Что такое запорный вентиль и чем отличается от запорного клапана?

Июль 17, 2021 Оборудование и неисправности kmelectric

Сам по себе термин «вентиль» достаточно распространён среди обывателей. Действительно, когда говорят «вентиль», сразу понятно о чём идёт речь – кран, который необходимо повернуть, чтобы вода пошла/остановилась. Термин «клапан» меньше распространён в быту. Ошибочно предполагается, что речь идёт о какой-то вибрирующей перегородке, как в сердце у человека. На самом деле «запорный вентиль» и «запорный клапан» — это одно и то же! Речь идёт о запорной арматуре, которая позволяет контролировать распределение среды по трубопроводу. На сайте https://al-safa.kz/zadvizhki/chugunnye/ Вы сможете приобрести задвижки чугунные по наиболее выгодным расценкам.

Многие профессионалы (особенно старой закалки) до сих пор вышеозначенные конструкции называют вентилями. Однако, начиная с восьмидесятых годов прошлого столетия, техническая инструкция предписывает пользоваться термином «клапан».

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

Кроме вышеуказанных достоинств клапаны обладают и другими, например:

• возможность применения в условиях высоких температур и давлений, вакуума, коррозионных и агрессивных сред;
• сравнительная простота технического обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации.

Конструкция клапанов во многом схожа с конструкцией задвижек, но принципиальное её отличие — то, что перемещение затвора совпадает с осью перемещения потока среды, а не перпендикулярно ему, даёт клапанам ряд преимуществ перед задвижками, среди которых:

• малый ход затвора для полного открытия (обычно не более 0,25 номинального диаметра, в то время как у задвижек — не менее диаметра) и, соответственно, малая строительная высота и масса;
• в клапанах гораздо проще, чем в задвижках, обеспечить требуемую герметичность затвора (путём применения уплотнительных колец из различных неметаллических материалов);
• при закрытии и открытии клапана в отличие от задвижки практически исключается трение уплотнения затвора
  о
  седло
  , что существенно уменьшает износ уплотнительных поверхностей;
• возможность применения сильфона в качестве уплотнения арматуры по отношению к внешней среде.

К недостаткам клапанов можно отнести:

• высокое (по сравнению с шаровыми кранами и задвижками) гидравлическое сопротивление, что при больших диаметрах прохода и высоких скоростях среды создаёт большие потери энергии и вызывает необходимость соответственно повышать начальное давление в системе;
• ограничение пределов применения по диаметру, о котором было сказано выше;
• наличие в большинстве конструкций застойных зон, в которых скапливаются механические примеси из рабочей среды, шлам, что приводит к интенсификации процессов коррозии в корпусе арматуры [4][5] .

Область применения

Игольчатые краны не так популярны, как шаровые и балансировочные вентили, и путать их не следует.

Основные области применения:

• Размещение на вспомогательных трубопроводах с давлением до 10Мпа (исключение – краны высокого давления) для контроля расхода жидкости, пара, газов. Коническая головка плунжера более надежна, нежели прямые седла классических вентилей. Благодаря этому не происходит задиров уплотнительных колец.
• Трубопроводы с повышенным давлением среды. Игольчатые штоки позволяют регулировать поток без перебоев в работе системы.
• Для подсоединения манометров;
• В системах впрыска охлаждающей воды;
• В отоплении для выпуска воздуха;
• В карбюраторах автомобилей и мототехники (в виде игольчатого клапана);
• При самогоноварении. Здесь игольчатые краны используются для контроля скорости выхода продукта отбора мембранного (либо любого другого) дефлегматора из перегонного куба в систему охлаждения.

