Запорный клапан

На какие характеристики стоит обратить внимание при покупке запорного клапана. Какие виды клапанов имеются в продаже и в чем их конструктивные особенности. Как правильно установить запорную арматуру.

Что такое запорный клапан?

Вентиль запорный — элемент любой системы, работающей с жидкостями. Он предназначен для того чтобы перекрывать или открывать подачу жидкости. Если на линии случается авария, рабочие перекрывают вентили, чтобы устранить поломку. Прежде чем покупать деталь, нужно узнать её устройство и принцип действия. Она состоит из нескольких элементов:

  1. Ручки для вращения.
  2. Корпуса, который имеет минимум два патрубка. Один входящий, другой выходящий.
  3. Шпинделя, передающего усилие при вращении ручки.
  4. Золотника — запирающее устройство, которое закрывает канал подачи жидкости.

Принцип работы детали заключается в том, что после поворота ручки, шпиндель начинает двигаться по резьбе вниз. Он постепенно закрывает отверстие, через которое поступает вода, масло, топливо, кислоты.

Достоинства и недостатки[править | править код]

Кроме вышеуказанных достоинств клапаны обладают и другими, например:

  • возможность применения в условиях высоких температур и давлений, вакуума, коррозионных и агрессивных сред;
  • сравнительная простота технического обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации.

Конструкция клапанов во многом схожа с конструкцией задвижек, но принципиальное её отличие — то, что перемещение затвора совпадает с осью перемещения потока среды, а не перпендикулярно ему, даёт клапанам ряд преимуществ перед задвижками, среди которых:

  • малый ход затвора для полного открытия (обычно не более 0,25 номинального диаметра, в то время как у задвижек — не менее диаметра) и, соответственно, малая строительная высота и масса;
  • в клапанах гораздо проще, чем в задвижках, обеспечить требуемую герметичность затвора (путём применения уплотнительных колец из различных неметаллических материалов);
  • при закрытии и открытии клапана в отличие от задвижки практически исключается трение уплотнения затвора о седло, что существенно уменьшает износ уплотнительных поверхностей;
  • возможность применения сильфона в качестве уплотнения арматуры по отношению к внешней среде.

К недостаткам клапанов можно отнести:

  • высокое (по сравнению с шаровыми кранами и задвижками) гидравлическое сопротивление, что при больших диаметрах прохода и высоких скоростях среды создаёт большие потери энергии и вызывает необходимость соответственно повышать начальное давление в системе;
  • ограничение пределов применения по диаметру, о котором было сказано выше;
  • наличие в большинстве конструкций застойных зон, в которых скапливаются механические примеси из рабочей среды, шлам, что приводит к интенсификации процессов коррозии в корпусе арматуры[4][5].

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.

Основные характеристики

Относительно характеристик деталей для регулировки подачи рабочей смеси, они изменяется зависимо от материала, из которого изготовлен клапан. Ниже будут приведены параметры на примере чугунных изделий:

  1. Диаметр прохода — до 50 мм.
  2. Выдерживает температурный режим снаружи от -40 до +40 градусов по Цельсию.
  3. Длина — до 200 мм.
  4. Срок службы — до 50 лет.
  5. Средняя масса — 5 кг.
  6. Температура рабочей смеси — 225 градусов по Цельсию.

Детали изготавливаются согласно установленным ГОСТам.

Наиболее выгодным, надёжным, качественным вариантом является клапан, изготовленный из стали. При эксплуатации он выдерживает большие температуры (до 500 градусов), имеет высокий показатель интенсификации процессов коррозии.

Устройство и принцип действия[править | править код]

Проходной запорный клапан в разрезе.

Корпус (4) (на поясняющем рисунке жёлтого цвета) имеет два патрубка с концами для присоединения к трубопроводу, оно может быть любым известным способом фланцевым, муфтовым, штуцерным, цапковым, приваркой. Внутри корпуса расположено седло, которое в положении «закрыто» перекрывается затвором (золотником (3)). Шпиндель (1) проходит через сальниковое уплотнение в крышке. В конструкции, изображённой на поясняющем рисунке, ходовая часть запорного органа вынесена за пределы зоны рабочей среды с помощью бугельного узла (2). Уплотнение может быть и сильфонным, в этом случае вынесение ходового узла не требуется.

Шпиндель (1) передаёт крутящий момент от ручного штурвала или механического привода через неподвижную ходовую гайку золотнику, преобразуя его в поступательное движение золотника, в крайнем нижнем положении золотник садится в седло и поток среды перекрывается. Усилие, передаваемое от привода, может быть и поступательным, в этом случае ходовая гайка отсутствует, а вместо шпинделя используется гладкий шток.

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.

