Клапан запорный (вентиль)

Клапан запорный (вентиль)

Клапан запорный (вентиль) – служит для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе, движущегося в одном направлении. Направление движения рабочей среды по стрелке на корпусе. Запирающий элемент перемещается параллельно оси потока.

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.

Запорные клапаны должны соответствовать требованиям ГОСТ 5761 (в части клапанов сальниковых и сильфонных, стальных и из цветных металлов), ТУ и КД.

Номинальные давления от PN1,6 МПа (PN16) до PN25МПа (PN250) включительно.

Конструкция

Клапан состоит из следующих основных элементов:

• корпус
• крышка
• штурвал
• сальник
• шпиндель (шток)
• затвор (золотник)
• седло

Запорным органом является затвор, поступательно перемещающийся в вертикальной плоскости. Уплотнительные поверхности затвора запорного клапана могут иметь форму:

1. Плоскую (золотник) – хорошо работают в жидких и газообразных средах, не содержащих взвешенных частиц;
2. Конусовидную – используются для высоких давлений со взвешенными частицами.

Седло клапана ввинчивается или вваривается в корпус изделия.

Конструкция верхнего уплотнения защищает сальниковую набивку, когда клапан находится в полностью открытом положении, чем исключается долговременное воздействие давления рабочей среды на набивку. Сальниковая набивка выполнена из терморасширенного графита и имеет хорошую уплотнительную способность.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Цветные металлы: характеристики и применение для изготовления нефтегазового оборудования

Крышка крепится на корпусе при помощи шпилек с навернутыми на них шестигранными гайками, что позволяет быстро и удобно производить разборку изделия. Спирально навитая прокладка надежно уплотняет соединение крышки с корпусом даже при высокотемпературных условиях эксплуатации.

На клапанах высокого давления возможно применение металлической прокладки овального или восьмиугольного сечения. Втулка шпинделя изготавливается из латуни, что позволяет обеспечивать свободное и мягкое открытие клапана.

Уплотнение шпинделя

По способу герметизации соединения шпиндель-крышка, клапаны делятся на:

Сальниковая – для уплотнения места прохода шпинделя используется сальниковая набивка – пропитанная антисептическими и гидрофобными составами специальная формованная лента из материалов растительного происхождения. Набивка сжимается в направлении оси штока или шпинделя и, благодаря своим упругим свойствам, расширяется в радиальном направлении, плотно заполняя пространство зазора между стенкой и штоком. Сальниковое уплотнение наиболее распространенный тип уплотнения благодаря своей простоте, низкой стоимости и возможности ремонта.

Сильфонная, мембранная – отличается отсутствием подвижных соединений с зазорами, через которые рабочая среда может вытечь наружу, благодаря тому, что устройство управления движением затвора находится по одну сторону упругого элемента, а рабочая среда – по другую сторону. Иначе говоря, стенка сильфона или мембрана выступают в роли герметизирующего элемента подвижного соединения.

Классификация

Проходные

Самые распространенные. В таком вентиле поток делает два поворота на 90°, что приводит к высокому сопротивлению и появлению застойных зон в корпусе.

Иногда ось выходного патрубка смещена относительно входного.

Угловые

Размещаются на поворотных участках трубопровода, в них поток поворачивает на 90° один раз, что позволяет снизить сопротивление по сравнению с проходными.

Прямоточные (вентиль Косва)

Для снижения гидравлического сопротивления применяют вентили со шпинделем расположенным под углом 45 градусов к потоку (вентиль Косва). Это позволяет выпрямить поток внутри вентиля и уменьшить его сопротивление. Но при этом увеличивается ход штока, строительная длина и масса изделия.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Задвижки

Принцип работы

При вращении штурвала происходит поступательное (перпендикулярно потоку) перемещение шпинделя, который прижимает золотник к седлу.

Основной особенностью конструкции запорного клапана является уплотнение затвора. При закрытии клапана золотник плотно прилегает к седлу.

Коэффициенты местного сопротивления

Коэффициенты местного сопротивления для различных элементов трубопровода:

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.

Преимущества и недостатки

По сравнению с задвижками клиновыми, также являющимися запорной трубопроводной арматурой, конструкция клапанов позволяет использовать внутреннее рабочее пространство изделия более рационально.

Простота конструкции клапанов обеспечивает быстроту их производства и обслуживания. Надежное уплотнение затвора и незначительная сила трения сопрягаемых поверхностей позволяют эксплуатировать вентиля в течение продолжительного периода.

