Какво представляват клапаните?

Вентилите са механични устройства, които контролират потока и налягането в системата или процеса. Те са основни компоненти на тръбопроводна система, която пренася течности, газове, пари, суспензии и др.

Предлагат се различни типове вентили: шибър, сферичен, щепсел, топка, пеперуда, възвратен, диафрагмен, щипков, предпазен, контролни клапани и т.н. Всеки от тези типове има няколко модела, всеки с различни характеристики и функционални възможности. Някои клапани се задвижват самостоятелно, докато други се управляват ръчно или със задвижка, или пневматично, или хидравлично.

Функциите на Valves са:

• Спиране и стартиране на потока
• Намалете или увеличете потока
• Контрол на посоката на потока
• Регулиране на поток или налягане на процеса
• Освободете тръбопроводната система от определено налягане

Има много конструкции, типове и модели на вентили с широк спектър от индустриални приложения. Всички отговарят на една или повече от посочените по-горе функции. Вентилите са скъпи артикули и е важно да бъде определен правилен клапан за функцията и трябва да бъде изработен от правилния материал за технологичната течност.

Независимо от типа, всички клапани имат следните основни части: тяло, капак, облицовка (вътрешни елементи), задвижващ механизъм и уплътнение. Основните части на клапана са илюстрирани на изображението вдясно.

Тяло на клапана

Тялото на клапана, понякога наричано черупка, е основната граница на клапана за налягане. Той служи като основен елемент на клапанния възел, тъй като това е рамката, която държи всички части заедно.

Корпусът, първата граница на налягането на клапана, издържа на натоварвания от налягане на флуида от свързващи тръбопроводи. Той получава входящ и изходящ тръбопровод чрез резбови, болтови или заварени съединения.

Краищата на тялото на клапана са проектирани да свързват вентила към тръбопровода или дюзата на оборудването чрез различни видове крайни връзки, като челно заварени или заварени в гнездо, с резба или фланци.

Корпусите на клапаните са отлети или изковани в различни форми и всеки компонент има специфична функция и е конструиран от материал, подходящ за тази функция.

капак на клапана

Капакът за отвора в тялото е капакът и той е втората най-важна граница на клапана за налягане. Подобно на телата на клапаните, капаците се предлагат в много дизайни и модели.

Капакът действа като капак на тялото на клапана, излят или изкован от същия материал като тялото. Обикновено се свързва с тялото чрез резбова, болтова или заварена връзка. По време на производството на вентила вътрешните компоненти, като стебло, диск и т.н., се поставят в тялото и след това капакът се прикрепя, за да държи всички части заедно вътре.

Във всички случаи закрепването на капака към тялото се счита за граница на налягането. Това означава, че заваръчната връзка или болтовете, които свързват капака с каросерията, са части, поддържащи налягането. Капаците на клапаните, въпреки че са необходими за повечето клапани, представляват причина за безпокойство. Капаките могат да усложнят производството на клапани, да увеличат размера на клапана, да представляват значителна част от цената на клапана и са източник на потенциални течове.

Облицовка на клапана

Подвижни и сменяеми вътрешни части на клапанакоито влизат в контакт с течащата среда, се наричат ​​заедно катоОблицовка на клапана. Тези части включват седло(а) на клапан(и), диск, уплътнения, разделители, водачи, втулки и вътрешни пружини. Корпусът на клапана, капакът, уплътнението и т.н., които също влизат в контакт с потока, не се считат за облицовка на клапана.

Ефективността на регулирането на вентила се определя от интерфейса на диска и седлото и връзката на позицията на диска към седлото. Благодарение на подстригването са възможни основни движения и контрол на потока. При дизайни с въртеливо движение, дискът се плъзга плътно покрай седалката, за да предизвика промяна в отварянето на потока. При дизайни с линейно движение, дискът се повдига перпендикулярно от седалката, така че да се появи пръстеновиден отвор.

Частите на облицовката на клапана могат да бъдат изработени от различни материали поради различните свойства, необходими за издържане на различни сили и условия. Втулките и уплътнителните уплътнения не изпитват същите сили и условия като диска на клапана и седалката(ите).

Свойствата на течливата среда, химическият състав, налягането, температурата, скоростта на потока, скоростта и вискозитетът са някои от важните съображения при избора на подходящи материали за облицовка. Материалите за облицовка могат или не могат да бъдат от същия материал като тялото на клапана или капака.

API 600 облицовка на клапан №

Клапанен диск и седло(а)

диск

Дискът е частта, която позволява, дроселира или спира потока, в зависимост от позицията му. В случай на щепсел или сферичен кран дискът се нарича щепсел или топка. Дискът е третата по важност първична граница на налягането. При затворен вентил се прилага пълно системно налягане върху диска и поради тази причина дискът е компонент, свързан с налягането.

