Здравствуйте, наш уважаемый читатель! В нашей статье мы расскажем Вам о хорошо известном виде запорной трубопроводной арматуры – запорном вентиле.
Невозможно представить нашу жизнь без трубопроводов. На любом предприятии, ферме, шахте, общественном здании и частном доме существуют различные трубопроводные системы, оснащенные всевозможной запорной и регулирующей арматурой. Запорный клапан, или, по-старому, вентиль, еще двадцать лет назад стоял в каждом доме, на вводе, в точках разбора воды, в каждом смесителе.
Что это такое и для чего он нужен
Клапан, или вентиль – вид запорной трубопроводной арматуры. Название «вентиль» с 1982 года отменили, но употребляют его по-прежнему.
Клапаном называется такая арматура, в которой запирающий элемент перемещается параллельно оси движения жидкости или газа в трубе и полностью перекрывает свое рабочее сечение. Рабочих положений у вентиля существует два: «открыто» и «закрыто».
Типы затворов и принцип их действия
Основной рабочей деталью регулирующей арматуры является затвор. По конструкции регулирующего органа выделяют следующие типы арматуры:
- седельная,
- мембранная,
- клеточная,
- золотниковая.
Седельный затвор
Основными элементами седельного затвора являются плунжер и седло. Плунжером называют цилиндрический поршень, у которого длина значительно больше диаметра. Седло – деталь затвора, расположенная между проходным отверстием клапана и его внутренней частью.
При перемещении поршня через седло меняется размер проходного отверстия. Выпускается одно– и двухседельная регулирующая арматура. Односедельная используется на трубах небольшого диаметра.
Двухседельный затвор позволяет точнее регулировать давление в трубах и может использоваться в трубопроводах диаметром до 30 см, так как в двухседельной системе плунжер лучше уравновешен и проще обеспечить герметичность затвора.
Мембранный затвор
В затворах этого типа также имеется седло, но вместо поршня его перекрывает гибкая мембрана. Мембрана не только позволяет регулировать давление рабочей среды, она защищает внутренние части арматуры от воздействия агрессивных веществ. В затворах этого типа высокий показатель герметичности подвижных элементов.
Однако регулирующий клапан с мембранным затвором вынужденно дополнительно оснащают контролирующими положение штока позиционерами. Необходимость усложнения конструкции обусловлена возможным снижением точности регулировки из-за трения между элементами.
Затвор клеточного типа
В качестве направляющего устройства для подвижного элемента затвора такого типа используется клетка – седло с радиальными отверстиями для управления расходом рабочей среды.
Рекомендуем ознакомиться: Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах
Внутри клетки, меняя ее пропускную способность, перемещается полый цилиндр. Таким образом, клетка выполняет функцию седла и пропускного отверстия.
Управление и технические характеристики
Управляться запорный вентиль может следующими способами:
- вручную;
- крупный изделия управляются пневмо- , электромагнитным или механическим приводом;
- дистанционно – при помощи всевозможных штанг, переходных колонок;
- автоматически – открытие закрытие происходит либо под воздействием рабочей среды, либо сигнал с КИП включает привод и открывает-перекрывает поток среды без участия оператора.
Используют клапаны в трубопроводах жидкости и газа в большом диапазоне рабочих давлений – от вакуума до 250 Мпа и температур – от -200°С до 600°С. Обычно их используют в трубопроводах небольших диаметров – с возрастанием диаметра значительно возрастают прилагаемые усилия для перемещения затвора; необходимо усложнять конструкцию для правильного прилегания запирающего элемента к седлу корпуса.
Маркировка клапанов включает в себя:
- первые две цифры – 25 – клапан регулирующий;
- буквы после первых цифр – материал, из которого изготовлен механизм;
- далее следуют цифры – если две, то это номер модели; если три цифры – первая обозначает номер привода, две последних – номер модели;
- последние буквы обозначают материал уплотнительных поверхностей.
Принцип работы
Суть работы регулировочного клапана заключается в перемещении плунжера или другого вида затвора под напором двигающейся среды. Когда запорный элемент перекрывает часть пропускного отверстия, расход жидкости или газа, проходящего через клапан, уменьшается.
Полное закрытие клапана приводит к перекрытию потока и падению давления в системе до нуля.
По принципу действия регулирующие устройства делятся на перекрывающие, смешивающие или разделяющие поток рабочей среды.
К перекрывающим относятся двухходовые, к смешивающим трёх- и четырёхходовые клапаны.
