Выбор и настройка клапанов. Преимущества и недостатки различных клапанов

Thread Content

Выбор и настройка клапанов: (I) Клапаны, используемые в водопроводных трубах, обычно выбираются согласно следующим принципам: 1. При диаметре трубы не более 50 мм целесообразно использовать запорные клапаны; при диаметре больше 50 мм — шаровые и бабочковые клапаны. 2. Для регулировки расхода воды и давления целесообразно использовать регулирующие клапаны и запорные клапаны. 3. В местах, где требуется минимальное сопротивление потоку воды (например, на впускном трубопроводе насоса), целесообразно использовать клапаны с заслонкой. 4. На участках трубопровода, где вода должна течь в обоих направлениях, следует использовать шаровые и бабочковые клапаны; запорные клапаны использовать нельзя. 5. В местах с ограниченным пространством для установки целесообразно использовать бабочковые и шаровые клапаны. 6. На участках трубопровода, которые часто открываются и закрываются, целесообразно использовать запорные клапаны. 7. На выходных трубопроводах насосов большого диаметра целесообразно использовать многофункциональные клапаны. (II) На следующих участках водопроводных трубопроводов необходимо устанавливать клапаны: 1. На участке ввода водопровода в жилой комплекс из городского водопровода. 2. В узлах внешней кольцевой сети водопровода в жилом комплексе — в соответствии с требованиями к разделению потоков воды. 3. Когда длина кольцевых участков труб слишком велика, целесообразно устанавливать клапаны для разделения этих участков.
4. На начале ветвей труб, идущих от главного водопроводного трубопровода жилого комплекса, а также на начале труб, ведущих к отдельным домам.
5. На трубах, ведущих к домам, на счетчиках воды и на всех вспомогательных трубах (в нижней части вертикальных труб кольцевой сети, а также в верхней и нижней частях таких труб).
6. На главных трубах кольцевой сети, а также на трубах, соединяющих различные ветви сети.
7. На выходных трубах насосов, а также на впускных трубах насосов, работающих от самопринудительного наполнения.
8. На входных и выходных трубах резервуаров, а также на трубах для сброса воды.
9. На трубах, подающих воду к оборудованию (например, к отопителям, охладителям и т. д.).
10. На трубах, подающих воду к сантехническим приборам (например, к унитазам, раковинам, душам и т. д.).
11. На некоторых принадлежностях, таких как автоматические вентиляционные клапаны, клапаны для снижения давления, устройства для устранения ударов воды, манометры, краны и т. д.
12. В самой низкой точке водопроводной сети целесообразно установить клапан для сброса воды.

(III) Выбор обратных клапанов должен осуществляться с учетом места их установки, давления воды перед клапаном, требований к герметичности при закрытии клапана, а также размера удара воды при его закрытии.
1. При низком давлении воды перед клапаном целесообразно использовать обратные клапаны поворотного, шарового или клинового типа.
2. При высоких требованиях к герметичности при закрытии клапана целесообразно использовать обратные клапаны с пружинами для закрытия.
3. Для снижения интенсивности удара воды при закрытии клапана целесообразно использовать обратные клапаны с устройствами для снижения скорости закрытия или обратные клапаны с демпфирующими устройствами.
4. Ручка или сердечник обратного клапана должны способны к самостоятельному закрытию под действием силы тяжести или пружины.

(IV) Обратные клапаны должны устанавливаться на следующих участках водопроводных труб: на входных трубах ； На входных трубах герметичных водонагревателей или устройств, использующих воду ； на выходном трубопроводе водяного насоса ； На участках выходных труб резервуаров, водонапорных башен и наземных водохранилищ, где входные и выходные трубы объединены в одну. Примечание: на участках трубопровода, оснащенных противотекущими клапанами, не требуется установка обратных клапанов. 5. В следующих частях водопроводных трубопроводов необходимо устанавливать устройства для удаления воздуха: 1) В водопроводных сетях, используемых периодически, на концах сети и в самой высокой точке необходимо устанавливать автоматические клапаны для удаления воздуха ； 2. В водопроводной сети имеются участки с заметными перепадами высоты, где накапливается воздух; на максимальных точках этих участков установлены автоматические или ручные клапаны для выпуска воздуха ； 3. Устройство подачи воды под давлением: при использовании резервуара для хранения воды под давлением с автоматическим пополнением воздуха, на самой высокой точке водопроводной сети должен быть установлен автоматический вентиляционный клапан. Плюсы и минусы различных клапанов: 1. Заглушковый клапан: Заглушковый клапан — это клапан, в котором затвор перемещается вертикально по оси канала; он используется в трубопроводах преимущественно для полного перекрытия потока жидкости или газа, то есть для полного открытия или закрытия. Как правило, клапаны с заслонкой не могут использоваться для регулирования расхода. Он может использоваться при низких температурах и