Двухседельный регулирующий клапан принцип работы (5 видео)

Регулирующий клапан — один из конструктивных видов регулирующей трубопроводной арматуры. Это наиболее часто применяющийся тип регулирующей арматуры как для непрерывного (аналогового), так и для дискретного регулирования расхода и давления. Выполнение этой задачи регулирующие клапаны осуществляют за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой, чаще всего при этом используются специальные приводы и управление с помощью промышленных микроконтроллеров по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Используются электрические, пневматические, гидравлические и электромагнитные приводы для регулирующих клапанов. В современной промышленности уже редко, но все же встречается, основной способ управления регуляторами в прошлом — ручное управление.

Также применяются запорно-регулирующие клапаны, с помощью этих устройств осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто».

Для присоединения регулирующих клапанов к трубопроводам применяются все известные способы (фланцевый, муфтовый, штуцерный, цапковый, приваркой), но приварка к трубопроводу используется только для клапанов, изготовленных из сталей.

Большинство из регулирующих клапанов весьма схожи по конструкции с запорными клапанами, но есть и свои специфические виды.

По направлению потока рабочей среды регулирующие клапаны делятся на:

проходные — такие клапаны устанавливаются на прямых участках трубопровода, в них направление потока рабочей среды не изменяется;
угловые — меняют направление потока на 90°;
трехходовые (смесительные) — имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу (два входных и один выходной) для смешивания двух потоков сред с различными параметрами в один. В сантехнике такое устройство имеет название смеситель.

Основные различия регулирующих клапанов заключаются в конструкциях регулирующих органов.

Устройства и принцип действия.

На поясняющем рисунке справа изображен простейший проходной односедёльный регулирующий клапан в разрезе. Где:

B — корпус арматуры;
F — фланец для присоединения арматуры к трубопроводу.
P — узел уплотнения, обеспечивающий герметичность арматуры по отношению к внешней среде;
S — шток арматуры, передающий поступательное усилие от механизированного или ручного привода затвору, состоящему из плунжера и седла;
T — плунжер, своим профилем определяет характеристику регулирования арматуры;
V — седло арматуры, элемент, обеспечивающий посадку плунжера в крайнем закрытом положении.

Рис.1.Проходной односедёльный регулирующий клапан в разрезе.

Усилие от привода с помощью штока передается на затвор, состоящий из плунжера и седла. Плунжер перекрывает часть проходного сечения, что приводит к уменьшению расхода через клапан. Согласно закону Бернулли при этом увеличивается скорость потока среды, а статическое давление в трубе падает. При полном закрытии плунжер садится в седло, поток перекрывается, и, если затвор будет полностью герметичен, давление после клапана будет равно нулю.

Конструкции регулирующих органов.

Односедёльные и двухседёльные

В седёльных клапанах подвижным элементом служит плунжер, который может быть игольчатым, стержневым или тарельчатым. Плунжер перемещается вдоль оси потока среды через седло (или сёдла), изменяя проходное сечение. Наиболее часто встречаемые — двухседёльные клапаны, так как их затвор хорошо уравновешен, что позволяет их применять для непрерывного регулирования давления до 6,3 МПа в трубопроводах диаметром до 300 мм, при этом используя исполнительные механизмы меньшей мощности, чем односедёльные. Односедёльные клапаны применяются чаще всего для небольших диаметров прохода из-за своего неуравновешенного плунжера. Также преимущество двухседёльных клапанов состоит в том, что такой конструкцией гораздо легче обеспечить требуемую для запорно-регулирующей арматуры герметичность с помощью плунжера, имеющего специальный регулирующий профиль для контакта с одним седлом, а для посадки в другое седло — уплотнительную поверхность для более плотного контакта.

Затвор клеточных клапанов выполняется в виде полого цилиндра, который перемещается внутри клетки, являющейся направляющим устройством и, одновременно, седлом в корпусе. В клетке имеются радиальные отверстия (перфорация), позволяющие регулировать расход среды. Ранее такие клапаны назывались поршневыми перфорированными. Клеточные клапаны за счёт своей конструкции позволяют снизить шум, вибрацию и кавитацию при работе арматуры.

