Как выбрать и смонтировать правильный обратный фланцевый клапан?

Содержание

Пошаговая методика-инструкция и правила подбора регулирующих клапанов по Kv (выбор Kvs). Методика подбора трубопроводной арматуры по расходным характеристикам от DPVA.ru

Поскольку при расчете пропускной способности мы всего лищь выбрали рабочую точку, то обычно выбирают клапан с Kvs (пропускной способностью полностью открытого клапана) ближайщей из диапазона 130%-300% расчетного Kv. При этом рабочая точка должна быть внутри диапазона регулирования клапана, не ниже его.

Далее в обязательном порядке выбираем — проверяем (подробные пояснения даны далее — ниже):

условный диаметр DN = присоединительный размер клапана, (перейти)
условное давление PN = прочностная характеристика клапана, (перейти)
применимость материалов и уплотнений — температурная и химическая, (перейти)
вероятность возникновения кавитации = вероятность локального падения давления внутри клапана ниже уровня давления кипения при данной температуре, (перейти)
уровень шума — комфорт в эксплуатации; (перейти)
диапазон регулирования + допустимые отношения входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане. (перейти)

1. Типоразмер — условный диаметр — выбор типоразмера — примитивная оценка минимального диаметра трубопровода

Нет никакакого смысла выбирать регулирующую арматуру по типоразмеру (диаметру) трубопровода, хотя тип присоединения трубопроводной арматуры может быть важен на практике. При этом, выбор диаметра трубопровода до и после клапана является важной задачей корректной обвязки и комплектации системы, включающей регулинующий клапан. Очень часто условный диаметр DN клапана оказывается меньше условного диаметра трубопровода, на котором он установлен. На практике допустимо выбирать клапан с условным диаметром меньше условного диаметра трубопровода на 1-2 типоразмера, уделяя внимание рискам кавитации, шума и не забывая про прямые участки до и после регулятора.

w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;
Q — рабочий объемный расход среды м 3 /ч;
d — диаметр трубопровода, м.

Справочно: Подробный обзор: DN — диаметр номинальный. DN / Ду — диаметр условный. Диаметры условные, номинальные, Ду, DN, NPS и NB. Условный проход. Метрические и дюймовые диаметры. SDR. S. PN. DN резьбы (Ду), DN диаметр (Ду), DN размер (Ду) = присоединительный размер клапана,

2. Оценка необходимой прочности клапана. Условное давление — выбор прочностной характеристики.

Условное давление (номинальное давление) PN (устаревшее — Ру) является стандартизованным параметром трубопроводной арматуры, определяющим ее прочность. Существуют общепризнанные соответствия между материалом, рабочим давленим и рабочей температурой. Условное давление соответствует допустимому рабочему давлению при температуре 20 о С на воде. Очевидно, что с ростом температуры механические свойства любых конструкционных материалов обычно ухудшаются, поэтому чем выше рабочая температура, тем ниже максимальное рабочее давление при одном и том же значении условного давления.

Таблицы зависимости максимального рабочего давления PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100. PN400 от температуры для трубопроводной арматуры из чугуна, углеродистой стали и нержавеющей стали. Влияние температуры на максимальное рабочее давление. Давление/Температура/Материал.

Условное давление трубопроводной арматуры PN — наибольшее избыточное = приборное рабочее давление при температуре 20 °С, при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры. Максимальное рабочее давление — наибольшее избыточное давление, при котором возможна длительная эксплуатация арматуры при рабочей температуре (ГОСТ 24856). Влияние температуры на максимальное рабочее давление кранов, клапанов, задвижек и т.п. представлено в таблицах:

Таблица 1. Серый чугун, высокопрочный чугун — влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

Таблица 2. Углеродистая сталь — влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

Таблица 3. Нержавеющая сталь — влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

3. Применимость материалов конструкций и уплотнений на данной рабочей среде.

Как известно, критерием истины является практика. В нашем случае — выбор материала определяет опыт (сын ошибок трубных). По ссылке ниже — наш скромный практический опыт, который предлагаем использовать и Вам. Помните, что лучше всего использовать те комбинации материалов, которые уже зарекомендовали себя на этом применении ранее, а не теоретические знания.

