Что такое запорно регулирующая арматура
Elton-zoloto.ru

Драгоценные металлы

Что такое запорно регулирующая арматура

Регулирующая арматура

Регулирующая трубопроводная арматура предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода или проходного сечения. Она не обязательно должна обеспечивать полное перекрытие проходного сечения, и ее не следует применять в качестве запорной арматуры. Равно как нежелательно, а иногда недопустимо, перекладывать «обязанности» регулирующей арматуры на запорную арматуру. Для одновременного выполнения функций запорной и регулирующей арматуры существует комбинированный вид ─ запорно-регулирующая арматура.

В действующем ныне «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» не рекомендуется называть регулирующую арматуру дроссельной или дроссельно-регулирующей, а запорно-регулирующую арматуру ─ запорно-дроссельной. И совсем недопустимо применение таких «терминов» как «регулируемая арматура» и «запорно-регулируемая арматура».

Какой бывает регулирующая арматура

Производятся различные виды (или правильнее — разновидности) регулирующей арматуры. Из четырех основных типов трубопроводной арматуры в этом качестве используются три — клапаны, краны и дисковые затворы. Только относящиеся преимущественно к запорной арматуре задвижки для регулирования применяются ограниченно. В ряде нормативных документов специально оговаривается нежелательность использования запорной арматуры в качестве регулирующей. Но, как известно, правил без исключений не бывает.

Регулирующая арматура может быть реализована в виде регуляторов. Хотя считать регуляторы самостоятельным типом регулирующей арматуры по конструкции затвора неправильно, поскольку тип арматуры определяется направлением перемещения запирающего или регулирующего элемента относительно потока рабочей среды. А регуляторы ─ это устройства, в которых один из перечисленных выше типов арматуры (например, клапан) является всего лишь частью конструкции.

Основной «массив» регулирующей арматуры формируют регулирующие клапаны, нередко являющиеся наиболее значимым и дорогостоящим элементом контура регулирования.

Регулирующие клапаны могут быть предназначены для выполнения конкретных задач. Например, т. н. дыхательный клапан (другие названия ─ впускной клапан, выпускной клапан) служит для герметизации емкостей, содержащих газ, воздух или пар, обеспечивая поддержание в пространствах этих емкостей заданных параметров давления. С помощью редукционного клапана за счет увеличения гидравлического сопротивления осуществляется снижение рабочего давления в системе.

Существует большое разнообразие конструкций регулирующих клапанов. Они могут иметь один затвор — односедельный клапан или проходное сечение, образованное двумя и более последовательно расположенными на одной оси затворами, ─ многоступенчатый клапан, например, регулирующий двухседельный клапан.

В получающих все большее распространение клеточных клапанах затвор выполнен в виде неподвижной детали, которую из-за наличия в ней профилированных отверстий для пропуска рабочей среды называют клеткой. Перемещающийся внутри клетки плунжер изменяет суммарную площадь открытых сечений этих отверстий, что позволяет клеточному клапану эффективно выполнять регулирующие функции.

Золотник ─ запирающий элемент затвора клапанов, обеспечивающий регулирование расхода рабочей среды, ─ может быть тарельчатым, поршневым (цилиндрическим), сферическим, игольчатым. В последнем случае регулирующий клапан носит название игольчатый клапан.

В качестве регулирующей арматуры применяют обладающие целым рядом преимуществ дисковые затворы. Они требуют мало места для установки, обеспечивают высокую производительность, не приводят к потере давления, с металлическим уплотнением могут применяться в широком диапазоне температур, имеют сравнительно небольшую стоимость.

Хорошо подходят для регулирования вязких жидкостей и пульп шаровые краны. Для управления регулирующей арматурой используются разные приводы: пневматические, гидравлические, электрические.

Основные параметры регулирующей арматуры

Одним из основных параметров регулирующей арматуры является пропускная способность, численно равная расходу рабочей среды с плотностью 1000 кг/м, протекающей через арматуру, при перепаде давлений 0,1 МПа (1 кгс/см). Она послужила базисом, на основе которого сформировано целое семейство параметров, содержащих словосочетание «пропускная способность»: условная пропускная способность, начальная пропускная способность, минимальная пропускная способность, относительная пропускная способность, действительная пропускная способность.

Не менее важный параметр ─ пропускная характеристика ─ зависимость пропускной способности от хода арматуры. Определенная экспериментальным путем, она носит название «действительная пропускная характеристика». Помимо нее есть еще линейная пропускная характеристика, равнопроцентная пропускная характеристика, специальная пропускная характеристика. А также другие характеристики: конструктивная характеристика (зависимость площади проходного сечения в затворе регулирующей арматуры от текущего хода), кавитационная характеристика, рабочая расходная характеристика.

Количественным критерием негерметичности в затворе регулирующей арматуры является параметр, носящий название относительная утечка. Конечно, регулирующая арматура должна обеспечивать герметичность при закрытии, но способность регулировать поток ─ важнее.