В клапанах этого типа используются встроенные или вынесенные мембранные пневмо- или гидроприводы. В случае встроенного привода расход рабочей среды напрямую изменяется за счёт перекрытия прохода в седле гибкой мембраной из резины, фторопласта или полиэтилена, на которую воздействует давление управляющей среды. Если привод вынесен, то перестановочное усилие передаётся через мембрану на опору штока клапана, а через него на регулирующий орган; когда давление управляющей среды сбрасывается, пружина возвращает мембрану в начальное положение. Чтобы усилия от среды и сила трения в направляющих и уплотнении не приводили к снижению точности работы клапана, в такой арматуре часто используются дополнительные устройства — позиционеры, контролирующие положение штока. Мембранные клапаны могут быть как одно-, так и двухседёльные. Основным достоинством таких клапанов является высокая герметичность подвижного соединения и коррозионная стойкость материалов, из которых изготавливаются мембраны, что позволяет обеспечить хорошую защиту внутренних поверхностей арматуры от воздействия рабочих сред, которые могут быть агрессивными.

Читайте также: Работа грм ваз 2110 8 клапанов

Рис.2. Мембранный регулирующий клапан.

Золотниковые

В этих устройствах регулирование расхода среды происходит при повороте золотника на необходимый угол, в отличие от других клапанов с поступательным движением штока или мембраны. Такие клапаны применяются, как правило, в энергетике и имеют альтернативное название «регулирующий кран», так как по принципу действия принадлежат к кранам.

Крановый золотник по существу представляет собой коробчатый золотник 1, согнутый вокруг оси, перпендикулярной направлению его движения, и вставленный в цилиндрическую втулку 2 с двумя окнами 3 и 4. Качаясь вокруг неподвижной оси 5, золотник сообщает или разобщает окна с камерами 6 и 7.

Содержание

Двухседельные регулирующие клапаны
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Двухседельный клапан
Двухседельные регулирующие клапаны.
📺 Видео

Видео:Типы регулирующих клапановСкачать

Двухседельные регулирующие клапаны

Двухседельные регулирующие клапаны, несмотря на некоторое усложнение конструкции, имеют в полтора раза большую, чем односедельные, пропускную способность. Благодаря уравновешенной конструкции значительно снижается перестановочное усилие, а следовательно, уменьшаются мощность и габариты исполнительного механизма.

На рис.20 показан двухседельный регулирующий клапан D_у =500 мм (условное обозначение И 68051) на Р_у =1,6 МПа для воды, водяного пара и конденсата с температурой до 200 о С. Клапаны устанавливаются в необслуживаемых помещениях на дренажных трубопроводах циркуляционной воды в установках с РБМК.

Корпус клапана имеет сферическую форму. Такая форма проточной части корпуса позволяет получить высокую пропускную способность в сочетании с минимальной массой. Основные детали корпуса выполняют из углеродистых сталей, а седла, плунжер, шток и направляющие — из коррозионно-стойких сталей. Уплотнительные поверхности седел и плунжера в целях снижения эрозионного износа наплавлены электродом ЦН-6 с твердостью НRC 27-33, для этих же целей регламентирован максимально допустимый перепад давления. Например у клапана Ду=250 перепад давления допустимый равен 14 кгс/см 2 .

Сварной плунжер для облегчения выполнен полым и при помощи отверстий разгружен от рабочего давления. Крышка с корпусом соединяется фланцами на медной прокладке, предусмотрена также возможность заварки «на ус» по периметру фланцев в целях дублирования уплотнения. Шток уплотняется сальниковой набивкой из шнура сквозного плетения марки АГ-1, сальник снабжен промежуточной полостью для отвода протечек в спецканализацию.

Для компенсации температурных деформаций узла плунжер-шток между приводной втулкой и крышкой установлен комплект тарельчатых пружин. Клапан управляется дистанционно из обслуживаемого помещения через шарнирную муфту при вертикальном расположении вала исполнительного механизма и через коническую передачу при горизонтальном расположении. К трубопроводу клапан присоединяется сваркой.

