Какие бывают клапана

Типы клапанов

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.

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.

Клапан

В трубопроводах и узлах различного предназначения обязательно используются клапаны, прикрывающие отверстие. Они регулируют объем проходящей через них жидкости, а также контролируют давление. Рассмотрим далее конструкцию, принцип их работы, разновидности.

Что такое клапан

По своей сути это механический инструмент, применяемый в качестве запорных клапанов. Он нужен для точного контроля, а также открывания и закрывания проходящих потоков рабочих субстратов (сред, жидкостей, газов, паров и пр.). Для этого меняется проходное сечение в самом клапане вплоть до полного перекрытия отверстия в корпусе.

Само же понятие слова клапан трактуется как вид крышки или крышечки, призванной открывать или же закрывать (полностью или частично) соответствующие отверстия в сооружении из труб.

В этой статье мы рассмотрим существующие виды клапанов элементы, которые используются в инженерных сетях, коммуникациях, паровом котле, а также в некоторых агрегатах, машинах и узлах.

Назначение

Основная цель клапана регулировка и направление рабочих сред. Он применяется при смешивании различных субстратов, отличающихся, например, температурой, химическим составом, структурой носителя.

Клапан относится к категории запорно-регулирующей специальных механизмов, блокирующих или пропускающих через себя газ, пар, жидкость. Это во многом отражает его назначение и суть применения в различных, коммуникациях и сооружениях из труб.

Фактически назначение запорной арматуры это создание временного, но надежного препятствия внутри трубы. Оно временное, поскольку в определенный момент нужно пропустить всю или часть жидкости, это может быть вода, пар. Полная блокировка не нужна. В этом случае было бы не избежать жесткого сплошного закрывания отверстия.

Но за счет того, что клапан можно открывать и закрывать, а в случае с определенными видами клапанов еще и регулировать размер сечения диаметра (внутреннего отверстия) трубы, контролировать объемы протекающей рабочей среды.

Клапан является неотъемлемой частью трубопроводной системы и других коммуникаций. Причем в тех, где протекают самые разные рабочие составы и среды.

Запорные виды клапанов: назначение и их устройство

Такие инженерные клапаны подходят как для промышленного, так и бытового применения многими компаниями. Их главное назначение полностью перекрывать проходящие потоки рабочих сред. В основном это вода, топливо, масло, природный газ и так далее.

Если на участке коммуникаций или трубах возникает аварийная ситуация, то есть происходит возгорание, повреждение трубопровода, с помощью клапана удается изолировать проблемную зону. Тем самым можно избежать ухудшения ситуации, и локально заняться ремонтом.

Такой клапан устанавливается на различные магистральные, бытовые линии водоснабжения и газоснабжения, а также активно участвует в работе отопления.

За счет своих свойств, характеристик и возможностей, запорные клапаны успешно применяются в самых разных отраслях:

• жилищно-коммунальное хозяйство;
• газовая сфера;
• нефтепромышленность;
• химическая промышленность;
• металлургия и пр.

Существуют также и регулирующие клапаны. Они отличаются своими возможностями, имеют собственную классификацию и характеристики.

Конструкция клапанов и их принцип действия

Конструкция такого клапана может отличаться рабочим механизмом, а также характером фиксации с трубами. Принцип работы большинства таких клапанов основан на возможности изменения их пропускной способности. Менять диаметр отверстия можно не только вручную, но и в автоматическом режиме, не требующем участия человека. Регулирование потока рабочей среды производится в затворном узле.

При выборе компонентов нужно принимать во внимание следующие критерии:

• пропускную рабочую способность;
• показатели допустимого при эксплуатации натиска;
• расчетный диаметр прохода при установке в трубопровод;
• предельную эксплуатационную наружную температуру;
• температуру протекающего рабочего состава через клапан;
• конструкцию корпуса;
• особенности привода.

ВАЖНО: опытные инженеры нашей компании помогут грамотно подобрать оборудование, рассчитанное на конкретные инженерные коммуникации с соблюдением всех рабочих параметров.

Виды клапанов

• Обратныйклапан. Способен пропускать протекающую среду только в одном, заранее заданном направлении. При этом, исключая ее движение в противоположную или другую сторону. Целевое использование подобного органа защита дорогостоящего оборудования, задействованного в структурах с повышенным внутренним давлением.
• Запорный. Задача этого механизма полное перекрытие потока. Может использоваться только в двух положениях, за счет чего не подходит в качестве регулирующего клапана, смешивающего различные по своему составу субстраты.
• Предохранительный клапан. Этот клапан монтируется в узел в качестве профилактической защиты внутренней оболочки. Предотвращает повышенное давление, которое может приводить к выходу из строя технологического оборудования в паровом котле. Регулировка задаваемых параметров происходит путем частичного сброса избыточного воздействия на карман или шов в месте расположения данного предохранителя.
• Перепускной клапан. Перепускной клапан регулирует и поддерживает требуемое давление внутри технологического оснащения. Происходит такой процесс за счет отведения излишков через предусмотренное конструкцией ответвление трубы, закрывающей это отверстие.
• Регулирующий. Этот клапан монтируют для точной позиции заданного давления или расхода протекающим по трубам жидких смесей.
• Смесительный клапан. Тип арматуры применяется там, где необходимо смешение рабочих сред.
• Отсечной клапан. Такой клапан незаменим там, где требуется моментальное отключение части оснащения, как при аварийных ситуациях, так и из-за технических особенностей.
• Электромагнитный. Или соленоидный вариант клапана применяется для регулирования и закрытия для быстрого дистанционного управления субстратом в любом трубопроводном оснащении.

Как работает устройство запорного клапана

Его работа основана на том, что вход в трубу полностью перекрывается с помощью золотника, который максимально плотно прилегает к седлу. Золотник устанавливается на штоке, с использованием шарнирного соединения.

Когда маховик вращается, шток совершает поступательно направленное движение, что приводит в движение сам золотник.

Запорные элементы могут иметь 2 положения:

• Крайнее нижнее. То есть отверстие закрывается полностью. Проходное сечение перекрывается.
• Крайнее верхнее. Это открытое положение. Рабочая среда свободно проходит через клапан.

При этом ось штока имеет наклонное (косое) или перпендикулярное (прямое) положение относительно оси самого трубопроводного оборудования, что напрямую зависит от конструктивных особенностей используемого клапана.

ВНИМАНИЕ! Наша компания предупреждает: у «косых» вентилей пропускная способность больше, чем у «прямых». Наши контакты на сайте.

ВАЖНО! Все закрывающие элементы не дают возможности для движения рабочей среды. Они имеют только 2 крайних положения. Это открытое и полностью закрытое.

Конструкции регулирующих клапанов

• Одно- и двухседельные. Подвижная рабочая деталь клапана это плунжер. Он бывает нескольких видов: игольчатым, стержневым, а также тарельчатым. Плунжер смещается перпендикулярно относительно оси движения субстрата через клапанное седло. При этом меняются показатели проходного сечения.
• Клеточные клапаны. Затвор у клапана это полный цилиндр. Он перемещается внутри так называемой клетки. В клетке предусмотрена перфорация (радиальные отверстия), используемые для расхода рабочей жидкости.
• Мембранные. Основная особенность вынесенные или же встроенные рабочие мембранные приводы. Могут работать за счет пневматических или гидравлических приводов. Мембрана изготавливается из разных материалов. Это резина, высококачественный полиэтилен или же фторопласт. Часто применяют дополнительные элементы позиционеры. Они позволяют контролировать положение рабочего штока.
• Золотниковые клапаны. В золотниковых элементах контроль расхода происходит за счет выполнения поворота установленного внутри золотника на требуемый в конкретной ситуации угол. Чаще всего их можно встретить в отрасли энергетики. Такой клапан еще называют регулирующий кран.

