Kaj so ventili?

Ventili so mehanske naprave, ki nadzorujejo pretok in tlak v sistemu ali procesu. So bistveni sestavni deli cevnega sistema, ki prenaša tekočine, pline, hlape, gošče itd.

Na voljo so različni tipi ventilov: vratni, krožni, čepni, kroglični, metuljasti, protipovratni, membranski, ščipalni, razbremenilni, regulacijski ventili itd. Vsak od teh tipov ima več modelov, vsak z različnimi lastnostmi in funkcionalnimi zmogljivostmi. Nekateri ventili se upravljajo sami, medtem ko se drugi upravljajo ročno ali s pogonom ali pnevmatsko ali hidravlično.

Funkcije ventilov so:

• Ustavitev in začetek toka
• Zmanjšajte ali povečajte pretok
• Nadzor smeri toka
• Regulacija pretoka ali procesnega tlaka
• Razbremenite cevni sistem določenega tlaka

Obstaja veliko zasnov, tipov in modelov ventilov s široko paleto industrijskih aplikacij. Vsi izpolnjujejo eno ali več zgoraj opredeljenih funkcij. Ventili so dragi predmeti in pomembno je, da je določen pravilen ventil za funkcijo in mora biti izdelan iz pravilnega materiala za procesno tekočino.

Ne glede na vrsto imajo vsi ventili naslednje osnovne dele: ohišje, pokrov motorja, obrobo (notranji elementi), aktuator in tesnilo. Osnovni deli ventila so prikazani na sliki na desni.

Telo ventila

Telo ventila, včasih imenovano lupina, je primarna meja tlačnega ventila. Služi kot glavni element sklopa ventila, ker je okvir, ki drži vse dele skupaj.

Telo, prva tlačna meja ventila, se upira obremenitvam tlaka tekočine iz povezovalnih cevi. Prejema dovodne in odvodne cevi skozi navojne, vijačne ali varjene spoje.

Konci ohišja ventila so zasnovani za povezavo ventila s cevovodom ali šobo opreme z različnimi vrstami končnih povezav, kot so čelno varjene ali vtičnice, navojne ali prirobnične.

Telesa ventilov so ulita ali kovana v različnih oblikah in vsaka komponenta ima posebno funkcijo in je izdelana iz materiala, ki je primeren za to funkcijo.

Pokrov ventila

Pokrov za odprtino v karoseriji je pokrov motorja in je druga najpomembnejša meja tlačnega ventila. Tako kot telesa ventilov so tudi pokrovi motorjev na voljo v številnih izvedbah in modelih.

Pokrov deluje kot pokrov na ohišju ventila in je ulit ali kovan iz istega materiala kot ohišje. Običajno je s telesom povezan z navojnim, vijačnim ali varjenim spojem. Med izdelavo ventila se notranje komponente, kot so steblo, disk itd., vstavijo v telo, nato pa se pritrdi pokrov, ki drži vse dele skupaj v notranjosti.

V vseh primerih se pritrditev pokrova motorja na karoserijo šteje za tlačno mejo. To pomeni, da so zvarni spoji ali vijaki, ki povezujejo pokrov motorja s karoserijo, deli, ki zadržujejo pritisk. Čeprav so pokrovi ventilov nujni za večino ventilov, so vzrok za skrb. Pokrovi lahko zapletejo izdelavo ventilov, povečajo velikost ventila, predstavljajo pomemben del stroškov ventila in so vir potencialnega puščanja.

Obloga ventila

Odstranljivi in ​​zamenljivi notranji deli ventilaki pridejo v stik s pretočnim medijem, se skupaj imenujejo kotObloga ventila. Ti deli vključujejo sedež(e) ventila, disk, uvodnice, distančnike, vodila, puše in notranje vzmeti. Telo ventila, pokrov motorja, tesnilo itd., ki prav tako pridejo v stik s pretočnim medijem, se ne štejejo za obrobo ventila.

