Существует столько клапанов — сколько вы знаете о их характеристиках и различиях?

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано yinkuilin6868 16.11.2015 в 22:28. Существует столько различных клапанов — сколько вы знаете о их характеристиках и отличиях? Различия между разными клапанами 1. Для каких целей используются заслонные, обратные и бабочковые клапаны? Эти три вида клапанов расположены в порядке возрастания сложности управления: обратный клапан, шаровой клапан, бабочковый клапан ； В порядке убывания сопротивления: клапаны с обратным клапаном, бабочковые клапаны, заслонные клапаны ； Расположены в порядке закрытия: запорный клапан, бабочковый клапан, гидравлический клапан ； В порядке возрастания цены: клапаны с затвором, бабочковые клапаны, шаровые клапаны ； (за исключением специальных клапанов-бабочек). Все три вида клапанов относятся к клапанам с приводом. Исходя из вышеуказанных характеристик, можно сделать вывод, что запорные клапаны используются в основном для открытия/закрытия и регулировки расхода жидкости в трубопроводах малого диаметра (вспомогательных трубопроводах) или в концах трубопроводов ； Клапаны-бабочки используются для открытия и закрытия ветвей трубопроводов и регулирования расхода жидкости ； Запорные клапаны используются для открытия и закрытия главных трубопроводов, обычно не применяются для регулировки расхода. 2. Какие существуют виды регулирующих клапанов? Какие из них подходят для каких ситуаций? Существует несколько типов регулирующих клапанов. Первыми появились статические регулирующие клапаны, которые позволяют осуществлять точную ручную настройку. Их можно подключить к приборам для измерения сопротивления и преобразования полученных данных в значение расхода. Это клапаны, у которых коэффициент локального сопротивления может быть точно регулируем. Обычно устанавливаются на главных трубопроводах, но при высоких требованиях их можно разместить на вспомогательных трубопроводах или у входа в оборудование. Недостаток заключается в том, что баланс сопротивления системы можно обеспечить только при номинальном расходе воды; при установке электронного клапана в конце системы для изменения сопротивления нарушается гидравлический баланс. Регулирующие клапаны динамического баланса, появившиеся в 90-х годах прошлого века, предназначены для поддержания постоянного расхода жидкости при изменениях давления в системе. Другими словами, расход жидкости не меняется в зависимости от изменений давления, поэтому такие клапаны и называются регулирующими клапанами динамического баланса. Область его применения ясна: он может использоваться только в системах с постоянным расходом воды и не может сочетаться с электромагнитными клапанами. Оба этих отечественных клапана были первоначально разработаны в Китайском институте кондиционирования воздуха. Электропневматический регулирующий клапан FLOWCON производства Дании представляет собой продукт нового поколения. Он сочетает в себе электропневматический клапан и механизм динамического балансирования; при регулировке потока с помощью электропневматического клапана значение предустановленного потока автоматически корректируется. Например, когда электропневматический клапан регулирует поток до уровня 50%, он способен поддерживать постоянный поток на этом уровне. В настоящее время во всем мире только у этой компании есть этот продукт. Он используется в тех местах системы кондиционирования, где ранее устанавливались электрические клапаны; при этом можно отказаться от других мер по обеспечению гидравлического баланса в главных и вспомогательных трубопроводах (включая трубы одинаковой длины). Краткое описание не может полностью раскрыть различия между разными видами клапанов. Ниже Сяоци сделал подробный обзор происхождения, особенностей и видов различных клапанов. Только понимая особенности каждого типа клапанов, можно более четко их различать. Клапан-бабочка: лопасть клапана-бабочки располагается в направлении диаметра трубы. В цилиндрическом канале корпуса клапана-бабочки дисковидная пластина вращается вокруг оси под углом от 0° до 90°; при угле вращения 90° клапан находится в полностью открытом состоянии. Клапан-бабочка имеет простую конструкцию, небольшие размеры и малый вес; он состоит всего из нескольких деталей. К тому же для быстрого открытия и закрытия достаточно совершить поворот на 90°, что делает управление простым; при этом эта клапанная арматура