Справочно: Подробный обзор: Таблицы применимости материалов. Химическая стойкость. Температурная применимость. Коррозионная стойкость, а именно:
- Таблица химической стойкости материалов. Применимость основных материалов общепромышленной и промышленной трубопроводной арматуры, насосов, датчиков, соленоидных клапанов и другого технологического оборудования в различных средах.
- Таблица химической стойкости резин и эластомеров NBR, HNBR, CR, ACM, VMQ, FVMQ, FPM, FFPM, AU, EPDM, PTFE
- Таблица применимости материалов на антидетонаторах, антидетонационных, октаноповышающих присадках к бензинам. Химическая стойкость пластмассовых (пластиковых) труб из полиэтиленов ПВД = LDPE = ПЭВД и ПНД = HDPE, полипропилена ПП = PP, ПВХ = поливинилхлорида =PVC Выписка из строительных норм СН 550-82
- Таблица. Температурные пределы применимости пластмасс, полимеров и эластомеров
- Таблица. Температурные пределы применимости неметаллических материалов Таблица . Применимость эластомеров в различных средах. Химическая стойкость.
- Таблица. Химическая стойкость эпоксидных и полиэпоксидных смол.
- Таблица. Химическая стойкость полиэфиров (полиэстеров).
- Таблица. Химическая стойкость полиэтилена, труб из ПЭ (PE), фасонных деталей ПЭ.
- Таблица. Химическая стойкость труб и соединительных деталей из меди. Коррозионная стойкость медных труб и фитингов.
- Таблица. Химическая стойкость труб и соединительных деталей из полипропилена PP-R Таблица. Химическая стойкость поливинилхлорида, труб из ПВХ и НПВХ=непластифицированного (PVC,uPVC), фасонных деталей из ПВХ.
- Таблица. Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях
- Таблица химической стойкости титана в жидкостях и газах. Коррозионные свойства титана
- Таблица. Коррозионная стойкость обычных металлических материалов труб, арматуры, насосов, емкостей и т.д. (металлов и сплавов). Углеродистые стали, Чугун, AISI (ANSI, ASTM) 302, 304, 316 и 416 нержавеющие стали, Бронза, Monel, Hasteloy B, Hasteloy C.
- Таблица. Химическая стойкость терморасширенного графита (ТРГ), изготовленного с использованием азотной кислоты
- Таблица. Применимость нержавеющих сталей по AISI. Коррозионная стойкость сталей по AISI в различных применениях. Применимость (совместимость) материалов при использовании на озоне O3. Химическая стойкость на озоне. Применимость (совместимость) материалов при использовании на перекиси водорода H2O2. Химическая стойкость на перекиси водорода.
- Таблица. Температурные пределы применимости и некоторые рекомендации для ASTM литых сталей и сплавов (в трубопроводной арматуре). Защита от воздействия окружающей среды. Коррозия. Климатические исполнения (Таблицы совместимости материалов)
- Прочее и т.д.
4. Кавитация как риск, оценка вероятности возникновения кавитации в клапане.
Кавитация, это явление образования пузырьков = каверн =пустот в жидких средах, с последующим их схлопыванием и высвобождением большого количества энергии и ударных волн, которые сопровождаются шумом и гидравлическими ударами. Кавитационные ударные волны активно разрущают поверхности, образуя классические кавитационные зоны разрушения материала. Фактически, кавитация — это явление вскипания жидкости при локальном (местном) падении давления ниже давления вскипания при данной температуре и последующего схлопыания этих пузырьков. Кавитация сопровождается характерным шумом кавитации, который являет собой собой случайный набор звуковых импульсов от схлопывания отдельных пузырьков. Очень характерный и незабываемый звук.
Суть проблемы в следующем — кроме полного (невосстановимого) падения давления на руггулирующем клапане, внутри клапана существуют зоны очень сложных неламинарных потоков они же зоны локального = местного (восстановимого) падения давления, см. рисунок слева. В этих зонах падение давления ниже давления вскипания рабочей среды при данной температуре = давления насщенных паров при данной температуре — вполне реально. Что немедленно и запускает процесс кавитации.
Чем выше полное падение = полный перепад давления на клапане, тем выше этот риск. Естественно, эффект довольно часто проявляется при использовании регуляторов давления, снижающих и поддерживающих давление в системе «после себя» = редукционных клапанов, или при нахождении рабочей точки клапана вблизи начала его регулировочной кривой («в нуле»).
Для оценки=проверки риска появлении кавитации при больших перепадах давления на клапане применяется следующая формула
Что означает, что полное падение давления на клапане уж точно не должно превышать 60% от входного!
- Справочно: Подробный обзор: Давление насыщенных паров, давление вскипания, давление кавитации
- Справочно: отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане.
5. Уровень шума, риски возникновения шума без кавитации. Риски резонансов.
Шум работающего клапана вызывает резкое ухудшение условий труда и жизни рядом с регулятором. Может передаваться по трубам и рабочей среде на огромное расстояние. Шум это результат обусловленных гидравликой или газодинамикой в клапане колебательных процессов деталей и корпусов регуляторов. При совпадении основной частоты колебаний с собственной частотой колебаний клапана амплитуда колебаний резко возрасти, что приведед к преждевременному усталостному разрушению материалов клапана и/или системы в целом.