Основные преимущества клапанов запорных:

• Высокие эксплуатационные характеристики изделия совместно с его простой и надежной конструкцией позволяют эффективно эксплуатировать запорные клапаны в различных отраслях промышленности.
• малый ход затвора для полного открытия (обычно не более 0,25 номинального диаметра, в то время как у задвижек – не менее диаметра) и, соответственно, малая строительная высота и масса;
• в клапанах гораздо проще, чем в задвижках, обеспечить требуемую герметичность затвора (путём применения уплотнительных колец из различных неметаллических материалов);
• при закрытии и открытии клапана в отличие от задвижки практически исключается трение уплотнения затвора о седло, что существенно уменьшает износ уплотнительных поверхностей;
• возможность применения сильфона в качестве уплотнения арматуры по отношению к внешней среде.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Входной контроль арматуры

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

Технические характеристики

Основные технические характеристики клапанов запорных:

• Управление клапанными запорными: ручное, редукторное, электрическое.
• Технические условия по ГОСТ 3326, ГОСТ 9697,
• Номинальный диаметр: DN 15-400 мм,
• Номинальное давление: от вакуума 5·10−3 мм рт. ст. до 250 МПа.
• Температура: от -200 до +600 °C

Материальные исполнения из сталей:

• углеродистая,
• легированная холодостойкая,
• жаростойкая нержавеющая,
• нержавеющая сталь со специальными свойствами.

От вентиля запорного к запорному клапану с сильфонным уплотнением

– наиболее популярные виды запорной арматуры, применяемые для оперативного перекрывания потока рабочей среды в технологических трубопроводах, инженерных коммуникациях и магистральных линиях. Вентили и задвижки различаются по конструктивному исполнению запорного органа, а также по направлению его перемещения относительно потока транспортируемой среды. Существенные конструктивные различия влияют на особенности режима эксплуатации, что учитывается при выборе оптимального оборудования для определенных условий применения.

Рис. 1 Внешний вид вентиля

Запорный узел вентиля перемещается параллельно потоку рабочей среды. По этой причине корпус вентиля визуально отличается от аналогичного элемента чугунной или стальной задвижки. Более сложная конфигурация металлического корпуса вентиля обусловлена необходимостью поворота потока рабочей среды. Чугунные и стальные корпуса задвижек отличаются лаконичной простотой форм за счет простой конструкции запорного узла, перемещающегося перпендикулярно потоку рабочей среды.

Потребитель, задающийся вопросом как отличить вентиль от задвижки, прежде всего может обратить внимание на внешние особенности корпуса запорной арматуры. Заметные внешние различия, основанные на особенностях перемещения запорного органа, дополняются специфическими характеристиками внутренних компонентов запорной арматуры. Задвижки могут использоваться для оборудования трубопроводов большого диаметра с высоким давлением транспортируемой среды. Одностороннее давление на запорный орган задвижки способствует максимально плотному примыканию заслонки арматуры к седлу. При большом напоре вентилем легче перекрыть подачу, но сложнее ее открыть.

Читайте также: Кран шаровый ПНД с вентилем для труб и его свойства

Особенности применения вентилей

Вентили, именуемые запорными клапанами, отличаются относительно небольшими размерами в сравнении с задвижками, предназначенными для оснащения трубопровода аналогичного диаметра. Перемещение запирающего органа параллельно оси потока рабочей среды производится с уменьшенными физическими усилиями.

Относительно небольшой ход шпинделя запорного клапана не превышает четверти диаметра трубопроводной магистрали. Необходимость разворота потока среды внутри металлического корпуса приводит к заметному увеличению строительной длины вентилей. Увеличение гидравлического сопротивления провоцируется конструктивным исполнением, изменяющим направление потока, а также относительно небольшим проходным сечением седла запорной арматуры. Преимущества вентилей:

• Высокая скорость выполнения технологических операций;
• Малый ход затвора, необходимый для полного открытия;
• Относительно небольшая масса и строительная высота;
• Для перекрытия потока требуется небольшое механическое усилие;
• Высокая герметичность за счет применения эластичных уплотнительных колец;
• Отсутствие трения затвора, обеспечивающее минимизацию износа запорного органа;
• Простое техническое обслуживание;
• Возможность ремонтного восстановления изношенного оборудования;
• Применение в трубопроводах с агрессивными рабочими средами;
• Эксплуатация при высоком давлении транспортируемой среды;
• Широкий диапазон рабочих температур.

Более высокое гидравлическое сопротивление вентилей, обусловленное особенностями конструктивного исполнения запорной арматуры, провоцирует значительные потери энергии за счет необходимости повышения рабочего давления в эксплуатируемой системе. В большинстве случаев увеличение гидравлического сопротивления системы за счет применения вентилей относительно невелико, но этот фактор необходимо учитывать при проектировании трубопроводных систем и планировании рабочих режимов.

При эксплуатации вентилей необходимо соблюдать определенное направление потока рабочей среды, указанное на корпусе запорной арматуры. Противоположная ориентация вентиля приводит к заметным затруднениям при открывании, а также может спровоцировать срыв тарелки со стального штока и полный выход оборудования из строя.

Запорные вентили обеспечивают высокий уровень герметизации при перекрытии потока рабочей среды, что позволяет использовать компактные устройства для оборудования трубопроводов, эксплуатируемых в сложных условиях. Прочный стальной корпус выдерживает высокое давление и большие колебания температур. Запорные клапаны применяются на трубопроводах относительно небольшого диаметра. Более сложная конфигурация корпуса сопряжена с потенциальным риском наличия застойных зон, накапливающих загрязнения, проникающие в систему.

