Типи трубопровідної арматури і її конструктивні різновиди. Засувки, вентилі, клапани, крани, заслінки, регулятори і їх відмінності.

  1. Порівняння трубопровідної арматури різних типів порівняємо трубопровідну арматуру різних конструкцій....
  2. Засувки звуженого Ду і повнопрохідні засувки
  3. Кульовий кран і кран з конусної пробкою
  4. Вентиль базової конструкції і прямоточний вентиль з косим шпинделем
  5. Класифікація арматури по типу затвора
  6. Типи трубопровідної арматури
  7. засувки
  8. клинова засувка
  9. паралельна засувка
  10. шпинделі засувок
  11. переваги засувок
  12. недоліки засувок
  13. застосування засувок
  14. клапани
  15. затвори клапанів
  16. сідло клапана
  17. Клапани з пружними деформуються затворами
  18. мембранні клапани
  19. шлангові клапани
  20. вентилі
  21. переваги вентилів
  22. недоліки клапанів
  23. заслінки
  24. застосування заслінок
  25. конденсатовідвідники
  26. Клапанні і безклапанні конденсатоотводчики
  27. Термостатичні конденсатовідвідники
  28. термодинамічні конденсатовідвідники
  29. тарільчасте конденсатовідвідник
  30. лабіринтові конденсатоотводчики
  31. соплові конденсатоотводчики
  32. недоліки конденсатоотводчиков
  33. крани
  34. конусні крани
  35. Регулятори тиску, витрати і рівня
  36. призначення регуляторів
  37. конструкція регуляторів
  38. Регулятор тиску
  39. регулятор витрати
  40. Висновок
  41. список літератури

Порівняння трубопровідної арматури різних типів

порівняємо трубопровідну арматуру різних конструкцій. У таблиці 1 наведено короткий опис основних відмінних характеристик трубопровідних пристроїв.

Приклади відмінностей в характеристиках модернізованої арматури

Характеристику арматурних пристроїв відрізняються типів потрібно приводити з обережністю, адже недоліки базової конструкції окремого типу можуть бути послаблені або усунені при її модернізації. Нижче наведені три приклади модернізації арматурних пристроїв.

Малюнок 1. Засувка
повнопрохідний з
гумованим клином
фланцевая з
ручним приводом

Засувки звуженого Ду і повнопрохідні засувки

Наприклад, засувки звуженого Ду володіють значно меншою будівельною висотою в порівнянні з повнопрохідними, але у них більше будівельна довжина і гідравлічний опір.

Кульовий кран і кран з конусної пробкою

Кульовий кран має менший знос поверхонь і зусилля на привід, більш герметичний, але складніше і дорожче за собівартістю, ніж кран з конусної пробкою.

Вентиль базової конструкції і прямоточний вентиль з косим шпинделем

Прямоточний вентиль, який має в своїй конструкції косим шпинделем має менший гідравлічний опір, ніж звичайний.

Конденсатовідвідники і регулятори мають конструкцію, де використовується один їх названих вище базових типів арматури (найчастіше клапан). З цієї причини їх не виділяють по конструкції затвора в самостійний тип арматури. Але їх можна виділити в окремий тип при класифікації за призначенням, так як вони активно застосовуються в теплогазосноабженіі і вентиляції.

Класифікація арматури по типу затвора

Таблиця 1.

Виконання одних і тих же функцій здійснюється різними типами арматури, основою яких є засувки, крани, клапани, заслінки.

Типи трубопровідної арматури

Розглянемо окремо типи арматури.

засувки

Засувка (англ. Gate valve) - арматурне пристрій, що має затвором у вигляді листа, диска або клина, що переміщаються уздовж кілець ущільнювачів сідла корпусу перпендикулярно осі потоку середовища. Засувки можуть бути прохідними і звуженими, в яких отвори кілець ущільнювачів менше Ду трубопроводу.

За геометрії затвора засувки розрізняються клинові і паралельні засувки.

клинова засувка

Клинова засувка оснащена клиновим затвором з поверхнями ущільнювачів, розташованими під кутом один до одного. Клин затвора може бути цілісним жорстким, цільним пружним або складовим дводисковим.

паралельна засувка

Паралельна засувка оснащена затвором, ущільнювальні поверхні якого паралельні один одному. Засувка паралельна може бути шиберной (однодискової) або дводисковою.