Поэтому для регулирующей арматуры особое значение имеют показатели, отражающие ее возможности регулирования рабочей среды, ─ диапазон регулирования, диапазон настройки регулятора, зона регулирования.

При разработке, конструировании, производстве и последующем использовании регулирующей арматуры во внимание принимаются также такие параметры, как нечувствительность, зона нечувствительности, коэффициент кавитации и другие.

Значение регулирующей трубопроводной арматуры

Регулирующей арматуре принадлежит важное место в общей номенклатуре трубопроводной арматуры. Проводимые в России и за рубежом маркетинговые исследования, основанные на анализе мирового и отечественного рынков, неизменно фиксируют высокую долю регулирующей арматуры в общем объеме других видов трубопроводной арматуры.

Регулирование параметров потока рабочей среды, необходимое для эффективного управления технологическими процессами и контроля над ними, ─ технически очень сложная задача. В т. ч. и потому, что изменение положения регулирующего органа зачастую сопровождается динамичным изменением параметров рабочей среды ─ давления и скорости потока.

Без регулирующей арматуры невозможно обеспечить стабильность номинальных режимов и «штатное» протекание переходных процессов. Эффективно работающая регулирующая арматура ─ гарант нормального функционирования трубопроводного транспорта, оборудования энергетической и множества других отраслей.

Так, в теплоэнергетике ее использование помогает обеспечить эффективное управление работой котлов, их безопасную и экономичную эксплуатацию в расчетных режимах. Регулирующая арматура должна быть установлена на питательных линиях каждого котла. Регуляторы давления — обязательный атрибут тепловых пунктов с переменным расходом пара. Использование запорной арматуры для регулирования давления пара не допускается. Чтобы адекватно отвечать на вызовы времени, обусловленные общим усложнением технологий, повышением требований к экономичности и экологической безопасности промышленных систем, регулирующая арматура должна постоянно совершенствоваться. Основными приоритетами являются увеличение ее надежности, уменьшение энергоемкости, рост точности регулирования и быстродействия, повышение коррозионной стойкости. И при этом устройство регулирующей арматуры не может чрезмерно усложняться, поскольку она должна иметь приемлемую стоимость, оставаться удобной в эксплуатации, не требовать сложного и дорогостоящего технического обслуживания в межремонтный период.

Требования к регулирующей трубопроводной арматуре

К регулирующей арматуре предъявляется широкий комплекс требований, которым она должна отвечать на протяжении всего жизненного цикла. В частности, это требования по виду регулировочной характеристики и точности регулирования параметров. Например, регулирования продолжительности циклов закрывания и открывания, а также фиксации затвора в нужном промежуточном положении.

Регулирующая арматура должна быть прочной и жесткой, без пластических и упругих деформаций переносить высокие механические нагрузки.

Как и любая другая трубопроводная арматура, регулирующая арматура не вправе не быть герметичной. Как по отношению к внешней среде, так и к разделяемым затвором участкам трубопровода.

Регулирующая арматура должна быть надежной и долговечной, т. е. способной на протяжении заданного срока гарантированно выполнять свои функции. Гарантированно ─ значит с допустимой интенсивностью отказов, с заданной вероятностью выполняя установленное число циклов срабатывания до первого отказа.

Эксплуатация регулирующей арматуры должна быть удобной и не сопровождаться значительными эксплуатационными расходами. Это означает, что обслуживание регулирующей арматуры не предполагает частой и трудоемкой регулировки, смазки и т. д. Это особенно важно для арматуры, расположенной в необслуживаемых помещениях, установленной на удаленных участках трубопроводов или производствах непрерывного цикла, остановка которых для проведения профилактических работ крайне нежелательна.

Запорно-регулирующая арматура

Широкое распространение получили технические устройства, не ограничивающиеся решением задач, стоящих перед регулирующей арматурой, а способные служить еще и в качестве запорной арматуры, обеспечивая перекрытие потока рабочей среды с определенной герметичностью, что дало повод выделить отдельный вид комбинированной арматуры. Запорно-регулирующая арматура ─ то трубопроводная арматура, сочетающая функции регулирующей и запорной арматуры.

Ее наглядной иллюстрацией могут служить запорно-регулирующие клапаны. Например, клапаны КЗР, предназначенные для регулирования и перекрытия потоков регулируемой среды. Они демонстрируют, как в одном техническом устройстве могут быть успешно объединены запорная и регулирующая арматура для систем отопления.

Запорно-регулирующая арматура для отопления, дающая возможность регулировать параметры теплоносителя, а при необходимости на время отключать отдельные контуры отопления, позволяет сделать централизованные и автономные системы теплоснабжения более удобными, безопасными и энергоэффективными. Это одинаково справедливо как для «малой» сантехнической арматуры, так и для арматуры, используемой в «больших» тепло- и электроэнергетике. В т. ч. в технологических системах, включая системы безопасности, таких сложных и ответственных объектов, как атомные станции любого типа. А также в системах приточной вентиляции, горячего водоснабжения, центральных и индивидуальных тепловых пунктах (ЦТП и ИТП), при регулировании широкого круга технологических процессов в самых разных областях технологий.

