Kurki kulowe KLINGER Ballostar KHI

Kurki kulowe KLINGER Ballostar KHI

Szczelna, niezawodna i energooszcz dna Kurki kulowe Ballostar KLINGER : Historia sukcesu. W 1883 roku w miejscowoêci Gumpoldskirchen pod Wiedniem Richard Klinger za o- y fabryk b dàcà obecnie zak adem macierzystym Grupy KLINGER. Histori wynalazków Richarda Klingera zapoczàtkowa wyposa ony w szk a refleksyjne poziomowskaz, który gwarantowa bezpiecznà prac wysokociênieniowych kot ów parowych. Nast pnym wynalazkiem by, stosowany do uszczelniania szkie w poziomowskazach, KLINGERIT - pierwsze na Êwiecie uszczelnienie odporne na wysokie temperatury i ciênienia. W roku 1922 Richard Klinger opracowa konstrukcj, wyprodukowanych do dziê ju w milionowych iloêciach zaworów t oczkowych. Stosowany do tamtego czasu w armaturze odcinajàcej system uszczelniajàcy typu gniazdo-grzybek zosta w zaworach t oczkowych zastàpiony cylindrycznym t oczkiem i dwoma pierêcieniami uszczelniajàcymi. Kurki kulowe Ballostar. Z kolei w latach pi çdziesiàtych XX wieku firma Rich. KLINGER, jako pierwsza w Europie rozpocz a produkcj kurków kulowych. Znalaz y one zastosowanie w przemyêle. Równolegle opracowywano ich specjalnà konstrukcj dla potrzeb energetyki i ciep ownictwa, stawiajàc jej nast pujàce wymagania: ca kowita szczelnoêç wewn trzna i zewn trzna, bezdozorowoêç w czasie ca ej eksploatacji, minimalne hydrauliczne opory przep ywu, gwarancja d ugotrwa ej sprawnoêci bez konserwacji i wymiany cz Êci, wytrzyma oêç na si y powstajàce w rurociàgu, wytrzyma oêç na d ugotrwa à prac w wysokich temperaturach, odpornoêç na wielokrotne otwieranie i zamykanie, odpornoêç na zanieczyszczenia, mo liwoêç przep ywu czynnika w obu kierunkach, mo liwoêç zabudowy na rurociàgu w dowolnej pozycji, atwoêç w obs udze, zwartoêç budowy, mo liwoêç zastosowania ró nych nap dów, niski poziom ha asów przy przep ywie czynnika. Wymagania te spe ni a konstrukcja pod nazwà Ballostar, która od 1970 roku stosowana jest z powodzeniem w energetyce i ciep ownictwie wielu krajów. W Polsce, poczynajàc od 1986 roku zamontowano ju ponad dwa tysiàce takich kurków, o Êrednicach od DN 300 do DN 800. System uszczelniajàcy. SzczelnoÊç odci cia w kurkach kulowych zapewnia opatentowany system dwóch wspó pracujàcych z obrotowà kulà, niezale nych od siebie, spr ystych pierêcieni wyposa onych w samosmarujàce elementy uszczelniajàce. Umieszczona pomi dzy nimi kula mocowana jest do korpusu z jednej strony wrzecionem, a z drugiej - dolnym o yskowaniem. Dzieki temu parcie czynnika na kul przy zamkni tym po o eniu kurka nie jest przenoszone na elementy uszczelniajàce, co zdecydowanie zwi ksza d ugowiecznoêç armatury. Z drugiej 2 O-ring 3 1 U-manszeta (KFC) 4 strony si y pod u ne i poprzeczne wynikajàce z termicznych ruchów rurociàgu oddzia ywujà jedynie na korpus i równie nie sà przenoszone na te elementy. Spr ystoêç pierêcieni powodujàca docisk elementów uszczelniajàcych do kuli zapewnia, w pozycji zamkni tej kurka, jego du à szczelnoêç odci cia. Ponadto, równie w pozycji zamkni tej kurka, czynnik dostaje si do przewidzianej jego konstrukcjà szczeliny pomi dzy korpusem a pierêcie- pierêcieƒ zamykajàcy pierêcieƒ oporowy kula spr ysty pierêcieƒ uszczelniajàcy element uszczelniajàcy ze wzbogaconego grafitem flonu 2

