A golyóscsapok öt általános testtípusa létezik: egytestű, háromrészes test, osztott test, felülről belépő és hegesztett. A különbség azon alapul, hogy a szelep darabjait – különösen a magát a golyót tartalmazó burkolatot – hogyan gyártják és szerelik össze. A szelep működése minden esetben ugyanaz.
Ezeken kívül magának a golyós mechanizmusnak a furatával kapcsolatban is vannak különböző típusok. Az üzemi nyomástól függően pedig a golyósszelepeket alacsony nyomású golyósszelepek és magas nyomású golyósszelepek kategóriájába sorolják. A legtöbb iparágban a 3000 psi-nél nagyobb üzemi nyomású golyósszelepeket nagynyomású golyósszelepeknek tekintik. Általában a nagynyomású golyósszelepek maximális üzemi nyomása 7500 psi, és a szerkezettől, méretektől és tömítőanyagoktól függően a nagynyomású golyósszelepek maximális üzemi nyomása akár 15000 psi is lehet. A nagynyomású golyósszelepeket többnyire nagy nyomás alatti alkalmazásokban, például hidraulikus rendszerekben használják, ezért hidraulikus golyósszelepek néven is ismertek.
A golyósszelepek 2 hüvelykig terjedő méretekben általában egydarabos, két- vagy háromdarabos kivitelben készülnek. Az egydarabos golyósszelepek szinte mindig csökkentett furatúak, viszonylag olcsók és általában eldobhatóak. A kétrészes golyósszelepek általában kissé csökkentett (vagy szabványos) furatúak, lehetnek eldobhatóak vagy javíthatóak. A háromrészes kialakítás lehetővé teszi, hogy a szelep középső része, amely a golyót, a szárat & az üléseket tartalmazza, könnyen eltávolítható legyen a csővezetékből. Ez megkönnyíti a lerakódott üledékek hatékony tisztítását, az ülések és a tömítések cseréjét, a golyón lévő apró karcolások kicsiszolását, mindezt anélkül, hogy a csöveket ki kellene venni a szeleptestből. A háromrészes szelep tervezési koncepciója az, hogy javítható legyen.
Teljes nyílásSzerkesztés
A teljes nyílású vagy közismertebb nevén teljes furatú golyósszelep túlméretezett golyóval rendelkezik, így a golyóban lévő furat mérete megegyezik a csővezetékével, ami kisebb súrlódási veszteséget eredményez. Az áramlás korlátlan, de a szelep nagyobb és drágább, ezért ezt csak ott használják, ahol szabad áramlásra van szükség, például olyan csővezetékekben, amelyekben disznózásra van szükség.
Csökkentett nyílás vagy csökkentett furatSzerkesztés
A csökkentett nyílású (közismertebb nevén csökkentett furatú) golyósszelepeknél a szelepen keresztül történő áramlás egy csőmérettel kisebb, mint a szelep csőmérete, ami azt eredményezi, hogy az áramlási terület kisebb, mint a cső. Mivel az áramlási kiáramlás állandó marad, és egyenlő az áramlási terület (A) és a sebesség (V) szorzatával, A 1 V 1 = A 2 V 2 {\displaystyle A_{1}V_{1}=A_{2}V_{2}}}}
a sebesség az áramlási terület csökkenésével nő.
V portEdit
A V portos golyósszelepnek vagy “V” alakú golyója vagy “V” alakú ülése van. Ez lineáris és akár egyenlő százalékos áramlási karakterisztikát tesz lehetővé. Amikor a szelep zárt helyzetben van és a nyitás megkezdődik, a “v” kis vége nyílik ki először, ami stabil áramlásszabályozást tesz lehetővé ebben a fázisban. Ez a fajta kialakítás általában robusztusabb konstrukciót igényel a folyadékok nagyobb sebessége miatt, ami a hagyományos szelepeket károsíthatja. Megfelelő megmunkálás esetén ezek kiváló szabályozószelepek, amelyek kiváló szivárgási teljesítményt nyújtanak.
ÜregkitöltésSzerkesztés
Sok iparágban problémát jelentenek a golyósszelepekben lévő maradványok. Ahol a folyadékot emberi fogyasztásra szánják, ott a maradékok egészségügyi kockázatot is jelenthetnek, és ahol a folyadék időről időre változik, ott előfordulhat az egyik folyadék szennyeződése egy másikkal. A maradványok azért keletkeznek, mert a golyósszelep félig nyitott helyzetében a golyó furata és a test között rés keletkezik, amelyben folyadék rekedhet. Annak érdekében, hogy a folyadék ne kerüljön ebbe az üregbe, az üreget el kell tömíteni, amit az ülések olyan módon történő meghosszabbításával lehet elérni, hogy az mindig érintkezzen a golyóval. Az ilyen típusú golyósszelepet üregkitöltő golyósszelepnek nevezik.
A golyó rögzítésével és oldalirányú mozgásával kapcsolatban néhány golyósszeleptípus létezik:
Tengelyes, úszó és működtetettSzerkesztés
A tengelyes golyósszelep a golyónak felül és alul további mechanikus rögzítésével rendelkezik, nagyobb és nagyobb nyomású (mondjuk 10 cm és 40 bar feletti) szelepekhez alkalmas.
A lebegő golyósszelep olyan szelep, ahol a golyót nem tartja a helyén a csapszeg. Normál üzemmódban ez azt eredményezi, hogy a golyó kissé lebeg lefelé. Ez azt okozza, hogy az ültetőszerkezet összenyomódik az ellene nyomódó golyó alatt. Továbbá egyes típusoknál, abban az esetben, ha valamilyen erő hatására az ülésmechanizmus szétesik (például a szelepen kívüli tűzből származó extrém hő hatására), a golyó egészen a fémtestig lebeg, amelyet úgy terveztek, hogy a golyó ellen tömítsen, így biztosítva egy némileg üzembiztos kialakítást.
A kézi működtetésű golyósszelepek gyorsan záródhatnak, és így fennáll a vízcsapás veszélye. Egyes golyóscsapok működtetőszerkezettel vannak felszerelve, amely lehet pneumatikus, hidraulikus vagy motoros működtetésű. Ezek a szelepek használhatók ki-be kapcsolásra vagy áramlásszabályozásra. A pneumatikus áramlásszabályozó szelepek egy pozicionálóval is fel vannak szerelve, amely a vezérlőjelet ennek megfelelően alakítja át a működtető állására és a szelep nyitására.
MultiportEdit
- A három- és négyutas szelepek közepén L- vagy T alakú lyuk van. A különböző áramlási kombinációkat az ábra mutatja. Könnyen látható, hogy a T-szelep bármelyik nyíláspárt vagy mindhármat összekapcsolhatja, de a 45 fokos állás, amely esetleg mindhármat szétkapcsolja, nem hagy hibalehetőséget. Az L szelep a középső portot bármelyik oldalsó porttal összekapcsolhatja, vagy mindhármat szétkapcsolhatja, de az oldalsó portokat nem tudja összekapcsolni.
- A kereskedelemben kaphatók 4 vagy több útból álló, többportos golyóscsapok is, a bemeneti út gyakran merőleges a kimenetek síkjára. Speciális alkalmazásoknál, mint például a léghajtású motorok előre- és hátramenetből történő meghajtása, a műveletet egy egykaros négyutas szelep elforgatásával végzik. A négyutas golyósszelepnek a golyóban két L alakú nyílás van, amelyek nem kapcsolódnak egymáshoz, néha “×” nyílásnak nevezik.