Обратная арматура

Обратная арматура

Такое название носит один из видов трубопроводной арматуры, чье назначение — автоматическое предотвращение обратного потока рабочей среды.

Есть все основания предполагать — и доказательством тому многочисленные находки археологов, — что формирование обратной арматуры как технического направления в арматуростроении началось почти параллельно с появлением самой первой запорной арматуры.

Обратная арматура используется там, где необходимо обеспечить движение потока рабочей среды в одном направлении.

Одно из назначений обратной арматуры — ограничить эмиссию рабочей среды во внешнюю среду в случае аварийного разрушения участка трубопровода.

Обратная арматура востребована не только в аварийных ситуациях, но и в «штатном» режиме эксплуатации трубопроводных систем — везде, где необходимо однонаправленное движение жидкости или газа. Например, при одновременной работе нескольких насосов для исключения их взаимного влияния друг на друга. Или в фильтрационных установках, чтобы избежать смешивания загрязненной и очищенной жидкости. «Классический» пример задачи, решаемой с помощью обратной арматуры, — не допустить попадания жидкости из трубопровода обратно в насос в случае отключения электродвигателей при открытых задвижках. Следствием отсутствия обратной арматуры или неполадок в ее работе могут стать серьезные поломки и даже аварии насосной установки.

Обратную арматуру желательно устанавливать на нагнетательных линиях компрессоров и центробежных насосов между нагнетателем и запорной арматурой с целью формирования «цепочки» — «запорная арматура — обратный клапан-насос».

Обратная арматура: по названию и по существу

Слово «обратная» входит в состав названия одного из комбинированных видов трубопроводной арматуры — запорно-обратной, сочетающей, как и следует из него, функции запорной и обратной арматуры. Но для некоторых видов комбинированной трубопроводной арматуры, также выполняющих функции запорной и обратной арматуры, прилагательное «обратная» в названиях не используют. Это — невозвратно-запорная и невозвратно-управляемая арматура. Они обе обеспечивают закрытие и ограничение хода запирающего элемента, а невозвратно-управляемая — еще и его открытие.

Специальное наименование может присваиваться обратной арматуре в зависимости от ее назначения и области применения. Например, обратная арматура, установленная перед насосом на конце трубопровода, называется «приемная арматура».

Об обратной арматуре как термине и определении

В целом ряде учебных пособий, справочников, руководств и стандартов (например, «Стандарт ЦКБА 011-2004. Арматура трубопроводная. Термины и определения») используется термин «защитная арматура». (АО «НПФ «ЦКБА» — это сокращенное название компании «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения»). Стандарт ЦКБА 011-2004 определяет защитную арматуру как предназначенную «для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока».

Очевидно, что обратная арматура попадает под это определение, но полностью его не исчерпывает, поскольку оно описывает более широкий спектр функциональных возможностей трубопроводной арматуры, чем те, которыми обладает обратная. В этом определении говорится об арматуре, реагирующей на изменение таких параметров рабочей среды, как давление, температура, скорость потока. Исходя из этого, есть все основания считать защитной отсечную арматуру, т. е. запорную арматуру с минимальным временем срабатывания. Впору здесь вспомнить и о предохранительной арматуре. Найти смысловые различия между прилагательными «предохранительная» и «защитная» очень трудно, поскольку они являются синонимами. И действительно, если иметь в виду такой параметр рабочей среды как давление, задачи предохранительной и защитной арматуры во многом совпадают. Различаются методы их решения. Предохранительная арматура справляется с ними радикально — сбросом избытка рабочей среды. Защитная арматура всего лишь отключает один из элементов трубопроводной системы.

В ныне действующем межгосударственном стандарте «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения», введенном в действие Приказом Росстандарта от 26.11.2014 № 1902-ст, термин «защитная арматура» отсутствует вовсе. Кстати, и в утвержденном еще в июне 1981 г. «ГОСТ 24856-81. Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения» о защитной арматуре не сказано ни слова, а обратной арматуре определение дано. Причем в самом что ни на есть современном звучании. Но в расположившемся между ними в хронологическом списке нормативных документов, регулирующих термины и определения трубопроводной арматуры, «ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения», защитная арматура среди видов арматуры представлена и определяется «один в один» как в уже упомянутом выше стандарте ЦКБА. Причем называть защитную арматуру отключающей в нем не рекомендуется. В пришедшем ему на смену ГОСТ 24856-2014 отключающая арматура «легализована» в качестве арматуры, предназначенной «для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной величины скорости ее течения за счет изменения перепада давления на чувствительном элементе, либо в случае изменения заданной величины давления».

(Для справки: ГОСТ 24856-81 действовал с 1981 года. С первого января 2008 года на территории РФ он утратил силу и на смену ему пришел ГОСТ Р 52720-2007. Но с 01.04.2015 ГОСТ Р 52720-2007 отменен, и действует ГОСТ 24856-2014).

Обратная трубопроводная арматура: обратный клапан и обратный затвор

Существует несколько разновидностей обратной арматуры. Обратная арматура, конструктивно выполненная в виде клапана, носит название «обратный клапан», а в виде затвора дискового — «обратный затвор». Соответственно, обратный клапан, размещенный на конце трубопровода перед насосом, называется «приемный клапан».

В зависимости от направления возвратно-поступательного движения, совершаемого запирающим элементом, различают подъемный обратный клапан — в нем оно происходит перпендикулярно направлению движения рабочей среды, и осесимметричный обратный клапан — здесь запирающий элемент движется соосно с патрубками корпуса.

В виде клапанов или затворов могут быть конструктивно выполнены упомянутые выше невозвратно-запорная и невозвратно-управляемая арматура. Обратный клапан относится к арматуре этих видов, если укомплектован ручным или пневмо-, гидро-, электроприводом для фиксации запирающего элемента в положениях «закрыто» и «открыто». В конструкциях невозвратно-запорных клапанов и их приводов должна быть предусмотрена блокировка одновременной работы привода и его ручного дублера. Обратный затвор, диск которого состоит из двух половинок, прижимаемых к седлу пружинами, носит название «обратный двустворчатый затвор».

Обратные затворы и обратные клапаны должны быть одинаково чувствительны — минимальное значение перепада давления начала их открытия должно составлять не более 0,03 Мпа.

Обратный клапан

Обратный клапан, срабатывание которого происходит только от воздействия рабочей среды, представляет собой арматуру прямого действия. Обратные клапаны могут изготавливаться с различными типами присоединения к трубопроводу: фланцевым, муфтовым, под приварку, штуцерным.

Наиболее распространенным вариантом затвора обратных клапанов является конструкция, в которой подвижным элементом является золотник, а неподвижным — седло. В положении «закрыто» золотник под действием собственного веса прижимается к седлу. Давление потока в «правильном» направлении заставляет его подняться над седлом, освободив проход для рабочей среды, а при снижении давления опять-таки под действием собственного веса «упасть» на прежнее место, в положение «закрыто». Обратный, т. е. «неправильный» для клапана поток лишь сильнее прижмет золотник к седлу и будет вынужден остановить свое движение перед этим непроходимым препятствием. Иногда силу тяжести дополняют силой упругости пружины, прижимающей золотник к седлу.

Применяются (как правило, на трубопроводах малого диаметра) обратные шаровые клапаны, в которых подвижным элементом затвора является шар и поршневые обратные клапаны.

Есть все основания говорить о достаточно близком конструктивно-технологическом родстве обратных и запорных клапанов.

Обратный затвор

До вступления в действие ГОСТ 24856-81 обратные затворы носили название «клапаны обратные поворотные». Как и обратные клапаны, обратные затворы — арматура прямого действия. Их эксплуатируют в широком диапазоне значений величин условного прохода, условного давления и температуры рабочей среды (по меньшей мере от 15 до 2000 и более миллиметров, до 25 МПа и до 600 OC, соответственно). Условный проход диаметром 2 м вовсе не предел — в аэродинамических трубах исследовательских центров он может достигать шести и более метров.