Читать еще:  Как подсоединить провода к сварке

Не применяя современную регулирующую арматуру, нельзя обеспечить одновременно надежную и максимально экономичную работу оборудования в самых разных направлениях современных технологий: во всех отраслях энергетики, включая находящуюся в ее авангарде ядерную, трубопроводном транспорте, химической промышленности и других.

Использование различных видов запорно-регулирующей арматуры в трубопроводных системах

Любая система периодически требует отключения некоторых участков, например, для ревизии или технического обслуживания. Для этого в трубопроводах устанавливают запорно-регулирующую арматуру, с помощью которой можно не только перекрывать движение рабочей среды в трубах, но и регулировать оптимальные значения параметров функционирования для поддержания ее качественной работы.

Характеристика и назначение

Запорно-регулирующей арматурой называют приспособления, которые предназначены перекрывать, изменять и контролировать параметры внутренней среды трубопровода. Такую арматуру устанавливают в системах водоснабжения, отопления, канализации и газоснабжения.

Устройства применяются на всех уровнях: от больших магистралей, до индивидуальных трубопроводов, находящихся внутри дома или квартиры.

В каждой системе есть несколько параметров, которые можно регулировать. К ним относятся объем и скорость потока, давление, температура. Запорно-регулирующая арматура используются для того, чтобы можно было изменять эти параметры, не отключая систему.

Назначением таких деталей является перенаправление потока жидкости или газа в другие ветви системы. Для этого устройство устанавливается в месте, где имеются разветвления. По мере необходимости одни ветви перекрывают, а другие открывают.

Другие виды запорно-регулирующей арматуры способны снижать давление внутри системы, если оно возрастает или уменьшать температуру. Некоторые из них работают автоматически, согласно законам физики.

Например, выпускной клапан пропускает газ только тогда, когда давление внутри системы повышается. Это позволяет сохранять этот параметр на одном уровне. Другие устройства регулируются вручную, например, с помощью вентилей.

Основная характеристика запорно-регулирующей арматуры — ее пропускная способность. Для оптимального применения вычисляют относительную, действительную, максимальную, начальную и условную пропускную способность.

Обратите внимание! Пропускная способность — это физическая величина, которая отражает объем среды постоянной плотности, проходящей в единицу времени через участок поперечного сечения трубы при давлении 1 бар. Проще говоря, это количество жидкости или газа, которое может пройти через трубу за определенный промежуток времени.

Кроме того, запорно-регулирующая арматура характеризуется диапазоном и зоной регулирования, а также настройкой регулятора. Эти параметры отражают различия между максимальными и минимальными данные пропускной способности: тот диапазон значений, который поддается регулировке.

Еще одна важная характеристика — относительная утечка. Она отражает теоретическую способность деталей отклоняться от заданных параметров герметичности. Проще говоря, это количественное отражение негерметичности изделия.

Требования к запорной арматуре

К запорно-регулирующим устройствам, независимо от того, устанавливаются они у конечного потребителя или на больших магистралях, предъявляют ряд общих требований. Их учитывают при конструировании.

Каждое из этих требований является гарантийным, то есть, имеет определенные сроки и параметры отклонения. Производитель гарантирует, что при правильной установке, требования будут соблюдены, а отклонения в параметрах работы не будут превышать указанные значения.

Требования, которые предъявляются к запорно-регулирующим устройствам:

  • Точность регулирования. Деталь должна работать точно при указанных значениях. Например, пропускать в единицу времени только тот объем жидкости, которые задан или сохранять внутри системы заданное давление. Отклонение этих параметров от указанных говорит о неисправности арматуры.
  • Прочность. Устройство не должно иметь деформации до ее установки в систему и быть устойчивым к механическим нагрузкам. Прочность обуславливает долговечность детали.
  • Температурная и химическая резистентность. Эти требования необходимы не для всех видов изделий. В системе отопления важно устанавливать детали, которые способны функционировать при высоких температурах, а для холодного водоснабжения, этот параметр можно опустить. Химическая резистентность важна там, где внутренней средой являются химически активные вещества, т.е это целиком зависит от свойств материалов, из которых изготовлено устройство.
  • Герметичность. Есть два вида герметичности: относительно внешней и относительно внутренней среды. Относительно внешней среды все устройства должны быть абсолютно герметичными. Это означает, что в местах их установки утечек во внешнюю среду жидкости или газа быть не должно. Герметичность относительно внутренней среды отражает возможность перераспределения жидкости или газа по обе стороны арматуры вне указанных параметров, например, если через запорную арматуру проходит какое-то количество жидкости в тот участок трубопровода, который выключен из системы.
  • Долговечность. Каждый вид арматуры, в зависимости от особенностей конструкции, материала, из которого он изготовлен и параметров эксплуатации, имеет свой гарантийный срок. Поскольку замена запорных клапанов и вентилей представляет определенную сложность, предпочтение стоит отдавать наиболее износоустойчивым деталям.