шпинделі засувок

Засувки можуть мати висувний шпиндель (шток) і невисувними (обертається шпиндель). Вони різняться конструкцією гвинтової пари, за допомогою якої переміщується затвор. Будівельний розмір менше у засувок з обертається шпинделем.

переваги засувок

Перевагою засувок є відсутність подолання тиску середовища при переміщенні робочого органу. Це дає можливість зусилля, необхідне для переміщення затвора.

Ще одна перевага - прямоточность потоку середовища і, як наслідок, малий коефіцієнт опору у відкритому стані.

Симетричність конструкції засувок дозволяє застосовувати їх при різних напрямках руху середовища, що транспортується. Це дозволяє уникнути зайвих складок і розборок з'єднань фланців в разі потреби зміни напрямку руху внутрішнього середовища.

недоліки засувок

При переміщенні робочого органу засувки виникає сильне тертя. Засувки мають велику будівельну висоту внаслідок необхідності висунення штока (мінімум 2 Ду трубопроводу).

Коли затвор знаходиться в проміжному положенні, тарілки частково перекривають перетин сідла, нижні області ущільнювачів кільцевих поверхонь активного обтекаются потоком і піддаються абразивного зносу твердими включеннями робочого середовища. З цієї причини після експлуатації в режимі часткового закриття засувки не забезпечують достатньої герметичності при закритті. Цей недолік, властивий також багатьом видам арматури, обмежує використання засувки як регулюючого елемента. Більш того, регулюють характеристики засувок незадовільні, засувка - запірна трубопровідна арматура.

застосування засувок

Засувки експлуатуються на трубопроводах з Ду> 50 мм, де потрібно плавне перекриття перетину з метою запобігання гідравлічного удару.

У системах вентиляції та кондиціонування повітря (а також, наприклад, в пічному опаленні) аналогом засувки є вентиляційний шибер - металевий лист прямокутної форми, що переміщається в направляючих перпендикулярно осі воздуховода.

клапани

Клапани (англ. Globe valve) - деталі арматури з затвором у вигляді плоскої або конусної тарілки, що рухається зворотно-поступально уздовж центральної осі ущільнювальної поверхні сідла корпуса. У деяких конструкціях клапанів затвор рухається по дугового траєкторії.

Малюнок 2. Міжфланцеве
дисковий зворотний
клапан
(При монтажі
розташовується
між фланцями).

Клапани - найбільш поширений вид трубопровідної арматури. Вони відіграють основну роль в конструкціях входять в конструкцію безлічі регуляторів.

Клапани мають безліч різновидів по типу дії:

  • запобіжні,
  • запірні,
  • регулюють,
  • переливні,
  • редукційні,
  • клапани різниці тисків,
  • клапани співвідношення тисків,
  • клапана послідовності,
  • клапана витримки часу
  • та інші.

затвори клапанів

Клапани називаються тарілчастими, якщо їх затвор має вигляд тарілки, або голчастими - конусної голки.

сідло клапана

Клапани можуть бути односідельними і Двохсідельні. У конструкції Двохсідельні клапанів є пара сідел, що перекриваються, відповідно, парою тарілок.

Клапани з пружними деформуються затворами

Клапанами також називається трубопровідна арматура з пружними деформуються затворами: мембранні і шлангові клапани. Такі конструкції дозволяють обійтися без рухомих сальникових ущільнень, за якими робоче середовище може перетікати назовні.

мембранні клапани

Затвор в мембранному клапані - пружна гнучка мембрана, що прогинається під дією прикладеного зусилля перпендикулярно осі руху потоку. Сідлом є край перегородки, що стоїть поперек каналу. При прогині мембрана щільно прилягає до краю перегородки та перекриває вільний перетин для проходу потоку.

шлангові клапани

У шланговому клапані канал для протоки робочої рідини вдає із себе пружний деформується шланг, перетискають при закритті клапана.

вентилі

Вентиль - клапан, затвор якого переміщається за допомогою різьбової пари.

Малюнок 3. Вентиль сильфонний
з сполучними фланцями

Вентилі виготовляють як в муфтові (різьбовому) виконанні, так і для з'єднання з фланцями труб.

переваги вентилів

Основна перевага вентилів - відсутність тертя поверхонь ущільнювачів в момент закриття, так як затвор рухається перпендикулярно, що зменшує небезпеку пошкодження (задирів). Висота вентилів менше, ніж у засувок, з огляду на те що хід шпинделя невеликий і зазвичай становить не більше чверті діаметра трубопроводу. Однак будівельна довжина вентилів більше, ніж у засувок, так як потрібно розгорнути потік всередині корпусу.