Пропускная характеристика клапана линейная, предусмотрено несколько исполнений двухседельных регулирующих клапанов по пропускной способности, в зависимости от пропускной способности, в зависимости от формы плунжера, например: клапан Ду-150 имеет 4 вида исполнения по пропускной способности К_V=100; 160; 250, 400 метров кубических в час.

Двухседельный регулирующий клапан принцип работы

1 – корпус; 2 – плунжер; 3 – седло; 4 – крышка; 5 – шток; 6 – сальник

Рисунок 20 – Двухседельный регулирующий клапан D_y=500мм с дистанционным управлением для пара и конденсата или р_у=16 кгс/см 2 при t_p≤200 0 C.

Недостатком двухседельных регулирующих клапанов является большая нерегулируемая протечка. Это связано с технологической трудностью подгонки для одновременного прилегания уплотнительных колец плунжера и обоих седел. Максимально допустимая протечка на двухседельных клапанах 0,5 % KV. Даже при достижении герметичности в условиях заводских испытаний, что само по себе достаточно трудоемко, герметичность быстро нарушается в результате неравномерного износа седел. Оказывает влияние и разность температурных удлинений корпуса и плунжера. В связи с этим в системах, где к регулирующей арматуре предъявляют повышенные требования по герметичности в затворе, применяют односедельные регулирующие клапаны.

Видео:Принцип работы двухседельного клапана SUDMO D365IT CompleteСкачать

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Видео:Kieselvideo: двухседельный клапанСкачать

Двухседельный клапан

Двухседельный клапан имеет два плунжера, через которые среда одновременно протекает в противоположных направлениях. Благодаря этому клапан оказывается уравновешенным и перемещающее усилие не зависит от направления перемещения клапана, перепада давления на клапане и диаметра прохода. В связи с этим применение двух-седельных клапанов не ограничено перепадом давления. [1]

Двухседельные клапаны , в том числе и смесительные, имеют пониженную герметичность рабочего органа при закрытом клапане, так как прижатие плунжера одновременно к двум седлам труднодостижимо. Поэтому в случае необходимости обеспечить надежнее перекрытие трубопровода без протечки среды помимо смесительного клапана в системе необходимо предусмотреть запорную арматуру. [2]

Двухседельные клапаны должны иметь эластичный, механический с промежуточной пружиной, пневматический или подобный привод. При жестком механическом приводе должны применяться одно-седельные клапаны. [3]

Двухседельные клапаны бывают неразрезные и разрезные. На рис. 129 представлены наиболее распространенные типы клапанов: а — — жесткий одооседельный; б — мягкий одотосе-делыный, представляющий собой диск из газоустойчивой рез. Мягкие клапаны, как отмечалось, могут таюке выполняться из кожи и различных пла-сшкатов. [5]

Двухседельные клапаны по сравнению с односедельными характеризуются относительно большей пропускной способностью через полностью закрытый клапан. [6]

Читайте также: Схема двигателя ваз калина 8 клапанов

Двухседельные клапаны ( рис. IV.53) лишены этого недостатка, так как давление регулирующей среды воздействует на верхнее и нижнее седло плунжера одновременно. Площади поверхностей седел плунжера примерно равны, а противоположно направленные усилия, создаваемые регулирующей средой, уравновешивают друг друга. Эти регулирующие органы не могут, как правило, обеспечить плотный притвор и, следовательно, их нельзя применять в качестве запорных устройств. Двухседельные клапаны выпускаются с диаметром условного прохода от 15 до 300 мм. [7]

Двухседельный клапан имеет более сложную перегородку 1 и два отверстия с седлами. [10]

Двухседельный клапан имеет более сложную перегородку 1 и два отверстия с седлами. Затвор также состоит из двух частей: верхней 2л нижней 5; он почти уравновешен. Давление рх, действующее со стороны входа, создает на верхней и нижней частях затвора противонаправленные уравновешивающие друг друга силы. Такие же силы создает и давление р2 на выходе клапана. [12]

Двухседельные клапаны с пробкообразными и окнообраз-ными затворами применяются в регулирующих клапанах регуляторов давления непрямого действия для условных проходов больше 15 мм. Клапаны меньших размеров изготовляются одно-седельными. [13]

Двухседельные клапаны выгодны тем, что не требуют больших усилий для подъема. [14]

Двухседельные клапаны 321 Детектирующие звенья 214 Диамагнитные газы 163 Диапазон дросселирования 280, 296 Диафрагмовый клапан 317, 320 Диафрагмы стандартные 115 ел. [15]

Видео:Двухседельный клапан процесс открытияСкачать

Двухседельные регулирующие клапаны.