armatura dla ciep ownictwa i energetyki. niem i dociskajàc swoim parciem pierêcieƒ powoduje dodatkowy, proporcjonalny do panujàcego w rurociàgu ciênienia, docisk elementu uszczelniajàcego do kuli. Obydwa pierêcienie uszczelniajàce kurka kulowego gwarantujà podwójne, niezale ne uszczelnienie wewn trzne, po obu stronach kuli, niezale nie od kierunku przep ywu czynnika. Niemiecki urzàd dozoru technicznego TÜV Bayern zakwalifikowa kurek kulowy Ballostar jako armatur o podwójnym odci ciu. Precyzyjnie o yskowana u góry i u do u kula pozwala na zabudowanie kurka w dowolnej pozycji. PierÊcienie uszczelniajàce. Wykonane ze stali kwasoodpornej pier- Êcienie zapewniajà spre ysty i równomierny na ca ym obwodzie docisk uszczelnieƒ do kuli, zwi kszajàcy si odpowiednio do wzrostu ciênienia czynnika. JednoczeÊnie, przez swojà spr ystoêç powodujà one, e si y powstajàce w rurociàgu, nie sà przenoszone na elementy uszczelniajàce. Z kolei elementy uszczelniajàce sà z trzech stron zamkni te w metalowych pierêcieniach uszczelniajàcych, a z czwartej strony dociskane sà do kuli i dzi ki temu nie sà nara one na bezpoêrednie dzia anie przep ywajàcego czynnika. Elementy te produkowane sà ze wzbogaconego grafitem flonu (KFC), co pozwala na uzyskanie ich du- ej wytrzyma oêci termicznej oraz zwi ksza ich odpornoêç mechanicznà przy jednoczesnym zachowaniu korzystnych w asnoêci tràcych. Odbierajàca docisk pier- Êcieni kula pokryta jest warstwà chromu, co zapewnia jej d ugotrwa à odpornoêç na erozj i u atwia samosmarujàcà wspó prac z elementami uszczelniajàcymi. SzczelnoÊç zewn trzna. SzczelnoÊç zewn trznà zapewniajà o-ringi z aflasu, o wysokiej wytrzyma oêci termicznej. Nie ma koniecznoêci stosowania k opotliwych sznurów i paku. D awica pozostaje szczelna przez ca y okres u ytkowania. Nie przewiduje si adnych prac konserwacyjnych. Kurek kontrolno-spustowy. Do korpusu, w obr bie martwej przestrzeni mi dzypierêcieniowej, przyspawany jest ma y, kontrolno-spustowy kurek kulowy umo liwiajàcy, podczas, gdy kurek g ówny jest zamkni ty, dokonanie nast pujàcych czynnoêci: odwodnienia, odpowietrzenia lub odcià- enia martwej powierzchni mi dzypier- Êcieniowej, sprawdzenia szczelnoêci pierêcieni u- szczelniajàcych, przep ukania przestrzeni mi dzypierêcieniowej. Prace na opró nionym rurociàgu pomi dzy dwoma zamkni tymi kurkami kulowymi Ballostar mogà dzi ki otwartym kurkom kontrolno-spustowym przebiegaç bez zagro enia. KorzyÊci stosowania kurków kulowych Ballostar. Pe ny, niezredukowany, cylindryczny przelot przez kurek powoduje minimalne straty ciênienia i nie zaburza laminarnego przep ywu czynnika, nawet przy relatywnie du ych jego pr dko- Êciach. KorzyÊci ekonomiczne wynikajàce z tego faktu mogà byç odbierane