Što su ventili?

Ventili su mehanički uređaji koji kontroliraju protok i tlak unutar sustava ili procesa. Oni su bitne komponente cjevovodnog sustava koji prenosi tekućine, plinove, pare, mulj itd.

Dostupni su različiti tipovi ventila: zasun, kuglasti, čep, kugla, leptir ventil, nepovratni, dijafragma, stezni ventil, ventil za rasterećenje tlaka, regulacijski ventili itd. Svaki od ovih tipova ima nekoliko modela, svaki s različitim značajkama i funkcionalnim mogućnostima. Neki se ventili pokreću sami, dok se drugima upravlja ručno ili s aktuatorom ili pneumatski ili hidraulično.

Funkcije ventila su:

• Zaustavljanje i pokretanje protoka
• Smanjite ili povećajte protok
• Kontrola smjera protoka
• Regulacija protoka ili procesnog tlaka
• Oslobodite sustav cijevi određenog tlaka

Postoji mnogo dizajna, tipova i modela ventila sa širokim rasponom industrijskih primjena. Svi zadovoljavaju jednu ili više gore navedenih funkcija. Ventili su skupi predmeti i važno je da se specificira ispravan ventil za funkciju i mora biti izrađen od odgovarajućeg materijala za procesnu tekućinu.

Bez obzira na tip, svi ventili imaju sljedeće osnovne dijelove: tijelo, poklopac motora, oblogu (unutarnji elementi), aktuator i brtvljenje. Osnovni dijelovi ventila ilustrirani su na slici desno.

Tijelo ventila

Tijelo ventila, koje se ponekad naziva i školjka, primarna je granica tlačnog ventila. On služi kao glavni element sklopa ventila jer je okvir koji drži sve dijelove zajedno.

Tijelo, prva granica tlaka ventila, odolijeva pritisku tekućine od spojnih cjevovoda. Prima ulazne i izlazne cijevi kroz navojne, vijčane ili zavarene spojeve.

Krajevi tijela ventila dizajnirani su za spajanje ventila na cjevovod ili mlaznicu opreme različitim vrstama krajnjih spojeva, kao što su sučeoni ili utičnica zavareni, navojni ili prirubnički.

Tijela ventila su lijevana ili kovana u različitim oblicima, a svaka komponenta ima specifičnu funkciju i izrađena je od materijala prikladnog za tu funkciju.

Poklopac ventila

Poklopac za otvor na karoseriji je poklopac motora, a to je druga najvažnija granica tlačnog ventila. Poput tijela ventila, poklopci motora dostupni su u mnogim izvedbama i modelima.

Poklopac djeluje kao poklopac na tijelu ventila, lijevan je ili kovan od istog materijala kao i tijelo. Obično je povezan s tijelom navojem, vijcima ili zavarenim spojem. Tijekom proizvodnje ventila, unutarnje komponente, kao što su osovina, disk itd., stavljaju se u tijelo, a zatim se poklopac pričvršćuje kako bi držao sve dijelove zajedno unutra.

U svim slučajevima, pričvršćenje poklopca motora na karoseriju smatra se granicom pritiska. To znači da su zavareni spoj ili vijci koji povezuju poklopac motora s karoserijom dijelovi koji zadržavaju pritisak. Poklopci ventila, iako su nužni za većinu ventila, predstavljaju razlog za zabrinutost. Poklopci mogu zakomplicirati proizvodnju ventila, povećati veličinu ventila, predstavljati značajan udio u trošku ventila i izvor su potencijalnog curenja.

Obloga ventila

Uklonjivi i zamjenjivi unutarnji dijelovi ventilakoji dolaze u kontakt s tekućim medijem zajednički se nazivaju kaoObloga ventila. Ovi dijelovi uključuju sjedište(a) ventila, disk, uvodnice, odstojnike, vodilice, čahure i unutarnje opruge. Tijelo ventila, poklopac motora, brtva itd. koji također dolaze u dodir s medijem za protok ne smatraju se oblogom ventila.

