Перед задвижками достаточно очевидны,но не смотря на это,на некоторых предприятиях продолжают использовать клиновые задвижки, мотивируя это несколькими причинами.
Некоторые инженеры на предприятиях считают что, задвижка, выполненная из стали, будто бы надёжнее шарового крана, и с её помощью можно осуществлять регулирование потока среды. Однако,инженеры ведущих компаний по производству трубопроводной арматуры однозначно заявляют: клиновые задвижки ни в коем случае не предназначены для регулирования потока среды, в отличие от тех же шаровых кранов.
Особенности клиновых задвижек
Практическое применение показывает, что при использовании задвижек в качестве регулирующей арматуры, задвижки довольно быстро выходят из строя, переставая удерживать поток среды в закрытом состоянии, то есть не выполняют даже своей непосредственной функции.
Следует отметить, что речь идёт именно о стальных задвижках , так как чугунные задвижки здесь даже не рассматриваются. Основная проблема в том, что чугунная ТПА чрезвычайно требовательна к условиям эксплуатации.
Так например, нельзя применять чугунные задвижки при температуре выше +350 градусов и ниже -20 градусов (здесь речь идёт о лучших марках чугуна) по шкале Цельсия. Имеются также ограничения по типу перекачиваемой среды (чугунную ТПА практически невозможно безопасно использовать в некоторых типах газопроводов), давлению, диаметру проходного отверстия и т.д. Хотя задвижки до сих пор и являются наиболее распространённым типом ТПА на различных трубопроводах, в последнее время наблюдается тенденция к замене задвижек на шаровые краны во многих системах.
Основные причины замены:
Задвижки требуют постоянного контроля за техническим состоянием (например, чистки сальниковых уплотнений),
Задвижки неважно показывают себя при возникновении внештатных ситуаций, требующих быстрого перекрытия потока рабочей среды.
Кроме того, конструкция задвижки не обеспечивает хорошей герметичности, причём, это касается практически всех элементов: как самого затвора, так и корпуса. Далее заметим, что клиновые задвижки обладают изрядным весом и солидными габаритами, а также часто ломаются, что приводит к регулярному возникновению аварийных ситуаций.
Особенности шаровых кранов
Шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками представляют собой более новый тип запорной ТПА, хотя конструкции шарового крана уже более ста лет. Из названия нетрудно понять, что основной запорный элемент в этих кранах имеет форму шара.Практическое применение такой конструкции показывает себя с гораздо более выгодной стороны, чем задвижка. Также следует отметить, что современные шаровые краны значительно более герметичны, чем клиновые задвижки. Дело в том, что производителям удалось решить проблему всех шаровых кранов прошлого (недостаточную герметичность), при использовании современных материалов. Седло современного шарового крана изготавливается из полимерных композиций , а не из металла, как это было раньше. Кроме того, такое решение позволило попутно и значительно облегчить управление краном, так как теперь не приходится прилагать значительных усилий для изменения положения запорного элемента. Следующей особенностью шаровых кранов является компактная конструкция , что также выгодно отличает шаровой кран от клиновой задвижки. Особенно это касается систем жилищно-коммунального хозяйства , однако и в достаточно крупных трубопроводах шаровые краны по габаритам значительно выигрывают у клиновых задвижек. На данный момент производители предлагают шаровые краны, выполненные из сталей, чугуна, латуни и пр. материалов.
Латунные краны нельзя использовать в системах, где температура среды превышает +100 градусов и они не слишком хорошо себя показывают и при минусовых температурах. Кроме того, латунные шаровые краны выполняются небольшими по диаметру (обычно не более 50 мм).
Стальной шаровой кран справится с температурой +200 градусов и будет работать при -50 градусах Цельсия, что делает его незаменимым в системах перекачивания сред в условиях севера. К преимуществам стальной арматуры отнесём и увеличенный диаметр проходного отверстия. Но есть и один недостаток - это цена шарового крана. В ситуации экономии бюджета, есть большое искушение сделать выбор, основываясь на цене. Но и в этом случае, рациональное сравнение должно быть основано не на цене приобретения, а на «совокупной стоимости владения» оборудованием, в нашем случае шаровым краном или задвижкой. Если стоимость шарового крана в среднем выше стоимости задвижки аналогичного диаметра в 2 раза, то его полный срок службы выше в 4 раза.