Благодаря особенностям конструкции обратные затворы лучше, чем обратные клапаны, приспособлены для систем, в которых циркулирует загрязненная рабочая среда. (Клапан обратный — это арматура, обладающая чрезвычайно высокой герметичностью, но которую при наличии в рабочей среде твердых включений может заклинить). Обратные затворы обладают целым рядом других преимуществ, среди которых можно выделить компактные размеры, малую строительную длину, небольшой вес, простоту и вместе с тем эффективность конструкции, герметичность, длительный срок эксплуатации.

«Длительный срок» в данном случае — не просто дежурные слова. При соответствующей регламенту периодичности замены элементов уплотнения дисковые затворы от ведущих производителей способны служить по несколько десятилетий. Для увеличения коррозионной устойчивости используют пластиковую и резиновую футеровку диска.

Производители предлагают заказчикам обратные затворы с уплотнением, выполненным из различных марок резины и полимерных материалов, что позволяет подобрать оптимальный вариант для конкретного технологического процесса.

Обратные затворы с корпусом, изготовленным из легированной стали, можно применять для работы с химически активными средами, включая сточные воды, нефть, составы, используемые в химической промышленности. Помимо стали для изготовления обратных затворов используют чугун, титан, сплавы цветных металлов — латунь, бронзу.

При величине диаметра запирающего элемента (диска) более 400-500 мм в обратном затворе возможны негативные последствия от его удара о неподвижную часть затвора. Их сводят на нет, используя специальные демпфирующие устройства.

Применение обратной арматуры

Обратную арматуру широко применяют в сетях и системах тепло- и водоснабжения. Ее обязательно устанавливают в котельных и тепловых пунктах.

Обязательно включение обратной арматуры в состав гидравлических и пневматических систем — неотъемлемой части почти любого промышленного оборудования. Например, обратным клапаном должны быть оборудованы гидродомкраты, чтобы гарантировать остановку или хотя бы гладкое опускание штока в случае повреждения подводящих или отводящих рабочую жидкость трубопроводов. Очевидно, какое значение имеет обратный клапан, установленный в механизированной горной крепи, от надежной работы которой зависят жизни работающих под ее укрытием шахтеров.

В огромных количествах используется обратная арматура в нефтегазодобывающей промышленности. В т.ч. и в фонтанной арматуре, которой оборудуют устья нефтяных и газовых фонтанных скважин. Обратный клапан устанавливают на нагнетательной линии у устья скважины в случае закачки туда газа, пара, химических агентов с целью увеличения отдачи нефтяных и газовых пластов и производительности скважин. Обратный клапан фонтанной арматуры помогает поддерживать требуемый перепад давления между линиями трубопроводов и предотвращать переток извлекаемых из земных недр нефти и газа в обратном направлении. Основные запорные элементы таких клапанов изготавливают из коррозионностойкой стали. Как опрессовать обратный клапан на фонтанной арматуре (другими словами — проверить его избыточным давлением), установлено в «ГОСТ Р 51365-2009 Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для бурения и добычи. Оборудование устья скважины и фонтанное устьевое оборудование. Общие технические требования». В этом нормативном документе указаны периодичность (один раз в шесть месяцев) и методика проведения испытаний. Обратными клапанами должны быть укомплектованы линии глушения, подсоединяемые к фонтанной арматуре для глушения скважин.

В том, сколь важное место в современных технологиях принадлежит обратной арматуре, легко убедиться, буквально едва прикоснувшись к одному из многочисленных сегментов нормативно-технической документации. Например, Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности. Только внутри этой категории об обратной арматуре говорится во множестве документов: «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», «Правила безопасности при получении, транспортировании, использовании расплавов черных и цветных металлов и сплавов на основе этих расплавов», «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», «Правила безопасности химически опасных производственных объектов». Список этот можно продолжать и продолжать. Но даже приведенного перечня достаточно, чтобы понять, какое по настоящему универсальное, касающееся огромного числа областей деятельности значение имеет вид трубопроводной арматуры под названием «обратная арматура».

Трубопроводная арматура

• Трубопроводная арматура. Классификация ─ виды, типы, разновидности
• Трубопроводная арматура как универсальный способ решения широкого круга задач
• Задвижки
• Запорная арматура
• Распределительно-смесительная арматура
• Шланговые задвижки
• Регулирующая арматура
• Обратная арматура
• Предохранительная арматура
• Разделительная (фазоразделительная) арматура
• Клапаны регулирующие
• Клапаны
• Предохранительные клапаны
• Отключающая арматура
• Приводы трубопроводной арматуры
• Разновидности арматуры по присоединению к трубопроводу
• Фланец и фланцевое соединение в трубопроводной арматуре
• Арматура под приварку
• Дисковые затворы
• Пневматический привод трубопроводной арматуры
• Трубопроводная арматура с электроприводом
• Шиберные задвижки
• Электромагнитный привод трубопроводной арматуры
• Клиновые задвижки
• Параллельные задвижки
• Краны в трубопроводной арматуре
• Шаровой кран
• Трубопроводная арматура: наименования, обозначения, кодировки
• Материалы для изготовления трубопроводной арматуры
• Стальная арматура
• Чугунная арматура
• Алюминиевая арматура
• Материалы уплотнений трубопроводной арматуры
• Сильфонная арматура
• Типы запорной арматуры
• Разновидности трубопроводной арматуры
• Сальниковая арматура
• Сальниковая набивка
• Прокладки в трубопроводной арматуре
• Материалы для изготовления прокладок
• Эмалированная арматура
• Мембранная арматура

Различные типы клапанов, используемых в трубопроводах — полное руководство по трубопроводным клапанам

Чтобы спроектировать и провести водопровод, системы отопления, вентиляции и прочие инженерные коммуникации, необходимо правильно подобрать запорно-регулирующую арматуру. Она предназначена для регулировки, открытия и прекращения подачи рабочей жидкости или газа.

Существует много видов клапанов, выполняющих различные функции:

• запирания;
• предохранительная;
• отсечки;
• регулировки;
• смешивания;
• предотвращения обратного потока.

Они отличаются принципом действия, диаметром, способом установки и другими особенностями, которые нужно учитывать при проектировании инженерных систем.

Основные детали

Устройство регулирующего клапана
Устройство регулирующих клапанов включает: корпус, крышку (головку), седло, затвор (заслонка) и шток (шпиндель) с маховиком. Иногда маховик может быть заменен на автоматическое приспособление. Все составляющие объединены посредством корпуса. Рабочая материя подается вовнутрь устройства через корпус. Шпиндель, находящийся в головке (здесь же расположен уплотняющий сальник), заставляет затвор передвигаться, в результате чего открывается или закрывается отверстие, имеющееся в седле. Рабочий состав, поступая сквозь него, выходит с другой стороны. Поток может быть прямым или заворачивать.

Тип подключения

По видам подключения к трубам сетей регулирующие клапаны бывают:

1. сварными;
2. фланцевыми;
3. штуцерными
4. муфтовыми;
5. цапковыми.

Сварная арматура (под приварку) выпускается только в стальном корпусе. Данный тип присоединения является самым надежным, но имеет высокую цену исполнения, ограничен в ремонтопригодности. Используется в промышленных сетях.

Читайте также: Руководство по ремонту Волга 31105 2004-2009

Фланцевые изделия нашли самое широкое применение во всех крупных магистралях с различной средой.

В бытовых коммуникациях регулирующую арматуру подключают через резьбовые соединения на муфтах.

Материалы для производства

Чугунный клапан
Для изготовления таких конструкций используют материалы, которые соответствуют необходимым требованиям, выставляемым для определенного вида труб и рабочих составов.

Клапан может быть изготовлен с использованием следующих материалов:

• чугуна для ковки или литейного (серого);
• нержавеющей или углеродистой стали;
• бронзы;
• инконеля, монеля и других металлов, в основу которых входит никель.

