Запорные клапаны: устройство, гост, фото. клапан запорно-регулирующий. Запорный клапан: полезная информация
Абсолютно любая (даже самая примитивная) гидравлическая или пневматическая система требует наличия определённых комплектующих деталей, без которых ее нормальная и полноценная работа становится просто физически невозможной. Запорные клапаныявляются именно тем неотъемлемым элементом гидролинии, которые в обязательном порядке будут предусмотрены при проектировании и монтаже всей системы. Данный вид гидравлических клапанов может иметь самые различные модификации и конфигурации. Мы же в свою очередь рассмотрим их общую конструкцию, назначение, принцип работы и нюансы монтажа.
Общее понятие
Итак, запорные клапаны- клапаны, в которых элемент (часто называемый золотником), осуществляющий запирание жидкости, контактирует с седлом корпуса за счет того, что он поднимается и опускается. Происходит это при помощи специального шпинделя, ось которого, в свою очередь, расположена под прямым углом к седлу. Данная характерная особенность отличает эти клапаны от других видов запорной арматуры.
Назначение изделия
Запорные клапаны в первую очередь созданы для полного перекрытия всего сечения трубопровода, на котором они расположены. Однако также в некоторых случаях вполне возможно осуществлять и регулировку потока жидкости или газа с помощью данной гидравлической аппаратуры.
Сфера применения
Применяются запорные клапаны практически везде, где протекает жидкотекучая или газообразная среда. Поэтому они нашли свое место в нефтяной, газовой, металлургической, химической и прочих отраслях промышленности. Применяются также и в бытовом водоснабжении на магистральных водопроводных трубопроводах. Кроме того, данные запорные элементы применяются и в отопительных системах.
Достоинства изделия
Запорный клапан наделён следующими преимуществами:
- Конструкцией, которая полностью пригодна для ремонта в случае выходе какой-либо детали из строя.
- Высокой надежностью работы и герметичностью перекрытия.
- Достаточно небольшой скоростью открытия прохода, благодаря чему исключается вероятность возникновения вредоносных гидравлических ударов в системе.
- Некоторые модели могут быть использованы для дросселирования потока.
- Не требует приложения большой физической силы для своего управления со стороны обслуживающего персонала. За счет этого отпадает надобность в использовании длинных рычагов в клапанах с ручным приводом и дорогостоящего электропривода в моделях с автоматическим управлением.
Явные недостатки
Как и любое промышленное изделие, запорный клапан обладает и отрицательными качествами, о которых стоит упомянуть. В их числе значатся:
- Высокая стоимость.
- Проточная часть имеет сложную форму.
- Отсутствие возможности быстрого перекрытия потока в случае необходимости.
- Гидравлическое сопротивление в нем достигает больших значений.
- В проточной части могут возникать застойные зоны.
- Однонаправленность вентилей, которая проявляется в том, что они допускают подачу жидкости или газа только лишь под золотник.
- При наличии сальникового уплотнения штока требуется периодическое техническое обслуживание.
Типы запорных клапанов
Существуют следующие разновидности данных деталей:
- Запорные проходные клапаны. В них патрубки располагаются на одной прямой, а ось шпинделя выставлена перпендикулярно относительно этих патрубков.
- Прямоточные клапаны. Имеют шаровидный корпус со встроенными в него патрубками. Ось шпинделя при этом имеет определенный уклон к их оси.
- Угловые клапаны. Зачастую имеют корпус в виде шара, а патрубки располагаются под углом 90 градусов относительно друг друга. Ось шпинделя перекрывает ось одного из патрубков.
- Игольчатые клапаны. Зачастую имеют небольшие собственные размеры с запирающим элементом конической формы.
Деталировка
Устройство запорного клапанаимеет следующий вид. Корпус изделия, как правило, снабжается парой присоединительных патрубков. Они могут быть муфтового, фланцевого, штуцерного типа или иметь гладкую поверхность для последующей приварки.
Внутри клапана находится седло, перекрываемое золотником в момент нахождения его в положении «закрыто». В свою очередь, шпиндель, с помощью которого происходит перемещение золотника, выходит непосредственно из корпуса клапана, а на его конец прикрепляется штурвал (маховик).
Уплотнительный элемент
В обязательном порядке клапан запорно-регулирующийкомплектуется специальным элементом, обеспечивающим герметизацию подвижного элемента, то есть шпинделя или штока. Уплотнитель может быть сильфонного, мембранного или сальникового типа.
Сальниковая набивка устанавливается в камеру, которая расположена в месте выхода штока наружу. Укладывать набивку следует плотно, обеспечивая ее прилегание как к корпусу вентиля, так и к оси.
Выполненная качественно укладка сальниковой набивки позволит исключить протекание рабочей среды во внешнее пространство.
