Что значит тип клапана

Технические характеристики и основные типы клапанов

По сути, клапан является запорно-регулирующей трубопроводной арматурой. Это механическое приспособление, служащее для пропуска, перекрывания или регулировки поступления жидкостей, паров или газов по трубопроводу. Исходя из вышеизложенного, такое изделие можно назвать периодическим препятствием, расположенным внутри трубы. Размеры клапанов могут исчисляться нескольким сантиметрами или несколькими миллиметрами. Точный параметр зависит от параметров трубы, на которую он установлен. Конструкция может крепиться к трубопроводу посредством резьбового, фланцевого или сварного соединений.

Трубопроводная арматура нашла широкое применение во всевозможных технологических системах. Совершив поворот крана, приспособленного к трубе, исходящей от плиты, можно урегулировать расходование газа, а клапан, установленный на шине автомобиля, облегчает накачивание ее воздухом, предотвращая выход воздушных потоков наружу. Кран, вмонтированный внутри парового радиатора, дает возможность стравить находящийся там воздух и заменить его паром.

Основные детали

Устройство регулирующих клапанов включает: корпус, крышку (головку), седло, затвор (заслонка) и шток (шпиндель) с маховиком. Иногда маховик может быть заменен на автоматическое приспособление. Все составляющие объединены посредством корпуса. Рабочая материя подается вовнутрь устройства через корпус. Шпиндель, находящийся в головке (здесь же расположен уплотняющий сальник), заставляет затвор передвигаться, в результате чего открывается или закрывается отверстие, имеющееся в седле. Рабочий состав, поступая сквозь него, выходит с другой стороны. Поток может быть прямым или заворачивать.

Материалы для производства

Для изготовления таких конструкций используют материалы, которые соответствуют необходимым требованиям, выставляемым для определенного вида труб и рабочих составов.

Клапан может быть изготовлен с использованием следующих материалов:

• чугуна для ковки или литейного (серого);
• нержавеющей или углеродистой стали;
• бронзы;
• инконеля, монеля и других металлов, в основу которых входит никель.

Материалы, которые годятся для такого производства, отличаются по цене, и степени стойкости к температурным перепадам и образованию ржавчины.

Из серого чугуна, например, в большинстве случаев изготавливают низкопробные приспособления. Бронза, ввиду своей высокой стойкости к коррозии, применяется для работы с коррозионно-активными материалами. Углеродистую сталь, как наиболее прочный из перечисленных металлов, используют там, где поддерживается высокое давление. Жаропрочный хромомолибденовый материал используют на производствах, где температура воздуха может подниматься до 600°С.

Клапаны, состоящие из вышеперечисленных металлов, применяются для оснащения городских гидросистем. Элементы, вмонтированные во внутрь конструкции, могут быть изготовлены из тех же сплавов, что и корпус, а могут состоять из пластмассовых (чаще всего используются в гравитационных моделях) и резиносодержащих материалов.

Для уплотнения и улучшения герметизации седла, штока клапана и затвора, в большинстве случаев используют графит, хлопок, резину или тефлон (все зависит от разновидности и температуры содержимого труб, а также от условий, в которых используется прибор).

Разновидности клапанов

Конструкцию с линейным перемещением затвора или шибер (задвижка) часто применяется для трубопроводов. Такой промышленный клапан называется затворным. Он может быть полностью закрыт или открыт. Открытый дает возможность потоку материи проходить по трубопроводу почти беспрепятственно.

Вентильный механизм, если сравнить его с шибером, значительно затрудняет продвижение состава по трубам. Перепады давления, происходящие на вентиле, применяются для урегулирования расхода материи или давления внутри трубопровода.

Вентильный механизм снабжен вращающимся шпинделем. Когда вращается маховик, шпиндель передвигается относительно резьбы головки. В результате происходит подъем или опускание затвора.

Игольчатый клапан

Игольчатое устройство невелико. По форме рабочая область штока игольчатого устройства напоминает конус, позволяющий без рывков регулировать расход рабочей материи.

Устройство мембранного типа

Клапан мембранного типа выглядит как вентиль, на шпинделе которого (между корпусом и головкой) расположена гибкая мембрана. Под воздействием штока мембрана, перемещаясь, либо регулирует текущее положение механизма, либо полностью его перекрывает. Подвижные составляющие такого механизма не взаимодействуют с потоком жидкости, потому мембрана не нуждается в замене затвора или уплотнительных материалов. Предназначение мембранных устройств — взаимодействовать с жидкостями, содержащими твердые частицы или являющимся носителями агрессивной среды.

