Что такое вентиль и чем он отличается от задвижки

Чтобы вам было проще выбрать нужное устройство, мы расскажем об основных отличиях задвижки от вентиля, о разнице в их конструкции и функционале.

Что это такое и для чего он нужен

Клапан, или вентиль – вид запорной трубопроводной арматуры. Название «вентиль» с 1982 года отменили, но употребляют его по-прежнему.

Клапаном называется такая арматура, в которой запирающий элемент перемещается параллельно оси движения жидкости или газа в трубе и полностью перекрывает свое рабочее сечение. Рабочих положений у вентиля существует два: «открыто» и «закрыто».

Особенности современных запорных клапанов

Сегодня запорным клапаном принято называть оборудование, которое используется для контроля рабочей среды. В корпусе клапана присутствует задвижка. Она поднимается и опускается строго вертикально.

В движение задвижка приводится при помощи вращения шпинделя. Когда задвижка открыта, рабочая среда трубопровода проходит через запорную арматуру без какой-либо задержки.

Закрытый клапан полностью перекрывает конкретную линию трубопровода. Особенностями запорных клапанов следует считать:

• тип материала для производства корпуса;
• размеры;
• тип используемых уплотнителей и т.д.

Действительно, запорные клапаны считаются одной из самых распространённых позиций в запорной арматуре. Однако, это не означает, что конструктив этого изделия совсем не изменился за последние 50 лет.

Общая информация

Кран — приводная арматура, использующаяся для изготовления трубопровода, где происходит вращение затворного клапана вокруг собственной оси в перпендикулярном направлении. Элемент включает две составляющие:

• Пробка подвижного вида;
• Статичный корпус.

Рис 1. Как устроена конструкция
Вентиль — арматура приводного вида, где конструкция перемещается по потоку и заходит на седло. Предназначен для непосредственного открывания или закрывания, регулирования потока любой среды.

Назначение и сферы применения

Применяются запорные клапаны во всех видах промышленности, строительства, сельского хозяйства, транспорта, горнодобывающем комплексе, в жилых и общественных зданиях – в системах водо- и газоснабжения.

Благодаря хорошей герметичности  вентили можно использовать в газопроводных системах, пневматике, системах разводки сжатого воздуха, кислорода и во многих других ситуациях.

Управление и технические характеристики

Управляться запорный вентиль может следующими способами:

• вручную;
• крупный изделия управляются пневмо- , электромагнитным или механическим приводом;
• дистанционно – при помощи всевозможных штанг, переходных колонок;
• автоматически – открытие закрытие происходит либо под воздействием рабочей среды, либо сигнал с КИП включает привод и открывает-перекрывает поток среды без участия оператора.

Используют клапаны в трубопроводах жидкости и газа в большом диапазоне рабочих давлений – от вакуума до 250 Мпа и температур – от -200°С до 600°С. Обычно их используют в трубопроводах небольших диаметров – с возрастанием диаметра значительно возрастают  прилагаемые усилия для перемещения затвора; необходимо усложнять конструкцию для правильного прилегания запирающего элемента к седлу корпуса.

Маркировка клапанов включает в себя:

• первые две цифры – 25 – клапан регулирующий;
• буквы после первых цифр – материал, из которого изготовлен механизм;
• далее следуют цифры – если две, то это номер модели; если три цифры – первая обозначает номер привода, две последних – номер модели;
• последние буквы обозначают материал уплотнительных поверхностей.

Тип подключения

Подключение запорной арматуры может быть:

• муфтовое – на изделии имеется внутренняя резьба и его просто накручивают на резьбу на трубопроводе;
• штуцерное – на вентиле имеется патрубок с наружной резьбой, к трубе крепят при помощи накидной гайки;
• фланцевое – с обеих сторон клапана имеются пластины с отверстиями под болты, которыми и крепятся к ответным фланцам трубопровода;
• сварное – арматуру приваривают. Этот вид соединений требуется там, где герметичность и надежность других видов соединений недостаточна ( при токсичных, агрессивных, радиоактивных рабочих средах);
• цапковое – наличие подсоединительных патрубков с резьбой и буртиком на трубопроводе и арматуре. Торец трубопровода, имеющий буртик, при помощи накидной гайки прижимается к торцу вентиля. Самый наглядный пример – присоединение шланга к пожарному гидранту.

Функциональные различия задвижки и вентиля

И задвижка, и вентиль выполняют свою задачу на трубопроводе – перекрытие потока рабочей среды с одной лишь разницей. 

