Устройство вентиля и отличие его от задвижки. Сравнительные характеристики запорной арматуры

Вентиля и задвижки – два основных элемента, чаще всего используемых на промышленных трубопроводах. Без них сложно себе представить любую систему снабжения более-менее крупных размеров.

Задача такого оборудования проста – дать человеку возможность контроля над движением и состоянием транспортируемой жидкости внутри труб.

Многие люди несознательно путают вентиля и задвижки. Одни говорят, что между ними нет разницы, другие же наоборот, приписывают каждому инструменту несуществующие свойства.

Правда, как всегда, находится посередине. Вентиля и задвижки действительно отличаются друг от друга, но есть у них и сходства. В данной статье будет описано их подробное сравнение.

Cодержание статьи

Особенности и назначение

Вентиль или задвижка – это запорные системы. По стандарту называются запорной арматурой.

С запорной арматурой вы наверняка уже сталкивались. К примеру, на любой бытовой системе водоснабжения наверняка стоят , позволяющие ограничить поток жидкости в том или ином направлении. Полное перекрытие крана в считаные секунды блокирует движение носителя, отрезая конкретный участок ветки.

В итоге одним движением руки вы получаете возможность изолировать часть трубопровода, а затем выполнять над ней какие-то операции.

В бытовых условиях чаще всего используют клапана. Вентили и задвижки – это тоже запорная арматура, только более крупного образца.

Размещают на трубы диаметром до 100 мм. Описываемые в данной статье детали слишком крупные и мощные. Их допустимо монтировать на трубы, диаметр которых только начинается от 100 мм (хотя есть и исключения).

Преимущественно подразумевается монтаж на магистральные ветки систем водоснабжения, отопления, маслопроводы, нефтепроводы и т.д.

Что интересно, спроектирована так, чтобы каждый элемент смог выдержать огромное давление в условиях постоянного движения носителя. Из-за этого конструкция получается дороже, но куда эффективнее обычной клапанной арматуры.

Тип подсоединения

Мы уже отметили что, вентиль, как и задвижка, обладают схожей структурой и применяются для схожих задач. Чтобы сравнить их друг с другом, а также иметь в голове полноценную картину, чем же вентиль отличается от задвижки, нужно разобрать принцип действия каждого образца. Понять, как он работает, и из чего состоит.

Но перед этим обратим внимание на способы их подсоединения к трубопроводу. Они у них общие.

Элементы такого типа могут быть:

• сварными;
• муфтовыми.

Имеется в виду тип подсоединения к трубопроводу. Здесь различий практически нет. Что вентиль, что задвижка выполнены во всех вариациях.

Фланцевый тип подсоединения подразумевает . Своего рода соединительные кольца, наваренные на края, как запорной арматуры, так и трубопровода. Это хороший вариант, когда нужна надежность в комбинации с практичностью.

Фланцы наваривают на выходы, затем . Соединение происходит за счет стягивания болтами ответных фланцев на трубе и задвижке. Количество болтов, их размер, диаметр фланца и множество других параметров зависит от условий в каждом конкретном случае.

Фланцы удобнее всего применять в промышленности, но и в бытовых условиях, а также в гражданском строительстве от них есть толк.

Про сварные соединения, думается, вы уже и так знаете достаточно. Сварная запорная арматура не пользуется такой же популярностью, как фланцевая или муфтовая, но она тоже довольно широко представлена на рынке, а значит, не упомянуть ее было бы решением ошибочным.

Монтируют на трубопроводы с помощью приваривания газовой или электрической сваркой. Плюсы подобных соединений в их прочности. Минусы – в отсутствии возможности снять запорную арматуру. А такая необходимость может появиться в любой момент.

Запорная арматура не вечна. В ней постоянно происходят динамические процессы. Изнашиваются уплотнители, расшатывается клин, стачиваются детали. Рано или поздно задвижка выйдет из строя. И вот что делать тогда, вопрос открытый.

Монтируют преимущественно на резьбовые соединения. Это промежуточный вариант между сваркой и фланцами. С ним нужно больше возиться, зато можно обойтись вообще без сварочного аппарата. Задействуются в большей степени на средних размеров гражданских системах.

Конструкция и принцип работы вентиля

Вентиль – запорная арматура . Вы должны были видеть вентили если не вживую, то по телевизору.

Это крупный элемент трубопровода, немного утолщенный и с большим регулирующим кольцом, которое собственно вентилем и называют. Задача вентиля заключается в перекрытии и регулировании потока жидкости внутри трубы.

Этим он отличается от задвижки. Дело в том, что фиксируемая деталь может находиться сразу в нескольких положениях.

Если закрутить его на несколько оборотов, то поток блокируется только частично. Запорный элемент искусственно уменьшит диаметр проходного отверстия внутри, что скажется на количестве доставляемой жидкости.

Полное закрытие вентиля блокирует всю систему, точно так же, как это делает . Эта возможность выбирать положение для запорного элемента внутри вентиля – и есть основное его преимущество.

