Отличия ручного обратного клапана от штокового и плунжерного клапанов

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано оператором нефтеперерабатывающего завода 16.10.2015 в 08:26. Различия между ручными запорными клапанами, шаровыми клапанами и поршневыми клапанами. Ли Шаопэнг, отдел технической поддержки компании Hangzhou Watt Energy Saving Engineering Co., Ltd. Поскольку запорные клапаны часто используются для прерывания потока жидкости в определенную область, они играют очень важную роль в системах распределения жидкостей. Но иногда его также используют для искусственного контроля расхода жидкости. Запорные клапаны могут использоваться в различных ситуациях, когда необходимо управление процессом открытия/закрытия: для изменения направления потока рабочей среды ； Обрезка потока осуществляется с целью: технического обслуживания оборудования ； Демонтаж оборудования ； Выключите устройство. Запорные клапаны различных форм и конструкций могут соответствовать требованиям различных сфер применения и условий работы. В зависимости от способа движения затвора при закрытии, клапаны можно разделить на две категории. Клапаны с линейным движением – затвор движется по прямой линии. К этой категории относятся штоковые клапаны, шаровые клапаны, диафрагменные клапаны и регулирующие клапаны. Эти клапаны будут более подробно рассмотрены в данном разделе. Вращающиеся клапаны – это клапаны, в которых затвор движется вокруг оси, перпендикулярной направлению потока жидкости. Среди вращающихся клапанов наиболее важными в паровых системах являются клапаны-бабочки и шаровые клапаны. Клапаны с линейным движением возникли на основе старинных шлюзов, использовавшихся для контроля потока воды в каналах. Позже было разработано множество других типов клапанов для управления потоком жидкости. Хотя характерной особенностью клапанов с линейным движением является движение затвора по прямой линии, направление потока жидкости может быть перпендикулярно направлению движения затвора (как в случае с шлюзовыми клапанами), а может совпадать с ним (как в случае с шаровыми клапанами). Основной особенностью клапана с линейным движением является тщательное закрытие за счёт затворного элемента на штоке клапана. Запорные клапаны широко используются в системах водоснабжения, являясь практически самыми распространенными клапанами. Однако в последние годы их применение в промышленности постепенно сокращается. Однако клапаны с затвором по-прежнему используются там, где необходимо, чтобы характеристики потока жидкости оставались незменными. Поскольку при открытии клапана его заслонка может полностью отодвинуться назад к крышке клапана, давление снижается до минимума. Поэтому такой клапан особенно подходит для использования в целях изоляции или перекрытия потока жидкости. Запорный клапан состоит из 4 основных компонентов: корпуса клапана, крышки клапана, затвора и штока клапана. Заслонка скользит между седлами клапана, а сам клапан поднимается перпендикулярно направлению потока жидкости до полного открытия. Полное втягивание заслонки внутрь крышки клапана обеспечивает минимальное падение давления при прохождении жидкости через клапан. В зависимости от конструкции клапана и поверхности седла клапана их можно разделить на несколько типов: толстостенные клиновые затворные клапаны. Клапан имеет клиновидную форму; седло расположено на корпусе клапана. Шток клапана соединен с клиновидным затвором. Закрытие клапана осуществляется с помощью механической ручки. Благодаря наличию угла клина не требуется прилагать больших усилий для закрытия клапана. Иногда седло клапана покрывают PTFE для повышения уровня герметичности при закрытии. Хотя существует множество видов эластичных клиновых клапанов, в большинстве из них используются два эластичных диска, подобных двум колесам на короткой оси; эластичность этих дисков обеспечивает более надежное закрытие клапана в широком диапазоне температур и давлений. Наиболее распространенным типом упругих клиновых клапанов, используемых в паровых системах, являются клапаны с параллельным скольжением. У таких клапанов есть два диска, которые под действием пружины прилегают к седлу клапана. Давление потока на верхнем участке действует на верхний заслонку, заставляя её отойти от седла клапана. Эта сила передается