Задвижка находится только в двух положениях: «открыто» или «закрыто». Т.е. открывает или перекрывает движение потока рабочей среды. Третьего не дано.

Вентиль же кроме этих двух положений может находиться ещё и в промежуточном положении, частично перекрывая поток рабочей среды. Таким образом вентиль регулирует поток в трубопроводе.

Классификация

Проходные 

Самые распространенные. В таком вентиле поток делает два поворота на 90°, что приводит к высокому сопротивлению и появлению застойных зон в корпусе.

Иногда ось выходного патрубка смещена относительно входного.

Угловые 

Размещаются на поворотных участках трубопровода, в них поток поворачивает на 90° один раз, что позволяет снизить сопротивление по сравнению с проходными. 

Прямоточные (вентиль Косва)

Для снижения гидравлического сопротивления применяют вентили со шпинделем расположенным под углом 45 градусов к потоку (вентиль Косва). Это позволяет выпрямить поток внутри вентиля и уменьшить его сопротивление. Но при этом увеличивается ход штока, строительная длина и масса изделия.

Вентиль Косва

Устройство

Клапан имеет корпус с двумя соединительными патрубками, внутри корпуса имеется «седло» и золотник. В закрытом положении золотник перекрывает седло. Золотник управляется шпинделем, который передает усилие и движение на золотник при помощи ходового органа.  Ходовой орган служит для вынесения ходовой части за пределы рабочей зоны. Для герметизации шпиндель проходит через уплотнение.

• 1 – шпиндель
• 2 – бугельный узел
• 3 – золотник
• 4 — корпус

Различия

Рассматриваемые устройства выполняют практически идентичную задачу, но имеют несколько отличий. Примером назовем нижеприведенные моменты:

1. Затворы служат для перекрытия потока, но могут также использоваться для временной регулировки. Производители не рекомендуют использовать затворы в качестве регулирующего механизма.
2. Задвижки практически никогда не применяются для регулирования потока, что связано с конструктивными особенностями. Подобное устройство применяется исключительно для перекрытия потока.
3. Клапана в основном выполняют функцию регулировки. Но в продаже есть и устройства, которые и перекрывают поток.

Задвижка и затворы регулируются вручную или от блока удаленного управления. А вот многие клапана работают в автоматическом режиме, конструкция срабатывает при определенных ситуациях. Кроме этого клапана зачастую имеют более компактную конструкцию.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• простая надежная конструкция;
• компактные размеры; маленькая строительная высота в отличие от задвижки;
• высокая герметичность (возможность применения для газо- и пневмопроводов);
• долговечность вследствие небольшого износа уплотнительных элементов;
• простота ремонта и обслуживания;
• использование в большом диапазоне рабочих давлений – от вакуума до 250 Мпа и температур – от -200°С до 600°С;
• малый ход шпинделя.

Недостатки:

• высокое гидравлическое сопротивление;
• область применения – для небольших диаметров;
• могут использоваться для грубой регулировки потока среды (вспомните советские почти вечные «краны»);
• конструкция корпуса обуславливает наличие застойных зон, которые могут служить местом скопления мусора, окалины, примесей.

Классификация задвижек

Основной признак классификации заключается в типе запорного механизма. По данному критерию выделим следующие разновидности конструкции:

1. Клиновые задвижки.
2. Жесткий клин.
3. Двухдисковый клин.
4. Упругий клапан.
5. Параллельная задвижка.
6. Шиберная задвижка.
7. Задвижка шлангового типа.

Каждая разновидность имеет свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать.

Советы по выбору

Выбор запорной арматуры для дома следует начать с определения материала. Современные вентили бывают стальные и латунные, изредка  встречаются с чугунным корпусом. Рабочий орган всегда выполняется из стали, чаще всего из нержавеющей.

Вентили обычно устанавливаются в точках водоразбора, где не требуется смешение горячей  холодной воды: в туалетах, для подключения бачков, в подсобных помещениях.  Иногда их устанавливают на вводе холодной или горячей воды. При установке на вводе следует взвесить тот факт, что они заметно снижают давление воды в домашней сети. Для точки водоразбора имеется такой плюс, как возможность использования в качестве регулирующего прибора для потока воды (для крана с его рабочим ходом в 90 ° это сделать несколько сложнее).