Обратите внимание! Большинство видов запорно-регулирующей арматуры при правильной их эксплуатации могут прослужить не менее 30 лет, хотя производители дают гарантию на меньший срок эксплуатации.

  • Простота эксплуатации. Все участки системы необходимо периодически проверять, ремонтировать, чистить. Деталь должна быть достаточно простой, чтобы уменьшить трудозатраты на обслуживание.

Виды запорно-регулирующей арматуры

Запорно-регулирующие детали различаются по назначению и способу работы.

По назначению выделяют три разновидности:

  1. Исключительно запорные используются, чтобы перекрывать поток жидкости или газа. Есть два положения клапан: пропускает поток внутренней среды и не пропускает поток внутренней среды.
  2. Исключительно регулирующие. Они не могут полностью перекрывать поток, только регулировать его параметры.
  3. Запорно-регулирующие детали. Крайние положения арматуры соответствуют запорным, то есть, либо пропускают, либо не пропускают жидкость или газ. Промежуточные положения соответствуют регулирующим — пропускают внутреннюю среду в соответствии с заданными параметрами.

Запорно-регулирующая арматура, в свою очередь, подразделяется на несколько типов:

  • Седельный клапан. Чаще его используют на больших магистральных трубопроводах. В качестве подвижной детали внутри такого клапана служит плунжер. Это поршень, который способен передвигаться, регулируя таким образом параметры потока.
  • Шаровые устройства. Внутри таких деталей расположен шарик, имеющий сквозное отверстие. Он способен поворачиваться на 900 вокруг своей оси. Когда отверстие параллельно потоку, среда проходит через устройство, когда перпендикулярно — не проходит, промежуточные значения обусловливают частичную пропускную способность.
  • Клиновая арматура. Внутри этой детали есть клин, который движется перпендикулярно потоку жидкости или газа. Принцип его работы схож с принципом устройства заслонки, которая движется сверху вниз. При максимально высоком положении весь поток проходит через арматуру, при полном опускании — не проходит ничего. Промежуточные положения пропускают часть жидкости или газа.
  • Поворотно-дисковые устройства. Представляют собой клапан, который выглядит как диск, к которому прикреплен регулировочный вентиль. Диаметр диска соответствует сечению арматуры. Если диск расположен перпендикулярно потоку — жидкость не проходит, если параллельно — проходит вся. Промежуточные положения являются регулировочными.

Запорно-регулирующие устройства для систем отопления

Системы отопления отличаются от других систем, в которых используются устройства, способные работать в высокотемпературном режиме. Материал, из которого изготовлены детали, должен обладать значительной термоустойчивостью, например, из нержавеющей стали или бронзы.

На разных участках системы отопления устанавливаются запорно-регулирующие, только запорные или только регулирующие устройства.

Каждое из них имеет свое предназначение:

  • Краны нужны там, где труба имеет ответвления. С помощью крана можно полностью или частично перенаправить поток теплоносителя в другое русло или перекрыть магистраль.
  • Кран Маевского — это усовершенствованная шариковое устройство. Он нужен для сброса воздуха из системы. В закрытом состоянии он создает полностью герметичный заслон, а в открытом — пропускает исключительно воздух.
  • Обратные клапаны устанавливаются на трубы там, где возможен нежелательный обратный заброс теплоносителя. Они пропускают жидкость только в одну сторону по ходу потока и препятствуют ее возвращению обратно.
  • Смесительные узлы позволяют смешивать холодную и горячую воду. От положения вентиля зависит температура в дистальном участке трубы.

Запорно-регулирующая арматура для сетей водоснабжения и теплоснабжения

Надежная арматура является залогом беспроблемной эксплуатации сетей водо- и теплоснабжения. К арматуре относятся: соединительные элементы трубопроводов, тройники, фланцы, задвижки, шаровые краны и прочие элементы.

Согласно ГОСТ 24856–2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» известны следующие виды арматуры:

Основные виды:

  • запорная арматура – предназначена для перекрытия потока рабочей среды c определенной герметичностью;
  • обратная арматура (арматура обратного действия) – предназначена для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды;
  • предохранительная арматура – предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления посредством сброса рабочей среды;
  • распределительно-смесительная арматура (распределительная арматура, смесительная арматура) – предназначена для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям или для смешивания потоков;
  • регулирующая арматура – предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода или проходного сечения;
  • разделительная (фазоразделительная арматура) – предназначена для разделения рабочих сред, находящихся в различных фазовых состояниях или с различной плотностью;
  • отключающая арматура – предназначена для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной величины скорости ее течения.
Читать еще:  Как определить золото без пробы

Комбинированная арматура:

  • запорно-регулирующая арматура – совмещает функции запорной и регулирующей арматуры;
  • невозвратно-запорная арматура – обратная арматура, в которой может быть осуществлено принудительное закрытие или ограничение хода запирающего элемента;
  • невозвратно-управляемая арматура – обратная арматура, в которой могут быть осуществлены принудительное открытие, закрытие или ограничение хода запирающего элемента арматуры.