Устройство и принцип действия [ править | править код ]

Корпус (4)

(на поясняющем рисунке жёлтого цвета) имеет два патрубка с концами для присоединения к трубопроводу, оно может быть любым известным способом фланцевым, муфтовым, штуцерным, цапковым, приваркой. Внутри корпуса расположено седло, которое в положении «закрыто» перекрывается затвором (золотником
(3)
). Шпиндель
(1)
проходит через сальниковое уплотнение в крышке. В конструкции, изображённой на поясняющем рисунке, ходовая часть запорного органа вынесена за пределы зоны рабочей среды с помощью бугельного узла
(2)
. Уплотнение может быть и сильфонным, в этом случае вынесение ходового узла не требуется.

Различия в конструкциях [ править | править код ]

Конструкции уплотнения [ править | править код ]

По способу герметизации подвижного соединения шпиндель(шток)—крышка, клапаны делятся на сальниковые

,
сильфонные
и
мембранные
(диафрагмовые).

Сальниковая арматура [ править | править код ]

В сальниковой арматуре герметичность соединения крышки с подвижной деталью затвора обеспечивается сальниковым устройством. Суть сальникового устройства в том, что на внешней стороне крышки или корпуса в том месте, где через них проходит шток или шпиндель, создаётся сальниковая камера, в которую укладывается уплотнительный материал — сальниковая набивка. При помощи специальных устройств набивка поджимается вдоль оси шпинделя (штока), упираясь в стенки сальниковой камеры и уплотняется. Таким образом создаётся герметичность и рабочая среда не проникает за пределы корпуса. В арматуре малых диаметров поджатие набивки производится накидной гайкой, больших — специальной деталью—сальником при помощи двух откидных или анкерных болтов с гайками.

Сальниковое уплотнение обладает многими достоинствами, которые делают его в большинстве случаях предпочтительным. Среди них:

• возможность изготовления сальниковой набивки из различных материалов, позволяющих обеспечить хорошее уплотнение в широком спектре рабочих давлений и температур;
• простота конструкции;
• возможность поднабивки сальника или смены набивки в процессе эксплуатации.

Сальники максимально упрощают конструкцию и уменьшают стоимость арматуры, однако для номинального давления от 2,5 МПа и номинального диаметра более 50 (эти границы весьма ориентировочные) ходовой узел выносится из зоны рабочей среды и располагается выше сальникового уплотнения, а ходовую гайку размещают в бугельном узле, расположенным над крышкой клапана, то есть конструкция существенно усложняется для ликвидации влияния рабочей среды на соединение шпиндель—гайку и повышения его долговечности и надёжности.

Сильфонная арматура [ править | править код ]

В сильфонной арматуре уплотнение подвижных элементов относительно внешней среды обеспечивается сильфонным узлом. Главным его элементом является сильфон — гофрированная трубка. Металлический сильфон при помощи сварки или пайки соединяется с верхними или нижними кольцами (или деталями другой формы), образуя так называемую сильфонную сборку. Сильфонная сборка своей верхней частью неподвижно и герметично соединяется с корпусными деталями арматуры, а нижней — со штоком или золотником клапана, перекрывая таким образом возможность выхода рабочей среды во внешнюю. Поступательное перемещение штока для управления золотником происходит внутри сильфона, который может изменять свою длину за счёт деформации гофров.

Сильфонные клапаны используются для работы в таких средах, утечка которых в окружающую среду недопустима. Преимущество таких клапанов перед сальниковыми — исключение утечки рабочей среды в атмосферу в пределах срока службы сильфонного узла. Но это преимущество достигается путём существенного усложнения конструкции и соответственно более высокой стоимости клапана. Кроме того, ремонт сильфона клапана при его усталостном разрушении представляет собой сложную операцию по замене сильфонной сборки, поэтому в таких случаях клапан необходимо менять на новый.

Мембранная арматура [ править | править код ]

Мембранные клапаны принципиально отличаются от клапанов другой конструкции.

