Вакуумные клапана высокого давления (2 видео)

Вакуумные клапаны обычно входят в состав большинства вакуумных систем. Они служат для отсечения и герметизации элементов вакуумной системы, таким образом, обеспечивают необходимую последовательность откачки и напуска атмосферы.

На сегодняшний день из-за развития технологий производства, клапаны с диаметром фланца больше чем 160 мм почти не производятся. Это обусловлено тем, что клапаны с большим ДУ будут стоить столько же или дороже, чем затвор того же ДУ.

Основная конструктивная отличительная особенность вакуумного клапана заключается в простоте его конструкции, по сравнению с затвором. Движение тарелки клапана происходит по оси седла и по оси газового потока. Эта особенность существенно уменьшает проводимость вакуумного клапана, по сравнению с затвором такого же типоразмера фланца. Положения входного и выходного фланцев, как правило, находятся под углом 90°, что также снижает пропускную способность.

Вакуумные клапаны могут иметь как прямую (проходную), так и угловую конструкцию, но в большинстве случаев угловая конструкция будет заметно дешевле. И даже если фланцы ориентированы линейно, внутри клапана все равно будет реализован тот же угловой клапан.

Вакуумные клапаны сейчас в основном имеют пневматический привод, электромагнитный или ручной привод; электромеханический привод уходит в прошлое. Также, из-за большой стоимости мощных электромагнитов и больших пусковых токов, обычно клапаны с электромагнитным приводом имеют ограничение по диаметру фланца, не более 40 мм.

Содержание

Клапаны вакуумного насоса, конструкция и типы устройств
Клапаны для вакуумного насоса и их конструкция
Обратный клапан для вакуумного насоса, принцип действия
Различные типы обратных вакуумных клапанов
Установка клапана вакуумного насоса
Конструкция вакуумных клапанов
Уплотнение приводного механизма
Виды приводов
Внутренние уплотнения клапанов
Фланцы, трубчатые конструкции и проводимость клапана
📸 Видео

Видео:Быстрый способ проверить клапан управления турбиной.Скачать

Клапаны вакуумного насоса, конструкция и типы устройств

Вакуумные клапаны используются во многих сферах современной жизни. Чаще всего они встречаются на производствах, где используются в различных системах для транспортировки газов и химических жидкостей. В быту вакуумные клапаны встречаются в водопроводных системах. Вакуумные клапаны небольших размеров можно найти в автомобилях, где они используются в тормозных системах. В вакуумных насосах клапаны часто используются в сочетании с автоматикой или гидроаккумуляторами.

Видео:регулятор давления топливаСкачать

Клапаны для вакуумного насоса и их конструкция

В вакуумных насосах используются обратные клапаны. Несмотря на то, что внешне эти элементы выглядят достаточно просто, они являются достаточно сложными устройствами. Иногда можно встретить такие понятия, как запорные вентили и запорные клапаны. Хотя некоторые считают их разными элементами, на самом деле вентиль и клапан это одно и то же, просто в быту употребляется и то и другое название.

Обратный клапан на вакуумном насосе состоит из следующих частей:

Корпуса цилиндрической формы из металла;
Запорной части;
Рабочего органа, который представлен золотником и прочими сопутствующими элементами.

Корпус устройства выполнен из металлического сплава. Его состав зависит от среды, в которой планируется использовать клапан. Обычно корпус делают из латуни, бронзы, стали или чугуна. Корпус обратного клапана внешне представляет собой цилиндр, оснащённый по краям резьбой для врезки в трубопровод. Часто края устройства имеют специальные отверстия для болтов или винтов. Часто корпус клапана оснащается резиновыми уплотнителями специальной конструкции, которые препятствуют малейшим утечкам жидкости в ходе эксплуатации вакуумных систем.

Внутри корпуса обратного клапана располагается рабочий орган, состоящий из золотника, который насажен на шток, двух дисков и прокладки между ними. Диски и золотник, как правило, делают из цинка или меди. Иногда для изготовления данных элементов используются различные нейтральные полимерные материалы. Для того чтобы клапан мог возвращаться в своё седло, на шток под дисками установлена возвратная пружина. Пружины вьются из лучших сортов пружинной стали.

Видео:Как работает регулятор давления топлива и обратный клапан в топливной системе.Скачать

Обратный клапан для вакуумного насоса, принцип действия

Обратный клапан в конструкции вакуумного насоса играет очень важную роль. Именно он регулирует давление внутри трубы и предотвращает возврат жидкости назад в источник. Если бы обратного клапана не было, то после остановки вакуумного насоса большой объём жидкости мог бы вернуться обратно в источник, из которого он был откачан. Это раскрутило бы рабочее колесо в обратном направлении, что конструкцией вакуумного насоса не предусмотрено. В лучшем случае, насос после этого потеряет часть своей производительности, в худшем – выйдет из строя. Благодаря обратному клапану после отключения вакуумного насоса происходит перекрывание трубы, благодаря чему жидкость не может возвратиться обратно в источник забора.