низком давлении, а также при высоких температурах и высоком давлении, в зависимости от материала клапана. Однако клапаны с заслонкой обычно не используются в трубопроводах для перекачки таких сред, как грязь. Преимущества: ① Низкое сопротивление потока ； ②Для открытия и закрытия требуется небольшой крутящий момент ； ③Может использоваться в кольцевых трубопроводах, по которым среда течет в обоих направлениях, то есть направление потока среды не ограничено ； ④При полном открытии поверхности уплотнения подвергаются эрозии со стороны рабочей среды в меньшей степени, чем у клапанов с закрытым положением ； ⑤Структура довольно простая, технология производства хороша ； ⑥Длина конструкции довольно короткая. Недостатки: ① Большие габариты и высота открытия, а также требуется больше пространства для установки ； ②В процессе открытия и закрытия происходит относительное трение между уплотнительными поверхностями, что приводит к значительному износу; к тому же при высоких температурах легко возникают царапины ； ③У обычных клапанов обычно есть две уплотнительные поверхности, что затрудняет их обработку, шлифовку и ремонт ； ④ Время открытия и закрытия длительное. 2. Клапан-бабочка: Клапан-бабочка — это клапан, в котором для открытия, закрытия и регулирования потока жидкости используется дисковый элемент, вращающийся туда-сюда примерно на 90°. Преимущества: ① Простая конструкция, небольшие размеры и малый вес; экономичен в использовании материалов; не подходит для клапанов большого диаметра ； ②Быстрое открытие и закрытие, низкое сопротивление потоку ； ③Может использоваться с медиумами, содержащими взвешенные твердые частицы; в зависимости от прочности уплотнительной поверхности может применяться также с порошкообразными и гранулированными медиумами. Может использоваться для двунаправленного открытия/закрытия и регулирования в системах вентиляции и удаления пыли; широко применяется в металлургической, легкой промышленности, энергетике, нефтехимической промышленности в трубопроводах для газа и воды и т. д. Недостатки: ① Диапазон регулировки расхода невелик; при включении на уровне 30% расход уже превышает 95% ； ②Из-за конструкции клапана-бабочки и ограничений материалов уплотнения его не рекомендуется использовать в трубопроводных системах с высокой температурой и давлением. Обычная рабочая температура — ниже 300°C, класс PN40 и ниже ； ③Показатели герметичности у него хуже, чем у шаровых и обратных клапанов, поэтому его используют в тех местах, где требования к герметичности не очень высоки. 3. Шаровой клапан: развился из крана-барбета; его элементом для открытия и закрытия является шар, который вращается на 90° вокруг оси стержня клапана для осуществления этих действий. Шаровые клапаны на трубопроводах в основном используются для перекрытия, распределения и изменения направления потока среды; шаровые клапаны с V-образным отверстием также обладают хорошей функцией регулировки расхода. Преимущества: ① Имеет минимальное сопротивление потока (фактически 0) ； ②Поскольку при работе не заедает (без смазки), его можно надежно использовать в коррозионных средах и жидкостях с низкой температурой кипения ； ③При более высоких значениях давления и температуры обеспечивается полная герметичность ； ④Возможна быстрая открытие и закрытие; время открытия/закрытия в некоторых конструкциях составляет всего 0,05–0,1 секунды, что обеспечивает возможность использования их в автоматизированных системах испытательных стендов. При быстром открытии и закрытии клапана операция происходит без ударов ； ⑤Сферический замок может автоматически фиксироваться в граничном положении ； ⑥Рабочая среда надежно герметизирована с обеих сторон ； ⑦В состоянии полного открытия и полного закрытия поверхности уплотнения шара и седла клапана изолированы от рабочей среды, поэтому среда, проходящая через клапан на высокой скорости, не может привести к износу поверхностей уплотнения ； ⑧Компактная конструкция и небольшой вес позволяют считать её наиболее подходящей конструкцией клапана для систем с низкотемпературными средами ； ⑨Корпус клапана симметричен, особенно у клапанов с сварным корпусом, что позволяет ему эффективно выдерживать нагрузки, возникающие в трубопроводах ； ⑩Запорное устройство способно выдерживать высокое давление при закрытии. ⑾Шаровой клапан с полностью сварным корпусом может быть закопан непосредственно в землю, что предотвращает коррозию внутренних элементов клапана. Срок его службы может достигать 30 лет, поэтому он является идеальным клапаном для трубопроводов нефти и природного газа. Недостатки: ① Поскольку основным материалом уплотнительного кольца шарового клапана является политетрафторэтилен, он инертен по отношению практически ко всем химическим веществам. Кроме того, он обладает такими преимуществами, как низкий коэффициент трения, стабильные характеристики, устойчивость к старению, широкий диапазон рабочих температур и высокая эффективность уплотнения. Однако физические свойства политетрафторэтилена, включая высокий коэффициент расширения, чувствительность к холодному потоку и плохую теплопроводность, требуют, чтобы проектирование уплотнений клапанов учитывало эти особенности. Поэтому, когда уплотнительный материал затвердевает, надежность уплотнения снижается. К тому же, термостойкость политетрафторэтилена невысока, его можно использовать только при температурах ниже 180°C. При температуре, превышающей эту величину, уплотнительный материал стареет. А при учете долгосрочного использования его обычно используют только при температуре 120°C. ②Его регулирующие характеристики хуже, чем у клапанов с замыканием, особенно у пневматических (или электрических) клапанов. 