Mik azok a szelepek?

A szelepek olyan mechanikus eszközök, amelyek szabályozzák az áramlást és a nyomást egy rendszeren vagy folyamaton belül. A folyadékokat, gázokat, gőzöket, zagyokat stb. továbbító csőrendszer alapvető alkotóelemei.

Különböző típusú szelepek állnak rendelkezésre: kapu, gömb, dugó, golyó, pillangó, ellenőrző, membrán, szorító, nyomáscsökkentő, szabályozó szelepek stb. Mindegyik típushoz számos modell tartozik, amelyek mindegyike eltérő tulajdonságokkal és funkcionális képességekkel rendelkezik. Egyes szelepek önműködőek, míg mások manuálisan vagy működtetővel, vagy pneumatikus vagy hidraulikus működtetésűek.

A Valves funkciói a következők:

• Áramlás megállítása és elindítása
• Csökkentse vagy növelje az áramlást
• Az áramlás irányának szabályozása
• Áramlási vagy folyamatnyomás szabályozása
• Egy csőrendszert bizonyos nyomás alól tehermentesítse

Számos szelepkialakítás, típus és modell létezik, széles körű ipari alkalmazásokkal. Mindegyik megfelel egy vagy több fent meghatározott funkciónak. A szelepek drága cikkek, és fontos, hogy a funkcióhoz megfelelő szelep legyen előírva, és a folyamatfolyadékhoz megfelelő anyagból kell megépíteni.

Típustól függetlenül minden szelepnek a következő alapvető részei vannak: karosszéria, motorháztető, borítás (belső elemek), működtető szerkezet és tömítés. A szelep alapvető részeit a jobb oldali kép szemlélteti.

Szeleptest

A szeleptest, amelyet néha héjnak is neveznek, a nyomásszelep elsődleges határa. A szelepegység fő elemeként szolgál, mert ez a keret tartja össze az összes alkatrészt.

A test, a szelep első nyomáshatára, ellenáll a csatlakozó csővezetékekből származó folyadéknyomásterhelésnek. Menetes, csavaros vagy hegesztett csatlakozásokon keresztül fogadja a bemeneti és kimeneti csöveket.

A szeleptest végeit arra tervezték, hogy a szelepet a csővezetékhez vagy a berendezés fúvókájához csatlakoztassa különböző típusú végcsatlakozásokkal, például tompahegesztett, menetes vagy karimás csatlakozókkal.

A szeleptesteket különféle formában öntik vagy kovácsolják, és mindegyik alkatrésznek meghatározott funkciója van, és a funkciónak megfelelő anyagból készülnek.

Szelep motorháztető

A karosszéria nyílásának fedele a motorháztető, és ez a nyomásszelep második legfontosabb határa. A szeleptestekhez hasonlóan a motorháztetők is számos kivitelben és modellben kaphatók.

A motorháztető fedőként működik a szeleptesten, és ugyanabból az anyagból van öntve vagy kovácsolva, mint a test. Általában menetes, csavaros vagy hegesztett csatlakozással csatlakozik a testhez. A szelep gyártása során a belső alkatrészeket, mint a szár, tárcsa stb., a testbe helyezik, majd a motorháztetőt rögzítik, hogy az összes alkatrészt összetartsa.

A motorháztetőnek a karosszériához való rögzítése minden esetben nyomáshatárnak minősül. Ez azt jelenti, hogy a motorháztetőt a karosszériával összekötő hegesztési kötés vagy csavarok nyomástartó alkatrészek. A szelepfedelek, bár a legtöbb szelep számára elengedhetetlenek, aggodalomra adnak okot. A motorháztetők bonyolíthatják a szelepek gyártását, növelhetik a szelep méretét, a szelepköltség jelentős részét képezik, és potenciális szivárgás forrása.

Szelep trimm

A kivehető és cserélhető szelep belső részeiamelyek az áramlási közeggel érintkeznek, összefoglalóan úgy nevezzükSzelep trim. Ezek az alkatrészek közé tartozik a szelepülés(ek), tárcsa, tömszelencék, távtartók, vezetők, perselyek és belső rugók. A szelepház, a motorháztető, a tömítés stb., amelyek szintén érintkeznek az áramlási közeggel, nem számítanak szelepburkolatnak.