Читайте также: Какое сопротивление должно быть у клапана холостого хода

Вакуумный клапан регулирует давление в системе следующим образом:

Сразу после начала работы вакуумного насоса создаётся область разрежённого давления. За счёт этого происходит всасывание жидкости внутрь линии;
Когда жидкость интенсивно движется, образуется напор, благодаря которому происходит давление на диски запорного элемента возвратного клапана;
За счёт сокращения пружины клапан поднимается в седло, и жидкость начинает беспрепятственно поступать в систему;
Когда вакуумный насос отключается, давление внутри трубы ослабевает;
Давление на диски клапана уменьшается, и пружина разжимается, возвращая тарелки на своё место;
Клапан перекрывает ход жидкости в обратном направлении.

Большинство вакуумных насосов имеют возвратные клапаны в базовой комплектации, но встречаются модели, для которых вакуумные клапана приходится приобретать отдельно и врезать в трубопровод.

Видео:Вакуумная система регулятора давления топлива в рейкеСкачать

Различные типы обратных вакуумных клапанов

Рассмотренный выше обратный клапан является самым распространённым типом устройств в данной категории. Существует ещё несколько видов устройств, имеющих некоторые конструктивные отличия между собой. В вертикальных линиях трубопроводов часто применяются шариковые клапаны. У них вместо золотника используется шарик. При такой конструкции надобность в штоке отпадает, так как шарик может удержаться в суженом канале самостоятельно. При повышении напора жидкости шарик в клапане выталкивается, обеспечивая жидкости беспрепятственное прохождение по трубопроводу. Когда напор жидкости падает после завершения работы вакуумного насоса, шарик возвращается в исходное положение за счёт воздействия на него пружины.

Клапаны подъёмного типа имеют высокие пропускные способности. Данный тип клапанов в качестве рабочего органа использует диск, но он закрепляется одной пружиной специальной конструкции в верхней части корпуса. Данный вакуумный клапан работает следующим образом:

При включении вакуумного насоса давление в трубопроводе повышается;
Пружина клапана деформируется, и диск начинает подниматься к верхней части корпуса;
Диск находится в поднятом положении, пока насос работает и создается напор жидкости;
После того, как напор жидкости ослабевает, пружина возвращает диск на место, закрывая обратный ход жидкости.

Самым главным недостатков обратных клапанов подобной конструкции является громкий хлопок во время возврата пружины на своё место.

Возвратные клапаны для промышленных вакуумных систем, как правило, отличаются более сложной конструкцией. Так как промышленные вакуумные установки работают с большими объёмами жидкостей, диаметр канала у клапанов для промышленных систем составляет не менее 1,5 дюйма.

Видео:Проверяем вакуумный клапан турбины он же n75Скачать

Установка клапана вакуумного насоса

Так как вакуумные вентили чаще всего идут в комплекте с вакуумными насосами, их не нужно останавливать отдельно. Если же всё же приходится отдельно устанавливать обратные клапаны, то для насосных станции лучшим местом для размещения будет участок перед гидроаккумулятором. Это поможет предотвратить холостой ход насоса и его поломки.

Вакуумные клапаны и другие элементы вакуумных систем можно приобрести в Москве у нашей фирмы. Опытные специалисты помогут выбрать элементы для вакуумных систем в соответствии с вашими запросами. Обращаясь к проверенному продавцу, вы избавитесь от проблем связанных с эксплуатацией некачественных вакуумных систем, которые предлагают некоторые недобросовестные фирмы.

Видео:Вакуумные насосы -- Основные сведения - Motorservice GroupСкачать

Конструкция вакуумных клапанов

Клапаны значительно различаются по способу приведения в действие, по средству передачи движения, приводящего их в действие, виду корпуса и используемым материалам уплотнения. После того, как выбран тип клапана, следует изучить эти моменты.