На Рисунок 38 показан двухседельный регулирующий клапан D_у =500 мм (условное обозначение И 68051) на Р_у =1,6 МПа для воды, водяного пара и конденсата с температурой до 200 о С. Клапаны устанавливаются в необслуживаемых помещениях на дренажных трубопроводах циркуляционной воды в установках с РБМК.

Недостатком двухседельных регулирующих клапанов является большая нерегулируемая протечка. Это связано с технологической трудностью подгонки для одновременного прилегания уплотнительных колец плунжера и обоих седел. Даже при достижении герметичности в условиях заводских испытаний, что само по себе достаточно трудоемко, герметичность быстро нарушается в результате неравномерного износа седел. Оказывает влияние и разность температурных удлинений корпуса и плунжера. В связи с этим в системах, где к регулирующей арматуре предъявляют повышенные требования по герметичности в затворе, применяют односедельные регулирующие клапаны.

Рисунок 38 – Двухседельный регулирующий клапан D_y=500 мм
с дистанционным управлением для пара и конденсата на ру=16 кгс/см2
при t_p£200°С.

1 –корпус; 2 – плунжер; 3 – седло; 4 – крышка; 5 – шток; 6 – сальник.

Обратные клапаны

Обратные клапаны являются одним из типов защитной арматуры и предназначены для предотвращения обратного потока в трубопроводах. Обратные клапаны срабатывают при образовании обратного потока в связи со снижением давления в одном из элементов системы. Обратные клапаны (Рисунок 39) бывают подъемные и поворотные (захлопки), горизонтальные (для горизонтальных трубопроводов) и вертикальные (для вертикальных трубопроводов). Они устанавливаются на линии только в одном направлении — с движением среды «под клапан» при открытом положении. Чтобы сделать обратный клапан более чувствительным к перемене направления потока и ускорить его посадку, тарелку снабжают пружиной или дополнительной массой. Это, однако, повышает гидравлическое сопротивление, т.е. потерю напора на перемещение среды в трубопроводе. Широкое применение на АЭС получили обратные поворотные клапаны безударной конструкции со смещенной осью поворота тарелки.

Читайте также: Chevrolet lanos сколько клапанов

На Рисунок 40 приведен обратный поворотный клапан серии 935D_у =100 и D_у =250мм. Клапан состоит из корпуса 1 с вваренным в него седлом, тарелки 2, рычага 3, плавающей крышки 4, закладных сухарей 5. Корпус клапана изготовлен из стали 20 ГСЛ, уплотнительные поверхности седла наплавлены электродами ЦН-6Л, тарелки — проволокой Св-04Х19Н9С2 (флюс — ПКНЛ № 17). Сальниковая набивка выполнена из прографиченного шнура марки АС с прослойками между кольцами из тигельного графита. Масса клапана D_у =100 мм — 160 кг (D_у =250 мм — 816 кг).

Рисунок 39 – Обратные клапаны.

а – подъемный; б – поворотный; в – поворотный безударный.

Рисунок 40 – Обратный клапан серии 935.

1 – корпус; 2 – тарелка; 3 – рычаг; 4 – плавающая крышка;
5 – закладные сухари.

Электроприводы арматуры

Для автоматизированного и механизированного управления арматурой применяются различные типы приводов. При их выборе учитывается интенсивность работы арматуры, место ее установки, возможность обслуживания, взаимосвязь с различной аппаратурой, пожаро- и взрывобезопасность окружающей среды, а также экономические факторы.