Применение обратного клапана

Назначение обратного механизма — предотвратить возвратное продвижение жидкости внутри трубопровода. Известно о существовании двух основных видов обратных клапанов. Они могут быть откидными и подъемными. Первые снабжены шарнирной заслонкой, закрепленной над седлом. Под воздействием потока, идущего со стороны отверстия, заслонка открывается, а жидкость беспрепятственно проникает через клапан. Если поток изменит направление движения, заслонка опустится и закроет отверстие, плотно прижавшись к седлу под давлением жидкости. Подъемная створка функционирует по аналогичному принципу, перемещаясь в вертикально расположенном направляющем цилиндре. Когда поток изменит направление, заслонка опустится и плотно прижмется к седлу.

Тарельчатый механизм

Тарельчатыми называют односедельные клапаны, открывающиеся посредством «кулачков» и рычажков, а закрывающиеся благодаря действию пружин. Автомобилисты используют такие устройства для подачи топлива и воздуха в цилиндры и двигатель автомобиля, а также для выброса использованных газов. Описанный тарельчатый механизм установлен в некоторых видах паровых машин и в паровых турбинах как приспособление для регулирования подачи пара.

Устройство с сильфоном

Сильфонный клапан имеет гофрированную конструкция из металлических материалов. Такое изделие сохраняет прочность и герметичность при неоднократных сжатиях, растяжениях, изгибах. Применяется в трубопроводной арматуре как герметизирующий, силовой элемент.

Применение импульсных устройств

Для защиты от механического разрушения трубопроводов слишком высоким давлением используются импульсные клапаны. Путем автоматического выпуска проходящей среды из систем они понижают силу увеличившегося давления.

Редукционный механизм

Назначение редукционного устройства — понижать давление внутри трубопровода. Величина проходного отверстия варьируется автоматически. Внутри он оснащен перемещающимся штоком и специальным приспособлением, посредством которого может быть изменено положение относительно седла.

Регулирующее приспособление в большинстве случаев изготавливают в виде профилированной детали. В простых моделях урегулированное давление оказывает действие на мембрану, которая закреплена на штоке. При помощи пружины или грузка давление уравновешивается, а его сила изменяется, когда меняется натяжение пружины во время перемещения груза на рычаге. Мембрана, как правило, находится под воздействием давления потока, идущего над или под клапаном. В силовых приводах, в большинстве случаев, нет необходимости.

Четырехходовой клапан

Там, где необходимо регулирование теплоносителя, применяются устройства четырехходового типа. Добиться нужной температуры в системе можно лишь одним способом – смешиванием горячей и холодной среды, получая на выходе нужный результат. Успешное выполнение такого процесса и обеспечивает четырехходовой клапан.

Клапаны, оснащенные поворотным затвором

Изделия дроссельного типа нужны для регулировки или перекрывания доступа к газу, жидким или двухфазным потокам. Тонкая заслонка внешне напоминает две сложенные вместе глубокие тарелки. В проходном отверстии дроссельного устройства может находиться уплотняющая прослойка из мягкого материала. Шпиндель перемещается относительно заслонки. При закрытии заслонка препятствует прохождению потока, принимая перпендикулярное положение и плотно примыкая к мягкому прокладочному материалу, расположенному внутри корпуса. Когда дроссельный клапан открыт, значит, заслонка расположена параллельно потоку.

Устройство шаровой конструкции

Регулирующая деталь шарового клапана похожа на шар со сквозным отверстием. Под воздействием шпинделя он может вращаться с амплитудой 90°С. Когда механизм открыт, это значит, что внешние концы сквозного отверстия на шаре совпали с отверстиями на седлах. Когда он находится в закрытом состоянии – отверстия в шаре не совпадают с отверстиями в седлах, а седла перекрыты, потому что плотно примыкают к поверхности.

Регулирующий механизм чем-то напоминает редукционный. Он снабжен специальным приводом (как правило – электрическим или пневматическим), сопряженным с автоматическим регулятором. Касаемо характеристики блока управления регулирующего клапана, то можно отметить, что по сути, он является устройством для измерения расхода жидкости, температуры или давления с последующим сравнением уровня этих величин с требуемыми. Из блока управления поступает команда, повинуясь которой, рабочий орган принимает нужное положение. Перемещение элемента внутри клапана непрямого действия может носить поступательный или вращательный характер. По конструкции регулирующий механизм может быть вентильного или дроссельного типа.