Delovanje ventila je določeno z vmesnikom diska in sedeža ter razmerjem med položajem diska in sedežem. Zaradi trima so možni osnovni gibi in nadzor pretoka. Pri zasnovah obrob z rotacijskim gibanjem disk drsi tesno mimo sedeža, da povzroči spremembo odprtine za pretok. Pri zasnovah linearnega gibanja se disk dvigne pravokotno stran od sedeža, tako da se pojavi obročasta odprtina.

Deli obrobe ventila so lahko izdelani iz različnih materialov zaradi različnih lastnosti, ki so potrebne za prenašanje različnih sil in pogojev. Puše in tesnilne uvodnice niso izpostavljene enakim silam in pogojem kot disk ventila in sedež(-i).

Lastnosti pretočnega medija, kemična sestava, tlak, temperatura, stopnja pretoka, hitrost in viskoznost so nekateri izmed pomembnih dejavnikov pri izbiri ustreznih materialov za obloge. Materiali obloge so lahko ali pa tudi ne enaki materialu kot ohišje ventila ali pokrov motorja.

API 600 ventil št

Disk ventila in sedež(-i)

Disk

Disk je del, ki omogoča, duši ali ustavlja pretok, odvisno od njegovega položaja. V primeru čepa ali krogelnega ventila se disk imenuje čep ali krogla. Disk je tretja najpomembnejša primarna tlačna meja. Ko je ventil zaprt, se preko diska izvaja polni sistemski tlak, zato je disk komponenta, povezana s tlakom.

Diski so običajno kovani in v nekaterih izvedbah s trdo površino, da zagotovijo dobre obrabne lastnosti. Večina ventilov je imenovana, zasnova njihovih diskov.

Sedež(i)

Sedež ali tesnilni obroči zagotavljajo površino za sedenje diska. Ventil ima lahko enega ali več sedežev. V primeru okroglega ali protipovratnega ventila je običajno en sedež, ki tvori tesnilo z diskom, da zaustavi pretok. V primeru vratnega ventila sta dva sedeža; enega na gorvodni strani in drugega na dolvodno stran. Disk zapornega ventila ima dve nasedli površini, ki prideta v stik s sedeži ventilov, da tvorita tesnilo za zaustavitev pretoka.

Za izboljšanje odpornosti proti obrabi tesnilnih obročev je površina pogosto utrjena z varjenjem in nato strojno obdelana kontaktna površina tesnilnega obroča. Fina površinska obdelava sedežne površine je potrebna za dobro tesnjenje, ko je ventil zaprt. Tesnilni obroči se običajno ne štejejo za tlačne mejne dele, ker ima ohišje zadostno debelino stene, da prenese projektni tlak, ne da bi se zanašala na debelino tesnilnih obročev.

Steblo ventila

Steblo ventila zagotavlja potrebno gibanje diska, čepa ali krogle za odpiranje ali zapiranje ventila in je odgovorno za pravilen položaj diska. Na enem koncu je povezan z ročnim kolesom ventila, aktuatorjem ali ročico, na drugi strani pa z diskom ventila. Pri zapornih ali krožnih ventilih je za odpiranje ali zapiranje ventila potrebno linearno gibanje diska, medtem ko se pri čepnih, krogelnih in metuljastih ventilih disk vrti, da odpre ali zapre ventil.

Stebla so običajno kovana in povezana z diskom z navojem ali drugimi tehnikami. Za preprečitev puščanja je v območju tesnila potrebna fina površinska obdelava stebla.

Obstaja pet vrst stebel ventilov:

• Dvižno steblo z zunanjim vijakom in jarmom
  Zunanjost stebla je navojna, medtem ko je del stebla v ventilu gladek. Navoji stebla so izolirani od pretočnega medija s tesnilom stebla. Na voljo sta dva različna sloga teh modelov; ena z ročnim kolesom, pritrjenim na steblo, tako da se lahko dvigneta skupaj, in druga z navojnim tulcem, ki povzroči, da se steblo dvigne skozi ročno kolo. Ta tip ventila je označen z »O. S. in Y." je običajna oblika za ventile NPS 2 in večje.
• Dvižno steblo z notranjim vijakom
  Navojni del stebla je znotraj ohišja ventila, tesnilo stebla pa vzdolž gladkega dela, ki je zunaj izpostavljen atmosferi. V tem primeru so navoji stebla v stiku s pretočnim medijem. Ko se vrtita, se steblo in ročno kolo skupaj dvigneta, da odpreta ventil.
• Nedvižno steblo z notranjim vijakom
  Navojni del stebla je znotraj ventila in se ne dvigne. Plošča ventila se premika vzdolž stebla, kot matica, če se steblo vrti. Navoji stebla so izpostavljeni pretočnemu mediju in kot taki izpostavljeni udarcem. Zato se ta model uporablja, ko je prostor omejen, da omogoča linearno gibanje, in pretočni medij ne povzroča erozije, korozije ali abrazije materiala stebla.
• Drsno steblo
  To steblo ventila se ne vrti ali vrti. Drsi noter in ven iz ventila, da odpre ali zapre ventil. Ta zasnova se uporablja pri ročno vodenih ventilih za hitro odpiranje. Uporablja se tudi v regulacijskih ventilih, ki jih upravljajo hidravlični ali pnevmatski cilindri.
• Vrtljivo steblo
  To je pogosto uporabljen model pri krogelnih, čepnih in metuljnih ventilih. Četrt obrata vretena odpre ali zapre ventil.

V glavnem meniju »Ventili« boste našli nekaj povezav do podrobnih (velikih) slik ventilov z dvižnim in nedvižnim steblom.

Tesnilo stebla ventila

Za zanesljivo tesnjenje med drogom in pokrovom je potrebno tesnilo. To se imenuje pakiranje in je opremljeno z npr. naslednjimi komponentami:

• Sledilec žleze, tulec, ki stisne tesnilo, z uvodnico v tako imenovano polnilno škatlo.
• Žleza, nekakšna puša, ki stisne tesnilo v polnilno škatlo.
• Polnilna škatla, komora, v kateri je tesnilo stisnjeno.
• Embalaža, na voljo v več materialih, kot je Teflon®, elastomerni material, vlaknasti material itd.
• Zadnji sedež je sedežna garnitura znotraj pokrova motorja. Zagotavlja tesnilo med vretenom in pokrovom in preprečuje, da bi sistemski tlak nastal proti tesnilu ventila, ko je ventil popolnoma odprt. Zadnji sedeži se pogosto uporabljajo v vratnih in krogelnih ventilih.

Pomemben vidik življenjske dobe ventila je tesnilni sklop. Skoraj vsi ventili, kot so standardni kroglični, krožni, zaporni, vtični in metuljasti ventili, imajo svoj tesnilni sklop, ki temelji na strižni sili, trenju in trganju.

Zato mora biti embalaža ventila pravilno nameščena, da se prepreči poškodba stebla in izguba tekočine ali plina. Če je tesnilo preveč ohlapno, bo ventil puščal. Če je tesnilo pretesno, bo to vplivalo na premikanje in možno poškodbo stebla.

Nasvet za vzdrževanje: 1. Kako namestiti tesnilo

Nasvet za vzdrževanje: 2. Kako namestiti tesnilo

Jarem ventila in matica jarma

Jarem

Jarem povezuje telo ventila ali pokrov z mehanizmom za aktiviranje. Zgornji del jarma, ki drži matico jarma, matico vretena ali pušo jarma in steblo ventila poteka skozi njo. Jarem ima običajno odprtine, ki omogočajo dostop do polnilne škatle, povezav aktuatorja itd.. Strukturno mora biti jarem dovolj močan, da prenese sile, momente in navor, ki jih razvije aktuator.

Vijačna matica

Vijačna matica je matica z notranjim navojem in je nameščena na vrhu jarma, mimo katerega poteka steblo. Pri zapornem ventilu se na primer matica jarma obrne in steblo potuje navzgor ali navzdol. Pri Globe ventilih je matica pritrjena in skozenj se vrti steblo.

Pogon ventila

Ročno upravljani ventili so običajno opremljeni z ročnim kolesom, pritrjenim na steblo ventila ali matico, ki se vrti v smeri urinega kazalca ali nasprotni smeri urinega kazalca, da zapre ali odpre ventil. Krožni in zaporni ventili se na ta način odpirajo in zapirajo.

Ročno upravljani četrtobratni ventili, kot so kroglični, čepni ali metuljasti, imajo ročico za aktiviranje ventila.

Obstajajo aplikacije, kjer ni mogoče ali zaželeno ročno aktivirati ventil z ročnim kolesom ali ročico. Te aplikacije vključujejo:

• Veliki ventili, ki morajo delovati proti visokemu hidrostatičnemu tlaku
• Ventili jih je treba upravljati z oddaljene lokacije
• Ko je čas za odpiranje, zapiranje, plin ali ročno krmiljenje ventila daljši, kot zahtevajo merila za načrtovanje sistema

Ti ventili so običajno opremljeni z aktuatorjem.
Aktuator v najširši definiciji je naprava, ki proizvaja linearno in rotacijsko gibanje vira moči pod delovanjem vira krmiljenja.

Osnovni aktuatorji se uporabljajo za popolno odpiranje ali popolno zapiranje ventila. Pogoni za krmiljenje ali regulacijo ventilov prejmejo pozicionirni signal za premik v kateri koli vmesni položaj. Obstaja veliko različnih tipov aktuatorjev, vendar je v nadaljevanju nekaj pogosto uporabljenih aktuatorjev ventilov:

• Zobniški aktuatorji
• Električni motorni pogoni
• Pnevmatski aktuatorji
• Hidravlični aktuatorji
• Elektromagnetni aktuatorji

Za več informacij o aktuatorjih glejte glavni meni "Ventili"-Aktuatorji ventilov-

Klasifikacija ventilov

Sledi nekaj pogosto uporabljenih klasifikacij ventilov, ki temeljijo na mehanskem gibanju:

• Ventili za linearno gibanje. Ventili, pri katerih se zaporni element, kot pri zapornih, okroglih, diafragmskih, ščipalnih in dvižnih povratnih ventilih, premika v ravni črti, da omogoči, ustavi ali duši pretok.
• Rotacijski ventili. Ko se element za zapiranje ventila giblje po kotni ali krožni poti, kot pri metuljastih, krogličnih, čepnih, ekscentričnih in nihajnih protipovratnih ventilih, se ventili imenujejo rotacijski ventili.
• Četrtobratni ventili. Nekateri ventili z rotacijskim gibanjem zahtevajo približno četrt obrata, od 0 do 90°, gibanje stebla, da se popolnoma odprejo iz popolnoma zaprtega položaja ali obratno.

Klasifikacija ventilov glede na gibanje

Ocene razreda

Tlačno-temperaturne vrednosti ventilov so označene s številkami razreda. ASME B16.34, ventili s prirobnico, navoji in varjenjem, je eden najpogosteje uporabljenih standardov za ventile. Določa tri vrste razredov: standardne, posebne in omejene. ASME B16.34 zajema ventile razreda 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 in 4500.

Povzetek

Na tej strani so opredeljene številne osnovne informacije o ventilih.

Kot ste morda videli v glavnem meniju »Ventili«, lahko najdete tudi informacije o več in pogosto uporabljenih ventilih v naftni in kemični industriji.
Lahko vam da vtis in dobro razumevanje razlik med različnimi tipi ventilov in kako te razlike vplivajo na delovanje ventila. Pomagal bo pri pravilni uporabi vsake vrste ventila med načrtovanjem in pravilni uporabi vsake vrste ventila med delovanjem.