Технические свойства и главные типы клапанов

По существу, клапан считается запорно-регулирующей арматурой для трубопроводов. Это механическое устройство, служащее для пропуска, перекрывания или регулировки поступления жидкостей, паров или газов по трубопроводу. Если исходить из всего что сказано выше, подобное изделие назвать можно периодическим препятствием, размещенным в середине трубы. Размеры клапанов могут исчисляться нескольким сантиметрами или несколькими миллиметрами. Точный параметр зависит от показателей трубы, на которую он поставлен. Конструкция может крепиться к трубопроводу при помощи резьбового, фланцевого или сварного соединений.

Арматура для трубопроводов нашла повсеместное использование в самых разных инновационных системах. Совершив поворот крана, приспособленного к трубе, исходящей от плиты, можно урегулировать расходование газа, а клапан, Поставленный на автомобильной шине, делает легче накачивание ее воздухом, предотвращая выход потоков воздуха наружу. Кран, встроенный в середине парового отопительного прибора, позволяет стравить находящийся там воздух и поменять его паром.

Важные детали

Устройство регулирующих клапанов включает: корпус, крышку (головку), седло, затвор (заслонка) и шток (шпиндель) с маховиком. Порой маховик может быть заменен на автоматическое устройство. Все составляющие соединены при помощи корпуса. Рабочая материя подается во внутрь устройства через корпус. Шпиндель, который находится в головке (тут же размещен уплотняющий сальник), заставляет затвор перемещаться, из-за чего открывается или закрывается отверстие, имеющееся в седле. Состав для работы, поступая сквозь него, выходит с другой стороны. Поток может быть прямым или заворачивать.

Материалы для изготовления

Для производства подобных конструкций применяют материалы, которые соответствуют предъявляемым требованиям, выставляемым для конкретного вида труб и рабочих составов.

Клапан может быть сделан с применением следующих материалов:

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

Материалы, которые годятся для подобного производства, выделяются по стоимости, и степени стойкости к перепадам температуры и появлению ржавчины.

Из серого чугуна, к примеру, во многих случаях делают некачественные устройства. Бронза, ввиду собственной высокой устойчивости к коррозийным проявлениям, используется для работы с коррозионно-энергичными материалами. Углеродистую сталь, как самый прочный из указанных металлов, применяют там, где поддерживается большое давление. Огнеупорный хромомолибденовый материал применяют на производствах, где температура окружающей среды может подниматься до 600°С.

Клапаны, которые состоят из перечисленных выше металлов, используются для оснащения городских гидросистем. Детали, вмонтированные во вовнутрь конструкции, могут изготавливаться из тех же сплавов, что и корпус, а как правило состоят из пластмассовых (очень часто применяются в гравитационных моделях) и резиносодержащих материалов.

Для уплотнения и улучшения герметизации седла, штока клапана и затвора, во многих случаях применяют графит, хлопок, резину или тефлон (все может зависеть от разновидности и температуры содержимого труб, а еще от условий, где применяется прибор).

Разновидности клапанов

Конструкцию с линейным перемещением затвора или шибер (задвижка) практически всегда используется для трубо-проводов. Такой заводской клапан именуется затворным. Он может быть полностью закрыт или открыт. Открытый позволяет потоку материи проходить по трубопроводу практически беспрепятственно.

Вентильный механизм, если сопоставить его с шибером, существенно осложняет продвижение состава по трубам. Перепады давления, происходящие на вентиле, используются для урегулирования расхода материи или давления в середине трубопровода.

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

Игольчатый клапан

Игольчатое устройство невелико. По форме рабочая область штока игольчатого устройства напоминает конус, дающий возможность без рывков настраивать расход рабочей материи.

Устройство мембранного типа

Клапан мембранного типа смотрится как вентиль, на шпинделе которого (между корпусом и головкой) расположена гибкая мембранная ткань. Под влиянием штока мембранная ткань, двигаясь, либо изменяет текущее положение механизма, или совсем его закрывает. Двигающиеся составляющие подобного механизма не взаимодействуют с потоком жидкости, потому мембранная ткань не нуждается в замене затвора или уплотнительных материалов. Назначение мембранных устройств — взаимодействовать с жидкостями, содержащими твёрдые частицы или являющимся носителями агрессивной среды.