Очень часто в промышленных трубопроводах постает необходимость не просто полностью перекрыть поток жидкости, а только умерить его до определенных значений. Сделать это проще всего именно через монтаж вентилей в потенциально подходящих местах. Более удобного и простого способа человечество еще не придумало.

Разбор внутренностей

Состоит вентиль из нескольких основных деталей. Базу для всех его внутренностей содержит в себе мощный корпус.

Корпус преимущественно литой, а не разборный. Но бывают разные модели, каждая конкретная схема претерпевает некоторые изменения, в соответствии с ожиданиями и желаниями производителя.

Внутри корпуса есть отверстие для прохода жидкости. Отверстие это может быть как полноразмерным, так и уменьшенным.

Полноразмерный проход дает возможность транспортировать жидкость в полной мере, а также снижает нагрузку на внутренности вентиля. Жидкость течет без проблем, не встречая сопротивления.

Другое дело – миниатюрные вентили. Они в своем базовом состоянии не способны пропускать номинальное количество носителя за один и тот же промежуток времени.

В центральной части корпуса находится клапанный блокиратор или просто клапан со шпинделем. К нему подсоединена резьба с направляющими, а резьбой управляют за счет вращения ручки вентиля.

Система проста и неприхотлива, от того и столь эффективна. Вращая ручку, мы передаем усилие на винтовую резьбу. Та влияет на положение клапана внутри вентиля. Закручивание ручки опускает клапан, откручивание наоборот, поднимает. Соответственно вы можете регулировать движение носителя в трубе так, как сами того пожелаете.

Важная особенность состоит в том, что в вентиле течение жидкости блокируется за счет параллельного перекрытия потока. Это сказывается на стоимости всей конструкции, а также его цене его разновидностей. Именно поэтому полнопроходный образец вентиля гораздо дороже стандартного суженного.

Конструкция и действие задвижки

Отличие задвижки от вентиля состоит в нескольких небольших, но все же крайне важных конструктивных особенностях. Разобравшись с ними, вы точно поймете, что здесь и как работает.

Задвижка выполняет те же задачи, что и вентиль. Она тоже способна заблокировать или открыть систему в любой момент.

Только вот задвижка существует в двух положениях:

• открытом;
• закрытом.

Третьего варианта не дано. Сама ее конструкция просто не позволяет эффективно перекрывать поток частичным образом. Запорный элемент внутри спроектирован по такой схеме не просто так.

В находится в перпендикулярном к носителю положении. Закрывается он точно так же, перемещаясь всего на несколько десятков сантиметров вниз.

Это упрощает конструкцию, делает ее более неприхотливой и дешевой. Но также и повышает давление на все составляющие детали. Особенно, если речь идет о , монтируемой на трубопроводах высокого давления.

Монтаж огромной промышленной задвижки (видео)

Схема сборки

Во многом задвижка повторяет конструкцию вентиля. Она тоже состоит из цельного литого корпуса. Она тоже может быть как полнопроходной, так и стандартной, с суженным диаметром.

Основные различия касаются самого запорного элемента. В . Закрытое положение клина прячет его в верхней седельной части. Клин никак не препятствует движению жидкости в системе.

К его направляющим подсоединена резьба, а ту контролируют вращением ручки. В общем, система та же, что и с вентилем. Различие кроется в деталях.

При вращении ручки клин просто освобождается, в один момент перекрывая всю трубу. Нижняя часть клина заходит во внутренние седла, уплотненные резиной.

Основные отличия

Перечислим все отличия вентилей и задвижек. Так вам будет проще ориентироваться и делать свой выбор.

Список отличий:

1. Вентилем можно регулировать поток в системе, задвижка же находится в двух состояниях: открытом и закрытом.
2. В вентиле идет параллельное блокирование системы, задвижка блокируется перпендикулярно потоку.
3. Задвижка быстрее изнашивается.
4. Вентиль стоит дороже, особенно его полнопроходный вариант.

В настоящей статье говорится о задвижках клиновых фланцевых, их характеристике, принципе работы, а главное, о применении этих изделий на разных трубопроводах:

Задвижки клиновые фланцевые востребованы в коммуникациях промышленного производства на водяных, нефтяных, и газовых трубопроводах. Они являются незаменимой частью любого трубопровода, где необходимо перекрывать участок или полностью всю трубу. Эти элементы запорной арматуры не являются сложными по конструкции, у них длительные сроки эксплуатации (до 50 лет). Для безопасной эксплуатации трубопровода, они устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы оперативно можно было перекрыть трубу в случае аварии или ремонта.

Фланцевые задвижки

В зависимости от вида трубопровода, применяется соответствующая запорная арматура. Очевидно, что спектр применяемых задвижек здесь широк. Фланцевые задвижки нашли широкое применение во всех сферах народного хозяйства:

• В отопительной системе;
• В транспортной отрасли при перевозке нефтепродуктов;
• В коммуникационных трубопроводах энергетики;
• В трубопроводах пароходства.

