Чтобы спроектировать и провести водопровод, системы отопления, вентиляции и прочие инженерные коммуникации, необходимо правильно подобрать запорно-регулирующую арматуру. Она предназначена для регулировки, открытия и прекращения подачи рабочей жидкости или газа.
Существует много видов клапанов, выполняющих различные функции:
- запирания;
- предохранительная;
- отсечки;
- регулировки;
- смешивания;
- предотвращения обратного потока.
Они отличаются принципом действия, диаметром, способом установки и другими особенностями, которые нужно учитывать при проектировании инженерных систем.
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.
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.
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.
Основные элементы конструкции.
Клапан состоит из корпуса, крышки (головки), седла, затвора (заслонки) и штока (шпинделя) с маховичком или автоматическим устройством для его перемещения. Корпус объединяет все части в одно целое. Рабочая среда поступает внутрь клапана с одной стороны корпуса, и шток, который располагается в головке вместе с уплотняющим сальником, перемещает затвор, открывая или закрывая отверстие седла. Среда проходит через отверстие в седле и вытекает с другой стороны корпуса. При этом поток может сохранять направление движения или поворачиваться под углом.
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.
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.
Назначение и устройство запорного крана
Запорные клапаны применяются в быту и промышленности для полного перекрытия потока рабочей среды (жидкости или газа). При возникновении нештатной ситуации (аварии, повреждении трубопровода) клапан помогает изолировать поврежденный участок для выполнения ремонтных работ.
Устройство запорного клапана
Эти изделия монтируются на технических трубопроводах, магистральных линиях, в бытовых системах водо- и газоснабжения, отопления. Они используются в газовой, нефтехимической промышленности, металлургии, сфере ЖКХ и т. п.
ПРИВОДЫ
Клапаны обычно имеют тот или иной привод. Простейшим приводом является маховичок линейного клапана или рычаг поворотного. Для вращения маховичка могут быть использованы специальные устройства, например зубчатая передача. Часто применяются силовые гидро- или пневмоприводы. Такие приводы могут развивать значительные усилия, необходимые для перемещения штока клапанов, работающих в системах с высоким давлением либо расположенных в удаленных местах, а также для управления работой нескольких клапанов с одного пульта. В приводах мембранных клапанов с пружиной обычно используется сжатый воздух. Сжатый воздух перемещает мембрану со штоком в одном направлении, а пружина в противоположном. В качестве приводов часто используются также электродвигатели. См. также
СЕРВОМЕХАНИЗМ; АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ.
Подлесный Н.И., Рубанов В.Г. Элементы системы автоматического управления и контроля. Киев
, 1982
Клапанами называются конструкции трубопроводной арматуры с затвором в виде плоской или конусной тарелки, перемещающимся возвратно-поступательно вдоль центральной оси уплотнительной поверхности седла корпуса. К клапанам относят также конструкции арматуры (поворотные клапаны), в которых затвор в виде тарелки совершает движение по дуге. Дуга, описываемая центром затвора, касательна к оси седла, центр дуги находится вне отверстия седла, а ось поворота затвора перпендикулярна к оси потока среды.