Считается, что за риск вознкновения повышенного шума в основном отвечает скорость рабочей среды в трубопроводе. Примерная фактическая усредненная скорость среды может быть оценена как:
Таблица: ориентировочные рекомендуемые максимальные скорости различных рабочих сред для снижения риска появления критического шума
Как выбрать и смонтировать правильный обратный фланцевый клапан?
Оснащение трубопроводов для транспортировки жидких сред обратными клапанами на сегодняшний день самый простой и эффективный способ обеспечить безопасность системы. Простота устройства и надежность соединения с трубопроводами посредством фланцев дают возможность поднять рабочее давление внутри до 16 атмосфер. Кроме этого, фланцевые клапана обладают большим ресурсом работы — прочный корпус, надежный механизм и соединение делают устройство обязательным для установки на магистралях для перекачки жидких сред.
Назначение и сферы применения
В любом трубопроводе его содержимое движется в заранее спроектированном направлении. И если поток повернул в противоположную сторону, возникают нежелательные последствия для всей системы. Подобное может произойти, если вдруг в системе отключится насос.
Чтобы не допустить поворота среды, используют различные приспособления. Лучшим решением зарекомендовали себя фланцевые обратные клапаны.
Они производятся различного вида и предназначаются для установки в магистралях технических и сточных вод, нефтеперегонных сетях, системе водоснабжения.
Поворотные клапаны применяются и для защиты инженерных проводных сетей от гидроударов, способных постепенно выводить из строя детали. Затворы данного типа ставят на длинных сетях, разделяя их на участки и ослабляя силу ударной волны.
Где применяются фланцевые модели клапанов
Само по себе фланцевое соединение деталей трубопроводов, рассчитанное на применение прочных материалов, позволяет выдерживать большие нагрузки. Так, к примеру, большинство изделий трубопроводной арматуры проектируется для давления в 16 мПа, а рабочая температура для отдельных моделей может достигать и 350 градусов.
Фланцевые обратные клапана разного назначения и модификаций также рассчитываются по своим параметрам для работы под большим давлением и в условиях широкого диапазона температур. Это связано с тем, что условия работы с жидкой средой трубопроводов должны быть максимально учтены.
Сегодня этот вид трубопроводной арматуры применяется:
1. В водопроводных системах;
2. В скважинах и насосных станциях для воды;
3. В нефтепроводах;
4. Аммиакопроводах;
5. Химических предприятиях с использованием жидких сред;
6. Топливопроводах;
Такой перечень объектов использования арматуры показывает, что обратный клапан является надежным инструментом защиты трубопроводов.
Управление и технические характеристики
Устройство работает в автоматическом режиме: затвор ставится в положение «открыто» автоматически под напором движущейся рабочей среды, а в положение «закрыто» под действием силы обратного потока.
Для защиты насосов от гидроударной волны начали применяться поворотные клапаны с автономным гидравлическим управлением.
К главным техническим показателям обратных клапанов относятся:
- рабочая среда, для которой предназначен прибор;
- давление, рассчитанное на нормальное функционирование арматуры;
- рабочая температура.
Эти данные, наряду с другими параметрами, указываются на маркировке прибора.
Принцип действия
Работа клапана осуществляется благодаря его уникальной, и в то же время достаточно простой, конструкции. Корпус затвора представляет собой цельное стальное или чугунное изделие, во внутреннюю часть которого помещается запорный механизм, функционирующий благодаря давлению металлической пружины.
Она позволяет запорному механизму открываться только при правильном направлении движения носителя, а ее жесткость при необходимости можно регулировать.
При продвижении рабочей среды по трубопроводу, возникает возрастающее давление на запорный механизм. В зависимости от настройки, пружина выдерживает определенный его уровень, после чего обратный клапан начинает открываться, пропуская носитель в нужном направлении.
В том случае, если поток ослабляется, пружина начинает разжиматься, а по достижении нижнего уровня давления – полностью блокирует трубопровод. Весь объем рабочей среды, который успел пройти клапан, будет продвигаться дальше, а вот обратиться вспять он не сможет. Этому будет препятствовать запорный элемент, открывающийся только в сторону движения потока.
Тип подключения
В целом обратные затворы по типу подключения подразделяют на:
1. фланцевые;
2. межфланцевые.
Фланцевые соединения используют в большинстве случаев в трубопроводах большого сечения промышленного назначения.
Межфланцевые затворы, в отличие от своих фланцевых аналогов, не имеют крепежных приспособлений. Благодаря этому они меньше по габаритам, что иногда играет важную роль в использовании данного вида арматуры.