Принцип работы

• Сальниковые клапаны. Герметичность между крышкой и рабочей подвижной частью в сальниковом клапане обеспечивается за счет камеры, внутри которой помещен уплотнитель. Если в клапане диаметр проходного отверстия до 50 мм, тогда уплотнение зачастую поджимается с помощью нажимной втулки, для больших диаметров применяют анкерные болты с гайками. Сальниковые клапаны создают условия абсолютной герметичности и не пропускают воздух.
• Сильфонные клапаны. Уплотнение подвижных деталей в клапане относительно окружающей среды осуществляется с помощью соответствующего сильфонного узла. Его главный конструктивный элемент сильфон. Это гофрированная деталь трубка, выполненная из металла. Ее соединение с деталями происходит с помощью качественной пайки или методом горячей сварки, что называется сильфонной сборкой. Верхней своей частью она соединяется с корпусом клапана, нижней частью с подвижным золотником или рабочим клапанным штоком. Этот орган перемещается внутри сильфона, выполняя поступательные движения, что нужно для управления золотником. При этих условиях сильфон способен менять собственную длину, что происходит за счет деформации имеющихся гофров. Эти узлы рекомендуется использовать там, где утечка недопустима и даже опасна.
• Мембранные. Внешнее или наружное уплотнение реализуется за счет мембраны. Она представлена в виде упругого и достаточно эластичного диска, изготовленного из пластичных и прочных материалов. За счет своего профиля в рабочей центральной части мембраны может осуществлять последовательные возвратно-поступательные движения. Они нужны для открытия или же закрытия. Мембрану монтируют и зажимают по внешнему (наружному) диаметру отверстия, фиксируя ее между клапанной крышкой и непосредственно сводом клапана. Устройство гарантирует высокую герметичность и изоляцию.

Особенности конструкции и принцип действия

В основе принципа работы лежит изменение параметров отверстия, которое выполняется двумя способами. Вручную или же в автоматическом режиме. Корректировка проходного отверстия происходит в закрывающем узле.

Конструктивно эти узлы бывают нескольких видов.

• Седельные клапаны. Подвижные элементы плунжеры: тарельчатые, стержневые и игольчатые.
• Клеточные клапаны. Их название обусловлено наличием втулки с выполненной перфорацией или с профилированными вырезами. Они и создают так называемую клетку.
• Золотниковые клапаны. Есть корпус-цилиндр, а также поршень-золотник, который движется внутри рабочего цилиндра, открывая необходимый проход. Главное преимущество простота. Но есть и большой недостаток. Такой клапан не способен гарантировать 100% герметичность.
• Мембранные клапаны. Такая арматура, служащая для открывания или закрывания, используются в оборудовании, где перемещаются вещества, включающие твердые частицы. Причем в большом количестве.

При покупке клапана, необходимого для регулировки перемещаемой среды, специалисты нашей компании ориентируются на несколько основных параметров:

• рабочее и пробное внутреннее давление;
• диаметр прохода в трубе;
• показатели пропускной способности устройства;
• температура рабочего состава;
• температура со стороны окружающей среды.

При выборе типоразмера клапана обязательно учитывается показатель KVS. Альтернативный вариант обратиться за консультацией к специалистам нашей компании. Они помогут сделать правильную покупку.

Основной принцип действия клапана

1. Принцип действия клапана базируется на уравновешивании силы, которая создается за счет воздействия рабочей среды или проходящего газа, на площади специального седла, а также упругости используемой в такой детали, как пружина. Клапанное седло образует рабочую кромку, обеспечивающую в процессе эксплуатации необходимое герметичное прилегание.

1. В корпусе простейшего клапана есть аналогичная рабочая кромка. К ней очень плотно и надежно прилегает компонент, который поджимается пружиной, требуемой эластичности и прочности.

1. Создаваемая рабочей упругой пружиной сила определяет итоговую разницу рабочих давлений, при появлении которой инженерный клапан и приводится в движение.

Функции клапана

• Пуск и остановка рабочих сред.
• Контроль направления протекающих жидкостей, газов и пр.
• Их регулирование.
• Сброс избыточного воздействия и устранение вакуума.

Такие функции выполняются разными клапанами. Поэтому их можно классифицировать по нескольким основным признакам:

• функциональное назначение;
• концевое соединение;
• принцип работы;
• привод.

Все это существенно влияет на выбор клапана.

Технические характеристики

Представленные клапаны могут отличаться и по своим техническим характеристикам. При выборе рекомендуется отталкиваться от:

• диаметра используемых патрубков;
• показателей пропускного рабочего прохода;
• необходимого вида запирания;
• диапазона возможного применения;
• материала производства клапана;
• способа монтажа;
• метода контроля;
• используемого механизма.

По методу фиксации различают 3 разновидности:

• Фланцевые клапаны. У них на конце патрубка предусмотрен фланец. Это деталь с отверстиями для накручивания болтов или шпилек. Обычно такой способ фиксации применяется на производственных объектах и трубопроводах.
• Резьбовые клапаны. Самый распространенный вид. Чаще всего используется в обычных бытовых трубопроводах. На конце патрубка предусмотрена резьба. На нее и накручивается элемент.
• Приварные клапаны. Или сварные. Такая трубопроводная арматура используются очень редко. Это связано со сложностью монтажа, с дополнительными затратами по времени и оборудованию.

Управление

Регулировка может быть 2-х видов.

• Ручная. Для изменения пропускной способности выполняется вращение вентиля или штурвала. Но если это труба с достаточно большим диаметром для ручного вращения потребуется приложить значительное усилие.
• Автоматическое. В составе клапана предусмотрены контроллеры (датчики). Они следят за давлением, а также изменениями температуры. В работе автоматики заложен определенный алгоритм. Если параметры внутри системы меняются, датчики реагируют на это, после чего приводится в движение клапан.

Приводы для смещения штоков в клапанах с автоматическим управлением:

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

Также узлы могут отличаться по:

• диаметру;
• пропускной рабочей способности;
• номинальному внутреннему давлению;
• рабочей температуре.

Данные характеристики указываются производителем в сопроводительной технической документации. Это позволяет без участия человека предотвратить утечки, избежать разгерметизации, изменения характеристик рабочей среды, протекающей по трубопроводу, и так далее.

Классификация клапанов

Теперь более детально рассмотрим клапаны.

Классификация запорных клапанов

Есть несколько классификационных признаков:

• метод фиксации;
• герметизация (уплотнение);
• конструкция.

Также клапаны отличаются по материалам изготовления. В основном применяют чугун, латунь, углеродистую, а также нержавеющую сталь.

• Латунь. Узлы из этого металла подходят для кранов, насосов, трубопроводов.
• Чугун. Используется в рабочих узлах и техническом оборудовании.
• Нержавеющая сталь. Отличный выбор для химической и пищевой отрасли.
• Углеродистая сталь. Подходит для работы с неагрессивными средами, поскольку подвержена коррозии и образованию ржавчины.

Классификация по конструкции

• Угловые клапаны. Применяются там, где нужно соединить перпендикулярно расположенные между собой трубы.
• Проходные клапаны. Подходят для установки в вертикальные и горизонтальные трубопроводные системы, краны.
• Прямоточные клапаны. Имеют шаровидную форму. Оснащены патрубками, которые встроены в корпус и находятся под определенным углом.
• Игольчатые клапаны. Инструменты с затвором конической формы. Применяются для небольшого водопроводного оснащения, диаметр которого не превышает 25 мм.