w dwojaki sposób. Z jednej strony ma e straty ciênienia obs ugiwanego czynnika umo liwiajà stosowanie pomp obiegowych o mniejszej mocy, co daje istotne oszcz dnoêci eksploatacyjne. Z drugiej strony zabudowanie kurka o Êrednicy nawet o dwie dymensje mniejszej ni Êrednica rurociàgu, przy jednoczesnym wbudowaniu konfuzora i dyfuzora przed i za kurkiem, powoduje wprawdzie wi ksze opory hydrauliczne, ale za to daje znaczne oszcz dnoêci inwestycyjne. Bioràc pod uwag przedstawione cechy kurka kulowego Ballostar, nale y zarekomendowaç go do stosowania jako armatur zaporowà w rurociàgach goràcej wody i pary. DoÊwiadczenie wykazuje, e szczelnoêç i pewnoêç zamkni cia w wielu praktycznych sytuacjach daje nieocenione korzyêci. Kurki kulowe Ballostar klasyfikowane sà w klasie szczelnoêci gazowej (zero kropli). kurek kontrolno-spustowy Parametry pracy. Temperatura czynnika obs ugiwanego przez kurki kulowe Ballostar mo e osiàgaç, w zale noêci od zamówionego wykonania 200 C lub 260 C. JednoczeÊnie maksymalne ciênienie zale nie od wersji koƒcówek kurka mo e wynosiç 25 lub 40 barów. Odpowiednio do wi kszego ciênienia czynnika temperatura stosowania jest mniejsza; zale noêç t przedstawiajà wykresy P-T, zamieszczone na stronach katalogowych. Zakres produkcji. Zak ady Rich. KLINGER w Gumpoldskirchen produkujà kurki kulowe Ballostar w wersji pe nego przep ywu - w zakresie Êrednic od DN 150 do DN 800. Korpusy kurków odlewane sà ze staliwa. Koƒcówki kurków mogà byç ko nierzowe (PN 25) lub do wspawania (PN 40). Kurki wyposa ane sà w nap dy r czne - bezpoêrednie (do DN 250), r czne - z przek adnià Êlimakowà (od DN 125), a tak e nap dy elektryczne, hydrauliczne lub pneumatyczne (pe ny zakres Êrednic). Ponadto kurki kulowe Ballostar produkowane sà w dwóch wykonaniach co do wytrzyma oêci termicznej - do pracy w temperaturze maksymalnej do 200 C oraz do pracy w temperaturze maksymalnej do 260 C. Oba wykonania produkowane sà przy zastosowaniu ró nych materia ów uszczelniajàcych. Kurki kulowe KLINGER Ballostar : sà szczelne wewn trznie i zewn trznie, sà energooszcz dne i bezpieczne dla Êrodowiska, posiadajà obustronnie dzia ajàcy, trwale elastyczny system uszczelniajàcy, mo liwy jest dowolny kierunek przep ywu czynnika, sà odporne na oddzia ywanie si pochodzàcych od rurociàgu, sà bezobs ugowe, sà d ugowieczne, sà atwe w obs udze, pracujà w temperaturze do 200/260 C, majà atwowymienialne cz Êci, posiadajà minimalny opór miejscowy, sà odporne na zanieczyszczenia zawarte w czynniku, nadajà si do pracy z si ownikami (nap dami), sà zaprojektowane przy u yciu systemów komputerowych CAD i CAM, prezentujà zgodnoêç z normà ISO 9001. 3