В чем отличие от межфланцевых обратных клапанов
Обратные клапаны, конструктивное исполнение которых подразумевает использование фланцев, можно разделить на две больших группы:
1. Межфланцевые.
2. Фланцевые.
Фланцевые устройства чаще находят применение на крупных магистральных трубопроводах, осуществляющих транспортировку рабочих сред в промышленных объемах. Фланец на подающей и обратной стороне привариваются непосредственно к корпусу изделия, составляя с ним одно целое.
Фланцевое соединение позволяет оперативно произвести замену изделия при необходимости, а также обеспечивает удобный доступ для технического обслуживания.
Межфланцевые устройства практически не имеют крепежных элементов. Клапан помещается между двумя фланцами, закрепленными на соединяемых концах трубопровода.
Места установки клапана оснащаются специальным уплотнителем, а сами фланцы жестко стягиваются между собой посредством резьбовых соединений. Клапан оказывается прочно зажат между двумя краями трубы. Надежность такого соединения практически не уступает фланцевому.
Рекомендуем ознакомиться: Особенности клипс для крепления ПВХ труб и правила установки зажимов
Принцип работы
Рабочее действие запорного элемента производится в результате оказания на него напора специальной пружиной. Силу этого давления можно отрегулировать.
Пружинный элемент установлен таким образом, что позволяет открываться запору только в одну сторону. Содержимое трубы, двигаясь по ней в заданном направлении, своим давлением открывает затвор и продолжает движение. Клапан под давлением среды остается открытым.
Если сила потока ослабевает, он под воздействием пружины постепенно захлопывается и перекрывает пропускное отверстие, не давая прошедшей массе возвратиться назад.
В домашних сетях отопления по схожей технологии работает балансировочный вентиль, основой которого является также специально настраиваемая пружина.
Типы и конструкции
Клапан обратный подъемный
Подъемный. Запорным элементом выступает золотник. Под воздействием среды он поднимается и освобождает пространство для потока, проходящего через седло. Когда давление в трубе падает, затвор опускается на свое посадочное место и перекрывает движение потока.
Данный вид арматуры стабильно выдерживает давление до 60 Мпа.
Клапан обратный поворотный
Поворотный. Запорное действие выполняется стальным диском, зафиксированным на оси с пружиной. Под напором среды диск разворачивается вокруг крепления и устанавливается параллельно потоку. Когда давление падает, он становится в перпендикулярное положение и закрывает пропускное отверстие.
Преимущества этого вида: небольшие потери рабочего давления на клапане, возможность выбора устройств с различными параметрами, стабильная работа как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, доступная цена.
Клапан обратный шаровый
С шаровым механизмом. Основной элемент затвора – стальной шар, выполняющий роль золотника.
Устройство эксплуатируется чаще всего в трубопроводах с загрязненной рабочей средой.
Затвор обратный двухстворчатый
Проходное отверстие закрывается двумя поворотными створками.
Клапан обратный приемный с сеткой
Клапан обратный приемный с сеткой. Один из видов поворотной арматуры с дополнительно установленной сеткой.
Такие агрегаты монтируют в начале трубопроводов, забирающих воду из скважин и водоемов. Применяется также при добыче нефти. Сетка фильтрует крупные частицы мусора, а затвор предотвращает обратный поток.
Обзор приборов можно увидеть на данном видео:
Шаровая конструкция
Для этой категории устройств основным рабочим органом выступает обрезиненный металлический шар. Для обычных условий используется полый стальной шар, покрытый слоем резины. А вот для установок, в которых применяются намагниченные жидкости шар выполняется из алюминия, что исключает его намагничивание средой.
В обычных условиях шар находится в нижнем положении, перекрывая собой впускное окно. Как только начинает в корпус поступать рабочая жидкость, шар всплывает и отводится в нишу. При изменении направления потока, он сразу опускается на входное отверстие. Давление обратного хода рабочей среды буквально припечатывает шар к отверстию, блокируя его.
Достоинства и недостатки
Главными преимуществами приборов фланцевого типа называют:
- возможность работы с любой рабочей загрязненной средой;
- наличие на рынке аппаратов для установки самых больших диаметров;
- относительно небольшие размеры и вес, что облегчает их установку на любых участках трубопроводной сети.
К недостаткам относят то, что агрегат становится часто причиной гидроударных волн, возникающих в результате резкого закрытия клапана. В горизонтальных сетях по этой причине используют механизмы безударного типа.
Применение и основные функции
Как и все обратные клапаны, фланцевый клапан предназначен для блокировки транспортируемого носителя (преимущественно жидкости), если она по тем или иным причинам начинает перемещаться в противоположном направлении.
