Моторизованные шаровые краны: простое и интеллектуальное управление расходом

Что такое моторизованные шаровые краны?

Моторизованные шаровые краны — это краны с поворотом на четверть оборота, приводимые в действие электрическим приводом. Внутри корпуса крана находится вращающийся шарик с отверстием в центре. Когда отверстие совпадает с трубопроводом, жидкость или газ могут проходить через кран. Когда шарик поворачивается на 90 градусов, проход закрывается, и поток прекращается.

В отличие от ручного клапана, шаровой клапан с электроприводом может автоматически открываться или закрываться после получения электрического сигнала. Благодаря этому он подходит для использования в автоматизированном оборудовании, системах водоснабжения, ирригационных сетях, системах отопления, промышленных производственных линиях и системах управления зданиями.

Типичный моторизованный шаровой кран состоит из корпуса из латуни, нержавеющей стали или пластика, электрического привода, внутренних седел, уплотнений, клемм для подключения и индикаторов положения. В зависимости от конструкции привода кран может обеспечивать управление режимом «открыто-закрыто», трёхточечное управление или пропорциональное регулирование расхода.

Как работают моторизованные шаровые краны

При подаче электропитания двигатель привода приводит в движение зубчатый механизм, соединенный со штоком клапана. Шток поворачивает внутренний шарик в необходимое положение. Встроенные концевые выключатели останавливают двигатель, когда клапан достигает положения полного открытия или полного закрытия.

Некоторые приводы сохраняют последнее положение при отключении электропитания. В других моделях для возврата клапана в безопасное положение используются пружина, конденсатор или резервный источник питания. Выбор подходящей конструкции зависит от того, требуется ли в данной ситуации, чтобы клапан при отказе открылся, закрылся или остался в прежнем положении.

Многие моторизованные шаровые краны также обеспечивают обратную связь по положению. Эта обратная связь позволяет контроллеру определять, находится ли кран в открытом, закрытом или частично открытом положении. Обратная связь по положению особенно полезна в удаленных системах, где оператор не может непосредственно осмотреть кран.

Поскольку шарик создает прямой путь потока, потери давления при полностью открытом клапане, как правило, незначительны. Компактный механизм с поворотом на четверть оборота также обеспечивает более быстрое срабатывание по сравнению со многими традиционными многооборотными конструкциями клапанов.

Моторизованные шаровые краны по сравнению с другими автоматизированными клапанами

Пневматический шаровой кран

В пневматическом шаровом клапане вместо электродвигателя используется сжатый воздух. Пневматические клапаны обеспечивают быстрое переключение и часто применяются в промышленных условиях с высокой частотой циклов работы. При использовании соответствующих пневматических компонентов они также могут быть пригодны для применения во взрывоопасных зонах.

Однако для работы пневматической системы, как правило, требуются воздушный компрессор, пневмошланги, фильтры, регуляторы давления и соленоидные клапаны. Моторизованные шаровые краны зачастую проще устанавливать в местах, где уже имеется электропитание, но отсутствует сжатый воздух.

Автоматический шаровой кран

Термин «автоматический шаровой кран» обозначает любой шаровой кран, который управляется автоматически, а не с помощью ручной рукоятки. Привод может быть электрическим, пневматическим или гидравлическим. Таким образом, шаровой кран с электроприводом является одним из наиболее широко используемых типов автоматических шаровых кранов.

При сравнении вариантов автоматических клапанов пользователям следует учитывать рабочую скорость, доступную мощность, частоту циклов, условия эксплуатации, требуемый крутящий момент, удобство доступа для технического обслуживания и совместимость управляющих сигналов.

Водяной электромагнитный клапан

Водный электромагнитный клапан использует электромагнитную катушку для перемещения внутреннего плунжера или мембраны. Электромагнитные клапаны отличаются компактностью и способностью быстро переключаться, что делает их полезными в бытовой технике, диспенсерах для воды, оросительном оборудовании и небольших водопроводных линиях.

Некоторые электромагнитные клапаны для правильной работы требуют минимального давления воды. Кроме того, они могут быть более чувствительны к загрязнениям, осадкам или мелким частицам. Шаровые краны с электроприводом, как правило, обеспечивают более широкий внутренний проход, меньшие потери давления и более высокую эффективность в системах, где рабочая среда не является абсолютно чистой.

Глобусный клапан с электрическим приводом

Для точного дросселирования и регулирования расхода обычно выбирают шаровой кран с электроприводом. Его внутренний затвор приближается к седлу клапана или удаляется от него, что позволяет точно регулировать расход.

Поворотные клапаны, как правило, создают большее падение давления, чем шаровые клапаны с полным проходом. Для простого перекрытия, отвода потока или умеренного регулирования расхода шаровые клапаны с электроприводом могут стать более компактным и энергоэффективным решением.

Популярные варианты конструкции моторизованных шаровых кранов

2-дюймовый электрический шаровой кран

2-дюймовый электрический шаровой кран широко применяется в коммерческих системах водоснабжения, промышленных циркуляционных системах, системах водоочистки, сельскохозяйственном орошении и системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. 2-дюймовое соединение обеспечивает значительную пропускную способность, оставаясь при этом достаточно компактным для установки во многих технических помещениях и системах на раме.

Перед заказом клапана необходимо уточнить фактический стандарт соединения. Двухдюймовое соединение NPT отличается от двухдюймового соединения BSP, фланцевого, санитарного зажимного или метрического. Номинальное давление, диапазон температур и материал клапана также должны соответствовать условиям эксплуатации.