Материалы, которые годятся для такого производства, отличаются по цене, и степени стойкости к температурным перепадам и образованию ржавчины.

Из серого чугуна, например, в большинстве случаев изготавливают низкопробные приспособления. Бронза, ввиду своей высокой стойкости к коррозии, применяется для работы с коррозионно-активными материалами. Углеродистую сталь, как наиболее прочный из перечисленных металлов, используют там, где поддерживается высокое давление. Жаропрочный хромомолибденовый материал используют на производствах, где температура воздуха может подниматься до 600°С.

Клапаны, состоящие из вышеперечисленных металлов, применяются для оснащения городских гидросистем. Элементы, вмонтированные во внутрь конструкции, могут быть изготовлены из тех же сплавов, что и корпус, а могут состоять из пластмассовых (чаще всего используются в гравитационных моделях) и резиносодержащих материалов.

Для уплотнения и улучшения герметизации седла, штока клапана и затвора, в большинстве случаев используют графит, хлопок, резину или тефлон (все зависит от разновидности и температуры содержимого труб, а также от условий, в которых используется прибор).

Назначение и сферы применения

Необходимость в регулировании потока возникает при контроле за технологическими процессами различной степени сложности, обеспечении стабильности протекания переходных режимов.

Оба представителя регулирующей техники используются в газовых, промышленных и коммунальных трубопроводах, трубах канализации, на таких сложных объектах, как АЭС и ТЭЦ.

Конструкции подобного типа широко применяются в бытовых системах водоснабжения и отопления.

Разновидности клапанов

Затворный клапан
*

Конструкцию с линейным перемещением затвора или шибер (задвижка) часто применяется для трубопроводов. Такой промышленный клапан называется затворным. Он может быть полностью закрыт или открыт. Открытый дает возможность потоку материи проходить по трубопроводу почти беспрепятственно.

Вентильный механизм, если сравнить его с шибером, значительно затрудняет продвижение состава по трубам. Перепады давления, происходящие на вентиле, применяются для урегулирования расхода материи или давления внутри трубопровода.

Вентильный механизм снабжен вращающимся шпинделем. Когда вращается маховик, шпиндель передвигается относительно резьбы головки. В результате происходит подъем или опускание затвора.

Игольчатый клапан

Читайте также: Как отремонтировать гидрокомпенсаторы самому

Игольчатое устройство невелико. По форме рабочая область штока игольчатого устройства напоминает конус, позволяющий без рывков регулировать расход рабочей материи.

Устройство мембранного типа

Клапан мембранного типа выглядит как вентиль, на шпинделе которого (между корпусом и головкой) расположена гибкая мембрана. Под воздействием штока мембрана, перемещаясь, либо регулирует текущее положение механизма, либо полностью его перекрывает. Подвижные составляющие такого механизма не взаимодействуют с потоком жидкости, потому мембрана не нуждается в замене затвора или уплотнительных материалов. Предназначение мембранных устройств — взаимодействовать с жидкостями, содержащими твердые частицы или являющимся носителями агрессивной среды.

Применение обратного клапана

Назначение обратного механизма — предотвратить возвратное продвижение жидкости внутри трубопровода. Известно о существовании двух основных видов обратных клапанов. Они могут быть откидными и подъемными. Первые снабжены шарнирной заслонкой, закрепленной над седлом. Под воздействием потока, идущего со стороны отверстия, заслонка открывается, а жидкость беспрепятственно проникает через клапан. Если поток изменит направление движения, заслонка опустится и закроет отверстие, плотно прижавшись к седлу под давлением жидкости. Подъемная створка функционирует по аналогичному принципу, перемещаясь в вертикально расположенном направляющем цилиндре. Когда поток изменит направление, заслонка опустится и плотно прижмется к седлу.

Тарельчатый механизм

Тарельчатыми называют односедельные клапаны, открывающиеся посредством «кулачков» и рычажков, а закрывающиеся благодаря действию пружин. Автомобилисты используют такие устройства для подачи топлива и воздуха в цилиндры и двигатель автомобиля, а также для выброса использованных газов. Описанный тарельчатый механизм установлен в некоторых видах паровых машин и в паровых турбинах как приспособление для регулирования подачи пара.

Устройство с сильфоном

Сильфонный клапан имеет гофрированную конструкция из металлических материалов. Такое изделие сохраняет прочность и герметичность при неоднократных сжатиях, растяжениях, изгибах. Применяется в трубопроводной арматуре как герметизирующий, силовой элемент.

Применение импульсных устройств

Для защиты от механического разрушения трубопроводов слишком высоким давлением используются импульсные клапаны. Путем автоматического выпуска проходящей среды из систем они понижают силу увеличившегося давления.

Редукционный механизм

Читайте также: Регулировка пускового устройства карбюратора 2108, 21081, 21083 Солекс

Назначение редукционного устройства — понижать давление внутри трубопровода. Величина проходного отверстия варьируется автоматически. Внутри он оснащен перемещающимся штоком и специальным приспособлением, посредством которого может быть изменено положение относительно седла.

Регулирующее приспособление в большинстве случаев изготавливают в виде профилированной детали. В простых моделях урегулированное давление оказывает действие на мембрану, которая закреплена на штоке. При помощи пружины или грузка давление уравновешивается, а его сила изменяется, когда меняется натяжение пружины во время перемещения груза на рычаге. Мембрана, как правило, находится под воздействием давления потока, идущего над или под клапаном. В силовых приводах, в большинстве случаев, нет необходимости.

Четырехходовой клапан

Там, где необходимо регулирование теплоносителя, применяются устройства четырехходового типа. Добиться нужной температуры в системе можно лишь одним способом – смешиванием горячей и холодной среды, получая на выходе нужный результат. Успешное выполнение такого процесса и обеспечивает четырехходовой клапан.

Виды и конструкции

В зависимости от функций по изменению направления потока, рассматриваемые нами устройства, бывают:

• проходными, не меняющими направление среды; проходные клапаны выставляются на участках трубопроводов без изгибов;
• угловыми, смещающими среду на прямой угол;
• смесительными, смешивающие два вида потоков с разными состояниями в один.

По своим конструктивным особенностям регулирующие затворы бывают:

• седельного;
• клеточного;
• мембранного;
• золотникового видов.

Клапаны, оснащенные поворотным затвором

Дроссельный механизм
Изделия дроссельного типа нужны для регулировки или перекрывания доступа к газу, жидким или двухфазным потокам. Тонкая заслонка внешне напоминает две сложенные вместе глубокие тарелки. В проходном отверстии дроссельного устройства может находиться уплотняющая прослойка из мягкого материала. Шпиндель перемещается относительно заслонки. При закрытии заслонка препятствует прохождению потока, принимая перпендикулярное положение и плотно примыкая к мягкому прокладочному материалу, расположенному внутри корпуса. Когда дроссельный клапан открыт, значит, заслонка расположена параллельно потоку.

Устройство шаровой конструкции

Регулирующая деталь шарового клапана похожа на шар со сквозным отверстием. Под воздействием шпинделя он может вращаться с амплитудой 90°С. Когда механизм открыт, это значит, что внешние концы сквозного отверстия на шаре совпали с отверстиями на седлах. Когда он находится в закрытом состоянии – отверстия в шаре не совпадают с отверстиями в седлах, а седла перекрыты, потому что плотно примыкают к поверхности.

Регулирующий механизм чем-то напоминает редукционный. Он снабжен специальным приводом (как правило – электрическим или пневматическим), сопряженным с автоматическим регулятором. Касаемо характеристики блока управления регулирующего клапана, то можно отметить, что по сути, он является устройством для измерения расхода жидкости, температуры или давления с последующим сравнением уровня этих величин с требуемыми. Из блока управления поступает команда, повинуясь которой, рабочий орган принимает нужное положение. Перемещение элемента внутри клапана непрямого действия может носить поступательный или вращательный характер. По конструкции регулирующий механизм может быть вентильного или дроссельного типа.