Конструкция

Клапан состоит из следующих основных элементов:

• корпус
• крышка
• штурвал
• сальник
• шпиндель (шток)
• затвор (золотник)
• седло

Запорным органом является затвор, поступательно перемещающийся в вертикальной плоскости. Уплотнительные поверхности затвора запорного клапана могут иметь форму:

1. Плоскую (золотник) – хорошо работают в жидких и газообразных средах, не содержащих взвешенных частиц;
2. Конусовидную – используются для высоких давлений со взвешенными частицами.

Клапан запорный (вентиль)
Седло клапана ввинчивается или вваривается в корпус изделия.

Конструкция верхнего уплотнения защищает сальниковую набивку, когда клапан находится в полностью открытом положении, чем исключается долговременное воздействие давления рабочей среды на набивку. Сальниковая набивка выполнена из терморасширенного графита и имеет хорошую уплотнительную способность.

Крышка крепится на корпусе при помощи шпилек с навернутыми на них шестигранными гайками, что позволяет быстро и удобно производить разборку изделия. Спирально навитая прокладка надежно уплотняет соединение крышки с корпусом даже при высокотемпературных условиях эксплуатации.

На клапанах высокого давления возможно применение металлической прокладки овального или восьмиугольного сечения. Втулка шпинделя изготавливается из латуни, что позволяет обеспечивать свободное и мягкое открытие клапана.

Уплотнение шпинделя

По способу герметизации соединения шпиндель-крышка, клапаны делятся на:

Сальниковая – для уплотнения места прохода шпинделя используется сальниковая набивка – пропитанная антисептическими и гидрофобными составами специальная формованная лента из материалов растительного происхождения. Набивка сжимается в направлении оси штока или шпинделя и, благодаря своим упругим свойствам, расширяется в радиальном направлении, плотно заполняя пространство зазора между стенкой и штоком. Сальниковое уплотнение наиболее распространенный тип уплотнения благодаря своей простоте, низкой стоимости и возможности ремонта.

Сальниковое уплотнение

Сильфонная, мембранная – отличается отсутствием подвижных соединений с зазорами, через которые рабочая среда может вытечь наружу, благодаря тому, что устройство управления движением затвора находится по одну сторону упругого элемента, а рабочая среда – по другую сторону. Иначе говоря, стенка сильфона или мембрана выступают в роли герметизирующего элемента подвижного соединения.

Читайте также: Укладка канализационных труб в землю

Особенности применения задвижек

Стальные и чугунные задвижки различного конструктивного исполнения применяются для герметичного перекрывания технологических линий, инженерных коммуникаций и магистральных трубопроводов. Запорная арматура, отличающаяся простым конструктивным исполнением, оптимизирована для безаварийного применения в различных условиях технической эксплуатации.

Рис. 2 Фланцевая чугунная задвижка

Малое гидравлическое сопротивление за счет полнопроходного исполнения корпуса позволяет применять задвижки для комплектации магистральных трубопроводов с высокой скоростью движения транспортируемой среды. Преимущества задвижек:

• Стабильная эксплуатация при любых характеристиках среды;
• Простота конструктивного исполнения;
• Герметичное перекрытие потока транспортируемой среды;
• Широкий диапазон предельно допустимых температурных показателей;
• Минимальное гидравлическое сопротивление;
• Надежная конструкция запорного механизма;
• Широкое разнообразие типоразмеров;
• Относительно небольшая строительная длина;
• Ремонтопригодность эксплуатируемого оборудования;
• Возможность выполнения операций при различном уровне давления в системе;
• Удобное техническое обслуживание.

Для минимизации физических усилий, при выполнении технологических операций открывания и перекрывания потока, задвижки могут оснащаться редукторными механизмами с прочным металлическим штурвалом. Штурвалы маркированы указателями направления вращения для безошибочных действий персонала при открывании или закрывании запорного механизма. Некоторые модели задвижек оснащаются дублирующими указателями направления на крышке.

Для чего нужна задвижка, основные плюсы и нюансы

Вид арматуры, где деталь регулировки перемещается в перпендикулярном положении, движется по направлению потока. Среди представителей данной категории, задвижка считается более актуальной.

Рис 5. Задвижка

Инструмент популярен в эксплуатации:

• Транспортной деятельности, где диаметр изделий колеблется – 15-2000мм;
• В создании водо-газоснабжения;
• В сфере обслуживания ЖКХ;
• Добыче нефти.

Распространенность использования задвижек обусловлена следующими аспектами:

• Простота в эксплуатации;
• Небольшие размеры;
• Допускается эксплуатация в различных условиях;
• В гидравлике присутствует небольшое сопротивление.

