Выбор клапанов для водопроводных и канализационных труб, преимущества и недостатки различных клапанов

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано Sammy_Wang 10.07.2015 в 17:17. I. Выбор и место установки клапанов: (I) Клапаны, используемые в водопроводных трубах, выбираются в соответствии с следующими принципами: 1. При диаметре трубы не более 50 мм целесообразно использовать обратные клапаны; при диаметре трубы больше 50 мм — крановые или бабочковые клапаны. 2. Для регулировки расхода и давления воды целесообразно использовать регулирующие клапаны и обратные клапаны. 3. В местах, где требуется низкое сопротивление потока воды (например, на впускном шланге насоса), целесообразно использовать клапаны с заслонкой. 4. На участках трубопроводов, где поток воды должен идти в обоих направлениях, следует использовать клапаны с заслонкой или бабочковые клапаны; краны использовать не допускается. 5. В местах с ограниченным пространством для установки целесообразно использовать клапаны-бабочки и шаровые клапаны. 6. На участках трубопровода, которые часто открываются и закрываются, целесообразно использовать клапаны с полным закрытием. 7. На выходном трубопроводе водяного насоса с большим диаметром целесообразно использовать многofункциональный клапан. 2. На водопроводных трубах следует устанавливать клапаны в следующих местах: 1) на участке водопроводных труб в жилом комплексе, начинаясь с отвода от городского водопровода. 2. В узлах внешней кольцевой сети жилого комплекса они должны быть установлены в соответствии с требованиями к разделению. При слишком большой длине кольцевых участков трубопровода целесообразно устанавливать клапаны для разделения на сегменты. 3. Начало ветви, идущей от главного водопроводного трубопровода жилого комплекса, или начало трубопровода, ведущего к дому. 4. Трубы, ведущие к дому, счетчики воды и все вспомогательные трубопроводы (в нижней части вертикальных трубопроводов, а также в верхней и нижней частях вертикальных кольцевых трубопроводов). 5. Главные трубопроводы кольцевой сети, соединительные трубы, связывающие её с ветвистыми сетями. 6. В начале водопроводных труб, идущих от внутренних водопроводных сетей к квартирам, общественным туалетам и т. п., устанавливаются распределительные точки; если их количество составляет 3 и более. 7. Выходной трубопровод водяного насоса, впускной трубопровод самозаборного насоса. 8. Входные и выходные трубы резервуара, а также труба для слива воды. 9. Трубы для пополнения воды в оборудование (например, нагреватели, охлаждающие башни и т. д.). 10. Трубопроводы для санитарных приборов (таких как унитазы, умывальники, душевые кабины и т. д.). 11. Некоторые принадлежности, такие как автоматические вентиляционные клапаны, клапаны сброса давления, устройства для устранения эффекта ударного потока, манометры, крани для полива и т. д., а также элементы, расположенные перед и после клапанов снижения давления и предохранителей от обратного тока. 12. На самой низкой точке водопроводной сети рекомендуется установить клапан для сброса воды. 3. Обратные клапаны следует выбирать с учетом таких факторов, как место их установки, давление воды перед клапаном, требования к герметичности при закрытом состоянии, а также величина ударного напора при закрытии клапана: 1. При низком давлении воды перед клапаном целесообразно использовать обратные клапаны вращающегося типа, шаровые и поршневые. 2. При высоких требованиях к герметичности после закрытия рекомендуется использовать обратный клапан с пружиной закрытия. 3. Для снижения эффекта ударного напора при закрытии рекомендуется использовать клапаны с быстрым закрытием и звукопоглощающими свойствами, либо клапаны с замедленным закрытием, оснащенные демпфирующими устройствами. 4. Клапан или элемент клапана должны способны закрываться автоматически под действием силы тяжести или пружины. (IV) На следующих участках водопроводных труб должны быть установлены обратные клапаны: на вводной трубе ； 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 противотековыми клапанами, не требуется установка обратных клапанов. 5. В следующих частях водопроводных трубопроводов необходимо устанавливать устройства для выпуска воздуха: 1) В водопроводных сетях, используемых периодически, на концах сетей и в самых высоких точках необходимо устанавливать автоматические клапаны для выпуска воздуха. 2. В водопроводной сети имеются участки с заметными перепадами высоты, где накапливается воздух; на максимальных точках этих участков установлены автоматические или ручные вентиляционные клапаны для удаления 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 клапан для сброса воздуха. II. Преимущества и недостатки различных клапанов: 1. Заглушковый клапан: заглушковый клапан — это клапан, в котором затвор перемещается перпендикулярно оси канала; он используется в трубопроводах в основном для полного отключения потока жидкости или газа, то есть для его 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, где среда течет в обоих направлениях, то есть направление потока среды не ограничено ； ④При полностью открытом положении площадь уплотнения подвергается эрозии со стороны рабочей среды в меньшей степени, чем у клапанов с закрытым положением ； ⑤Структура довольно простая, технология производства хороша ； ⑥Длина конструкции довольно мала. Недостатки: ① Большие габариты и высота открытия, что требует больше места 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 ； ④Время открытия и закрытия длительное. 