Арматура также разделяется в зависимости от назначения:

  • спускная арматура (дренажная арматура) – предназначена для сброса рабочей среды из систем трубопроводов;
  • конденсатоотводчик – предназначен для удаления конденсата;
  • защитная арматура (отключающая арматура) – предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимых или непредусмотренных технологическим процессом изменений параметров или направления потока рабочей среды, а также для отключения потока;
  • редукционная арматура (дроссельная арматура) – предназначена для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счет увеличения гидравлического сопротивления в проточной части;
  • контрольная арматура – предназначена для управления поступлением рабочей среды в контрольно-измерительную аппаратуру, приборы.

В системах тепло- и водоснабжения как в промышленности, так и в сфере ЖКХ наибольшее распространение получила запорно-регулирующая арматура.

Вентиль запорный

К запорно-регулирующей арматуре относятся: вентили, задвижки, дисковые поворотные затворы, шаровые краны, предназначенные для перекрытия потока или изменения направления потока.

Запорная и регулирующая арматура монтируется:

  • на производственном трубопроводе для обеспечения двухсторонней подачи воды к оборудованию;
  • на пожарных стояках с пятью и более пожарными кранами;
  • на стояках хозяйственно-питьевой сети в зданиях высотой три этажа и более;
  • на ответвлениях от магистральных линий для обеспечения отключения при проведении ремонта отдельных участков;
  • на рукавах в каждую квартиру;
  • на подводках к смывным бачкам;
  • на ответвлениях к групповым душам и умывальникам;
  • после регулятора давления.

Следует помнить, что к арматуре, устанавливаемой на сетях тепло- и водоснабжения, а также во внутридомовых системах, должен быть обеспечен легкий доступ для службы эксплуатации.

Для сетей в местах установки арматуры всегда должны устраиваться смотровые колодцы или люки, при скрытом размещении арматуры внутри здания – смотровые лючки.

Рассмотрим подробнее типы арматуры.

Вентиль (клапан) – тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Основными конструктивными элементами запорного вентиля являются: золотник, шпиндель, корпус с сальниковым или сильфонным уплотнением и бугельный узел. Устройство крепится на трубопроводе посредством резьбового или фланцевого соединения. Вращательное движение шпинделя в ходовой гайке преобразуется в поступательное движение золотника (тарелки клапана). В крайнем нижнем положении последний перекрывает седло, препятствуя прохождению потока рабочей среды. Перемещение запирающего элемента может передаваться и от штока, к которому прикладывается усилие маховика.

Для обеспечения герметичности при перекрытии потока на затворе вентиля закрепляется полимерная или резиновая прокладка, в высококачественных клапанах герметичность достигается уплотнением затвора «металл–металл» за счет тщательной притирки затвора и седла.

Вентиль с перпендикулярным расположением штока относительно оси потока рабочей среды называется прямым, с наклонным расположением штока – косым: он характеризуется меньшим гидравлическим сопротивлением.

Преимущества вентиля:

  • отсутствие трения уплотнительных поверхностей в момент закрытия, так как затвор двигается перпендикулярно среде;
  • небольшая высота.

Недостатки вентиля:

  • большая строительная длина;
  • небольшое проходное отверстие;
  • эксплуатация только при определенном направлении рабочей среды.

Задвижки устанавливаются на трубопроводах для прекращения подачи воды и отключения отдельных участков сети. Также используются для регулирования расхода воды посредством изменения площади сечения отверстия задвижки. Основное конструктивное отличие задвижки от шарового крана или дискового поворотного затвора заключается в плоском затворе, который закреплен на резьбовом штоке и перемещается перпендикулярно оси потока. Задвижки всегда устанавливаются перпендикулярно движению потока воды. При изготовлении задвижек используется сталь или чугун.

Задвижки бывают параллельные и клиновые.

Корпус параллельной задвижки изготавливают из чугуна или из стали с фланцами и выдвижным или невыдвижным штоком. Параллельные задвижки состоят из двух дисков и расположенных между ними односторонних скошенных клиньев. Вращение маховика, связанного со шпинделем, поднимает диски (открывает задвижку) или опускает диски (закрывает задвижку). Для обеспечения более плотного закрытия клинья при опускании дисков раздвигаются и прижимают диски к гнездам. Параллельные задвижки используют при малых давлениях воды – как правило, не более 10 бар.

Параллельная задвижка. Задвижка включает:
1 – запорный элемент (клиновый или параллельный); 2 – корпус стальной или чугунный; 3 – крышка корпуса чугунная или стальная; 4 – шток резьбовой (стальной); 5 – маховик, редукторный привод или электропривод

Клиновые задвижки изготовляются в полупроходном исполнении с невыдвижным штоком. Плотность перекрытия потока обеспечивается за счет уплотнения «металл–металл» или «металл–резина».

