Клапаны и вентили
запорные и регулирующие
Запорный клапан трубопровода, он же вентиль или золотник, — это механическое устройство, предназначенное для контроля и регулирования потока рабочей среды в трубопроводных системах. Функционально вентили подразделяются на два основных класса: запорные и регулирующие. Первые обеспечивают полное перекрытие рабочей среды. Их принцип действия основан на перемещении запирающего элемента вдоль оси течения, что обеспечивает открытие или закрытие проходного сечения.
Функции регулирующего клапана — плавное изменение интенсивности потока. В его конструкции тоже используется запирающий элемент, а его перемещение регулирует размер проходного сечения, что позволяет точно дозировать количество пропускаемых жидкостей.
Существуют комбинированные варианты, сочетающие в себе как запорные, так и регулирующие функции.
Функции клапанов трубопроводов
Вентили в трубопроводных сетях выполняют несколько важных задач:
- остановку и запуск движения рабочей среды;
- изменение вектора движения рабочей среды;
- уменьшение давления в момент преодоления узкого участка;
- поддержание заданного давления в сети;
- сброс избыточного давления.
При проектировании трубопровода регулирующие и запорные вентили подбирают, учитывая их назначение и подходящую рабочую среду для клапанов. Неправильный выбор может стать причиной увеличения стоимости проекта без повышения эффективности. Иногда простые задвижки могут выполнять функцию запорного клапана, цена которого выше.
Устройство запорных клапанов, или вентилей
Запорный клапан устроен следующим образом: в седло внутри корпуса упирается золотник, присоединенным к шпиндельному валу. Через вал происходит передача вращательного усилия от привода золотнику, тот перемещается вдоль вала и закрывает или освобождает канал.
В зависимости от типа уплотнения подвижного соединения вентили бывают трех классов.
Сильфонные
Корпус механизма соединен с золотником через сильфонный узел, гофрированную трубку, обеспечивающую герметичность. Для ответственных участков трубопроводов, где нельзя допустить вытекания рабочей среды, сильфонные клапаны — лучшее решение.
Сальниковые
За герметичность регулирующего узла отвечает сальниковая камера, заполненная уплотнительным материалом, который можно менять в процессе работы клапана. Отличительные характеристики: возможность применения разных видов уплотнительных материалов, простота конструкции.
Мембранные
Уплотнительный компонент представляет собой диск из эластомера, находящийся под крышкой и защищающий внутренние компоненты от воздействия агрессивных жидкостей.
Классификация по типам клапанов (вентилей)
Запорная арматура классифицируется по нескольким признакам.
По направлению потока рабочей среды
В зависимости от конструктивных особенностей запорно-регулирующие вентили разделяют на три разновидности.
- У проходных направление движения жидкости совпадает при входе и выходе. Оси патрубков для входа и выхода могут быть смещены относительно друг друга. Движение жидкости в корпусе дважды отклоняется на 90 градусов. Это ведет к большим гидравлическим потерям, а жидкость застаивается в полостях.
- У угловых поток поворачивает всего на 90 градусов. Это снижает безвозвратные потери энергии потока. Минус таких узлов — ограничение применения: их ставят только в местах поворотов трубы.
- Прямоточные сохраняют направление течения. Шпиндель в них находится под углом к оси проходного канала, что обеспечивает прямолинейность потока и уменьшение гидропотерь. Слабая сторона конструкции — увеличенный ход запорной детали, большие строительные размеры и вес.
По типу затвора
В зависимости от формы запирающего элемента, различают несколько видов.
| Версия затворного элемента | Эластичная мембрана | Сильфон | Тарельчатый (золотниковый) в виде плоской задвижки | Конусовидный |
| Тип вентиля | Мембранный | Сильфонный | Сальниковый | Сальниковый игольчатый из линейки запорно-регулирующих механизмов |
| Модификации | Футерованный, Гуммированный, Эмалированный | Сильфонные и вакуумные сильфонные | Запорная и регулирующая арматура — сальниковые вентили | Игольчатые |
Вентили с тарельчатым золотником могут иметь плоские или конусные поверхности уплотнения. Если оно выполнено в форме конуса, то седло в корпусе — в виде фаски. Плоские уплотнения производят и из металлов, и из полимеров. Они подходят для работы со средами без твердых взвесей. Конусные уплотнения, где все контактирующие поверхности металлические, используются в устройствах, работающих с веществами, содержащими взвеси и транспортируемые под большим давлением.
Регулирующие клапаны с коническим затвором, называемые игольчатыми, устанавливают на трубопроводы с Ø<25 мм. Предельное давление — 16 МПа.
Материалы для клапанов
Сырье для производства выбирают индивидуально для каждой детали, учитывая ее назначение. В основном применяют углеродистую и нержавеющую сталь различных марок, иногда с дополнительным напылением:
- для корпуса, штока, крышки и фланца используют сталь с содержанием углерода;
- седло и плунжер изготавливают из коррозионностойкой стали с добавлением хрома. Допускается наплавка из стеллита на плунжере;
- для шпильки корпуса, гаек и подобных комплектующих выбирают сталь с добавлением легирующих элементов.
Иногда применяют кобальтовые и хромовые сплавы, цинк. Вспомогательные элементы могут изготавливаться из эластомеров и графита.
Достоинства и недостатки
Механизмы обладают рядом преимуществ:
- способны работать при значительном нагреве, в условиях безвоздушного пространства, с веществами, вызывающими коррозию металлов;
- отличаются отсутствием сложности при выполнении ремонтных работ и техобслуживания.
Регулирующие вентили напоминают задвижки, но есть ключевая конструктивная разница: движение затвора происходит вдоль оси потока, а не поперек. За счет этого проявляется ряд их достоинств:
- небольшой ход затвора для перехода в позицию «открыто» (до 0,25 от диаметра, у задвижек это показатель равен диаметру и более), что обуславливает меньшие габариты и вес;
- более простая реализация герметичности затвора (благодаря использованию уплотнительных колец из полимеров);
- отсутствие силы трения между уплотнением затвора и седлом при работе, что снижает износ деталей уплотнения;
- допускается использование сильфона для герметизации.
Среди минусов устройства запорных клапанов можно выделить:
- выше, чем у шаровых кранов и задвижек, гидравлические потери. Это критично для трубопроводов большого диаметра с большой скоростью потока рабочей среды, в которых приходится увеличивать давление;
- максимальная площадь поперечного сечения труб ограничивает применение запорных клапанов этой разновидности;
- присутствие зон застоя рабочей среды, что провоцирует накопление осадка и становится причиной усиления коррозионных процессов, возникающих на поверхности корпуса.
Купить запорно-регулирующие клапаны (вентили) в Москве
Чтобы приобрести трубопроводную арматуру по выгодным ценам со склада производства, обратитесь в офис продаж АО «ПАЗ» по телефону 8-800-250-53-05, заполните контактную форму или воспользуйтесь опцией «обратный звонок». Продукцию завода можно заказать с доставкой по России и СНГ.