Последний аспект важен при возведении строительных магистралей. Постоянно осуществляется в среде, характеризующееся высокой скоростью.

Механизм не лишен серьезных нюансов. Специалисты при выборе необходимых инструментов и материалов, не рекомендуют использовать конструкции, где шпиндель выдвижной. Ход при затворе составляет минимум один диаметр.

Принято выделять два вида задвижек:

Рис 6. Полнопроходная

Рис 7. Суженная
Первый является самым распространенным. В нем полнопроходный диаметр приравнивается к значению трубопровода, на который устанавливается инструмент. Для снижения количества крутящихся моментов, задвижки используются, чтобы контролировать управление арматуры, в том числе снизить скорость изнашиваемости других составляющих частей трубопровода.

Существует несколько принципов управления задвижками:

• Вручную;
• Посредством электроприводной системы;
• Посредством пневмоприводной системы;
• Посредством гидроприводной системы.

Рассматривая сравнительные характеристики между краном и задвижкой, можно сделать вывод, что оба элемента имеют ряд схожих признаков и различий.

Правильное положение при монтаже

Оснащение различных типов запорной арматуры типовыми стальными фланцами обеспечивает простое выполнение монтажных операций. Фланцевые соединения позволяют оперативно заменять неисправную запорную арматуру без необходимости выполнения сложных подготовительных операций. Замена арматуры, оснащенной фланцами, производится без демонтажа соседних участков и проведения сварочных операций. Для герметизации соединений, стягиваемых стальными шпильками с гайками, применяются прокладки соответствующей конфигурации, размещаемые между ответными фланцами, идентичными по размеру.

Читайте также: Обогрев канализационных труб: виды кабеля их особенности- Обзор +Видео

При монтаже задвижек, нет необходимости учитывать направление потока рабочей среды. В задвижках рабочая среда может транспортироваться в обе стороны.

Рис. 3 Типоразмеры задвижек

При установке задвижек допускается любая ориентация устройства независимо от потока рабочей среды. Конструктивное исполнение запорного элемента клиновых и параллельных задвижек обеспечивает гарантированную работоспособность оборудования при любом направлении потока транспортируемой жидкой или газообразной среды.

Классификация клапанов по конструктивным особенностям

Клапана могут классифицироваться по достаточно большому количеству признаков. При этом можно выделить следующие разновидности клапанов:

1. Двухседельные и односедельные.
2. Клеточные.
3. Мембранные.
4. Золотниковые.

Следует выбирать вариант исполнения клапана, который наиболее подходит под определенные эксплуатационные качества конкретной системы.

Выбор оптимального технического решения

При выборе оптимальной разновидности запорной арматуры учитываются индивидуальные особенности режима предстоящей эксплуатации. Кроме технических параметров на выбор оборудования влияют ценовые показатели, особо актуальные при необходимости приобретения большого количества запорной арматуры.

Сферы применения вентилей

Для комплектации трубопроводов относительно небольшого диаметра могут применяться запорные клапаны (вентили), отличающиеся простым конструктивным исполнением и низкой себестоимостью. Вентили стабильно функционируют при скачках и перепадах давления в системе. Компактные устройства с небольшой строительной высотой оптимальны для оборудования участков трубопроводов, пролегающих внутри тесных промышленных и подсобных помещений.

Конструктивное исполнение запорного механизма вентиля позволяет применять практичную арматуру для комплектации трубопроводов с различными характеристиками транспортируемой среды, обеспечивая стабильную работу технологического оборудования. Ручное управление, исключающее необходимость стабильного электроснабжения для функционирования электропривода, обеспечивает гарантированную работоспособность вентиля при аварийных ситуациях, когда особо актуальна возможность оперативного перекрывания трубопровода. Малый ход маховика позволяет предельно ускорить выполнение операции перекрывания или открывания трубопровода. Уплотнение затвора вентиля при перемещении не перетирается о седло, что позитивно отражается на периоде безаварийной эксплуатации арматуры.

Особенности применения задвижек

При оборудовании трубопроводных сетей диаметром более 300 мм целесообразно применение задвижек, адаптированных для бесперебойной работы в сложных технических условиях. Небольшая строительная длина задвижек позволяет максимально плотно выполнять монтаж оборудования, что особо актуально в промышленных условиях при необходимости рациональной компоновки многочисленных устройств. В зависимости от режима эксплуатации применяются задвижки с выдвижным или не выдвижным шпинделем, обладающие индивидуальными техническими преимуществами.

Выдвижной шпиндель

Арматура с выдвижным шпинделем, отличающаяся увеличенной строительной высотой, может устанавливаться исключительно в просторных помещениях при отсутствии физических ограничений. Свободный доступ к ходовому узлу задвижки обеспечивает удобное техническое обслуживание оборудования в процессе эксплуатации.

Отсутствие негативного воздействия рабочей среды помогает сохранить безупречную функциональность ходового узла для удобного управления и бесперебойной эксплуатации технологического оборудования. Основной недостаток применения задвижек с выдвижным шпинделем – необходимость планирования места для свободного хода рабочего узла при закрывании и открывании потока транспортируемой среды.