Электроприводы нашли широкое применение благодаря ряду существенных преимуществ перед другими видами приводов: электроприводы используют электроэнергию только в период работы, могут включаться на месте или дистанционно, что облегчает автоматическое управление процессами, при управлении электроприводами запаздывание во времени от подачи до исполнения команды незначительно. Относительная экономичность использования электроприводов возрастает при увеличении площади обслуживания или расстояния, с которого осуществляется управление. Кинетическую энергию вращающихся частей можно использовать для срыва с уплотнения затвора задвижек при открывании. Монтаж и обслуживание электроприводов не требуют высокой квалификации персонала.

Электроприводы размещаются как непосредственно на арматуре, так и отдельно от арматуры на месте, удобном для обслуживания. В последнем случае передача движения от привода на арматуру происходит через узлы дистанционного управления, а электропривод устанавливают на колонке (Рисунок 41). Кинематическая цепь передачи при дистанционном управлении включает штанги, шарнирные муфты, зубчатые передачи (Рисунок 42).

Электроприводы широко используются для запорной и позиционно-регулирующей арматуры. Запорная арматура должна управляться таким образом, чтобы в требуемый момент времени запорный орган был закрыт или открыт в течение заданного интервала времени. При закрытом положении запорного органа затвор должен быть прижат к седлу с заранее установленным усилием. Установка затвора в заданное положение при открывании требуется для всей арматуры и при закрывании параллельных задвижек больших диаметров прохода, в которых создаются условия самоуплотнения запорного органа давлением среды. Промежуточное положение затвора фиксируется путевыми выключателями, останавливающими привод при достижении затвором требуемого положения. Закрывание арматуры и открывание ее с посадкой затвора на «верхнее уплотнение» путем ограничения усилия вдоль шпинделя или штока достигается применением муфт ограничения крутящего момента. Таким образом, электропривод должен создавать возможность закрывать и открывать арматуру с требуемой скоростью, останавливать затвор в заданном положении или при достижении заданного осевого усилия. В соответствии с этими требованиями электроприводы унифицированного ряда позволяют осуществлять следующее:

открывание и закрывание прохода арматуры с пульта управления и остановку затвора арматуры в любом промежуточном положении;

автоматическое отключение электродвигателя муфтой ограничения крутящего момента при достижении затвором крайних положений («открыто», «закрыто») и при аварийном заедании подвижных частей в процессе движения на открытие или закрытие;

сигнализацию на пульте управления крайних положений затвора и срабатывание муфты ограничения крутящего момента;

автоматическое отключение электродвигателя путевыми выключателями при достижении затвором арматуры крайних положений;

указания крайних положений затвора на циферблате местного указателя;

указание степени открытия прохода арматуры на пульте управления;

автоматическое переключение электропривода из положения ручного управления на электрическое;

электрическую блокировку электроприводов с работой других механизмов и агрегатов.

Рисунок 41 – Схема установки электроприводов.

а – установка с колонкой на полу; б – установка с колонкой на стене.

Рисунок 42 – Схема управления арматурой с дистанционно расположенным приводом.

1 – привод; 2 – штанга дистанционно расположенной передачи; 3 – арматура.

Для снижения частоты вращения при передаче движения от электродвигателя к выходному валу и увеличения крутящего момента наиболее часто используется червячный редуктор, но применяются и конструкции с зубчатыми передачами, в том числе и планетарными. Червячные редукторы имеют компактную конструкцию, сравнительно малое число деталей, большое передаточное число и просты в изготовлении.

На установках СВО широкое применение нашла арматура, изготовленная в Чехии с электроприводами МОДАКТ. Эти электроприводы пригодны для дистанционного управления и многопозиционного управления арматурой, с помощью кнопок или автоматически. Они могут также использоваться для регулирующей арматуры.

Арматура и электроприводы должны иметь маркировку согласно технологической схеме установки (агрегата). Регулирующие клапаны должны иметь указатели степени открытия регулирующего органа – запорная – указатели положения запорного органа (открыто, закрыто).

Обслуживание арматуры состоит из комплекса профилактических работ, проводящихся в соответствии с графиками планово-предупредительного ремонта.