В мембранной арматуре внешнее уплотнение обеспечивается при помощи мембраны, выполняющейся в виде упругого диска из эластичных материалов (резина, фторопласт). Профиль мембраны позволяет в центральной её части осуществлять возвратно-поступательное движение, достаточное для закрывания или открывания запорного или регулирующего органа арматуры. Мембрана устанавливается и зажимается по наружному диаметру между корпусом и крышкой, это обеспечивает герметичность соединения корпусных деталей и одновременно полностью отсекает внутреннюю полость арматуры от внешней среды [6] .

Особенность этих клапанов состоит в том, что диафрагма одновременно может выполнять функцию затвора, перекрывая под действием шпинделя проход рабочей среды через корпус.

Такая конструкция позволяет без применения нержавеющих сталей иметь чугунные клапаны, пригодные для различных агрессивных сред. Это достигается покрытием (футеровкой) внутренних поверхностей корпуса различными коррозионостойкими материалами (фторопласт, резина, полиэтилен, эмали).

Недостатками таких клапанов являются небольшой срок службы мембраны и ограниченные небольшими давлениями и температурами пределы их применения [4] .

Функциональные особенности

И то и другое устройство призвано перекрывать поток транспортируемой рабочей среды в трубах, с той лишь разницей, что вентиль способен ограничивать и полностью перекрывать движение, а задвижка может находится лишь в двух положениях: либо в закрытом, когда движение прекращается, либо в открытом, когда поток свободно циркулирует.

Различия

Рассматриваемые устройства выполняют практически идентичную задачу, но имеют несколько отличий. Примером назовем нижеприведенные моменты:

1. Затворы служат для перекрытия потока, но могут также использоваться для временной регулировки. Производители не рекомендуют использовать затворы в качестве регулирующего механизма.
2. Задвижки практически никогда не применяются для регулирования потока, что связано с конструктивными особенностями. Подобное устройство применяется исключительно для перекрытия потока.
3. Клапана в основном выполняют функцию регулировки. Но в продаже есть и устройства, которые и перекрывают поток.

Задвижка и затворы регулируются вручную или от блока удаленного управления. А вот многие клапана работают в автоматическом режиме, конструкция срабатывает при определенных ситуациях. Кроме этого клапана зачастую имеют более компактную конструкцию.

Разновидности

Задвижка чугунная фланцевая выпускается в различных вариантах. Устройства разделяются на виды по направленности действия — параллельные и перпендикулярные. Последний вариант является стационарным и выдвигается в перпендикулярном отношении к главному потоку. Параллельные приспособления устанавливаются с нулевым углом и не являются препятствием для потока, при условии нахождения в стандартном режиме.

Также существует разделение по конструктивным особенностям — это шиберные, шаровые и клиновидные элементы. Последние представляют собой запорную арматуру стандартного вида. Они являются достаточно эффективными, имеют блокирование перпендикулярного типа, но отличаются большим весом.

Шаровая конструкция имеет сходство с запорными бытовыми элементами аналогичного вида. Наибольшее распространение приобрели устройства ДУ 50 благодаря относительно невысокой стоимости. Задвижка фланцевая ДУ 100 обладает специальным дисковым элементом, который перекрывает трубопровод при помощи мощной пружины. Как правило, она устанавливается на нефтепроводы и газовые сети.

Классификация по методу управления:

• Ручные устройства.
  Управление данным видом производится вручную путем проворачивания специальной рукояти или вентиля. Несмотря на необходимость приложения заметных физических усилий, они не требуют обслуживания и редко выходят из строя.
• Электроприводная арматура.
  Обладает встроенным электродвигателем для управления. Блокирование системы производится автономно, после нажатия кнопки.

Что такое затвор

Затвор – специальный механизм, предназначенный для регулировки силы напора или полного его закрытия. Применяется подобное устройство при большом диаметре трубопровода. Наибольшее распространение получили дисковые затворы. Их особенность заключается в нижеприведенных моментах:

1. Элемент конструкции, которые препятствует движению потока выполнен в виде диска, диаметр которого соответствует диаметру поперечного сечения.
2. Открытие или закрытие запорного элемента проводится путем вращения вокруг оси. При этом элемент конструкции связан напрямую с рукояткой, но усилие может передаваться и через специальное устройство, которые упрощает поворот рукоятки при сильном давлении.
3. Особенности конструкции определяют то, что она не может использоваться при сильном давлении в системе.