Не выдвижной шпиндель

Задвижки, оборудованные не выдвижным шпинделем, отличаются уменьшенной строительной высотой, оптимальной для монтажа оборудования в условиях ограниченного пространства. Отсутствие технического обслуживания ходового узла, погруженного в рабочую среду, сокращает период безремонтной эксплуатации оборудования. Задвижки с не выдвижным шпинделем не рекомендованы к применению на ответственных объектах.

Сфера применения необслуживаемых задвижек с не выдвижным шпинделем ограничена водой, и неагрессивными нефтепродуктами. Рабочая среда должна не иметь абразивных частиц, твердых примесей и коррозионных свойств. Компактные задвижки удобно размещаются в небольших помещениях, технологических колодцах, нефтяных скважинах и подземных коммуникациях.

Температурные режимы

Диапазон допустимых температур при эксплуатации запорной арматуры зависит от материала корпуса внутренних компонентов. Стальные вентили и различные модификации стальных задвижек способны безотказно функционировать при высокой температуре транспортируемой среды, достигающей несколько сотен градусов. Применение термостойких компонентов, не подверженных коррозии, обеспечивает высокий уровень герметичности при транспортировке холодной воды, пара, нефтепродуктов и технологических жидкостей. Шпиндель из углеродистой стали обладает высокой прочностью и неизменной функциональностью при работе в различных температурных режимах.

Задвижка

Задвижки — это трубная арматура, в которой запирающая деталь движется под прямым углом к направлению движения среды в трубопроводе. Используются преимущественно для полного перекрывания и открывания потока, редко — для его регулирования. Сферой их применения являются трубопроводы различного хозяйственного назначения, диаметром от 15 мм до 2 м, с рабочим давлением в системе p ≤ 25 атм и T ≤ 560 °C.

Размер задвижки обычно соответствует сечению трубопровода. В ее корпусе имеется два внутренних седла, внутрь корпуса через крышку помещен затвор, присоединенный к шпинделю. Шпиндель в свою очередь соединен с ходовой гайкой. При вращении одного из них (вручную за штурвальное колесо, либо с помощью электропривода) производится перемещение затвора для перекрывания/открывания потока.

Достоинства и недостатки

Основным отличием задвижки является ее низкое гидравлическое сопротивление, что особенно ценно применительно к магистральным трубопроводам, где важны низкие энергетические потери при прокачивании жидкостей и газов на значительные расстояния.

К минусам данного устройства относят:

• значительную строительную высоту (за счет выдвижного шпинделя);
• большое требуемое время на закрывание и открывание;
• изнашиваемость уплотнительных элементов в процессе эксплуатации;
• опасность заклинивания при загрязнении, низких рабочих температурах.

По типу затвора, задвижки бывают

1. Клиновые (седла располагаются под углом одно к другому, затвор — клиновидный):

• задвижка клиновая с жестким клином (ее вариант — задвижка с обрезиненным клином);
• двухдисковые (клинкетная задвижка);
• с упругим клином.

2. Параллельные (седла — параллельно расположенные, запирающие диски затвора — тоже).

3. Шиберные задвижки (тип с единственным запирающим диском, в т.ч. задвижка шиберная с электроприводом).

4. Шланговая — запирание потока производится путем передавливания затвором гибкого резинового шланга.

Читайте также: Формула длины окружности через радиус или диаметр. Периметр трубы

По способу изготовления и материалу бывают

• литые (задвижка чугунная, из алюминиевого, стального литья);
• стальные штамповано-сварные.

Разница между клапаном и затвором

Обратные клапаны используются для предотвращения обратного потока среды в трубопроводе, который может стать причиной аварии, например, в случаи внезапной остановки насоса и др.

Затвор – это основной узел обратного клапана. Он пропускает среду в одном направлении и перекрывает ее поток в обратном.

По принципу действия и по конструкции обратные клапаны подразделяют на:

• подъемные (Изображение № 1)
• поворотный обратный затвор (Изображение № 2)

Изображение № 1 — Обратный затвор подъемного типа 1– корпус; 2– золотник; 3– пружина; 4– крышка; 5 – болт Изображение № 2 — Обратный затвор 1– корпус; 2– захлопка; 3– крышка; 4 – серьга

• в качестве подпиточных клапанов гидроприводов, работающих с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости;
• в гидроприводах, представляющих собой несколько насосов, с целью исключения взаимовлияния при одномоментной работе;
• в системах фильтрации — гарантируют движение потока только в одном заданном направлении;
• в гидролиниях, требующих строго направления движения.

Вентиль

Отличие вентиля от задвижки в том, что у него запорный элемент (тарельчатый (золотниковый), игольчатый) движется параллельно относительно потока вещества в трубе. Вентиль запорный (правильно — клапан) также используется преимущественно для перекрывания движения среды в трубе, но может применяться и для регулирования гидравлического сопротивления в трубопроводе (интенсивности потока).