Устройства фланцевых задвижек

Несмотря на простоту, фланцевые клиновые задвижки обладают высокой эффективностью в ряду запорной арматуры. В зависимости от запирающего элемента определяется вид клиновой задвижки. Задвижка фланцевая получила свое название из-за своего исполнения: по бокам её находятся фланцевые диски, которые сопрягаются с такими же дисками на трубе.

У фланцев на задвижке и на трубе, диаметр и отверстия должны строго соответствовать, иначе их не соединить. Между фланцами обязательно устанавливается прокладка из паронита, резины или резинового кольца в зависимости от среды, находящейся внутри трубы. Такое исполнение клиновой задвижки делает её быстросъемной, что немаловажно при ремонте.

По устройству гайки клиновые изделия делятся на 2 категории: с выдвижной и неподвижной гайкой.

То есть, в первом варианте, при открывании или закрывании вентиля гайка двигается поступательно. Во втором варианте гайка остается на месте, а выдвигается винт. Во второй категории клиновые задвижки занимают меньше места и их используют при движении нефтепродуктов и других жидкостей, не вызывающих коррозию металла. В основном используются клиновые изделия с выдвижной гайкой.

По методу закрывания устройства делятся на задвижки:

• С ручным управлением. Закрытие вручную производится с помощью рукоятки или вентиля;
• С автоматизированным управлением. При таком закрывании используются, в основном электродвигатели с редуктором, и включаются они через пульт оператором. Гидравлические и пневматические приводы применяются реже, ввиду дополнительного подвода труб, приборов и пр.

Особенности конструкции и применение задвижек

Наряду с этим устройства подразделяются по конструкции исполнения. Бывают шаровые, шиберные и клиновые задвижки. Последние являются самыми популярными и востребованными в линейке запорной арматуры.

Задвижки фланцевые изготавливаются в двух вариантах,- это клиновые и параллельные устройства.

Фланцевые клиновые задвижки

У клиновых фланцевых устройств запирающий механизм двигается под углом в 90 градусов к потоку. Уплотнительные прокладки в них устанавливаются под определенным углом друг к другу. Обычно, такие задвижки используют при перемещении в трубах воды, газа, нефтяных продуктов. Сам клин может быть цельнолитым, металлическим с резиновым покрытием или же сделанным из двух жестких дисков из легированной стали. В результате такой сборки, можно менять сальниковую набивку, не перекрывая трубу. Однако при эксплуатации таких изделий, иногда происходит заклинивание запирающего устройства от разницы температур, или от повреждения прокладки.

Клинкетная задвижка

Клинкетная задвижка внутри имеет 2 диска, жестко соединенных друг с другом. Подобная конструкция надежная, она не заклинивает при движении, резиновые прокладки изнашиваются минимально, а управлять задвижкой намного легче. Такие задвижки наиболее распространены в трубопроводах на кораблях, из-за вредного действия морской соли.

При параллельном исполнении поверхности располагаются параллельно относительно друг друга. Также их подразделяют на задвижки: однодисковые (шиберные); двухдисковые задвижки.

Шиберные клиновые задвижки

Шиберные задвижки применяют при направлении среды в одном направлении. Из-за простой конфигурации они не могут герметично обеспечить максимальное перекрытие, но зато они ремонтно пригодны. Это дает возможность использования их в среде, где присутствуют механические частицы, а именно в канализационных системах.

Клиновые задвижки с шаровым запирающим механизмом

Устройства с шаровым механизмом аналогичны по конструкции с бытовыми кранами. Наиболее востребованными являются модели Ду50 из-за невысокой стоимости. Изделия Ду100 снабжены технологическими дисками, которые прижимаются пружинами и применяются больше в газовой отрасли.

Фланцевые устройства шлангового вида

Задвижки шлангового вида принципиально отличаются от своих аналогов: у них нет посадочных седел. Жидкость циркулирует по шлангу, который при необходимости пережимается затвором. Такие конструкции устройств используются, когда агрессивная перемещающаяся среда и её нужно полностью изолировать от корпуса задвижки во избежание коррозии. Подобные изделия применяются в химической отрасли для перемещения агрессивных жидкостей при высокой температуре около 100 градусов и давлении до 1,6 МПа.

Преимущества и недостатки клиновых задвижек

Среди основных достоинств, следует выделить:

• Быстросъемное соединение. Это дает возможность быстрой замены устройства;
• Срок эксплуатации без ремонта достигает 50 лет;
• Простота конструкции;
• Надежность запора;
• Небольшое усилие при закрытии. Движение клиновидного диска происходит за счет вращения винта штурвалом.