4. Запорный клапан: это клапан, в котором затвор перемещается вдоль центральной линии седла клапана для его закрытия. В зависимости от такого способа движения клапанного элемента, изменение размера отверстия в седле клапана пропорционально ходу клапанного элемента. Поскольку ход штока таких клапанов при открытии или закрытии является довольно коротким, а также поскольку они обеспечивают высоко надежную функцию перекрытия потока, к тому же изменение размера отверстия в седле клапана пропорционально ходу его заслонки, такие клапаны идеально подходят для регулирования расхода жидкости. Поэтому такие клапаны очень подходят для перекрытия потока, регулировки его объема и терморегуляции. Преимущества: ① В процессе открытия и закрытия из-за меньшей силы трения между створкой клапана и поверхностью уплотнения корпуса клапана, чем у заслоночных клапанов, он более износостойкий ； ②Высота открытия обычно составляет всего 1/4 диаметра канала седла клапана, поэтому он значительно меньше заслонного клапана ； ③Обычно на корпусе клапана и его заслонке имеется только одна уплотнительная поверхность, поэтому технология производства более простая, а ремонт — удобнее ； ④Поскольку их наполнитель обычно представляет собой смесь асбеста и графита, у них высокий класс термостойкости. Обычно для паровых клапанов используются обратные клапаны. Недостатки: ① Из-за изменения направления потока среды через клапан минимальное сопротивление потоку у замкового клапана также выше, чем у большинства других типов клапанов ； ②Из-за большого расстояния прохождения среды скорость открытия медленнее, чем у шарового клапана. 5. Клапан с винтовым механизмом управления: это клапан, в котором элемент закрытия имеет форму штока; путем поворота на 90° происходит соединение или разъединение каналов, расположенных на штоке клапана, с каналами, находящимися в корпусе клапана, что позволяет открыть или закрыть клапан. Форма клапанного элемента может быть цилиндрической или конической. Его принцип работы в основном схож с принципом работы шарового клапана. Шаровый клапан был разработан на основе кранового клапана; он в основном используется при добыче нефти, а также в нефтехимической промышленности. 6. Предохранительный клапан: это устройство, используемое в сосудах, оборудовании или трубопроводах под давлением в качестве защиты от чрезмерного давления. Когда давление в оборудовании, резервуаре или трубопроводе превышает допустимые значения, клапан автоматически открывается, что позволяет полностью сбросить давление и предотвратить его дальнейший рост в оборудовании, резервуаре или трубопроводе ； Когда давление снижается до установленного значения, клапан должен автоматически и своевременно закрываться, тем самым обеспечивая безопасную работу оборудования, резервуаров или трубопроводов. 7. Паровые вентили: при транспортировке пара, сжатого воздуха и других сред неизбежно образуется конденсат. Для обеспечения эффективной работы устройства и его безопасного функционирования необходимо своевременно удалять эту бесполезную и вредоносную среду, чтобы предотвратить избыточное потребление ресурсов устройства. У него есть следующие функции: ① способен быстро удалять образующуюся конденсатную воду ； ②Предотвращение утечки пара ； ③Исключить воздух и другие незапаиваемые газы. 8. Регулирующий клапан: это клапан, который позволяет за счёт регулирования снизить давление на входе до необходимого уровня давления на выходе; при этом благодаря энергии самой среды давление на выходе автоматически поддерживается на стабильном уровне. 9. Обратный клапан: также называется клапаном против тока, клапаном с обратным действием, клапаном обратного давления и однонаправленным клапаном. Эти клапаны открываются и закрываются автоматически под действием силы, возникающей в результате самого потока среды в трубопроводе; они относятся к категории автоматических клапанов. Обратный клапан используется в трубопроводных системах; его основная функция — предотвращение обратного потока среды, не допускание обратного вращения насоса и приводного двигателя, а также предотвращение утечки среды из резервуаров. Обратные клапаны также могут использоваться в трубопроводах, обеспечивающих подачу жидкости в вспомогательные системы, в которых давление может превышать давление в основной системе. Их можно разделить на клапаны поворотного типа (вращающиеся вокруг центра тяжести) и клапаны подъемно-опускного типа (смещающиеся вдоль оси).