Cel mai comun tip de supapă din lume de astăzi este probabil supapa globului. Milioane sunt în uz și cele mai multe sunt sub nas sau literalmente sub mâinile tale, pe măsură ce te speli la chiuvetă. Așa este - supapa robinetului este de fapt o supapă globă ascunsă sub un strat strălucitor de cromare. Aceste dispozitive utilitare de control al debitului sunt, de asemenea, inima fiecărei bavete pentru furtunuri. De fapt, industria de instalații sanitare utilizează mai multe valve globale astăzi decât orice alt segment de industrie.
Cu toate acestea, globul este, de asemenea, supapa de preferință în aproape toate industriile în care ratele de debit trebuie să fie reglementate. Supapa de bază a globului este, de asemenea, similară cu vărul său mai complicat, supapa de control multi-rotativă. De fapt, supapa de control este într-adevăr doar o supapă de glob cu clopote și fluiere atașate sub formă de control automat, funcționare echilibrată, poziționer, controler, circuite de feedback și multe altele.
Figura 1. Supapa globului capotei cu șurub 
Figura 2. Supapă din oțel forjat (FS) cu glob 
Figura 3. Supapa globului de etanșare sub presiune 
Figura 4. Supapa globului de presiune-sigilat în Y-formă BEST UTILIZEAZĂ PENTRU GLOBE
Deși supapa globului poate fi folosită ca o supapă de blocare sau de izolare, este proiectată în primul rând pentru a regla debitul în poziția parțial deschisă, în timp ce supapele de închidere sunt proiectate fie pentru poziția complet deschisă, fie pentru cea complet închisă. Când se iau în considerare valvele globale pentru serviciul de izolare on-off, selectarea designului ar trebui să fie luată în considerare cu atenție deoarece este dificil să mențineți o etanșare strânsă împotriva forței puternice care împinge în sus discul.
Conducătorii de conducte, atunci când specifică o supapă, iau în considerare în primul rând cât de bine emulează o conductă dreaptă în timp ce este în poziție deschisă. Supape, cum ar fi poarta, fluture și full-port minge tipuri de a face o treabă foarte bună în acest sens. Cu toate acestea, supapa globului, datorită căii sale de curgere interioară complicată, nu se descurcă bine la imitația unei conducte drepte. În schimb, fluxul de zigzag înclinat creează frecare fluidă, care, la rândul său, încetinește curgerea fluidului prin supapă. Măsurarea "Cv" (sau măsurarea coeficientului de curgere a debitului) pentru supapele de aceeași dimensiune și globul va fi foarte diferită, deoarece supapa posterioară oferă o rezistență mică la curgere în timp ce este în poziție deschisă.
Mecanismul de închidere a supapei globului, numit disc sau dop, poate fi prelucrat în mai multe forme diferite. Prin schimbarea formei discului, viteza de curgere prin robinet în timp ce se deschide poate fi variată foarte proporțional cu numărul de rotații ale tijei. Cele mai multe servicii folosesc designul discului mai obișnuit sau "convențional" sau tip sferic, deoarece acesta se deschide mai mult decât alte modele pentru orice mișcare dată a tijei. Proiectarea discului V este utilizată pentru reglarea fină printr-o gamă largă de procente de deschidere și este adaptabilă la toate dimensiunile supapelor globului. Designul discului cu ac este utilizat pentru reglarea foarte fină a debitului, dar de obicei numai pentru dimensiuni mai mici. Atunci când este necesară închiderea absolută sau când există o problemă de etanșare a fluidelor cu particule în suspensie minime, poate fi instalată o inserție din elastomer moale pe disc sau pe scaun.
TRIMITARUL
În supapele globale, componentele care poartă greutatea fluxului de fluid în timpul operației de închidere sunt numite trim. Acestea sunt scaunul și discul cu care se confruntă, tulpina și, uneori, hardware-ul care leagă tulpina pe disc. Designul corect al ornamentelor și alegerea adecvată a materialelor de decupare sunt esențiale pentru funcționarea maximă și longevitatea oricărei vane, în special la supapele globului, care au o frecare ridicată a fluidului și o traiectorie curgată. Pe măsură ce scaunul și discul se mișcă mai aproape, viteza și turbulența pe ambele crește, creând potențialul de deteriorare prin cavitație și eroziune. Această viteză ridicată poate provoca eliminarea ornamentei, ceea ce duce la o supapă care se scurge prost în poziția închisă. Atunci când se utilizează o supapă globală pentru a controla fluide foarte corozive, deteriorarea cauzată de cavitație și eroziune poate fi complicată. Uneori, acest defect pare ca o felie subțire fie în scaun, fie în disc, care se numește desen sârmă. Cu toate acestea, dacă nu reparați imediat, această cale de scurgere inițială mică se poate lărgi și poate deveni o cale importantă de scurgere.