Вентили запорные обеспечивают лучшую герметизацию при перекрытии потока, потому применяются в гораздо более тяжелых условиях (давление в системе от полного вакуума до 250 атм, температурный режим от –200 до +600 °С). Но за это приходится расплачиваться размером — клапаны применяются только на трубах с относительно небольшим сечением (Ду 15–150). На трубах большего диаметра сила давления потока вещества на параллельно движущийся золотник значительно утяжеляет управление им.

Конструкция вентильного клапана существенно отличается — состоит из корпуса с внутренним седлом, которое перекрывается золотниковым затвором. Золотник приводится в движение поворотным шпинделем, двигающимся по ходовой гайке бугельного узла. Вращение шпинделю придается ручным штурвальным колесом или приводным электродвигателем.

По характеру подсоединения патрубков к трубопроводной сети бывают: вентиль фланцевый, муфтовый, штуцерный. По способу и материалу изготовления обычно бывают литыми (вентиль чугунный фланцевый, из алюминиевых, латунных сплавов) или стальными штамповано-сварными.

Что такое затвор

Затвор – специальный механизм, предназначенный для регулировки силы напора или полного его закрытия. Применяется подобное устройство при большом диаметре трубопровода. Наибольшее распространение получили дисковые затворы. Их особенность заключается в нижеприведенных моментах:

1. Элемент конструкции, которые препятствует движению потока выполнен в виде диска, диаметр которого соответствует диаметру поперечного сечения.
2. Открытие или закрытие запорного элемента проводится путем вращения вокруг оси. При этом элемент конструкции связан напрямую с рукояткой, но усилие может передаваться и через специальное устройство, которые упрощает поворот рукоятки при сильном давлении.
3. Особенности конструкции определяют то, что она не может использоваться при сильном давлении в системе.

Что лучше, задвижка или вентиль?

При всей их внешней схожести, разница между вентилем и задвижкой (в их инженерном понимании) заключается именно в способе запирания потока относительно его направления (параллельно и перпендикулярно, соответственно). Из этого вытекает различие свойств этих типов запорной арматуры, и отличие сфер их применения. Таким образом, постановка вопроса «что лучше?» является как минимум некорректной. Для каждого из этих типов в трубопроводном хозяйстве предусмотрено его особое место, где наиболее полным образом раскрываются его характеристики.

Осталось указать, что в обиходе существует значительная путаница в терминах, когда запоры вентильного типа несправедливо называют кранами. А полуоборотные краны, имеющие запирающие пробки в виде проворачивающихся тел вращения (шары, конусы, цилиндры) со сквозным отверстием в их теле, могут называть вентилями. Например, вентиль шаровый — это на самом деле шаровый кран, а терморегулирующий вентиль — клапан с термочувствительным элементом.

Запорная арматура используется при устройстве газопроводных и канализационных систем. Такие приспособления заметны на разных видах труб, их прямое предназначение — перекрытие любых потоков (водных или газовых). Кран и клапан относятся к основным механизмам данного типа. Исходя из характеристик данных механизмов, выбирается определенный тип приспособлений. Чтобы сделать верный выбор, необходимо знать, что и как работает. В чем разница между краном и клапаном?

Главное отличие — предназначение в работе, их функции. Главная задача клапана — обеспечение процесса плавной регулирование напора газа за счет конструктивных особенностей. Безусловно, такую работу способен выполнять и кран, он имеет способность регулировать поток жидкостей и газов, но из-за специальных условий использования неполное перекрывание строго запрещено.

Необходимо сказать, что ни кран, ни клапан не могут изменить направления потоков, они применяются только при необходимости частичного или полного перекрывания потока. При установке кранов и клапанов в трубопроводную систему необходимо посмотреть на стрелку — она показывает верное направление движения. Неправильный монтаж способствует возникновению лишнего гидравлического сопротивления, это повлияет на срок службы, может привести к неправильной работе и неисправностям. Структура клапана включает в себя грун-буксы что позволяет герметично садится на седло отверстия.

Существуют и визуальные отличия. Рукоятки данных запорных приспособлений различны — клапан имеет «барашек», который необходим для плавного регулирования потока, кран же имеет простую рукоятку, которая крепится к штоку

Ответа на вопрос «что лучше: кран или клапан?» нет. Дать такой ответ невозможно, так как каждый тип запорной арматуры предназначен для выполнения определенных задач. Кран, в отличие от клапана, имеет конструктивные особенности, которые способствуют его работе при необходимости быстрого перекрытия потока. Это происходит из-за более простого строения рукоятки, так как на заворачивание «барашка» клапана тратится больше времени. По сроку работы клапан уступает крану, в его конструкции предполагаются уплотнительные элементы, которые периодически ломаются и нуждаются в починке или замене. Однако по ремонтопригодности преимущества у клапана, так как в его строении возможна замена деталей, вышедших из строя. При деформации крана необходима полная замена.

