Что такое клапан: виды, типы клапанов, устройство и принцип работы

Содержание

Что такое клапан: виды, типы клапанов, устройство и принцип работы

Блог про нефтепереработку

Устройство регулирующего клапана

В устройство регулирующих клапанов входят: корпус, крышка (головка), седло, заслонка (демпфер) и шток (шпиндель) с маховиком. Иногда маховик можно заменить на автомат. Все компоненты объединены посредством корпуса. Рабочее вещество подается внутрь устройства через корпус. Расположенная в головке оправка (там же сальник) заставляет клапан двигаться, в результате чего отверстие в седле открывается или закрывается. Рабочий персонал, войдя через него, выходит с другой стороны. Поток может быть прямым или обволакивающим.

Пример маркировки регулирующих клапанов

Маркировка выпускаемой регулирующей арматуры осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 52720-2007 и таблицами рисунков, в которых приведены сведения о обозначениях по типу арматуры и нюансах ее конструкции. Кроме того, в нормативных документах указывается материал, из которого изготовлен корпус и уплотнительные элементы.

Пример расшифровки 25с947нж:

  • первые две цифры обозначают тип арматуры: 25 — регулирующий клапан;
  • буква обозначает материал корпуса: в — углеродистая сталь;
  • если есть три цифры, первая указывает на тип привода, а два последующих номера модели: 947 — модель 47 с электроприводом;
  • последние буквы обозначают материал прокладок: SS — уплотнительные поверхности клапана сварены из коррозионно-стойкой стали.

Клапан регулирующий 25с947нж

Если клапан для регулирования давления и расхода жидкости выполнен без направляющих или вставных уплотнительных колец, это отражается на его корпусе или отверстии в виде двух букв — «bk». Если на внутренних поверхностях клапанов есть покрытие, это указывается по последней таблице рисунков.

Авангард — ведущий поставщик арматуры для регулирования давления и других параметров рабочей среды в России. Предлагаем регулирующую арматуру по доступной цене и отвечающую требованиям ГОСТ.

Запорные устройства: классификация и применением

Основными видами трубопроводной арматуры являются задвижки, задвижки, задвижки, отводы и задвижки. Для задвижек характерно движение запорного элемента под прямым углом к ​​продольной оси трубы, для задвижек — параллельно.

Вентили

возможно использование арматуры на запорных устройствах диаметром до 0,3 м. Часто они используются в концевых участках (без выхода) системы при ремонте. Запорный элемент, который часто представляет собой тело вращения или его часть, вращается вокруг оси, расположенной под произвольным углом по отношению к оси трубки. Клапаны могут использоваться не только как запорные, но и как регулирующие.

Задвижки

Задвижки — это запорные элементы небольшой длины, предназначенные для работы в системах с низким гидравлическим сопротивлением.

По конструкции они бывают клиновидными (с составным, упругим, цельным клином) и параллельными (воротниковыми). В системах низкого давления используются задвижки последнего типа.

Основное назначение клапанов — выполнение функций перехвата; в большинстве случаев они не используются в качестве регулирующих элементов. Во время работы клапаны можно установить в два возможных положения: закрытое или открытое.

такие элементы лучше использовать в полнопроходных системах, то есть при отсутствии уменьшения сечения трубы в насадках. Например, клапаны идеально подходят для использования в магистральных трубопроводах, где жидкость движется непрерывно и с высокой скоростью.

Отличительной особенностью конструкции затвора является наличие оправки, которая в зависимости от конструкции может быть удлинена или нет.

К недостаткам этих усиливающих элементов относятся продолжительность закрывания и открывания, большая относительная высота изделия (если вал выдвигается), сильный износ поверхностей корпуса и заслонки, а также ограниченное использование. Задвижки применяются при температуре до 450 ° С, давлении до 25 МПа, в диапазоне диаметров труб 0,05–1,2 М. Рабочей средой может быть вода, пар, щелочь, кислоты, масло и т.д. «Какие бывают трубопроводы пара и горячей воды — их характеристика и правила монтажа».

характеристики трубопроводной арматуры

Как уже отмечалось, существует два основных типа задвижек: задвижки и клиновые задвижки.

В конструкцию элементов ворот входит металлический клин, который при движении прорезает посторонние элементы рабочей среды. Задвижки оснащены трубопроводами для производства сточных вод, целлюлозы и бумаги и т.д.

При необходимости проведения периодического ремонта элементов системы устанавливаются клиновые задвижки, состоящие из чугунного корпуса, внутри которого установлен вращающийся шпиндель, соединенный с клином. Клиновые клапаны используются при обслуживании систем транспортировки газов и жидкостей, не вступающих в реакцию с материалом трубопровода. Корпус и крышка таких изделий свариваются из деталей, вырезанных из коррозионно-стойкого листового металла или углеродистой стали.

Закрыванием и открытием створок можно управлять вручную или с помощью электроприводов — гидравлических, пневматических или электрических. При ручной регулировке положения элемента следует соблюдать осторожность при установке редуктора, чтобы не перетянуть процесс.

Клапаны

Назначение клапанов — открываться и закрываться при определенных условиях, например, при достижении определенного уровня давления или изменении направления движения рабочей жидкости.

Продукция делится на одно и два места, и обычно в производстве используется второй тип, который одновременно выполняет функции распределения и регулирования.

По направлению потока рабочей жидкости клапаны делятся на угловые (направление меняется на 90 °), прямые (направление не меняется) и прямоточные (линия движения жидкости выпрямляется).

Чтобы полностью перекрыть движение потока внутри труб, используют запорную арматуру. Эти фитинги обеспечивают максимальную надежность и герметичность системы.

фитинги

Если возникает необходимость предотвратить изменение движения рабочей жидкости (например, в случае выхода из строя насоса и повреждения или разрыва транспортного канала), используются обратные клапаны.

Регулирующие клапаны могут контролировать количество жидкости или газа, подаваемого в систему, путем изменения размера впускного отверстия.

Проходные клапаны, как следует из названия, выполняют две функции одновременно.

Все клапаны, при условии надлежащей обработки и монтажа, подходят для работы в вакууме, агрессивных средах, высоких температурах и давлениях. Эти фитинги относительно легко ремонтировать и обслуживать.