Pe supapele mai mici din glob de bronz, ornamentul este fie același material ca și restul valvei sau un aliaj de bronz similar cu o rezistență mai mare. Pe supapele din fierul de fier, materialul obișnuit de decupare este din bronz. Denumirea pentru această armătură pentru supapele din fier este "IBBM", care reprezintă "corpul de fier, montat în bronz". Supapele din oțel sunt oferite într-o varietate de materiale de finisaj, dar de obicei au una sau mai multe componente ale ornamentelor din seria 400 din oțel martensitic oţel. Se utilizează și plăci dure precum Stellite, precum și oțeluri inoxidabile din seria 300 și aliaje de cupru-nichel.
MODELE ȘI PROIECTELE
Supapele Globe sunt disponibile în trei modele de bază. Cea mai obișnuită este modelul "T", unde tulpina este perpendiculară pe linia conductei. Similar cu modelul T este modelul de unghi, dar fluxul este rotit la 90 de grade în supapă pentru a permite supapei unghiulare să servească atât ca un dispozitiv de control al debitului, cât și ca o conductă de 90 de grade. Supapa globului cu unghi model este încă folosită în mod obișnuit în partea superioară a cazanelor și este modelul folosit pentru majoritatea jadranilor de pe unitățile de producție a puțurilor de petrol, numiți pomi de Crăciun.
Designerii de vane nu s-au mulțumit cu designul de valve globale de bază. În timp ce alte modele de ventile mai vechi, cum ar fi tipul de porți și prize, au rămas aproape la fel ca acum 100 de ani, designerii au întins limitele supapei globului pentru a deveni un dispozitiv de control al fluxului de înaltă performanță.
Cel de-al treilea și cel mai nou design, modelul "Y", a fost dezvoltat într-un efort de reducere a turbulențelor care au loc în corpul unei supape de glob, precum și de a oferi un design mai rigid. În acest tip de glob, capota, tija și discul sunt înclinate la 30 de grade până la 45 de grade, ducând la o direcție mai curată a fluxului și la o frecare mai puțin fluidă. Această frecare redusă înseamnă mai puțin potențial pentru deteriorarea erozivă a supapei, precum și caracteristici de debit general mai bune pentru sistemul de conducte.
Globul de supape vine într-o varietate de modele de capotă, și fiecare design are propriul scop. Pentru supapele de bronz mici, designul interior al șuruburilor este cel mai popular. În acest design, firele de tulpină sunt cuprinse în interiorul presiunii / învelișului de fluid al capotei supapei. Un astfel de design este ușor de fabricat, dar are un dezavantaj - firele sunt expuse la fluidul de proces. Ca urmare, firele de tije critice pot fi deteriorate atunci când sunt expuse la fluidul corosiv. Cu toate acestea, acest tip de supapă este utilizat în mod normal pentru apă sau abur scăzut.
La supapele mai mari decât cele din jurul NPS 2 sau pentru supapele cu funcții corozive, designul capotei - în cazul în care firele de tije se află în afara anvelopelor de presiune / lichid - sunt mult mai preferate. Cea mai obișnuită dintre aceste modele este numită șurubul exterior și jugul, cunoscut și sub numele de OS & Y, care este cel mai des utilizat design pentru supapele globale industriale mai mari.
Conexiunea corp / capota pe supapele globului vine într-o varietate de modele. Atât conexiunile filetate, cât și capacele de îmbinare se găsesc pe supapele de bronz mai mici, în timp ce capota cu șurub se găsește pe cele mai multe supape din oțel și glob de fier. Capota de etanșare a presiunii este utilizată la supape de înaltă presiune, la temperaturi înalte, cum ar fi cele cu model de design Y.