Посредством регулирующих клапанов можно контролировать расход вещества и уровень давления, поэтому механизм практически не бывает полностью открытым или закрытым. Так как он служит для дросселирования потока (процесса, для которого характерно понижение давления). Материал, из которого изготовлено регулирующее устройство, должен отличаться высокой стойкостью к эрозии. Понижение давление иногда заканчивается кавитацией (если речь идет о жидких веществах) и шумами (если речь идет о потоках пара или газа). Современные регулирующие клапаны обладают повышенной стойкостью к кавитации и шумам, что делает их пригодными для работы в самых неблагоприятных условиях.

Источник

Типы клапанов

Клапаны разных типов являются одним из самых востребованных элементов трубопроводов. Их предназначение состоит в том, что бы перекрывать поток газа или жидкости в трубопроводе, регулировать его силу и направлять. В процессе эксплуатации они испытывают постоянные нагрузки, и поэтому подвержены повышенному износу.

Различают несколько типов клапанов, в зависимости от предназначения и устройства.

1. Запорные клапана или вентили. Основное их применение состоит в том, чтобы глухо перекрывать поток в трубопроводе. Как правило, для этого требуется небольшое усилие при повороте затвора. Качественный клапан будет плотно закрываться, исключая даже мельчайшие щели, для полной герметизации.

2. Обратный клапан поворотного типа. Задача его состоит в том, чтобы перекрывать трубопровод в случае падения давления, во избежание образования обратного потока. Затвор в таких клапанах поворачивается вокруг оси, которая смещена от центра. В зависимости от строения различают две модификации — простые и безударные клапана. В первых ось вращения выведена из трубопровода, а во втором — пересекает его.

3. Обратный клапан подъемного типа. Затвор автоматически выдвигается перпендикулярно направлению движения потока в трубопроводе. Применяются так же специальные приёмные клапана, устанавливаемые в начале трубопровода. Они зачастую оборудованы специальной сеточкой для фильтрации.

4. Предохранительный клапан — важный элемент любого трубопровода высокого давления. Он срабатывает в случае повышения внутреннего давления выше критической отметки. После сброса давления возвращается в закрытое состояние. Наиболее широкое распространение получили клапаны с пружинным механизмом. Пружина подбирается в зависимости от требуемого максимального давления. Это позволяет изготавливать клапаны для широкого диапазона рабочих давлений, применяя пружины разной упругости.

5. Регулирующие клапана. Являются сложным элементом, состоящим из электронной и механической частей. Электронная часть отслеживает различные параметры в трубопроводе — температуру, давление, плотность. На основании полученных данных изменяется положение задвижки. Такие клапана применяются в механизмах, где требуется создание конкретных условий для протекания технологического процесса.

6. Смесительные клапана. Применяются для смешивания потоков из нескольких трубопроводов. Таким образом регулируется температура жидкостей или происходит приготовление необходимых смесей.

Источник

Различные типы клапанов, используемых в трубопроводах — полное руководство по трубопроводным клапанам

Различные типы клапанов используются в трубопроводе. В этой статье мы рассмотрим классификации клапанов и функции клапанов. Давайте начнем с определения клапан.

Что такое клапан?

Есть вероятность, что вы уже знаете это. Но нет ничего плохого, чтобы освежить память.

Клапан — это устройство, которое регулирует, контролирует или направляет поток жидкости, открывая, закрывая или частично перекрывая поток жидкости. Звучит немного сложно? Хорошо, позвольте мне еще больше упростить это. Клапан — это механическое устройство, которое контролирует поток и давление жидкости в системе или процессе. Так что в основном он контролирует поток и давление.

Типы клапанов.

В трубопроводе используются следующие типы клапанов в зависимости от требований. Стоимость клапанов 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 задвижки Баттерфляй для той же функции — это может стоить вам дороже. Таким образом, выбор клапанов имеет важное значение для экономики, а также работы технологических установок.

• Клиновая задвижка
• Проходной вентиль
• Обратный клапан
• Пробковый клапан
• Шаровой кран
• Задвижка Баттерфляй
• Игольчатый клапан
• Шланговая задвижка
• Предохранительный клапан

Позвольте узнать о каждом из них.