Посредством регулирующих клапанов можно контролировать расход вещества и уровень давления, поэтому механизм практически не бывает полностью открытым или закрытым. Так как он служит для дросселирования потока (процесса, для которого характерно понижение давления). Материал, из которого изготовлено регулирующее устройство, должен отличаться высокой стойкостью к эрозии. Понижение давление иногда заканчивается кавитацией (если речь идет о жидких веществах) и шумами (если речь идет о потоках пара или газа). Современные регулирующие клапаны обладают повышенной стойкостью к кавитации и шумам, что делает их пригодными для работы в самых неблагоприятных условиях.

Управление и технические характеристики

На смену ручному в настоящее время пришли современные способы управления регулировочной арматурой, основанные на применении различного типа приводов, комбинации датчиков, улавливающих малейшие изменения в состоянии трубопроводного содержимого.

Согласно назначению и условиям использования, применяются следующие типы управления:

• гидравлические;
• электрические;
• электромагнитные.
• пневматические.

Как и у клапанов других видов, основными техническими параметрами регулировочного клапана являются:

• пропускная способность в Kv;
• диаметр DN;
• номинал условного давления;
• рабочая температура.

Указанные характеристики можно узнать из технической документации, прикладываемой производителями к изделию.

Особенности, присущие этому виду регулировочной арматуры – быстрая реакция на перемены характеристик среды, надежная герметичность.

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Устанавливают аппарат в соответствии с инструкцией по эксплуатации, которую необходимо прочитать перед монтажом.

Прибор осматривают, удаляют посторонние частицы, мусор.

При монтаже соблюдают направление установки в соответствии со стрелкой на корпусе аппарата.

Во время эксплуатации устройство необходимо раз в полугодие осматривать на предмет общего состояния, проверять крепежные элементы.

Необходимые инструменты и материалы

Для работы понадобятся инструменты для проведения крепежных операций и материал в зависимости от типа устройства.

Схема подключения

Схема монтажа трехходового регулирующего клапана:

Читайте также: Как очистить систему охлаждения двигателя сывороткой

Ход работ

Определяют место установки на трубопроводе. Оно должно быть доступным для дальнейшего обслуживания аппарата.

Если производится фланцевое соединение, особое внимание обратить на недопустимость перекосов и натягов.

Проверяют правильное положение корпуса прибора по отношении к направлению потока.

После монтажа устройство проверяют на предмет герметичности соединений.

Осуществляют пробный пуск клапана с приводом, проверяют работу исполнительного механизма.

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!

Разновидности обратных клапанов для трубопроводов

Продукт перемещается между агрегатами установки по трубопроводной сети.
На молокозаводе также имеются проводящие системы и для других сред — воды, пара, моющих растворов, хладагента и сжатого воздуха. Обязательно также присутствие системы удаления сточных вод. Все эти системы в принципиальном плане друг от друга не отличаются. Разница лишь в материалах, из которых они изготовлены, в конструкции деталей и в размерах труб.

Все контактирующие с продуктом детали изготовлены из нержавеющей стали. В других системах использованы различные материалы — например, чугун, сталь, медь, алюминий. Для изготовления водопроводных и воздуховодных линий применяются также пластики, а для дренажных и сточных трубопроводов — керамика.

В данном разделе речь пойдет только о продуктовых трубопроводах и его деталях. О трубопроводах вспомогательного назначения рассказывается в разделе, посвященном подсобному оборудованию.

В систему трубопровода для продукта входят следующие виды арматуры: • Прямые трубы, колена, тройники, переходники и муфты

• Специальная арматура — смотровые стекла, приборные колена и т.д.

Читайте также: Электричество автономное в частном доме своими руками

• Клапаны для остановки и изменения направления потока

• Клапаны управления давлением и расходом

• Кронштейны для труб.

Согласно требованиям гигиены, все детали, соприкасающиеся с продуктом, изготавливаются из нержавеющей стали. Используются две основные марки: AISI 304 и AISI 316. Последняя часто называется кислотоупорной сталью. Им соответствуют (хотя и не полностью) следующие марки шведской стали:

США	AISI 304	AISI 316	AISI 316L
Швеция	SIS 2333	SIS 2343	SIS 2359

Рис.1 Некоторые виды арматуры, которые ввариваются в трубопроводы. 1 Тройники 2 Переходники 3 Колена

Сфера применения и сроки эксплуатации

Защита, осуществляемая с помощью обратного клапана, используется во всех видах трубопроводов, насосов, емкостей, в которых возможно возникновение высокого внутреннего давления. Функциональное преимущество, которое ценится в данном виде аппаратуры — это предотвращение утечки содержимого трубопровода при выходе из строя на любом участке.

Обратные клапаны используются в системах, где прокачивается вода, газ, нефтяные или химические продукты. Долговечность определяется тем, что аппаратура изготавливается из нержавеющих материалов, что исключает разрушение от коррозии.

Соединения

Неразъемные соединения свариваются (рис.1). Там. где требуется расстыковка, соединение обычно выполняется в виде резьбового штуцера, на который надевается прокладочное кольцо и навинчивается контргайка, или в виде штуцера с прокладочным кольцом и хомутом (рис.2).

Наличие штуцера позволяет производить расстыковку, не потревожив другие детали трубопровода. Поэтому данный вид арматуры используется для соединения элементов технологического оборудования, приборов и проч., что рано или поздно приходится снимать для очистки, ремонта или замены.

У разных стран — разные стандарты на штуцеры. В числе этих стандартов — SMS (Шведский стандарт на молочное оборудование), который также признан на международном уровне, DIN (Германия), BS (Англия), IDF/ISO* и ISO Clamps (широко применяемый в США).

Выпускаются колена, тройники и подобная им арматура, допускающая установку с помощью сварки и имеющая места под сварку. В последнем случае арматура может быть заказана с гайкой или внутренней частью соединения, или со стяжным соединителем.

Вся арматура должна быть надежно уплотнена, чтобы исключить утечки жидкости из системы или засасывания в нее воздуха, что приведет к возникновению проблем в осуществлении технологического процесса ниже по потоку.

Специальная арматура

Смотровые стекла монтируются в линию в тех местах, где необходима визуальная проверка наличия продукта.

Читайте также: Напольный котел без дымохода. Напольные бездымоходные газовые котлы: общее представление, характеристики и особенности выбора. Эффективность работы газовых турбированных котлов

Колена со штуцерами под приборы используются для установки термометров и манометров. Датчик должен быть установлен навстречу потоку, чтобы обеспечить максимально точные показания. Специальные утолщения предназначены для врезки вентилей для отбора проб. Приборные штуцеры могут быть также снабжены специальными бобышками для приваривания непосредственно к трубе во время монтажа.

Рис.4 Пробка для отбора пробы на микробиологический анализ.

Пробоотборник

Такие приспособления должны быть установлены в стратегических точках технологической линии для отбора образцов продукции на анализ. Для проведения контроля качества, например, для определения жирности молока или уровня кислотности (pH) в кисломолочных продуктах образцы можно отбирать с помощью пробоотборника, показанного на рис.3.

При определении санитарного состояния производственной линии практикуемый способ отбора проб должен полностью исключить риск внесения в трубу какого-либо загрязнения из внешней среды. С этой целью используется заборная пробка (см. рис.4). На дне этой пробки имеется резиновая заглушка. Сначала извлекается пробка, и все ее детали, которые могли бы внести в образец какое-либо загрязнение, тщательно дезинфицируются (обычно с помощью тампона, смоченного в растворе, содержащем хлор, непосредственно перед отбором образца). После этого в продукт сквозь резиновую заглушку вводится игла медицинского шприца и с ее помощью отбирается образец.

