Перекрытие потока среды в трубопроводах может осуществляться с помощью запорных и запорно-регулирующих клапанов. Чаще всего их монтируют в трубопроводных сетях с внутренним диаметром до 200 мм, предназначенных для транспортировки пара, воды, нефти и продуктов ее переработки, других сред. Другое название клапана — вентиль. Диапазон размеров такой запорной арматуры поражает воображение. В медицинском оборудовании можно обнаружить клапаны размером с булавочную головку, а в магистральных трубопроводах их диаметр может достигать нескольких метров.
Типичные области применения:
- тепловые электростанции (трубопроводы для транспортировки перегретого пара);
- продувочные линии котельных, где идет постоянная или периодическая продувка, необходимая для удаления шлама, накипи и других загрязнений;
- спускные трубопроводы котельной, с помощью которых опорожняют котлы;
- трубопроводы, которые используются для транспортировки разнообразных сред (жидких, газообразных, сыпучих материалов) в рамках технологических процессов на предприятиях.
Запорная арматура с подобным принципом работы появилась еще в Древнем Риме, и конструкция дошла до наших времен практически без изменения. Удивительно, но такие примитивные, как могло показаться вначале, устройства настолько практичны, что нашли свое применение в космической технике и способны работать в условиях вакуума, резких перепадов температуры и высокой радиации.
Принцип действия
В основе работы запорного клапана лежит перемещение затвора (золотника) в направлении оси трубопровода. Золотник, жестко связанный со штоком, опускается, плотно прижимаясь к седлу и перекрывая поток транспортируемой среды. В отличие от запорно-регулирующих клапанов, конструкция запорного не предусматривает промежуточных положений золотникового затвора, и он может находиться только в двух состояниях — открытом и закрытом.
Основные типы присоединения
- Муфтовое — используется для трубопроводов небольшого диаметра, обеспечивает простоту монтажа и демонтажа.
- Фланцевое — применяется, если у трубы большая площадь поперечного сечения. Гарантирует высокую надежность и герметичность соединения.
Преимущества запорных клапанов
Запорные клапаны, вопреки кажущейся простоте конструкции, обладают рядом неоспоримых преимуществ, которые обусловили интерес к ним со стороны многочисленных отраслей индустрии:
- широкий диапазон рабочих параметров — работают со средами с заметной агрессивностью, при высоком давлении (до 40 МПа) и температуре (до +565 °С), в условиях вакуума;
- отсутствие сложных компонентов, неприхотливость в эксплуатации, что значительно упрощает их обслуживание и ремонт;
- компактность — за счет конструктивных особенностей, подразумевающих направление движения затвора, запорные клапаны имеют более компактные размеры и меньший вес, если сравнивать их с задвижками;
- высокая герметичность — особая форма седла и использование высококачественных уплотнительных материалов гарантируют отсутствие рисков возникновения утечек;
- расширенный срок службы — это обусловлено отсутствием трения между поверхностями уплотнительных деталей и седла и снижением интенсивности износа.
Недостатки запорных клапанов
Как и у любого типа арматуры, у запорных клапанов есть свои слабые стороны, которые нужно учитывать при проектировании трубопроводных систем. Среди них можно выделить следующие:
- потери напора, возникающие в клапане, выше, чем у других типов запорной арматуры.;
- при нахождении вентиля в закрытом положении долгое время затвор иногда прикипает к седлу, что провоцируется воздействием высокой температуры или агрессивных сред;
- абсолютная герметичность не всегда достижима из-за возможной деформации уплотнительных элементов;
- арматура производится в основном для трубопроводов диаметром до 200 мм, а вентили особо малых или особо больших размеров выпускают под заказ;
- подобные устройства не предназначены для работы с двунаправленным потоком в трубопроводной сети.
Запорные клапаны широко применяются во всевозможных отраслях промышленности, так как на фоне их достоинств, включающих простоту, надежность, универсальность и невысокую стоимость, отдельные недостатки конструкции теряют свою значимость.
Дополнительные сведения
При выборе запорного клапана необходимо учитывать множество факторов: тип и параметры рабочей среды, диаметр и материал трубопровода, класс герметичности, способ управления и другие. Для изготовления корпуса и внутренних элементов запорных клапанов применяются разные материалы, в зависимости от условий эксплуатации: чугунные и стальные сплавы, нержавеющая сталь, цветные металлы и сплавы (латунь, бронза и прочие).
Для управления запорными клапанами, помимо ручного привода, могут использоваться электромагнитные, пневмо- или гидроприводы, что позволяет осуществлять дистанционное и автоматическое управление. Современные технологии внедряются и в производство запорной арматуры. Разрабатываются «умные» клапаны, оснащенные датчиками, которые могут самостоятельно диагностировать свое состояние, управлять потоками рабочей среды и предотвращать аварийные ситуации.
Друзья, если статья была Вам полезна, то подписываемся на канал и поднимаем вверх большой палец! Также будем рады вашим комментариям!