Клиновая 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.

Проходной вентиль

Проходной вентиль используется для остановки, запуска и регулирования потока жидкости. Проходные вентиля используются в системах, где требуется контроль потока и герметичность. Проходной вентиль 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 закроет клапан.

Пробковый клапан

Пробковый клапан — это 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. Пробковый клапан, используемый в качестве двухпозиционной запорной арматуры и способный обеспечивать герметичную отсечку пузырьков. Клапан с пробкой может использоваться в условиях вакуума для высоких давлений и температур

Шаровой кран

Шаровой клапан — это поворотный клапан на четверть оборота, в котором для остановки или запуска потока используется шарообразный диск. Большинство шаровых кранов имеют быстродействующий тип, для управления которым требуется поворот ручки клапана на 90 °. Шаровой кран меньше и легче, чем задвижка того же размера и номинала.

Задвижка Баттерфляй

Затвор Баттерфляй — это поворотный клапан на четверть оборота, который используется для остановки, регулировки и запуска потока. Поворотная заслонка Баттерфляй имеет короткий круглый корпус. Задвижка Баттерфляй подходит для диаметров трубопроводов благодаря компактной, легкой конструкции, которая требует значительно меньше места по сравнению с другими клапанами.

Игольчатый вентиль

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. Шланговая задвижка идеально подходит для обработки суспензий, жидкостей с большим количеством взвешенных твердых частиц и систем, которые транспортируют твердый материал пневматически.

Предохранительный клапан

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 давлении.

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 процента открытия. Меньшее отверстие выше дросселирование и прочее.
• Контроль направления потока жидкости. Многоходовой 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.
• Сбросьте 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 или категорированы на основе;

• функции
• присоединения к трубопроводу
• принципа работы
• используемых типов привода

Запорный клапан изолирует или перекрывает подачу жидкости при необходимости. Затвор, шар, заглушка, поршень, мембрана, задвижка Баттерфляй и пережимной клапан подпадают под эту категорию.

Регулирующий клапан, который регулирует поток жидкости, попадает в категорию регулирования. В качестве регулирующего клапана используются вентиль, игла, диск, диафрагма, шар, пробка и пережимной клапан. Как Вы можете видеть; некоторые клапаны служат двойному назначению, например, шаровой кран и проходной вентиль может использоваться в качестве изолирующего, 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 поворотный или подъемный, предотвращает обратный поток в системе. Примите во внимание, что некоторые клапаны предназначены для специального назначения. Например, многоходовой, ножевой и очковая заглушка.

Классификация клапанов на основе концевых присоединений

На основании концевого присоединения, 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 присоединения.
• Стыковое сварное соединение используется при очень высоких давлениях и температурах.
• Гнездовое сварное соединение используется при низком давлении
• Обратный клапан и задвижки Баттерфляй доступны в межфланцевом и фланцевом исполнении. Эти типы присоединений используются, когда пространство ограничено.

Классификация клапанов на основе способа их открытия и закрытия

Тип клапана	Линейное движение	Вращательное движение	Четверть оборота
Клиновая задвижка	⚫
Проходной вентиль	⚫
Поворотный обратный клапан	⚫
Подъемный обратный клапан	⚫
Обратный клапан с поворотным диском	⚫
Двухстворчатый обратный клапан	⚫
Очковая задвижка	⚫
Обратный запорный клапан	⚫	⚫
Шаровой кран	⚫	⚫
Шланговая задвижка	⚫
Задвижка Баттерфляй	⚫	⚫
Пробковый вентиль	⚫	⚫
Мембранный клапан	⚫
Предохранительный клапан	⚫
Сбросной клапан	⚫

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.

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 пальца, который удерживает диск.

Поворот штока на 90 ° в четверть оборотных клапанах полностью открывает или полностью закрывает клапан. Благодаря такому быстрому повороту работа четверть оборотного клапана намного быстрее, чем клапана линейного перемещения. Некоторые поворотные клапаны также известны как четверть оборотный клапан.

Из таблицы видно, что шаровой кран, задвижка баттерфляй и плунжерный клапан являются поворотными и четверть оборотными клапанами. Принимая во внимание, что обратный клапан с поворотным диском и другие поворотные клапаны не являются четверть оборотными 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.

Источник