Образцы асептических продуктов (прошедших термообработку при столь высоких температурах, что они стали практически стерильными) всегда отбираются через асептический заборный клапан для предотвращения повторной инфекции.

Клапаны. Системы клапанов

В трубопроводной сети существует много стыков, через которые продукт перетекает из одной линии в другую, но которые иногда должны перекрываться с тем, чтобы два потока различных жидкостей могли перемещаться по этим двум линиям, не смешиваясь друг с другом.

Когда линии изолированы друг от друга, любая утечка должна идти на слив, при этом следует исключить любую возможность попадания одной жидкости в другую.

Это общая проблема, возникающая при проектировании молочных предприятий. Молочные продукты и моющие растворы подаются по разным трубопроводам и не должны соприкасаться. На рис.5 показаны четыре возможных решения этой задачи.

Рис.5 Системы противосмесительных клапанов, используемые в пищевой промышленности. 1 Поворотное колено для ручного переключения потока на другой канал 2 Ту же функцию могут выполнить три отсечных клапана 3 Один отсечной и один переключающий клапаны могут выполнить ту же работу 4 Одного противосмесительного клапана достаточно для запирания и переключения потока

Виды клапанов для трубопроводов

tatiana_z Оборудование 10.01.2019

Применяемые в трубопроводных системах клапаны представляют собой механические устройства, которые в зависимости от своих конструктивных особенностей смешивают, распределяют, изменяет интенсивность потока рабочей среды.

Функционал определяется траекторией движения затворного элемента, который, перемещаясь, позволяет регулировать работу трубопровода. При этом деталь может иметь, как плоскую, так и конусную форму, а также двигаться возвратно-поступательно или по дуговой траектории.

Клапаны для трубопроводов

Выполнение тех или иных функций чаще всего используется в качестве основного классификационного признака трубопроводных клапанов, которые могут быть следующих видов:

• запорные;
• смесительные;
• предохранительные;
• регулирующие;
• обратные подъемные;
• обратные поворотные.

Запорные клапаны отличаются тем, что могут полностью перекрыть поток рабочей среды при перемещении затвора. Движение этой детали в смесительном клапане обеспечивает смешивание нескольких потоков рабочей среды.

Читайте также: Автономная газификация частного дома

В свою очередь, трубопроводные клапаны предохранительного типа выполняют защитную функцию. Как правило, ее исполнение основано на параметрах давления рабочей среды. При его превышении до критических значений клапан открывается и находится в этом положении до тех пор, пока давление не приходит в норму. Чаще всего переход от открытого к закрытому положению осуществляется пружиной, сила упругости которой приводит в движение затворный элемент в зависимости от величины давления рабочей среды.

Еще более сложной конструкцией отличаются регулирующие клапаны. Их затворный элемент может приводиться в движение в зависимости от целого ряда параметров рабочей среды, начиная от давления и заканчивая его температурой и составом. При помощи регулирующих клапанов обеспечивается определенный режим работы трубопроводной системы. Большой выбор регулирующих клапанов представлен на сайте Евростеп.

Обратные подъемные клапаны являются запорной трубопроводной арматурой, которая используется для регулирования обратного потока рабочей среды, вплоть до его полной остановки. Переход затвора в открытое или закрытое положение зависит от величины давления внутри трубопровода. При этом он двигается перпендикулярно направлению потока рабочей среды. Такие клапаны применяются для защиты трубопроводной системы.

Трубопроводные клапаны обратного поворотного типа отличаются траекторией движения затворного элемента. Он поворачивается вокруг оси, расположенной выше центра его седла. Существует два типа таких устройств – обычный и безударный. Обычные обратные клапаны поворотного типа отличаются тем, что удары при их срабатывании не оказывают серьезного влияния на работу, как самого клапана, так и всей трубопроводной системы. В свою очередь, устройства безударного типа обеспечивают плавное движение затворного элемента, которое осуществляется за счет гидравлических или механических демпферов. Их наличие существенно ограничивает варианты установки клапана – только в горизонтальном положении.

всего , сегодня 3

Седельные клапаны

На корпусе клапана имеется седло для закрывающего затвора на конце штока. Шток, который приводится коленчатым рычагом или пневматическим механизмом, поднимает затвор с седла и опускает его обратно (см рис.6).

Рис.6 Ручной отсечной клапан с седлом и пневматический клапан переключения с седлом. Исполнительные механизмы отсечного и переключающего клапанов взаимозаменяемы.

Седельный клапан с седлом выпускается также в переключающем исполнении.

У такого клапана от трех до пяти отверстий. При опущенном затворе жидкость течет от впускного отверстия 2 к выпускному 1, а когда затвор поднят к верхнему седлу, поток направляется через выпускное отверстие 3, как это показано на рис.7.

Рис.7 Отсечной и переключающий клапаны с различным положением сердечника и соответствующие обозначения на технологической карте.

У этой разновидности клапана может быть до пяти отверстий. Их количество определяется технологическими требованиями.

Существует целый ряд вариантов приводов с дистанционным управлением. Например, клапан может быть открыт с помощью сжатого воздуха, а закрыт пружиной, или наоборот. Он также может и открываться, и закрываться сжатым воздухом (см. рис.8).

Рис.8 Примеры пневматических приводов. 1 Клапан открывается пружиной, а закрывается сжатым воздухом 2 Клапан закрывается пружиной, а открывается сжатым воздухом

Выпускаются также приводы для промежуточного положения затвора и для двухступенчатого открытия и закрытия.

Устройство управления клапаном (рис.9) часто устанавливается в виде блока на привод клапана. В этот блок входят датчики положения клапана, направляющие информацию в главную систему управления. В воздухопровод к приводу клапана или в блок управления встраивается соленоидный клапан. Электрический сигнал приводит в действие соленоидный клапан и позволяет сжатому воздуху поступить в привод. Это вызывает открытие или закрытие клапана в соответствии с требованиями. При подаче сжатый воздух проходит сквозь фильтр, освобождаясь от масла и других загрязнений, которые могут помешать исправной работе клапана. Когда выключается соленоидный клапан, подача воздуха прекращается, при этом воздух удаляется из клапана на продуктовой трубе, через выпускное отверстие в соленоидном клапане.

Рис.9 Индикатор положения затвора клапана установлен на приводе.

Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная. ГОСТ 2.785-70

ГОСТ 2.785-70. ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ. АРМАТУРА ТРУБОПРОВОДНАЯ

Unified system for design documentation. Graphic designations. Pipeline accessories

Дата введения 1971-01-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 6 апреля 1970 г . № 451

ВЗАМЕН ГОСТ 11628-65 в части трубопроводной арматуры и ГОСТ 3463-46 в части трубопроводной арматуры

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 1998 г .

1. Настоящий стандарт устанавливает условные графические обозначения трубопроводной арматуры в схемах и чертежах всех отраслей промышленности и строительства. Стандарт не распространяется на гидравлические и пневматические приводы и изделия основного производства авиационной техники. 2. Размеры обозначений стандартом не устанавливаются. 3. Обозначения арматуры в зависимости от типа соединения и вида управления выполняют на основе комбинирования обозначений настоящего стандарта и обозначений, установленных соответствующими стандартами Единой системы конструкторской документации.