Уплотнение сальникового типа наиболее широко распространенное, потому как оно наделено такими положительными моментами:
- Сохранение своих качеств в широком температурном диапазоне.
- Простая конструкция.
- Низкая себестоимость.
- Большой срок эксплуатации.
- Ее дополнительный слой может набиваться даже без демонтажа клапана или его перекрытия.
Практически любой клапан запорно-регулирующийизготавливается из углеродистой, коррозионностойкой стали. Хотя существуют модели, которые производятся из чугуна.
Подобные клапаны могут приводиться в действие не только лишь физической силой человека, но и электрифицированным приводом, который в подавляющем большинстве случае применяется при установке регулирующего элемента в промышленности и не только на удаленных от оператора магистралях и трубопроводах различного диаметра.
В качестве своих основных технических параметров клапан запорный (ГОСТ 3326-86)имеет:
- Условное давление, Ру.
- Условный проход, D.
- Температуру рабочей среды, К.
На основании этих данных и выполняют подбор вентилей для последующего их монтажа. Дополнительными критериями могут служить масса и габаритные размеры.
Каждый клапан запорный, фото которого можно найти в статье, производится в жёстком соответствии с международными стандартами и требованиями.
Требования безопасности
Отметим также, что установку крупногабаритных запорных заслонок доверяют в большинстве случаев специальным монтажным бригадам, снабжённым соответствующим инструментом и обладающим навыками. Непосредственно в момент монтажа задвижек особое внимание уделяют безопасности работников, поскольку эта операция сама по себе достаточно травмоопасна. Также обязательно обращают внимание на соосность клапана с магистралью, дабы исключить вероятность его последующей некорректной работы.
Cтраница 1
Шпиндель клапана отливается вместе с клапаном или же ввинчивается в клапан. Размеры его берутся по конструктивным соображениям. Шаровые клапаны отливаются из чугуна или бронзы, а в некоторых случаях покрываются снаружи слоем резины. Их следует делать пустотелыми, чтобы можно было изменять вес клапана, досыпая в середину металлические опилки. Диаметр шара равен полутора диаметрам седла.
Шпиндель клапана крепится в тарелке на резьбе с последующей раскаткой. В процессе работы раскатанный металл иногда обламывается и тарелка свертывается со шпинделя.
Шпиндель клапана направляется двумя бронзовыми втулками: нижней и верхней. Каждый клапан имеет две пружины: внутреннюю и наружную, навитые в разные стороны, благодаря чему витки не захватывают друг друга. Пружины опираются с одной стороны на корпус клапана, а с другой - на тарелку 1, с которой шпиндель соединен разрезным стальным сухарем. Упорный болт клапанного рычага нажимает на стальной колпачок, надетый на конец шпинделя. Газовый клапан на время притирки к седлу закрепляют на шпинделе цилиндрическим резьбовым штифтом, который после притирки снимают.
На шпиндель клапана насажены нижняя общая тарелка, двухсе-дельный клапан и верхний золотник. Последний вначале полностью открывает канал для прохода сжатого воздуха, но закрывает доступ атмосферного воздуха из среднего канала, а двухседельный клапан закрывает доступ газа из нижнего канала. В первый период движения клапана в цилиндр поступает только сжатый воздух из верхнего канала.
Длина шпинделя клапана подбирается так, чтобы клапан при этом положении кулачка опирался на свое седло и закрывал собой проходное отверстие / С.
На шпинделе клапана выполняется одна или две выточки (пазы) с хорошими плавными закруглениями. В эти выточки вставляется конусный сухарик из двух половин, пригнанный к соответствующему конусу в тарелке. Для монтажа этой конструкции необходимо отжать вниз тарелку, заложить сухарик и освободить пружину, которая затем зажмат конусный сухарик. Конструкция получается весьма простая и в то же время надежная. Применяют также соединения при помощи резьбы на шпинделе, как это показано на фиг. Однако применять такую конструкцию не следует, так как резьба, являясь надрезом на металле, способствует разрыву шпинделя.
Ту часть шпинделя клапана, которая смывается газом, необходимо закрывать трубками из нержавеющей стали или чугуна.
Сложные детали, например шпиндели клапанов, контролируются с помощью обычных приспособлений.
Для промывки и охлаждения шпинделя клапана в крышке имеется штуцер.
Перед сборкой следует проверить прямолинейность шпинделя клапана, что может быть осуществлено с помощью индикатора в центрах токарного станка или на двух призмах. При большей кривизне шток рихтуют.
Разрегулированы зазоры между коромыслом и шпинделем газовпрыски-вающих клапанов.