Если в отопительных трубопроводах обратный поток не считается особо опасным явлением, то в нефтепроводах, канализации или водопроводе допускать его образование недопустимо. В этих системах использование запорных клапанов является непременным условием эксплуатации.
Другой опасный фактор, с которым призван бороться обратный клапан – гидравлические удары. Это резкие перепады уровня рабочего давления, провоцирующие прохождение по всей длине трубопровода ударной волны. Такая волна, при многократных повторениях, способна разрушительным образом воздействовать на слабые места конструкции.
Каждый клапан в этом случае выполняет роль своеобразной переборки, разделяющей трубопровод на независимые изолированные друг от друга сектора. Если ударная волна зарождается в одной из секций, она не сможет покинуть ее пределы.
Читайте также: div.photo-album-avatar < width:120px; height:120px;>div.photo-item-cover-block-container, div.photo-item-cover-block-outer, div.photo-item-cover-block-inner< background-color: white; height:136px;
Достоинства и недостатки устройства
К главным достоинствам обратных фланцевых клапанов можно отнести:
- Сравнительно небольшие габариты, позволяющие успешно эксплуатировать устройства практически на любых участках трубопроводов.
- Возможность работы почти со всеми типами рабочих сред, даже с сильно загрязненными.
- Эффективную работу на магистральных трубопроводах, имеющих, как правило, большие диаметры.
Не лишены такие устройства и некоторых недостатков. Несмотря на то, что обратные запорные устройства фланцевого типа обеспечивают защиту от гидроударов, они сами, в некотором роде, выступают причиной их появления. Дело в том, что в момент резкого закрытия створок в жидкой среде неизбежно возникают области повышенного давления.
Рекомендуем ознакомиться: ПВХ труба для защиты электропроводки
Подобных недостатков практически лишены клапаны безударного типа, но стоит учитывать, что они подлежат эксплуатации исключительно на горизонтальных участках трубопровода.
Советы по выбору
На какие характеристики надо обратить внимание при выборе устройства:
1. Размер условного прохода.
2. Показатель рабочего давления, на которое рассчитано устройство.
Данные сведения, а также другую важную информацию, вы увидите в таблице, нанесенной на корпус прибора.
Определяя второй показатель, надо иметь в виду, что для оптимальной работы механизма, нужно выбирать аппарат, выдерживающий давление в два раза больше, чем в вашем трубопроводе.
Важно выбрать надежного производителя. Не увлекаться дешевыми китайскими кустарными изделиями, но и не переплачивать в разы за западные бренды.
Правила монтажа и эксплуатации прибора
Данные правила обычно подробно излагаются в инструкции по эксплуатации, с которой необходимо внимательно ознакомиться.
К монтажу, согласно инструкции, должны допускаться специалисты, прошедшие специальное обучение.
Перед установкой проверяют комплектность прибора, соответствие его габаритам, показателям рабочего давления, климатическим характеристикам.
В период эксплуатации состояние арматуры визуально проверяется не реже одного раза в полугодие.
Необходимые инструменты и материалы для монтажа подбираются и закупаются в соответствии с планом монтажных работ.
Схема подключения
Схема монтажа прибора
Процесс установки
Для монтажа прибора лучше выбрать участок магистрали, открытый для дальнейшего осмотра и обслуживания узла.
Полностью перекрывается подача воды на участке магистрали, где будет выполняться монтаж.
В ходе установки межфланцевого устройства сначала крепится его фланцевый участок, а затем в нем укладывается сам клапан.
Обязательно проверяют совмещение направления стрелки на корпусе с направлением потока.
Заканчивают монтаж проверкой всех соединений на герметичность. Проверяют работоспособность аппарата согласно процедуре, описанной в инструкции.
Запорный проходной вентиль-клапан в г. Москва
По конструкции корпуса и расположению на трубопроводе (связанным с направлением потока рабочей среды) запорные клапаны делятся на три группы:
- проходныеклапаны — направление потока среды на входе и выходе одинаковое. Ось выходного патрубка может быть смещена параллельно входному патрубку. В таком клапане поток среды в корпусе делает как минимум два поворота на 90о, что приводит к высокому гидросопротивлению и появлению застойных зон в корпусе;
- угловые клапаны — в этих клапанах поток поворачивает на 90°, но один раз, что позволяет снизить гидросопротивление. Недостатком таких клапанов является то, что область их применения ограничивается поворотными участками трубопроводов;
- прямоточные клапаны — в них, как и в проходных, направление потока сохраняется, но ось шпинделя расположена не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода. Такая конструкция позволяет существенно спрямить поток и уменьшить гидросопротивление, однако при этом увеличивается ход затвора, строительная длина и масса изделия.
Классификация клапанов (вентилей) по типу затвора:
клапанов