Разновидности запорных клапанов

Запорный клапан

В современной промышленности устанавливаются самые разнообразные запорные клапаны. Все они имеют определенные особенности и своеобразное предназначение. Среди всех приспособлений рассматриваются три основных подкатегории:

  1. Дыхательные клапаны с элементами механики, при помощи которых из системы устраняется пар, либо воздух.
  2. Клапаны непримерзающие применяются для регулирования оптимальных параметров среды в емкостях, где хранятся рабочие материалы.
  3. Предохранительные гидравлические устройства имеют механизм гидравлического затвора, необходимым для качественного стравливания больших объемов накопившегося газа и для защиты от его образования. При помощи таких видов запорных клапанов в трубопроводах можно поддерживать максимальный из возможных режимов эксплуатации.

Промышленные дыхательные клапаны используются в современных механизмах, предназначенных для хранения и последующей переработки нефтепродуктов, которые отличаются достаточно высокой степенью испаряемости. Их совокупное функциональное назначение подразумевает постоянное поддержание оптимальных условий для хранения горючих материалов. Уровень давления в резервуарах может корректироваться при установке дыхательных клапанов. Ущерб, наносимый окружающей среде, существенно снижается, благодаря снижению объемов испарений.

Появление вакуума в емкостях предотвращается, благодаря использованию непримерзающих клапанов. Главным преимущественным отличием таких устройств можно назвать адаптированность устройства к текущим климатическим условиям. Это позволяет обслуживать нефтепродукты в условиях воздействия крайне низких температур. Гидравлические клапаны имеют определенные отличия от обычных механических, которые заключаются в том, что в процессе регулировки применяется специальная вязкая по составу жидкость, которая размещается в корпусе самого клапана.

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.

Промышленная запорная арматура для труб – в чем ее особенности?

Ввиду того, что арматура для труб в виде готового продукта должна полностью соответствовать всем требованиям безопасности и нормативной документации, ее изготовлением в большинстве случаев занимаются только крупные предприятия. Для того чтобы производить данные элементы в промышленных масштабах, нужна возможность управления процессом дистанционно, автоматический рабочий режим и максимально высокая надежность.

Здесь появляется еще одна классификация арматуры. Так, по сфере своей эксплуатации может быть:

  • общетехнической;
  • промышленной сантехнической;
  • для эксплуатации в особых условиях;
  • судовой/транспортной;
  • промышленной специальной.

Продукция первой категории производится преимущественно серийно и может применяться во всех возможных сферах. Что же касается арматуры, предназначенной для эксплуатации в особых условиях, то она используется в энергосистемах с повышенными техническими характеристиками, а еще в случаях, когда ремонтируются/устанавливаются транспортные магистрали для агрессивных или токсичных веществ.

Особые требования выдвигаются к транспортным/судовым элементам. Они изготавливаются с учетом размеров и массы изделий, а также иных параметров, в том числе возможности использования в разных климатических зонах. Наконец, промышленная специальная продукция проектируется и создается под заказ для конкретных организаций и ведомств.

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.

Примечания[править | править код]

  1. ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения.
  2. В 1982 году вступил силу ГОСТ 24856-81, установивший новые термины и определения в области трубопроводной арматуры.
  3. В настоящее время применение этого термина стандартами не допускается и из технической документации исключается, но по-прежнему широко используется как разговорный.
  4. 1 2 3 4 Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
  5. 1 2 3 Арматура промышленная общего и специального назначения. Справочник. А. И. Гошко — М.: Мелго, 2007.
  6. Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.

Отличия

Клапаны отличаются по конструкции рабочего органа  (затвора): бывают тарельчатыми (золотниковыми) или коническими. Уплотнительные поверхности золотника могут быть плоскими и конусными. Конусные уплотнения с металлической поверхностью применяются для работы при высоких давлениях и в среде со взвешенными частицами.

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.

Обслуживание арматуры

Обслуживание запорной арматуры сводится к выполнению ТО и ремонтов, порядок проведения которых прописан в технических регламентах. Профилактика включает плановый осмотр устройства и проверку его работоспособности. Корпус чистят от грязи, движущиеся детали смазывают. Задвижку желательно промыть, так как рабочая среда может содержать твердые включения, оседающие на затворе и уплотнениях. Текущий ремонт может делаться на месте, без демонтажа, с отключением участка трубопровода. При среднем — меняются или восстанавливаются детали ограниченной номенклатуры. При капитальном – любые, вплоть до базовых, с целью полного или почти полного восстановления ресурса.

Запорная арматура пищевая – важный элемент системы трубопроводов. Ее правильный выбор и поддержание в работоспособном состоянии внесет весомый вклад в ритмичную и эффективную работу предприятия.

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.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...