Вентилем называют клапан, затвор которого перемещается при помощи резьбовой пары (ходовой гайки и шпинделя) и управление которым осуществляется вручную. Как и клапан, устройство позволяет перекрыть поток рабочей среды при помощи затвора, выполненного в форме плоской или конусной тарелки. Но в клапане перемещение затвора обеспечивается за счет поступательного движения шпинделя - элемента конструкции арматуры, осуществляющего передачу крутящего момента от исполнительного механизма (например, привода) к диску затвора. У такой конструкции есть существенный недостаток - необходимость использования дополнительных устройств для фиксации тарелки затвора. В вентиле эта конструкционная задача решена при помощи неподвижной ходовой гайки, которая прикреплена к крыше или бугелю вентиля, и в резьбу которой вкручивается шпиндель. Резьба обладает свойствами самоторможения, поэтому положение тарелки не изменяется под действием давления рабочей среды.
Устройство и принцип действия вентиля
Рабочий орган вентиля представляет собой затвор и седло. Седло - неподвижная часть, расположенная внутри корпуса арматуры, представляющая собой отверстие для прохода среды. При передаче движения от шпинделя к тарелке затвора, затвор начинает поступательное движение при закрытии вентиля и возвратное - при открытии. В положении «закрыто» тарелка затвора плотно прилегает к отверстию седла, перекрывая проход для рабочей среды. Чтобы обеспечить герметичность вентиля в закрытом положении, в конструкции вентиля используются уплотнительные поверхности. Рабочий орган вентиля располагается внутри его корпуса. От корпуса отходят два присоединительных патрубка, позволяющих подключить вентиль к трубопроводу.
Виды вентилей
Классифицировать вентили можно по следующим критериям:
- Назначение: запорный вентиль, запорно-регулирующий вентиль и специальный вентиль;
- Конструкция корпуса: проходной вентиль, угловой вентиль, прямоточный вентиль и смесительный вентиль;
- Материал изготовления: титан, чугун, бронза, сталь, цветные сплавы, латунь, а также неметаллические материалы;
- Тип герметизации: сильфонный вентиль и сальниковый вентиль.
Запорный и запорно-регулирующий вентиль характеризуются возвратно-поступательным движением запорного органа вдоль корпуса, которое обеспечивает перекрытие потока.
Запорно-регулирующие вентили посредством ручного или дистанционного управления регулируют расход среды путем изменения гидравлического сопротивления дроссельной пары с надёжно зафиксированными промежуточными положениями.
Специальные вентили используются при повышенной температуре или в коррозийной среде. Вентили для коррозионных сред применяются при высоких давлениях и температурах рабочей среды свыше 150 °C.
Проходные вентили предназначены для прямолинейных трубопроводов. К недостаткам можно отнести: сравнительно высокое гидравлическое сопротивление, наличие зоны застоя, большие строительные размеры, сложность конструкции корпуса и довольно большой вес.
Угловые вентили применяются для соединения двух частей трубопровода, расположенных перпендикулярно друг другу или для монтажа на повороте. Особенностью угловых вентилей является то, что они могут эксплуатироваться при невысоких температурах рабочей среды и номинальном давлении до 6,4 МПа.
Прямоточные вентили отличаются сравнительно малым гидравлическим сопротивлением, компактностью конструкции, отсутствием зон застоя, а также большой длиной и относительно большим весом.
Смесительные вентили обеспечивают смешивание двух потоков жидкой среды с целью разжижения основной среды, стабилизации её температуры, поддержания качества и другое. Смешивание потоков происходит непосредственно в корпусе вентиля.
Сильфонные вентили предназначены для работы в средах, утечка которых в окружающую атмосферу недопустима. Среди преимуществ выделяются такие качества, как надежность уплотнительного элемента, а также полное исключение утечки рабочей среды.
Сальниковые вентили обладают рядом достоинств, среди которых простота конструкции, возможность смены или донабивки сальника, сравнительно низкая стоимость.
Достоинства и недостатки конструкции
Основное преимущество вентилей - отсутствие трения между тарелкой затвора и уплотнительными поверхностями, поскольку затвор движется перпендикулярно им. Это обеспечивает их более высокую по сравнению с задвижками надежность в эксплуатации. Кроме того, устройство отличается простотой конструкции и высокой степенью герметичности, в силу чего они получили широкое распространение в качестве запорной арматуры. Еще одно достоинство вентиля - малая строительная длина.
Область и особенности применения
Вентили чаще всего используются при небольших диаметрах прохода, начиная от 50 мм. Уже при диаметрах 200-250 мм вентили используются редко.
Для этой конструкции арматуры принципиальную роль играет ее положение при установке, поскольку при неправильной установке давление рабочей среды будет прижимать тарелку к седлу, из-за чего для открытия вентиля будут требоваться значительные усилия. Поэтому вентили устанавливаются так, чтобы движение рабочей среды шло навстречу тарелке затвора.
Чаще всего вентили устанавливаются на трубопровод при помощи фланцевого, муфтового или цапкового присоединения. Однако в энергетических установках используются вентили, которые ввариваются в трубопровод, для чего конструкция оснащается соответствующими патрубками.