Există cinci stiluri generale de corpuri de supape cu bilă: corp simplu, corp din trei piese, corp divizat, intrare superioară și sudate. Diferența se bazează pe modul în care sunt fabricate și asamblate piesele supapei – în special carcasa care conține bila însăși -. Funcționarea supapei este aceeași în fiecare caz.
În plus, există diferite stiluri legate de alezajul mecanismului propriu-zis al bilei. Și în funcție de presiunea de lucru, supapele cu bilă sunt clasificate ca supape cu bilă de joasă presiune și supape cu bilă de înaltă presiune. În majoritatea industriilor, supapele cu bilă cu presiuni de lucru mai mari de 3000 psi sunt considerate ca fiind supape cu bilă de înaltă presiune. De obicei, presiunea maximă de lucru pentru supapele cu bilă de înaltă presiune este de 7500 psi și, în funcție de structură, dimensiuni și materiale de etanșare, presiunea maximă de lucru a supapelor cu bilă de înaltă presiune poate fi de până la 15000 psi. Robinetele cu bilă de înaltă presiune sunt utilizate în principal în aplicații sub presiune ridicată, cum ar fi sistemele hidraulice, de aceea sunt cunoscute și sub denumirea de robinete cu bilă hidraulice.
Supapelor cu bilă cu dimensiuni de până la 2 inch vin în general în modele dintr-o singură piesă, două sau trei piese. Robinetele cu bilă dintr-o singură bucată sunt aproape întotdeauna cu alezaj redus, sunt relativ ieftine și, în general, sunt de aruncat. Robinetele cu bilă din două piese sunt în general cu alezaj ușor redus (sau standard), pot fi fie de aruncat, fie reparabile. Proiectarea în trei piese permite ca partea centrală a robinetului care conține bila, tija & scaunele să fie ușor de îndepărtat din conductă. Acest lucru facilitează curățarea eficientă a sedimentelor depuse, înlocuirea scaunelor și a garniturilor de etanșare, lustruirea micilor zgârieturi de pe bilă, toate acestea fără a scoate conductele din corpul vanei. Conceptul de proiectare al unei supape din trei piese este ca aceasta să poată fi reparată.
Orificiu completEdit
O supapă cu sferă cu orificiu complet sau, mai cunoscut sub numele de supapă cu sferă cu orificiu complet, are o sferă supradimensionată, astfel încât orificiul din sferă să aibă aceeași dimensiune ca și conducta, rezultând o pierdere mai mică prin frecare. Debitul este nerestricționat, dar supapa este mai mare și mai scumpă, astfel încât aceasta este utilizată numai în cazul în care este necesar un debit liber, de exemplu în conductele care necesită pigging.
Port redus sau alezaj redusEdit
În supapele cu bilă cu port redus (mai cunoscut sub numele de alezaj redus), debitul prin supapă este cu o dimensiune de țeavă mai mică decât dimensiunea țevii supapei, ceea ce face ca suprafața de debit să fie mai mică decât cea a țevii. Deoarece debitul de curgere rămâne constant și este egal cu aria de curgere (A) înmulțită cu viteza (V), A 1 V 1 = A 2 V 2 {\displaystyle A_{1}V_{1}=A_{2}V_{2}}.
viteza crește odată cu reducerea ariei de curgere.
V portEdit
O supapă cu bilă V port are fie o bilă în formă de „v”, fie un scaun în formă de „v”. Acest lucru permite obținerea unor caracteristici de debit liniar și chiar de procente egale. Când supapa se află în poziția închisă și se începe deschiderea, capătul mic al „v”-ului se deschide primul, permițând un control stabil al debitului în timpul acestei etape. Acest tip de proiectare necesită o construcție în general mai robustă datorită vitezelor mai mari ale fluidelor, care ar putea deteriora o supapă standard. Atunci când sunt prelucrate corect, acestea sunt supape de control excelente, oferind performanțe de scurgere superioare.
Umplutura de umplere a cavitățiiEdit
Multe industrii întâmpină probleme cu reziduurile din supapa cu bilă. În cazul în care fluidul este destinat consumului uman, reziduurile pot fi, de asemenea, un pericol pentru sănătate, iar atunci când fluidul se schimbă din când în când poate apărea contaminarea unui fluid cu altul. Reziduurile apar deoarece în poziția semideschisă a supapei cu bilă se creează un spațiu între orificiul sferei și corp în care poate fi prins fluidul. Pentru a evita ca fluidul să pătrundă în această cavitate, cavitatea trebuie obturată, ceea ce se poate face prin prelungirea scaunelor în așa fel încât să fie mereu în contact cu bila. Acest tip de supapă cu bilă este cunoscut sub numele de supapă cu bilă cu umplutură de cavitate.
Există câteva tipuri de supape cu bilă legate de fixarea și mișcarea laterală a bilei:
Supapă cu butuc, flotantă și acționatăEdit
O supapă cu bilă cu butuc are o ancorare mecanică suplimentară a bilei în partea superioară și inferioară, fiind potrivită pentru supape mai mari și cu presiune mai mare (de exemplu, peste 10 cm și 40 de bari).
O supapă cu bilă flotantă este o supapă în care bila nu este ținută în poziție de un butuc. În funcționare normală, acest lucru va face ca bila să plutească ușor în aval. Acest lucru face ca mecanismul de scaun să se comprime sub presiunea sferei care apasă asupra sa. Mai mult, la unele tipuri, în cazul în care o anumită forță determină disiparea mecanismului de scaun (cum ar fi căldura extremă provocată de un incendiu în afara supapei), bila va pluti până la corpul metalic care este proiectat să se etanșeze împotriva bilei, oferind un design oarecum sigur.
Supapele cu bilă acționate manual pot fi închise rapid și, prin urmare, există un pericol de lovitură de apă. Unele supape cu bilă sunt echipate cu un actuator care poate fi acționat pneumatic, hidraulic sau cu motor. Aceste supape pot fi utilizate fie pentru controlul pornit/oprit, fie pentru controlul debitului. O supapă pneumatică de control al debitului este, de asemenea, echipată cu un poziționer care transformă semnalul de control în poziția actuatorului și deschiderea supapei în consecință.
MultiportEdit
- Sectoarele cu trei și patru căi au o gaură în formă de L sau T prin mijloc. Diferitele combinații de debit sunt prezentate în figură. Este ușor de observat că o supapă în T poate conecta orice pereche de orificii, sau toate trei, împreună, dar poziția de 45 de grade care ar putea să le deconecteze pe toate trei nu lasă nicio marjă de eroare. Supapa în L poate conecta orificiul central la oricare dintre orificiile laterale sau le poate deconecta pe toate trei, dar nu poate conecta între ele orificiile laterale.
- Sunt disponibile în comerț și supape cu bilă cu mai multe orificii, cu 4 sau mai multe căi, calea de intrare fiind adesea ortogonală față de planul orificiilor de ieșire. Pentru aplicații speciale, cum ar fi acționarea motoarelor pneumatice de la mers înainte la mers înapoi, operațiunea se realizează prin rotirea unei supape cu patru căi cu o singură pârghie. Robinetul cu bilă cu 4 căi are două orificii în formă de L în bilă care nu se interconectează, denumite uneori orificii „×”.
.