ТИПЫ РУЧНЫХ КЛАПАНОВ И КРАНОВ

По всему миру в производственных процессах используются ручные клапаны. Данная статья расскажет об общем механизме работы наиболее распространенных клапанов и кранов, используемых в паровой индустрии: поворотных затворов, шаровых кранов, вентилей, задвижек и диафрагменных клапанов

Японский промышленный стандарт даёт клапану следующее определение:

общее название устройства с подвижным элементом*, который открывает и закрывает проход для предотвращения утечки жидкости или контроля её потока.

* Упомянутая подвижная функция является клапанным элементом

Ручные клапаны по типам конструкции


Клапанный элемент вращается в проходе для того, чтобы остановить поток.

Больше информации по ссылке: шаровые краныповоротные затворы

Клапанный элемент выступает в качестве прокладки или заглушки в канале для остановки потока.

Больше информации по ссылке: вентили

Клапанный элемент вставляется в канал подвода, чтобы остановить поток

Больше информации по ссылке: задвижки

Клапанный элемент зажат снаружи прохода, чтобы остановить поток.

Больше информации по ссылке: диафрагменные клапаны

Шаровые краны


Шаровые краны хорошо обеспечивают перекрытие прохода. Простой поворот на 90° полностью открывает или закрывает кран. Благодаря этому, время манипулирования краном сокращается и уменьшает вероятность утечек из-за износа сальникового уплотнения.

Шаровые краны можно разделить на две категории: с уменьшенным проходным отверстием и с полнопроходным. В первом случае отверстие клапана меньше диаметра трубы, а во втором — точно такого же диаметра. Полнопроходные шаровые краны ценятся из-за способности сводить к минимуму перепады давления.

Использовать шаровые краны рекомендуется либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положении. Они не подходят для регулирования потока в частично открытом положении, т.к. это приводит к износу уплотнительного кольцеобразного седла.

Если кран открыт наполовину, давление действует только на одну часть седла, что может привести к его деформации. А если седло деформировано, его уплотнительные свойства пострадают, что приведёт к утечкам.

Поворотные затворы


В поворотных затворах поток регулируется с помощью дискового элемента, закрепленного в центре клапана штырём. Как и у шаровых кранов, время работы поворотного затвора короткое, потому что клапанный элемент достаточно просто повернуть на 90 °, чтобы открыть или закрыть проход.

Вентили


Вентиль подходит для использования в самых разных областях: от регулирования скорости потока до операций открытия и закрытия.

В таких клапанах регулирование скорости потока определяется не размером седла клапана, а скорее степенью подъёма плунжера этого клапана (расстояние между седлом клапана и его плунжером). Одной из особенностей вентилей является то, что, в отличие от некоторых других клапанов, при их использовании в полуоткрытом положении существует меньшая вероятность поломки седла клапана и плунжера под воздействием рабочей среды. Среди всех существующих конфигураций вентилей для регулирования скорости потока особенно подходят клапаны игольчатого типа.

Ещё один момент, о котором стоит упомянуть, если речь идёт о вентильных конструкциях клапанов: перепады давления тут больше из-за прохода S-образной формы искривления потока. Время работы клапана также больше, т.к. его шток должен повернуться несколько раз для открытия и закрытия, а это может привести к утечкам на уровне сальникового уплотнения (сальника). Кроме того, шток клапана не следует поворачивать слишком далеко, это может повредить посадочную поверхность.

Задвижки


Конструкция задвижек похожа на конструкцию шлюза: поток контролируется за счёт подъёма или опускания клапанного элемента, который бывает трёх типов — жесткий, гибкий и разделительный. Последние два типа помогают предотвратить деформацию клапанного элемента и корпуса, которая может быть вызвана различными условиями эксплуатации.

Как и шаровые краны, задвижки обычно не используются для регулирования потока. Одна из причин этого заключается в том, что клапанный элемент может быть поврежден в полуоткрытом положении. По тому же принципу они ограничивают падение давления, когда клапан полностью открыт. Но для того чтобы клапан полностью открыть или закрыть, придётся неоднократно прокрутить ручку, что делает продолжительность выполнения операции этих клапанов самой долгой по сравнению со всеми вышеперечисленными видами.

Диафрагменные клапаны


Диафрагменные или мембранные клапаны используют метод зажима для остановки потока при помощи эластичной диафрагмы. Они бывают двух типов: клеточные и проходные. Наиболее распространены клапаны клеточного вида. Дело в том, что проходным мембранным клапанам требуется дополнительное растяжение диафрагмы, а это может сократить её срок службы.

Одним из основных преимуществ использования диафрагменных клапанов является то, что компоненты клапана могут быть изолированы от рабочей жидкости. Аналогичным способом эта конструкция помогает предотвратить утечку жидкости без использования сальникового уплотнения (сальника). Но с другой стороны, диафрагма изнашивается быстрее, и клапану, если он постоянно работает, требуется регулярное техническое обслуживание. Эти типы клапанов, как правило, не подходят для жидкостей с очень высокой температурой и в основном используются в жидкостных системах.

Примечание: существует клапан для паровых систем, который имеет аналогичное название. Это автоматический клапан с диафрагменным приводом. Его часто называют просто «диафрагменным клапаном», поэтому, когда вы увидите это название, обязательно проверьте, о каком их них идёт речь.