Классификация по способу герметизации

• Сальниковый. Чтобы гарантировать герметичность, в клапане находится орган сальниковый блок. Внутри него набивка (уплотнительный материал).
• Сильфонный уплотнитель. Предусматривает наличие гофрированной трубки, а внутри нее шток клапана. Сильфон необходимо приварить к корпусу и непосредственно к затвору. В верхней и нижней части.

Классификация по методу фиксации

• Резьбовое. Или муфта. Самый распространенный вариант для бытового и простого инженерного оборудования. Подходит для труб диаметром не более чем 150 мм. Монтаж простой и удобный.
• Фланцевое. На трубе крепится ответный фланец, с которым происходит соединение с клапаном. Для стягивания применяют прочные болты, шпильки и гайки.

Разновидности регулирующих клапанов

Один из главных классификационных признаков это разновидность используемого затворного механизма:

• золотниковый;
• мембранный;
• седельный;
• клеточный.

Главный недостаток неспособность гарантировать полную герметичность, поэтому такие регулировочные клапаны не рекомендуется монтировать в среды с потенциально высоким давлением.

В мембранных используются мембраны из разных эластичных материалов.

Типы затворов клапанов

В оборудовании с линейным перемещением при открытии клапана поднимается заслонка, после чего открывается седло. Если это поворотный тип, то задвижка проворачивается вокруг оси, что позволяет закрыть или открыть проход для рабочей среды.

1. Клапаны с линейным перемещением

• Шиберные клапаны. Или просто задвижки. Их монтируют в промышленных трубопроводных органах и агрегатах там, где установленный инженерный клапан обязан быть герметично и полностью закрыт, или же полностью перекрыт. Это и есть запорный клапан. В открытом состоянии рабочая среда практически не имеет никакого сопротивления на своем пути. В шиберах происходит перемещение заслонки внутри направляющих.
• Вентильные клапаны. С помощью вентиля удается создать большое рабочее сопротивление текущей рабочей жидкости, чем в случае с предыдущим клапаном. На вентиле меняется текущий натиск. Здесь конструктивно предусмотрен вращающийся шток. Когда вращается маховик, винт штока смещается по резьбе. За счет этого вентиль опускается или поднимается, это и есть запорный вентиль. Сами вентили могут быть разными.
• Игольчатые клапаны. Обычно игольчатые клапаны обладают небольшими габаритами. Основная рабочая часть штока имеет форму достаточно узкого конуса. Это дает возможность для плавной регулировки расхода протекающей среды.
• Мембранные клапаны. Это вентили с мембраной на подвижном штоке (сильфон). Их устанавливают непосредственно между крышкой и самим корпусом. С помощью штока происходит перемещение гибкой мембраны. Это и позволяет регулировать вручную или автоматически рабочие составы. Также мембранные органы отлично подходят для работы в условиях агрессивной среды.
• Обратные клапаны. Такие инструменты обратные клапаны не позволяют субстрату двигаться (течь) в противоположном направлении. Делятся на 2 вида подъемные и откидные.
• Тарельчатые клапаны. Это преимущественно односедельные клапаны. Они открываются с помощью специальных кулачков, а также рычагов. Закрытие осуществляется за счет пружин. Чаще всего их используют для обеспечения подачи консетрации топлива и воздуха в цилиндры ДВС на автомобилях и другой технике. Еще их активно применяют в паровых машинах и турбинах.
• Редукционные клапаны. Инструменты, подходящие для инженерного и прочего оборудования, где важна возможность снижения рабочего воздействия.

2. Клапаны с поворотным затвором

• Дроссельные клапаны. Эти инструменты применяются для перекрытия рабочих смесей различных видов. Толщина заслонки заметно меньше, чем ее диаметр. Внешне напоминает пару обычных столовых тарелок, которые установлены друг напротив друга. Клапанный шток во время работы проходит через заслонку.
• Шаровые клапаны. Тут регулирующий орган конструкции шар. В нем есть сквозной проход. Он находится между парой седел, соосных друг другу. Клапанный шток способен проворачивать этот шар на 90 градусов.
• Пробковые краны. В их конструкцию входит коническая пробка. Она поворачивается в коническом проходе корпуса клапана.
• Регулирующие клапаны. Привод (электрический или пневматический) подключается к автоматическому регулятору. А блок управления отвечает за измерения расхода рабочего субстрата, внутреннее давление и температуру. В процессе работы сравнивает текущие показатели с требуемыми. Блок управления дает команду исполнительным механизмам.
• Дренажно-предохранительные клапаны. Это инструменты с дренажными и защитными функциями активно применяются в трубах. Они нужны для автоматического понижения текущих показателей воздействия натиска внутри замкнутых емкостей, сосудов и пр.

3. Приводы

• Пример самого простого привода маховичок на линейном клапане, или же управляющий рычаг на поворотном клапане.
• Также активно используются пневматические и гидравлические приводы. Они отличаются способностью создавать большие усилия, чтобы переместить шток.
• Электрический часто применяют в роли привода для работы клапанов.

Классификация и область применения клапанов

По способу производства клапаны бывают штампованными, сварными, а также коваными, литыми и еще комбинированными.

По виду субстрата выбирают и нужный клапанный свод.

• вода;
• пар;
• продукты нефтяной отрасли;
• кислород и другие газы;
• химические сбор и пр.

По способу перемещения субстрата:

• Проходные клапаны. Монтируются исключительно на прямых трубопроводных участках.
• Угловые клапаны. Меняют направление проходящего субстрата на угол до 90 градусов.
• Со смещенными рабочими осями. Особый вид с 3 патрубками. Это позволяет смешивать 2 разных рабочих соединений в один.

По способу управления:

• ручные клапаны;
• автоматические клапаны.

Основная сфера применения ручных систем водопровод. У автоматических есть датчики. Они реагируют на изменения в текущем растворе, и передают сигналы на исполнительные механизмы.

Приводы бывают: электрические, пневматические, а также гидравлические приводные.

ВНИМАНИЕ! Наша компания предупреждает: особый вид отсечные агрегаты. Они нужны для защиты от негативных последствий при образовании неисправности в технологическом оборудовании. Такие клапаны экстренно блокируют перемещения рабочих смесей. Контакты в меню сайта.

Клапаны для гидросистем (Классификация)

• Предохранительный.
• Редукционный.
• Обратный.
• Тормозной инженерное устройство, контролирующее параметры рабочего и критического воздействия натиска. Альтернативное название этих клапанов уравновешивающие. Их главное назначение гидравлические двигатели, где требуется долго удерживать большую нагрузку.

Тормозные клапаны делятся на 2 подкатегории. В зависимости от числа контролируемых линий.

• Односторонние клапаны. Они открываются и срабатывают как предохранительные элементы, если давление превышает установленные значения.
• Двухсторонние клапаны. Их применяют там, где требуется удерживать гидродвигатель под воздействием знакопеременной нагрузки, а также под периодическим натиском со стороны попутной нагрузки.