обладает хорошими характеристиками контроля потока жидкости. Когда клапан-бабочка находится в полностью открытом положении, толщина лопасти бабочки является единственным фактором, препятствующим прохождению среды через корпус клапана. Поэтому падение давления при прохождении среды через этот клапан минимально, что обеспечивает хорошие характеристики контроля потока. У клапанов-бабочек существуют два вида уплотнений: резиновые и металлические. Эластичные уплотнительные клапаны, уплотнительные кольца которых могут быть встроены в корпус клапана или прикреплены к периметру лопасти. Клапаны с металлической герметизацией обычно имеют более длительный срок службы, чем клапаны с упругой герметизацией, однако полной герметичности добиться трудно. Металлические уплотнения могут работать при высоких температурах, в то время как уплотнения с эластичными материалами имеют недостаток в виде ограничений, связанных с температурой. Если требуется использовать клапан-бабочку для регулирования расхода, то главное — правильно выбрать размер и тип клапана. Принцип конструкции клапана-бабочки особенно подходит для изготовления клапанов большого диаметра. Клапаны-бабочки находят широкое применение не только в таких отраслях промышленности, как нефтегазовая промышленность, химическая промышленность и водоочистка, но и в системах охлаждения тепловых электростанций. Наиболее распространенными типами клапанов-бабочек являются клапаны-бабочки с соединением посередине и клапаны-бабочки с фланцевым соединением. Запорный клапан-бабочка с креплением типа «зажим» соединяется с фланцами двух труб с помощью болтов. У клапана-бабочки с фланцами на самом клапане имеются фланцы, которые также соединяются с фланцами труб с помощью болтов. Прочностные характеристики клапана — это способность клапана выдерживать давление среды. Клапаны – это механические устройства, которые выдерживают внутреннее давление; поэтому они должны обладать достаточной прочностью и жесткостью, чтобы обеспечить долговременную эксплуатацию без разрушения или деформации. Шаровой кран. Шаровой кран возник в результате развития крана с винтовым управлением. У него такой же механизм поворота на 90 градусов, но отличие заключается в том, что корпус крана имеет сферическую форму, в которой через ось проходит круглое отверстие или канал. Соотношение между сферической поверхностью и отверстиями для прохода должно быть таким, чтобы при вращении сферы на 90 градусов во всех точках входа и выхода была видна сферическая поверхность, тем самым прерывая поток. Шаровой клапан можно плотно закрыть, просто повернув его на 90 градусов при минимальном крутящем моменте. Полностью равные полости клапана обеспечивают среде проток с минимальным сопротивлением и прямым прохождением. Обычно считается, что шаровые клапаны наиболее подходят для прямого открытия и закрытия, однако благодаря недавним разработкам они были сконструированы таким образом, чтобы позволять регулировать расход потока. Основными преимуществами шарового клапана являются его компактная конструкция, простота в эксплуатации и обслуживании. Он подходит для использования с такими средами, как вода, растворители, кислоты и природный газ. Кроме того, он может использоваться и в условиях, характерных для опасных сред, таких как кислород, пероксид водорода, метан и этилен. Корпус шарового клапана может быть цельным или собираемым. Ось штока запорного клапана перпендикулярна уплотнительной поверхности седла клапана. Ход рычага клапана при открытии или закрытии довольно небольшой, а его функция перекрытия потока очень надежна, что делает такой клапан идеальным для перекрытия или регулирования потока жидкости, а также для использования в качестве регулятора давления. Как только створка запорного клапана находится в открытом положении, между его седлом и поверхностью уплотнения створки больше нет контакта, что обеспечивает чрезвычайно надежное закрытие. Поэтому такие клапаны идеально подходят для перекрытия потока жидкости или газа, а также для регулирования его расхода. Как только клапан в положении открытия, между его седлом и поверхностями уплотнения створки больше нет контакта, поэтому механическое износление этих поверхностей минимално. Кроме того, в большинстве клапанов седло и створка легко поддаются ремонту или замене уплотнительных элементов без необходимости демонтажа всего клапана с трубопровода, что особенно удобно в случаях, когда клапан