недоліки клапанів

Недоліком клапанів є велике гідравлічний опір, внаслідок того що

  1. напрямок потоку робочого середовища змінюється всередині корпусу пристрою двічі
  2. мало прохідний перетин сідла.

Вентилі експлуатуються тільки при певному напрямку руху робочого середовища: потік повинен підтікати під тарілку і в закритому положенні тиснути на тарілку з боку сідла. При відкриванні вентиля тиск сприяє відриву тарілки від сідла. Якщо ж вентиль буде орієнтований в протилежному напрямку, то в закритому стані тиск буде притискати тарілку до сідла і створювати значні труднощі при відкритті. Це може спричинити зрив тарілки зі штока і вентиль вийде з ладу.

заслінки

заслінки

Малюнок 4. Заслінка
дросельна фланцевая.

Заслінки (англ. Butterfly valve) - пристрої арматури з затвором у вигляді диска або прямокутника, що повертається на осі, розташованої перпендикулярно проходу. Затвор заслінки рухається по дузі.

застосування заслінок

Заслінки найбільш часто використовуються на трубопроводах великих діаметрів, малих тисках середовища і знижених вимогах до герметичності запірного органу.

Заслінки застосовують в вентиляції та кондиціонування повітря на повітроводах, а так само на різних газоходах, тобто там, де мають місце великі діаметри трубопроводів, невеликі тиску і невисокі вимоги до герметичності.

За кількістю встановлених пластин розрізняються заслінки одинарні та багатостулкові. На крапельних рідинах заслінки застосовують рідко, так як їх конструкція не забезпечує надійної герметичності перекриття проходу. На газах дросельні заслінки (throttle) зважаючи на простоту конструкції і надійності застосовують дуже часто для регулювання і відключення витрати.

конденсатовідвідники

Призначені конденсатоотводчики (англ. Steam trap) для виведення з газової системи конденсату, що не бере участі в робочому або технологічному процесі. Конденсат зливається постійно або періодично в міру його накопичення в системі.

Конденсатовідвідники повинні випускати рідину і затримувати газоподібну фазу речовини, що здійснюється за рахунок наявності гідравлічного або механічного затвора. Затвор повинен надійно випускати конденсат при різних тисках газу, температур конденсату і швидкості його надходження в конденсатовідвідник.

Клапанні і безклапанні конденсатоотводчики

Конденсатовідвідники можуть бути клапанними і безклапанними. Безклапанні конденсатоотводчики випускають конденсат безперервно, а безклапанні - періодично при настанні заданих умов.

Клапанні конденсатоотводчики є двопозиційними регуляторами, в яких роль чутливого елемента і приводу одночасно виконує поплавок, термостат, біметалічна пластина або диск.
Конденсатовідвідники в залежності від принципу дії бувають:

  • закритого типу,
  • відкритого типу,
  • термодинамічні,
  • термостатичні,
  • соплові,
  • лабіринтові.

Конденсатовідвідники поплавкові в залежності від конструкції поплавця розрізняють з відкритим поплавком і з закритим поплавком, а також з перекинутого поплавком дзвонового типу.

У поплавцевих конденсатовідвідника прохідний перетин клапана для випуску конденсату відкривається при спливанні поплавка, з яким пов'язаний затвор клапана. Спливання поплавка відбувається в той момент, коли рівень конденсату в корпусі конденсатовідвідника досягне граничного значення. Після відкривання випускного клапана частина конденсату видавлюється в конденсатні лінію і поплавок знову опускається, перекриваючи отвір сідла клапана.
Принцип роботи поплавкового конденсатовідвідника такий же, як і принцип роботи регулятора рівня (регулятора переливу).

Термостатичні конденсатовідвідники

У конденсатовідвідника термостатичних або термостатних для управління затвором клапана використовується термосільфон, розширюється при підвищенні температури, біметалічна пластина або диск. Робота таких конденсатоотводчиков заснована на різниці температур парової і рідкої фази.
У термостатних сильфонного типу конденсатовідвідників сильфон (тонкостінна гофрована трубка) заповнений рідиною, що випаровується при температурі свіжої пари, але знаходиться в рідкій фазі при температурі конденсату. Так, наприклад, при видаленні конденсату з температурою 85 ... 90 ° С використовується суміш з 25% етилового спирту і 75% пропилового спирту. Як тільки сильфон починає омиватися паром, рідина випаровується, сильфон розширюється і переміщає клапан, закриваючи отвір для випуску конденсату. В інших конструкціях для цієї мети застосовують біметалеві пластини.