Izvedba trima ventila određena je sučeljem diska i sjedišta te odnosom položaja diska prema sjedištu. Zbog trima mogući su osnovni pokreti i kontrola protoka. U dizajnu trima s rotacijskim kretanjem, disk klizi blizu sjedala kako bi proizveo promjenu otvora protoka. U dizajnu trima s linearnim kretanjem, disk se podiže okomito od sjedala tako da se pojavljuje prstenasti otvor.

Dijelovi obloge ventila mogu biti izrađeni od raznih materijala zbog različitih svojstava potrebnih za izdržavanje različitih sila i uvjeta. Čahure i brtvene brtve ne doživljavaju iste sile i uvjete kao disk ventila i sjedište(a).

Svojstva medija protoka, kemijski sastav, tlak, temperatura, brzina protoka, brzina i viskoznost neka su od važnih razmatranja pri odabiru prikladnih materijala za obloge. Materijali ukrasa mogu, ali ne moraju biti isti materijali kao tijelo ventila ili poklopac motora.

API 600 ventilski dodatak br

Disk ventila i sjedište(a)

Disk

Disk je dio koji dopušta, prigušuje ili zaustavlja protok, ovisno o svom položaju. U slučaju čepa ili kuglaste slavine, disk se naziva čep ili kugla. Disk je treća najvažnija primarna granica pritiska. Sa zatvorenim ventilom, puni tlak sustava primjenjuje se preko diska i zbog toga je disk komponenta koja se odnosi na pritisak.

Diskovi su obično kovani, au nekim izvedbama i s tvrdom površinom kako bi se osigurala dobra svojstva trošenja. Većina ventila je imenovana, dizajn njihovih diskova.

Sjedalo(a)

Sjedalo ili brtveni prstenovi čine površinu za sjedenje diska. Ventil može imati jedno ili više sjedišta. U slučaju kuglastog ili nepovratnog ventila, obično postoji jedno sjedište koje čini brtvu s diskom za zaustavljanje protoka. U slučaju zasuna, postoje dva sjedišta; jedan na uzvodnoj, a drugi na nizvodnoj strani. Disk zasuna ima dvije dosjedne površine koje dolaze u dodir sa sjedištima ventila kako bi formirale brtvu za zaustavljanje protoka.

Kako bi se poboljšala otpornost na habanje brtvenih prstenova, površina se često navariva zavarivanjem, a zatim strojnom obradom kontaktne površine brtvenog prstena. Za dobro brtvljenje kada je ventil zatvoren potrebna je fina završna obrada površine za sjedenje. Brtveni prstenovi se obično ne smatraju dijelovima koji ograničavaju pritisak jer tijelo ima dovoljnu debljinu stijenke da izdrži projektirani pritisak bez oslanjanja na debljinu brtvenih prstenova.

Stablo ventila

Stablo ventila osigurava potrebno kretanje diska, čepa ili kugle za otvaranje ili zatvaranje ventila i odgovorno je za pravilno pozicioniranje diska. Povezan je s ručnim kotačem ventila, aktuatorom ili polugom s jedne strane, a s druge strane s diskom ventila. Kod zasunskih ili kuglastih ventila potrebno je linearno kretanje diska za otvaranje ili zatvaranje ventila, dok se kod čepnih, kuglastih i leptir ventila disk rotira za otvaranje ili zatvaranje ventila.

Stabljike su obično kovane i povezane s diskom navojem ili drugim tehnikama. Kako bi se spriječilo curenje, u području brtve potrebna je fina završna obrada vretena.

Postoji pet vrsta ventila:

• Uzdižući stub s vanjskim vijkom i jarmom
  Vanjski dio vretena ima navoje, dok je dio vretena u ventilu gladak. Navoji vretena su izolirani od medija koji teče pomoću brtve vretena. Dostupna su dva različita stila ovih dizajna; jedan s ručnim kotačem pričvršćenim za vreteno, tako da se mogu dizati zajedno, a drugi s navojnom čahurom koja uzrokuje podizanje vretena kroz ručni kotač. Ovaj tip ventila označen je s "O. S. i Y." je uobičajeni dizajn za NPS 2 i veće ventile.
• Uzdižući nosač s unutarnjim vijkom
  Dio vretena s navojem nalazi se unutar tijela ventila, a pakiranje vretena duž glatkog dijela koji je izvana izložen atmosferi. U ovom slučaju, niti stabljike su u kontaktu s tekućim medijem. Kada se okreću, stabljika i ručni kotač se zajedno podižu kako bi otvorili ventil.
• Stablo koje se ne diže s unutarnjim vijkom
  Navojni dio stabljike je unutar ventila i ne diže se. Disk ventila putuje duž vretena, poput matice ako se vreteno okreće. Navoji stabljike su izloženi strujanju medija i kao takvi podvrgnuti udaru. Zato se ovaj model koristi kada je prostor ograničen kako bi se omogućilo linearno kretanje, a tekući medij ne uzrokuje eroziju, koroziju ili abraziju materijala stabla.
• Klizna stabljika
  Ovo stablo ventila se ne okreće niti okreće. Klizi unutra i van ventila za otvaranje ili zatvaranje ventila. Ovaj dizajn se koristi u ventilima za brzo otvaranje s ručnim polugama. Također se koristi u regulacijskim ventilima kojima upravljaju hidraulički ili pneumatski cilindri.
• Okretno stablo
  Ovo je model koji se često koristi u kuglastim, čepnim i leptirastim ventilima. Pokret vretena od četvrtine okreta otvara ili zatvara ventil.

U glavnom izborniku “Ventili” pronaći ćete neke poveznice na detaljne (velike) slike ventila s dižućim i nedizajućim vretenom.

Pakiranje stabla ventila

Za pouzdano brtvljenje između stabla i poklopca, potrebna je brtva. To se zove pakiranje i opremljeno je npr. sljedećim komponentama:

• Gland follower, čahura koja sabija brtvu, pomoću uvodnice u tzv.
• Žlijezda, vrsta čahure, koja sabija de pakiranje u kutiju za brtvljenje.
• Kutija za brtvljenje, komora u kojoj se pakiranje sabija.
• Pakiranje, dostupno u nekoliko materijala, kao što je Teflon®, elastomerni materijal, vlaknasti materijal itd.
• Stražnje sjedalo je raspored sjedenja unutar poklopca motora. Omogućuje brtvljenje između vretena i poklopca i sprječava stvaranje pritiska u sustavu protiv brtve ventila, kada je ventil potpuno otvoren. Stražnja sjedala često se primjenjuju u zasuncima i kuglastim ventilima.

Važan aspekt životnog vijeka ventila je brtveni sklop. Gotovo svi ventili, poput standardnih kuglastih, kuglastih, zasunskih, utičnih i leptir ventila imaju svoj brtveni sklop temeljen na posmičnoj sili, trenju i kidanju.

Stoga se pakiranje ventila mora pravilno postaviti kako bi se spriječilo oštećenje vretena i gubitak tekućine ili plina. Kada je pakiranje previše labavo, ventil će propuštati. Ako je pakiranje pretijesno, to će utjecati na pomicanje i moguće oštećenje stabljike.

Savjet za održavanje: 1. Kako instalirati brtvenu uvodnicu

Savjet za održavanje: 2. Kako instalirati brtvenu uvodnicu

Vilica ventila i matica jarma

Jaram

Jaram povezuje tijelo ventila ili poklopac s mehanizmom za pokretanje. Gornji dio jarma drži maticu jarma, maticu vretena ili čahuru jarma i vreteno ventila prolazi kroz njega. Jaram obično ima otvore koji omogućavaju pristup kutiji za brtvljenje, vezama aktuatora, itd.. Strukturno, jaram mora biti dovoljno jak da izdrži sile, momente i okretni moment koji razvija aktuator.

Jaram matica

Vijasta matica je matica s unutarnjim navojem i nalazi se na vrhu jarma uz koji prolazi vreteno. U zasunskom ventilu, npr., matica jarma se okreće i vreteno se kreće gore ili dolje. U slučaju Globe ventila, matica je fiksirana i vreteno se okreće kroz nju.

Pokretač ventila

Ventili s ručnim upravljanjem obično su opremljeni ručnim kotačićem pričvršćenim na vreteno ventila ili maticu koja se okreće u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od smjera kazaljke na satu kako bi se zatvorio ili otvorio ventil. Globusni i zasunni ventili se otvaraju i zatvaraju na ovaj način.

Ručni, četvrtokretni ventili, kao što su kuglični, čep ili leptir, imaju polugu za aktiviranje ventila.

Postoje primjene u kojima nije moguće ili poželjno ručno aktivirati ventil ručnim kotačićem ili polugom. Ove aplikacije uključuju:

• Veliki ventili koji moraju raditi protiv visokog hidrostatskog tlaka
• Ventilima se njima mora upravljati s udaljene lokacije
• Kada je vrijeme za otvaranje, zatvaranje, prigušnicu ili ručno upravljanje ventilom dulje nego što zahtijevaju kriteriji dizajna sustava

Ovi ventili su obično opremljeni aktuatorom.
Aktuator u najširoj definiciji je uređaj koji proizvodi linearno i rotacijsko gibanje izvora energije pod djelovanjem izvora upravljanja.

Osnovni aktuatori koriste se za potpuno otvaranje ili potpuno zatvaranje ventila. Pogonima za upravljanje ili regulaciju ventila daje se signal za pomicanje u bilo koji srednji položaj. Postoji mnogo različitih tipova aktuatora, ali ovo su neki od najčešće korištenih aktuatora ventila:

• Pokretači zupčanika
• Električni motorni aktuatori
• Pneumatski aktuatori
• Hidraulički aktuatori
• Solenoidni aktuatori

Za više informacija o aktuatorima pogledajte glavni izbornik “Ventili”-Pokretači ventila-

Klasifikacija ventila

Slijede neke od najčešće korištenih klasifikacija ventila, temeljene na mehaničkom kretanju:

• Ventili za linearno kretanje. Ventili u kojima se zaporni član, kao u zasuncima, kuglastim, dijafragmskim, steznim i podiznim nepovratnim ventilima, pomiče u ravnoj liniji kako bi omogućio, zaustavio ili prigušio protok.
• Rotacijski ventili. Kada se element za zatvaranje ventila kreće duž kutne ili kružne putanje, kao kod leptirastih, kuglastih, čepnih, ekscentričnih i zakretnih nepovratnih ventila, ventili se nazivaju rotacijski ventili.
• Četvrtookretni ventili. Neki rotacijski ventili zahtijevaju približno četvrtinu okretaja, od 0 do 90°, kretanje vretena da bi se potpuno otvorilo iz potpuno zatvorenog položaja ili obrnuto.

Klasifikacija ventila na temelju gibanja

Ocjene razreda

Vrijednosti tlaka i temperature ventila označene su brojevima klase. ASME B16.34, Ventili s prirubnicom, navojem i završetkom za zavarivanje jedan je od najčešće korištenih standarda za ventile. Definira tri vrste klasa: standardne, posebne i ograničene. ASME B16.34 pokriva ventile klase 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 i 4500.

Sažetak

Na ovoj stranici definiran je niz osnovnih informacija o ventilima.

Kao što ste možda vidjeli u glavnom izborniku “Ventili”, također možete pronaći informacije o nekoliko ventila koji se često koriste u naftnoj i kemijskoj industriji.
Može vam dati dojam i dobro razumijevanje razlika između različitih tipova ventila i kako te razlike utječu na funkciju ventila. Pomoći će pravilnoj primjeni svake vrste ventila tijekom projektiranja i pravilnoj upotrebi svake vrste ventila tijekom rada.