globe sa riadia priemyselnými normami, ako sú napríklad:

• API 623 (Požiadavky na ventily zemegule v elektrárňach s fosílnymi palivami)
• ASME B16.34 (Hodnotenia tlaku a teploty a kritériá konštrukcie)
• IEC 60534 (Riadenie riadenia ventilu a charakteristiky toku)

Pracovný princíp

Ventily Globe fungujú prostredníctvom troch kľúčových krokov:

• Úvodný: Ovládač (ručné/elektrické/pneumatické) Zdvihne zástrčku vertikálne, Zvýšenie prietokovej plochy medzi zástrčkou a sedadlom.
  Kľukatá cesta toku (Z/Y-Alg Body) vytvára kontrolované turbulencie, stabilizujúci prietok na čiastočných otvoroch.
• Záverečný: Zníženie zátky znižuje plochu prietoku, Zvyšujúci sa pokles tlaku a spomalenie toku. Soft-nasadené zástrčky komprimujú proti sedadlu, aby sa dosiahli tesné vypnutie.
• Škrtiaci: Poloha zástrčky (Napr., 30% OTVORENÉ) udržiava konzistentný prietok.
  Konštrukcie parabolických alebo vložiek na vložku zaisťujú lineárne alebo rovnaké hodnoty toku (na IEC 60534-2-1), Kritické pre riadenie procesu.

Kľúčové komponenty

3. Čo je guľový ventil?

A guľový ventil je a otočný rotačný ventil ktorý používa sférický prvok uzavretia („Ball“) S centrálnym otvorom na spustenie alebo zastavenie toku tekutín.

Keď sa otvor zarovná s potrubím, ventil je úplne otvorený; Keď sa otočí 90 °, Vŕta je kolmá na potrubie, blokovanie prietoku.

Guľkové ventily sú definované podľa medzinárodných noriem, ako napríklad:

• API 608 / 6D oheň (Požiadavky na návrh a testovanie guľôčkového ventilu pre plynovod a procesné služby)
• ASME B16.34 (Hodnotenie tlaku a dozoru, kritériá)
• ISO 17292 (kov- a mäkké guľové ventily na priemyselné použitie)

Sú cenené pre nízko prevádzkový krútiaci moment, rýchla vypnutá schopnosť, tesné tesnenie (bublinový tesný únik na triedu VI ANSI/FCI), a kompaktná konštrukcia, robiť ich široko používané v oleji & plyn, chemický, vodná voda, a HVAC Industries.

Pracovný princíp

Guľkové ventily pracujú pomocou troch kľúčových krokov:

• Úvodný: Ovládanie otáča loptu 90 ° v smere hodinových ručičiek/proti smeru hodinových ručičiek, Zarovnanie portu lopty s potrubím. Prietok prechádza priamo cez port s minimálnym odporom.
• Záverečný: Otáčanie gule 90 ° blokuje potrubie - sférický povrch lopty pritlačí na sedadlo(siež) na zastavenie toku.
  Vzory plávajúceho gule používajú tlak v čiare na zvýšenie tesnenia; Návrhy Trunnion používajú pružiny na obojsmerné vypnutie.
• Škrtiaci (Obmedzený): V-portové guľové ventily (S vreným prístavom) môže modulovať tok, ale ich charakteristiky toku sú menej stabilné ako globálne ventily (± 5% presnosť vs. ± 2%).

Kľúčové komponenty

4. Návrh & Vnútorná geometria globe ventilu vs guľový ventil

Dizajn ventilu zemegule

• Prietoková cesta: Glóbusové ventily používajú a kľukatý s- alebo dráha toku v tvare Z, Nútenie tekutiny k zmene smeru, keď prechádza cez zástrčku a sedadlo.
• Zatvorenie: A zátk (disk) pohybuje sa lineárne kolmá na kruh sedadla, ovládané stonkou.
  Táto geometria robí globálne ventily ideálne pre regulácia toku a toku Pretože poloha zástrčky koreluje s plochou prietoku.
• Sedadlo & Rozhranie: Ten axiálna sila stonky zatlačí zástrčku do sedadla, Výroba spoľahlivého vypnutia.
  Parabolické a vložné zástrčky poskytujú predvídateľné Lineárne alebo rovnaké hodnoty toku.
• Pokles tlaku: Kľukatá cesta sa zvyšuje strata hlavy - pokles tlaku môže byť o 3–5 × vyšší ako cez guľový ventil rovnakej veľkosti otvoru.
• Telesné vzory:

• • Tela Z: norma, najvyšší pokles tlaku, robustný na škrtenie.
  • Y-telo: Cesta šikmého prietoku redukuje AP o ~ 30%.
  • Tela uhla: 90Odbočka, Užitočné pre rohové inštalácie alebo službu suspenzie.