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРАНА И ВЕНТИЛЯ

Основным различием между краном и вентилем является регулировка напора рабочей среды. Вентиль может производить такую регулировку, а вот кран нет. Более того, учитывая правила эксплуатации кранов, регулировать с их помощью напор категорически запрещено. Функций у крана всего две: открывать и закрывать поток среды. А вот клапан может легко регулировать напор жидкости или газа.

Такое различие обусловлено конструкцией. Запорный элемент в этом устройстве перемещается в направлении потока и в итоге садится на седло. В кранах же он вращается вокруг своей оси. Кроме того, существуют шаровые краны. В их конструкции запорным элементом выступает поворачивающейся перпендикулярно потоку шар, вследствие чего изменяется диаметр трубы. А вот вентиля оборудуются грун-буксой. Данное конструктивное решение подразумевает, что, перемещая шток грун-буксы, производят поднятие или опускание клапана, который прикреплен к штоку. Таким образом, происходит открытие или закрытие отверстия, которое находится в седле.

Визуально несложно отличить вентиль от крана. Если у запорной арматуры простая ручка, а конец этой ручки крепится к штоку, то это — кран. Если же на месте ручки на штоке находится барашек — это клапан.

Виды и назначение запорной арматуры

Современные производители предлагают множество видов запорной арматуры. Продукция различается назначением, принципом действия, габаритами. Она используется при организации нефтепроводов, водоподающих и водоотводящих сетей.

В статье мы расскажем о видах запорной арматуры, ее назначении и конструкции. Сведения пригодятся домашним мастерам, начинающим проектировщикам и монтажникам. Читатели узнают, что относится к запорной арматуре, научатся подбирать подходящие изделия.

Материал содержит информацию о запорных, регулирующих и предохраняющих механизмах. В статье представлена классификация устройств, присутствуют рекомендации по их приемке и эксплуатации.

Задвижки

Распространенный тип запорной арматуры. Задвижки удобны в использовании, имеют простую конструкцию. Регулируют интенсивность рабочего потока, осуществляют полное перекрытие магистрали.

В состав устройства входят:

• корпус;
• шток;
• маховик;
• диск;
• уплотнители;
• крепежные элементы.

Конструктивное исполнение позволяет устанавливать устройство в отапливаемых и неотапливаемых помещениях. Запорный модуль крепится посредством фланцев, герметичность соединений проверяется визуально.

• малое гидравлическое сопротивление;
• умеренные габариты;
• незначительные расходы на обслуживание.

Регулировка задвижки происходит вращательными движениями, что исключает быстрое изменение пропускной способности.

Вентили

Запорная арматура, вид и назначение которой схожи с параметрами задвижки. Основное отличие — использование золотника вместо поворотного диска.

Арматура состоит из следующих компонентов:

• корпус;
• шток;
• золотник;
• маховик;
• уплотнительные элементы;
• соединительные болты.

Вентили имеют ручной или электрический привод. С их помощью прокладываются магистрали, транспортирующие бытовые и технические жидкости. При подборе устройств учитывается тип носителя, диаметр трубопровода, специфика внешнего воздействия.

Клапаны

Использование обратных клапанов исключает движение рабочего потока в неправильном направлении. Трубопроводная арматура данного вида защищает насосное, фильтрационное и учетное оборудование. Она обеспечивает корректную эксплуатацию емкостей, минимизирует потерю рабочего носителя в случае протечки.

Достоинства трубопроводных клапанов:

• возможность эксплуатации при высоком давлении;
• простое техническое обслуживание;
• предотвращение обратного хода газов и жидких сред;
• умеренные габариты;
• быстрый и простой монтаж;
• вариативность исполнения.

Продукцию можно отнести к предохранительным элементам. Она является неотъемлемой частью промышленных и хозяйственных трубопроводов.

Затворы

Ключевое назначение затвора — полное перекрытие магистрали. В состав изделия входят:

• поворотная рукоять с фиксатором;
• литой металлический корпус;
• диск;
• шток;
• уплотнители.

Особенности монтажа затвора зависят от типа. Устройство устанавливается силами одного-двух мастеров, в применении сложного инструмента нет необходимости.

• простота конструкции;
• наличие компактных моделей, предназначенных для бытового использования;
• возможность установки на неэлектрифицированных участках;
• умеренная масса.

Продукция для ответственных объектов выбирается согласно проектной документации.

Условные обозначения запорной арматуры

Для схематического отображения изделий запорной арматуры используются специальные фигуры. Как правило, они состоят из треугольников, находящихся в различных положениях.

Свои обозначения имеют:

• клапаны проходные и угловые;
• краны и вентили;
• предохранители;
• задвижки;
• затворы;
• пожарные и поливочные гидранты;
• устройства с возможностью двойной регулировки;
• смесители;
• водомеры.

Обозначения регламентированы действующими стандартами, используются при построении общих и профильных схем.