термодинамічні конденсатовідвідники

термодинамічні конденсатовідвідники

Конденсатовідвідники термодинамічні мають безперервну дію. Вони широко поширені внаслідок простоти конструкції, малим габаритам, надійності в роботі, низької вартості, високої пропускної здатності і малим втрат пара.

тарільчасте конденсатовідвідник

Тарільчасте конденсатовідвідник має лише одну рухливу деталь - тарілку, вільно лежить на сідлі. Проходить конденсат піднімає тарілку і виходить через відвідний канал. При надходженні пара тарілка притискається до сідла в зв'язку з тим, що високі швидкості витікання пари створюють під нею зону зниженого тиску.

лабіринтові конденсатоотводчики

Конденсатовідвідники лабіринтові також мають безперервну дію. Вони містять пристрій у вигляді лабіринту, яке створює велике гідравлічний опір газу, а конденсату - значно менше. Внаслідок цього конденсат проходить через конденсатовідвідник, а пар затримується.

соплові конденсатоотводчики

Конденсатовідвідники соплові також діють безперервно. Вони містять пристрій у вигляді ступеневої сопла, яке також має значний відмінністю в опорі для конденсату і газоподібної фази.

недоліки конденсатоотводчиков

Конденсатовідвідники - малонадійні пристрої, які потребують частої ревізії.

крани

Кран (англ. Tap valve) - трубопровідне пристрій з затвором у формі тіла обертання, що повертається навколо своєї осі на 90 ° по відношенню до осі руху потоку робочого середовища.

Малюнок 6. Кран кульовий
нержавіючий
з сполучними фланцями.

Затвор крана іноді називають пробкою. Пробка крана має отвір, перпендикулярний до осі тіла обертання, призначене для проходу середовища. Якщо кран відкритий, отвір пробки розташовується співвісно осі руху середовища, якщо кран закритий, отвір пробки перпендикулярно потоку.

На відміну від вентиля і засувки, для того, щоб відкрити або закрити кран, потрібно зробити не кілька оборотів шпинделя, а всього один поворот пробки на 90º. Отже, крани, як правило, забезпечують НЕ маховиком, а рукояткою.

Залежно від числа робочих положень пробки кранів бувають Двоходові або трехходовимі.Прінціпіально можуть бути крани і на більше число положень, однак вони знайшли застосування тільки в лабораторній арматурі. Залежно від форми отворів на пробці крани можуть виконувати різні функції
Залежно від форми тіла обертання, що утворює затвор, крани бувають:

  • циліндричними,
  • конусними,
  • кульовими.

Для герметичності затвор повинен бути змазаний, щоб мастило заповнила мікрозазори між поверхнею пробки і корпусу, і зменшувала зусилля, необхідні на поворот пробки.

Пробка повинна бути постійно притиснута до поверхні корпусу. Залежно від способу притиснення пробки розрізняють сальникові і натяжні крани.

У сальникових кранах між кришкою крана і верхнім торцем пробки розташована пружна сальникова набивка, що створює постійне зусилля, притискає пробку до корпусу.

У натяжних кранах знизу пробки розташований стрижень з різьбленням, що проходить через отвір в корпусі. Притиснення пробки здійснюється за допомогою пружини, яка одягається поверх гвинт і стягнутої гайкою. Натяжні крани більш надійні, так як в них робота крана не залежить від властивостей сальникової набивки, яка з часом втрачає свої пружні властивості. Тому натяжні крани використовують в газопостачанні.

конусні крани

Перевагою конусних кранів є невисока вартість, малий гідравлічний опір, простота конструкції і ревізії.
Недоліком таких кранів є велике зусилля, потрібне на поворот пробки. Після закінчення деякого терміну роботи (в залежності від якості води в системі) мікрозазори між поверхнею корпусу і пробки заростають відкладеннями - пробка «прикипають». У етик умовах на поворот пробки потрібно настільки велике зусилля, що можливо поломка крана.

Регулятори тиску, витрати і рівня

Регулятори тиску, витрати і рівня

Малюнок 7. Регулятор тиску
з приєднувальними фланцями

призначення регуляторів

Регулятори (редуктори) тиску, витрати і рівня призначені для автоматичної підтримки відповідного параметра без використання вторинних джерел енергії.