Dizajn guľôčkového ventilu

• Prietoková cesta: Guľové ventily používajú a priamy otvor. V návrhoch na úplné porty, vrt sa rovná priemeru potrubia, v dôsledku takmer nulový pokles tlaku (Cv blízko priamej potrubia).
• Zatvorenie: A rotujúca guľa s vyvŕtaným otvorom, prevádzkovaný štvrtinou otáčania STEM.
• Dizajn sedadla: Guľa tesne proti odolné alebo kovové sedadlá s vysokým kontaktným tlakom. Toto poskytuje zatvorenie bubliny ale obmedzenia škrtiaceho škriatku v dôsledku rizika erózie.
• Pokles tlaku: Loptičky so zníženým portom vytvárajú určité obmedzenie (Δp zvýšenie ~ 5–10%), ale stále oveľa nižšie ako glóbusové ventily.
• Konštrukcia tela:

• • Plávajúca lopta: jednoduchý, Použitá až ~ 6 ″ veľkosť, tesnenie sedadla z tlaku proti prúdu.
  • Loptička namontovaná: podopretý loptičku, vhodný veľké priemery a vysoký tlak (6D oheň).
  • Loptička: špecializované na škrtenie, navrhnutý tak, aby sa správal ako riadiaci ventil.

5. Výkonnostné metriky

Výkon glóbusový ventil vs guľový ventil sa dá kvantifikovať pomocou štandardizovaných inžinierskych metrík, ako je koeficient prietoku (Životopis), pokles tlaku (Δp), presnosť, a dynamika aktivácie.

Tieto parametre priamo ovplyvňujú energetickú účinnosť, stabilita procesu, a náklady na životný cyklus.

Porovnávacie údaje o výkone (12-palec, Uhlíková oceľ, Triedny 300)

Kľúčové poznatky o výkone

Energetická účinnosť

Guľové ventily vynikajú v potrubí. Napríklad, a 12-ropa palca (100,000 bbl/deň) Použitie guľového ventilu ušetrí odhadované $180,000 ročne pri čerpaní energie v porovnaní s globálnym ventilom, kvôli a 67% pokles nižšej tlaku (5 psi vs. 15 psi).

Škrtiaci stabilita

Ventily zemegule sú vynikajúce pre presné riadenie toku, udržiavanie ± 2% presnosť v priebehu 10–90% otvorenia.
Naopak, Ventily V-Port ponúkajú miernu kontrolu (± 5%) ale stratiť stabilitu pri nízke otvory (<30%), robiť ich menej vhodné pre farmaceutické dávkovanie alebo chemické meranie.

Rýchlosť činnosti

Guľové ventily pôsobia 4–30 × Rýchlejšie ako glóbusové ventily. V vystavenie (ESD) systémy, Táto výhoda rýchlosti skráti časy odozvy o až 90%, čo môže byť rozdiel medzi bezpečným vypnutím a katastrofickým zlyhaním.

Tlak & Spôsobilosť

Oba návrhy manipulujú vysoká teplota (až 815 ° C) servis s kovovými sedadlami.

Však, guľôčkové ventily namontované dosiahnuť vyššie tlakové hodnotenie (Triedny 4500) V porovnaní s ventilmi Globe (Triedny 3000).

Trvanlivosť & Životný cyklus

Glóbusové ventily, s kalestmi možností výbavy, môže dosiahnuť 100,000+ cykly, robí ich ideálnymi na časté škrtenie.

Guľôčkové ventily, Obzvlášť mäkko umiestnené, mať kratší cyklus životov (30,000–50 000 cyklov) Pokiaľ nie je inovované na kovové vzory.