Уплотнительные поверхности тарельчатого затвора могут быть плоскими или конусными, в последнем случае седло в корпусе выполняется в виде фаски. Плоские уплотнения позволяют изготавливать их из различных металлов и неметаллических материалов. Они хорошо работают в жидких и газообразных средах, не содержащих взвешенных частиц. Конусные уплотнения, металл по металлу, используются для клапанов на высокие давления со взвешенными частицами в рабочей среде.
Конический затвор применяется в клапанах номинальным диаметром не более 25, для номинальных давлений от 16 МПа и выше. Такие клапаны называются игольчатыми.
Как и другие виды запорной арматуры, запорные клапаны (вентили) применяются для полного перекрытия своего проходного сечения, а, следовательно, потока рабочей среды; то есть запирающий элемент, которым в запорном клапане чаще всего является золотник, в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто».
Что это такое и для чего он нужен
Клапан, или вентиль – вид запорной трубопроводной арматуры. Название «вентиль» с 1982 года отменили, но употребляют его по-прежнему.
Клапаном называется такая арматура, в которой запирающий элемент перемещается параллельно оси движения жидкости или газа в трубе и полностью перекрывает свое рабочее сечение. Рабочих положений у вентиля существует два: «открыто» и «закрыто».
Виды арматуры на трубопроводах
Под понятием виды трубопроводной арматуры (valve type) подразумевают ее функции, основные из них:
- запор,
- регулирование,
- предохранение,
- препятствие обратному движению,
- разделение потоков.
Запорная арматура (on-off, shut-off, stop)- это технические приспособления, выполняющие функцию герметичного перекрывания потока транспортируемого рабочего тела.
Помимо основного запирающего вида, в технической отрасли встречаются следующие разновидности комбинированной или многофункциональной (combined, multifunction), сочетающей разные функции арматуры:
Запорно-регулирующая (on-off and control) — помимо полного перекрывания потока запорно регулирующая арматура для отопления, водоснабжения и прочих нужд способна изменять объем движущейся среды способом частичного перекрывания канального прохода.
Запорно-обратная (stop and check) — кроме запирания канального прохода препятствует проходу среды в обратном направлении.
Невозвратно-запорная (stop non-return) – помимо предотвращения перемещения потока в обратном направлении в ней реализуется функция принудительного закрывания или ограничения перемещения затворного элемента.
Рис. 3 Конструкция запорной арматуры в разрезе
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.
Назначение
Клапан запорный (вентиль) – служит для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе, движущегося в одном направлении. Направление движения рабочей среды по стрелке на корпусе.
Применяют запорные клапаны, чаще всего, на паро- и водопроводах, поскольку они создают высокое сопротивление потоку, выше чем задвижки. При течении поток искривляется, меняет свое направление, сужается, затем расширяется до первоначальных размеров. При этом возникают интенсивные вихреобразования.
Поэтому их применяют когда движение среды происходит только в одном направлении и не вызывает больших гидравлических сопротивлений. Специальные клапаны применяют для ручного дросселирования давления (например, редукционный вентиль на установках термического крекинга).
Следует заметить, что до 1982 года клапаны, в которых затвор перемещается при помощи резьбовой пары шпиндель – ходовая гайка, назывались вентилями. В настоящее время клапаном называют и арматуру с резьбовым шпинделем и с гладким штоком.
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.
Устройство
Клапан имеет корпус с двумя соединительными патрубками, внутри корпуса имеется «седло» и золотник. В закрытом положении золотник перекрывает седло. Золотник управляется шпинделем, который передает усилие и движение на золотник при помощи ходового органа. Ходовой орган служит для вынесения ходовой части за пределы рабочей зоны. Для герметизации шпиндель проходит через уплотнение.
- 1 – шпиндель
- 2 – бугельный узел
- 3 – золотник
- 4 — корпус
Виды и конструкции
Клапаны различаются по направлению потока: бывают прямоточные, угловые и проходные (со смещением потока воды на входе относительно выхода).
По способу герметизации шпинделя (штока) клапаны бывают следующих видов:
Читайте также: Как сделать стул из полипропиленовых труб своими руками: пошаговая инструкция по изготовлению
- сальниковые. Самый распространенный тип. На внешней стороне корпуса в месте прохода шпинделя создается сальниковая камера, заполненная сальниковой набивкой из уплотнительного материала;
- сильфонные. Сильфон изготавливают из гофрированной трубы, сваренной с верхним и нижним кольцом. Сильфонная сборка верхним кольцом соединяется неподвижно с корпусом арматуры, а нижним – со штоком (или золотником арматуры). Шток движется внутри сильфона, гофротруба при этом сжимается-разжимается. Такой узел имеет лучшую герметизацию, чем сальниковый, и применяется при работе с токсичными и агрессивными средами. Недостатки: сложность конструкции и высокая стоимость;