Чем отличается вентиль от крана

Существенное отличие между этими двумя типами трубной арматуры заключается в том, что вентиль конструктивно предназначен для регулировки потока движущегося вещества. Кран способен работать только в режиме «открыто/закрыто», промежуточных вариантов положения запирающего органа в нем не предусмотрено. Его использование для регулирования движения приведет к скорому износу.

Вентильный кран имеет запирающий орган в форме диска, как у вентиля, и также предназначен для регулировки потока.

Классификация рассматриваемых затворов

Есть довольно большое количество различных затворов. Различия заключаются в нижеприведенных моментах:

1. Затвором может служить плоский диск или в виде линзовых поверхностей.
2. Классификация проводится также по типу используемого материала при изготовлении. Чаще всего встречаются модели из чугуна или нержавеющей стали.
3. Внутреннее пространство некоторых конструкций может быть отделано резиновыми вкладышами.

Конструкция управления схожа с той, что применяется при создании шаровых кранов. Некоторые модели имеют редуктор или маховик, которые способны увеличить прилагаемую силу к рукоятке.

Кроме этого основная классификация заключается в диаметральном размере проходного отверстия.

Советы по выбору

Перед приобретением, обратите внимание на следующие моменты:

• Область применения элемента. Выбирайте изделие с соответствующими техническими характеристиками;
• Материал изготовления (чугун, сталь, бронза, нержавейка). Обычно оптимальный вариант по соотношению цена-качество – чугун или недорогая нержавеющая сталь. Если планируется эксплуатация в агрессивных средах — выбирайте бронзу и нержавейку с высоким содержанием никеля (марки AISI304 или 12×18н9);
• В случае выбора устройства для регулировки потоков высокого давления — подойдет углеродистая сталь (марки У8,У10 и тп.);
• Обратите внимание на качество выполнения детали – при закрытии игла не должна касаться опоры, а при открытии — доставаться из гнезда;
• Продуманно подходите к выбору типа подключения. Оно может быть муфтовым или фланцевым;
• Для централизованных систем отопления лучше использовать ручной кран Маевского, позволяющий в любое удобное время стравливать накопившийся в батареях воздух. Для частных домов подойдут автоматический вариант. Так же автоматический кран подойдет для устройства в местах с затрудненным доступом.

В интернете можно найти много обзоров игольчатых кранов, которые могут помочь вам с выбором. Но почти все они описана в нашей статье.

Что такое задвижка

Задвижка – конструкция, которая способна перекрывать поток путем перемещения регулирующего элемента перпендикулярно трубопроводу. Данный тип регулирующего элемента пользуется высокой популярностью. Сложность конструкции заключается в преобразовании вращения в возвратно-поступательное движение. Большинство запорных элементов предназначено для систем с максимальным показателем давления 25 МПа, температура может достигать температуры 565 градусов Цельсия.

Область применения задвижек следующая:

1. Система подачи воды и газа.
2. Системы жилищно-коммунальных хозяйств.
3. Нефтепроводы.

Достоинств у конструкции довольно много:

1. Небольшая строительная длина.
2. Относительно простая конструкция.
3. Мало сопротивление, которое создается в открытом положении.
4. Возможность применения в самых различных системах.

Тот момент, что в открытом состоянии проходное отверстие запорного механизма не создает дополнительное сопротивление. Поэтому чаще всего задвижка устанавливается в системе, в которой поток движется с высокой скоростью.

Недостатки у задвижек тоже есть:

1. Значительное время, которое требуется на открытие и закрытие конструкции.
2. Большая строительная высота. Как правило, высота задвижки превышает более чем в два раза показатель диаметрального размера.
3. Наличие уплотнительных элементов, которые быстро изнашиваются. А вот с ремонтом возникают существенные проблемы.