Использование клапана обратного типа

Назначение обратного механизма — устранить возвратное продвижение жидкости в середине трубопровода. Известно о существовании 2-ух главных видов обратных клапанов. Они бывают откидными и подъемными. Первые снабжены шарнирной заслонкой, закрепленной над седлом. Под влиянием потока, идущего со стороны отверстия, заслонка открывается, а жидкость беспрепятственно попадает через клапан. Если поток изменит направление движения, заслонка опустится и закроет отверстие, плотно прижавшись к седлу под давлением жидкости. Подъемная створка функционирует по тому же принципу, двигаясь в вертикально расположенном направляющем цилиндре. Когда поток изменит направление, заслонка опустится и плотно прижмется к седлу.

Тарельчатый механизм

Тарельчатыми называют односедельные клапаны, открывающиеся при помощи «кулачков» и рычажков, а закрывающиеся благодаря действию пружин. Автолюбители применяют данные устройства для топливоподачи и воздуха в цилиндры и автомобильный двигатель, а еще для выброса использованных газов. Описанный тарельчатый механизм поставлен в определенных видах паровых машин и в паровых турбинах как устройство для регулирования подачи пара.

Устройство с сильфоном

Сильфонный клапан имеет гофрированную конструкция из железных материалов. Подобное изделие хранит крепость и непроницаемость при неоднократных сжатиях, растяжениях, изгибах. Применяется в сантехнической арматуре как герметизирующий, силовой компонент.

Использование импульсных устройств

Для защиты от механического разрушения трубо-проводов слишком большим давлением применяются импульсные клапаны. Путем автоматизированного выпуска проходящей среды из систем они понижают силу увеличившегося давления.

Редукционный механизм

Назначение редукционного устройства — уменьшать давление в середине трубопровода. Величина отверстия прохода может меняться автоматично. В середине он оборудован перемещающимся штоком и специализированным устройством, при помощи которого может быть изменено положение относительно седла.

Регулирующее устройство во многих случаях делают в виде профилированной детали. В стандартных моделях урегулированное давление действует на мембранную ткань, которая установлена на штоке. С помощью пружины или грузка давление уравновешивается, а его сила меняется, когда меняется натяжение пружины во время перемещения груза на рычаге. Мембранная ткань, в основном, находится под влиянием давления потока, идущего над или под клапаном. В силовых приводах, во многих случаях, нет потребности.

Четырехходовой клапан

Там, где нужно управление носителя тепла, используются устройства четырехходового типа. Достичь необходимой температуры в системе можно только одним способом – смешиванием холодной и горячей среды, получая на выходе необходимый результат. Удачное выполнение подобного процесса и обеспечивает четырехходовой клапан.

Клапаны, оборудованные поворотным затвором

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

Устройство шаровой конструкции

Регулирующая деталь шарового клапана похожа на шар со сквозным отверстием. Под влиянием шпинделя он может вращаться с амплитудой 90°С. Когда механизм открыт, это означает, что наружные концы сквозного отверстия на шаре совпали с отверстиями на седлах. Когда он находится в состоянии "закрыто" – отверстия в шаре не совпадают с отверстиями в седлах, а седла перекрыты, из-за того что плотно прилегают к поверхности.

Выверяющий механизм напоминает чем-то редукционный. Он снабжен специализированным приводом (в основном – электрическим или пневматическим), сопряженным с автоматизированным регулятором. Касаемо характеристики управляющего блока клапана для регулировки, то можно подчеркнуть, что по существу, он считается устройством чтобы провести измерения жидкостного расхода, температуры или давления с дальнейшим сравнением уровня таких величин с требуемыми. Из управляющего блока поступает команда, повинуясь которой, рабочий орган принимает необходимое положение. Перемещение элемента в середине клапана непрямого действия может носить поступательный или вращательный характер. По конструкции выверяющий механизм может быть вентильного или дроссельного типа.

При помощи регулирующих клапанов можно контролировать расход вещества и уровень давления, благодаря этому механизм редко бывает полностью закрытым либо открытым. Так как он служит для дросселирования потока (процесса, для которого отличительно понижение давления). Материал, из которого сделано регулирующее устройство, обязан выделяться большой устойчивостью к эрозии. Понижение давление порой кончается кавитацией (если идет речь о жидких веществах) и шумами (если идет речь о потоках пара или газа). Современные регулирующие клапаны обладают очень высокой стойкостью к кавитации и шумам, что их делает подходящими для работы в самых плохих условиях.