Ballostar KHSVi DN 150 - DN 800. kurki kulowe z koƒcówkami do wspawania, pe ny przelot, materia : staliwo (VII), konstrukcja: KLINGER produkcja: KLINGER nazwa cz Êci kod materia u 1 korpus GS-C25 2 koƒcówka do wspawania GS-C25 3 wrzeciono 1.4104 4 kula GGG-40 FeCr30 5 o ysko 1.4104 7 ko nierz St 8 wk adka tulejowa OT St 35 phrf 10 wk adka tulejowa UT St 35 phrf 12 podk adka 1.4401 13 pierêcieƒ àczàcy mi kki nikiel 14 pierêcieƒ àczàcy mi kki nikiel 15 dysk KFC-25 16 dysk K-SIL 17 O-ring AF 18 O-ring AF 19 O-ring AF 20 O-ring AF 21 U-manszeta KFC-25 22 element uszczelniajàcy VII-KFC 23 pierêcieƒ zamykajàcy 1.4401.07 24 pierêcieƒ oporowy GG-20 phrf 29 pierêcieƒ zabezpieczajàcy 1.4310 31 wkr t z bem walcowym 10.9 32 nakr tka szeêciokàtna 8 33 Êruba szpilkowa 8.8 34 Êruba z bem walcowym A4 35 Êruba szeêciokàtna 1.1181 36 wpust otworowy St 50-1 K 37 wpust otworowy St 50-1 K 38 o ysko tulejowe St/Bz/Flon 39 o ysko tulejowe St/Bz/Flon 43 wkr t z bem walcowym 10.9 44 ko nierz St 37-3 45 przek adnia nap du wymiary koƒcówek do wspawania (mm) DN d d1 s b 150 150 168,3 6,65 20 200 200 219,1 8,05 20 250 250 273,0 8,50 20 300 300 323,9 9,45 20 350 334 355,6 10,80 20 400 386 406,4 10,20 25 500 476 508,0 16,00 25 600 575 610,0 17,50 25 700 676 711,0 17,50 25 800 775 813,0 19,00 25 Kurek kulowy PN 40: dwucz Êciowy, pe ny przelot, o yskowana kula, trójstronnie uj ty metalowym spr ystym pierêcieniem element uszczelniajàcy z KFC, wrzeciono ze stali nierdzewnej z bezobs ugowym uszczelnieniem z AF, dowolny kierunek przep ywu czynnika, korpus i koƒcówki ze staliwa GS-C25, koƒcówki do wspawania wed ug DIN 3239 - A, obs uga poprzez przek adni Êlimakowà. Powy ej przedstawiony jest kurek kulowy Ballostar z koƒcówkami do wspawania PN 40 oznaczony symbolem KHSVi. Równolegle KLINGER produkuje kurki kulowe Ballostar z koƒcówkami ko nierzowymi PN 25 owierconymi wed ug DIN 2544. Sà one oznaczone symbolem KHi. Nazwy cz Êci i kody materia owe sà dla obydwu wersji takie same, poza nast pujàcymi wyjàtkami w przypadku KHi: poz. 2. - nazwa cz Êci - koƒcówka ko nierzowa, poz. 38., 39. - kod materia u - AISI 316L P90. Kurki kulowe Ballostar wszystkich Êrednic mogà byç wyposa one w elektromechaniczne, hydrauliczne lub pneumatyczne si owniki. Koƒcówki do wspawania: typ: KHSVi-VII, dla DN 150 - DN 800. Przyk ad zamówienia: KHSVi 400-VII, PN 25, nap d r czny z przek adnià Êlimakowà. Koƒcówki ko nierzowe: typ: KHi-VII, dla DN 150 - DN 800. Przyk ad zamówienia: KHi 400-VII, PN 25, nap d r czny z przek adnià Êlimakowà. 4

Wymiary i wspó czynniki przep ywu. Wymiary zewn trzne kurka z nap dem r cznym i z przek adnià Êlimakowà. KHSVi DN 150 - DN 800, PN 40 DN A B C D E F ci ar 150 315 276 675 509 457 438 104 200 315 276 802 584 521 486 166 250 400 297 911 651 559 547 250 300 400 470 1148 859 635 755 450 350 400 465 1101 750 762 785 664 400 400 465 1140 769 838 835 869 500 630 560 1474 1010 991 1010 1338 600 630 560 1649 1114 1143 1095 1888 700 800 657 2008 1368 1346 1284 3335 800 800 657 2174 1464 1524 1367 5035 KHi DN 150 - DN 800, PN 25 DN A B C D E F ci ar 150 315 173 641 475 394 336 96 200 315 303 824 606 475 513 167 250 400 276 859 599 533 526 256 300 400 297 965 676 610 582 430 350 400 297 1118 767 686 617 630 400 400 465 1140 769 762 835 909 500 400 465 1334 870 914 915 1309 600 630 560 1649 1114 1067 1095 1938 700 800 657 2008 1368 1245 1284 3435 800 800 657 2174 1464 1372 1367 5185 Ci ar podany w kg uwzgl dnia przek adni, wymiary sà zaokràglone do 1 mm. Wspó czynniki przep ywu i wspó czynniki oporów miejscowych. DN Kv ζ 150 4 203 0,045 200 8 131 0,038 250 13 630 0,033 300 20 590 0,030 350 29 540 0,027 400 38 582 0,027 500 59 978 0,025 600 95 659 0,025 700 118 940 0,025 800 154 245 0,025 K v = wspó czynnik przep ywu (m 3 /h), ζ = wspó czynnik oporów miejscowych. Dok adnoêç przedstawionych w obydwu tabelach wartoêci wynosi 10%. WartoÊci te dotyczà wody o temperaturze 30 C i g stoêci oko o 1 000 kg/m 3, przy spadku ciênienia p = 1 bar. Przedstawione w prawej tabeli wartoêci K v i ζ odnoszà si do kurków kulowych, które wbudowane sà pomi dzy konfuzor i dyfuzor o kàtach 16. konfuzor (mm) KHSVi DN dyfuzor (mm) Kv (m 3 /h) ζ 250/200 200 200/250 4 299 0,338 /150 150 150/ 2 240 1,245 /125 125 125/ 1 455 2,951 300/250 250 250/300 6 284 0,328 /200 200 200/ 3 819 0,888 /150 150 150/ 2 097 2,945 350/300 300 300/350 10 214 0,230 /250 250 250/ 6 157 0,633 /200 200 200/ 3 716 1,738 400/350 350 350/400 13 428 0,227 /300 300 300/ 9 872 0,420 /250 250 250/ 5 762 1,233 500/400 400 400/500 20 100 0,247 /350 350 350/ 12 625 0,627 /300 300 300/ 9 014 1,230 600/500 500 500/600 29 600 0,235 /400 400 400/ 15 829 0,827 /350 350 350/ 11 649 1,527 700/600 600 600/700 43 200 0,206 /500 500 500/ 24 396 0,645 /400 400 400/ 14 919 1,725 800/700 700 700/800 58 200 0,200 /600 600 600/ 33 748 0,575 /500 500 500/ 23 122 1,225 Od 1990 roku KLINGER produkuje w pe nym zakresie Êrednic kurki kulowe Ballostar, przeznaczone do obs ugi czynników o podwy szonej temperaturze. Kurki kulowe w tym specjalnym wykonaniu mogà byç stosowane w temperaturach do 260 C, a oznaczone sà symbolami: KHSVWi - w przypadku koƒcówek do wspawania oraz KHWi - w przypadku koƒcówek ko nierzowych. Zastrzegamy sobie mo liwoêç wprowadzenia zmian konstrukcyjnych wynikajàcych ze stale osiàganego post pu technicznego. 5

Porównanie oporów miejscowych 1,1 m Kurek kulowy (pe ny przelot) 5,6 m Zasuwa klinowa (pe ny przelot) 9 m Kurek kulowy (zredukowany przelot) Straty ciênienia przedstawione w postaci oporów zast pczych. Porównanie zosta o przeprowadzone w nast pujàcych warunkach: 1. czynnik: goràca woda: wielkoêç przep ywu Q = 1809,5 m 3 /godz., pr dkoêç przep ywu v = 4 m/sek, temperatura t = 150 C. 2. rurociàg DN 400 - nowa rura o wspó czynniku tarcia λ = 0,01. 9 m Kurek kulowy (DN 350 z konfuzorem i dyfuzorem) 9,3 m Kurek cylindryczny (pe ny przelot) 33,4 m Kurek cylindryczny (zredukowany przelot) Przepustnica PN 16 (pe ny przelot) 35 m Przepustnica PN 40 (pe ny przelot) 54 m Porównanie wartoêci wspó czynnika K v dla ró nych rodzajów armatury. DN K v (m 3 /h) 100 000 90 000 Kurek kulowy, pe ny przelot 80 000 70 000 Zasuwa, pe ny przelot 60 000 Kurek cylindryczny, pe ny przelot 50 000 40 000 Kurek kulowy, zredukowany przelot 30 000 Kurek cylindryczny, zredukowany przelot Przepustnica, PN 25 20 000 10 000 0 125 150 200 DN (mm) 250 300 350 400 500 600 700 800 6