Есть у изделий и недостатки , главным из них является большая габаритная высота устройства. Особенно это относится к задвижкам с выдвижным штоком. Ведь в них ход винта должен равняться высоте самой задвижки. Также минусом считается износ резиновых уплотнителей, что происходит в результате длительного открытия вентиля изделия. И в третьих, при ручном открытии затрачивается много времени для полного выдвижения запирающего устройства.

Неотъемлемой частью любого трубопровода является запорная арматура, с помощью которой можно регулировать давление транспортируемого потока, вплоть до его полного отключения. Многие производители имеют свои разработки, используемые в изготовлении таких деталей, но все они основаны на общепринятых схемах. В данной статье рассмотрен такой вид запорной арматуры, как шаровая задвижка, ее преимущества, недостатки и материал изготовления, а так же сравнение ее с другими кранами.

1. По способу монтажа бывают краны сварные, фланцевые и на резьбовом соединении. Каждый из них предназначен для разных целей, шаровые задвижки со сварным соединением имеют удлиненный с двух сторон корпус, это сделано для того, чтобы при сварке уязвимые элементы не прогорали от высокой температуры. Краны с резьбовой сборкой в отличии от сварных, являются обслуживаемыми и по истечению срока службы могут быть заменены. Наиболее простым в монтаже и обслуживании считается задвижка с фланцем, она имеет соответствующее магистральной трубе соединение, которое стыкуется болтами и герметизируется паронитовой или резиновой прокладкой. Необходимо соблюдать правила монтажа изделия, например при сварке крана нельзя допускать попадания окалин на полированную сферу, иначе поверхость станет неровной и при повороте шар будет оставлять насечки на прокладке, что приведет к потере герметичности.
2. По виду запорной арматуры доступны шаровые краны, с плавающей или фиксированной поворотной частью. Шар без опоры находится внутри специального полиэлитанового уплотнения, которое надежно фиксирует его и образует герметичный поворотный узел. Фиксированный с двух сторон шаровый элемент более надежен при эксплуатации, так как за счет опорных болтов способен выдерживать нагрузки внутренней среды.
3. По способу изготовления и ремонта бывают литые не обслуживаемые и разборные изделия, с возможностью замены износившихся деталей. Ремонтируемые краны стоят немного дороже остальных, они имеют верхнюю ревизионную крышку для разборки и диагностики внутренних элементов или полностью разбираются на несколько частей.
4. Разделяются задвижки, в зависимости от типа управления, на механические, гидравлические и на задвижки с электроприводом. Поворот штурвала или лапки шара осуществляется в ручную, с помощью гидравлического пресса или дистанционно с использованием электрического двигателя, которые чаще всего встречаются на трубопроводах больших диаметров и в труднодоступных местах, где нет возможности выполнить операции по регулировке крана в ручную. Если размер сферы не позволяет выполнить поворот в один прием, на орган управления устанавливается редуктор с червячной передачей, который передает усилие на запорный механизм.
5. По степени проходимости краны подразделяются на стандартные, полнопроходные и не полнопроходные. Внутренний шар в стандартном варианте имеет сечение несколько меньше чем магистраль, поэтому объем потока среды составляет около 80-90 процентов. В полнопроходном шаровом кране, запорный элемент соответствует диаметру трубы, и транспортируемый поток не встречает никакого сопротивления. Для трубопроводов, в которых требуется заужение потока используются не полнопроходные шаровые заслонки.

Задвижки с шарообразным запорным элементом изготавливаются из различных сплавов металла, в зависимости от назначения. В основном их применяют в системах водоснабжения, газовых магистралях, в трубопроводах для транспортировки химических производных. Шаровые краны устойчивы к воздействию высоких температур, поэтому пригодны для монтажа в системах отопления, на тепломагистралях и узлах снабжения теплом многоквартирных домов. Современные производители изготавливают запорную арматуру такой же длины, как и поджимные фланцевые задвижки с сальниковой набивкой, что делает возможным быструю замену устаревшего оборудования на новое без подгонки и стыковки труб.

Также, по количеству патрубков задвижки бывают многоходовые, трехходовые, проходные и угловые. Их конструкция не имеет особых различий, отличаются они количеством подключаемых веток трубопровода и способом управления потоком.

Работа задвижки осуществляется в несколько этапов. При повороте рычага управления перпендикулярно магистрали непроходная часть шара перекрывает трубопровод, не давая при этом транспортируемому потоку продвигаться дальше. Герметичность обеспечивается уплотнительным кольцом, в котором находится шар. Если рычаг управления повернут вдоль трубопровода, то заслонка повернута отверстием по направлению движения и внутренняя среда беспрепятственно направляется по телу крана.

Стоит отметить, что для ограничения объема поступающей жидкости внутри трубы и регулировки давления подходит только шаровая задвижка с пробковым принципом работы, так как дисковый кран не сможет регулировать поток, а сферический затвор, открытый на половину, быстро изнашивается. Пробковый ограничитель состоит из двух запорных элементов, с отдельным рычагом управления для каждого из них. Один элемент при повороте обеспечивает заужение диаметра крана и ограничивает поступление жидкости, второй имеет сферическую форму и полностью перекрывает поток транспортируемой среды.

