Из-за разнообразия типов систем, жидкостей и сред, в которых работает запорная арматура, был разработан широкий спектр устройств. Примерами общих типов являются шаровой кран, дроссельный, шаровой, мембранный, редукционный клапана, задвижка.
Каждый тип механизма спроектирован для удовлетворения конкретных потребностей. Некоторая запорная арматура способна дросселировать поток, другая — только перекрыть, третья — хорошо работает в коррозионных системах, а есть которые обрабатывают жидкости под высоким давлением.
Каждый вид запорной арматуры имеет некоторые неотъемлемые преимущества и недостатки. Понимание этих различий и то, как устройства влияют на применение или элементы системы, необходимо для успешной работы объекта.
Особенности
Хотя вся запорная арматура имеет одни и те же базовые компоненты и функцию управления потоком в некотором роде, метод управления жидкостью может сильно различаться. В общем, существует 4 основных способа управления напором жидкости через запорное устройство:
- перемещением диска (некоторые типы обратных клапанов).
- сдвигом плоской, цилиндрической или сферической поверхности через отверстие (затворы и заглушки).
- поворотом диска или эллипса вокруг вала, проходящего поперек диаметра отверстия (поворотные затворы, шаровые краны).
- перемещением гибкого материала в проточный канал (мембранные клапаны).
Каждый метод регулирования имеет характерные особенности, которые делают запорную арматуру лучшим выбором для конкретного применения.
Функция цикла запорной арматуры заключается в следующем:
- Обеспечить управление переменным потоком и постоянным давлением, превосходящим систему.
- Заменить резервуары высокого давления.
- Обеспечить минимальный расход, необходимый для охлаждения насоса или двигателя.
- Организовать минимальный поток, чтобы пополнить резервуар под давлением, когда это необходимо.
- Устранить волны колебания переходного давления и водяной удар, разрывы стоп-линии.
При выборе запорной арматуры для остановки цикла подачи энергии должно быть известно:
- требуемое давление в системе
- требуемый расход
- максимальное выходное давление насоса.
Запорная арматура по типам
Из-за различных условий, системных жидкостей и системных условий, в которых поток должен контролироваться, было разработано большое количество конструкций запорной арматуры. Основное понимание различий между различными типами запорных механизмов и то, как эти различия влияют на работу системы, поможет обеспечить правильное применение каждого типа клапана во время проектирования и грамотное использование во время работы.
Шаровые краны
Запорная арматура обеспечивает очень хорошие возможности отключения. Простой поворот на четверть оборота (90 °) полностью открывает или закрывает клапан. Эта характеристика минимизирует время работы устройства и уменьшает вероятность утечки из-за износа уплотнения сальника.
Шаровые краны можно разделить на две категории:
- небольшие шаровые – запорная задвижка меньше диаметра трубопровода
- фланцевые — отверстие устройства имеет тот же размер, что и труба.
Шаровые фланцевые краны с полным отверстием часто устанавливаются, поскольку они минимизируют падение давления на клапане.
Шаровые краны обычно рекомендуются только для использования в абсолютно открытом или закрытом положении. Они не подходят для управления потока, будучи частично открытыми, поскольку шаровые клапаны используют кольцевое мягкое седло. При использовании в частично открытом положении давление наносится только на часть седла, что может вызвать деформирование.
Если седло деформируется, его герметизирующие свойства ухудшаются, и в результате запорная арматура будет течь.
Преимущества. Шаровой клапан, как правило, является наименее дорогостоящим при любой конфигурации и имеет низкие эксплуатационные расходы. В дополнение к быстрой операции включения, Шаровые механизмы компактны, не требуют смазывающих веществ и обеспечивают плотное уплотнение с низким крутящим моментом.
Недостатки. Обычные шаровые краны имеют относительно низкие параметры дросселирования. В положении подачи жидкости частично открытое седло быстро разрушается из-за подачи потока с высокой скоростью.
Задвижки дисковые
В запорной арматуре поток регулируется через элемент дискового типа, удерживаемый на месте в центре клапана стержнем. Подобно шаровым кранам, время работы задвижки короток, потому что запорная задвижка просто поворачивается на четверть оборота (90 °), чтобы открыть или закрыть проход.
Дисковые затворы отличаются простой конструкцией, легкостью в весе и компактным дизайном. Их размерность часто чрезвычайно мала, что делает перепад давления на запорной заслонке намного меньше, чем шаровые механизмы. Материалы, используемые для запорного элемента и уплотнения, могут ограничивать их применение при более высоких температурах или в определенных типах жидкостей. Запорная арматура часто используются для передачи воды и воздуха и в системах с большими диаметрами труб.
Клапаны шаровые
Запорная арматура подходит для использования в самых разных областях: от контроля расхода до открытия/закрытия.
В этом типе устройства регулирование расхода определяется не размером отверстия в седле механизма, а подъемным элементом плунжера (расстояние от плунжера до седла). Одной из особенностей запорной задвижки является то, что даже если используется в частично открытом положении, существует меньше риска повреждения седла или плунжера жидкостью, чем при использовании других типов запорной арматуры. Среди доступных различных конфигураций шаровые клапаны особенно хорошо подходят для контроля расхода.
Другие моменты, которые следует учитывать в отношении шаровых клапанов, заключаются в том, что перепад давления на запорной арматуре больше, чем у многих других типов устройств, поскольку канал имеет S-образную форму.