6. Tesniaci výkon & triedy

• Triedy (priemysel): Mäkké guľové ventily môžu dosiahnuť ANSI/FCI 70-2 Trieda VI (bublinkový).
  Glóbusové ventily s odolnými sedadlami môžu tiež dosiahnuť triedu VI; Sedadlá s kovovým kovom sa zvyčajne stretávajú s triedou III-IV v závislosti od povrchu.
• Obojsmerné tesnenie: guľôčkové ventily (plávajúce alebo typy) vo všeobecnosti poskytuje spoľahlivé obojsmerné tesnenie;
  Globe ventily môžu byť navrhnuté na obojsmerné tesnenie, ale veľa ventilov zemegule je optimalizovaných pre jeden smer (proti prúdu, ktorý pomáha tlakom, ktorý pomáha).
• Účinok opotrebenia & tuhá látka: mäkké sedadlá guľového ventilu môžu byť poškodené abrazívnymi časticami;
  Globe ventily s robustnými krytmi môžu pri používaní s príslušnými klietkami a protiprúdovej filtrácii tolerovať kvapaliny naložené na tuhé častice..

7. Prevádzková rýchlosť, aktivácia, a kompatibilita s ovládačom

• Prevádzková rýchlosť: Ball Valve-štvrťročný otáčanie (zvyčajne <2 s s pneumatickým ovládačom);
  globe ventil - viac zákrut; Čas ovládania závisí od veľkosti (minúty pre veľkých manuálnych operátorov prevodoviek).
• Kompatibilita:

• • Guľôčkové ventily: Vysoko kompatibilný s akčnými činnosťami štvrtiny (pneumatický stojan a lagus, škótsky jarmo, elektrický otáčanie). ISO 5211 Montáž je bežná.
  • Glóbusové ventily: Vyžadujú viacnásobné ovládače (elektrický otáčanie, pneumatický lineárny, hydraulický lineárny).
    Ovládače musia poskytnúť dostatočný ťah (axiálna sila) presunúť zástrčku proti diferenciálnemu tlaku.

• Kontrola integrácie: Globe ventily sú bežne vybavené polohovacími a spätnou väzbou na digitálnu polohu pre presnú kontrolu.
  Guľové ventily s kontrolnými krytmi môžu byť tiež prístrojmi, ale potrebujú rôzne charakteristiky polohovania ventilov.

8. Spôsobilosť & významné úvahy

• Tlakové hodnotenie: Oba typy ventilov sú k dispozícii v rámci spoločného tlakového tried (Ansi 150 / 300 / 600 / 900 / 1500). Výber závisí od návrhu tela a materiálov.
  Globe ventily sa bežne používajú vo vysokoteplotnej parnej službe; guľkové ventily s mäkkými sedadlami sú teplota obmedzené materiálom sedadla. Kovové guľové ventily rozširujú schopnosť teploty.
• Teplotné limity: mäkké sedadlá (Ptfe, Peek, elastoméry) obmedziť maximálnu servisnú teplotu (PTFE ~ 260 ° C Typické, elastoméry nižšie). Kovové sedadlá umožňujú stovky ° C v závislosti od zliatiny.
  Glóbusové materiály (pre pary s vysokou teplotou) často zahŕňajú kované uhlíkové alebo zliatinové ocele; guľkové ventily pre vysokú teplotu používajte kovové sedadlá a špeciálne vzory stonky/sedadla.
• Materiál: uhlíková oceľ, nehrdzavejúce ocele, duplexný, zliatinové ocele, zliatiny niklu - Oba typy ventilov sú k dispozícii v širokom rozsahu.
  Korózia, Požiadavky na eróziu a utečenecké emisie pohon.

9. Trvanlivosť, údržba & bežné režimy zlyhania

• Guľôčkové ventily: Bežné režimy zlyhania zahŕňajú opotrebenie sedadla/slzy (Najmä vtedy, keď sú škrtené alebo keď sú prítomné pevné látky), balenie stonky, a zvýšenie krútiaceho momentu v dôsledku usadenín.
  Údržba: 2-Dizajn kusov/3-dielných umožňuje výmenu sedadla/gule bez odstránenia ventilu z čiary (3-kus obzvlášť pohodlný).
  Guľkové ventily vo všeobecnosti vyžadujú menej rutinnú údržbu v čistej službe.
• Glóbusové ventily: opotrebovanie sedadla a plug z kavitácie a škrtenia; balenie únikov v dôsledku vysokých cyklov stonky; Opravy kapoty/sedadla zvyčajne vyžadujú odstránenie kapoty a prestoje potrubia.
  Ventily Globe sa často ľahšie prepisujú alebo vymieňajú zostavy sedadiel a zástrčiek a sú navrhnuté na údržbu jemnejšej kontroly.
• Životnosť: guľkové ventily vynikajú v častých cykloch zapínania/vypnutia (milióny cyklov s riadnym ovládaním), Zatiaľ čo ventily Globe sú navrhnuté pre častú moduláciu, ale pomalšiu cyklistiku.