и трубопровод сварены вместе. При прохождении среды через такие клапаны меняется направление потока, поэтому сопротивление потоку у затворных клапанов выше, чем у других клапанов. Наиболее распространенные клапаны-заглушки включают следующие виды: (1) угловой клапан-заглушка ； В угловом клапане с закрытием посредством поворота потоку необходимо изменить направление лишь один раз, в результате чего падение давления при прохождении через такой клапан меньше, чем у клапанов с обычной конструкцией. (2) Постояннотоковый обратный клапан ； В постояннооткрытых или Y-образных клапанах канал прохождения потока в корпусе клапана образует угол с основным направлением потока. Благодаря этому степень нарушения режима потока меньше, чем в обычных клапанах; в результате падение давления при прохождении потока через клапан также меньше. (3) Поршневой клапан-заглушка: этот тип клапана-заглушки является вариантом обычного клапана-заглушки. В таком клапане створка и седло обычно разрабатываются на основе принципа плунжера. Щека клапана отшлифована так, чтобы соединяться с поршнем, а герметизация обеспечивается двумя упругими уплотнительными кольцами, надетыми на поршень. Два упругих уплотнительных кольца разделены кольцевой деталью, а уплотнительные кольца вокруг поршня зажимаются под действием нагрузки, приложенной к крышке клапана с помощью гайки крышки. Эластичные уплотнительные кольца можно заменить; они могут изготавливаться из самых разных материалов. Этот клапан в основном используется для открытия или закрытия, но благодаря наличию специальной формы плунжера или особых кольцевых узлов его также можно использовать для регулировки расхода жидкости. Запорный клапан используется для остановки потока среды. При полностью открытом положении клапана поток среды проходит свободно, при этом падение давления в потоке минимально. Запорные клапаны обычно используются в тех случаях, когда не требуется частое открывание и закрывание, а также когда необходимо, чтобы заслонка находилась в полностью открытом или полностью закрытом состоянии. Не подходит для использования в качестве регулятора или дросселя. У сред, движущихся с высокой скоростью, частичное открытие заслонки может вызвать вибрацию клапана, а вибрация, в свою очередь, может повредить уплотнительные поверхности заслонки и седла клапана; кроме того, турбулентный поток может привести к эрозии заслонки под действием среды. С точки зрения конструктивной формы основное отличие заключается в типе используемых уплотнительных элементов. В зависимости от формы уплотнительных элементов клапаны часто делятся на несколько различных типов, таких как клиновые клапаны, параллельные клапаны, клапаны с двумя параллельными заслонками, клиновые клапаны с двумя заслонками и т. д. Наиболее распространенными формами являются клиновые клапаны и параллельные клапаны. Функция таких клапанов заключается в том, чтобы позволять среде течь только в одном направлении и препятствовать её движению в обратном направлении. Обычно такие клапаны работают автоматически: под действием давления жидкости, протекающей в одном направлении, клапанный элемент открывается ； При обратном потоке жидкости давление жидкости в сочетании с собственным весом клапанной заслонки оказывает давление на седло клапана, тем самым прерывая поток. Запорные клапаны относятся к этому типу клапанов; они включают в себя поворотные запорные клапаны и подъемно-опускные запорные клапаны. Клапан с поворотным механизмом обратного клапана имеет шарнирный механизм, а также клапанный элемент, похожий на дверцу, который свободно опирается на наклонную поверхность седла клапана. Чтобы гарантировать, что клапанный элемент каждый раз будет находиться в правильном положении относительно поверхности седла клапана, он сконструирован с использованием шарнирной конструкции. Это позволяет клапанному элементу иметь достаточно пространства для вращения и обеспечивает его полный контакт с седлом клапана. Клапанные заслонки могут быть полностью изготовлены из металла, либо на металлической основе может быть установлена кожа, резина или синтетические покрытия — в зависимости от требований к эксплуатационным характеристикам. При полностью открытом состоянии клапана с вращающимся затвором давление жидкости практически не встречает препятствий, поэтому падение давления при прохождении через клапан относительно невелико. Седло клапана подъемно-опускного обратного клапана