Электрический 3-ходовой шаровой кран

Электрический 3-ходовой шаровой кран имеет три порта и позволяет переключать, смешивать или перенаправлять поток жидкости. Он часто используется для переключения потока между двумя резервуарами, управления контурами отопления и охлаждения, обхода оборудования или объединения двух подводящих трубопроводов.

Трехоходовые шаровые краны, как правило, поставляются с шариком с L-образным или T-образным отверстием. L-образное отверстие обычно используется для распределения потока между двумя каналами. T-образное отверстие позволяет реализовывать более сложные схемы потока, включая смешивание или соединение нескольких отверстий. Перед покупкой всегда следует уточнить требуемую схему потока.

Двухоходовой электромагнитный клапан

Двухоходовой электромагнитный клапан имеет один вход и один выход. Это стандартный вариант, когда системе требуется лишь запускать или останавливать поток. Двухоходовые шаровые краны с электроприводом пользуются популярностью благодаря своей простоте, надёжности и широкому выбору размеров, материалов корпуса, напряжений и типов соединений.

Дистанционно управляемый шаровой кран

Дистанционный шаровой кран позволяет операторам регулировать расход жидкости, не подходя непосредственно к трубопроводу. Управление краном может осуществляться с помощью панели управления, настенного выключателя, ПЛК, таймера, беспроводного реле или системы «умного дома».

Дистанционное управление особенно полезно в случаях, когда клапаны установлены под землей, над потолком, внутри корпусов оборудования, вблизи опасных технологических процессов или на обширных производственных площадках. Отображение положения клапана и сигнализация неисправностей позволяют сделать дистанционное управление более безопасным и удобным.

Как правильно выбрать моторизованный шаровой кран

Варианты электрических регулирующих клапанов и клапанов с приводом

Электроуправляемый клапан используется в тех случаях, когда необходимо регулировать расход жидкости с помощью электрического сигнала. Этот термин может относиться к шаровым, дроссельным, шаровым или другим типам клапанов. Шаровой клапан с электроприводом является эффективным электроуправляемым клапаном для перекрытия, переключения потока и многих задач по регулированию расхода в умеренных диапазонах.

Клапан с приводом — это более широкая категория, включающая в себя любой клапан, оснащенный приводом с механическим приводом. Электрические приводы пользуются популярностью благодаря своей компактности, простоте в эксплуатации и удобству подключения к современным системам автоматизации. Пневматические или гидравлические приводы могут быть предпочтительнее в тех случаях, когда требуется чрезвычайно быстрое перемещение или очень высокий крутящий момент.

При реализации сложных проектов покупателям следует также учитывать крутящий момент привода, время работы, рабочий цикл, возможность ручного управления, режим безопасности при сбое, обратную связь по положению и протоколы связи. Выбор привода исключительно на основе размера клапана может привести к ненадежной работе.

Где применяются моторизованные шаровые краны

Моторизированные шаровые краны применяются в жилых, коммерческих, коммунальных, сельскохозяйственных и промышленных системах. К числу типичных областей применения относятся: автоматическое отключение подачи воды, предотвращение утечек, управление орошением, наполнение резервуаров, дозирование химических веществ, фильтрация, обработка сточных вод, тепловые контуры, системы охлаждения и производственное оборудование.

В «умных» зданиях моторизованный шаровой кран может работать в сочетании с датчиком утечки воды, чтобы автоматически перекрывать подачу воды. Когда датчик обнаруживает утечку, он посылает сигнал на привод, и кран закрывается до того, как возникнет серьёзный ущерб от затопления.

В сельскохозяйственных системах моторизированные клапаны могут управлять зонами орошения в соответствии с программой таймера, погодными данными или показаниями влажности почвы. Это позволяет сократить излишнее потребление воды и снизить объем ручного труда при эксплуатации крупных ирригационных систем.

На промышленных предприятиях автоматизированные шаровые краны могут направлять жидкости между различными этапами производства. Кроме того, они могут перекрывать поток в случае срабатывания сигнализации, выхода оборудования из строя или при проведении процедуры аварийной остановки.

Компактная конструкция, низкие потери давления и возможность дистанционного управления моторизованными шаровыми кранами делают их особенно полезными в условиях, где требуется надёжная изоляция без частых ручных вмешательств.

Советы по установке и техническому обслуживанию

Перед монтажом необходимо проверить схему прохождения потока, напряжение питания, схему подключения и положение клапана. Трубопровод следует очистить от грязи, остатков сварки и уплотнительных материалов. Следует избегать нанесения избыточного количества резьбового герметика, так как он может попасть в корпус клапана и нарушить его работу.

Привод и трубопровод должны быть надлежащим образом закреплены, чтобы на корпус клапана не передавались ненужные механические нагрузки. Электрические соединения должны оставаться сухими и быть защищены в соответствии с требованиями, предъявляемыми к условиям эксплуатации.

В ходе планового технического обслуживания следует проверять клапан на наличие утечек, коррозии, ослабленной проводки, необычных шумов привода и замедленного хода. Клапаны, которые в течение длительного времени находятся в одном положении, следует периодически приводить в действие, чтобы убедиться, что шарик, шток и привод по-прежнему двигаются правильно.

При необходимости проведения технического обслуживания перед демонтажем клапана отключите электропитание и сбросьте давление в трубопроводе. Всегда соблюдайте правила техники безопасности, действующие на объекте, а также инструкции, предоставленные производителем клапана.