Краны

Более универсальным вариантом для трубной арматуры являются отводы. Их можно использовать в качестве устройств перехвата, контроля или распределения. Краны подходят для любых, в том числе вязких, жидкостей и газов. Ремонт этих устройств требует больших усилий и опыта.

Клапаны состоят из шибера (или заглушки) сферической, конической или цилиндрической формы с отверстием в центре и корпуса. Эти запорные элементы изготавливаются из латуни, бронзы, чугуна и стали, а для более агрессивных внутренних условий — из фарфора или специального пластика.

клапаны для типов трубопроводов

Краны обычно делятся на группы по:

  • направление потока и количество форсунок (прямые, трехходовые, угловые, многоходовые);
  • принцип движения затвора (с вращением, или подъемом, или с вращением, без подъема, затвором);
  • способ управления (ручной, с электрическим, пневматическим, гидравлическим приводами);
  • геометрия ворот (игольчатая, коническая, сферическая, цилиндрическая);
  • способы обеспечения герметичности (сальник или натяжение).

Главное достоинство крана — возможность регулировать объем потока. Если клапан работает только в двух режимах: открытом или закрытом, клапанное устройство позволяет, изменяя положение отверстия клапана относительно оси движения рабочего тела, получить полное прекращение, усиление или ослабление потока. Следовательно, кран может одновременно действовать как запорное и регулирующее устройство.

Конструкции регулирующих органов

Односедёльные и двухседёльные

В шаровых клапанах подвижным элементом является плунжер, который может быть иглой, штоком или заглушкой. Плунжер перемещается перпендикулярно оси потока жидкости через седло (или седла), изменяя проходное сечение. Наиболее распространены двухседельные клапаны, так как их тарелка хорошо сбалансирована, что позволяет использовать их для непрерывного регулирования давления до 6,3 МПа в трубах диаметром до 300 мм, используя приводы с мощностью ниже, чем у одинарных один, сиденья. Односедельные клапаны чаще всего используются для малых диаметров отверстия из-за несбалансированной плунжера. Кроме того, преимуществом двухседельных клапанов является то, что при такой конструкции гораздо проще обеспечить требуемую герметичность для запорных и регулирующих клапанов с помощью плунжера, который имеет специальный регулировочный профиль для контакта с седлом и для седло в другом месте — уплотнительная поверхность для более тесного контакта.

Клеточные

Заслонка заслонки клапанов выполнена в виде полого цилиндра, перемещающегося внутри клетки, который является направляющим устройством и одновременно седлом в корпусе. Клетка имеет радиальные отверстия (перфорации) для регулирования расхода жидкости. Ранее такие клапаны назывались перфорированными поршневыми клапанами. Ячеистые клапаны благодаря своей конструкции снижают шум, вибрацию и кавитацию во время работы клапана.

Мембранные

В клапанах этого типа используются встроенные или выносные пневматические или гидравлические мембранные приводы. В случае встроенного исполнительного механизма скорость потока рабочей жидкости напрямую изменяется путем закрытия прохода в седле гибкой мембраной из резины, фторопласта или полиэтилена, на которую действует давление управляющей жидкости. Если привод снят, регулирующая сила передается через диафрагму на держатель штока клапана и через него на регулирующий корпус; когда давление управляющей среды сбрасывается, пружина возвращает диафрагму в исходное положение. Чтобы силы среды и сила трения в направляющих и уплотнении не приводили к снижению точности клапана, в таких клапанах часто используются дополнительные устройства — позиционеры, контролирующие положение штока. Мембранные клапаны могут быть односедельными или двухседельными. Основным преимуществом этих клапанов является высокая герметичность подвижного соединения и коррозионная стойкость материалов, из которых изготовлены диафрагмы, что позволяет обеспечить хорошую защиту внутренних поверхностей клапанов от воздействия рабочих средств, которые могут быть агрессивным.

Золотниковые

В этих устройствах управление потоком жидкости происходит при повороте золотника на требуемый угол, в отличие от других клапанов с поступательным движением штока или диафрагмы. Такие клапаны используются, как правило, в энергетике и имеют альтернативное название «регулирующий клапан», так как по принципу действия относятся к клапанам.

Материалы для производства

Чугунный клапан

Для изготовления таких конструкций используются материалы, отвечающие необходимым требованиям к определенному типу труб и рабочим составам.

Читать статью  Обратный клапан

Клапан может быть изготовлен из следующих материалов:

  • чугун для ковки или литья (серый);
  • нержавеющая или углеродистая сталь;
  • бронза;
  • инконель, монель и другие металлы на основе никеля.

Материалы, подходящие для такого производства, отличаются ценой и степенью устойчивости к перепадам температур и образованию ржавчины.

В большинстве случаев низкоуровневые светильники изготавливают, например, из серого чугуна. Благодаря высокой устойчивости к коррозии бронза используется для работы с агрессивными материалами. Углеродистая сталь, как самый прочный из этих металлов, используется там, где поддерживается высокое давление. Термостойкий хром-молибденовый материал используется в отраслях промышленности, где температура воздуха может подниматься до 600 ° C.

Клапаны из перечисленных металлов используются для оборудования городских водопроводных систем. Элементы, устанавливаемые внутри конструкции, могут быть изготовлены из тех же сплавов, что и корпус, или из пластика (чаще используется в гравитационных моделях) и материалов, содержащих резину.

Графит, хлопок, резина или тефлон в большинстве случаев используются для уплотнения и улучшения герметичности седла, штока клапана и плунжера (все зависит от типа и температуры содержимого труб, а также от условий, в которых устройство используется).

Принцип работы

Когда маховик вращается, происходит поступательное движение (перпендикулярно потоку) шпинделя, которое прижимает катушку к седлу.

Основной особенностью конструкции обратного клапана является заглушка. Когда клапан закрыт, катушка плотно прилегает к седлу.

Типы трубопроводной арматуры

Сфера применения трубопроводной арматуры достаточно широка, она применяется на всех типах промышленных трубопроводов, в том числе в технологически опасных производствах (при перемещении ядовитых, взрывоопасных и экологически опасных веществ). Поэтому характеристики трубопроводной арматуры должны полностью соответствовать государственным нормам безопасности. Обычно производством такой продукции занимаются крупные предприятия.