Вентили для металлопластика встречаются крайне редко. Фланцевые изделия на трубопроводы диаметром менее 50 мм  также обычно не ставят. Иногда выбирают изделия со штуцерным подключением.

Латунь и бронза хороши тем, что не ржавеют.

По конструкции клапаны для дома обычно муфтовые. Практически вся клапанная арматура, продающаяся в строительных супермаркетах, отличается ценой, производителем и дизайном. Вероятность купить откровенно некачественное изделие мала. Но чек на всякий случай не помещает.

Практически выбор домашнего мастера сводится к выбору дизайна и цены. Удачного Вам выбора!

Технические характеристики

Основные технические характеристики клапанов запорных:

• Управление клапанными запорными: ручное, редукторное, электрическое.
• Технические условия по ГОСТ 3326, ГОСТ 9697,
• Номинальный диаметр: DN 15-400 мм,
• Номинальное давление: от вакуума 5·10−3 мм рт. ст. до 250 МПа.
• Температура: от -200 до +600 °C

Материальные исполнения из сталей:

• углеродистая,
• легированная холодостойкая,
• жаростойкая нержавеющая,
• нержавеющая сталь со специальными свойствами.

Частые ошибки и проблемы при установке

Основная ошибка при установке – несоблюдение направления тока воды. На вентиле имеется стрелка, показывающая направление движения воды – оно должно совпадать с током воды.

Что лучше, задвижка или вентиль?

При всей их внешней схожести, разница между вентилем и задвижкой (в их инженерном понимании) заключается именно в способе запирания потока относительно его направления (параллельно и перпендикулярно, соответственно). Из этого вытекает различие свойств этих типов запорной арматуры, и отличие сфер их применения. Таким образом, постановка вопроса «что лучше?» является как минимум некорректной. Для каждого из этих типов в трубопроводном хозяйстве предусмотрено его особое место, где наиболее полным образом раскрываются его характеристики.

Осталось указать, что в обиходе существует значительная путаница в терминах, когда запоры вентильного типа несправедливо называют кранами. А полуоборотные краны, имеющие запирающие пробки в виде проворачивающихся тел вращения (шары, конусы, цилиндры) со сквозным отверстием в их теле, могут называть вентилями. Например, вентиль шаровый — это на самом деле шаровый кран, а терморегулирующий вентиль — клапан с термочувствительным элементом.

Запорная арматура используется при устройстве газопроводных и канализационных систем. Такие приспособления заметны на разных видах труб, их прямое предназначение — перекрытие любых потоков (водных или газовых). Кран и клапан относятся к основным механизмам данного типа. Исходя из характеристик данных механизмов, выбирается определенный тип приспособлений. Чтобы сделать верный выбор, необходимо знать, что и как работает. В чем разница между краном и клапаном?

Главное отличие — предназначение в работе, их функции. Главная задача клапана — обеспечение процесса плавной регулирование напора газа за счет конструктивных особенностей. Безусловно, такую работу способен выполнять и кран, он имеет способность регулировать поток жидкостей и газов, но из-за специальных условий использования неполное перекрывание строго запрещено.

Необходимо сказать, что ни кран, ни клапан не могут изменить направления потоков, они применяются только при необходимости частичного или полного перекрывания потока. При установке кранов и клапанов в трубопроводную систему необходимо посмотреть на стрелку — она показывает верное направление движения. Неправильный монтаж способствует возникновению лишнего гидравлического сопротивления, это повлияет на срок службы, может привести к неправильной работе и неисправностям. Структура клапана включает в себя грун-буксы что позволяет герметично садится на седло отверстия.

Существуют и визуальные отличия. Рукоятки данных запорных приспособлений различны — клапан имеет «барашек», который необходим для плавного регулирования потока, кран же имеет простую рукоятку, которая крепится к штоку

Ответа на вопрос «что лучше: кран или клапан?» нет. Дать такой ответ невозможно, так как каждый тип запорной арматуры предназначен для выполнения определенных задач. Кран, в отличие от клапана, имеет конструктивные особенности, которые способствуют его работе при необходимости быстрого перекрытия потока. Это происходит из-за более простого строения рукоятки, так как на заворачивание «барашка» клапана тратится больше времени. По сроку работы клапан уступает крану, в его конструкции предполагаются уплотнительные элементы, которые периодически ломаются и нуждаются в починке или замене. Однако по ремонтопригодности преимущества у клапана, так как в его строении возможна замена деталей, вышедших из строя. При деформации крана необходима полная замена.