- мембранная арматура – уплотнение выполняется в виде мембраны, центральная часть может прогибаться с амплитудой, достаточной для закрывания/открывания запорного органа. Недостатки: короткий срок службы, невысокие рабочие давление и температура.
Типы запорной арматуры и классификация
Тип (type) арматуры — это классификация ее по направлению движения запорно-регулировочного элемента относительно потока среды и определение отличительных особенностей конструкции.
ГОСТ 24856-2014 регламентирует следующие типы ЗА:
- Задвижка(gate) — устройства с управляющим элементом, двигающимся под прямым углом к потоку.
- Клапан(globe valve) — прибор с затворным или регулировочным элементом, перемещающимся параллельно потоку.
- Кран, вентиль (ball, plug) – устройство с затворно-регулировочным элементом в форме вращающегося тела или его фрагмента, оборачивающимся вокруг своей оси. При этом запорный узел может располагаться в угловом положении по отношению к направлению потока среды.
- Дисковый затвор (butterfly valve) — тип запорной арматуры, у которой затворный или регулировочный элемент сделан в форме диска. Диск вращается вокруг оси, которая может располагаться в перпендикулярном или угловом направлении к потоку.
Рис. 4 Запорная арматура на промышленных трубопроводах
Преимущества и недостатки
- простая надежная конструкция;
- компактные размеры; маленькая строительная высота в отличие от задвижки;
- высокая герметичность (возможность применения для газо- и пневмопроводов);
- долговечность вследствие небольшого износа уплотнительных элементов;
- простота ремонта и обслуживания;
- использование в большом диапазоне рабочих давлений – от вакуума до 250 Мпа и температур – от -200°С до 600°С;
- малый ход шпинделя.
- высокое гидравлическое сопротивление;
- область применения – для небольших диаметров;
- могут использоваться для грубой регулировки потока среды (вспомните советские почти вечные «краны»);
- конструкция корпуса обуславливает наличие застойных зон, которые могут служить местом скопления мусора, окалины, примесей.
Советы по выбору
Выбор запорной арматуры для дома следует начать с определения материала. Современные вентили бывают стальные и латунные, изредка встречаются с чугунным корпусом. Рабочий орган всегда выполняется из стали, чаще всего из нержавеющей.
Вентили обычно устанавливаются в точках водоразбора, где не требуется смешение горячей холодной воды: в туалетах, для подключения бачков, в подсобных помещениях. Иногда их устанавливают на вводе холодной или горячей воды. При установке на вводе следует взвесить тот факт, что они заметно снижают давление воды в домашней сети. Для точки водоразбора имеется такой плюс, как возможность использования в качестве регулирующего прибора для потока воды (для крана с его рабочим ходом в 90 ° это сделать несколько сложнее).
Вентили для металлопластика встречаются крайне редко. Фланцевые изделия на трубопроводы диаметром менее 50 мм также обычно не ставят. Иногда выбирают изделия со штуцерным подключением.
Латунь и бронза хороши тем, что не ржавеют.
По конструкции клапаны для дома обычно муфтовые. Практически вся клапанная арматура, продающаяся в строительных супермаркетах, отличается ценой, производителем и дизайном. Вероятность купить откровенно некачественное изделие мала. Но чек на всякий случай не помещает.
Практически выбор домашнего мастера сводится к выбору дизайна и цены. Удачного Вам выбора!
Запорная арматура — основные технические параметры
Технические характеристики запорной арматуры важны при ее использовании в промышленной, коммунальной сферах и бытовом хозяйстве. Основные параметры часто указывают на корпусе изделий при их отливке или штамповке, обычно символы имеют выступающую рельефную поверхность. ГОСТ 24856-2014 дает следующие определения для основных характеристик запорной арматуры:
- Номинальные параметры (nominal parameters) — числовые показатели функциональных характеристик из стандартизированного ряда значений, приведенные без допусков отклонений.
- Номинальное или условное давление PN (nominal pressure) — максимальный показатель напора, выраженный в килограммах в секунду, барах или атмосферах при постоянной температуре транспортируемой среды в 20 °С, при котором запорная арматура трубопроводов функционирует в течение предписанного госстандартами срока службы.
- Номинальный диаметр DN (nominal diameter) — размерный параметр, приближенно равный внутреннему размеру сечения устройств. Показатель DN измеряется в миллиметрах и принимается равным одному из значений стандартизированного ряда. DN служит основным размерным показателем при выборе любого вида арматуры.
Рис. 21 Полимерные краны
- Рабочее давление (line pressure; operating pressure; service pressure; working pressure) — наибольшее избыточное давление, при котором трубопроводная арматура отрабатывает эксплуатационный паспортный срок при выбранных материалах и заданной температуре.
- Время срабатывания (response time) — временной интервал, в течение которого запорной элемент перемещается из положения «открыто» в «закрыто» или наоборот.