В соответствии с планируемым использованием трубопроводной арматуры выделяют следующие изделия:

  1. Общее техническое приложение.
  2. Для особых условий.
  3. Промышленный спец.
  4. Корабль и транспорт.
  5. Промышленная сантехника.

Продукция общего назначения производится серийно и может использоваться в любой производственной сфере.

Для перемещения высокотоксичных, агрессивных, взрывоопасных веществ используется фурнитура второго типа. Он также используется в энергосистемах, для которых предусмотрены особые условия работы. Также читайте: «Какие типы трубопроводной арматуры лучше использовать: особенности, преимущества, область применения».

клапаны для типов трубопроводов

Доставка и транспортировка осуществляются в различных климатических условиях и с использованием транспортных средств разных размеров, которые должны соответствовать военно-морскому или транспортному оборудованию.

Специальная арматура для промышленных трубопроводов изготавливается по спецпроектам предприятий и в соответствии с их требованиями (подробнее: «Что такое арматура для промышленных трубопроводов — виды и характеристики»).

Предметы промышленной сантехники, как вы понимаете, используются при монтаже и эксплуатации промышленного водопровода.

Управление и технические характеристики

На смену ручным методам теперь пришли современные методы управления регулирующими клапанами, основанные на использовании различных типов исполнительных механизмов, комбинации датчиков, фиксирующих малейшие изменения состояния содержимого трубопровода.

В зависимости от цели и условий использования применяются следующие виды контроля:

  • водопроводчик;
  • электрический;
  • электромагнитный.
  • шина.

Как и у других типов клапанов, основными техническими параметрами регулирующего клапана являются:

  • расход в Кв;
  • диаметр DN;
  • номинальное условное давление;
  • рабочая температура.

Указанные характеристики указаны в технической документации, поставляемой производителями на изделие.

Характеристики, присущие этому типу регулирующего клапана, — это быстрое реагирование на изменение характеристик среды, надежное уплотнение.

Назначение и сферы применения

Необходимость регулирования расхода возникает при мониторинге технологических процессов разной степени сложности, обеспечивающих стабильность протекания переходных режимов.

Оба представителя технологии управления используются в газопроводах, промышленных и муниципальных газопроводах, канализационных трубах, в сложных конструкциях, таких как атомные электростанции и тепловые электростанции.

Конструкции этого типа широко используются в системах бытового водоснабжения и отопления.

Условия производства арматуры

Материал для изготовления трубной арматуры определяется будущей сферой ее применения. Если система (или часть системы) будет работать при давлениях до 1,6 МПа, то используется чугун с шаровидным графитом; если больше — сталь. Для трубопроводов малого сечения используются качественные медные сплавы, из-за чего не допускается коррозия элементов и прилипание арматуры к трубам.

Следует отметить, что производство арматурных элементов — это сложный и высокотехнологичный вид деятельности, поэтому его следует осуществлять на специальном промышленном оборудовании.

Для производства продукции необходимо:

  • выпечка;
  • печать специального назначения;
  • диагностическая машина;
  • стол, на котором производится сборка;
  • токарный станок;
  • дрель;
  • конвейер;
  • воздушный компрессор для лакокрасочной продукции;
  • вспомогательные инструменты и приспособления.

Разновидности клапанов

Задвижка

Задвижка или задвижка (задвижка) часто используется для трубопроводов. Такой промышленный клапан называется задвижкой. Он может быть полностью закрытым или открытым. Отверстие позволяет потоку вещества проходить по трубопроводу практически без препятствий.

Клапанный механизм, если сравнивать его с затвором, сильно затрудняет движение состава по трубам. Падения давления, возникающие на клапане, используются для регулирования потока вещества или давления в трубопроводе.

Клапанный механизм снабжен вращающимся шпинделем. Когда маховик вращается, шпиндель перемещается относительно резьбы головки. В результате ставень поднимается или опускается.

Игольчатый вентиль

Устройство иглы небольшое. Форма рабочей зоны стержня игольчатого устройства напоминает конус, что позволяет регулировать подачу обрабатываемого материала без рывков.

Мембранное устройство

Мембранный клапан имеет вид клапана с гибкой диафрагмой, расположенной на штоке (между корпусом и головкой). Под действием стержня мембрана, двигаясь, регулирует текущее положение механизма или полностью блокирует его. Подвижные компоненты такого механизма не взаимодействуют с потоком жидкости, поэтому мембрана не требует замены клапана или уплотнительных материалов. Назначение мембранных устройств — взаимодействие с жидкостями, содержащими твердые частицы или несущими агрессивную среду.

Применение обратного клапана

Реверсивный механизм предназначен для предотвращения обратного потока жидкости в трубопроводе. Известны два основных типа обратных клапанов. Они могут быть складными и подъемными. Первые снабжены откидной заслонкой, закрепленной над седлом. Под действием потока, идущего со стороны отверстия, заслонка открывается, и жидкость беспрепятственно протекает через клапан. Если поток меняет направление, заслонка опускается и закрывает отверстие, плотно прижимаясь к седлу под давлением жидкости. Створка подъемника работает аналогично, перемещаясь в вертикально расположенном направляющем цилиндре. Когда поток меняет направление, заслонка опускается и плотно прижимается к седлу.

Грибной механизм

Тарельчатые клапаны — это односедельные клапаны, которые открываются с помощью «кулачков» и рычагов и закрываются под действием пружин. Автомобилисты используют такие устройства для подачи топлива и воздуха в цилиндры и двигатель автомобиля, а также для выпуска отработанных газов. Раскрытый дисковый механизм установлен в некоторых типах паровых машин и паровых турбин в качестве устройства регулирования подачи пара.

Устройство сильфона

Сильфонный клапан имеет сильфонную конструкцию из металлических материалов. Этот продукт сохраняет свою прочность и устойчивость при многократном сжатии, растяжении и изгибе. Применяется в трубопроводной арматуре как уплотнительный и силовой элемент.

