Per què les vàlvules de bola es poden obrir i tancar ràpidament?

El motiu pel qualvàlvules de bolapoden aconseguir una ràpida obertura i tancament en la seva estructura mecànica única i disseny de dinàmica de fluids. El component d'obertura i tancament és una esfera amb un forat circular, que pot ser impulsat per la tija de la vàlvula per girar 90 graus al voltant del seu propi eix per completar l'interruptor d'estat; quan el forat de pas de l'esfera està alineat amb l'eix de la canonada, la vàlvula s'obre completament; Després de girar 90 graus, el forat passant és perpendicular a la canonada i la vàlvula està completament tancada. Aquest disseny de "quart de volta" simplifica l'acció d'obertura i tancament en un moviment de rotació dins d'un únic pla, escurçant molt el recorregut operatiu.

Des de la perspectiva de l'estructura mecànica, la bola de lavàlvula de bolaadopta un mètode de segellat de "contacte de línia" o "contacte superficial" amb el seient de la vàlvula. Prenent com a exemple una vàlvula de bola flotant, la bola es mourà cap al seient de la vàlvula de sortida sota la pressió del medi, formant un segell hermètic i reduint la resistència de fricció durant l'obertura i el tancament; La vàlvula de bola fixa està suportada pels coixinets de les tiges de la vàlvula superior i inferior, de manera que la bola només necessita superar la petita força de fricció entre el seient de la vàlvula i la bola quan gira. Aquest disseny fa que l'esfera gairebé no es vegi afectada per la resistència del fluid durant la rotació, especialment adequada per a condicions d'alta pressió. Per exemple, a la indústria petroquímica, les vàlvules de bola pneumàtiques DN300 poden completar l'obertura i el tancament en 0,5 segons, molt més ràpid que les vàlvules de compuerta o les vàlvules de globus que requereixen múltiples rotacions.

Les característiques de dinàmica de fluids milloren encara més la capacitat de resposta ràpida delvàlvula de bola. El canal de flux de la vàlvula de bola de pas total és totalment coherent amb el diàmetre interior de la canonada i gairebé no hi ha caiguda de pressió quan el fluid passa. No hi haurà resistència addicional a causa de la inèrcia del medi durant l'obertura i el tancament. En canvi, el disc de la vàlvula de papallona pot obstruir alguns dels canals de flux durant la rotació, fent que el fluid exerceixi una empenta inversa sobre el disc i afectant la velocitat d'obertura i tancament; La porta de la vàlvula de comporta s'ha d'aixecar i baixar verticalment, amb una carrera llarga i es veu fàcilment afectada per la viscositat del medi. Les dades experimentals mostren que a les canonades DN200, el temps d'obertura i tancament de les vàlvules de bola és un 40% més curt que el de les vàlvules de papallona de la mateixa especificació i un 70% més curt que el de les vàlvules de comporta.

A més, el mètode de conducció de la vàlvula de bola també proporciona suport per a la seva ràpida obertura i tancament. Els actuadors pneumàtics, elèctrics o hidràulics poden produir instantàniament un parell elevat, impulsant l'esfera per completar una rotació de 90 graus en 0,1 segons. Per exemple, en un sistema d'aturada d'emergència de gas natural, una vàlvula de bola pneumàtica pot tallar el flux d'aire en 0,3 segons rebent senyals elèctrics, evitant eficaçment l'escalada dels accidents. Aquesta capacitat de resposta de "nivell de mil·lisegon" no té comparació amb les vàlvules manuals tradicionals.