Время работы механизма также больше, потому что шток должен быть повернут несколько раз, чтобы открыть и закрыть запорный элемент, и это может в конечном итоге вызвать утечку уплотнения сальника. Кроме того, следует проявлять осторожность, чтобы не слишком сильно поворачивать вал, потому что есть вероятность, что это может повредить посадочную поверхность.
Задвижки
Задвижка — запорная арматура, которая чаще всего используется в промышленных трубопроводах. Значительная особенность задвижки меньше препятствует течению, с меньшей турбулентностью и очень небольшим перепадом давления. Когда клапан широко открыт, клин полностью выровнен из водного пути, обеспечивая прямое пространство потока через механизм. В задвижках запорная заслонка представляет собой металлический затвор. В полностью открытых условиях площадь потока равна площади трубы и, следовательно, наблюдается незначительный перепад давления на клапане.
Запорная задвижка должна использоваться, когда нужно избегать падения давления. Кроме того, устройства никогда не должны применяться для дросселирования, только в полностью открытых или закрытых положениях. Если он находится в промежуточном или частично открытом положении, нижняя часть клина и седла будут сильно разрушены за короткое время. Кроме того, клин будет стремиться болтать и вызывать шум в линии.
Задвижка может использоваться для широкого круга жидкостей и обеспечивает герметичное уплотнение при закрытии. Основными недостатками использования запорной арматуры являются:
- не подходит для дросселирования.
- подвергается вибрации в частично открытом состоянии.
- более подвержен износу седла и диска, чем шаровой механизм.
- ремонт, такой как притирка и шлифовка, обычно сложнее выполнить.
Вентили
Запорная арматура представляет собой клапан вращения, используемый для остановки или запуска потока жидкости. Корпус обрабатывается для получения конической или цилиндрической вилки. Диск представляет собой сплошную пробку с просверленным проходом под прямым углом к продольной оси вилки.
В открытом состоянии проход в вилке соединяется с входным и выходным отверстиями корпуса. Когда вилка повернута на 90 ° от открытого положения, прочная часть вилки блокирует порты и останавливает поток жидкости.
Запорная арматура доступна либо со смазкой, либо без, а также с различными стилями отверстий через вилку, с несколькими вариантами разъемов.
Диафрагменные клапаны
Запорная арматура использует метод «защемления», чтобы остановить поток с помощью гибкой диафрагмы. Одним из основных преимуществ использования является то, что компоненты устройства могут быть изолированы от технологической жидкости. Подобным образом эта конструкция помогает предотвратить утечку жидкости без использования сальникового уплотнения. Регулярное техническое обслуживание необходимо, если запорная арматура используется на регулярной основе. Эти типы механизмов обычно не подходят для жидкостей с очень высокой температурой.
Редукционные клапаны
Запорная задвижка автоматически уменьшают давление подачи до заданного параметра. Основными частями запорной арматуры являются:
- клапан с восходящим расположением, который имеет поршень поверх штока
- вспомогательный (или контролирующий) механизм сверху
- диафрагму
- регулировочную пружину
- винт.
Редукционный механизм управляется высоким давлением на входе и регулировочным винтом сверху узла конструкции. Давление помогает главной пружине, удерживая запорный элемент закрытым, нажав вверх на диск. Тем не менее, некоторое высокое давление подается на вспомогательный клапан сверху, который руководит допуском высокого давления к поршню. Поршень имеет большую площадь поверхности, чем диск, что приводит к уменьшению силы вниз, чтобы открыть механизм.
Игольчатые клапаны
Запорная арматура используется для обеспечения относительно точной регулировки количества потока газа или жидкости. Отличительной особенностью является длинная коническая игольчатая точка на конце штока. Этот стержень срабатывает как диск. Более длинная часть иглы меньше, чем отверстие в седле, и перемещается через проем корпуса до места. Такое расположение позволяет постепенно увеличивать/уменьшать размер отверстия. Запорная игольчатая задвижка часто используются в качестве составных частей других, более сложных запорных элементов.
Применение: у большинства регуляторов давления есть игольчатые клапаны, чтобы минимизировать влияние колебаний давления нагнетания насоса. Запорная арматура также используются в некоторых компонентах автоматических систем контроля горения, где требуется очень точное регулирование потока.
Обратные клапаны
Запорная арматура предназначена для предотвращения изменения потока в системе трубопроводов. Эти клапаны активируются текучим материалом в водопроводе. Давление жидкости, проходящей через сеть, поднимает запорный механизм, в то время как любое изменение напора закрывает устройство. Закрытие осуществляется весом контрольного механизма, противодавлением, пружиной или комбинацией этих устройств.
Предохранительный клапан
Запорная арматура, которая предотвращает повреждение оборудования, предотвращая случайное избыточное давление жидкостных систем. Основное отличие — это степень открытия при заданном давлении.
Клапан сброса постепенно открывается, когда входное давление увеличивается выше заданного значения. Предохранительный клапан открывается только по мере необходимости, чтобы облегчить условие избыточного давления. После того, как будет достигнута настройка давления, запорная заслонка полностью автоматически открывается. Предохранительный прибор останется открытым до тех пор, пока давление не упадет ниже параметра для сброса.
Предохранительные задвижки обычно применяются для несжимаемых жидкостей, таких как вода или масло. Запорная арматура отличается наличием внешнего рычага в верхней части корпуса.