Применение импульсных устройств

Импульсные клапаны используются для защиты трубопроводов от механического разрушения из-за слишком высокого давления. Автоматически выпуская жидкость, вытекающую из систем, они уменьшают силу повышенного давления.

Редукционный механизм

Назначение редукционного устройства — снизить давление внутри трубопровода. Размер отверстия изменится автоматически. Внутри он снабжен подвижной штангой и специальным устройством, с помощью которого можно изменять положение по отношению к сиденью.

Регулирующее устройство в большинстве случаев выполнено в виде профилированной детали. В простых моделях регулируемое давление действует на диафрагму, закрепленную на штоке. С помощью пружины или груза давление уравновешивается, и его сила изменяется по мере изменения натяжения пружины во время движения груза на рычаге. Мембрана обычно находится под давлением потока над или под клапаном. В большинстве случаев блоки питания не нужны.

Четырехходовой клапан

Там, где необходимо отрегулировать теплоноситель, используются четырехходовые устройства. Достичь нужной температуры в системе можно только одним способом — смешивая горячие и холодные средства, добиваясь желаемого результата на выходе. Четырехходовой клапан гарантирует успешное завершение этого процесса.

Виды и конструкции

В зависимости от функций изменения направления потока мы рассматриваем следующие устройства:

  • переходы, не меняющие направления окружающей среды; Клапаны запорные устанавливаются в отрезки труб без изгибов;
  • угловой, перемещающий среду под прямым углом;
  • смешивание, смешивание двух типов потоков с разными состояниями в один.

По конструктивным особенностям контрольные двери бывают:

  • седло;
  • мобильный телефон;
  • мембрана;
  • виды катушки.

Существует много видов клапанов, выполняющих различные функции:

Они отличаются принципом действия, диаметром, способом монтажа и другими характеристиками, которые необходимо учитывать при проектировании инженерных систем.

Технические характеристики

Выберите регулирующие клапаны в соответствии со следующими характеристиками:

  • диаметр ветвей и сквозного отверстия;
  • тип замка — регулирующий и регулирующий-замок;
  • область применения — давление и температура прошедшей жидкости или газа, при которых клапан остается в рабочем состоянии;
  • материалы, из которых изготовлен корпус и прокладки;
  • тип крепления на трубопроводе;
  • метод контроля;
  • тип механизма регулировки.

Корпус регулирующего клапана должен иметь размер, соответствующий устанавливаемой трубе.

Материалы корпуса и уплотнений выбраны таким образом, чтобы противостоять воздействию вещества, протекающего по трубопроводу.

Различают три типа удержания клапана: фланцевое, резьбовое и приварное:

  1. В первом случае на конце патрубка находится фланец, плоская деталь с отверстиями под болты или шпильки. Такое соединение деталей чаще всего используется в промышленности.
  2. В бытовых трубопроводах используются регулирующие фитинги с резьбой на концах труб.
  3. Сварные устройства требуют дополнительных трудозатрат и используются редко.

По способу управления различают ручные и автоматические регуляторы. При ручном управлении скорость потока изменяется поворотом клапана или маховика.

Вращение маховика на трубопроводах большого диаметра требует значительных трудозатрат, поэтому в быту все чаще применяются ручные регулирующие клапаны.

Клапаны с автоматическим управлением оснащены датчиками, контролирующими давление и температуру. Изменение расхода рабочего тела происходит в соответствии с алгоритмом, заложенным в датчики, и на основании показаний приборов. Шток клапана управляется электрически, пневматически или гидравлически.

Описание и принцип действия

Несмотря на общее название, все клапаны разные. Рассмотрим принцип действия каждого описанного типа.

Запорные клапаны

Их устанавливают так, чтобы они полностью закрывали сечение трубопровода. В большинстве случаев они работают от поворотной ручки (клапана) — вручную или с помощью электропривода. Существуют различные варианты запорных устройств, которые отличаются конструкцией запорной части.
Применяются в водогазопроводных трубах различного типа, в вентиляции и в воздуховодах.

Предохранительные клапаны

Они используются для регулирования давления в качестве защитных элементов, предотвращающих обрушение трубопроводов в аварийной ситуации. В стандартном рабочем положении они постоянно закрыты. Как только давление в системе превышает определенное значение, они автоматически открываются для слива лишней жидкости (воды или пара). В большинстве случаев после стабилизации давления они закрываются автоматически.
Такие устройства используются как в промышленности, так и в быту, особенно в системах отопления для снижения давления перегретой жидкости.

Отсечные клапаны

Используется для быстрого (аварийного) отключения трубопровода. Это может быть вызвано не только непредвиденной ситуацией, но и технологическими требованиями. Чаще всего они автоматизированы и активируются по сигналу специализированных датчиков. Но ручное управление тоже предусмотрено.

Читать статью  Утепление труб в Москве

Существует несколько вариантов запорной арматуры, которые отличаются принципом работы запорной части:

  • сальник;
  • сильфоны;
  • с поршневым приводом;
  • с мембранным приводом (MIM) и др.

Регулировочные клапаны

Они используются для постепенного или постепенного изменения расхода в трубопроводе (газа или жидкости). С их помощью можно контролировать давление, температуру, концентрацию определенных веществ и другие параметры окружающей среды на объекте.

Основные варианты регулирующих систем:

  • тип ячейки;
  • одно или два места;
  • с проточной частью;
  • и многие другие, устанавливаемые по параметрам конкретной схемы.

Их широко применяют при монтаже систем водоснабжения и отопления, в газовой промышленности и в вентиляции.

Сочетать в разной пропорции разные потоки с разными свойствами (например, горячая и холодная вода в водопроводе дома). Регулировка может быть ручной или автоматической с использованием сервопривода на основе сигналов от термостата, термостатов или других типов контроллеров.
В частных домах в системах водоснабжения устанавливают смесители для регулирования температуры теплого пола, при кондиционировании.