2. Клапан-бабочка: Клапан-бабочка — это клапан, в котором для открытия, закрытия и регулирования потока жидкости используется дисковый элемент, вращающийся взад-вперед примерно на 90°. Преимущества: ① Простая конструкция, небольшие размеры и малый вес; экономичен в использовании ресурсов; 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. Подходит для двунаправленного открытия, закрытия и регулирования в вентиляционных и дымоудалительных системах; широко используется в металлургической, легкой промышленности, энергетике, нефтехимической промышленности в газовых и водопроводных трубопроводах и т. д. Недостатки: ① Диапазон регулировки расхода невелик; когда он установлен на уровне 30%, расход уже превышает 95%. ②Из-за конструкции клапана-бабочки и ограничений материалов уплотнения его не рекомендуется использовать в системах трубопроводов 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: он развился из кранового клапана; его элементом, обеспечивающим закрытие и открытие, является шар. Открытие и закрытие происходит за счёт вращения этого шара на 90° вокруг оси стержня клапана. 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 (при отсутствии смазки), его можно надежно использовать в коррозионных средах и жидкостях с низкой температурой кипения ； ③В диапазоне более высокого давления и температуры обеспечивается полная герметичность ； ④Возможно быстрое открытие и закрытие; у некоторых конструкций время открытия/закрытия составляет всего 0,05–0,1 секунды, что обеспечивает возможность их использования 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 полностью открытом и полностью закрытом состоянии поверхности уплотнения сферы и седла клапана изолированы от рабочей среды, поэтому среда, проходящая через клапан на высокой скорости, не может привести к износу этих поверхностей ； 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 ； ⑩Запорный элемент способен 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 нефтегазовых трубопроводов. 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, отсутствие склонности 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 именно эти свойства. Поэтому, когда уплотнительный материал затвердевает, надежность уплотнения снижается. Кроме того, термостойкость политетрафторэтилена невысока, и его можно использовать только при температурах ниже 180°C. При температуре, превышающей эту величину, уплотнительный материал стареет. А при учете длительного использования обычно используется 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 оси 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 сам клапан обеспечивает высокую надежность в процессе перекрытия потока, а также поскольку 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 напора и термостатирования. Преимущества: ① В процессе открытия и закрытия из-за меньшей силы трения между створкой клапана и уплотнительной поверхностью корпуса клапана, он более износостойкий, чем заслоночный клапан. ②Высота открытия обычно составляет всего 1/4 диаметра канала седла клапана, поэтому он значительно меньше клапанов с заслонкой ； ③Обычно на корпусе клапана и его створке 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 затворного клапана также выше, чем у большинства других типов клапанов ； ②Из-за большой длины хода скорость открытия медленнее, чем у шарового клапана. 5. Клапан с винтовым механизмом управления: это клапан, в котором элемент закрытия имеет форму поршня. Путем поворота на 90° происходит соединение или разъединение каналов, расположенных на поршне и 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. 7. 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 допустимое значение, 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. 8. Паровые дренажные клапаны: 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 гарантировать правильное использование устройства. У него есть следующие функции: ① способен быстро удалять образующуюся конденсатную воду ； ②Предотвращение утечки пара ； ③Исключить воздух и другие незапаиваемые газы. 9. Регулятор давления: это клапан, который позволяет регулировать давление на входе, снижая его до необходимого уровня на выходе. Благодаря энергии самой среды, проходящей через клапан, давление на выходе автоматически поддерживается на стабильном уровне. 10. Обратный клапан: также называется клапаном против тока, обратным клапаном, 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, запрет на обратное вращение насоса и приводного двигателя, а также предотвращение утечки среды из резервуаров. Обратный клапан также может использоваться на трубопроводах, обеспечивающих подачу жидкости в вспомогательные системы, в которых давление может превысить давление в основной системе. В основном их можно разделить на поворотные (вращающиеся вокруг центра тяжести) и подъемно-опускные.