конструкція регуляторів

Регулятор по конструкції представляє з себе клапан з пневмо- або гідроприводом мембранного, сильфонного або плунжерного типу, а так само спеціальну установчу пружину, призначену для підстроювання регулятора на необхідне значення параметра. Конструкції регуляторів надзвичайно різноманітні.

Поділяються регулятори рівня на:

  • регулятори харчування, в яких рівень підтримується за рахунок періодичного додаванням рідини в посудину, і
  • регулятори переливу, в яких відбувається злив надлишку рідини.

Регулятор тиску

Розглянемо регулятор тиску на прикладі редуктора газового балона. Отвір вхідного патрубка для подачі газу є сідлом клапана, до якого притискається тарілка клапана, закріплена на одному кінці кутового важеля. Другий кінець важеля з'єднаний з рухомою мембраною, на яку із зовнішнього боку діє сила атмосферного тиску і сила стиснення настановної пружини, а з іншого боку - сила тиску газу в порожнині регулятора. Вісь обертання важеля закріплена на днище корпусу регулятора. Якщо тиск одна з пальників газової плити буде закрита, то зменшиться витрата газу, в результаті чого тиск газу в порожнині редуктора почне підвищуватися. Це призведе до переміщення мембрани, яка потягне за собою кінець важеля, з'єднаний з нею. Другий кінець важеля з закріпленим на ньому клапанів так само переміститься і прикриє отвір для проходу газу. В результаті цього тиск газу в порожнині редуктора буде практично на постійному рівні, так як хід клапана вкрай малий і зусилля настановної пружини при переміщенні мембрани зміниться незначно.

Регулятор буде забезпечувати пропуск необхідної витрати газу при постійному значенні тиску перед пальниками.

регулятор витрати

регулятор витрати

Малюнок 7. Регулятор
витрати
прямої дії
з сполучними
фланцями.

Працює регулятор витрати аналогічно регулятору рівня, підтримуючи постійний перепад тиску на деякому дроселюючому пристрої, наприклад, діафрагми або регульованому соплі. Так як коефіцієнт місцевого опору дросселирующего пристрою не змінюється, постійний перепад тиску означає, що швидкість потоку через дросель постійна і, отже, постійний витрата. Деякі регулятори мають дросель, конструкція якого дозволяє регулювати його опір, підлаштовуючи регулятор на потрібну установку витрати. Найчастіше, однак, опір дросселирующего пристрою залишають сталою, а змінюють стиснення настановної пружини, що дозволяє регулювати перепад тиску на дроселі і, отже, витрата через регулятор.
В регуляторах важливим принципом є розвантаження клапана від одностороннього тиску робочого середовища, що дозволяє значно зменшити зусилля, необхідні на переміщення робочого органу. Найбільш досконалим видом розвантаження є Двохсідельні конструкція клапана, коли зусилля, що діють на дві тарілки, протилежні за напрямком і взаємно компенсуються. Однак у такій конструкції корпус складніше виготовити корпус і важче забезпечити повну герметичність закриття двох клапанів одночасно. Незважаючи на такі труднощі, ця конструкція дуже широко застосовується в сучасних регуляторах.

Висновок

Важливе значення в надійності функціонування трубопроводу має не тільки арматура, а й з'єднувальні деталі трубопроводів , Например, відповідні фланці для арматури .

Виконання одних і тих же функцій може здійснюватися різними типами арматури, що володіють різними принципами конструкції затвора. Основні типи трубопровідної арматури за принципом затвора - засувки, клапани, заслінки, крани, мембранні клапани, шлангові клапани, регулятори тиску, витрати і рівня, конденсатовідвідники - були коротко висвітлені в цій статті.

список літератури

  1. Промислова трубопровідна арматура: Каталог, ч. I / Упоряд. Іванова О. Н., Устинова Е. І., Свердлов А. І. - М.: ЦІНТІхімнефтемаш, 1979. - 190 c.
  2. Промислова трубопровідна арматура: Каталог, ч. II / Упоряд. Іванова О. Н., Устинова Е. І., Свердлов А. І. - М.: ЦІНТІхімнефтемаш, 1977. - 120 c.
  3. Арматура енергетична: Каталог-довідник / Упоряд. Матвєєв А. В., Закалін Ю. М., Бєляєв В. Г., Філатов І. Г ... - М.: НІІЕінформенергомаш, 1978. - 172 c.

Отримавши доступ до даної сторінки, Ви автоматично приймаєте користувача угода .