Клапаны, оснащенные поворотным затвором

Дроссельный механизм
Изделия типа бабочки необходимы для регулирования или закрытия доступа к газовым, жидкостным или двухфазным потокам. Тонкий лоскут выглядит как две сложенные вместе глубокие пластины. Герметизирующий слой из мягкого материала может быть помещен в проходное отверстие устройства «бабочка». Шпиндель перемещается относительно затвора. В закрытом состоянии дверца предотвращает течение потока, занимая перпендикулярное положение и плотно прилегая к мягкому уплотнительному материалу, расположенному внутри корпуса. Когда дроссельная заслонка открыта, дроссельная заслонка параллельна потоку.

Устройство сферической структуры

Управляющий элемент шарового крана похож на шар со сквозным отверстием. Под действием шпинделя он может вращаться с амплитудой 90 ° C. Когда механизм открыт, это означает, что внешние концы сквозного отверстия на шаре совмещены с отверстиями на посадочных местах. В закрытом состоянии отверстия в шаре не совпадают с отверстиями в седлах, а седла закрыты, поскольку они плотно прилегают к поверхности.

Механизм регулировки чем-то напоминает редукторный. Он оснащен специальным приводом (обычно электрическим или пневматическим), связанным с автоматическим регулятором. Что касается характеристик блока регулирующих клапанов, можно отметить, что, по сути, это устройство для измерения расхода, температуры или давления жидкости, а затем сравнения уровня этих значений с требуемыми. От блока управления поступает команда, выполняя которую, рабочий орган принимает желаемое положение. Движение элемента внутри непрямого клапана может быть поступательным или поворотным. По конструкции механизм управления может быть клапанного или дроссельного типа.

С помощью регулирующих клапанов можно контролировать расход и уровень давления, поэтому механизм почти никогда не открывается или не закрывается полностью. Потому что он служит для дросселирования потока (процесс, характеризующийся понижением давления). Материал, из которого изготовлено устройство управления, должен обладать высокой устойчивостью к эрозии. Снижение давления иногда заканчивается кавитацией (если речь идет о жидких веществах) и шумом (если речь идет о потоках пара или газа). Современные регулирующие клапаны обладают высокой устойчивостью к кавитации и шуму, что делает их пригодными для самых тяжелых условий.

Тип подключения

По типам присоединения к трубам сетей регулирующая арматура бывает:

Фитинги под приварку (пайку) доступны только в стальном корпусе. Этот тип подключения является наиболее надежным, но имеет высокую стоимость исполнения и ограничен в ремонтопригодности. Используется в промышленных сетях.

Фланцевые изделия нашли самое широкое применение во всех основных линиях с различными средами.

В домашних коммуникациях регулирующие клапаны подключаются через резьбовые соединения на муфтах.

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Устанавливайте прибор в соответствии с инструкцией по эксплуатации, которую необходимо прочитать перед установкой.

Осматривается прибор, удаляются посторонние частицы и мусор.

При установке соблюдайте направление установки согласно стрелке на корпусе устройства.

В процессе эксплуатации следует каждые полгода осматривать устройство на предмет его общего состояния, проверять крепеж.

Необходимые инструменты и материалы

Для работы вам потребуются инструменты для выполнения крепежных и материальных операций в зависимости от типа устройства.

Ход работ

Определите место установки на трубопроводе. Он должен быть доступен для дальнейшего обслуживания устройства.

Если производится фланцевое соединение, обратите особое внимание на недопустимость перекосов и натягов.

Проверьте правильность положения корпуса устройства по отношению к направлению потока.

После установки прибор проверяется на герметичность соединений.

Проводится пробный пуск арматуры с одним приводом, проверяется работа исполнительного механизма.

Классификация

Проходные

Самый распространенный. В таком клапане поток делает два оборота по 90 °, что приводит к высокому сопротивлению и появлению мертвых зон в теле.

Угловые

Они расположены на поворотных участках трубопровода, где поток поворачивается один раз на 90 °, что позволяет снизить сопротивление по сравнению с прямыми участками.

Прямоточные (вентиль Косва)

Для уменьшения гидравлического сопротивления используются клапаны со шпинделем, расположенным под углом 45 градусов к потоку (клапан Kosva). Это позволяет выпрямить поток внутри клапана и снизить его сопротивление. Но при этом увеличивается ход штанги, длина конструкции и масса изделия.

Типы затворов и принцип их действия

Основная рабочая часть регулирующего клапана — заслонка. По конструкции регулирующего органа различают следующие типы клапанов:

  • седло,
  • мембрана
  • мобильный телефон,
  • золотниковый клапан.

Седельный затвор

Седло и крышка — основные составляющие седла. Плунжер — это цилиндрический поршень, длина которого намного больше его диаметра. Седло — часть клапана, расположенная между отверстием клапана и его внутренней частью.

седловой клапан

По мере того, как поршень перемещается через седло, размер отверстия изменяется. Доступны одно- и двухместные распределители. Одинарное седло используется на трубах малого диаметра.

Двухседельный клапан позволяет более точно регулировать давление в трубопроводах и может использоваться в трубопроводах диаметром до 30 см, так как в двухседельной системе плунжер лучше сбалансирован и легче обеспечить клапан тюлень.

Мембранный затвор

Этот тип клапана также имеет седло, но вместо поршня он покрыт гибкой мембраной. Мембрана не только позволяет регулировать давление рабочей жидкости, но и защищает внутренние части клапана от воздействия агрессивных веществ. Клапаны этого типа обладают высокой степенью герметичности движущихся элементов.

мембранный сепаратор

Однако регулирующий клапан с разделительной диафрагмой также должен быть оборудован позиционерами, контролирующими положение штока. Необходимость усложнения конструкции обусловлена ​​возможным снижением точности регулировки из-за трения между элементами.

Затвор клеточного типа

Клетка — седло с радиальными отверстиями для регулирования расхода рабочего тела используется как направляющее устройство для подвижного элемента затвора данного типа.

шахматы

Внутри ячейки движется полый цилиндр, изменяя ее эффективность. Таким образом, клетка выполняет роль седла и сквозного отверстия.