на нижнюю заслонку, которая прижимается к седлу клапана, обеспечивая тщательное закрытие. Благодаря высокой упругости, позволяющей затворам растягиваться и сжиматься при изменении температуры, они подходят для использования в паровых системах. Шаровой клапан является основным типом клапанов с линейным движением. Он используется чаще и в более широких масштабах, чем затворные клапаны. Существует множество различных конструкций таких клапанов, что позволяет применять их в большинстве ситуаций. Направление потока жидкости совпадает с направлением движения заслонки, что означает, что вход и выход клапана расположены горизонтально друг относительно друга. Жидкости необходимо изменить направление движения именно здесь, прежде чем она сможет продолжить свой путь вперед. У такой конструкции есть одно значительное преимущество: она позволяет быстрее открывать и закрывать клапан, поскольку расстояние между сферическим элементом клапана и его седлом минимально. Это является большим преимуществом при частом открытии и закрытии клапана. Недостаток заключается в том, что поток жидкости вынужден менять направление прямо у элемента клапана, что увеличивает сопротивление потока и вызывает турбулентные колебания. В результате давление жидкости при прохождении через такой клапан оказывается выше, чем у клапанов с заслонкой. Шаровые клапаны обеспечивают лучшую герметичность, чем заслонные клапаны, что позволяет использовать их при более высоких температурах и давлениях, например, в системах с паром или в системах с опасными или дорогостоящими жидкостями. Хотя сферические клапаны дороже заслонных, они безопаснее и сопровождаются меньшими потерями потока. Из-за давления потока на верхней части клапана, которое передается на шток клапана, закрытие клапана становится сложным. Это ограничивает диаметр сферических клапанов до значения DN250. В замкнутых системах с большой разницей давлений можно использовать уравновешивающую пластину для снижения сопротивления; благодаря этому номинальный диаметр клапана может достигать 500 мм. Уравновешивающая пластина включает в себя предварительный клапан, который выполняет функцию направляющего клапана: при открытии основного клапана сначала открывается предварительный клапан, что позволяет среде течь с определенной скоростью. Это снижает разницу давлений, что облегчает открытие основного клапана. Для помощи в закрытии клапана клапан с уравновешивающей пластиной следует установить в обратном положении, чтобы давление на входе могло действовать на верхнюю часть клапана. Основным недостатком клапанов с поршневым механизмом прямолинейного движения является их чувствительность к примесям; кроме того, они склонны к образованию трещин. Поэтому требуется регулярное техническое обслуживание. Хотя теоретически седло клапана можно заменить, это обычно требует времени и денег. Для решения этой проблемы был разработан поршневой клапан. Поршневой клапан отличается от традиционных сферических клапанов тем, что вместо традиционного седла и конусной пробки используются поршень и цилиндр поршня. Поршень соединен с штоком клапана и ручкой управления. В верхней и нижней частях цилиндра поршня расположены две группы уплотнительных кольцев; поршень проходит через них. Уплотнительные кольца зажимаются с помощью крышки клапана. Верхняя группа уплотнительных кольцев выполняет ту же функцию, что и традиционный уплотнительный материал, а нижняя — ту же функцию, что и седло клапана. Кроме того, площадь контакта между поршнем и уплотнительными кольцами велика, что обеспечивает более надежное закрытие клапана. Поршневые клапаны по своей конструкции не предназначены для регулирования потока; они могут находиться только в полность открытом или полность закрытом состоянии. Когда клапан полностью открыт, с жидкостью в контакте находится только нижняя поверхность поршня, тогда как вся цилиндрическая поверхность плотно соприкасается с уплотнительным кольцом. Это означает, что уплотнительная поверхность (боковая поверхность поршня) не подвергается воздействию жидкости. Во время ремонта все внутренние компоненты можно легко демонтировать: сняв крышку клапана, можно извлечь поршень, а уплотнительные кольца и корпус поршня — с помощью извлекателя. Прост в использовании, не требуется снимать клапан с трубы. Как