Видео:САМЫЙ ДЕШЕВЫЙ И БЫСТРЫЙ В УСТАНОВКЕ ВАКУУМНЫЙ КЛАПАН!Скачать

Уплотнение приводного механизма

Уплотнение для передачи движения от привода обычно представляет собой либо уплотнительное кольцо, либо металлический сильфон. В диафрагменных клапанах диафрагма служит в качестве уплотнения между внутренней частью клапана и приводным механизмом. Когда для герметизации линейного движения используется уплотнительное кольцо, шток перемещается через уплотнительное кольцо при открытии или закрытии клапана. Хотя идея скользящих уплотнений проста, надежные скользящие уплотнения изготовить или обеспечить достаточно трудно, и они не подходят для эксплуатации при давлениях ниже 10 -6 мм рт. ст. Уплотнительные кольца, используемые для поворотного движения, являются более эффективными, чем уплотнительные кольца для линейного движения. И в том и в другом случае уплотнительное кольцо будет повреждаться очень быстро, если шток или вращающийся вал не имеет полированной поверхности либо отсутствует смазка штока. Консистентная смазка в смазанном скользящем уплотнении может стать загрязняющим веществом; она по меньшей мере будет «впускать» газ каждый раз при закрытии клапана. Также первоначальное перемещение штока или вала может вызывать мгновенную утечку через уплотнительное кольцо, создавая выброс газа. В уплотнениях из эластомера, которые минимизируют эти проблемы, используются два или три уплотнительных кольца, соединенных последовательно, возможно, с откачкой области между уплотнительными кольцами. Кроме того, обеспечивается резервуар для поддержания смазки.

Читайте также: Аварийный клапан давления кофеварки делонги

В приводных механизмах, в которых решены проблемы скользящего уплотнительного кольца, используется металлический сильфон, как показано на рис. 1. Один конец сильфона прикреплен к корпусу клапана, а второй присоединен к штоку. Клапаны с уплотнениями- сильфонами могут иметь более высокую первоначальную цену, но их вакуумная эффективность лучше. Многие подходят для использования в режиме сверхвысокого вакуума. После значительного использования сильфон может ломаться, но имеются клапаны с ресурсом свыше 500 000 циклов.

Вентиль вакуумный сильфонный и ильфоны, используемые в клапанах, производят либо формованного типа, либо так называемого сварного и вложенного типов. Сварные сильфоны производятся поочередным свариванием вместе тонких колец по их внутреннему и внешнему диаметру. Витки в формованном сильфоне изготавливаются посредством методов прокатки и других методов формовки на отрезках тонкостенной металлической трубы. Сварные сильфоны являются более дорогими по сравнению с формованными. Также в сжатом сварном сильфоне имеется очень небольшое пространство между смежными витками. В случае формованного сильфона пространство остается между смежными витками в сжатом состоянии. Это представляет собой преимущество в системах, где образуются частицы, поскольку формованные сильфоны характеризуются меньшей вероятностью быть поврежденными. Клапаны со сварными сильфонами часто являются более компактными, поскольку сварные сильфоны для данного хода короче формованных сильфонов для того же хода.

Видео:Как действует вакуумный насос? (3D анимация) - Motorservice GroupСкачать

Виды приводов

Клапаны могут открываться и закрываться вручную, с помощью пневматического цилиндра или электромагнитного двигателя. Тип привода не зависит от используемого уплотнения штока. Ручной привод обычно является самым простым и наименее дорогим. Часто используется винтовая схема для создания линейного движения штока клапана. В другой форме ручного привода, встречающейся на более маленьких клапанах, используется рычаг коленчаторычажного механизма и тяга, соединенная со штоком.

Ручной привод является нецелесообразным для клапанов, выполняющих частые циклы, или для клапанов, управляемых дистанционно; в этих случаях используется пневматический или электромагнитный привод. В случае пневматического привода пневматический цилиндр встроен в клапан, при этом поршень подсоединяется напрямую к штоку. Силы, обеспечиваемые пневматическим механизмом, определяют, при каком давлении клапан может создать надежную герметизацию. Цилиндр может быть двойного действия, когда клапан и открывается, и закрывается посредством давления воздуха в зависимости от того, с какой стороны находится поршень. Также используются цилиндры одностороннего действия, когда сжатый воздух либо открывает, либо закрывает клапан. Затем для перемещения клапана в противоположном направлении используется пружина. Клапаны с сочетанием пневматики/пружины обладают преимуществом, заключающимся в том, что в случае отказа питания или сжатого воздуха клапан переходит в известное состояние. Открытое или закрытое состояние зависит от конструкции.

Соленоидный контрольный клапан используется для регулировки воздуха, идущего в пневматический цилиндр исполнительного механизма. В некоторых вариантах установок каждый клапан может иметь свой собственный соленоид, в то время как в других несколько клапанов могут управляться от одного и того же соленоида. Для критических видов применения в чистых вакуумных камерах соленоид или пневматический цилиндр вентилируется в «грязную» зону для минимизации загрязнения. Когда пользователь обеспечивает пневматическое управление, необходимо, чтобы спецификации соленоидного контрольного клапана соответствовали требованиям источника воздуха вакуумного клапана, в противном случае это будет отрицательно отражаться на эксплуатации.

В случае клапанов с металлической герметизацией ручной привод имеет преимущества. Пневматические приводные механизмы имеют тенденцию быть большими и дорогими из-за необходимости в более высоких уплотняющих усилиях. В случае использования многих клапанов с металлическим уплотнением иногда необходимо повторно формовать уплотнение. Это делается путем прижимания друг к другу мягкого и твердого элементов уплотнения посредством усилия, превышающего ранее использованное усилие уплотнения. Эта методика выполняется легче в случае ручного исполнительного механизма, в особенности когда на исполнительном механизме клапана используется динамометрический ключ.