Данное видео познакомит вас с устройством запорно регулирующего дискового клапана:
Тип подключения
Подключение запорной арматуры может быть:
- муфтовое – на изделии имеется внутренняя резьба и его просто накручивают на резьбу на трубопроводе;
- штуцерное – на вентиле имеется патрубок с наружной резьбой, к трубе крепят при помощи накидной гайки;
- фланцевое – с обеих сторон клапана имеются пластины с отверстиями под болты, которыми и крепятся к ответным фланцам трубопровода;
- сварное – арматуру приваривают. Этот вид соединений требуется там, где герметичность и надежность других видов соединений недостаточна ( при токсичных, агрессивных, радиоактивных рабочих средах);
- цапковое – наличие подсоединительных патрубков с резьбой и буртиком на трубопроводе и арматуре. Торец трубопровода, имеющий буртик, при помощи накидной гайки прижимается к торцу вентиля. Самый наглядный пример – присоединение шланга к пожарному гидранту.
Устройство
Клапан имеет корпус с двумя соединительными патрубками, внутри корпуса имеется «седло» и золотник. В закрытом положении золотник перекрывает седло. Золотник управляется шпинделем, который передает усилие и движение на золотник при помощи ходового органа. Ходовой орган служит для вынесения ходовой части за пределы рабочей зоны. Для герметизации шпиндель проходит через уплотнение.
- 1 – шпиндель
- 2 – бугельный узел
- 3 – золотник
- 4 — корпус
Виды и конструкции
Клапаны различаются по направлению потока: бывают прямоточные, угловые и проходные (со смещением потока воды на входе относительно выхода).
По способу герметизации шпинделя (штока) клапаны бывают следующих видов:
- сальниковые. Самый распространенный тип. На внешней стороне корпуса в месте прохода шпинделя создается сальниковая камера, заполненная сальниковой набивкой из уплотнительного материала;
- сильфонные. Сильфон изготавливают из гофрированной трубы, сваренной с верхним и нижним кольцом. Сильфонная сборка верхним кольцом соединяется неподвижно с корпусом арматуры, а нижним – со штоком (или золотником арматуры). Шток движется внутри сильфона, гофротруба при этом сжимается-разжимается. Такой узел имеет лучшую герметизацию, чем сальниковый, и применяется при работе с токсичными и агрессивными средами. Недостатки: сложность конструкции и высокая стоимость;
- мембранная арматура – уплотнение выполняется в виде мембраны, центральная часть может прогибаться с амплитудой, достаточной для закрывания/открывания запорного органа. Недостатки: короткий срок службы, невысокие рабочие давление и температура.
Преимущества регулирующих клапанов
Этот вид регулятора используется в бытовых и промышленных системах водо– и газоснабжения, теплосетях и нефтяных магистралях.
Рекомендуем ознакомиться: Терморегулирующий вентиль для систем отопления и кондиционирования
Широкая популярность регулирующих клапанов обусловлена их достоинствами:
- Надежность и долговечность. Корпус изготавливают из прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, латунь, чугун, легированные сплавы металлов, устойчивых к воздействию агрессивных химических веществ.
- Простота конструкции и эффективность. Механизм работы клапана прост и при этом достаточен для выполнения задачи точного регулирования напора рабочей среды.
Обратите внимание! Использование регулировочных клапанов в отопительных системах позволяет, регулируя климат в помещении, снизить расход теплоносителя. Запорно-регулирующие клапаны упрощают ремонтные работы, позволяя перекрывать отдельные участки трубопровода, не останавливая работу всей системы.
- Разнообразие видов, типов и размеров. Подобрать регулирующий клапан можно для трубопровода любого назначения. Существуют клапаны с корпусами разного размера, с затворами различной конструкции, с ручным и автоматическим управлением, разнообразными датчиками.
Преимущества и недостатки
Преимущества:
- простая надежная конструкция;
- компактные размеры; маленькая строительная высота в отличие от задвижки;
- высокая герметичность (возможность применения для газо- и пневмопроводов);
- долговечность вследствие небольшого износа уплотнительных элементов;
- простота ремонта и обслуживания;
- использование в большом диапазоне рабочих давлений – от вакуума до 250 Мпа и температур – от -200°С до 600°С;
- малый ход шпинделя.
