Открывающая и закрывающая часть шарового крана представляет собой сферу с круглым каналом, которая вращается вокруг оси, перпендикулярной каналу, а сфера вращается вместе со штоком клапана для достижения цели открытия и закрытия канала. Шаровой кран можно плотно закрыть, повернув его всего на 90 градусов и приложив небольшой крутящий момент. Для формирования шаровых кранов могут быть собраны различные приводные устройства с различными методами управления в зависимости от потребностей условий труда, такие как электрические шаровые краны, пневматические шаровые краны, гидравлические шаровые краны и т. д.
По структуре можно разделить на:
Шарик шарового крана плавает. Под действием давления среды шарик может производить определенное смещение и плотно прижиматься к уплотнительной поверхности выходного конца, обеспечивая герметизацию выходного конца.
Конструкция плавающего шарового крана проста, а уплотнительные характеристики хорошие, однако нагрузка шарикоподшипника и рабочей среды полностью передается на выходное уплотнительное кольцо, поэтому необходимо учитывать, выдержит ли материал уплотнительного кольца рабочую нагрузку шаровой среды. Эта конструкция широко используется в шаровых кранах среднего и низкого давления.
2. Фиксированный шаровой кран
Шарик шарового крана зафиксирован и не перемещается под давлением. Неподвижный шаровой кран имеет плавающее седло клапана. После создания давления среды седло клапана перемещается, так что уплотнительное кольцо плотно прижимается к шарику, обеспечивая герметичность. Подшипники обычно устанавливаются на верхний и нижний валы с шариком, а рабочий крутящий момент невелик, что подходит для клапанов высокого давления и большого диаметра.
Для снижения рабочего момента шарового крана и повышения доступности уплотнения в последние годы появились масляные шаровые краны. Между уплотнительными поверхностями впрыскивается специальное смазочное масло, образующее масляную пленку, которая не только улучшает уплотнительные характеристики, но и снижает крутящий момент, что больше подходит для шаровых кранов высокого давления и большого диаметра.
3. Эластичный шаровой клапан
Шарик шарового крана эластичный. И шар, и уплотнительное кольцо седла клапана изготовлены из металлических материалов, а удельное давление уплотнения очень велико. В зависимости от давления самой среды давление не может соответствовать требованиям герметизации, и необходимо приложить внешнюю силу. Этот клапан подходит для сред с высокой температурой и высоким давлением.
Эластичная сфера получается путем открытия эластичной канавки на нижнем конце внутренней стенки сферы для получения эластичности. При закрытии канала используйте клиновую головку штока клапана, чтобы расширить шарик и нажать на седло клапана для достижения герметизации. Перед поворотом шарика ослабьте головку клина, и шарик вернется к своей первоначальной форме, так что между шариком и седлом клапана останется небольшой зазор, что позволит снизить трение и рабочий крутящий момент уплотнительной поверхности.
Обычно используются следующие методы классификации шаровых кранов:
По величине давления: шаровой кран высокого давления, шаровой кран среднего давления, шаровой кран низкого давления
По типу проточного канала: шаровой кран полного диаметра, шаровой кран уменьшенного диаметра
По положению канала: прямоточный, трехходовой, прямоугольный
По температуре: высокотемпературный шаровой кран, нормальнотемпературный шаровой кран, низкотемпературный шаровой кран, сверхнизкотемпературный шаровой кран
По форме уплотнения: шаровой кран с мягким уплотнением, шаровой кран с жестким уплотнением
Сборка по штоку: шаровой кран верхнего входа, шаровой кран бокового входа
По форме соединения: фланцевый шаровой кран, сварной шаровой кран, резьбовой шаровой кран, зажимной шаровой кран
По способу привода: шаровой кран ручной, шаровой кран автоматического управления (пневматический шаровой кран, электрический шаровой кран, гидравлический шаровой кран)
По калибру: шаровой кран сверхбольшого диаметра, шаровой кран большого диаметра, шаровой кран среднего диаметра, шаровой кран малого диаметра.