правило, пистоны не требуют замены, а уплотнительные кольца могут использоваться в течение длительного времени, если клапаны не открываются и закрываются часто. Диафрагмовый клапан является третьим по значимости типом клапанов с линейным движением. Шток клапана толкает диафрагму вниз, тем самым перекрывая путь прохождения жидкости. В зависимости от геометрических формы корпуса клапана существуют два различных вида диафрагмовых клапанов. — Защитный корпус и корпус клапана литы вместе; при закрытии диафрагма располагается на защитном корпусе, препятствуя течению жидкости. — Порты для протекания постоянного тока проходят поперек корпуса клапана; при закрытии диафрагма принимает клиновидную форму, что препятствует потоку жидкости. Главное преимущество диафрагменного клапана заключается в том, что диафрагма предотвращает прямой контакт движущихся частей клапана с жидкостью. Благодаря этому его можно использовать с коррозионными жидкостями и жидкостями, содержащими твердые частицы. Кроме того, поскольку крышка клапана не соприкасается с жидкостью, ее можно изготовить из дешевых материалов, таких как чугун, что снижает общую стоимость клапана. Благодаря разработке новых материалов для диафрагм они могут использоваться с большинством жидкостей. Однако обычно температуру необходимо ограничивать до 175°C при использовании с процессными жидкостями. У клапанов с линейным движением существует множество различных вариантов расположения штока: шток с возможностью подъема/без таковой. Если шток может подниматься, то при открытии клапана он движется вертикально вверх. В отличие от неподъемных штоков клапанов, которые вращаются, но не поднимаются. Степень подъема штока клапана указывает на степень его открытия, а также отражает объем потока, проходящего через клапан. Однако для подъема штока клапана требуется больше пространства над крышкой клапана, чтобы учесть объем, занимаемый штоком при полном открытии клапана. Стержни клапанов без подъемного механизма рекомендуется использовать в клапанах с уплотнением из прокладки, что позволяет снизить износ прокладки. Внутренние/внешние резьбы штока клапана – у клапанов с внешней резьбой резьба штока находится снаружи корпуса клапана и не соприкасается с рабочей жидкостью. Поскольку резьба подвержена коррозии, её часто используют в случаях, когда рабочая жидкость имеет коррозионные или агрессивные свойства. Если температура сильно меняется, также целесообразно использовать шток клапана с внешней резьбой, поскольку если резьба находится внутри корпуса клапана, расширение и сжатие штока могут привести к замыканию резьбы. Чтобы предотвратить утечку среды, находящейся в процессе, вокруг штока клапана необходим барьер, который будет препятствовать её попаданию во внешнюю среду. Существует два способа уплотнения штока клапана: уплотнение с помощью прокладок и уплотнение с использованием мембраны. Уплотнительный материал состоит из полимерных веществ, таких как типичный PTFE; он плотно заполняет пространство между штоком клапана и крышкой клапана, тем самым предотвращая утечку рабочей среды. В клапане с уплотнением из мембраны используется растягиваемая металлическая мембрана; один конец мембраны соединен с штоком клапана, а другой конец плотно прилегает к крышке клапана, тем самым предотвращая утечку жидкости. Гидроузел растягивается и сжимается вместе с движением штока клапана вверх и вниз; его уплотнение очень эффективно, что обеспечивает отсутствие утечек. На мембране имеется устройство противоизгиба, которое предотвращает изгиб мембраны вместе с штоком клапана. Это устройство очень важно, поскольку постоянный изгиб мембраны может привести к её повреждению и утечке. Хотя клапаны с уплотнением на основе мембраны дешевле, их уровень герметичности ниже, чем у клапанов с уплотнением на основе прокладок. Если клапан с уплотнением на основе прокладок не использоваться в течение определенного времени, прокладки затвердеют, и при следующем использовании клапан будет протекать. У клапанов с уплотнением на основе мембран такой проблемы нет. Кроме того, у клапанов с уплотнением на основе прокладок необходимо регулярно заменять прокладки, в то время как клапаны с уплотнением на основе мембран, как правило, не требуют технического обслуживания в течение 100 000 циклов открытия/закрытия.