Преимущества задвижек:

  • незначительное гидравлическое сопротивление при полном открытии затвора;
  • возможность подачи рабочей среды в любом направлении;
  • отсутствие поворота рабочей среды;
  • широкая линейка типоразмеров.

Недостатки задвижек:

  • сравнительно небольшой допустимый перепад давления на затворе;
  • невысокая скорость срабатывания в аварийной ситуации;
  • возможность заклинивания затвора при колебаниях температуры рабочей среды;
  • возможность гидравлического удара в конце хода запорных дисков;
  • трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей;
  • высокая стоимость ремонта при относительно низкой цене задвижки;
  • большая строительная высота и масса.

При появлении шаровых кранов и дисковых поворотных затворов задвижки применяются реже.

По конструкции дисковый поворотный затвор – это короткий отрезок трубы с регулируемым элементом в виде диска, поворачивающегося вокруг оси и расположенного перпендикулярно к оси прохода. Для герметичности применяются металлические или мягкие резиновые кольца. Принцип работы дисковых поворотных затворов заключается в том, что поворотный диск прижимается к уплотняющей поверхности седла внутри корпуса, преграждает путь потоку воды, а при повороте диска на 90° вода свободно проходит через затвор.

Клиновая задвижка

Поворотные затворы могут монтироваться в любом положении, но затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении, так как при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Дисковые затворы могут изготавливаться с эксцентрично установленными дисками. Управление дисковыми поворотными затворами может осуществляться вручную, с использованием редуктора при помощи электропривода, пневмопривода или гидропривода.

Дисковый поворотный затвор

Преимущество дисковых поворотных затворов:

  • малый вес, малая строительная длина;
  • герметичное перекрытие потока в обоих направлениях;
  • небольшое сопротивление, оказываемое поворотным затвором потоку рабочей среды (высокое значение коэффициента Kv);
  • сменное седловое уплотнение;
  • большой диаметр прохода;
  • долговечность. При правильной эксплуатации срок службы – 30 лет;
  • запорная и регулирующая функции.

Недостатки дисковых поворотных затворов:

  • бoльшие потери напора, чем при установке обычных задвижек;
  • пониженная герметичность;
  • трудность получения расчетных пропускных характеристик при работе затвора в качестве регулирующей заслонки.

Основные параметры дисковых поворотных затворов регламентируются ГОСТ 25923–89 «Затворы дисковые регулирующие. Ос-новные параметры» и ГОСТ Р25923–89 «Арматура трубопроводная. Затворы дисковые. Общие технические условия».

Шаровой кран – трубопроводная арматура, имеющая запорный или регулировочный узел в форме шара (сферы), используется для перекрытия потока воды, изменения направления потока. Запорным элементом является шар, выполненный из нержавеющей стали и имеющий сквозное отверстие для прохода рабочей среды. Существуют два типа шаровых кранов – с плавающим шаром и с шаром в опорах.

Шаровой кран

Шаровые краны с плавающим шаром используются в трубопроводах с низким давлением и температурой.

Шаровые краны с шаром в опорах используются в трубопроводах больших диаметров с высоким давлением. Перепад давления воспринимается подшипниками опор, а не уплотнительными седлами.

Проходной кран

Изменение направления потока воды происходит с помощью затвора, который можно повернуть на 90°. При этом шар внутри крана поворачивается вокруг своей оси стороной, в которой нет сквозного отверстия, в этом случае поток будет полностью перекрыт.

Угловой кран

На магистральных водопроводах используются шаровые краны, рассчитанные на высокое давление.

Существует три типа шаровых кранов:

1. Проходной кран – направление потока не изменяется.

2. Угловой кран – направление потока изменяется на 90°.

3. Трехходовой кран имеет один входной и два выходных канала.

Преимущества шаровых кранов:

  • высокая степень герметичности;
  • низкое гидравлическое сопротивление;
  • небольшие масса и габариты;
  • малое время открытия и закрытия;
  • не требуется технического обслуживания в процессе эксплуатации;
  • широкая линейка типоразмеров по способу монтажа (фланцевое, муфтовое, под приварку), по виду исполнения (цельносварной корпус или разборный корпус).

Недостатки шаровых кранов:

  • повышенные требования к чистоте рабочей среды;
  • возможно «прикипание» шара при длительной эксплуатации в закрытом или открытом положении.
Трехходовой кран

Проведя анализ современной запорно-регулирующей арматуры, в заключении можно отметить, что каждый из рассмотренных типов арматуры обладает преимуществами и недостатками, зная которые, можно определиться с выбором арматуры под заданные требования и условия эксплуатации.

Читать еще:  Как определить монета из серебра или нет

Детальная характеристика запорно-регулирующей арматуры

Для герметичного перекрытия потока воды, помимо запорной, может использоваться запорно-регулирующая арматура. Она является неотделимой частью систем отопления и водоснабжения.