Типы клапанов

• Шиберные клапаны.Широко используется на различных технологических установках. Останавливает и запускает субстрат. Есть только 2 рабочих положения. Это полностью закрытое, или же полностью открытое.
• Шаровые. Помогают запускать, останавливать и регулировать передвижение жидких смесей. Применяются там, где необходимо контролировать перемещение субстрата и обеспечивать хорошую герметичность системы.
• Обратные. Не дают жидкости течь в противоположном относительно заданному направлению.
• Конические. Такие узлы могут применяться в вакуумных системах. Справляются с высоким внутренним давлением и повышенной температурой.
• Шаровые. Это поворотные механизмы, которые вращаются на 1/4 оборота, что позволяет остановить или наоборот запустить рабочую жидкую смесь. Внутри используется диск шарообразной формы.
• Дроссельные. Другое название клапан-бабочка. Также поворотный клапан с 1/4 оборота позволяет останавливать, запускать и регулировать субстратные жидкости.
• Игольчатые. Конструкция напоминает шаровый клапан. Но главное отличие наличие острой иглы. Такой механизм служит в узлах, где важен максимально точный контроль жидких сред при одновременно малом диаметре труб.
• Шланговые. Могут регулировать, запускать и останавливать потоки. Используется резиновая труба и зажимной механизм. Они нужны для контроля рабочего потока.
• Клапаны для быстрого сброса избыточного натиска. Они же предохранительные элементы. Срабатывает при достижении заданных параметров.

Балансировочные, предохранительные и регулирующие

• Балансировочные клапаны. Активно применяются в отопительном оборудовании. Позволяют настроить нужные параметры гидросопротивления. Подходят там, где предусмотрен статический (постоянный) гидравлический режим. Расход субстрата можно плавно регулировать в ручном режиме.
• Регулирующие. Помогают оптимизировать самые разные процессы, включая регулировку рабочей температуры и дозировку подачи ее по технологическому оборудованию.
• Предохранительные. Способны автоматически выпускать избыточный жидкий объем, пара или сбрасывать давление. Незаменимый механизм в составе отопительных систем и не только.

Обратные клапаны

Обратная арматура предотвращают утечки, аварийные отключения насоса и другие опасные и нежелательные ситуации. Обратный или затворный клапан это надежный и простой, но эффективный инструмент. Он не позволяет жидкости или другой рабочей среде двигаться в обратном направлении.

По типу материала выделяют 2 основных вида обратных механизмов.

• Стальной клапан. Сталь подвержена коррозии, из-за чего этот материал не подходит для работы с достаточно агрессивными жидкостями, газами и другими средами.
• Латунный клапан. Такой материал может работать в температурном диапазоне от 0 до 90 градусов для воды, от -20 до +60 градусов для газа и от -20 до +110 градусов для воздуха. Латунь лучше противостоит агрессивной среде.

Где применяют клапаны

• Обратные клапаны. Монтируют на всевозможное оборудование, насосные агрегаты, емкости под высоким давлением и в другие системы, где нужно не допустить течение рабочей жидкости в ином, кроме заданного направления.
• Запорные. Подходят для систем, в которых необходимо полностью закрыть проход и обеспечить герметичность.
• Предохранительные. Нужны для защиты от натиска труб, систем, агрегатов и технологического оснащения, превышающего норму, создаваемое вакуумом.
• Регулирующие. Помогают контролировать и менять расход рабочей среды. Также могут изменять давление.
• Смесительные. Устанавливаются там, где требуется смешивать разные потоки в один.
• Перепускные. Эти клапаны во время работы поддерживают заданное давление.
• Отсечные. Быстро отключают технологическое оборудование или только его часть при возникновении производственной аварийной, опасной или нештатной ситуации.
• Электромагнитные. Помогают регулировать, перекрывать и открывать потоки жидкости с использованием систем дистанционной регулировки.

Основные сферы применения газовое, промышленное, коммунальное технологическое оснащение коммуникаций, а также бытовые и сложные промышленные объекты (АЭС, ТЭЦ).

Маркировка

Стандарты маркировки, применяемые на территории РФ, закреплены утверждены соответствующим конструкторским бюро. Производители могут пользоваться и собственной маркировкой. Ее подробная расшифровка обычно приводится в технической документации.

Маркировка состоит из последовательности букв и цифр:

• первая пара это тип представленного клапана;
• следующая пара букв материал изготовления (например, легированная сталь);
• следующие три это используемый привод изделия;
• последняя пара материал изготовления уплотнителя.

Техническое обслуживание

Существует несколько сценариев технического обслуживания.

• ТО-1. При этом контролируется техническое состояние в привычных для оборудования условиях работы. Особое внимание уделяется обнаружению видимых дефектов. Производится смазка узлов в доступных местах, без разборки.
• ТО-2. Контроль в условиях ограниченной работоспособности. Производится на основании результатов ТО-1. Возможна частичная разборка узлов.
• ТО-3. Проверка состояния после выполнения рабочих циклов. Выполняется разборка, измерение остаточных размеров компонентов, а также устраняются обнаруженные дефекты.

Техобслуживание может включать в себя внешний осмотр, мелкие ремонтные работы и капитальный ремонт, а также проверку общего состояния и испытания после ремонта.

Клапанная аппаратура

В связи с нестабильным курсом валют — стоимость товара может измениться.
После оформления заказа, с вами свяжется менеджер для подтверждения стоимости.

Приносим свои извинения за временные неудобства.

of your page —>

Каждая гидросистема помимо насоса, исполнительных гидродвигателей и распределительной гидроаппаратуры имеет в своем составе клапаны. Количество клапанов в зависимости от сложности системы варьируется от единиц до нескольких десятков, а в некоторых случаях их количество измеряется сотнями.

Основные типы клапанов, наиболее часто встречающиеся в гидросистемах

• Предохранительные клапаны
• Редукционные клапаны
• Обратные клапаны
• Управляемые обратные клапаны
• Тормозные (контрбалансные) клапаны.

Основной принцип действия клапана

Принцип действия простейшего клапана заключается в уравновешивании силы создаваемой давлением рабочей жидкости на площади седла и силы упругости пружины. Седло клапана — это конструктивный элемент, образующий рабочую кромку, обеспечивающую герметичное прилегание запорного элемента. Простейший клапан имеет конструкцию, изображенную на рисунке 1а . В корпусе 1 имеется рабочая кромка, к которой плотно прилегает поджатый пружиной 3 запорный элемент 2 . Сила, создаваемая пружиной 3 , определяет разницу давлений между полостями P и T при которой происходит открытие клапана. На рисунке 1б показан клапан в открытом состоянии, где стрелками показано направление движения рабочей жидкости. Двухступенчатые клапаны в зависимости от назначения могут иметь различную конструкцию и будут рассмотрены ниже.

Рис.1а Рис.1б

Классификация клапанов

По виду запорного элемента различают несколько типов клапанов. Наиболее часто встречаются: сферический (шариковый), конический, плоский ( см. рисунок 2 ). Благодаря высоким герметизирующим свойствам и технологичности наибольшее распространение получили сферические (шариковые) и конические клапаны.

По способу монтажа различают клапаны картриджные, трубного, стыкового (фланцевого) и модульного монтажа. Картриджные клапаны дополнительно подразделяют на вворачиваемые (резьбовые) и закладные. Существует еще одна категория – бескорпусные клапаны. Бескорпусные клапаны это, как правило, набор составляющих элементов клапана предназначенный для установки в клапанную плиту или корпус.

Картриджные и бескорпусные клапаны могут быть использованы в гидросистеме только в составе клапанного блока или установленными в индивидуальный корпус. На рис. 3 , на примере клапанного блока картриджные и бескорпусные клапаны показаны до установки и в установленном состоянии.

Клапаны трубного монтажа имеют резьбовые порты для присоединения гидравлических линий. Клапаны стыкового монтажа обычно предназначены для установки непосредственно на гидроагрегат (например, на гидроцилиндр или гидромотор) и фиксируются группой резьбовых крепежных элементов. Клапаны трубного и стыкового монтажа показаны на рис. 4 и рис. 5 .

К подгруппе клапанов стыкового монтажа относится модульная гидроаппаратура СЕТОР ( см. рис. 6 ). В зависимости от максимально пропускаемого потока рабочей жидкости аппаратура разбита на несколько групп: CETOP 02, 03, 05, 07 и 08. Перечень компонентов СЕТОР включает в себя целый ряд гидрокомпонентов: это и всевозможные клапаны, и гидрораспределители, и аппаратура управления расходом, и даже фильтрация рабочей жидкости. Все элементы монтируются группами или по отдельности на монтажные плиты. Пример сборки гидросистемы на элементной базе CETOP 03 показан на рис.7.

Предохранительные клапаны

Предохранительный клапан относится к клапанам регулирования давления с кратковременным срабатыванием. Он устанавливается в гидросистему для ограничения максимально возможного давления в линии. Каждая гидросистема имеет предохранительный клапан в линии высокого давления выходящей из насоса. Предохранительные клапаны могут быть установлены в линиях, давление в которых не должно превышать заданной величины. Например, в линии питания гидродвигателей устанавливают предохранительные клапаны для ограничения в них давления и, как следствие, ограничения максимального создаваемого двигателем усилия. Кроме указанных выше у предохранительных клапанов имеется множество типовых применений.

Согласно ГОСТ 2.781-96 предохранительные клапаны на схемах обозначаются как показано на рисунке 8.

В схемных решениях предохранительный клапан может быть применен для обеспечения минимально заданного уровня давления или подпора в линии гидросистемы. При таком применении предохранительные клапаны принято называть подпорными, что отражает характер их работы.

Схематично устройство предохранительного клапана прямого действия изображено на рисунке. 9 . В корпусе 1 установлен конический запорный элемент 2 , прижимаемый к седлу пружиной 3 . Настройка пружины осуществляется регулировочным винтом 4 . Контргайка 5 служит для фиксации регулировочного положения винта. Подвижная опора пружины 8 уплотнена по зазору с корпусом 1 . Замкнутый объем 6 и зазор 7 являются демпфером колебаний запорного элемента клапана. Клапаны прямого действия имеют высокую скорость срабатывания, что является их основным достоинством. К недостаткам можно отнести нестабильную работу и склонность к автоколебаниям. Также при увеличении рабочих расходов сильно увеличивается и размер клапана.

Подобных недостатков лишены клапаны непрямого действия, которые часто называют двухступенчатыми или сервоклапанами. Устройство такого клапана показано на рисунке 10 . К седлу корпуса 1 пружиной 9 прижат основной запорный элемент 2 . В запорном элементе имеется дроссельное отверстие 3 . Рабочую полость от линии слива Т отделяет пилотный клапан с запорным элементом 4 , поджатый к седлу пружиной 5 . Механизм регулировки поджатия пружины состоит из регулировочного винта 7 с контргайкой 10 , опоры 6 и уплотнения 8 .

Работа клапана происходит следующим образом: при давлении в линии Р ниже настройки срабатывания клапана, уровни давлений в рабочей полости и линии Р одинаковы, основной запорный элемент прижат к седлу пружиной 9 . Начальные положения элементов клапана показаны на рисунке 10 . При достижении давлением значения настройки пилотного клапана, последний открывается, и рабочая жидкость проходя через дроссельное отверстие 3 устремляется в линию Т . При прохождении рабочей жидкости через дроссельное отверстие создается перепад давлений между линией P и рабочей полостью. Этот перепад давлений воздействует на запорный элемент 2 и преодолевая усилие пружины 9 , смещается, что приводит к открытию основного клапана.

Редукционные клапаны

Редукционный клапан относится к клапанам регулирования давления. Он устанавливается в гидросистему для поддержания давления в линии на более низком уровне, чем в основной линии. Иными словами, можно сказать, что редукционный клапан поддерживает давление на постоянном уровне «после себя», имея на входе более высокий уровень давления. Самым распространённым применением является поддержание давления в линии управления распределителями. Редукционные клапаны могут быть установлены в линиях питания гидродвигателей для ограничения в них давления и, как следствие, ограничения создаваемого двигателем усилия.

Согласно ГОСТ 2.781-96 редукционные клапаны на схемах обозначаются как показано на рисунке 11.

Схематично устройство редукционного клапана прямого действия изображено на рисунке 12 . В корпусе 1 установлен конический запорный элемент 2 , прижимаемый к корпусу пружиной 3 . При давлении в линии А ниже настройки редукционного клапана рабочая жидкость беспрепятственно перетекает в линию А . После того, как усилие, создаваемое давлением на запорном элементе в линии А превысит усилие, создаваемое пружиной, запорный элемент смещаясь влево, перекроет ток рабочей жидкости из линии Р в А . При этом происходит дросселирование (понижение давления) жидкости на рабочей кромке, вызывая снижение давления в линии А , уравновешивая клапан в некотором положении. Для стабильного поддержания давления редукционным клапаном, полость пружины должна сообщаться с баком. Если в полости пружины создавать некоторое давление, то значение давления, поддерживаемое в линии А , будет увеличиваться прямопропорционально давлению в полости пружины. В этом случае речь идет о редукционном клапане с внешним управлением, а давление в полости пружины называют давлением управления.

Редукционные клапаны седельного типа ( см. рис.12 ) обладают высокой скоростью срабатывания, что может привести к частым и сильным колебаниям давления. Для снижения колебаний давления применяют клапаны золотникового типа. Они обеспечивают более плавную характеристику без забросов давления, но не герметичны и имеют перетечку рабочей жидкости по зазору золотника. Редукционный клапан золотникового типа в рабочем положении показан на рисунке 13 .

Для сохранения герметичности и обеспечения плавной характеристики применяются редукционные клапаны непрямого (двуступенчатого) действия. Устройство такого клапана показано на рисунке 14. К корпусу 1 пружиной 9 прижат основной запорный элемент 2. В запорном элементе имеется дроссельное отверстие 3. Рабочую полость А от линии слива Т отделяет пилотный клапан с запорным элементом 4, поджатым к седлу пружиной 5. Механизм регулировки поджатия пружины состоит из регулировочного винта 7 с контргайкой 10, опоры 6 и уплотнения 8.

Рис.12 Рис.12

Рис.12 Рис.13

Работа клапана происходит следующим образом: при давлении в линии А ниже настройки срабатывания клапана, уровни давлений в рабочей полости и линии А одинаковы, основной запорный элемент прижат к корпусу пружиной 9. При достижении давлением значения настройки пилотного клапана, последний открывается, и рабочая жидкость проходя через дроссельное отверстие 3 устремляется в линию Т. При этом создается перепад давлений между линией А и рабочей полостью, воздействующий на запорный элемент 2 и преодолевающий усилие пружины 9, смещает запорный элемент 2 вверх, что приводит к уменьшению проходного сечения (седло-клапан), снижению давления в линии А и уравновешиванию клапана в некотором положении, обеспечивающем заданное давление в линии А.

При понижении давления в линии А клапан под воздействием пружины опускается, увеличивая проходное сечение седло-клапан, что приводит к увеличению давления в линии А и уравновешиванию клапана в новом положении.

Еще одной разновидностью редукционного клапана можно считать редукционно-предохранительный или трехходовой редукционный клапан. Его обозначение на принципиальных гидравлических схемах показано на рис. 15.

Принцип работы редукционно-предохранительного клапана показан на рисунке 16. В корпусе 1 установлены основные элементы: пружина 3 и золотник 2. Пока давление в линии А ниже чем в питающей линии Р клапан 2 находится в правом положении и свободно пропускает жидкость из линии Р в линию А. (см. рис. 16А). При повышении давления в линии Р выше настройки пружины 3, золотник 2 смещается влево и начинает дросселировать жидкость прикрывая окно линии P (см. рис. 16Б), вплоть до полного закрытия (рис. 16В). Если при полном закрытии давление в линии А продолжает расти, то золотник смещается еще левее, приоткрывает окно линии Т и начинает сбрасывать жидкость из линии А в слив (см. рис 16Г)

Рис.16А и Рис.16Б Рис.16В и Рис.16 Г

Обратные клапаны

Обратные клапаны относятся к клапанам управления расходом. Основным их назначением является пропускание потока рабочей жидкости в прямом и блокирование в обратном направлениях. Конструктивно обратные клапаны схожи с предохранительными, но не имеют механизма регулировки сжатия пружины, а часто и самой пружины.

Согласно ГОСТ 2.781-96 обратные клапаны на схемах обозначаются как показано на рис. 17.

Устройство простейшего обратного клапана соответствует показанному на рис.1а. Где жидкость имеет возможность проходить от линии P к линии Т , преодолев сопротивление пружины, которое эквивалентно значению из диапазона от 0,02 до 1МПа. При этом в обратном направлении жидкость пройти не может. Также распространены конструкции обратных клапанов без пружины.

Часто при проектировании гидросистемы появляется необходимость в применении обратного клапана способного пропускать поток жидкости в обратном направлении по внешнему сигналу управления. В таких случаях речь заходит об управляемых обратных клапанах.

Управляемые обратные клапаны называются гидрозамками и в соответствии с ГОСТ 2.781-96, имеют обозначения, показанные на рисунке 18

Схематично устройство гидрозамка изображено на рисунке 19. В корпусе 1 установлены управляющий поршень 4 и конический запорный элемент 2, прижимаемый к корпусу пружиной 3. Рабочим является закрытое положение клапана, при котором рабочая жидкость заперта в линии C2 (см. рис. 19А). Для принудительного открытия клапана давление подаётся в линию V1-C1. После того, как усилие на поршне 4, создаваемое давлением в полости V1-C1, превысит усилие на запорном элементе 2, создаваемое давлением в линии C2 и пружиной 3, поршень 4 переместится вправо и, смещая запорный элемент 2, откроет доступ жидкости из линии C2 в линию V2 (см. рис. 19Б). При подъеме нагрузки (см. рис. 19В) линия V2-C2 свободно пропускает жидкость к гидродвигателю (гидроцилиндру).

При определенных условиях в момент открытия гидрозамков в гидросистеме могут возникать ударные нагрузки, вызванные резким падением давления. Такие нагрузки отрицательно сказываются на большинстве элементов гидросистемы и снижают их ресурс. Для борьбы с этим явлением в гидрозамок встраивают декомпрессор 5 (см. рис. 20). Принцип работы замка с декомпрессором отличается от обычного тем, что при смещении управляющего поршня 4 первым открывается клапан декомпрессора 5. Смещаясь декомпрессор 5 создает небольшую перетечку жидкости из линии С2 в линию V2 и тем самым снижает в нагруженной линии давление. После этого происходит открытие основного клапана 2 и сброс жидкости из С2 в порт V2. Таким образом мгновенного соединения линии, находящейся под высоким давлением, с линией слива удается избежать.

Рис.19А Рис.19Б

Рис.19В Рис. 20

Одним из важнейших параметров гидрозамков является соотношение площадей седла основного клапана и управляющего поршня. Фактически соотношение определяет во сколько раз, запертое в полости C2 давление, может превышать давление в полости управления V1-C1 при сохранении работоспособности замка. Для замков без декомпрессора значение соотношения определяется как показано на рисунке 21А. Обычно значение соотношения лежит в диапазоне от 1:3 до 1:7. Для замков с декомпрессором определение значения соотношения показано на рис. 21Б. Значения соотношений для гидрозамков с декомпрессором может достигать значения 1:20 и более.

Широкое распространение получили сдвоенные (двухсторонние) гидрозамки, предназначенные для фиксирования гидродвигателя в заданном положении независимо от направления приложенных к гидродвигателю усилий.

Согласно ГОСТ 2.781-96 двухсторонние гидрозамки на схемах обозначаются, как показано на рис 22.

Устройство и принцип работы односторонних и сдвоенных (двухсторонних) гидрозамков аналогичны. В закрытом состоянии к седлам в корпусе 1 пружинами 5 и 6 прижаты запорные элементы 3 и 4 ( см. рис. 23А ). Управляющий поршень 2 в зависимости от наличия давления в линиях V1 и V2 смещается и открывает один из запорных элементов 3 или 4 ( см. рис. 23Б )

При проектировании гидравлических систем, содержащих гидрозамки нужно учитывать несколько условий:

• В закрытом состоянии для надежного удержания нагрузки линии гидрозамков, ведущие к гидрораспределителю, должны быть разгружены в слив (см. рис. 24) Пренебрежение этим правилом ведет к неполному запиранию магистралей и «сползанию» нагрузки.

• Для обеспечения безопасности при удержании нагрузки гидрозамки рекомендуется устанавливать, как можно ближе к исполнительному гидродвигателю или непосредственно на него.

• При совпадении направления нагрузки на исполнительный орган гидродвигателя с направлением его движения (попутная нагрузка), гидрозамок может работать некорректно, постоянно закрываясь и открываясь. Этот режим работы приводит к возникновению ударных нагрузок в гидросистеме и преждевременному выходу из строя ее компонентов. В подобных случаях необходимо вместо гидрозамков применять тормозные клапаны.

При проектировании гидравлических систем, содержащих гидрозамки, необходимо учитывать, что для их корректной работы в режиме удержания нагрузки требуется, чтобы порты V1 и V2 были открыты в сливную линию. Это требование обычно обеспечивается установкой гидрораспределителя с золотником, линии А и В которого в нейтральном положении соединены с сливной линией. Примеры подключения показаны на рисунке 24

Тормозные клапаны

Тормозной клапан относится к клапанам регулирования давления. В технической литературе данный вид клапанов часто называют уравновешивающими или контрбалансными (counterbalance). Основное применение эти клапаны находят в системах где на гидродвигателях требуется длительное удержание нагрузки и возможно возникновение нагрузки, совпадающей по направлению с движением исполнительного органа гидродвигателя (попутной нагрузки). По количеству контролируемых линий гидродвигателя тормозные клапаны бывают односторонние и двухсторонние.
На схемах тормозные клапаны обозначаются как показано на рисунке 25.

Рис. 25

Односторонний тормозной клапан

На рисунке 26 показано устройство одностороннего тормозного клапана, находящегося в состоянии удержания нагрузки. Клапан состоит из корпуса 10, в котором установлены: дроссель 11, клапан 4, седло 3 с пружиной 2, опорная шайба 1, обойма 7, упор 5, пружина 6 и регулировочный винт 8 с контргайкой 9. Гидравлический цилиндр удерживает нагрузку поршневой полостью. В отличие от гидравлического замка, который удерживает нагрузку независимо от ее величины, тормозной клапан откроется и сработает как предохранительный при величине давления определяемой настройкой поджатия пружины 6. Поэтому, для гарантированного удержания нагрузки такими клапанами давление их настройки выбирают выше максимального на величину от 20% до 50%.

На рисунке 27 показан тормозной клапан, находящийся в состоянии подъема груза. Для подъема груза гидроцилиндром в порт V2 подается рабочая жидкость. При этом седло 3 смещается влево, преодолевая усилие, создаваемое пружиной 2 . Рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра свободно уходит в сливную линию. Таким образом осуществляется подъем груза гидроцилиндром. При последующем соединении порта V2 со сливной линией тормозной клапан переходит в режим удержания груза. Дроссель 11 выполняет роль демпфера, который обеспечивает относительно плавное перемещение клапана 4 .

На рисунке 28 показан тормозной клапан в режиме работы с попутной нагрузкой. В начальный момент времени тормозной клапан, запертой им поршневой полостью удерживает груз. Поскольку поршневая полость заперта, то при подаче рабочей жидкости в штоковую полость, в ней создается давление, которое через дроссель 11 воздействует на клапан 4. Под воздействием давления в штоковой полости, клапан 4 преодолевает усилие пружины 6 и смещаясь вправо приоткрывает в слив линию С2, соединенную с поршневой полостью цилиндра. Шток гидроцилиндра приходит в движение. В режиме компенсации попутной нагрузки клапан 4 находится в некотором равновесном состоянии, при котором скорость движения штока гидроцилиндра строго определяется расходом рабочей жидкости, поступающим в штоковую полость. При отклонении клапана от равновесного состояния происходит следующее:

• При слишком большом открытии клапана 4 расход жидкости С2-V2. превышает величину расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит падение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 4 и седлом 3 уменьшается. При этом расход С2-V2 снижается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

• При слишком малом открытии клапана 4 расход жидкости С2-V2 ниже величины расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит увеличение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 4 и седлом 3 увеличивается. При этом расход С2-V2 увеличивается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

Двухсторонний тормозной клапан

В отличие от одностороннего тормозного клапана двухсторонний клапан используется в системах где есть необходимость удерживать гидравлические двигатели под знакопеременной нагрузкой и периодическим воздействием попутной нагрузки при движении как в прямом так и обратном направлениях.

На рисунке 29 показан двухсторонний тормозной клапан в состоянии удержания нагрузки. Его устройство идентично устройству одностороннего тормозного клапана. В его состав входят корпус 20, в котором установлены: разделительный клапан 10, клапан 4(14), седло 3(13) с пружиной 2(12), опорная шайба 1(11), обойма 7(17), упор 5(15), пружина 6(16) и регулировочный винт 8(18) с гайкой 9(19). Гидравлический цилиндр на рисунке 29 может удерживать нагрузку в поршневой или штоковой полости.

На рисунке 30 двухсторонний тормозной клапан показан в состоянии подъема груза. При подаче рабочей жидкости в порт V2 седло 13, преодолев сопротивление пружины 11, сместится влево и жидкость поступит в порт С2 и поршневую полость гидроцилиндра. Рабочая жидкость из полости V2, проходя через канал в клапане 14, воздействует на клапан 4, смещая его влево. Разделительный клапан 10 в этот момент закрывает канал в клапане 4. При этом между клапаном 4 и седлом 3 образуется зазор, через который рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра проходит в сливную линию. Таким образом происходит подъем груза гидроцилиндром. При последующем соединении порта V2 и V1 со сливной линией, тормозной клапан переходит в режим удержания нагрузки. При восприятии нагрузки штоковой полостью гидроцилиндра работа клапана происходит аналогично.

На рисунке 31 показан тормозной клапан в режиме работы с попутной нагрузкой. В начальный момент времени тормозной клапан, запертой им поршневой полостью удерживает груз. Компенсация попутной нагрузки будет проходить в плече C2-V2. Рабочая жидкость, поданная в порт V1, преодолев усилие пружины 2, смещает седло 3 вправо и через порт С1 попадает в штоковую полость гидроцилиндра. Поскольку поршневая полость заперта, то при подаче рабочей жидкости в штоковую полость, в линии V1-C1 возникает давление, которое через канал в клапане 4 проходит к торцу клапана 14 и преодолев усилие пружины 16 смещает его вправо. Разделительный клапан 10 закрывает канал в клапане 14. При этом появляется зазор между клапаном 14 и седлом 13, через который рабочая жидкость из поршневой полости уходит в сливную линию и шток гидроцилиндра движется вниз. В режиме компенсации попутной нагрузки плечом С2-V2 клапан 14 находится в некотором равновесном состоянии, при котором скорость движения штока гидроцилиндра строго определяется расходом рабочей жидкости, поступающим в штоковую полость. При отклонении клапана от равновесного состояния происходит следующее:

• При слишком большом открытии клапана 14 расход жидкости С2-V2. превышает величину расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит падение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 14и седлом 13 уменьшается. При этом расход С2-V2 снижается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

• При слишком малом открытии клапана 14 расход жидкости С2-V2 ниже величины расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Происходит увеличение давления в штоковой полости и зазор между клапаном 14 и седлом 13 увеличивается. При этом расход С2-V2 увеличивается до величины соответствующей величине расхода V1-C1 (с учетом соотношения рабочих площадей штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра). Клапан приходит в равновесное состояние.

• При удержании нагрузки штоковой полостью, компенсация попутной нагрузки будет проходить в плече C1-V1 и клапан 4 будет находится в равновесном состоянии. Порядок поддержания равновесного состояния аналогичен описанному.

Так же как у гидрозамков, важнейшим параметром тормозных клапанов является отношение рабочей площади основного клапана к площади основного пилотного элемента. Фактически этот параметр показывает соотношение давлений в полостях V1 и C2 необходимых для преодоления усилия пружины 6. Обычно значения соотношений для тормозных клапанов лежат в диапазоне от 1:3 до 1:8. На рисунке 32 показано как определяется соотношение площадей исходя из геометрических размеров клапана.

При проектировании гидравлических систем, содержащих тормозные клапаны, необходимо учитывать, что для их корректной работы в режиме удержания нагрузки требуется, чтобы порты V1 и V2 были открыты в сливную линию. Это требование обычно обеспечивается установкой гидрораспределителя с золотником, линии А и В которого в нейтральном положении соединены с сливной линией. Примеры подключения показаны на рисунке 33

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

С Уважением,

Начальник конструкторского отдела

Лебедев М.К.

• Гидростанции (Насосные станции) Общее описание
• Картриджная аппаратура

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

Различные типы клапанов используются в трубопроводе. В этой статье рассмотрена классификации клапанов и функции клапанов. Начнем с определения клапан.

Что такое клапан?

Клапан — это устройство, которое регулирует, контролирует или направляет поток жидкости, открывая, закрывая или частично перекрывая поток жидкости. Клапан — это механическое устройство, которое контролирует поток и давление жидкости в системе или процессе. Так что в основном он контролирует поток и давление.

Типы клапанов

В трубопроводе используются следующие типы клапанов в зависимости от требований. Стоимость клапана в системе трубопроводов составляет от 20 до 30% от общей стоимости труб. А стоимость данного типа и размера клапана может варьироваться на 100%. Это означает, что если вы выберете шаровой клапан вместо дроссельной заслонки для той же функции- это может стоить вам дороже. Таким образом, выбор клапанов имеет важное значение для экономики, а также работы технологических установок.

• шиберная задвижка
• шаровой клапан
• обратный клапан
• конический клапан
• шаровая задвижка
• дроссельная задвижка
• игольчатый клапан
• шланговая задвижка
• клапан сброса давления

Шиберная задвижка

Задвижка является наиболее распространенным типом клапана на любой технологической установке. Это клапан линейного перемещения, используемый для запуска или остановки потока жидкости. В процессе эксплуатации эти клапаны находятся либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положении. Задвижки используются практически во всех жидкостных сервисах, таких как воздух, топливный газ, питательная вода, пар, смазочное масло, углеводороды и во всех других сервисах. Задвижка обеспечивает хорошее перекрытие.