Преимущества и недостатки шаровых задвижек

В сравнении с аналогичными изделиями, шаровые задвижки имеют множество преимуществ:

1. Небольшие габариты, по сравнению с прижимными или клиновидными заслонками.
2. Широкий выбор способов монтажа в зависимости от технических условий.
3. Внутренние элементы кранов изготовлены из нержавеющего металла, что продлевает срок эксплуатации изделия.
4. После выполнения монтажа дальнейшее обслуживание заслонки не требуется, все прокладки находятся внутри корпуса и менять сальниковые набивки не нужно.
5. В сравнении с прижимными задвижками, вес шаровых задвижек меньше, что облегчает общую конструкцию.
6. Простота в управлении. Благодаря особенности шара запирание происходит при вращении рычага на 90 градусов, что гораздо удобнее и быстрее чем при использовании поворотного колеса.
7. Если задвижка выполнена из сборного корпуса, в случае выхода из строя внутреннего элемента, его можно заменить не снимая крана с магистрали.
8. Возможность монтажа в вертикальном или горизонтальном положении с размещением органа управления сверху или сбоку.

Но наряду с преимуществами, у шаровых затворов есть и несколько недостатков:

1. В процессе эксплуатации, частицы песка и грязи попадают на неметаллические детали и уплотнения, подвергая их износу и деформации, что в результате приводит к не плотному перекрытию потока. Заменить такой элемент не возможно, придется менять запорную арматуру полностью.
2. При редком использовании, когда кран долгое время находится в открытом положении, происходит «залипание» металлического шара и при повороте можно сорвать рычаг управления.
3. Регулировка объема и давления потока возможно только одним видом шаровых кранов, остальные типы запорной арматуры от не полного открытия быстро выходят из строя.
4. Шаровые краны без упорных шпилек от частого использования могут отломиться от верхней лапки и прибор придется заменить.
5. Стоимость сферических изделий немного выше сравниваемых аналогов.

Отличие шаровых задвижек от других видов запорной арматуры

Краны, внутренняя часть которых выполнена в виде сферы, отличаются от шланговых, выдвижных или клиновидных изделий своей конструкцией. В задвижках с шланговым затвором, движение происходит внутри резонового тоннеля, который для закрытия необходимо пережать, что не совсем практично, так как при воздействии излишнего давления шланг может лопнуть. В шаровом кране проходная арматура металлическая, она не боится скачков давления и температуры.

От выдвижного и клиновидного механизма, шаровый отличается положением поворотной части. У первых он расположен выше тела затвора, что увеличивает строительный размер, а у сферического устройства вся замковая часть находится внутри самого крана.

Хотя многие производители стараются изготавливать запорную арматуру того же строительного размера, как и аналоги, высота прижимного крана, в связи с особенностью конструкции немного больше, что сказывается при стесненных условиях монтажа. Также, вес шаровой заслонки намного меньше, а следовательно нагрузка на трубопровод будет невысокой.

В случае, когда требуется экстренное запирание трубопровода, при аварии и проведении ремонтных работ, выполнить указанные действия будет легче и быстрее рычагом шаровой заслонки, так как ход механизма составляет всего 90 градусов. Все уплотнения сферического прибора выполнены из резины или полиэлитана, а в аналогичных изделиях с прижимным механизмом герметичность обеспечивается сальниковой набивкой, которую, для нормального функционирования узла нужно периодически ревизировать и при изнашивании менять на новую.

Таким образом, можно сделать вывод, что шаровая задвижка во многом превосходит по качеству и простоте обслуживания аналогичные детали с иными механизмами запирания. Технологии изготовления и проектирования таких изделий постоянно совершенствуются и улучшаются, меняются используемые материалы и улучшающие функции запорной арматуры.

Трубопроводная арматура настолько разнообразна, что даже краткое описание основных её типов только по конструкции затвора занимает достаточно большой объём. Выполнение одних и тех же функций может осуществляться различными типами арматуры, обладающими различными принципами конструкции затвора.

Сравнение трубопроводной арматуры различных типов

Преимущества вентилей

Основное преимущество вентилей — отсутствие трения уплотнительных поверхностей в момент закрытия, так как затвор движется перпендикулярно, что уменьшает опасность повреждения (задиров). Высота вентилей меньше, чем у задвижек, ввиду того что ход шпинделя невелик и обычно составляет не более четверти диаметра трубопровода. Однако строительная длина вентилей больше, чем у задвижек, так как требуется развернуть поток внутри корпуса.

Недостатки клапанов

Недостатком клапанов является большое гидравлическое сопротивление , вследствие того что

1. направление потока рабочей среды изменяется внутри корпуса устройства дважды
2. мало проходное сечение седла.