Наименование	Обозначение
ОБОЗНАЧЕНИЕ АРМАТУРЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
1. Вентиль (клапан) запорный:
а) проходной
б) угловой
2. Вентиль (клапан) трехходовой
3. Вентиль, клапан регулирующий:
а) проходной
б) угловой
4. Клапан обратный (клапан невозвратный):
а) проходной
б) угловой
Примечание: Движение рабочей среды через клапан должно быть направлено от белого треугольника к черному
5. Клапан предохранительный:
а) проходной
б) угловой
6. Клапан дроссельный
7. Клапан редукционный
Примечание. Вершина треугольника должна быть направлена в сторону повышенного давления
8. Клапан воздушный автоматический (вантуз)
9. Задвижка
10. Затвор поворотный
11. Кран:
а) проходной
б) угловой
12. Кран трехходовой:
а) общее обозначение
б) с Т-образной пробкой
в) с L-образной пробкой
13. Кран четырехходовой
14. Кран концевой:
Полное	Упрощенное
а) общее обозначение
б) водоразборный
в) самозапорный для умывальника
г) туалетный для умывальника
д) банный
е) писсуарный
ж) смывной контактного действия
з) лабораторный
и) пожарный (клапан пожарный):
для присоединения одного шланга
для присоединения двух шлангов
к) поливочный
15. Кран двойной регулировки
Примечание. Упрощенное обозначение допускается применять только в документации для строительства
16. Смеситель:
а) общее назначение
б) с поворотным изливом
в) с душевой сеткой
г) с самозапорным краном для умывальника
д) медицинский локтевой
ОБОЗНАЧЕНИЯ АРМАТУРЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В ДОКУМЕНТАЦИИ ДЛЯ СУДОСТРОЕНИЯ
17. Клапан невозвратно-запорный:
а) проходной
б) угловой
Примечание. Движение рабочей среды через клапан должно быть направлено от белого треугольника к черному
18. Клапан невозвратно-управляемый
19. Клапан самозапорный
20. Клапан запорный быстродействующий:
а) на открытие
б) на закрытие
21. Клапан пусковой
22. Клапан двухседельный
23. Клапан к манометру
24. Клапан предохранительный сигнальный
25. Захлопка:
а) без принудительного закрытия
б) с принудительным закрытием
26. Задвижка перепускная (для наливных судов)
27. Клапан промывочный
28. Коробка трехклапанная:
а) запорная
б) невозвратно-запорная
в) невозвратно-управляемая
Примечание. Количество квадратов в обозначении должно соответствовать количеству клапанов в коробке
Примечание. Наименования, заключенные в скобки, соответствуют терминологии, принятой в судостроительной промышленности.

Шиберные заслонки

Шиберная заслонка (на рис.10) — отсечной клапан. Для работы в режиме переключения нужно использовать два клапана.

Читайте также: Теплогенераторы на твердом топливе AC-Burners (Италия)

Шиберные заслонки часто используются при работе с продуктами, восприимчивыми к механическим воздействиям, — йогуртом и другими кисломолочными продуктами, так как гидравлическое сопротивление клапана мало, и, следовательно, перепад давлений на клапане и турбулентность незначительны. Такие клапаны очень хороши для работы с продуктами, обладающими высокой вязкостью, и, являясь проходной арматурой, они могут быть установлены на прямых участках трубы.

Клапан этого типа обычно состоит из двух идентичных створок, между которыми установлено уплотнительное кольцо. В центре клапана находится обтекаемый диск. Обычно он опирается на втулки, чтобы не позволить штоку задевать корпус клапана.

Когда диск находится в открытом положении, клапан оказывает потоку очень маленькое сопротивление. В закрытом положении диск уплотняется резиновым кольцом.

Рис.10 Шиберная заслонка с ручным управлением в открытом (слева) и закрытом (справа) положении.

Принцип действия обратного клапана

Прежде всего следует отметить, что обратные клапаны устанавливаются не «на всякий случай», а только при необходимости, если другого технического решения нет. Это обусловлено тем, что элементы часто обладают немалым гидравлическим сопротивлением в зависимости от конструкции. Это вносит некоторые ограничения при использовании обратных клапанов для отопления с естественной циркуляцией. Причина – слишком малое давление теплоносителя в системе.

Исключением являются гравитационные клапаны с поворотной заслонкой, некоторые их модели способны открывать путь теплоносителю при минимальном давлении 0.001 Бар.

Невзирая на различия в конструкции, большинство изделий снабжается одной ключевой деталью – пружиной. Она является исполнительным механизмом, закрывающим затвор при изменении нормальных условий, в этом и заключается принцип работы обратного клапана. Усилие, затрачиваемое на преодоление упругости пружины, определяет величину гидравлического сопротивления механизма. Для схем с различными рабочими параметрами подбираются изделия, имеющие соответственную упругость и массивность пружины.

На что же воздействует пружина? Ее задача – удерживать запирающее устройство закрытым, это его нормальное состояние. Тогда поток жидкости, протекающий с одной стороны, может преодолеть силу упругости пружины, открыть препятствие и уйти дальше по трубе. Попытка потока изменить направление и течь в другую сторону ни к чему не приведет – запорное устройство захлопнется, опираясь на прилив в корпусе. В этом месте имеется уплотнительный элемент, делающий обратный клапан в системе отопления полностью герметичным.

Запорная арматура, предназначенная для работы в отопительных схемах, выполняется из таких материалов:

• серый чугун;
• сталь;
• латунь;
• нержавеющая сталь.

Автоматическое управление

Для автоматического управления шиберной заслонкой применяется воздушный привод (рис.11). Возможны следующие режимы работы:

• Закрытие пружиной/открытие воздухом (в нейтральном положении клапан закрыт)

• Открытие пружиной/закрытие воздухом (в нейтральном положении клапан открыт)

• Открытие и закрытие воздухом.

Диск легко поворачивается до соприкосновения с уплотнительным кольцом. Далее требуется большее усилие, чтобы поджать резину. Обычный привод пружинного типа производит максимальное усилие в начале хода, когда необходимо минимальное приложение силы,

а в конце хода, когда усилие должно быть больше, он как раз ослабевает. Поэтому предпочтительнее использовать приводы, которые обеспечивают необходимое усилие в каждый момент работы.

Другая разновидность шиберной заслонки — клапан фланцевого типа (см. рис.12).

По сути он аналогичен уже описанному типу шиберной заслонки, а отличается тем, что он закреплен между двумя фланцами, приваренными к трубопроводу. Функционирует он так же, как обычная шиберная заслонка. Во время работы он привинчен к фланцам. При техобслуживании винты ослабляют, и клапан без труда извлекается для проведения работ.

Рис.11 Принцип действия воздушного привода шиберной заслонки.

Рис.13 Двухседельный клапан с затором с уравновешенным затвором и встроенным подвижным седлом. 1 Привод 2 Верхний канал 3 Верхний затвор 4 Дренажная камера 5 Полая ось, соединяющая с атмосферой 6 Нижний канал 7 Нижний затвор с балансиром

Противосмесительные клапаны

Клапаны этого типа (рис.13) могут быть с одним или двумя седлами, но здесь мы будем говорить о варианте с двумя седлами (рис.13) как более характерном для этой разновидности клапанов.

Двухседельный клапан имеет два независимых седла с дренажной камерой между ними. Эта камера должна сообщаться с атмосферой для обеспечения полной гарантий от смешивания потоков — в случае нарушения герметичности одного из седел. Когда двухседельный клапан получает команду на срабатывание, камера между его верхним и нижним корпусами закрыта, затем клапан открывается, соединяя верхний и нижний трубопроводы. При закрытии клапана сначала верхний затвор клапана отсекает подачу жидкости из верхнего трубопровода, а затем дренажная камера сообщается с атмосферой. Это не приводит к сколько-нибудь значительным потерям продукта во время работы.

Важно, чтобы во избежание открытия клапана и последующего смешивания жидкостей в результате гидроудара — нижний затвор был гидравлически уравновешен.

Во время мойки открывается один из затворов клапана или внешняя линия безразборной мойки подсоединяется к дренажной камере. Некоторые клапаны могут присоединяться к внешнему источнику для мойки тех частей затвора, которые были в контакте с продуктом.

Односедельный несмешивающий клапан имеет одно или два седла, но для одного и того же затвора. Пространство между двумя сердечниками сообщается с атмосферой. До начала срабатывания данного клапана эта дренажная камера закрыта маленькими запорными клапанами. Когда возникает необходимость промывки, внешняя линия безразборной мойки подсоединяется к дренажной камере через указанные клапаны.