Какой шаровый кран выбрать?
Несмотря на все преимущества современной арматуры, очень важен фактор - насколько взаимозаменяемы устаревшие чугунные задвижки и шаровый кран . Чтобы не создавать трудности в дальнейшей эксплуатации трубопровода , насколько быстро и эффективно возможно заменить арматуру? Поэтому важно понимать какие именно шаровые краны лучше задвижек, то есть какие свойства должна иметь арматура, чтобы заменить старые задвижки на действующих трубопроводах? Рассмотрим данные свойства:
1. Строительная длина шарового крана (L=....мм)
При ремонте трубопровода, где установлены стальные или чугунные задвижки , важную роль играет строительная длина шарового крана . Если правильно выбрать шаровой кран, то можно избавиться от дополнительных монтажных работ, которые не всегда удобны или невозможны из-за особенностей технологии и условий безопасности. Применяемые в России стандарты строительных длин для задвижек и шаровых кранов - различаются , также различаются строительные длины шаровых кранов различных отечественных и зарубежных производителей. Но оптимальный выбор все-таки существует - некоторые российские производители учитывают «национальные особенности» коммунальных трубопроводов и производят шаровые краны, руководствуясь стандартами строительных длин для задвижек (например равнопроходные краны LD , разборные краны LD 11с67п или краны TEMPER "под задвижку " ). Такие краны полностью соответствуют заменяемой задвижке . При монтаже нового трубопровода, выбор строительной длины крана более независим. Но не помешает уверенность,что строительная длина используемой арматуры не является эксклюзивной и при необходимости замены через несколько лет не придется искать одного единственного производителя шарового крана с уникальной строительной длиной. При использовании шарового крана, очень часто строительная длина оказывается тесно зависимой от другого важного параметра арматуры - условного прохода.
2. Полный и неполный (стандартный) проход
Выбор полного или неполного (стандартного) прохода шарового крана зависит от условия работы конструкции в трубопроводной системе и ее допустимого гидравлического сопротивления. Можно выделить два наиболее характерных случая: когда конструкция устанавливается на магистральной линии с большим расходом среды, необходимо иметь арматуру с малым гидравлическим сопротивлением во избежание больших энергетических затрат на транспортировку среды, особенно жидкой, но в тупиковых позициях допустимо применять арматуру, имеющую повышенный коэффициент гидравлического сопротивления.
Наибольшие энергетические потери будут создаваться в трубопроводах, в которых жидкости перемещаются с большой скоростью. В этих условиях необходимо использовать краны, имеющие малые значения коэффициента гидравлического сопротивления. Ориентировочные значения коэффициента для различных типов кранов: полнопроходные - 0,1-0,4; неполнопроходные - 0,4-1,6.
Большинство шаровых кранов известных зарубежных брендов производятся по стандартам, отличающимся от арматурных стандартов, применявшихся в России и странах СНГ . Именно строительная длина крана является первым и самым очевидным отличием - шаровые краны зарубежного производства со строительной длиной «под задвижку» могут быть изготовлены производителем только под заказ. Стоимость и срок такого заказа неизбежно увеличивается. Следующее значительно отличающаяся характеристика импортной арматуры - эффективный проход крана. Большинство шаровых кранов зарубежного производства имеют редуцированный (стандартный) по отношению к присоединительному диаметру диаметр эффективного прохода.
Преимущества шаровых кран перед клиновыми задвижками
Шаровые краны могут быть изготовлены практически для любого диаметра;
- шаровые краны способны выдержать существенно больший уровень давления;
- температурный диапазон эксплуатации шаровых существенно больше, чем у клиновых задвижек;
- у шаровых кранов практически нет заклинивания и ими существенно легче управлять, задвижки же заклинивают довольно часто, особенно после того, как длительное время находятся в открытом либо закрытом положении;
- более высокая герметичность шаровых кранов;
- шаровые краны являются универсальными, тогда как клиновые задвижки в большинстве случаев используются только на воду;
- шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками имеют более компактные размеры и меньший вес;
- шаровые краны служат намного дольше, существенно реже выходят из строя и более надежны, чем клиновые задвижки;
- клиновые задвижки нуждаются в регулярном осмотре и обслуживании, шаровые краны не нуждаются в постоянном контроле состояния;
- клиновые задвижки могут применяться только в качестве запорной трубопроводной арматуры, а шаровые краны могут эксплуатироваться как запорная так и запорно-регулирующая ТПА.
Самыми востребованными конструкциями сегодня можно считать краны и задвижки. Многие не понимают различий между этими двумя видами запорной арматуры и руководствуются советами продавцов и знакомых. Иногда даже можно наблюдать влияние моды. Например 10 лет назад все перешли с задвижек на краны, а сейчас наоборот. Тем не менее оба этих вида арматуры обладают своими индивидуальными характеристиками.
Задвижка
Работа задвижки заключается в перекрытии потока жидкости или газа запирающим элементом. Перекрытие производится перпендикулярно потоку.
Конструкция задвижки проста, а сами они довольно неприхотливы в работе. Задвижки в открытом виде имеют небольшое гидравлическое сопротивление. Прекрасно задвижка работает с вязкой средой пропуская ее во всех направлениях. Одна из наиболее популярных марок задвижек - AVK (avk официальный сайт Россия).
Теперь о минусах. Задвижкой трудно регулировать расход. Запирающий элемент имеет всего два положения. Либо закрыто, либо открыто. Для выдерживания высокого давления арматура должна быть прочной и массивной. Запирающий элемент с годами изнашивается, а его ремонт весьма затруднителен и часто требуется полная замена.
Задвижки бывают:
- Клиновые. У нее уплотнительные поверхности идут под углом друг к другу, что обеспечивает хороший контакт независимо от температуры и даже коррозии.
- Параллельные. Тут, соответственно, уплотнительные кольца идут параллельно. Используют их там, где нет надобности в 100% герметичности.
Краны
Запирающая часть крана сделана в виде вращательного элемента с отверстием, через которое и пропускается среда. Краны бывают коническими, шаровыми и цилиндрическими. Сегодня самым популярным принято считать шаровой кран. Поворот пробки может регулировать подачу среды от уменьшения потока, до его полного перекрытия.
Краны могут работать как с жидкостью, так и с газом. В отличие от задвижек они более компактны.
Слабое место любого крана - уплотнители, которые при износе нарушают всю герметичность. Также из-за неметаллических уплотнителей кран не может выдержать разные агрессивные среды.
Задвижка или шаровый кран? Это запорные устройства, используемые повсеместно. У них идентичное предназначение, но разные конструктивные особенности. Поэтому пользователей интересует вопрос, в чем разница между задвижкой и краном. Давайте разберемся в таком вопросе.
Задвижка: ключевые особенности
Задвижка - разновидность механизмов, имеющих простую конструкцию. Это деталь, состоящая из нескольких элементов:
корпус;
крышка;
затвор.
Главная особенность задвижки в том, что регулирующий механизм передвигается под прямым углом к потоку жидкости или газа. Производители изготавливают трубопроводную арматуру в обширном ассортименте. Поэтому в каталогах компаний представлены клиновые, шланговые, шиберные задвижки. В зависимости от расположения ходового узла, разрабатываются изделия с выдвижным и невыдвижным шпинделем.
Конструкция шарового крана: основополагающие аспекты
Для ответа на вопрос, чем отличается задвижка от крана, нужно подробно рассмотреть и второй вариант.
Кран шаровый - изделие, в котором запирающий или регулирующий компонент изготовлен в виде сферы. Оно состоит из корпуса, шара, шпинделя, седла и рукоятки, предназначенной для ручного управления. В ассортименте магазинов представлены шаровые краны с так называемыми плавающими шарами и с шарами, которые поворачиваются в опорах. В зависимости от формы присоединения, детали бывают фланцевыми ,муфтовыми , комбинированными и под приварку . Поэтому покупатели подбирают варианты, исходя из личных предпочтений и поставленных задач.
Отличие задвижки от шарового крана
Разница между двумя видами трубопроводной арматуры существенная. Рассмотрим ее подробнее:
- Конструкция - значимый момент. В задвижке важнейшим запорным элементом является клин. В шаровом кране такую функцию выполняет затвор в форме сферы, внутри которой имеется круглое отверстие. Сквозь него в открытом состоянии проходит рабочая среда.
- Длительность эксплуатации - срок службы задвижки составляет не меньше 10 лет. Средний эксплуатационный ресурс - около 2000 циклов. Период службы шарового крана, входящего в эконом-сегмент, варьируется в пределах 15 лет. Количество циклов - 4000. Кран, рассчитанный на повышенные нагрузки, используется на протяжении 20 лет и больше. Его ресурс открытия/закрытия превышает 10000 циклов.
- Практичность - выигрывают шаровые краны. Они открываются с помощью рычагов, ручки-бабочки, редуктора с маховиком. Возможно использование электропривода, гидропривода и пневмопривода.
Условия применения запорных устройств
Задвижка - герметичный запорный элемент, который идеально подходит для установки на трубопроводах. Он успешно применяется в разных сферах. Это газо- и водоснабжение, жилищное хозяйство и нефтяная промышленность.
Кран шаровый - современная продукция, которая широко применяется при обустройстве систем отопления, водо- и газоснабжения жилых домов, промышленных и коммерческих объектов. Изделия диаметром DN 300 и выше подходят для перемещения природного газа и нефти.
Что лучше: задвижка или шаровый кран
На такой вопрос трудно дать однозначный ответ. У каждого вида изделий имеются определенные преимущества и недостатки.
К положительным характеристикам задвижки относится простота конструкции, минимальное гидравлическое сопротивление и возможность применения в жестких условиях. Недостатки также имеются. Это длительное время открытия/закрытия механизма, быстрое изнашивание уплотнителей и выдвижной шпиндель в некоторых моделях.
Шаровый кран - изделие, которое отличается небольшими габаритами, герметичностью и надежностью. Положение изменяется за считанные секунды. Управление механизмом простое и удобное. Недостаток изделия в том, что для размещения ручки-рычага нужно свободное пространство. Это нужно учитывать при выборе такой продукции.
Разница между задвижкой и краном весомая. Задвижка - устаревший вариант. Она незаменима при обустройстве магистральных трубопроводов, в которых рабочая среда быстро перемещается. Это обуславливается тем, что для задвижки характерно малое гидравлическое сопротивление. Шаровый кран имеет повышенный класс герметичности «А» и практичную конструкцию. Поэтому чаще используется в различных трубопроводных системах, чем клиновое устройство.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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:
- Небольшие габариты, по сравнению с прижимными или клиновидными заслонками.
- Широкий выбор способов монтажа в зависимости от технических условий.
- Внутренние элементы кранов изготовлены из нержавеющего металла, что продлевает срок эксплуатации изделия.
- После выполнения монтажа дальнейшее обслуживание заслонки не требуется, все прокладки находятся внутри корпуса и менять сальниковые набивки не нужно.
- В сравнении с прижимными задвижками, вес шаровых задвижек меньше, что облегчает общую конструкцию.
- Простота в управлении. Благодаря особенности шара запирание происходит при вращении рычага на 90 градусов, что гораздо удобнее и быстрее чем при использовании поворотного колеса.
- Если задвижка выполнена из сборного корпуса, в случае выхода из строя внутреннего элемента, его можно заменить не снимая крана с магистрали.
- 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:
- 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.
- При редком использовании, когда кран долгое время находится в открытом положении, происходит «залипание» металлического шара и при повороте можно сорвать рычаг управления.
- Регулировка объема и давления потока возможно только одним видом шаровых кранов, остальные типы запорной арматуры от не полного открытия быстро выходят из строя.
- Шаровые краны без упорных шпилек от частого использования могут отломиться от верхней лапки и прибор придется заменить.
- 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
- направление потока рабочей среды изменяется внутри корпуса устройства дважды
- 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
- Промышленная трубопроводная арматура: Каталог, ч. I / Сост. Иванова О. Н., Устинова Е. И., Свердлов А. И. - М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1979. - 190 c.
- Промышленная трубопроводная арматура: Каталог, ч. II / Сост. Иванова О. Н., Устинова Е. И., Свердлов А. И. - М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. - 120 c.
- 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