A szelep trimmének teljesítményét a tárcsa és az ülés interfésze, valamint a tárcsa helyzetének az üléshez való viszonya határozza meg. A trimmnek köszönhetően alapvető mozgások és áramlásszabályozás lehetséges. A forgómozgású trimm-kialakításoknál a tárcsa szorosan elcsúszik az ülés mellett, ami megváltoztatja az áramlási nyílást. Lineáris mozgású trimm-kialakításoknál a tárcsa merőlegesen felemelkedik az üléstől, így gyűrű alakú nyílás jelenik meg.

A szelepburkolatok különféle anyagokból készülhetnek, mivel eltérő tulajdonságokra van szükség ahhoz, hogy ellenálljanak a különböző erőknek és feltételeknek. A perselyekre és a tömítésekre nem ugyanazok az erők és feltételek vonatkoznak, mint a szeleptárcsára és az ülés(ek)re.

Az áramlási közeg tulajdonságai, a kémiai összetétel, a nyomás, a hőmérséklet, az áramlási sebesség, a sebesség és a viszkozitás néhány fontos szempont a megfelelő díszítőanyagok kiválasztásánál. A díszítőanyagok lehetnek ugyanabból az anyagból, mint a szeleptest vagy a motorháztető.

API 600 szelep trimm No

Szeleptárcsa és -ülés(ek)

Korong

A tárcsa az a rész, amely helyzetétől függően lehetővé teszi, fojtja vagy leállítja az áramlást. Dugó vagy golyóscsap esetén a tárcsát dugónak vagy golyónak nevezik. A lemez a harmadik legfontosabb elsődleges nyomáshatár. Zárt szelep mellett a rendszer teljes nyomása a tárcsán keresztül történik, ezért a tárcsa nyomásfüggő alkatrész.

A lemezek általában kovácsoltak, és egyes kiviteleknél kemény felülettel rendelkeznek, hogy jó kopási tulajdonságokat biztosítsanak. A legtöbb szelepet elnevezték, tárcsáik kialakítását.

Ülés(ek)

Az ülés vagy a tömítőgyűrűk biztosítják a tárcsa ülőfelületét. Egy szelep egy vagy több üléssel rendelkezhet. Glóbusz vagy lengő-visszacsapó szelep esetében általában egy ülék van, amely a tárcsával tömítést képez az áramlás megállítására. Tolózár esetén két ülés van; az egyik a felfelé, a másik az alsó oldalon. A tolózár tárcsának két ülékfelülete van, amelyek érintkeznek a szelepülékekkel, hogy tömítést képezzenek az áramlás megállításához.

A tömítőgyűrűk kopásállóságának javítása érdekében a felületet gyakran hegesztéssel, majd a tömítőgyűrű érintkezési felületének megmunkálásával keményítik. Az ülőfelület finom felületkezelése szükséges a jó tömítéshez, amikor a szelep zárva van. A tömítőgyűrűket általában nem tekintik nyomáshatároló részeknek, mivel a test falvastagsága elegendő ahhoz, hogy ellenálljon a tervezett nyomásnak anélkül, hogy a tömítőgyűrűk vastagságára támaszkodna.

Szelepszár

A szelepszár biztosítja a szükséges mozgást a tárcsának, a dugónak vagy a golyónak a szelep nyitásához vagy zárásához, és felelős a tárcsa megfelelő elhelyezéséért. Az egyik végén a szelep kézikerékhez, a működtető szerkezethez vagy a karhoz, a másik oldalon pedig a szeleptárcsához csatlakozik. A toló- vagy gömbszelepeknél a tárcsa lineáris mozgása szükséges a szelep nyitásához vagy zárásához, míg a dugós, golyós és pillangószelepeknél a tárcsa elforgatásával nyitható vagy zárható a szelep.

A szárakat általában kovácsolják, és menettel vagy más technikával kapcsolják a lemezhez. A szivárgás elkerülése érdekében a tömítés területén a szár finom felületkezelése szükséges.

Ötféle szelepszár létezik:

• Emelkedő szár külső csavarral és jármával
  A szár külső része menetes, míg a szelepszár része sima. A szár szálait a szártömítés választja el az áramlási közegtől. Ezeknek a mintáknak két különböző stílusa áll rendelkezésre; az egyikben a kézikerék a szárhoz van rögzítve, így együtt tudnak felemelkedni, a másik pedig egy menetes karmantyúval, amitől a szár átemelkedik a kézikeréken. Ezt a szeleptípust az „O. S. és Y.” az NPS 2 és nagyobb szelepek általános kialakítása.
• Emelkedő szár belső csavarral
  A szár menetes része a szeleptest belsejében található, a szártömítés pedig a sima szakasz mentén, amely a külső légkörnek van kitéve. Ebben az esetben a szár menetei érintkeznek az áramlási közeggel. Forgatáskor a szár és a kézikerék együtt felemelkedik a szelep kinyitásához.
• Nem emelkedő szár belső csavarral
  A szár menetes része a szelep belsejében van, és nem emelkedik fel. A szeleptárcsa úgy halad a szár mentén, mint egy anya, ha a szárat elforgatják. A szármenetek ki vannak téve az áramlási közegnek, és mint ilyenek, ki vannak téve az ütésnek. Ez az oka annak, hogy ezt a modellt akkor használják, ha a hely korlátozott, hogy lehetővé tegye a lineáris mozgást, és az áramlási közeg nem okoz eróziót, korróziót vagy a szár anyagának kopását.
• Csúszó szár
  Ez a szelepszár nem forog és nem forog. Be- és kicsúsztatja a szelepet a szelep nyitásához vagy zárásához. Ezt a kialakítást a kézi működtetésű karos gyorsnyitó szelepeknél használják. Hidraulikus vagy pneumatikus hengerekkel működtetett vezérlőszelepeknél is használatos.
• Rotary Stem
  Ez egy gyakran használt modell golyós, dugós és pillangószelepekben. A szelepszár negyed fordulattal nyitja vagy zárja a szelepet.

A „Szelepek” főmenüben talál néhány hivatkozást a felfutó és NEM emelkedő szelepek részletes (nagy) képére.

Szelepszár tömítés

A szár és a motorháztető közötti megbízható tömítéshez tömítésre van szükség. Ezt Csomagolásnak hívják, és például a következő alkatrészekkel van felszerelve:

• Tömszelence követő, egy hüvely, amely a tömítést egy tömszelencével az ún. tömszelencébe szorítja.
• Tömszelence, egyfajta persely, amely a tömítést a tömszelencébe nyomta.
• Tömszelence, egy kamra, amelyben a csomagolás össze van nyomva.
• Csomagolás többféle anyagból, mint például Teflon®, elasztomer anyag, rostos anyag stb.
• A hátsó ülés egy üléselrendezés a motorháztetőn belül. Tömítést biztosít a szelepszár és a motorháztető között, és megakadályozza, hogy a rendszer nyomása a szeleptömítés ellen növekedjen, amikor a szelep teljesen nyitva van. A hátsó üléseket gyakran alkalmazzák a toló- és gömbszelepekben.

A szelep élettartamának fontos szempontja a tömítés. Szinte minden szelepnek, például a szabványos golyós-, gömb-, kapu-, dugó- és pillangószelepeknek, tömítőszerelvénye nyíróerőn, súrlódáson és szakadáson alapul.

Ezért a szelepcsomagolást megfelelően kell megtenni, hogy elkerüljük a szelepszár sérülését és a folyadék- vagy gázveszteséget. Ha a tömítés túl laza, a szelep szivárog. Ha a tömítés túl szoros, az befolyásolja a mozgást és a szár esetleges károsodását.

Karbantartási tipp: 1. A tömítőgyűrű felszerelése

Karbantartási tipp: 2. A tömítőgyűrű felszerelése

Szeleptekercs és Igényanya

Iga

A kengyel köti össze a szeleptestet vagy a motorháztetőt a működtető mechanizmussal. A kengyel felső része, amelyen egy csavaranyát, száras anyát vagy egy perselyt tartanak, és a szelepszár áthalad rajta. A járom általában nyílásokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a hozzáférést a tömszelencéhez, a működtető elemekhez stb. Szerkezetileg a járomnak elég erősnek kell lennie ahhoz, hogy ellenálljon a működtető szerkezet által kifejtett erőknek, nyomatékoknak és nyomatékoknak.

Yoke Nut

A kengyeles anya egy belső menetes anya, és a járom tetejére kerül, amelyen keresztül a szár áthalad. Egy tolózárban például a tartó anyát elfordítják, és a szár felfelé vagy lefelé mozog. A Globe szelepeknél az anya rögzítve van, és a szárat forgatják rajta.

Szelep működtető

A kézi működtetésű szelepek általában egy kézikerékkel vannak felszerelve, amelyek a szelepszárhoz vagy a szelepanyához vannak rögzítve, amelyet az óramutató járásával megegyezően vagy azzal ellentétes irányban forgatnak a szelep zárásához vagy kinyitásához. A gömb- és tolózárak ilyen módon nyithatók és zárhatók.

A kézi működtetésű, negyedfordulatú szelepek, mint például a golyós, dugós vagy pillangós, karral rendelkeznek a szelep működtetésére.

Vannak olyan alkalmazások, ahol nem lehetséges vagy nem kívánatos a szelep kézi működtetése kézikerékkel vagy karral. Ezek az alkalmazások a következők:

• Nagy szelepek, amelyeket magas hidrosztatikus nyomás ellen kell üzemeltetni
• Szelepeket távoli helyről kell működtetni
• Ha a nyitáshoz, záráshoz, fojtószelephez vagy a szelep kézi vezérléséhez szükséges idő hosszabb, mint a rendszertervezési kritériumok

Ezek a szelepek általában működtetővel vannak felszerelve.
Az aktuátor a legtágabb értelemben olyan eszköz, amely egy vezérlőforrás hatására lineáris és forgó mozgást hoz létre az áramforrásban.

Az alapvető működtetők a szelepek teljes nyitására vagy zárására szolgálnak. A szelepek vezérlésére vagy szabályozására szolgáló működtetők egy pozicionáló jelet kapnak, hogy bármely közbenső helyzetbe mozduljanak. Számos különböző típusú szelepmozgató létezik, de az alábbiakban felsorolunk néhányat a leggyakrabban használt szelepmozgatók közül:

• Fogaskerék működtetők
• Elektromos motor működtetők
• Pneumatikus működtetők
• Hidraulikus működtetők
• Mágneses működtetők

Az aktuátorokkal kapcsolatos további információkért lásd a „Szelepek” főmenüt.-Szelep működtetők-

A szelepek osztályozása

Az alábbiakban néhány általánosan használt szelepbesorolás található a mechanikai mozgás alapján:

• Lineáris mozgásszelepek. Azok a szelepek, amelyekben a záróelem, mint például a kapunál, a gömbnél, a membránnál, összecsípteti és emeli a visszacsapó szelepeket, egyenes vonalban mozognak az áramlás lehetővé tétele, leállítása vagy fojtása érdekében.
• Rotary Motion szelepek. Amikor a szelepzáró elem szögletes vagy körkörös pályán halad, például pillangó-, golyó-, dugó-, excenter- és lengő-visszacsapószelepeknél, a szelepeket forgómozgású szelepeknek nevezzük.
• Negyedfordulatú szelepek. Egyes forgómozgású szelepeknél körülbelül negyed fordulatnyi, 0 és 90° közötti szöget kell mozgatni, hogy teljesen kinyíljon teljesen zárt helyzetből, vagy fordítva.

Szelepek osztályozása mozgás alapján

Osztály értékelések

A szelepek nyomás-hőmérséklet-értékeit osztályszámok jelölik. Az ASME B16.34, szelepes karimás, menetes és hegesztővégű szelep az egyik legszélesebb körben használt szelepszabvány. Három típusú osztályt határoz meg: standard, speciális és korlátozott. Az ASME B16.34 a 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 és 4500 osztályú szelepeket fedi le.

Összegzés

Ezen az oldalon számos alapvető információ található a szelepekről.

Amint azt a „Szelepek” főmenüben láthatta, számos és gyakran alkalmazott szelepről is tájékozódhat a Petrolban és a vegyiparban.
Benyomást kelthet, és jól megértheti a különböző típusú szelepek közötti különbségeket, és azt, hogy ezek a különbségek hogyan befolyásolják a szelep működését. Segíti az egyes szeleptípusok megfelelő alkalmazását a tervezés során és az egyes szeleptípusok megfelelő használatát működés közben.