Особенности конструкции и принцип действия регулирующих клапанов

Конструкция регулирующего клапана

Конструкция регулирующего клапана

Нюансы регулирующего устройства, которое используется для управления рабочей средой, определяются типом рабочего механизма и способом крепления арматуры к бытовому или производственному трубопроводу. Средний регулирующий клапан состоит из следующих элементов:

  • корпуса;
  • уплотнительный блок, обеспечивающий герметичность клапана после установки и предотвращающий выход рабочей среды;
  • блокиратор;
  • шток, который соединяет ручной или механический привод клапана с запорным механизмом;
  • сквозное отверстие;
  • детали крепления, с помощью которых к трубопроводу крепятся клапаны для регулирования давления и другие индикаторы.

Принцип работы клапана, который используется для регулирования давления рабочей среды, заключается в уменьшении расхода. Это происходит с помощью запорного механизма, приводимого в действие приводом клапана. В результате уменьшается объем транспортируемых продуктов и снижается уровень давления.

При выборе арматуры, регулирующей движение рабочей среды по трубам, необходимо обращать внимание на следующие параметры оборудования:

  • номинальный диаметр прохода;
  • рабочее и испытательное давление;
  • пропускная способность.

К важным параметрам регулирующих клапанов относятся материалы, необходимые для изготовления оборудования, а также тип привода.

Преимущества регулирующих клапанов

Этот тип регулятора применяется в бытовых и промышленных системах водо- и газоснабжения, системах отопления и нефтепроводах.

Рекомендуем ознакомиться с: Типами и типами современной трубопроводной арматуры

клапан

Широкая популярность регулирующих клапанов обусловлена ​​их преимуществами:

  • Надежность и долговечность. Корпус изготовлен из прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, латунь, чугун, легированные сплавы металлов, устойчивых к агрессивным химическим веществам.
  • Простота конструкции и эффективность. Механизм работы клапана прост и в то же время достаточен для выполнения задачи точного регулирования давления рабочей среды.

Примечание! Использование регулирующих клапанов в системах отопления позволяет, регулируя микроклимат в помещении, снизить расход теплоносителя. Запорная и регулирующая арматура упрощают ремонтные работы, позволяя закрывать отдельные участки трубопровода без отключения всей системы.

  • Разнообразие видов, типов и размеров. Вы можете выбрать регулирующую арматуру для любого трубопровода. Есть задвижки с корпусами разных размеров, с задвижками разной конструкции, с ручным и автоматическим управлением, с различными датчиками.

Различные типы клапанов, используемых в трубопроводах — полное руководство по трубопроводным клапанам

Р 4 (Клапан трубного монтажа).jpg Р 5 (Клапан стыкового монтажа).jpg Р 10 (Клапан непрямого действия устройство).jpg классификация клапанов Основной принцип работы классификация клапанов Р 7 (Модульная аппаратура CETOP).jpg Типы запорных элементов Р 9 (Предохранительный клапан устройство).jpg Р 6 (клапан модульного монтажа).jpg Р 8 (обозначение предохранительных клапанов).jpg

Кла́пан — это устройство, предназначенное для открытия, закрытия, а также регулирования потока горючей смеси, которая попадает в цилиндры двигателя и выпуска отработавших газов.

Для нормальной работы четырехтактного двигателятребуется, как минимум, по два клапана на каждый цилиндр — впускной клапан и выпускной клапан. В данный момент широкое распространение получили клапаны тарельчатого типа со стержнем. Для качественного наполнения цилиндра горючей смесью диаметр тарелки впускного клапана делается немного больше, чем у выпускного.

Типы клапанов

В трубопроводе используются следующие типы клапанов в зависимости от требований. Стоимость клапана в системе трубопроводов составляет от 20 до 30% от общей стоимости труб. А стоимость данного типа и размера клапана может варьироваться на 100%. Это означает, что если вы выберете шаровой клапан вместо дроссельной заслонки для той же функции- это может стоить вам дороже. Таким образом, выбор клапанов имеет важное значение для экономики, а также работы технологических установок.

  • шиберная задвижка
  • шаровой клапан
  • обратный клапан
  • конический клапан
  • шаровая задвижка
  • дроссельная задвижка
  • игольчатый клапан
  • шланговая задвижка
  • клапан сброса давления

Шиберная задвижка

Задвижка является наиболее распространенным типом клапана на любой технологической установке. Это клапан линейного перемещения, используемый для запуска или остановки потока жидкости. В процессе эксплуатации эти клапаны находятся либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положении. Задвижки используются практически во всех жидкостных сервисах, таких как воздух, топливный газ, питательная вода, пар, смазочное масло, углеводороды и во всех других сервисах. Задвижка обеспечивает хорошее перекрытие.

Шаровой клапан

Шаровой клапан используется для остановки, запуска и регулирования потока жидкости.Шаровые клапаны используются в системах, где требуется контроль потока и герметичность. Шаровой клапан обеспечивает лучшее перекрытие по сравнению с задвижкой и стоит дороже, чем задвижка.

Читайте также: Что собой представляет картер, зачем он нужен двигателю и из каких материалов изготавливается

Обратный клапан

Обратный клапан предотвращает обратный поток в трубопроводной системе. Давление жидкости, проходящей через трубопровод, открывает клапан, в то время как любое изменение потока закрывает клапан.

Конический клапан

Конический клапан — это поворотно-поворотный клапан на четверть оборота, в котором используется коническая или цилиндрическая пробка для остановки или запуска потока. Диск имеет форму пробки, в которой имеется проход для прохождения потока. Конический клапан, используемый в качестве двухпозиционного запорной арматуры и способный обеспечивать герметичную отсечку пузырьков. Конический клапан может использоваться в условиях вакуума для высоких давлений и температур.

Читать статью  Требования пожарной безопасности к трубопроводам пожаротушения

Шаровая задвижка

Шаровая задвижка — это поворотный клапан на четверть оборота, в котором для остановки или запуска потока используется шарообразный диск. Большинство шаровых задвижек имеют быстродействующий тип, для управления которым требуется поворот ручки клапана на 90°. Шаровая задвижка меньше и легче, чем клапан того же размера и номинала.

Дроссельная задвижка (клапан-бабочка)

Дроссельный клапан — это поворотный клапан на четверть оборота, который используется для остановки, регулирования и запуска потока. Дроссельная заслонка имеет короткий круглый корпус. Клапан-бабочка подходит для больших клапанов благодаря компактной, легкой конструкции, которая требует значительно меньше места по сравнению с другими клапанами.