Шаровой клапан

Шаровой клапан используется для остановки, запуска и регулирования потока жидкости.Шаровые клапаны используются в системах, где требуется контроль потока и герметичность. Шаровой клапан обеспечивает лучшее перекрытие по сравнению с задвижкой и стоит дороже, чем задвижка.

Обратный клапан

Обратный клапан предотвращает обратный поток в трубопроводной системе. Давление жидкости, проходящей через трубопровод, открывает клапан, в то время как любое изменение потока закрывает клапан.

Конический клапан

Конический клапан — это поворотно-поворотный клапан на четверть оборота, в котором используется коническая или цилиндрическая пробка для остановки или запуска потока. Диск имеет форму пробки, в которой имеется проход для прохождения потока. Конический клапан, используемый в качестве двухпозиционного запорной арматуры и способный обеспечивать герметичную отсечку пузырьков. Конический клапан может использоваться в условиях вакуума для высоких давлений и температур.

Шаровая задвижка

Шаровая задвижка — это поворотный клапан на четверть оборота, в котором для остановки или запуска потока используется шарообразный диск. Большинство шаровых задвижек имеют быстродействующий тип, для управления которым требуется поворот ручки клапана на 90°. Шаровая задвижка меньше и легче, чем клапан того же размера и номинала.

Дроссельная задвижка (клапан-бабочка)

Дроссельный клапан — это поворотный клапан на четверть оборота, который используется для остановки, регулирования и запуска потока. Дроссельная заслонка имеет короткий круглый корпус. Клапан-бабочка подходит для больших клапанов благодаря компактной, легкой конструкции, которая требует значительно меньше места по сравнению с другими клапанами.

Игольчатый клапан

Игольчатые клапаны по конструкции похожи на шаровой клапан, но самое большое отличие — острая игла, похожая на диск. Игольчатые клапаны предназначены для очень точного контроля потока в системах трубопроводов малого диаметра. Они получают свое имя от своего остроконечного конического диска и соответствующего места.

Шланговая задвижка

Шланговая задвижка также известен как зажимной клапан. Это клапан линейного движения. Используется для запуска, регулирования и остановки потока жидкости. В нем используется резиновая трубка, также известная как зажимная трубка и зажимной механизм для контроля жидкости. Пережимной клапан идеально подходит для обработки суспензий, жидкостей с большим количеством взвешенных твердых частиц и систем, которые транспортируют твердый материал пневматически.

Клапан сброса давления

Клапан сброса давления или предохранительный клапан используются для защиты оборудования или трубопроводной системы во время избыточного давления или вакуума. Этот клапан сбрасывает давление или вакуум при заданном заданном давлении.

Функции клапанов

Клапан выполняет различные функции в системе трубопроводов. Такие как:

• остановка и запуск потока жидкости. В зависимости от того, открыт клапан или закрыт, он пропускает технологическую жидкость или останавливает ее.
• дросселирование потока жидкости. Некоторые клапаны позволяют регулировать расход жидкости в зависимости от% открытого открытия. Меньшее отверстие выше дросселирования и прочее.
• контроль направления потока жидкости. Многопортовый клапан позволяет вам решить, как пойдет жидкость.
• регулирование потока или давления в трубопроводной системе. Некоторые из автоматических регулирующих клапанов поддерживают поток и давление в системе, регулируя открытие и закрытие.
• сбросить давление или вакуум в трубопроводной системе и оборудовании. Клапан сброса давления и вакуума защищает технологическую систему от избыточного давления и в условиях вакуума.

Различные типы клапанов выполняют эти функции. Эти клапаны могут быть классифицированы:

• по функциональному назначению
• по концевым соединениям
• как работает
• по типу привода, который используется

Классификация клапанов по функции

В приведенной выше таблицы можно увидеть типы клапанов и их функции.

Запорный клапан изолирует или перекрывает подачу жидкости при необходимости. Шиберная задвижка, шаровый, поршеневый, мембранный, дроссельная заслонка и пережимной клапан подпадают под эту категорию.

Регулирующий клапан, который регулирует поток жидкости, попадает в категорию регулирования. В качестве регулирующего клапана используются шаровый, игольчатый, дроссельная, диафрагма и пережимной клапан. Некоторые клапаны служат двойному назначению, например, шаровой может использоваться в качестве изоляции, а также в качестве регулирующего клапана.

Клапан сброса давления и вакуума используется для предотвращения избыточного давления и вакуума в системе, которая может повредить трубопровод и оборудование. Обратный клапан, такой как обратный клапан поворота и подъема, предотвращает обратный поток в системе. Принимая во внимание, что некоторые клапаны предназначены для специального назначения. Например, многопортовый, ножевой и линейный глухой клапан.

Классификация клапанов на основе концевых соединений

На основании концевого соединения концы клапана могут быть:

• винтовые или резьбовые, которые соединяются с соответствующей резьбой на трубе. Клапан малого диаметра, используемый для подключения прибора или в качестве точки отбора проб, имеет резьбовой конец
• большинство клапанов, используемых в трубопроводах, имеют фланцевые концы.
• стыковые сварные клапаны используются при очень высоких давлениях и температурах.
• сварные клапаны с цоколем используются при низком давлении
• обратный клапан и дроссельные клапаны доступны в исполнении с пластинами и наконечниками. Эти типы концов используются, когда пространство ограничено.

Вы можете увидеть изображения всех этих типов конца клапана выше.

Классификация клапанов на основании способа их открытия и закрытия

Тип клапана	Линейное движение	Вращательное движение	Четвертьоборотное
шиберная задвижка	х
шаровой клапан	х
поворотный обратный клапан		х
подъёмный обратный клапан	х
обратный клапан с наклонным седлом		х
обратный клапан складного диска		х
клапан с встроенным контролем	х
обратный стопорный клапан	х	х
шаровая задвижка		х	х
шланговая задвижка	х
дроссельный вентиль		х	х
конический клапан		х	х
диафрагменный клапан	х
предохранительный клапан	х
клапан сброса давления	х

Еще один способ классификации клапана — способ его открытия и закрытия. Каждый клапан открывается и закрывается либо линейным, либо вращательным движением, либо на четверть оборота, что является ничем иным, как вращательным движением.

На изображении ниже вы можете увидеть разницу между способами открытия клапана.

Клапаны линейного перемещения используют закрывающий элемент, который перемещается по прямой линии и обрезает поток, чтобы запустить, остановить или регулировать поток. Закрывающее устройство может представлять собой диск или гибкий материал, такой как диафрагма. Клапаны линейного перемещения работают медленнее, но они обеспечивают более высокий уровень точности и стабильности в положении закрывающего элемента.

Клапаны вращательного движения вращают диск или поворачивают его от шарнирного стержня, который удерживает диск.

Поворот штока на 90 ° в четвертьоборотных клапанах полностью открывает или полностью закрывает клапан. Благодаря такому быстрому повороту работа четвертьоборотного клапана намного быстрее, чем клапаны линейного перемещения. Некоторые поворотные клапаны также известны как четвертьоборотный клапан.

Из таблицы видно, что шаровой клапан, дроссельная заслонка и плунжерный клапан являются поворотными и четвертьоборотными клапанами. Принимая во внимание, что проверка поворота, диск наклона и другие поворотные клапаны не являются четвертьоборотными клапанами.

Классификация клапанов на основе используемых типов приводов

Последний способ классификации клапана — это типы привода, используемые для передачи движения для управления клапаном. Клапаном можно управлять вручную с помощью маховика, рычага, цепи или шестерни. Внешний источник питания, такой как электродвигатель, воздух, гидравлическая жидкость или соленоид, используется для управления клапаном из диспетчерской. Обратный клапан работает автоматически, когда подвергается обратному потоку.