Запорно-регулирующая трубопроводная арматура сочетает в себе основные характеристики регулирующей и запорной арматуры и применяется для контроля расхода, соответствия заданным параметрам, верности смешивания жидкости и газов.

Основные виды запорно-регулирующей арматуры

Запорно-регулирующая арматура применяется для систем отопления и водоснабжения, паровой системы, а также в промышленности для предприятий нефтехимии, химии и фармацевтики, где она выполняет задачи по регулировке потока жидкости, пара или газа. Выделяют следующие виды устройств:

  1. Седельные.
  2. Шаровые.
  3. Клиновые.
  4. Шиберно-ножевые.
  5. Поворотно-дисковые.

Устройство запорного клапана

Общая характеристика седельных клапанов

Седельная арматура может применяться для систем отопления и водоснабжения как с целью регулировки и ограничения, так и в качестве запорного клапана. Основные виды седельной арматуры включают такие комплектующие:

  • Сальниковые запорные клапаны;
  • Угловые;
  • Сильфонные;
  • Регулирующие;
  • Клапаны высокого давления;
  • Продувки котлов.

Конструкция корпуса седельной арматуры исполняется в различных вариантах в зависимости от типа соединения, что необходимо для инженерных систем. В реализации доступны клапаны с такими вариантами соединений:

Существуют различные виды седельной арматуры в зависимости от материала изготовления. Основные разновидности включают корпус из:

  • Серого и ковкого чугуна;
  • Литой стали;
  • Нержавеющей стали;
  • Бронзы.

Широкий диапазон рабочей температуры (-60 — +450 ˚С) позволяет использовать седельные клапаны для систем отопления и горячего водоснабжения.

Прочные и химически устойчивые материалы, что используются для изготовления запорного вентиля, позволяют применять такие комплектующие как в условиях нейтральных, так и агрессивных жидкостей и газов. Это наиболее выгодный вариант запорно-регулирующей арматуры с точки зрения стоимости и технических возможностей.

Характеристика и особенности использования шаровых кранов

В шаровых устройствах подвижная часть затвора играет роль регулирующего элемента. Такие устройства применяются для водопроводных систем и включают следующие виды:

  • Шаровые краны высокого давления;
  • Трехходовые регулирующие;
  • Промышленные;
  • Шаровые краны, оснащенные металлическими седлами.

Основные достоинства шаровых кранов, что выгодно отличают их от остальных видов запорной и регулирующей арматуры:

  • Минимальное гидравлическое сопротивление;
  • Надежность устройства;
  • Простота в работе;
  • Быстродействие;
  • Подходят для пожаро- и взрывоопасных, токсичных и агрессивных сред.

Шаровые краны могут иметь различные исполнения концевых элементов и соединений, а именно:

Устройство шарового крана

Шаровые краны могут быть оборудованы электро — или пневмоприводами для автоматизации процесса регулировки потока воды. Удобством шаровых кранов является их длительный срок службы и минимальное обслуживание.

Клиновые задвижки в качестве регулятора потока

Клиновые задвижки отличаются перпендикулярным перемещением регулирующего элемента по отношению к потоку жидкости или газа. Клиновые задвижки могут применяться для систем водоснабжения, отопления, газоснабжения, а также нефтепроводов, технологических и транспортных трубопроводов. Основные характеристики устройства включают:

  • Возможность эксплуатации в любых условиях;
  • Простота конструкции;
  • Надежность;
  • Износостойкость;
  • Небольшое гидравлическое сопротивление;
  • Срок эксплуатации — до 30 лет.

К числу недостатков клиновых задвижек для отопления можно зачислить:

  • Длительное время закрытия вентиля;
  • Сложность проведения ремонтных работ.

Хотя существуют варианты запорно-регулирующих задвижек, это все же редкость. Чаще всего клиновые задвижки используются в качестве исключительно запорной арматуры, что работает на два положения — открыто и закрыто.

Шиберно-ножевая запорная и регулирующая арматура

Шиберные задвижки укомплектованы запорным элементом плоской формы — шибером. В зависимости от типа конструкции выделяют:

  • Однодисковые задвижки;
  • Двухдисковые.

Данный тип запорно-регулирующей арматуры используется для работы в условиях сложной рабочей среды — для переработки сточных вод, очистки воды, переработки минерального сырья, химических продуктов. Основные достоинства шиберных задвижек:

  • Минимальные требования к обслуживанию;
  • Полнопроходность;
  • Легко заменяемые кольцевые элементы;
  • Полная изоляция ножа-шибера от потока раствора в открытом положении.

Характеристика поворотно-дисковой заслонки

В качестве запорно-регулирующего элемента используется поворотный диск. Заслонки широко применяются для систем отопления, водоснабжения и кондиционирования. В качестве рабочей среды заслонки может выступать техническая или подготовленная вода. Основными элементами данного устройства являются:

  • Корпус;
  • Диск;
  • Верхний вал;
  • Нижний вал;
  • Седло;
  • Подшипники;
  • Крышка;
  • Кольцевое уплотнение;
  • Упорное кольцо;
  • Стяжной болт;
  • Шпонка;
  • Вкладыш;
  • Гайки и шайбы.