Рис.14 Три типа несмешивающих клапанов. 1 Двухседельный клапан с мойкой подвижного седла 2 Двухседельный клапан с внешней мойкой 3 Односедельный клапан с внешней мойкой

Принцип работы обратного клапана

Довольно простой функционал этого механического устройства построен по принципу отпора. Водный поток с высоким давлением давит на пружину, установленную в сердцевине латунного корпуса. Эта пружина сжимается, передавая отпорную силу на металлическую пластину. В результате открывается проход жидкости через клапан. Когда давление водного потока уменьшается, пластина закрывается, а пружина выравнивается, при этом полностью предотвращает движение воды (воздушного или газового) потока, а также обеспечивает надежную защиту от протеканий и загрязнений рабочей среды.

Еще одной полезной функцией клапана обратного типа является постоянный контроль перемещения воды по системе. Благодаря установленному обратному клапану с весьма простой и надежной конструкцией, вода не может «разорвать» трубу, изменив направление потока. Также, клапан делает работу автоматических установок подачи воды более безопасной для использования в частном доме. Обслуживание клапана не требует специальных навыков – установленное устройство функционирует в автономном режиме и редко выходит из строя.

При установке такого дорогостоящего оборудования, как электрический насос или гидроаккумулятор, всегда следует позаботиться о монтаже в системе трубопровода клапана обратного типа. Надежный и качественный клапан от проверенного производителя позволит всегда сохранять стабильное давление водного потока в пределах нормы, а также поддерживать оптимальное количество воды в трубопроводе.

Обратные связи и управление клапанами

Индикация положения

На клапане могут быть установлены различные типы приборов, показывающих его положение (см. рис.15), в зависимости от системы управления всем комплексом. Сюда входят микровыключатели, индуктивные бесконтактные выключатели, датчики Холла. Эти выключатели посылают ответные сигналы в систему управления.

Когда на клапанах установлены только выключатели, необходимо для каждого клапана иметь соответствующий ему соленоидный клапан в настенном шкафу соленоидных клапанов. При получении сигнала соленоидный клапан направляет сжатый воздух на клапан, установленный на трубопроводе, а когда сигнал прерывается, соленоидный клапан прекращает подачу воздуха.

В такой системе (1) к каждому клапану подведен индивидуальный электрический кабель и собственный воздушный шланг.

Комбинированный блок (2) обычно монтируется на приводе клапана. В него входят те же датчики положения, что и вышеупомянутые, а соленоидный клапан установлен вместе с датчиками. Это означает, что один воздушный шланг может снабжать воздухом несколько клапанов, но каждый клапан по-прежнему нуждается в отдельном кабеле.

Рис.15 Системы индикации положения клапана. 1 Только датчики 2 Комбинированный блок на приводе клапана 3 Система индикации и управления

Типы клапанов

Главная | Статьи о трубопроводной арматуре | Типы клапанов, какие клапаны бывают?

Клапаны разных типов являются одним из самых востребованных элементов трубопроводов. Их предназначение состоит в том, что бы перекрывать поток газа или жидкости в трубопроводе, регулировать его силу и направлять. В процессе эксплуатации они испытывают постоянные нагрузки, и поэтому подвержены повышенному износу.

Различают несколько типов клапанов, в зависимости от предназначения и устройства.

1. Запорные клапана или вентили. Основное их применение состоит в том, чтобы глухо перекрывать поток в трубопроводе. Как правило, для этого требуется небольшое усилие при повороте затвора. Качественный клапан будет плотно закрываться, исключая даже мельчайшие щели, для полной герметизации.

2. Обратный клапан поворотного типа. Задача его состоит в том, чтобы перекрывать трубопровод в случае падения давления, во избежание образования обратного потока. Затвор в таких клапанах поворачивается вокруг оси, которая смещена от центра. В зависимости от строения различают две модификации — простые и безударные клапана. В первых ось вращения выведена из трубопровода, а во втором — пересекает его.

3. Обратный клапан подъемного типа. Затвор автоматически выдвигается перпендикулярно направлению движения потока в трубопроводе. Применяются так же специальные приёмные клапана, устанавливаемые в начале трубопровода. Они зачастую оборудованы специальной сеточкой для фильтрации.

Читайте также: Гарантия: в Вашем доме станет намного теплее благодаря котлам отопления Бакси

4. Предохранительный клапан — важный элемент любого трубопровода высокого давления. Он срабатывает в случае повышения внутреннего давления выше критической отметки. После сброса давления возвращается в закрытое состояние. Наиболее широкое распространение получили клапаны с пружинным механизмом. Пружина подбирается в зависимости от требуемого максимального давления. Это позволяет изготавливать клапаны для широкого диапазона рабочих давлений, применяя пружины разной упругости.

5. Регулирующие клапана. Являются сложным элементом, состоящим из электронной и механической частей. Электронная часть отслеживает различные параметры в трубопроводе — температуру, давление, плотность. На основании полученных данных изменяется положение задвижки. Такие клапана применяются в механизмах, где требуется создание конкретных условий для протекания технологического процесса.

6. Смесительные клапана. Применяются для смешивания потоков из нескольких трубопроводов. Таким образом регулируется температура жидкостей или происходит приготовление необходимых смесей.

Полный контроль

Он осуществляется с помощью блока датчиков положения, показанного на рис.9, который специально создан для компьютерного управления. В этот блок входят индикатор положения, соленоидный клапан и электронное устройство, которое способно управлять работой до 120 клапанов с помощью только одного кабеля и одного воздушного шланга (п. 3 на рис.15). Этот блок может централизованно программироваться, причем стоимость его установки невысока.

Некоторые системы могут, кроме того, не получая внешних сигналов, открывать клапаны для промывки седел. Они также могут подсчитывать количество срабатываний клапана.

Эта информация может быть использована при планировании сервисных работ.

Регулирующие клапаны

У отсечных и переключающих клапанов все просто — они или

открыты, или закрыты. У регулирующего клапана диаметр отверстия может изменяться постепенно. Такой клапан предназначен для точного управления потоком и давления в различных точках системы.

Редукционный клапан (на рис.17) поддерживает в системе необходимое давление. Если оно снижается, пружина прижимает клапан к седлу. Как только давление повышается до определенного уровня, давление на затвор клапана пересиливает пружину, и клапан открывается. Регулировкой натяжения пружины можно добиться открывания клапана при определенном гидравлическом давлении.

Ручной регулирующий клапан (рис.18) имеет шток с затвором особой формы.

При повороте регулировочной ручки затвор смещается вверх или вниз, уменьшая или увеличивая проход и, следовательно, скорость потока или давление. На клапане нанесена шкала с делениями.

Рис.19 Клапан с пневматической регулировкой расхода.

Рис.20 Клапан постоянного давления.

Рис.21 Принцип действия клапана постоянного давления при регулировании давления перед клапаном. 1 Равновесие между воздухом и продуктом 2 Давление продукта снижается, клапан закрывается, и давление продукта снова вырастет, поднимаясь до заданного уровня 3 Давление продукта нарастает, клапан открывается, и давление продукта опускается до заданного уровня

Рис.22 Клапан постоянного давления с подкачивающим насосом для регулирования давления продукта, которое превышает действующее давление сжатого воздуха

Пневматический регулирующий клапан (рис.19) функционирует аналогично описанному выше. Конструкция узла клапан-седло также аналогична ручному клапану. По мере опускания затвора в направлении седла канал для прохождения потока постепенно сужается.

Клапан этого типа предназначен для автоматической регулировки давления, потока и уровня во время технологического процесса. В производственную линию вмонтирован датчик, непрерывно сообщающий значения измеряемого параметра управляющему устройству, которое вносит необходимые коррективы в положение затвора, чтобы поддерживалось заданное значение.