Вентили эксплуатируются только при определенном направлении движения рабочей среды: поток должен подтекать под тарелку и в закрытом положении давить на тарелку со стороны седла. При открывании вентиля давление способствует отрыву тарелки от седла. Если же вентиль будет ориентирован в противоположном направлении, то в закрытом состоянии давление будет придавливать тарелку к седлу и создавать значительные трудности при открытии. Это может повлечь срыв тарелки со штока и вентиль выйдет из строя.

Заслонки

Рисунок 4. Заслонка
дроссельная фланцевая.

Заслонки (англ. butterfly valve) — устройства арматуры с затвором в виде диска или прямоугольника, поворачивающимся на оси, расположенной перпендикулярно проходу. Затвор заслонки движется по дуге.

Применение заслонок

Заслонки наиболее часто используются на трубопроводах больших диаметров, малых давлениях среды и пониженных требованиях к герметичности запорного органа.

Заслонки применяют в вентиляции и кондиционировании воздуха на воздуховодах, а так же на различных газоходах, то есть там, где имеют место большие диаметры трубопроводов, небольшие давления и невысокие требования к герметичности.

По количеству установленных пластин различаются заслонки одинарные и многостворчатые. На капельных жидкостях заслонки применяют редко, так как их конструкция не обеспечивает надежной герметичности перекрытия прохода. На газах дроссельные заслонки (throttle) ввиду простоты конструкции и надежности применяют очень часто для регулирования и отключения расхода.

Конденсатоотводчики

Предназначены конденсатоотводчики (англ. steam trap) для вывода из газовой системы конденсата, не участвующего в рабочем или технологическом процессе. Конденсат сливается постоянно или периодически по мере его накопления в системе.

Конденсатоотводчики должны выпускать жидкость и задерживать газообразную фазу вещества, что осуществляется за счёт наличия гидравлического или механического затвора. Затвор должен надёжно выпускать конденсат при различных давлениях газа, температур конденсата и скорости его поступления в конденсатоотводчик.

Клапанные и бесклапанные конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики могут быть клапанными и бесклапанными. Бесклапанные конденсатоотводчики выпускают конденсат непрерывно, а бесклапанные — периодически при наступлении заданных условий.

Клапанные конденсатоотводчики являются двухпозиционными регуляторами, в которых роль чувствительного элемента и привода одновременно выполняет поплавок, термостат, биметаллическая пластина или диск.

Конденсатоотводчики в зависимости от принципа действия бывают:

• закрытого типа,
• открытого типа,
• термодинамические,
• термостатические,
• сопловые,
• лабиринтные.

Конденсатоотводчики поплавковые в зависимости от конструкции поплавка различают с открытым поплавком и с закрытым поплавком, а также с опрокинутым поплавком колокольного типа.

В поплавковых конденсатоотводчиках проходное сечение клапана для выпуска конденсата открывается при всплытии поплавка, с которым связан затвор клапана. Всплытие поплавка происходит в тот момент, когда уровень конденсата в корпусе конденсатоотводчика достигнет предельного значения. После открывания выпускного клапана часть конденсата выдавливается в конденсатную линию и поплавок снова опускается, перекрывая отверстие седла клапана.

Принцип работы поплавкового конденсатоотводчика таков же, как и принцип работы регулятора уровня (регулятора перелива).

Термостатные конденсатоотводчики

В конденсатоотводчиках термостатических или термостатных для управления затвором клапана используется термосильфон, расширяющийся при повышении температуры, биметаллическая пластина или диск. Работа таких конденсатоотводчиков основана на разнице температур паровой и жидкой фазы.

В термостатных сильфонного типа конденсатоотводчиках сильфон (тонкостенная гофрированная трубка) заполнен жидкостью, испаряющейся при температуре свежего пара, но находящейся в жидкой фазе при температуре конденсата. Так, например, при удалении конденсата с температурой 85…90°С используется смесь из 25% этилового спирта и 75 % пропилового спирта. Как только сильфон начинает омываться паром, жидкость испаряется, сильфон расширяется и перемещает клапан, закрывая отверстие для выпуска конденсата. В других конструкциях для этой цели применяют биметаллические пластины.

Термодинамические конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики термодинамические имеют непрерывное действие. Они широко распространены вследствие простоты конструкции, малым габаритам, надежности в работе, низкой стоимости, высокой пропускной способности и малым потерям пара.

Тарельчатый конденсатоотводчик

Тарельчатый конденсатоотводчик имеет лишь одну подвижную деталь — тарелку, свободно лежащую на седле. Проходящий конденсат приподнимает тарелку и выходит через отводной канал. При поступлении пара тарелка прижимается к седлу в связи с тем, что высокие скорости истечения пара создают под ней зону пониженного давления.

Лабиринтные конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики лабиринтные также имеют непрерывное действие. Они содержат устройство в виде лабиринта, которое создает большое гидравлическое сопротивление газу, а конденсату — значительно меньшее. Вследствие этого конденсат проходит через конденсатоотводчик, а пар задерживается.