ró nych typów armatury. Porównanie przekrojów przelotów: przepustnica - kurek kulowy. OkreÊlenie DN - Êrednica nominalna - oznacza Êrednic przekroju koƒcówki przy àczeniowej, uwa anej cz sto niew aêciwie za parametr okreêlajàcy wielkoêç przelotu czynnika przez armatur. W rzeczywistoêci przelot ten jest jednak, zale nie od typu armatury, znacznie mniejszy. Przyjrzyjmy si, dla przyk adu, przepustnicy DN 800. Faktyczny przelot jest w stosunku do przelotu w koƒcówce przy àczeniowej, zdecydowanie pomniejszony o przekrój talerza i ruchomych wa ków stanowiàcych jego zamocowanie. Elementy te, tak e w otwartej pozycji przepustnicy, stale znajdujà si w strumieniu przep ywajàcego czynnika. Powierzchnia faktycznego przelotu w tym przypadku odpowiada powierzchni przelotu przez rur o Êrednicy 649 mm. Oznacza to zmniejszenie powierzchni przelotu o 34%. Tak znaczne jej zmniejszenie powoduje zaburzenie laminarnego przep ywu czynnika, wyst pujà efekty wstrzymujàco-spi trzajàce. WartoÊç wspó czynnika oporów miejscowych ζ odpowiednio roênie. W wyniku tego roênie zu ycie energii na pompowanie czynnika. Przy jednakowym wspó czynniku oporów miejscowych otwarta ca kowicie przepustnica odpowiada lokalnie przew onemu rurociàgowi o poni szych przekrojach. DN 800 Ø 600 DN 800 DN 800 Ø 649 Kurki kulowe Ballostar ze zredukowanym przelotem - - wi ksze bezpieczeƒstwo przy tej samej cenie. Porównajmy sum oporów miejscowych konfuzora DN 800/600, kurka kulowego DN 600 i dyfuzora DN 600/800 z oporami miejscowymi przepustnicy DN 800. Opory miejscowe zestawu konfuzor-kurek-dyfuzor: ϕ ( ) L (mm) ζ ca kowite 8 4200 0,305 16 2600 0,575 24 2200 0,722 ζ ca kowite = ζ konfuzora + ζ KHi + ζ dyfuzora Opory miejscowe przepustnicy: ζ ca kowite = 0,730 Wspó czynniki ζ dla kurka kulowego uzyskane przy zastosowaniu króçców redukcyjnych (dyfuzora i konfuzora) zmniejszajàcych przelot o dwie dymensje sà w dalszym ciàgu korzystniejsze od wspó czynnika ζ przepustnicy o optycznie pe nym przelocie. Kurek kulowy Ballostar, oprócz wielu znanych zalet, posiada jeszcze jednà istotnà cech - podwójne odci cie, a wi c podwójne bezpieczeƒstwo. rurociàg konfuzor kurek kulowy dyfuzor rurociàg DN 800 DN 800/600 DN 600 DN 600/800 DN 800 ϕ L rurociàg przepustnica rurociàg DN 800 DN 800 DN 800 Mo emy zatem powiedzieç, e pod wzgl dem wielkoêci oporu hydraulicznego przepustnica DN 800 odpowiada kurkowi kulowemu DN 600. Kurki kulowe sà armaturà dro szà ni przepustnice, jeêli porównamy ich ceny przy tych samych Êrednicach. Natomiast cena kurka kulowego DN 600 i przepustnicy DN 800 jest podobna. Tak wi c - redukujàc przelot o dwie dymensje i stosujàc kurek kulowy - mo emy znacznie zmniejszyç koszt inwestycji zachowujàc jednoczeênie pewnoêç zamkni cia, która cechuje ten typ armatury. 7

dystrybucja w Polsce KLINGER w Polsce Sp. z o.o. ul. Farbiarska 69, 02-862 Warszawa tel.: 22 644-01-05 fax: 22 644-66-11 e-mail: biuro@klinger.pl opracowanie - marzec 2010