Стоит учитывать, что область применения задвижек исключительно закрытие системы. Они не служат для регулирования расхода среды, так как большая скорость потока становится причиной деформации запорной пластины.

Выводы

Затворы обратные применимы в трубопроводах любых отраслей промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.

• Устанавливаются на горизонтальные и вертикальные трубопроводы.
• Соединяются способами: сварка, фланцевый и межфланцевый.
• Управляется автоматически или вручную.
• Конструкция проста и эффективна, имеет небольшое количество деталей.
• Обладают малым весом и габаритами

В ноябре 2021г. наша компания приняла участие в ежегодном конгрессе по нефтехимии и нефтепереработке PRC Russia&CIS. Более 200 представителей из России и СНГ собрались в Москве для обсуждения насущных вопросов развития отрасли. На тематической выставке мы продемонстрировали нашу новую конструкторскую разработку — дисковый затвор с тройным эксцентриситетом АПА.3Х. Учитывая потребности рынка, наши специалисты создали уникальную…

Фланцевый сетчатый фильтр — это обязательный узел для транспортирующих трубопроводов и для множества технологических трубных систем. Он предназначен: для очистки жидких и газообразных технологических сред в замкнутых системах отопления, охлаждения, подогрева; для первичной механической фильтрации природных вод из колодцев, артезианских источников, рек, озер и прудов с обеспечением первичной очистки перед подачей воды в высокотехнологичные очистные…

Запорно-регулирующий вентиль — это арматура трубопроводной системы, предназначенная для регулировки потока рабочей жидкости вплоть до полного перекрытия подачи. Такие устройства действуют в сетях водопровода, газоснабжения и радиаторного отопления. Вентили или клапаны (более современное название) ввиду простоты и надежности конструкции широко распространены во всех сферах хозяйствования, промышленности и в быту. Они используются для работы как с…

Обратный клапан жидкостной относится к устройствам, предотвращающим возвратное перемещение жидкостей в трубопроводах. Арматура снижает внутреннее давление, исключает утечку или остановку рабочего насоса. Данный тип клапанов предназначен для использования в сферах коммунального хозяйства, водо-, теплоснабжения, а также в химической, нефтяной, пищевой промышленности. Виды и типы обратных клапанов Дисковый обратный клапан. Изделие простое в монтаже, недорогое. Принцип…

Запорные устройства, применяемые в трубопроводных системах, имеют общее назначение: при необходимости они перекрывают поток рабочей среды. Но каждый вид арматуры выполняет эту задачу по-разному. К примеру, задвижки и запорные клапаны (вентили) отличаются конструкцией и функциональными особенностями. Их специфические преимущества и недостатки определяют выбор конкретного типа арматуры в каждом случае. Чтобы вам было проще выбрать нужное устройство, мы расскажем об основных отличиях задвижки от вентиля, о разнице в их конструкции и функционале.

Классификация задвижек

Основной признак классификации заключается в типе запорного механизма. По данному критерию выделим следующие разновидности конструкции:

1. Клиновые задвижки.
2. Жесткий клин.
3. Двухдисковый клин.
4. Упругий клапан.
5. Параллельная задвижка.
6. Шиберная задвижка.
7. Задвижка шлангового типа.

Каждая разновидность имеет свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать.

Что такое клапан

Клапан, в отличии от предыдущих типов конструкции, предназначен в большей степени для регулирования силы потока, а не его перекрытия. Их конструкция может существенно отличаться. Наиболее распространенными типами клапанов можно назвать:

Обратный клапан очень часто встречается в системе подачи воды. Он нужен для того, чтобы сбрасывать лишнее давление в системе. Что касается регулировочного клапана, то они могут устанавливаться для установки требуемого скорости движения потока. Кроме этого встречаются и запорно-регулирующие устройства, которые могут не только контролировать скорость потока, но и перекрывать его.