Регулирующие клапаны – типы и сфера применения
Востребованный вид трубопроводной арматуры представляют регулирующие клапаны, которые отличаются нюансами конструкции и областью применения. Согласно положениям ГОСТ 24856-2014 они устанавливаются в трубопроводах разного назначения и служат для управления рабочей средой, обеспечивая изменение ее объема или проходного сечения. Используя клапаны, выполняют контроль давления и других параметров, обеспечивая эффективное регулирование технологических процессов.
Классификация и сфера применения клапанов
Согласно положениям ГОСТ 12893-2005 регулировочные клапаны классифицируют по нескольким параметрам. По способу движения рабочей среды различают следующие варианты арматуры:
- проходные, которые размещаются на прямых отрезках и позволяют сохранить прежнее направление транспортировки среды;
- угловые модели, изменяющие перемещение на 90°.
Перемешивание двух вариантов рабочей среды с разными характеристиками происходит с помощью трехходовых моделей, которые комплектуются тремя патрубками.
Сырьем для производства регулировочных клапанов служат чугун, нержавеющая и легированная сталь, латунь и другие сплавы. Корпус изготавливают с помощью сварки, ковки, литья, штамповки и комбинированных методов. Выбор материалов определяет тип среды, с которой будет взаимодействовать арматура. Бытовые и промышленные клапаны устанавливают на трубопроводах, предназначенных для транспортировки:
- горячей и холодной воды;
- нефтепродуктов;
- воздуха;
- пара;
- химических составов в жидком и газообразном состоянии.
По способу управления клапаны бывают ручные и автоматические. Арматура первого типа предназначена для трубопроводов малого сечения и чаще всего используется для контроля технических параметров транспортируемых веществ в быту. На промышленных объектах востребованы автоматические клапаны, укомплектованные специальными датчиками. Средства измерения оценивают величину уровня давления и способствуют изменению потребляемого объема среды. Механизм перекрывания автоматического клапана приводится в движение с помощью привода, который бывает пневматическим, электрическим или гидравлическим.
Монтаж клапана на трубопроводе выполняется несколькими вариантами соединения. По способу фиксации арматуру разделяют на фланцевую, приварную, муфтовую и штуцерную. Разнообразие оборудования для регулировки давления и способов крепежа позволяет использовать клапаны при монтаже инженерных коммуникаций. Также они востребованы в газовой промышленности и применяются для контроля давления в трубопроводах на нефтеперерабатывающих предприятиях и на производстве химических веществ и продуктов питания.
Особенности конструкции и принцип действия регулирующих клапанов
Нюансы регулирующего устройства, которое применяется для контроля рабочей среды, определяются типом рабочего механизма и способом фиксации арматуры к бытовому или промышленному трубопроводу. Среднестатистический регулировочный клапан состоит из следующих элементов:
- корпуса;
- уплотнительного блока, который обеспечивает герметичность арматуры после установки и препятствует выходу рабочей среды;
- запорного узла;
- штока, соединяющего ручной или механический привод клапана с запорным механизмом;
- пропускного отверстия;
- деталей крепления, с помощью которых арматура для управления давлением и другими показателей закрепляется на трубопроводе.
Принцип функционирования арматуры, которая используется для контроля давления рабочей среды, заключается в уменьшении пропускного отверстия. Оно происходит с помощью запорного механизма, приходящего в движение благодаря приводу клапана. В результате объем транспортируемых продуктов уменьшается, а уровень давления падает.
При выборе арматуры, которая регулирует перемещение рабочей среды по трубам, нужно обращать внимание на следующие параметры оборудования:
- условный диаметр прохода;
- рабочее и пробное давление;
- пропускную способность.
К важным параметрам регулирующей арматуры относятся материалы, которые необходимы для изготовления оборудования, а также вид привода.
Разновидности регулирующих клапанов
По типу затворного механизма арматура для контроля давления в трубопроводе разделяется на следующие устройства:
- Седельные. Функции рабочего элемента клапана выполняет плунжер, который по своей конструкции бывает тарельчатым, игольчатым или стержневым. Он передвигается через одно или два седла арматуры, уменьшая ее проходное сечение. Односедельные модели устанавливают на трубопроводы малого диаметра, а клапаны с двумя седлами востребованы на магистралях значительных размеров.
- Клеточные. При использовании арматуры контроль и регулировка давления в трубопроводе происходят за счет затвора, который имеет форму полого цилиндра с радиальной перфорацией. Он двигается по клетке, выполняющей функции направляющего элемента и пропускного узла. Благодаря нюансам конструкции клеточные клапаны отличаются малой вибрацией и небольшим уровнем шума.
- Золотниковые. Регулирование параметров транспортируемых веществ выполняется с помощью золотника, который поворачивается на определенный угол. Управление золотниковым арматурным устройством не требует больших усилий, поскольку транспортируемые жидкие и газообразные вещества почти не оказывают сопротивления при перемещении запорного механизма клапана. Однако такая арматура не в состоянии обеспечить полную герметичность, поэтому ее не следует устанавливать на магистралях высокого давления.