Сопловые конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики сопловые также действуют непрерывно. Они содержат устройство в виде ступенчатого сопла, которое также обладает значительным различием в сопротивлении для конденсата и газообразной фазы.

Недостатки конденсатоотводчиков

Конденсатоотводчики — малонадежные устройства, нуждающиеся в частой ревизии.

Краны

Кран (англ. tap valve) — трубопроводное устройство с затвором в форме тела вращения, поворачивающимся вокруг своей оси на 90° по отношению к оси движения потока рабочей среды.

Рисунок 6. Кран шаровый
нержавеющий
с соединительными фланцами.

Затвор крана иногда называют пробкой. Пробка крана имеет отверстие, перпендикулярное оси тела вращения, предназначенное для прохода среды. Если кран открыт, отверстие пробки располагается соосно оси движения среды, если кран закрыт, отверстие пробки перпендикулярно потоку.

В отличие от вентиля и задвижки, для того, чтобы открыть или закрыть кран, требуется совершить не несколько оборотов шпинделя, а всего один поворот пробки на 90º. Следовательно, краны, как правило, снабжают не маховиком, а рукояткой.

В зависимости от числа рабочих положений пробки кранов бывают двухходовыми или трехходовыми.Принципиально могут быть краны и на большее число положений, однако они нашли применение только в лабораторной арматуре. В зависимости от формы отверстий на пробке краны могут выполнять различные функции

В зависимости от формы тела вращения, образующего затвор, краны бывают:

• цилиндрическими,
• конусными,
• шаровыми.

Для герметичности затвор должен быть смазан, чтобы смазка заполнила микрозазоры между поверхностью пробки и корпуса, и уменьшала усилия, требуемые на поворот пробки.

Пробка должна быть постоянно прижата к поверхности корпуса. В зависимости от способа прижатия пробки различают сальниковые и натяжные краны.

В сальниковых кранах между крышкой крана и верхним торцом пробки расположена упругая сальниковая набивка, создающая постоянное усилие, прижимающее пробку к корпусу.

В натяжных кранах снизу пробки расположен стержень с резьбой, проходящий через отверстие в корпусе. Прижатие пробки осуществляется посредством пружины, надеваемой на винт и стянутой гайкой. Натяжные краны более надежны , так как в них работа крана не зависит от свойств сальниковой набивки, которая со временем теряет свои упругие свойства. Поэтому натяжные краны используют в газоснабжении.

Конусные краны

Преимуществом конусных кранов является невысокая стоимость , малое гидравлическое сопротивление, простота конструкции и ревизии.

Недостатком таких кранов является большое усилие, требуемое на поворот пробки. По истечении некоторого срока работы (в зависимости от качества воды в системе) микрозазоры между поверхностью корпуса и пробки зарастают отложениями - пробка «прикипает». В этик условиях на поворот пробки требуется настолько большое усилие, что возможно поломка крана.

Регуляторы давления, расхода и уровня

Рисунок 7. Регулятор давления
с присоединительными фланцами

Назначение регуляторов

Регуляторы (редукторы) давления, расхода и уровня предназначены для автоматического поддержания соответствующего параметра без использования вторичных источников энергии.

Конструкция регуляторов

Регулятор по конструкции представляет из себя клапан с пневмо- или гидроприводом мембранного, сильфонного или плунжерного типа, а так же специальную установочную пружину, предназначенную для подстройки регулятора на требуемое значение параметра. Конструкции регуляторов необычайно разнообразны.

Подразделяются регуляторы уровня на:

• регуляторы питания, в которых уровень поддерживается за счет периодического добавлением жидкости в сосуд, и
• регуляторы перелива, в которых происходит слив избытка жидкости.

Регулятор давления

Рассмотрим регулятор давления на примере редуктора газового баллона. Отверстие входного патрубка для подачи газа является седлом клапана, к которому прижимается тарелка клапана, закрепленная на одном конце углового рычага. Второй конец рычага соединен с подвижной мембраной, на которую с внешней стороны действует сила атмосферного давления и сила сжатия установочной пружины, а с другой стороны — сила давления газа в полости регулятора. Ось вращения рычага закреплена на днище корпуса регулятора. Если давление одна из горелок газовой плиты будет закрыта, то уменьшится расход газа, в результате чего давление газа в полости редуктора начнет повышаться. Это приведет к перемещению мембраны, которая потянет за собой конец рычага, соединенный с нею. Второй конец рычага с закрепленным на нем клапанам так же переместится и прикроет отверстие для прохода газа. В результате этого давление газа в полости редуктора будет практически на постоянном уровне, так как ход клапана крайне мал и усилие установочной пружины при перемещении мембраны изменится незначительно.

Регулятор будет обеспечивать пропуск требуемого расхода газа при постоянном значении давления перед горелками.