Читайте также: Момент затяжки распредвала лада ларгус 16 клапанов

Когда используются клапаны вакуумные с электромагнитным приводом с помощью двигателя, винт или рейка преобразуют вращательное движение двигателя в линейное. В случае клапанов-бабочек редукторный двигатель может связываться напрямую с несущим лопасть валом. Преимуществом управления с помощью двигателя является то, что на клапан необходимо подавать только электрическое питание. Недостатком может быть то, что в случае отключения питания клапан не будет переходить в нужное состояние.

Дистанционно приводимые в действие контрольные клапаны часто имеют привод от шагового двигателя. Вместе с контроллером клапана редукторные шаговые двигатели могут перемещать механизм клапана на очень небольшие и прецизионно регулируемые значения. Некоторые клапаны с ручным приводом могут использоваться для управления, однако простота контроля в значительной мере зависит от конструкции клапана. На большинстве дистанционно управляемых клапанов имеются конечные выключатели. Эти выключатели обеспечивают индикацию того, что шток клапана находится на одном или другом пределе своего хода, а также могут использоваться для того, чтобы сообщить о выполнении клапаном команды открытия или закрытия.

Видео:ОБ ЭТОМ МНОГИЕ ДАЖЕ НЕ ДОГАДЫВАЮТСЯ!Скачать

Внутренние уплотнения клапанов

Клапаны, обеспечивающие отсечку газа, имеют либо металлическое, либо полимерное уплотнение между диском и корпусом. Полимеры стоят дешево, но могут повреждаться в результате процесса, обладают более высокими просачиваемостью и газовыделением, могут быть источником частиц и обычно не подходят для условий сверхвысокого вакуума. Пределы температуры термической обработки клапанов обычно определяются используемыми полимерами — либо в вакууме, либо для пневматических уплотнений исполнительного механизма. Клапаны с металлическим уплотнением часто имеют более высокие температуры термической обработки, но некоторые из этих клапанов не могут подвергаться термической обработке в закрытом положении.

Уплотнительные кольца, используемые в качестве уплотнений затворов или наконечников, должны быть соответствующим образом закреплены, в противном случае они могут выпасть из своей канавки во время эксплуатации. Соответствующие канавки уплотнительных колец имеют трапецеидальное сечение и вентилируются. Полимерные уплотнительные материалы могут также приклеиваться прямо к пластине клапана. Клапаны с металлическими уплотнениями затвора или наконечника являются более дорогими, поскольку механизм работы более сложный, и на уплотнительных поверхностях требуется лучшее качество обработки поверхности. Число закрытий, которое может быть получено с помощью металлических уплотнений пластины, зависит от вида применения и аккуратности ухода за клапаном во время его использования. Металлические уплотнения более подвержены повреждению частицами, чем полимерные уплотнения.

Многие клапаны имеют съемное уплотнение корпуса, которое часто называется уплотнением крышки, что позволяет снимать компоненты в вакууме для очистки и сервисного обслуживания. Уплотнение крышки может быть уплотнительным кольцом или другим фасонным эластомером либо металлическим уплотнением. На некоторых клапанах металлические и полимерные уплотнения могут использоваться взаимозаменяемо. Клапаны для сверхвысокого вакуума могут предусматривать устранение уплотнения корпуса в результате использования цельносварной конструкции для корпуса.

Во многих клапанах используется металлическое уплотнение в качестве уплотнения крышки и полимер в качестве уплотнения диска. Это обеспечивает преимущества металлического уплотнения для стабильного уплотнения корпуса без увеличения стоимости и сложности уплотнительного механизма для металлического уплотнения пластины. При такой схеме полимер погружен в вакуум. Как объясняется в подразделе 4.6, уплотнительное кольцо в вакууме гораздо в меньшей степени представляет собой источник газа, чем уплотнительное кольцо, находящееся под действием атмосферы.

Видео:Почему жужжат вакуумные клапаны и что с этим делать? Kia Sorento I 2.5D, D4CBСкачать

Фланцы, трубчатые конструкции и проводимость клапана

Если клапан крепится с помощью фланцев, его можно снимать для сервисного обслуживания или модернизации системы. В некоторых случаях клапаны устанавливаются постоянно посредством сварки или пайки к трубопроводу системы. Проводимость клапана и любого связанного с ним трубопровода должна учитываться в конструкции системы. Формулы и всестороннее рассмотрение расчетов проводимости можно найти у Рота или Бермана. В литературе не содержится большого количества работ по проводимости клапанов. Проводимости клапанов-бабочек были рассчитаны и измерены Гуммером, Хальтером и Гресслем.