- Мембранные. Перекрытие сечения трубопровода в арматуре такого типа происходит с помощью мембраны, изготовленной из эластичной резины или фторопласта. Чтобы избежать погрешностей при регулировании мембранные клапаны комплектуются специальными элементами, которые обеспечивают контроль положения штока. Среди преимуществ арматуры выделяют устойчивость к коррозии и агрессивным средам, что позволяет ее использовать в нефтехимической промышленности. Мембранные клапаны выпускаются с гидравлическим или пневматическим приводом, который бывает встроенным или выносным.
Востребованы при монтаже трубопроводов разного назначения и запорно-регулирующие клапаны, которые помимо изменения расхода транспортируемых веществ позволяют полностью перекрывать их циркуляцию. Функции запорного устройства в арматуре выполняет плунжер. При контакте с седлом в полном объеме он обеспечивает герметичное отсечение, а при частичном — уменьшение проходного отверстия.
Пример маркировки регулирующих клапанов
Маркировка выпускаемых регулирующих клапанов выполняется согласно ГОСТ Р 52720-2007 и таблицам фигур, в которых представлены данные об обозначениях по типу арматуры и ее конструктивным нюансам. Кроме того, в нормативной документации указаны материал, используемый для производства корпуса и уплотняющих элементов.
Пример расшифровки для 25с947нж:
- первые две цифры обозначают тип арматуры: 25 — регулирующий клапан;
- буква указывает материал корпуса: с — изготовлен из углеродистой стали;
- при наличии трех цифр первая обозначает тип привода, а две следующих номер модели: 947 — модель 47 с электрическим приводом;
- последние буквы указывают материал уплотнителей: нж — уплотнительные поверхности клапана наплавлены сталью, устойчивой к коррозии.
Если арматура для регулирования давления и расхода среды производится без направленных или вставных уплотнительных колец, то на ее корпусе или затворе это отражается в виде двух букв — «бк». В случае наличия покрытия на внутренних поверхностях клапанов оно указывается согласно последней таблице фигур.
Компания «Авангард» — главный поставщик клапанов для регулировки давления и других параметров рабочей среды на территории России. Мы предлагаем регулирующие клапаны, которые отличаются приемлемой ценой и соответствуют требованиям ГОСТ.
Запорно-регулирующие клапаны: виды, применение
Регулирующие клапаны — элементы трубопроводной регулирующей арматуры, применяющиеся в трубопроводных системах, в которых необходимо добиться точного распределения потоков транспортируемой рабочей среды. Клапаны имеют возможность изменять пропускную способность трубопровода, на котором они установлены, тем самым регулируя давление рабочей среды. Достигается данный эффект посредством изменения проходного сечения самого регулирующего клапана.
Регулирующие клапаны используются в системах трубопроводов, транспортирующих холодную и горячую воду, пар, нефть и нефтепродукты, газ и жидкости с разными химическими свойствами. Они применяются в различных сферах промышленности — газовой, нефтеперерабатывающей, химической, во многих других инженерных коммуникациях.
Классификация и сфера применения регулирующих клапанов
Регулирующие клапаны являются довольно распространенным видом регулирующей арматуры, которая используется для изменения количества, следственно и давления транспортируемой по трубопроводной системе рабочей среды.
Также, кроме регулирующего клапана, существует и клапан запорно-регулирующий, который не только изменяет количество транспортируемой среды, но и полностью перекрывает её передвижение.
Такие виды клапанов используются в промышленных и бытовых системах водоснабжения, газоснабжения и трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки нефти, нефтепродуктов и газа.
Регулировочные клапаны классифицируют по нескольким параметрам.
В зависимости от формы корпуса, и, следовательно, от способа движения рабочей среды клапаны делятся на следующие типы:
- проходные — не изменяют направление движения рабочей среды. Устанавливаются на прямых участках трубопровода;
- угловые — изменяют направление потока рабочей среды на 90 градусов. Монтируются на угловых участках системы трубопровода.
- трехходовые — корпус клапана имеет три патрубка. В два из них рабочая среда поступает, смешивается и из третьего выходит (или наоборот). Данный вид клапанов используют, когда необходимо смешать два потока рабочей среды в один или разделить общий поток на два отдельных.
По способу присоединения к трубопроводу регулирующие клапана бывают:
- фланцевые
- приварные
- муфтовые
- штуцерные
Промышленные трубопроводные системы в основном используют фланцевые и приварные регулирующие клапана. В бытовых условиях применяют клапана с муфтовым типом присоединения к трубопроводу.
Также регулировочные клапаны изготавливаются из разного рода материалов.
- чугун;
- нержавеющая сталь;
- высоколегированные сплавы;
- латунь.