- Проходное сечение или проход (flow area) — сечение под углом 90 градусов относительно направления потока в любой точке проходного участка арматуры.
- Утечка или протечка (leak; leakage) — проникновение транспортируемой среды наружу за габариты корпуса, вызванное разницей в давлениях между подаваемым потоком и атмосферным воздухом. Измеряется в объеме выходящего наружу рабочего тела в единицу времени при закрытом затворном механизме.
- Нормальные или стандартные условия (normal conditions) — характеристики среды для измерения объема газов: соответствуют температурному показателю в 20 °С и атмосферному давлению в 760 мм рт. ст. при нулевой влажности.
- Расчетная температура (design temperature) — температурные параметры корпусных стенок ЗА, равные среднему арифметическому показанию значений, измеренных на внутренней и наружной оболочке устройства при функционировании его в нормальных эксплуатационных условиях.
Рис. 22 Как правильно формулировать наименование арматуры, ее условное обозначение и пример корпусной маркировки
Запорная арматура для трубопроводов широко используется во всех отраслях промышленности, коммунальной сфере, бытовом хозяйстве для управления потоками транспортируемой по трубопроводам среды. Выбираемая рядовым потребителем запорная арматура на отопление и водоснабжение должна удовлетворять требованиям совместимости с физико-химическими характеристиками подаваемой рабочей среды, иметь соответствующие конструкцию, материалы изготовления, основные технические параметры.
Правила монтажа и эксплуатации прибора
При полной смене или прокладке нового трубопровода необходимо предусмотреть наличие резьб на трубах в местах подключения арматуры.
Необходимые инструменты и материалы
Для выполнения работ Вам понадобятся:
- сам вентиль;
- если кран штуцерный, может понадобиться накидная гайка-«американка»;
- лента ФУМ;
- два разводных ключа, возможно, один из них – газовый;
- при необходимости нарезания резьбы – понадобится плашка соответствующего диаметра и плашкодержатель;
- болгарка с отрезным диском при необходимости резать трубы, возможно и применение ножовки по металлу.
Схема подключения
Монтаж муфтового вентиля имеет два варианта: установка в трубу в качестве запорной арматуры и установка в точку водоразбора. Технология монтажа по разным вариантам немного отличается.
Ход работ
Перед началом работ необходимо перекрыть подачу воды в систему.
Если происходит смена арматуры, сначала необходимо ее демонтировать.
Если вентиль врезают в новом месте в качестве запорного для части системы, необходимо вырезать кусок трубы и с помощью плашки нарезать резьбу, При резке трубы болгаркой не забудьте надеть защитные очки.
Затем обматывают резьбы лентой ФУМ. Накручивают накидную гайку на вентиль (не забыв про ФУМ!), затем накручивают сборную деталь на резьбу на трубопроводе. С помощью накидной гайки герметизируют соединение со вторым патрубком трубопровода.
Обязательно необходимо пустить воду в систему и проверить герметичность соединения. При подтекании следует затянуть все соединения.
Установка крана-вентиля на точку водоразбора еще проще: герметизировать лентой ФУМ резьбу и вкрутить или накрутить вентиль. В этом случае нежелательно использовать штуцерную модель, ее крепление с помощью накидной гайки не так надежно при постоянных переменных нагрузках при откручивании-закручивании крана и чаще возникает капель на стыке.
Особенности монтажа клапана в пластиковую трубу: к концам трубы привариваются МРН или МРВ в зависимости от типа клапана, затем монтаж происходит так же, как и при врезке в стальные трубы.
Наше видео поможет Вам увидеть все тонкости монтажа клапана.
Подбор запорного клапана (вентиля)
Поскольку запорные клапаны создают высокое сопротивление потоку применяют их, чаще всего, на паро- и водопроводах.
Выбор запорного клапана будет зависеть от следующих параметров:
- Назначение и условия работы.
- Управление: ручное, редукторное, электрическое
- Гидравлические характеристики: класс герметичности, удельный расход и прочие.
- Монтажные условия: масса и размеры, вид соединения с трубопроводом, условный диаметр прохода.
- Дополнительные требования, если имеются.
Движение потока рабочей среды относительно запорного клапана, выбирается в зависимости от давления:
- При низком давлении – движение потока над седлом
- При высоком давлении – движение потока над золотником
В клапанах низкого давления рабочая среда протекает непосредственно над седлом. Крутящий момент при закрытии клапана будет более высоким.
В клапанах высокого давления поток рабочей среды поднимается над золотником, создавая прижимающие усилия, уменьшающие крутящий момент при закрытии затвора. При открытии золотник поднимается на расстояние 25-40% от своего полнопроходного положения.
Источник https://dpva.ru/Guide/GuideEquipment/Valves/ControlValvesChoosingDPVA/
Источник https://burforum.ru/samodelki/klapan-obratnyj-gorizontalnyj-flancevyj.html
Источник https://spark-welding.ru/montazh-i-remont/ventil-klapan.html
Похожие записи:
Читайте также Россия начала поставки газа в Китай по газопроводу Сила Сибири