расположено на уплотнительной поверхности корпуса клапана. Помимо возможности свободного подъема и опускания клапанной заслонки, остальные элементы этого клапана работают так же, как у обычного запорного клапана: давление жидкости поднимает заслонку над уплотнительной поверхностью седла клапана; при обратном потоке жидкости заслонка возвращается на место, тем самым прерывая поток. В зависимости от условий эксплуатации, клапанный элемент может иметь полностью металлическую конструкцию, либо в его основание могут быть встроены резиновые прокладки или кольца. Как и у обычных запорных клапанов, проход для потока жидкости через подъемно-опускающий обратный клапан также узкий. Поэтому падение давления при прохождении потока через подъемно-опускающий обратный клапан больше, чем у клапанов с поворотным механизмом. Кроме того, у клапанов с поворотным механизмом существует минимум ограничений на расход потока. В процессе производства, чтобы параметры давления и расхода среды соответствовали требованиям технологического процесса, необходимо использовать регулирующие устройства для корректировки этих параметров. Основной принцип работы регулирующего механизма заключается в изменении площади прохода между створкой клапана и седлом клапана, что позволяет регулировать указанные параметры. Клапаны, относящиеся к этой категории, в совокупности называются регулирующими клапанами. Среди них те, которые приводятся в действие силой самого рабочего вещества, называются автономными регулирующими клапанами, такими как клапаны для снижения давления, клапаны для стабилизации давления и т. д. А те, которые приводятся в действие извне (например, с помощью электроэнергии, сжатого воздуха или гидравлической силы), называются внешне приводимыми регулирующими клапанами, такими как электрические регулирующие клапаны, пневматические регулирующие клапаны и гидравлические регулирующие клапаны и т. д. Электрические клапаны представляют собой клапаны, у которых для управления используется электрическая сила. Такие устройства для управления обычно называются электроприводами для клапанов. Основные преимущества электроприводов для клапанов следующие: 1) быстрое открытие и закрытие, что позволяет **сократить время, необходимое для управления клапаном» ； 2) Может **снизить нагрузку на операторов, особенно подходит для клапанов высокого давления и большого диаметра ； 3) Подходит для установки в местах, где невозможен ручной доступ или куда трудно добраться; обеспечивает возможность дистанционного управления, причем высота установки не ограничена ； 4) способствует автоматизации всей системы ； 5) Источник питания легче обеспечить, чем источники газа и жидкости, а прокладка и обслуживание электрических кабелей гораздо проще, чем компрессионных трубопроводов и гидравлических систем. Недостатком электрических приводов для клапанов является сложная конструкция; их использование во влажных условиях затруднено, а при работе с взрывоопасными средами требуются меры защиты от взрывов. Электроприводы для клапанов делятся на две основные категории в зависимости от типа управляемого клапана: тип Z и тип Q. Вал привода электрического устройства для клапанов типа Z может вращаться на множество оборотов, что позволяет использовать его для приведения в действие затворных, обратных и диафрагмных клапанов ； Вал привода электрического устройства для клапанов типа Q может вращаться только на 90 градусов. Подходит для привода кранов, шаровых и бабочковых клапанов и т. д. По типу защиты существуют обычные модели, взрывозащищенные модели (обозначаются буквой B), термостойкие модели (обозначаются буквой R) и универсальные модели (то есть подходящие для использования на открытом воздухе, имеющие антикоррозийные свойства и быть взрывозащищенными; обозначаются буквой S). Электрическое устройство для управления клапаном обычно состоит из приводного механизма (редуктора), электродвигателя, механизма контроля хода, механизма ограничения крутящего момента, механизма переключения в ручном/электрическом режиме, индикатора степени открытия и т. д. Пневматические и гидравлические клапаны. Пневматические бабочковые клапаны. Гидравлические клапаны. Пневматические и гидравлические клапаны используют в качестве источника энергии воздух, вода или масло под определенным давлением; для приведения клапана в движение используются цилиндры (или гидроцилиндры) и поршни. Обычно давление воздуха в