10. Ekonomické úvahy

• Počiatočné náklady: Závisí od veľkosti, tlaková trieda, zložitosť materiálu a orezanie. Pre mnoho štandardných veľkostí, guľový ventil (Obzvlášť znížený port) môže byť lacnejšia ako ventil na svete riadenia.
  Control Globe Vents so špeciálnymi obrusmi a ovládačmi sú zvyčajne drahšie ako jednoduché ventily na globá.
• Náklady na životný cyklus: Guľové ventily majú často nižšie prevádzkové a údržbár.
  Pre kontrolné aplikácie, Globe ventily môžu znížiť variabilitu procesu, a tým ušetriť energiu a zlepšiť kvalitu produktu - vylepšenie vyšších počiatočných nákladov.
  Zvážte celkové náklady (nákup + aktivácia + údržba + Strata energie v dôsledku poklesu tlaku).
• Pokuta energie: Vyšší pokles tlakových ventilov zvyšuje čerpaciu energiu pre proces; pre mnoho systémov, ktoré bežia nepretržite, to môže byť merateľné prevádzkové náklady.

11. Typické priemyselné aplikácie ventilu Globe Vs Gall Valve

Výber medzi a glóbusový ventil a a guľový ventil je vysoko závislý od aplikácie.

Zatiaľ čo oba návrhy regulujú tok a poskytujú vypnutie, ich vlastné silné stránky určujú, ktoré odvetvia uprednostňujú jeden pred druhým.

Globe Valve Applications

Glóbusové ventily vynikajú kde riadenie presnosti, nariadenie, alebo časté škrtenie je kritický:

• Generovanie energie

• • Regulačné ventily vo fosílnych palivách a jadrových rastlinách, kde sa vyžaduje škrtenie v širokom zaťažení.
  • Kŕmne, manipulácia s vysokým tlakom, voda (až 815 ° C).

• Petrochemický & Rafinácia

• • Ovládanie riadenia procesu vyžaduje presnú moduláciu, ako je napríklad kontrola napájania vodíka.
  • Katalytické praskajúce jednotky, kde sa používajú zliatiny odolné voči korózii ako 316 hodín alebo Inconel.

• Úpravy vody & Odsoľovanie

• • Chlorácie a dávkovanie vyžaduje ± 2% presnosť toku.
  • Recirkulácia soľanky Čiary s vysokými diferenciálnymi tlakmi.

• Farmaceutický & Špeciálne chemikálie

• • Šaržové reaktory Potrebujete presné dávkovanie a škrtiacu stabilitu pri nízkych otvoroch (<30%).
  • Vyčistiť (Cip) systémy s požiadavkami na vysokú bezpečnosť.

Aplikácie guľôčkového ventilu

Guľové ventily dominujú v služba, rýchle ovládanie, a energeticky efektívny tok žiadosti:

• Olej & Plynovody

• • Prevodové potrubia (12–48 palcov, ANSI 600–2500), kde guľôčkové ventily s úplným otvorom minimalizujú AP a náklady na čerpanie.
  • Vystavenie (ESD) ventily, kde čas ovládania < 5 S je kritický.

• Chemický & Petrochemický

• • Izolácia skladovacej nádrže Vyžaduje sa zatvorenie bubliny (pre API 598).
  • Suspenzia a drsná služba, s kovovými alebo keramickými vzormi.

• Elektráreň

• • Izolácia palivového plynu v rastlinách kombinovaného cyklu, kde je nevyhnutné rýchle ovládanie.
  • Chladiace vodné potrubie, kde sú výhodné veľké vrty a nízky pokles tlaku.

• Morský & Pobrežie

• • Balastová voda Pre rýchle plnenie/vypustenie.
  • Podmorské potrubie, Použitie guľôčkových ventilov namontovaných na Trunnion s ovládaním ROV.

• Všeobecný priemysel

• • Stlačené vzduchové systémy pre rýchlu izoláciu.
  • Chillery HVAC a ohrievanie okresu, Vyžaduje sa vypnutie s nízkou rezistenciou.