Клапан постоянного давления — один из наиболее часто используемых (рис.20). Сжатый воздух подается через редукционный клапан в пространство над диафрагмой. Давление воздуха изменяется редукционным клапаном до тех пор, пока манометр давления продукта не покажет необходимое значение. После этого заданное давление продукта поддерживается постоянным независимо от изменения рабочих условий. Принцип действия клапана постоянного давления показан на рис.21.

Клапан мгновенно реагирует на изменение давления продукта. Пониженное давление продукта приводит к повышению усилия на диафрагму со стороны давления воздуха, которое

остается постоянным. Затем затвор клапана перемещается вниз вместе с диафрагмой, расход ограничивается, а давление продукта повышается до заданного уровня.

Возросшее давление продукта приводит к тому, что оказываемое им воздействие на диафрагму превосходит давление сжатого воздуха сверху. В этом случае затвор отжимается вверх, увеличивая диаметр канала, по которому проходит продукт. Расход будет нарастать, пока давление продукта не снизится до заданного уровня.

Этот клапан выпускается в двух вариантах — для поддержания постоянного давления перед клапаном или после него. Клапаном невозможно регулировать давление продукта, если имеющееся давление воздуха ниже необходимого давления продукта. В таких случаях над клапаном может быть установлен подкачивающий насос, и тогда клапан может работать при давлениях продукта, вдвое превышающих действующее давление сжатого воздуха.

Клапаны, обеспечивающие постоянное давление перед входом, часто устанавливают после сепараторов и пастеризаторов. А те, что поддерживают постоянное давление на выходе, применяются в линиях перед упаковочными машинами.

Разновидности регулирующей клапанов

В зависимости от конструкции регулирующих органов, арматура разделяется на:

Седельный клапан, в свою очередь, может иметь 1 либо 2 седла. Односедельная арматура имеет одно пропускное отверстия, такие конструкции устанавливаются на трубопроводы малых диаметров (до 150 мм). 2-ух седельный клапан имеет преимущество в плане уравновешенного плунжера, он может эксплуатироваться в системах с давлением до 6.5 МПа и диаметром до 300 мм. Запорный плунжер может выполняться в стержневой, тарельчатой либо игольчатой конфигурации.

Схема конструкции клеточного клапана

В арматуре клеточного типа затвор имеет форму полого цилиндра, перемещающегося внутри отверстия – клетки, которая одновременно выступает в качестве направляющего устройства и пропускного узла. Сам цилиндр обладает радиальной перфорацией, за счет которой выполняется регулировка давления в трубопроводе. Особенности конструкции клеточной арматуры обеспечивают минимальный уровень шума и вибрации при работе клапана.

В отличие от седельных и клеточных клапанов, которые могут комплектоваться ручным приводом, мембранная арматура выпускается исключительно с пневматическими либо гидро-приводами. Затвором в ней служит эластичная резиновая мембрана (реже – мембрана из фторопласта). Привод может быть вынесенным либо встроенным.

Поскольку гибкость мембраны может ставать причиной погрешностей в регулировке давления, клапан комплектуется дополнительным узлом – позиционером, контролирующим пространственное положение соединяющего мембрану с приводом штока. К преимуществам мембранных конструкций относится устойчивость резинового затвора к химически агрессивным средам и коррозии, что позволяет использовать такую арматуру на трубопроводах химической промышленности и транспортирующих нефтепродукты линиях.

Конструкция мембранного клапана

Золотниковый клапан регулирует уровень давления рабочей среды за счет поворота затвора (золотника) на определенный угол, что приводит к частичному открытию либо закрытию пропускного отверстия. По принципу действия такая арматура схожа с обычными шаровыми кранами, чаще всего она применяется в энергетической промышленности.

Преимуществом золотниковой арматуры является необходимость прикладывания минимальных усилий при управлении клапаном, поскольку давление жидкости в пропускном отверстии практически не оказывает сопротивление на перемещение запорного элемента. Однако такие конструкции не способы обеспечить полную герметичность отсечения рабочей среды при закрытии седла, поэтому они практически не применяются на трубопроводах с высоким давлением.

Маркировка

Технические требования к регулирующей арматуре приведены в нормативном документе ГОСТ №12893 “Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные”. Согласно положениям ГОСТа, все клапаны имеют унифицированную маркировку типа 21ч10нж, в которой:

• 21 – тип арматуры (регуляторы давления имеют числовую номенклатуру 21 и 19);
• ч – материал изготовления корпуса (ч – чугун, с – углеродистая сталь, б – латунь либо бронза, тн – титан, п – пластик);
• 10 – тип привода (в данном случае – механический, 6 – пневматический, 7 – гидравлический);
• нж – материал изготовления уплотнительных поверхностей, нержавейка.

Основным отечественным производителей клапанов является компания “Авангард” (Старооскольский арматурный завод). Среди зарубежных компаний отметим фирмы Dafnoss (Дания), Bugatti (Италия) и FAR (Италия).

Слово «клапан» пришло в русский язык из немецкого языка не так давно ─ в XVIII веке. В нем Klappe означает крышка. И действительно, словно крышка клапан способен открывать и закрывать проход для чего-либо.

Клапаны окружают человека повсюду. Они ─ часть его самого. Регулирующие движение крови сердечные клапаны есть у всех живых существ, в груди которых бьется сердце.

Клапаны закрывают карманы пиджаков, пальто, сумок. Клапаны используются в типографии (клапан обложки книги). Они не чужды искусству ─ с помощью клапанов духовых инструментов выдыхаемый из легких воздух превращается в звуки музыки.

Клапаны широко применяются в технике: клапан двигателя, клапан насоса, клапан компрессора. Каждому автолюбителю известно, что такое регулировка клапанов или замена клапанов. И, наконец,

Клапанные системы

Чтобы уменьшить до минимума число тупиковых выходов и получить возможность распределять продукт между различными участками молочного завода, клапаны группируются в блоки. С помощью клапанов также изолируют отдельные линии, чтобы одну линию можно было промыть, пока по другим линиям циркулирует продукт.

Между потоками продукта и моющих растворов, так же как и между потоками разных продуктов, всегда должно быть открытое дренажное отверстие

Рис.23 Гребенка клапанов, обслуживающая танки. Клапаны на резервуарной площадке расположены таким образом, что поступающие в резервуары и уходящие из них потоки продукта и моющих растворов не пересекаются

Кронштейны для труб

Трубопроводы прокладывают на высоте двух-трех метров над уровнем пола молочного завода. Все узлы и детали трубопровода должны быть легко доступны для проверки и обслуживания. Трубопроводы должны быть слегка наклонены (1:200 1:1000) для обеспечения самодренажа. На всем протяжении трубопроводов не должно быть никаких «мешков», чтобы там не скапливался продукт или моющий раствор.

Трубы должны быть надежно закреплены. С другой стороны, крепление труб не должно быть слишком жестким, исключающим всякое их смещение. При высоких температурах продукта или моющего раствора трубы претерпевают значительное расширение. Возникающие удлинение и крутящие нагрузки в изгибах и в оборудовании должны определенным образом компенсироваться. Это обстоятельство, а также тот факт, что различные узлы и детали в большой степени утяжеляют систему трубопроводов, требуют большой точности расчетов и высокого профессионализма от проектировщиков.

Рис.24 Пример стандартных опор для труб.

Определение клапанов

Клапан
– это устройство, являющееся одним из элементов трубопроводной арматуры, предназначенное для открытия, закрытия и регулирования потока рабочей среды. Рабочая среда может быть жидкой (вода, жидкие металлы и прочее), газообразной (воздух, азот, кислород и прочее) и в других состояниях.

Рассмотрим несколько видов клапанов по принципу работы:

• запорные;
• смесительные;
• предохранительные;
• регулирующие;
• обратные клапаны;
• отсечные.

Источник https://armatek.ru/spravochnaya-informatsiya/truboprovodnaya-armatura/obratnaya-armatura/

Источник https://vmyatynnet.ru/remont-i-servis/klapanov.html

Источник https://aniko-gas.ru/kotly/klapan-dlya.html