Требования к запорной арматуре

Запорные механизмы для технических магистралей должны отвечать следующим требованиям.

• Структурная целостность . Недопустимо наличие механических повреждений. Это касается корпуса, соединительных и управляющих элементов арматуры. Использование дефектных изделий снизит эффективность сети, не позволит контролировать поток.
• Герметичность . Продукция должна комплектоваться качественными уплотнителями. Наличие протечек и запотеваний говорит о проблемах с прокладками либо некорректном формировании соединения.
• Плавность регулировки . Наличие заклиниваний и заеданий свидетельствует о поломке рабочих механизмов. Исправная арматура обеспечивает плавный ход подвижных элементов.
• Комплектность . Сертифицированный товар дополняется сопроводительными документами. Они запрашиваются при приемке, подтверждают соответствие продукции отраслевым нормативам.

Запорная арматура проверяется перед монтажом. Наличие явных и скрытых дефектов — повод отказаться от использования продукции.

Типы запорно-регулирующей арматуры

Регулирующее оборудование для трубопроводов различается назначением и спецификой эксплуатации. Выделяют шесть групп устройств.

1. Промышленные . Решения для производственных предприятий. Оборудование обладает значительной прочностью, выпускается большими партиями.
2. Для особо опасных районов . Усиленные устройства, оснащенные подогревом, ударостойкими корпусами, особыми уплотнителями. Продукция работает на химических и взрывоопасных предприятиях, используется в условиях Крайнего Севера и горных районах.
3. Профильные . Узконаправленное оборудование, востребованное в малых количествах. Изделия задействуются на атомных электростанциях, в лабораторных и экспериментальных цехах. К качеству этой продукции предъявляются особые требования.
4. Заказные . Нетиповые товары, которые изготавливаются в ограниченном количестве. Арматура производится по индивидуальным чертежам и уникальным технологическим картам. Заказные изделия различаются конструкцией, эргономикой, функционалом.
5. Садовые . Продукция для хозяйственных нужд. С ее помощью подключаются поливочные линии, разбрызгиватели, накопительные емкости. Изделия имеют малые габариты, работают в сетях с небольшим давлением.
6. Сантехнические . Арматура, применяемая в коммунальных магистралях. Она востребована при подключении многоквартирных домов, инфраструктурных объектов, муниципальных зданий.

При реализации проекта может использоваться арматура различных типов. Оборудование подбирается посредством расчетов.

Арматура для трубопроводов делится на несколько классов.

1. Запорная . Устройства, открывающие и блокирующие канал. Наиболее простой тип изделий.
2. Регулирующая . Оборудование, корректирующее интенсивность потока путем частичного перекрытия линии. Точность регулировки зависит от модели.
3. Распределительно-смесительная . Решения, распределяющие и комбинирующие потоки. Они востребованы при работе с реагентами, задействуются на производстве.
4. Предохранительная . Установки, предотвращающие перепады давления, прорыв магистрали, обратный ток жидкости. Продукция требует минимальной калибровки, имеет широкую область применения.
5. Защитная . Арматура, нивелирующая последствия аварий. Ее наличие исключает повреждение насосов, фильтров, учетных модулей.
6. Фазоразделительная . Решения, которые разграничивают рабочую среду на несколько фаз, например жидкую и газообразную.

Грамотная комбинация арматуры позволит реализовать сложные технологические решения, обеспечит бесперебойное функционирование сети.

Где выгоднее купить запорную арматуру

«ЭкоМонтаж» предлагает запорную арматуру в различных исполнениях. В продаже решения для частного и производственного использования. Представлено оборудование для нефтепроводов, тепловых сетей, водоотводящих линий.

Ключевые преимущества сотрудничества с компанией «ЭкоМонтаж» для клиентов.

• Высокое качество товара . В продаже только сертифицированное оборудование. Продукция поставляется в заводской упаковке, сопровождается паспортами качества и сертификатами соответствия. Изделия проходят заводские испытания, о чем имеется соответствующая отметка в документах.
• Оперативная доставка . Товар отправляется в любую точку России. Предприятие сотрудничает с транспортными компаниями, предлагает льготные условия для оптовых клиентов (сниженная стоимость, выгодные схемы сотрудничества). Возможен самовывоз оплаченной продукции со склада.
• Масса сопутствующих продуктов . Наряду с запорной арматурой реализуются сварочные аппараты, полимерные трубы, пожарные гидранты и пр. Ассортимент изделий периодически расширяется.

Приобрести оборудование помогут менеджеры компании. Они расскажут об особенностях сотрудничества и порекомендуют решения, соответствующие требованиям клиента. Заказы принимаются по телефону, посредством e-mail либо формы обратной связи.

Источник https://pronpz.ru/armatura/ventil.html

Источник https://spark-welding.ru/montazh-i-remont/ventil-i-klapan-otlichie.html

Источник https://ecomont.ru/blog/369-vidy-zapornoy-reguliruyushchej-armatury