CONECTAREA BOILERULUI
Globalele și cazanele au fost conectate literal și figurat pentru mai mult de 150 de ani. De fapt, valvele globale sunt atât de critice pentru cazane, încât Societatea Americană de Ingineri Mecanici (ASME) și Codul vaselor de presiune dictează modul în care supapele ar trebui să fie utilizate în cazanul de serviciu. Prima supapă pe o linie de ieșire a cazanului este, de obicei, o supapă de oprire, cunoscută și ca o supapă de oprire sau de oprire a cazanului. Verificarea oprire este de fapt două supape într-o supapă globală pentru reglarea debitului și o supapă de reținere pentru prevenirea refluxului. Discul pe o verificare de oprire nu este atașat la tija, ci este ghidat în capota supapei - este permis să se miște liber în sus și în jos când tija este ridicată. Acest lucru permite reglarea debitului, dar când apare reflux, discul decuplat funcționează ca o supapă de reținere a pistonului și se închide rapid, împiedicând curgerea inversă în cazan. Dacă este necesar pentru o închidere mai strânsă, tija de oprire poate fi coborâtă, împiedicând mișcarea discului în poziția completă deschisă.
În afară de reglarea puterii cazanului, supapa de oprire este de asemenea utilizată pentru alte aplicații în care combinarea unei supape de reținere cu o supapă globală are sens pentru designerul de conducte.
O altă aplicație a supapei globale a cazanului își urmărește moștenirea înapoi la calul de fier. Atunci când vedeți imagini ale unei locomotive cu aburi mari de abur ce se strecoară de pe părțile laterale, vă uitați la o supapă de aer cu arzător în cazan. Supapa de suflare permite îndepărtarea excesului de apă de la un cazan ocazional. Ventilele globului cu vânt sunt încă în uz pe cazane staționare.
O PROIECTARE ADAPTABILĂ
Supapa globului nu numai că a lansat industria supapelor în ansamblul său, ci și a creat segmentul uriaș de supapă de control care există astăzi. Designerii sistemelor de control au luat supapa globului original și l-au transformat într-un dispozitiv automat de reglare pentru a rezolva problemele de control al fluidelor într-un mod mai productiv. Inițial, aceste valve de reglare a presiunii au fost dezvoltate pentru a controla aburul în cazane și pompe. Aceste supape de reglare timpurie, cunoscute și sub denumirea de regulatoare, sunt denumite acum supape de comandă și sunt utilizate la nivel mondial în aproape orice domeniu care necesită controlul fluidului.
Designul supapelor de glob este, de asemenea, foarte adaptabil la alte servicii decât reglarea sau blocarea unei roți de mână sau a unui dispozitiv de acționare. Dacă luați o supapă globală standard, scoateți roata de mână și bucșa de jug și înlocuiți-le cu un arc calibrat sau contragreutate, globul devine o supapă de presiune. Dacă scoateți aceiași roată de manevră și bucșa de jug și înlocuiți-le cu un flotor și o pârghie, devine o supapă de reglare a nivelului. Și probabil cea mai vizibilă adaptare a valvei globale este hidrantul de incendiu, care este o supapă globulară cu roata de mână și bucșa de jug, înlocuită cu un tub prelungitor lung și o pălărie de foc.
Mai mic este mai bine
Spre deosebire de unele dintre celelalte modele de supape, cum ar fi poarta și fluture, globul nu este de obicei fabricat în dimensiuni foarte mari. Acest lucru se datorează parțial faptului că suprafața mare a discului care acționează direct asupra tijei creează o forță mult mai mare decât ceea ce este creat pentru o poartă sau altă supapă de aceeași dimensiune. Valvele globe mai mari care funcționează la presiuni diferențiale mari necesită aproape întotdeauna o anumită asistență mecanică pentru a se închide sub presiune, de regulă sub forma unui operator manual sau cu motor, sau, în unele cazuri, cu o roată de volan cu ciocan. Datorită suprafeței largi a discului supapei și presiunii exercitate asupra discului de dedesubt, supapele globale cu presiune joasă și joasă presiune necesită o rezistență suplimentară în designul capotei pentru a evita ca acestea să se îndoaie și să treacă peste scaune în timp ce se află în poziția închisă.