Игольчатый клапан

Игольчатые клапаны по конструкции похожи на шаровой клапан, но самое большое отличие — острая игла, похожая на диск. Игольчатые клапаны предназначены для очень точного контроля потока в системах трубопроводов малого диаметра. Они получают свое имя от своего остроконечного конического диска и соответствующего места.

Шланговая задвижка

Шланговая задвижка также известен как зажимной клапан. Это клапан линейного движения. Используется для запуска, регулирования и остановки потока жидкости. В нем используется резиновая трубка, также известная как зажимная трубка и зажимной механизм для контроля жидкости. Пережимной клапан идеально подходит для обработки суспензий, жидкостей с большим количеством взвешенных твердых частиц и систем, которые транспортируют твердый материал пневматически.

Клапан сброса давления

Клапан сброса давления или предохранительный клапан используются для защиты оборудования или трубопроводной системы во время избыточного давления или вакуума. Этот клапан сбрасывает давление или вакуум при заданном заданном давлении.

Особенности работы

Клапаны постоянно подвержены воздействиям высокой температуры и давления. Это требует особого внимания к конструкции и материалам данных деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через них выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана в бензиновых двигателях может разогреваться до 800˚С – 900 ˚С, а в дизельных 500˚С – 700˚С. Нагрузка на тарелку впускного в несколько раз ниже, но и она достигает 300˚С, что также немало.

Именно поэтому в их производстве применяются жаропрочные сплавы металлов, содержащие легирующие присадки. Также выпускные клапаны часто имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это делается для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла с тарелки и переносит его на стержень. Так можно избежать перегрева детали.

Функции клапанов

Клапан выполняет различные функции в системе трубопроводов. Такие как:

  • остановка и запуск потока жидкости. В зависимости от того, открыт клапан или закрыт, он пропускает технологическую жидкость или останавливает ее.
  • дросселирование потока жидкости. Некоторые клапаны позволяют регулировать расход жидкости в зависимости от% открытого открытия. Меньшее отверстие выше дросселирования и прочее.
  • контроль направления потока жидкости. Многопортовый клапан позволяет вам решить, как пойдет жидкость.
  • регулирование потока или давления в трубопроводной системе. Некоторые из автоматических регулирующих клапанов поддерживают поток и давление в системе, регулируя открытие и закрытие.
  • сбросить давление или вакуум в трубопроводной системе и оборудовании. Клапан сброса давления и вакуума защищает технологическую систему от избыточного давления и в условиях вакуума.

Различные типы клапанов выполняют эти функции. Эти клапаны могут быть классифицированы:

  • по функциональному назначению
  • по концевым соединениям
  • как работает
  • по типу привода, который используется

Классификация клапанов по функции

В приведенной выше таблицы можно увидеть типы клапанов и их функции.

Запорный клапан изолирует или перекрывает подачу жидкости при необходимости. Шиберная задвижка, шаровый, поршеневый, мембранный, дроссельная заслонка и пережимной клапан подпадают под эту категорию.

Читайте также: Самостоятельная мойка двигателя автомобиля своими руками

Регулирующий клапан, который регулирует поток жидкости, попадает в категорию регулирования. В качестве регулирующего клапана используются шаровый, игольчатый, дроссельная, диафрагма и пережимной клапан. Некоторые клапаны служат двойному назначению, например, шаровой может использоваться в качестве изоляции, а также в качестве регулирующего клапана.

Клапан сброса давления и вакуума используется для предотвращения избыточного давления и вакуума в системе, которая может повредить трубопровод и оборудование. Обратный клапан, такой как обратный клапан поворота и подъема, предотвращает обратный поток в системе. Принимая во внимание, что некоторые клапаны предназначены для специального назначения. Например, многопортовый, ножевой и линейный глухой клапан.

Классификация клапанов на основе концевых соединений

На основании концевого соединения концы клапана могут быть:

  • винтовые или резьбовые, которые соединяются с соответствующей резьбой на трубе. Клапан малого диаметра, используемый для подключения прибора или в качестве точки отбора проб, имеет резьбовой конец
  • большинство клапанов, используемых в трубопроводах, имеют фланцевые концы.
  • стыковые сварные клапаны используются при очень высоких давлениях и температурах.
  • сварные клапаны с цоколем используются при низком давлении
  • обратный клапан и дроссельные клапаны доступны в исполнении с пластинами и наконечниками. Эти типы концов используются, когда пространство ограничено.

Вы можете увидеть изображения всех этих типов конца клапана выше.

Классификация клапанов на основании способа их открытия и закрытия

Тип клапана Линейное движение Вращательное движение Четвертьоборотное
шиберная задвижка х
шаровой клапан х
поворотный обратный клапан х
подъёмный обратный клапан х
обратный клапан с наклонным седлом х
обратный клапан складного диска х
клапан с встроенным контролем х
обратный стопорный клапан х х
шаровая задвижка х х
шланговая задвижка х
дроссельный вентиль х х
конический клапан х х
диафрагменный клапан х
предохранительный клапан х
клапан сброса давления х

Еще один способ классификации клапана — способ его открытия и закрытия. Каждый клапан открывается и закрывается либо линейным, либо вращательным движением, либо на четверть оборота, что является ничем иным, как вращательным движением.

На изображении ниже вы можете увидеть разницу между способами открытия клапана.

Клапаны линейного перемещения используют закрывающий элемент, который перемещается по прямой линии и обрезает поток, чтобы запустить, остановить или регулировать поток. Закрывающее устройство может представлять собой диск или гибкий материал, такой как диафрагма. Клапаны линейного перемещения работают медленнее, но они обеспечивают более высокий уровень точности и стабильности в положении закрывающего элемента.

Клапаны вращательного движения вращают диск или поворачивают его от шарнирного стержня, который удерживает диск.

Поворот штока на 90 ° в четвертьоборотных клапанах полностью открывает или полностью закрывает клапан. Благодаря такому быстрому повороту работа четвертьоборотного клапана намного быстрее, чем клапаны линейного перемещения. Некоторые поворотные клапаны также известны как четвертьоборотный клапан.