пневматических системах составляет менее 0,8 МПа, а давление воды или масла в гидравлических системах — от 2,5 до 25 МПа. или диафрагмовый клапан ； Устройства с вращательным газо- или жидкостным приводом используются для управления шаровыми, бабочковыми или крановыми клапанами. Гидравлические приводы обладают большой силой тяги и подходят для приведения в действие клапанов большого диаметра. При использовании для привода кранов, шаровых и бабочковых клапанов необходимо преобразовать колебательное движение поршня во вращательное. Помимо привода с использованием поршней в цилиндрах или гидроцилиндрах, существует также привод с использованием пневматической мембраны. Благодаря меньшему ходу и силе толкания он в основном используется для регулирующих клапанов. Ручной клапан. Ручной клапан — это клапан с самым простым способом управления. Он включает два вида привода: прямой привод с помощью ручного колеса, рукоятки или гаечного ключа и привод через приводной механизм. Когда момент вращения, необходимый для открытия клапана, велик, его можно приводить в действие с помощью зубчатых или геарных передач, чтобы избежать использования дополнительных узлов. Передача через шестерни делится на передачу с прямыми цилиндрическими шестернями и передачу с коническими шестернями. У редукторов с зубчатыми передачами коэффициент уменьшения скорости невелик; они подходят для клапанов-заслонок и обратных клапанов. У редукторов с геометрическими передачами коэффициент уменьшения скорости выше; они используются для кранов, шаровых и бабочковых клапанов. 1. Клапан с заслонкой. Клапан с заслонкой также называется клапаном с затвором. Его преимущество заключается в высокой герметичности. Он часто используется в трубопроводах для подачи воды и в системах отопления горячей водой. Поскольку при открытии заслонки она не может эффективно задерживать посторонние предметы, такой клапан применяется в качестве клапана для слива загрязнений в трубопроводах отопления, а также в небольших котлах (например, вертикальных котлах с горизонтальными трубами). Такие клапаны обычно не используются в паровых трубопроводах, поскольку при высоком давлении клапаны с заслонкой испытывают трудности с открытием из-за одностороннего действия давления. Клапаны с заслонкой подходят для работы в полностью открытом или полностью закрытом состоянии, их можно использовать для регулирования расхода. Если заслонка долгое время работает в состоянии частичного открытия, её уплотнительная поверхность может стать менее герметичной из-за воздействия среды. 2 Запорные и регулирующие клапаны. Изолирующие запорные клапаны. Раньше запорные и регулирующие клапаны объединяли под названием шаровых клапанов. Хотя запорные клапаны используются для перекрытия пути прохождения пара и воды, а регулирующие клапаны — в основном для регулирования расхода, по внешнему виду их трудно отличить; разница заключается лишь в элементе управления клапаном. Конец элемента управления запорного клапана имеет плоскую форму, тогда как у клапана с регулировкой потока он имеет коническую форму. Клапан с медным сердечником, подходит как для паровых, так и для водопроводных труб. Клапаны с резиновой или пластиковой прокладкой внутри — так называемые клапаны с резиновыми уплотнителями — используются только в трубопроводах для воды или горячей воды низкой температуры. В противном случае резина или пластик портятся и теряют свои уплотняющие свойства. 3. Краны и шаровые клапаны. Краны также называются запорными клапанами; в просторечии их ещё называют клапанами с вращающимся элементом. Небольшие краны раньше назывались «козлами». Это клапаны, которые позволяют быстро открывать и закрывать поток жидкости. В зависимости от способа распределения потока существуют краны с прямым проходом, тройные краны, четырехходовые краны и т. д. Шток крана и седло крана соединены в единое целое; седло имеет форму призмы с перерезом, в котором расположен прямоугольный отверстие. У небольших кранов отверстие имеет круглую форму. Когда канавка на верхней части стержня клапана или ручка находятся параллельно направлению входа и выхода у штока, клапан полностью открыт; при вертикальном положении клапан также считается полностью открытым. Шаровой клапан на самом деле является вариантом крана; как и кран, он открывается путем изменения угла положения штока клапана. В клапане с шаровым затвором затвор представляет собой шар; в этом шаре имеются