Корпус регулировочных клапанов изготавливают при помощи сварки, ковки, литья, штамповки и других комбинированных методов. Выбор материала, из которого изготавливается клапан определяет вид рабочей среды, с которой предстоит контактировать арматуре, а также условия эксплуатации.
По способу управления клапаны подразделяются на ручные и автоматические:
- Клапаны с ручным управлением используются на трубопроводах малого сечения и чаще всего применяются для регулирования потока рабочей среды в быту.
- На трубопроводных системах промышленного значения устанавливаются клапаны с автоматическим управлением, снабженные специальными датчиками. Данные датчики измеряют параметры потока среды в данный момент времени, определяют уровень положения запорного элемента клапана и помогают эффективно управлять регулированием потока транспортируемой рабочей среды.
Особенности конструкции и принцип действия регулирующих клапанов
Принцип действия регулирующего клапана не очень сложный.
Шток (шпиндель) клапана передает усилие от приводного механизма на запорный элемент (затвор, плунжер), который изменяет сечение пропускного отверстия клапана при опускании.
После этого объем рабочей среды, проходящей через проходное отверстие клапана уменьшается .Из-за этого уровень давления в трубопроводе падает, а скорость перемещения рабочей среды возрастает.
Если плунжер (затвор) полностью опускается вниз, то проходное сечение клапана перекрывается и давление в трубе становится нулевым. Таким образом и происходит регулирование движения потока рабочей среды в трубопроводе.
Виды запорных клапанов по типу запорного элемента
По типу затворного элемента клапаны, контролирующие давления в системе трубопроводов под разделяется на следующие виды:
Рабочим элементом седельного клапана является плунжер. По своей конструкции он может быть тарельчатым, игольчатым или стержневым. Плунжер проходит через одно или два седла клапана, изменяя проходное сечение регулирующего клапана. Односедельные клапаны используются в системах трубопроводов малого диаметра, а устройства с двумя седлами отличаются более точной регулировкой давления и устанавливаются на трубопроводах большего размера и с большем давлением рабочей среды.
В таких регулирующих клапанах запорный элемент имеет форму полого цилиндра с радиальной перфорацией. При помощи такого затвора осуществляется контроль и регулировка давления рабочей среды в системе трубопроводов. Принцип действия таков: затвор перемещается внутри «клетки», которая служит направляющим элементом и изменяет ее пропускную способность. Данный способ регулирования потока рабочей среды отличает клапаны клеточного тип малой вибрацией и небольшим уровнем шума.
В мембранных клапанах регулирование, перекрытие потока рабочей среды в трубопроводе происходит с помощью мембраны, которая служит запорным элементом. Изготавливается мембрана из эластичной резины или фторопласта. В процессе регулирования потока рабочей среды в мембранных клапанах возникают погрешности. Для устранения этих погрешностей клапаны комплектуются специальными устройствами (элементами), которые контролируют положения штока, что позволяет более точно регулировать процесс транспортировки рабочей среды по трубопроводу.
Одним из преимуществ мембранных регулирующих клапанов является устойчивость резиновой мембраны (затвора) к коррозии и химически агрессивным средам, что дает возможность применять такие клапана на трубопроводах химической промышленности и предприятиях, транспортирующих нефть и нефтепродукты.
Регулирующие клапаны мембранного типы оснащаются гидравлическим или пневматическим приводом. В зависимости от условий применения и эксплуатации клапана данный привод может быть встроенным или выносным.
Регулирующие клапана золотникового типа имеют запорно-регулирующий элемент в виде золотника, который в зависимости от ситуации поворачивается на определенный угол. При управлении клапаном с золотниковым типом затвора не требуется больших усилий. Рабочая среда в виде жидких и газообразных веществ почти не оказывает сопротивления при перемещении затвора клапана. Минусом регулирующих клапанов с золотниковым типом является то, что не возможно обеспечить полную герметичность клапана. Поэтому данный тип регулирующих клапанов монтируют на системах трубопроводов с высоким давлением.
Маркировка регулирующих клапанов. Пример.
Регулирующие клапаны маркируют в соответствии с нормативными документами ГОСТ 12893 и ГОСТ Р 52720. В данных нормативных документах указаны таблицы фигур и различные типы арматуры, а также их данные и нюансы конструкции.
Пример расшифровки обозначения клапана 25лс947нж:
25 — регулирующий клапан (тип арматуры);
лс — легированная сталь (обозначение материала корпуса);
947- привод электрический (тип привода);
нж- нержавеющая сталь (материал уплотнений).
Регулирующие клапаны любого типа со своими возможностями регулирования потока рабочей среды и масштабами их использования в полной мере заслужили право считаться одним из важных и необходимых видов запорно-регулирующей арматуры, используемой во многих сферах промышленности и народного хозяйства.
Источник https://saz-avangard.ru/poleznaya-informatsiya/reguliruyushchie-klapany-tipy-i-sfera-primeneniya/
Источник https://armstroy-nn.ru/useful_info/article/reguliruyushchie-klapany-vidy-primenenie/