Регулятор расхода

Рисунок 7. Регулятор
расхода
прямого действия
с соединительными
фланцами.

Работает регулятор расхода аналогично регулятору уровня, поддерживая постоянный перепад давления на некотором дросселирующем устройстве, например, диафрагме или регулируемом сопле. Так как коэффициент местного сопротивления дросселирующего устройства не изменяется, постоянный перепад давления означает, что скорость потока через дроссель постоянна и, следовательно, постоянен расход. Некоторые регуляторы имеют дроссель, конструкция которого позволяет регулировать его сопротивление, подстраивая регулятор на требуемое значение расхода. Чаще, однако, сопротивление дросселирующего устройства оставляют постоянным, а изменяют сжатие установочной пружины, что позволяет регулировать перепад давления на дросселе и, следовательно, расход через регулятор.

В регуляторах важным принципом является разгрузка клапана от одностороннего давления рабочей среды, что позволяет значительно уменьшить усилия, требуемые на перемещение рабочего органа. Наиболее совершенным видом разгрузки является двухседельная конструкция клапана, когда усилия, действующие на две тарелки, противоположны по направлению и взаимно компенсируются. Однако в такой конструкции корпус сложнее изготовить корпус и тяжелее обеспечить полную герметичность закрытия двух клапанов одновременно. Несмотря на такие трудности, эта конструкция очень широко применяется в современных регуляторах.

Заключение

Важное значение в надежности функционирования трубопровода имеет не только арматура, но и , например, .

Выполнение одних и тех же функций может осуществляться различными типами арматуры, обладающими различными принципами конструкции затвора. Основные типы трубопроводной арматуры по принципу затвора — задвижки, клапаны, заслонки, краны, мембранные клапаны, шланговые клапаны, регуляторы давления, расхода и уровня, конденсатоотводчики — были кратко освещены в этой статье.

Список литературы

1. Промышленная трубопроводная арматура: Каталог, ч. I / Сост. Иванова О. Н., Устинова Е. И., Свердлов А. И. - М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1979. - 190 c.
2. Промышленная трубопроводная арматура: Каталог, ч. II / Сост. Иванова О. Н., Устинова Е. И., Свердлов А. И. - М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. - 120 c.
3. Арматура энергетическая: Каталог-справочник / Сост. Матвеев А. В., Закалин Ю. Н., Беляев В. Г., Филатов И. Г... - М. : НИИЭинформэнергомаш, 1978. - 172 c.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете

Добавить в закладки

Шаровые краны: характеристика и использование

Шаровые краны уникальны по своему дизайнерскому решению. Это практичная модификация крана пробкового. Свое название он получил благодаря тому, что пробка, находящаяся в его корпусе, по форме напоминает шар. Шаровые краны разработаны для контроля потока различных видов рабочих сред. Его закрытие и открытие производится при осуществлении поворота ручки на одну четвертую часть оборота, чем достигается значительное упрощение работы при сравнении с другими видами задвижек.

При положении крана «открыто» шаровое отверстие находится параллельно по отношению к линии потока, чем обеспечивает поток прямого характера при небольшой степени трения и минимальных потерях давления.

Шаровые краны разработаны специально для использования в промышленности нефтегазового направления. Они практичны на трубопроводах со средним давлением и температурой не выше 200 градусов. Шаровые краны не требуют больших затрат при производстве, если сравнивать их с другими видами задвижек. И герметичность при их использовании тоже значительно выше.

Шаровые краны из стали считаются более универсальными, так как обладают способностью выполнять свою функцию даже при наличии низкого температурного режима и высокого давления.

Можно выделить шаровые краны следующих видов. Это краны, произведенные из латуни, и шаровые краны из стали. Латунные шаровые краны с успехом применяются в строительной отрасли и ЖКХ. Помимо водной рабочей среды, они подходят и для гликолевых растворов невысокой концентрации, спирта, газа и жидких нефтяных продуктов. Шаровые краны из латуни имеют минимальной величины в 15 миллиметров, максимальной - 80.

Шаровые краны из стали считаются более универсальными, так как обладают способностью выполнять свою функцию даже при наличии низкого температурного режима и высокого давления. Минимальное значение диаметра условного прохода стального шарового крана такое же, как и у крана из латуни, а вот максимальное достигает 500 мм.

Ни одна система отопления в современной строительной отрасли не обходится без конструкции шарового крана. Шаровые краны бывают как муфтовые, штуцерные, так и фланцевые. Шаровые фланцевые краны, точнее их конструкция в качестве элементов, соединяющих кран и трубопровод, использует фланцы.

К очевидным преимуществам, которыми обладают шаровые фланцевые краны, можно отнести:

• низкую степень гидравлического сопротивления;
• разнообразные сферы использования;
• простой монтаж и эксплуатацию.

Краны, различные задвижки и другая запорная арматура являются необходимым элементом любого трубопровода и используются в различных отраслях современной промышленности.