цилиндрические отверстия. С обеих сторон шара расположены термоусадочные кольца из фторопластика, которые служат уплотнительными элементами. Краны и шаровые клапаны — это клапаны с быстрым открытием, обладающие низким сопротивлением и большим расходом. Однако его уплотняющие поверхности легко изнашиваются, сила включения/выключения велика, и устройство может заедать, поэтому оно не подходит для условий высокой температуры и высокого давления. Размеры кранов и шаровых клапанов обычно составляют от 15 мм (1/2 дюйма) до 50 мм (2 дюйма). Кран используется для включения и выключения потока жидкости или газа в трубопроводе; он также может служить регулирующим клапаном ； Шаровой клапан используется только для открытия и закрытия потока среды в трубопроводе и не подходит в качестве регулирующего клапана, чтобы избежать потери герметичности клапана под действием постоянного давления среды. 4. Обратный клапан (клапан, предотвращающий обратный поток) Обратный клапан также называется клапаном, препятствующим обратному потоку; его ещё называют однонаправленным клапаном. Он способен автоматически открываться в зависимости от разницы давлений перед и за клапаном. Его функция – автоматически контролировать направление потока жидкости, обеспечивая её движение в одном направлении и препятствуя обратному потоку. Обратные клапаны часто используются в водопроводных системах; при их установке соблюдается строгая направленность — их ни в коем случае нельзя устанавливать в обратном порядке. Обратный клапан лифта. В верхней части клапанного элемента такого клапана имеется направляющий стержень; этот стержень и клапанный элемент могут свободно подниматься и опускаться вдоль направляющих втулок, расположенных на крышке клапана. Когда жидкость течет с левой на правую сторону, клапанный элемент открывается. А когда жидкость течет в обратном направлении, клапанный элемент опускается на седло клапана, в результате чего поток жидкости прерывается. Обратный клапан с кривошипным механизмом, также называемый обратным клапаном с вращающимся элементом, работает по принципу, схожему с принципом действия клапанов с подъемным механизмом. Вышеупомянутые два обратных клапана устанавливаются только на горизонтальных трубопроводах. Пружинный обратный клапан — это развитие подъемно-опускного клапана. Обычные подъемно-опускные обратные клапаны могут устанавливаться только в горизонтальных трубопроводах, в то время как пружинные подъемно-опускные обратные клапаны не имеют ограничений по направлению. Используется как в горизонтальных трубопроводах, так и в вертикальных, а также в трубопроводах под определенным углом. Пружинный подъемно-опускной обратный клапан. Размеры таких клапанов составляют от 15 мм (1/2 дюйма) до 50 мм (2 дюйма). Нижний клапан. Это однонаправленный клапан, предназначенный для установки на входе трубы подачи воды в насос; его также называют «валвой для колодца» или «форсункой». 5 Прямые клапаны – это специальные клапаны, предназначенные для радиаторов. Их можно использовать на входе в радиаторы для отопления воздухом, а также на выходе и входе в приборы для отопления водой. У прямоугольного клапана вход и выход находятся под углом 90 градусов. Прямой угол. Угловые клапаны, используемые в системах отопления, просто называются восьмиугольными клапанами. Предназначен специально для радиаторов: при использовании парового отопления он используется у входа пара для охлаждения, а при использовании водяного отопления — у входа и выхода воды в радиаторе; служит для регулирования количества пара или воды. 6. Регулятор давления. Регулятор давления используется для снижения давления среды в трубопроводах, чтобы оно соответствовало требованиям производства. Наиболее распространенными регуляторами давления являются поршневые, мембранные, диафрагменные и пружинные регуляторы. Регулятор давления должен устанавливаться вертикально на горизонтальной трубе; крышка клапана должна быть перпендикулярна горизонтальной трубе. При монтаже необходимо обращать внимание на направление стрелки на корпусе клапана. С обеих сторон регулятора давления должны быть установлены клапаны. На трубах высокого и низкого давления установлены манометры, а в системе низкого давления также требуется установка предохранительного клапана. Цель этих устройств — обеспечить удобное и надежное регулирование и контроль давления, что особенно важно для безопасной работы систем с низким давлением.