Недостатки:
- высокое гидравлическое сопротивление;
- область применения – для небольших диаметров;
- могут использоваться для грубой регулировки потока среды (вспомните советские почти вечные «краны»);
- конструкция корпуса обуславливает наличие застойных зон, которые могут служить местом скопления мусора, окалины, примесей.
Советы по выбору
Выбор запорной арматуры для дома следует начать с определения материала. Современные вентили бывают стальные и латунные, изредка встречаются с чугунным корпусом. Рабочий орган всегда выполняется из стали, чаще всего из нержавеющей.
Вентили обычно устанавливаются в точках водоразбора, где не требуется смешение горячей холодной воды: в туалетах, для подключения бачков, в подсобных помещениях. Иногда их устанавливают на вводе холодной или горячей воды. При установке на вводе следует взвесить тот факт, что они заметно снижают давление воды в домашней сети. Для точки водоразбора имеется такой плюс, как возможность использования в качестве регулирующего прибора для потока воды (для крана с его рабочим ходом в 90 ° это сделать несколько сложнее).
Вентили для металлопластика встречаются крайне редко. Фланцевые изделия на трубопроводы диаметром менее 50 мм также обычно не ставят. Иногда выбирают изделия со штуцерным подключением.
Латунь и бронза хороши тем, что не ржавеют.
По конструкции клапаны для дома обычно муфтовые. Практически вся клапанная арматура, продающаяся в строительных супермаркетах, отличается ценой, производителем и дизайном. Вероятность купить откровенно некачественное изделие мала. Но чек на всякий случай не помещает.
Практически выбор домашнего мастера сводится к выбору дизайна и цены. Удачного Вам выбора!
Правила монтажа и эксплуатации прибора
При полной смене или прокладке нового трубопровода необходимо предусмотреть наличие резьб на трубах в местах подключения арматуры.
Необходимые инструменты и материалы
Для выполнения работ Вам понадобятся:
- сам вентиль;
- если кран штуцерный, может понадобиться накидная гайка-«американка»;
- лента ФУМ;
- два разводных ключа, возможно, один из них – газовый;
- при необходимости нарезания резьбы – понадобится плашка соответствующего диаметра и плашкодержатель;
- болгарка с отрезным диском при необходимости резать трубы, возможно и применение ножовки по металлу.
Схема подключения
Монтаж муфтового вентиля имеет два варианта: установка в трубу в качестве запорной арматуры и установка в точку водоразбора. Технология монтажа по разным вариантам немного отличается.
Ход работ
Перед началом работ необходимо перекрыть подачу воды в систему.
Если происходит смена арматуры, сначала необходимо ее демонтировать.
Если вентиль врезают в новом месте в качестве запорного для части системы, необходимо вырезать кусок трубы и с помощью плашки нарезать резьбу, При резке трубы болгаркой не забудьте надеть защитные очки.
Затем обматывают резьбы лентой ФУМ. Накручивают накидную гайку на вентиль (не забыв про ФУМ!), затем накручивают сборную деталь на резьбу на трубопроводе. С помощью накидной гайки герметизируют соединение со вторым патрубком трубопровода.
Обязательно необходимо пустить воду в систему и проверить герметичность соединения. При подтекании следует затянуть все соединения.
Установка крана-вентиля на точку водоразбора еще проще: герметизировать лентой ФУМ резьбу и вкрутить или накрутить вентиль. В этом случае нежелательно использовать штуцерную модель, ее крепление с помощью накидной гайки не так надежно при постоянных переменных нагрузках при откручивании-закручивании крана и чаще возникает капель на стыке.
Особенности монтажа клапана в пластиковую трубу: к концам трубы привариваются МРН или МРВ в зависимости от типа клапана, затем монтаж происходит так же, как и при врезке в стальные трубы.
Наше видео поможет Вам увидеть все тонкости монтажа клапана.
Как монтируются обратные клапаны для насосных станций
Обратный клапан для совместной работы с насосной станцией следует выбрать на этапе составления проекта. В некоторых моделях насосов такие затворы включены в конструкцию, для остальных существует несколько правил:
- Для насосов вакуумного типа (всасывающих) затвор монтируется на выходе насоса, до гидроаккумулятора.
- При большой глубине скважины и при большом расстоянии от скважины на поверхности следует установить дополнительное устройство на водозаборе.
- Для напорных насосов, опускаемых в скважину, затвор монтируется на выходной патрубок.
Кроме того, при монтаже следует строго соблюдать направление потока, указанное на корпусе, и тщательно уплотнять все соединения.