Дисковете обикновено са ковани, а в някои конструкции и с твърда повърхност, за да осигурят добри свойства на износване. Повечето клапани са именувани, дизайнът на техните дискове.

Седалка(и)

Седалката или уплътнителните пръстени осигуряват опорната повърхност за диска. Вентилът може да има едно или повече седалки. В случай на сферичен или възвратен клапан обикновено има едно гнездо, което образува уплътнение с диска, за да спре потока. В случай на шибър има две седалки; един от страната нагоре по течението, а другият от страната надолу по течението. Дискът на шибърния вентил има две опорни повърхности, които влизат в контакт с леглата на клапана, за да образуват уплътнение за спиране на потока.

За да се подобри устойчивостта на износване на уплътнителните пръстени, повърхността често се нанася чрез заваряване и след това механична обработка на контактната повърхност на уплътнителния пръстен. Необходима е фина повърхностна обработка на зоната за сядане за добро уплътняване, когато вентилът е затворен. Уплътнителните пръстени обикновено не се считат за гранични части под налягане, тъй като тялото има достатъчна дебелина на стената, за да издържи проектното налягане, без да се разчита на дебелината на уплътнителните пръстени.

Стебло на клапана

Стеблото на клапана осигурява необходимото движение на диска, тапата или топката за отваряне или затваряне на клапана и отговаря за правилното позициониране на диска. Той е свързан към ръчното колело на клапана, задвижващия механизъм или лоста от единия край, а от другата страна към диска на клапана. При шибърните или сферичните вентили е необходимо линейно движение на диска, за да се отвори или затвори вентилът, докато при щепселните, сферичните и бътерфлай вентилите дискът се завърта, за да отвори или затвори вентила.

Стъблата обикновено са изковани и свързани към диска чрез резба или други техники. За да се предотврати изтичане, в областта на уплътнението е необходимо фино покритие на стеблото.

Има пет типа стебла на клапани:

• Повдигащо се стебло с външен винт и скоба
  Външната страна на стеблото е с резба, докато частта на стеблото във вентила е гладка. Резбите на стеблото са изолирани от течащата среда чрез уплътнението на стеблото. Предлагат се два различни стила на тези дизайни; единият с ръчно колело, прикрепено към стеблото, така че да могат да се издигат заедно, а другият с резбована втулка, която кара стеблото да се издига през ръчното колело. Този тип клапан е обозначен с „O. С. и Й.” е общ дизайн за NPS 2 и по-големи клапани.
• Повдигащо се стебло с вътрешен винт
  Резбованата част на стеблото е вътре в тялото на клапана, а стеблото се уплътнява по гладката част, която е изложена на външната атмосфера. В този случай нишките на стеблото са в контакт с течащата среда. При завъртане стеблото и ръчното колело се издигат заедно, за да отворят клапана.
• Неповдигащо се стебло с вътрешен винт
  Резбованата част на стеблото е вътре в клапана и не се повдига. Дискът на клапана се движи по стеблото, като гайка, ако стеблото се завърти. Резбите на стеблото са изложени на текущата среда и като такива са подложени на удар. Ето защо този модел се използва, когато пространството е ограничено, за да позволи линейно движение и потокът не причинява ерозия, корозия или абразия на материала на стеблото.
• Плъзгащо се стебло
  Това стебло на клапана не се върти или завърта. Той се плъзга навътре и навън от клапана, за да отвори или затвори клапана. Този дизайн се използва в ръчно задвижвани лостови клапани за бързо отваряне. Използва се и в контролни клапани, задвижвани от хидравлични или пневматични цилиндри.
• Въртящо се стебло
  Това е често използван модел в сферични, щепселни и бътерфлай вентили. Четвърт оборот на стеблото отваря или затваря клапана.

В главното меню „Вентили“ ще намерите някои връзки към подробни (големи) изображения на клапани с повдигащ се и НЕповдигащ се стенд.

Уплътнение на стеблото на клапана

За надеждно уплътнение между стеблото и капака е необходимо уплътнение. Това се нарича Опаковка и е снабдена например със следните компоненти:

• Салников последовател, втулка, която компресира уплътнението, чрез жлеза в така наречената салникова кутия.
• Жлеза, вид втулка, която компресира набивката в салниковата кутия.
• Салникова кутия, камера, в която се компресира набивката.
• Опаковка, налична в няколко материала, като тефлон®, еластомерен материал, влакнест материал и др.
• Задната седалка е място за сядане вътре в предния капак. Той осигурява уплътнение между стеблото и капака и предотвратява натрупването на налягане в системата срещу уплътнението на клапана, когато вентилът е напълно отворен. Задните седалки често се прилагат в шибърни и сферични вентили.

Важен аспект от живота на вентила е уплътнителният възел. Почти всички клапани, като стандартните сферични, сферични, шибърни, щепселни и дроселови клапани, имат уплътнителен възел въз основа на сила на срязване, триене и разкъсване.

Следователно опаковката на клапана трябва да бъде поставена правилно, за да се предотврати повреда на стеблото и загуба на течност или газ. Когато уплътнението е твърде разхлабено, вентилът ще изтече. Ако уплътнението е твърде стегнато, това ще повлияе на движението и възможната повреда на стеблото.

Съвет за поддръжка: 1. Как да инсталирате уплътнителен уплътнител

Съвет за поддръжка: 2. Как да инсталирате уплътнителен уплътнител

Ходове на клапана и гайка на бугела

иго

Хомут свързва тялото на клапана или капака със задвижващия механизъм. Горната част на хомут, държаща гайка хомут, гайка на стебло или втулка хомут и стеблото на клапана минава през него. Вилката обикновено има отвори, позволяващи достъп до салниковата кутия, връзките на задвижващия механизъм и т.н.. Структурно, вилката трябва да е достатъчно здрава, за да издържи на силите, моментите и въртящия момент, развивани от задвижващия механизъм.

хомут гайка

Вилковата гайка е гайка с вътрешна резба и се поставя в горната част на вилката, през която минава стеблото. В шибърния вентил например гайката на хомут се завърта и стеблото се движи нагоре или надолу. При вентилите Globe гайката е фиксирана и стеблото се завърта през нея.

Задвижка на клапана

Ръчно задвижваните вентили обикновено са оборудвани с ръчно колело, прикрепено към стеблото на клапана или гайката на хомут, което се върти по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка, за да затвори или отвори клапан. По този начин се отварят и затварят глобусовите и шибърните вентили.

Ръчно задвижвани, четвърт оборотни вентили, като топка, тапа или пеперуда, имат лост за задействане на вентила.

Има приложения, при които не е възможно или желателно вентилът да се задейства ръчно чрез ръчно колело или лост. Тези приложения включват:

• Големи клапани, които трябва да работят срещу високо хидростатично налягане
• Клапани те трябва да се управляват от отдалечено място
• Когато времето за отваряне, затваряне, газ или ръчно управление на клапана е по-дълго, отколкото се изисква от критериите за проектиране на системата

Тези клапани обикновено са оборудвани със задвижващ механизъм.
Задвижващият механизъм в най-широката дефиниция е устройство, което произвежда линейно и въртеливо движение на източник на енергия под действието на източник на управление.

Основните задвижващи механизми се използват за пълно отваряне или пълно затваряне на клапан. На задвижващите механизми за управляващи или регулиращи клапани се дава сигнал за позициониране, за да се преместят във всяка междинна позиция. Има много различни типове задвижващи механизми, но следните са някои от често използваните задвижващи механизми за клапани:

• Зъбни задвижки
• Електрически моторни задвижки
• Пневматични актуатори
• Хидравлични задвижващи механизми
• Електромагнитни задвижващи механизми

За повече информация относно задвижките вижте главното меню „Вентили“-Клапанни задвижки-

Класификация на клапаните

По-долу са някои от често използваните класификации на клапани, базирани на механично движение:

• Клапани с линейно движение. Вентилите, в които затварящият елемент, както при шибър, глобус, диафрагма, щипка и повдигащи възвратни клапани, се движи по права линия, за да позволи, спре или дроселира потока.
• Клапани за въртеливо движение. Когато елементът за затваряне на клапана се движи по ъглова или кръгова траектория, както при пеперуда, топка, щепсел, ексцентричен и обратен клапан, клапаните се наричат ​​клапани с въртеливо движение.
• Четвърт оборотни вентили. Някои клапани с въртеливо движение изискват приблизително четвърт оборот, от 0 до 90°, движение на стеблото, за да се стигне до пълно отваряне от напълно затворено положение или обратно.

Класификация на клапаните въз основа на движението

Оценки на класа

Номиналните стойности на налягането и температурата на вентилите са обозначени с номера на класа. ASME B16.34, клапани с фланец, резба и заваръчен край е един от най-широко използваните стандарти за клапани. Той дефинира три типа класове: стандартни, специални и ограничени. ASME B16.34 обхваща клапани от клас 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 и 4500.

Резюме

На тази страница са дефинирани редица основни данни за клапаните.

Както може би сте видели в главното меню „Вентили“, можете да намерите и информация за няколко и често използвани вентили в петролната и химическата промишленост.
Може да ви даде впечатление и да разберете добре разликите между различните видове клапи и как тези разлики влияят на функцията на клапата. Това ще помогне за правилното приложение на всеки тип вентил по време на проектирането и правилното използване на всеки тип клапан по време на работа.