12. Porovnávacie zhrnutie tabuľky globe ventilu vs guľový ventil

13. Bežné mylné predstavy

"Guľové ventily nemôžu škrtiť."

Nepravdivý: V-portové guľové ventily môžu modulovať prietok s presnosťou ± 5%-dostatočné pre nekritické aplikácie (Napr., kal).

Však, Nemôžu sa vyrovnať presnosti ± 2% pre procesy ako dávkovanie API, ako je dávkovanie API, ako je API.

"Globe ventily majú nadmerný pokles tlaku."

Závislý: Globe Vents 'ΔP je úmyselný - stabilizuje tok na škrtenie.

Pre aplikácie s plným tokom (Napr., ropovodné potrubia), Toto je nevýhoda, ale pre kontrolné aplikácie (Napr., napájačka kotla), Je to potrebné.

"Guľové ventily sú vždy lacnejšie ako globálne ventily."

Nepravdivý: Vopred náklady ÁNO pre malé veľkosti (≤6 palcov), Ale guľové ventily Trunnion (≥8 palcov) náklady 30% Viac ako glóbusové ventily.

TCO závisí od prípadu použitia-guľôčkové ventily sú lacnejšie pre vysoký prietok, služba s nízkym cyklom.

"Ventily založené na mäkkých sedadlách sú lepšie na vypnutie."

Čiastočne pravdivý: Mäkké sedadlá (Ptfe) Dosiahnite vypnutie triedy VI, ale degradujú nad 260 ° C.

Pre aplikácie s vysokým teplotou (Napr., pary), Ventily s guľovými/globálnymi ventilmi sú spoľahlivejšie-služobná životnosť 2x dlhšia.

14. Záver

Globe ventil vs guľový ventil má dobre definované úlohy. Zvoliť a glóbusový ventil Keď presné riadenie toku, Vyžaduje sa oprávnenie stability a ventilu-najmä v kontrolných slučkách a službách s vysokou teplotou.

Zvoliť a guľový ventil rýchly, Spoľahlivá izolácia s minimálnym poklesom tlaku a nízkou údržbou životného cyklu v čistých alebo filtrovaných službách.

Pre hraničné prípady, zvážiť guľkové ventily (Vino / viacstupňový) alebo glóbusové ventily s anti-cavitačnými krytmi.

Vždy sa zhodujte s dizajnom ventilu, materiál a ovládanie procesnej tekutiny, Prevádzkové podmienky a stratégia údržby - Ovládače detekcií, ktoré určujú náklady, Bezpečnosť a prevádzková efektívnosť.

 

Časté otázky

Môžem použiť guľový ventil na škrtenie?

Štandardné guľové ventily nie sú určené na jemné škrtenie - prietok koncentrátov otvárania a spôsobuje eróziu a vibrácie sedadla/gule.

Ak sa vyžaduje škrtenie, Používajte guľové ventily riadiaceho stupňa (Vino) alebo (výhodne) Globe/riadiaci ventil.

Ktorý ventil má nižšie potreby údržby?

Pre službu zapnutia/vypnutia v čistých tekutinách, guľkové ventily vo všeobecnosti vyžadujú menšiu rutinnú údržbu a majú dlhšiu bezproblémovú životnosť.

Na moduláciu služby, Globe ventily sú určené na opravu a predvídateľnú údržbu.

Sú guľové ventily vhodné pre vysokoteplotnú paru?

Mäkké guľové ventily sú obmedzené teplotou sedadla.

Pre pary s vysokou teplotou (>200–300 ° C), Používajú sa kovové guľôčkové ventily alebo globe ventily s príslušnými vysokými teplotami.

Ako na výber ventilu ovplyvňuje spotrebu energie?

Globe Ventily zvyčajne spôsobujú vyšší pokles tlaku, keď sú otvorené, Zvyšujúca sa energia čerpania/kompresie v rámci dlhodobých procesov. Guľôčkové ventily (plné otvory) minimalizovať stratu energie.

Ktorý typ ventilu poskytuje lepšiu reakciu na núdzové vypnutie?

Guľôčkové ventily (štrbina) ovládací pneumaticky alebo elektricky poskytuje oveľa rýchlejšie kroky (sekundy) Vhodné pre systémy ESD;

Globe ventily sú pomalšie na mŕtvicu a sú menej vhodné pre núdzové rýchle vypnutie bez špecializovaných rýchlych ovládačov.