Конструкция и принцип действия вакуумных шаровых клапанов

Общие сведения

Шаровые клапаны - бюджетный вариант запорной арматуры для систем низкого вакуума (встречаются модификации, допускающие использование до 1×10^-4 Торр. Имеют простую конструкцию, рабочий ход - 1/4 оборота (90°). Используются в простых вакуумных системах, откачка которых производится форвакуумными насосами. Выпускаются с ручным, пневматическим или электромеханическим приводом, имеют фланцевые соединения соединения ISO-KF, для диаметров условного прохода 63 мм и более - ISO-K.

Вакуумные шаровые клапаны (Ball Valves): конструкция и принцип действия

	1 - Рычаг привода 2 - Корпус клапана 3 - Внешнее уплотнение клапана 4 - Внутренние уплотнения 5 - Запорный элемент (шар)
Устройство запорного шарового клапана с ручным приводом на примере углового клапана BV Клапаны BV производятся Highlight Tech. Corporation (Тайвань). Некоторые элементы, показанные на рисунке, могут отличаться по конструкции, рисунок приведен для демонстрации принципа действия.

Шаровый клапан имеет простую конструкцию: запорным элементом является тело вращения 5 (чаще всего шар) с проходным отверстием и внешней полированной поверхностью. Корпус клапана 2 имеет полость для установки запорного элемента. Уплотнения 4 («внутренние» уплотнения), установленные в этой полости контактируют с внешней поверхностью запорного элемента, обеспечивая изоляцию вакуумных объемов друг от друга при повороте запорного элемента на 90°. Внутренний объем привода клапана изолирован от атмосферы с помощью уплотнения штока 3 («внешнее» уплотнение), которое выполнено из FKM (витона) или PTFE (фторопласта). В промежуточных положениях (в момент переключения) полость привода клапана оказывается соединенной с вакуумными объемами. Если внешнее уплотнение изношено или недостаточно затянуто, то газа, накопленного в полости клапана вследствие натекания, может оказаться достаточно для кратковременного увеличения давления в вакуумных объемах.

Шаровые клапаны используются в вакуумных системах, рассчитанных на низкий и, реже, на средний вакуум.

Следует отметить, что обычные сантехнические шаровые клапаны при общем сходстве конструкции имеют гораздо более высокий уровень натекания и по внутреннему, и по внешнему уплотнениям и их использование в вакуумной технике в некоторых случаях возможно только при давлениях, слегка меньших атмосферного давления.

К основным достоинствам шаровых клапанов относятся простота конструкции и низкая стоимость. Основные недостатки:
– применение ограничено системами с низким вакуумом
– внешняя поверхность запорного элемента (шара) является уплотнительной поверхностью. Поэтому повреждение этой поверхности вследствие воздействия агрессивной среды или взаимодействия с абразивными частицами в откачиваемой среде достаточно быстро приведет в увеличению натекания через уплотнения (в том числе через внешнее).

Шаровые клапаны с ручным приводом фланцы ISO-KF

Шаровые клапаны с ручным приводом фланцы ISO-K

Шаровые клапаны с пневматическим приводом фланцы ISO-KF

Шаровые клапаны с пневматическим приводом фланцы ISO-K

Шаровые клапаны с электромеханическим приводом фланцы ISO-KF