Основными преимуществами данного устройства являются:

  • Низкая стоимость;
  • Простота в эксплуатации и обслуживании.

Недостатки поворотно-дисковой заслонки:

  • Чувствительность к перепаду давления;
  • Ограниченные способности регулировать поток рабочей жидкости.

Вернуться к содержанию ↑

Технологический процесс работы запорно-регулирующей арматуры

Запорно регулирующая арматура: применение на практике

Арматуру, которая предназначена для настройки и поддержания параметров в трубопроводах различного назначения, называют запорно — регулирующей. В ее состав входят регулирующие клапаны, вентиля, задвижки и многое другое.

Главная задача запорно — регулирующей арматуры — это поддержание заданных параметров жидкости или газа (давления, температур и пр.), циркулирующей в трубопроводной системы. Для производства арматуры применяют различные материалы — полимеры, чугун, стальные сплавы и пр.

Задачи, решаемые с помощью арматуры

К понятию настройки и поддержания характеристик можно отнести следующее:

  • регулировка расхода рабочей среды;
  • поддержание рабочего давления в заданных пределах;
  • перемешивание различных жидкостей и газов в необходимых пропорциях;
  • поддержание требуемого уровня рабочей среды в емкостях и сосудах, входящих в трубопроводную систему.

Решение всех описанных задач происходит за счет изменения параметров расхода жидкости или газа при их прохождении через рабочее сечение арматуры. Для управления работой устройств этого типа применяют различные методы. Как правило, для решения этой задачи применяют сторонние источники энергии. Управление арматурой происходит по команде из управляющего центра, куда стекаются данные от датчиков, которые входят в состав устройств, устанавливаемых на трубопроводах.

Вид управления арматурой определяется условиями, в которых эксплуатируются запорно — регулирующие устройства. Следует отметить, что в последние годы ручное управление арматурой встречается все реже и реже.

Характеристики среды, а именно — давление, температура, ее химический состав — предъявляют к арматуре различные требования. Это, в свою очередь, привело к тому, что было разработано и применяется на практике множество моделей оборудования этого типа.

Каждое устройство можно рассматривать как компонент системы автоматического управления технологическими процессами, которые проходят с участием разнообразных сред. Регулировка работы такого оборудования происходит под управлением команд, поступающих из единого центра управления работой трубопроводной системы.

Основные виды устройств

Устройства этого типа внешне похожи на запорные клапаны, но в то же время обладают своей спецификой. Эти клапаны можно разделить по типу потока, точнее, его направлению:

  1. Проходной — клапан этого класса монтируют на прямолинейных участках трубопроводных систем, в которых не происходит изменения направления движения рабочей среды.
  2. Угловые — их устанавливают в тех местах, где происходит изменения направления движения потока на 90 градусов.
  3. Трехходовые. Они имеют в своем составе три патрубка для подключения к трубопроводной системе. В корпусе этого устройства происходит смешение двух потоков рабочей среды в один. Часто такой прибор называют смесителем.

Регулирующие клапаны различаются и в конструктивном исполнении регуляторов. Такая классификация выглядит следующим образом:

  • односедельные;
  • двухседельные и многие другие.

Работой регулирующих клапанов можно управлять с помощью электрических, пневматических и электромагнитных приводов.

Запорно-регулирующий клапан

Это устройство задействуют для регулировки параметров рабочей среды в соответствии с требуемыми характеристиками. Требуемый результат достигается изменением рабочего сечения в корпусе клапана.

Изменение размера сечения осуществляют с применением запорного устройства. По своей сути, запорно-регулирующий клапан — это односедельный клапан.

Смесительный кран

Это устройство применяют тогда, когда возникает потребность в смешивании двух и более типов жидкостей, подаваемых по трубопроводной системе, к примеру, холодную и горячую воду. При этом один из параметров, например, температура может быть постоянной.

Смесители отличаются от регулирующих клапанов тем, что они определяют расходы и параметры двух рабочих сред одновременно.

Регуляторы давления прямого действия

Устройства этого типа предназначаются для поддерживания рабочего давления в трубопроводной системе на постоянном уровне. Такая необходимость возникает в том случае, если во время эксплуатации происходят скачкообразные изменения давления, которые недопустимы для стабильной работы системы.

Отличие этого устройства от другого типа арматуры (непрямого действия): регулировка параметров происходит непосредственно от рабочей среды без использования сторонних источников энергии. Кроме регуляторов этого типа, к арматуре прямого действия относят и такое оборудование, как предохранительные и обратные клапаны. Эти устройства относят к классу защитной трубопроводной арматуры.

Чаще всего применяют регуляторы прямого действия, которые оснащены мембранным приводом.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector