Виды регулирующих клапанов

Классификация и сфера применения клапанов

Регулирующие клапаны применяются в различных бытовых и промышленных трубопроводных системах, таких как водо- и газоснабжение, на магистральных линиях, а также для переноса нефти, газа и нефтепродуктов. Они играют ключевую роль в управлении потоками рабочих сред, обеспечивая точное регулирование их параметров.

По конструктивным особенностям различают несколько типов регулирующих клапанов:

1. Проходные клапаны — изделия, устанавливаемые на прямых участках труб. Они не меняют направление движения транспортируемой жидкости или газа, что simplifies их конструкцию и монтаж. Проходные клапаны широко используются в системах, где требуется минимальное сопротивление потоку.

2. Угловые клапаны — клапаны, меняющие перемещение рабочей среды на 90°. Это позволяет оптимизироватьlayout трубопроводов и уменьшить количество изгибов, что снижает гидравлические потери и повышает эффективность системы.

3. Трех- и четырехходовые клапаны — корпус данных изделий имеет три или четыре патрубка, два или три из которых являются входными. Они используются для смешивания двух типов рабочей среды в единый поток или для разделения потока на несколько направлений. Это особенно важно в сложных системах, где требуется точное управление несколькими потоками.

По типу монтажа регулирующие клапаны бывают:

1. Приварные клапаны — крепятся к трубопроводу путем сварки, что обеспечивает высокую герметичность и надежность соединения. Они часто используются в промышленных системах с высокими требованиями к безопасности и долговечности.

2. Муфтовые клапаны — устанавливаются на трубы при помощи резьбового соединения. Это самый распространенный вариант для бытовой модели, так как он прост в монтаже и демонтаже, что удобно для обслуживания и ремонта.

3. Фланцевые клапаны — фиксируются на трубопроводе с помощью болтов и фланцев. Этот тип монтажа обеспечивает надежное и герметичное соединение, что делает его идеальным для промышленных целей, особенно в системах с высоким давлением и агрессивными средами.

4. Штуцерные клапаны — присоединяются к патрубку трубопровода резьбовым методом. Они удобны для использования в системах, где требуется частая замена или обслуживание арматуры.

В качестве материала изготовления регулирующих клапанов используется чугун, сталь (легирующая и нержавеющая), латунь. Корпуса выпускаются литыми, сварными, коваными или произведенными комбинированным способом. Материал выбирается, исходя из типа рабочей среды, с которой будет работать клапан.

По типу управления различают автоматические и ручные модели. Изделия с ручным управлением применяются бытовых целях и устанавливаются на трубопроводах небольшого сечения (до 150 мм). В промышленных целях используют изделия со специальными датчиками, фиксирующими изменение давления и в автоматическом режиме корректирующие подачу рабочей среды с помощью перемещения затвора. Такие клапаны оснащаются электро- пневмо- или гидроприводом.

Особенности конструкции и принцип действия

Регулирующие клапаны используются для контроля прохода рабочей среды в трубопроводе и состоят из нескольких конструктивных элементов:

• корпуса (стального, латунного, бронзового);
• блока уплотнений, отвечающего за герметичность запора и препятствующего выходу рабочей среды;
• запорного элемента;
• штока, соединяющего затвор с приводным механизмом (ручным или механическим);
• седла (пропускного отверстия), в которое входит запорный элемент при регулировке потока;
• крепежных элементов (фланцев, с помощью которых происходит фиксация изделия на трубе и т.п.)

Принцип действия регулирующих клапанов простой — запорный элемент уменьшает пропускное отверстие для контроля давления рабочей среды. Затвор приводится в действие с помощью штока, подключенного к приводному механизму. В результате уменьшения проходящего объема жидкости давление снижается и повышается скорость перемещения рабочей среды.

Особенности использования клапанов

Клапаны широко применяются в различных трубопроводных системах, играя ключевую роль в управлении потоками рабочих сред. Одной из важнейших особенностей клапанов является их способность работать с разными типами приводов, что обеспечивает гибкость и универсальность в эксплуатации. В зависимости от конкретных требований и условий системы, клапаны могут управляться следующими видами приводов:

1. Ручной привод — самый простой и распространенный тип управления, который осуществляется вручную с помощью маховика или рукоятки. Он удобен для небольших систем или для случаев, когда автоматизация не требуется.

2. Пневматический привод — использует сжатый воздух для управления клапаном. Этот тип привода часто применяется в промышленных системах, где требуется быстрое и надежное управление, а также в условиях, где использование электрических устройств нежелательно или невозможно.

3. Гидравлический привод — функционирует за счет давления жидкости. Он обеспечивает высокую мощность и точность управления, что делает его идеальным для тяжелых условий эксплуатации и систем с высокими требованиями к надежности.

4. Механический привод — включает в себя различные механические устройства, такие как пружины, рычаги и т.д. Этот тип привода используется в системах, где требуется простое и надежное управление без необходимости в сложных автоматизированных системах.

5. Электрический привод — самый современный и универсальный тип управления, который позволяет интегрировать клапаны в автоматизированные системы управления. Электрические приводы могут быть программируемыми и дистанционно управляемыми, что значительно повышает удобство и эффективность эксплуатации.

Разновидности регулирующих клапанов

Регулирующие клапаны подразделяются на несколько типов, исходя из типа затворного механизма:

• Седельные. Эти изделия имеют плунжер в качестве рабочего элемента, с тарельчатым, игольчатым, стержневым конструктивным исполнением. Плунжер проходит через арматурные седла, тем самым сокращая проходное сечение. Клапаны с одним седлом монтируются на трубопроводы с небольшим Ду до 150 мм, двухседельные — на магистральные трубопроводы больших размеров. Также модели с двумя седлами могут устанавливаться на системы с давлением средо до 6,5 МПа.
• Клеточные. Данный тип арматуры имеет затвор в форме полого перфорированного цилиндра. Он перемещается по клетке, которая выполняет направляющую и пропускающую функцию. Эти регулирующие клапаны практически не шумят и не вибрируют при эксплуатации.
• Золотниковые. Эти изделия имеют золотник в качестве регулирующего элемента, способного поворачиваться на определенный угол. Это обеспечивает частичное открытие/закрытие пропускного отверстия. Принцип работы похож на шаровые клапаны, управление не требует особых усилий, но система не способна обеспечить высокую герметичность, требуемую для магистральных трубопроводов с высоким давлением среды.
• Мембранные. Они выпускаются только с пневмо- или гидроприводом. В качестве запорного элемента выступает резиновая или фторопластовая мембрана. Для исключения возникновения погрешностей регулировки системы в мембранные клапаны устанавливаются специальные элементы, контролирующие положение штока. Мембранные клапаны отличаются коррозионной стойкостью, устойчивостью к воздействию агрессивных сред и могут применяться на нефтехимических производствах.

Также при монтаже трубопроводов применяют запорно-регулирующие клапаны, способные полностью или частично перекрывать поток рабочей среды. В качестве запорного элемента выступает плунжер.

Маркировка регулирующих клапанов

Регулирующие клапаны маркируются в соответствии с ГОСТ Р52720-2007. Значения берутся из таблиц, в которых указываются все необходимые обозначения по виду арматуры, конструктивные особенности и т.п. Также в нем представлены все материалы изготовления корпусных деталей и уплотнений.

В качестве примера для расшифровки возьмем регулирующий клапан 25с947нж:

• 25 — это тип арматуры (регулирующий клапан);
• с — материал изготовления. В данном случае — углеродистая сталь;
• 947 — приводной механизм (электропривод — 9, 47 — номер модели);
• нж — в данном случае уплотнительный поверхности изделия имеют коррозионную наплавку.

Первая буква в обозначении регулирующего клапана всегда будет 25. Далее указан материал. Под «с» шифруется сталь, «ч» — чугун, «б» — латунь/бронза, «тн» — титан. Следующее число обозначает тип привода (10 — механический, 6 — пневматический, 7 — гидравлический). В конце — уплотнительный материал.

Если регулирующие клапана не имеют уплотнительных колец, то на корпусе указываются буквы «бк».