Из таблицы видно, что шаровой клапан, дроссельная заслонка и плунжерный клапан являются поворотными и четвертьоборотными клапанами. Принимая во внимание, что проверка поворота, диск наклона и другие поворотные клапаны не являются четвертьоборотными клапанами.

Классификация клапанов на основе используемых типов приводов

Последний способ классификации клапана — это типы привода, используемые для передачи движения для управления клапаном. Клапаном можно управлять вручную с помощью маховика, рычага, цепи или шестерни. Внешний источник питания, такой как электродвигатель, воздух, гидравлическая жидкость или соленоид, используется для управления клапаном из диспетчерской. Обратный клапан работает автоматически, когда подвергается обратному потоку.

Устройство привода

За правильную и своевременную работу клапанного механизма отвечает распределительный вал и привод ГРМ. Конструкция и количество распредвалов для каждого типа двигателя выбирается индивидуально. Деталь представляет собой вал, на котором выполнены кулачки определенной формы. Проворачиваясь, они оказывают давление на толкатели, гидрокомпенсаторы или коромысла и открывают клапана. Тип схемы зависит от конкретного двигателя.

Читайте также: Бензин: плотность, формула, состав, октановое число, виды, этилированный, неэтилированный, автомобильный, прямогонный, ГОСТ

Распредвал находится непосредственно в головке блока цилиндров. Привод к нему идет от коленчатого вала. Это может быть цепная, ременная или зубчатая передача. Наиболее надежной является цепная, но она требует дополнительных конструктивных решений. Например, успокоитель для гашения вибрации цепи и натяжитель. Скорость вращения распределительного вала в два раза ниже, чем скорость вращения коленчатого вала. Так обеспечивается согласование их работы.

От количества клапанов зависит количество распределительных валов. Существует две основных схемы:

При наличии только двух клапанов достаточно одного распредвала. Вращаясь, он обеспечивает попеременное открытие впускного и выпускного клапанов. В наиболее распространенных четырехклапанных двигателях устанавливаются два распредвала. Один обеспечивает работу впускных, а другой выпускных клапанов. В двигателях с V-образных расположением цилиндров устанавливается четыре распредвала. По два на каждую сторону.

Кулачки распредвала не толкают стержень клапана напрямую. Существует несколько типов “посредников”:

  • роликовые рычаги (коромысло);
  • механические толкатели (стаканы);
  • гидравлические толкатели.

Выбор аварийной арматуры

При проектировании системы водоснабжения, отопления или технологической установки необходимо четко определить предельные значения давления, допустимые для ее компонентов или участков сети. При этом учитываются такие параметры, как:

  • производительность бойлера или главного насоса;
  • объем и рабочая температура рабочей среды;
  • особенности ее циркуляции.

Исходя их этого, определяют тип, сечение, пропускную способность, пороговое значение срабатывания, скорость срабатывания и время возвращения в исходное состояние, а также количество и места монтажа предохранительной арматуры.

В бытовых отопительных системах чаще всего применяются пружинные клапаны. Для жидкостных сред вполне достаточно использовать устройства низкого или среднего подъема. Пропускная способность должна обеспечивать быстрый сброс напора до допустимых величин.

Конструкция корпуса определяется местом сброса излишнего количества рабочей среды. Если она будет сбрасывать непосредственно в окружающую среду- достаточно клапана открытого типа. Если сброс должен происходить в дренаж- потребуется корпус с выходным патрубком соответствующего типа присоединения. Чаще всего используют резьбовой или ниппельное.

Ни в коем случае нельзя приобретать клапан с завышенным относительно расчетного порогом срабатывания. Такое устройство не откроется в нужный момент. Это может привести к повреждению оборудования или даже к полной аварии системы.

Стук при работе

Основной неисправностью клапанов (не считая прогара) считается появляющийся стук на холодном или горячем двигателе. Стук на холодном двигателе исчезает после набора температуры. Когда они разогреваются и расширяются, тепловой зазор закрывается. Также причиной может стать вязкость масла, которое не поступает в нужном объеме в гидрокомпенсаторы. Загрязнение масляных каналов компенсатора также может вызывать характерный стук.

На горячем двигателе клапана могут стучать из-за низкого давления масла в системе смазки, загрязнения масляного фильтра или неправильного теплового зазора. Также следует учитывать естественный износ деталей. Неисправности могут быть в самом клапанном механизме (износ пружины, направляющей втулки, гидротолкателей и т.д.).

Правила и стандарты

Применение предохранительной арматуры регулируется национальными и отраслевыми стандартами, правилами эксплуатации и техническими указаниями.

Для сосудов, работающих под давление, применяют следующие регламентирующие документы:

  • (ПБ 03-576-03). Правила безопасности для сосудов и установок давления.
  • «Boiler & Pressure Vessel Code» Американский стандарт.
  • ГОСТ 24570-81 Национальный стандарт по предохранительным клапанам.

Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, представляют собой значительную угрозу производственной и общественной безопасности. Поэтому их проектирование, комплектация, монтаж, эксплуатация курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и стандартов на всех этапах жизненного цикла оборудования. В РФ это поручено Ростехнадзору.

Задвижка.

Задвижки (шиберы) обычно используются в промышленных трубопроводных системах, когда клапан должен быть либо полностью закрыт, либо полностью открыт. Такой клапан называется запорным. Когда клапан открыт, поток проходит, практически не встречая сопротивления. В шиберах заслонка опускается в направляющих. В двухседельных задвижках с клином диски прижимаются к седлам за счет их расклинивания при перемещении штока. В задвижках с вращением штока нижний конец штока ввинчен в заслонку; вращение штока вызывает подъем и опускание заслонки. В клапанах с подъемным штоком, которые в открытом положении занимают больше места, верхняя часть штока имеет резьбу, а маховичок гайку с упорными кольцами. Гайка перемещает шток при вращении маховичка.

Источник https://pererabotkanefti.ru/voprosi-i-otveti/chto-takoe-klapan-vidy-tipy-klapanov-ustrojstvo-i-printsip-raboty

Источник https://dimru.ru/remont/klapanov.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *