Виды регулирующих клапанов. Классификация и область применения регулирующих клапанов

Виды регулирующих клапанов. Классификация и область применения регулирующих клапанов

Регулирующие клапаны используются в трубопроводных системах, в которых необходимо точное распределение потоков переносимой среды. Они позволяют изменять пропускную способность трубы, тем самым регулируя уровень давления.

По форме корпуса различают регулирующие клапаны:

• Проходные, в которых рабочая среда не меняет своего направления. Они монтируются на прямых участках трубопровода, сохраняя изначальное направление потока среды.
• Угловые, изменяющие направление перемещения рабочей среды на 90 градусов. Применяются при необходимости поворота трубы.
• Трехходовые, имеющие три патрубка. Два из них отвечают за вход среды, один — за подачу (или наоборот). Используется, когда нужно смешать два потока в один или разделить общий поток на два отдельных.

В качестве материала изготовления корпусных деталей применяется чугун, нержавеющая, легированная и конструкционная сталь. Возможно изготовление из латуни и других сплавов. Материал подбирается исходя из условий использования (окружающей среды, давления и т. п.) и типа рабочей среды.

Регулирующие клапаны устанавливаются на трубопроводы, переносящие горячую и холодную воду, нефть и нефтепродукты, газ, пар и жидкости с разным химическим составом. Они используются в разных областях промышленности — газовой, нефтеперерабатывающей, при производстве химических веществ, в инженерных коммуникациях.

По методу фиксации на трубопроводе различают клапаны: приварные, муфтовые, штуцерные или фланцевые. В быту чаще всего используют муфтовую арматуру, отличающуюся простотой монтажа с помощью резьбового соединения. Промышленные трубопроводы оснащаются фланцевыми и приварными регулирующими клапанами.

По способу управления клапаны делятся на ручные и автоматические. Первые устанавливаются на трубах маленького условного прохода, на технических и бытовых трубопроводах. Для промышленных целей используют автоматические регулирующие клапаны, оснащенные электро-, гидро- или пневмоприводом. Они комплектуются специальными контрольными датчиками, оценивающими уровень давления среды и регулирующими положение затвора, согласно заданному алгоритму.

Преимущества регулирующих клапанов:

• Надежность, работа с разными средами.
• Длительный срок эксплуатации.
• Широкий выбор типоразмеров, конструкций клапанов для трубопроводных систем разного назначения.

Виды регулирующих клапанов для трубопроводов. Разновидности регулирующих клапанов

Регулирующие клапаны подразделяются на несколько типов, исходя из типа затворного механизма:

• Седельные. Эти изделия имеют плунжер в качестве рабочего элемента, с тарельчатым, игольчатым, стержневым конструктивным исполнением. Плунжер проходит через арматурные седла, тем самым сокращая проходное сечение. Клапаны с одним седлом монтируются на трубопроводы с небольшим Ду до 150 мм, двухседельные - на магистральные трубопроводы больших размеров. Также модели с двумя седлами могут устанавливаться на системы с давлением средо до 6,5 МПа.
• Клеточные. Данный тип арматуры имеет затвор в форме полого перфорированного цилиндра. Он перемещается по клетке, которая выполняет направляющую и пропускающую функцию. Эти регулирующие клапаны практически не шумят и не вибрируют при эксплуатации.
• Золотниковые. Эти изделия имеют золотник в качестве регулирующего элемента, способного поворачиваться на определенный угол. Это обеспечивает частичное открытие/закрытие пропускного отверстия. Принцип работы похож на шаровые клапаны, управление не требует особых усилий, но система не способна обеспечить высокую герметичность, требуемую для магистральных трубопроводов с высоким давлением среды.
• Мембранные. Они выпускаются только с пневмо- или гидроприводом. В качестве запорного элемента выступает резиновая или фторопластовая мембрана. Для исключения возникновения погрешностей регулировки системы в мембранные клапаны устанавливаются специальные элементы, контролирующие положение штока. Мембранные клапаны отличаются коррозионной стойкостью, устойчивостью к воздействию агрессивных сред и могут применяться на нефтехимических производствах.

Виды регулирующих клапанов и их особенности. Устройство клапанного механизма

Для работы обычного двигателя необходимо минимум два клапана на каждый цилиндр. Один впускной и один выпускной. Сам клапан состоит из стержня и тарелки (головка). Место соприкосновения тарелки с ГБЦ называю седлом. Впускные клапаны имеют больший диаметр тарелки, чем выпускные. Это обеспечивает лучшее наполнение камеры сгорания топливовоздушной смесью.

Устройство клапанного механизма

Весь клапанный механизм состоит из следующих основных элементов:

• впускной и выпускной клапаны;
• направляющие втулки (обеспечивают точное направление движения клапанов);
• пружина (возвращает клапан в исходное положение);
• седло клапана (место соприкосновения тарелки с корпусом);
• сухари (два сухаря обеспечивают опорную поверхность для пружины и фиксируют всю конструкцию);
• маслосъемные колпачки или маслоотражательные кольца (не дает маслу попасть в цилиндр);
• толкатель (передает нажимное усилие от кулачка распредвала).

Кулачки на распределительном вале нажимают на клапаны. Их возврат в исходное положение обеспечивается за счет пружины. Пружина крепится на стержне с помощью сухарей и тарелки пружины. Для гашения резонансных колебаний на стержне могут устанавливаться не одна, а две пружины с разносторонней навивкой.

Направляющие втулки клапанов

Направляющая втулка представляет собой деталь цилиндрической формы. Она снижает трение и обеспечивает ровный и правильный ход стержня. В работе эти детали также подвергаются нагрузкам и воздействию температуры. Поэтому для ее изготовления применяются износостойкие и жаростойкие сплавы. Втулки выпускного и впускного клапанов несколько отличаются друг от друга в связи с разницей в нагрузках.