În timp ce supapele globale foarte mari nu sunt comune, valvele globului mic care se potrivesc în palma mâinii tale sunt. Aceste supape mici, fabricate în mod obișnuit din barieră solidă, sunt folosite în mod extensiv pentru supapele de instrumente în medii științifice, aplicații de eșantionare a fluidelor sau oriunde este necesară reglarea fluidelor cu diametru mic. Multe dintre acestea sunt tipuri de disc de ace și oferă un control foarte precis al debitului. Unele sunt de asemenea echipate cu diferite conexiuni tubulare pentru a permite o conexiune ușoară la liniile tubulare. În timp ce cele mai multe tulpini de glob globe sunt de tip rotativ, unele au tulpini ne-rotative pentru a diminua posibilitatea de galling stem.
Majoritatea supapelor globale sunt proiectate pentru reglarea debitului, dar unele tipuri de modele de înaltă presiune, special proiectate, de înaltă presiune, sunt adepte la etanșarea etanșă a fluxului de lichid în cazul blocării sau al opririi. Deoarece discul se deplasează direct pe scaun, forța de tracțiune a tijei este transferată direct în forța de așezare. Acest lucru permite practic toată forța de ieșire a servomotorului să fie utilizată pentru etanșarea supapei împotriva scurgerilor. Cel mai adesea, aceste globuri de înaltă presiune sunt construite cu etanșare sub presiune în loc de capse cu șuruburi. Capota de etanșare prin presiune crește capacitatea de etanșare, deoarece presiunea internă a fluidului crește.
Supapele globale au în mod obișnuit o direcție de curgere preferată, care este de obicei confirmată de o săgeată ștampilată sau turnată în exteriorul corpului supapei. Pentru cele mai generale aplicații sanitare și industriale, direcția de curgere primară este în sus față de disc. Acest flux în sus este mai ușor pe și în jurul discului și asigură rotația liberă a discului pe tija, ceea ce permite ventilului să-și găsească scaunul potrivit sau "se potrivesc" la închidere. În unele aplicații, cum ar fi serviciul de blocare la presiune ridicată sau de oprire, direcția preferată de curgere este mai degrabă pe partea de sus a discului decât sub ea. Dar aceste situații sunt rare.
STANDARDE ȘI MATERIALE
Designul și construcția supapei Globe este acoperită de mai multe specificații ale industriei. Destul de ciudat, Institutul American Petroleum (API), care are standarde pentru toate celelalte tipuri de valve importante, nu are standarde pentru valvele globale mai mari decât NPS 2. Tabelul 1 enumeră unele dintre cele mai comune standarde pentru supapele globului.
Materialele folosite în construcția supapelor globului rulează gama de la bronz de bază la super-aliaje de nichel. Bronzul este în continuare cel mai folosit material de supapă din glob, urmat îndeaproape de fier și oțel turnat. Pentru aplicațiile criogenice, supapele din oțel inoxidabil și globul de bronz sunt populare, necesitând doar o capotă extinsă pentru a menține zona gheții de ambalare de la congelare.
Tabelul 1. Standarde globale de supape globale
MSS SP-42 - Clasa 150, rezistente la coroziune, poarta, glob și supape de reținere
MSS SP-80 - Poarta de bronz, glob, unghi și supape de reținere
MSS SP-85 - Globul din fontă cenușie și supapele unghiulare, capete cu flanșă și filet
MSS SP-118 - Glob de oțel compact și supape de reținere (serviciu de rafinărie chimică și petrolieră)
API 602 - Supape de oțel, glob și supape de închidere pentru dimensiuni dn 100 (NPS 2) și mai mici pentru industria petrolieră și a gazelor naturale
BSI 1873 - Robinete de închidere și de închidere a globului de oțel și de închidere a globului (capete de sudare cu flanșă și cap la cap) pentru industria petrolieră, petrochimică și industriile conexe
ISO 12149 - Supape globale din oțel cu capcana din oțel pentru aplicații generale
MSS - Societatea de Standardizare a Producătorilor din industria armăturilor și armăturilor
API - Institutul American de Petrol
BSI - Institutul britanic de standarde
ISO - Organizația Internațională pentru Standarde
Fie că este vorba de controlul apei de baie într-un robinet, de ulei într-o rafinărie sau de abur într-o centrală electrică, valvule globale "soldat pe" 24 de ore pe zi. Chiar dacă designul lor de bază nu sa schimbat prea mult în 150 de ani, acești membri nobili ai familiei valvei continuă să funcționeze bine și ar trebui să ofere servicii valoroase pentru industria de control al fluxurilor pentru următorii 150 de ani.
