Устройство вентиля и отличие его от задвижки

Регуляторы давления, расхода и уровня

Рисунок 7. Регулятор давления с присоединительными фланцами

Назначение регуляторов

Регуляторы (редукторы) давления, расхода и уровня предназначены для автоматического поддержания соответствующего параметра без использования вторичных источников энергии.

Конструкция регуляторов

Регулятор по конструкции представляет из себя клапан с пневмо- или гидроприводом мембранного, сильфонного или плунжерного типа, а так же специальную установочную пружину, предназначенную для подстройки регулятора на требуемое значение параметра. Конструкции регуляторов необычайно разнообразны.

Подразделяются регуляторы уровня на:

• регуляторы питания, в которых уровень поддерживается за счет периодического добавлением жидкости в сосуд, и
• регуляторы перелива, в которых происходит слив избытка жидкости.

Регулятор давления

Рассмотрим регулятор давления на примере редуктора газового баллона. Отверстие входного патрубка для подачи газа является седлом клапана, к которому прижимается тарелка клапана, закрепленная на одном конце углового рычага. Второй конец рычага соединен с подвижной мембраной, на которую с внешней стороны действует сила атмосферного давления и сила сжатия установочной пружины, а с другой стороны — сила давления газа в полости регулятора. Ось вращения рычага закреплена на днище корпуса регулятора. Если давление одна из горелок газовой плиты будет закрыта, то уменьшится расход газа, в результате чего давление газа в полости редуктора начнет повышаться. Это приведет к перемещению мембраны, которая потянет за собой конец рычага, соединенный с нею. Второй конец рычага с закрепленным на нем клапанам так же переместится и прикроет отверстие для прохода газа. В результате этого давление газа в полости редуктора будет практически на постоянном уровне, так как ход клапана крайне мал и усилие установочной пружины при перемещении мембраны изменится незначительно.

Регулятор будет обеспечивать пропуск требуемого расхода газа при постоянном значении давления перед горелками.

Регулятор расхода

Рисунок 7. Регулятор расхода прямого действия с соединительными фланцами.

Работает регулятор расхода аналогично регулятору уровня, поддерживая постоянный перепад давления на некотором дросселирующем устройстве, например, диафрагме или регулируемом сопле. Так как коэффициент местного сопротивления дросселирующего устройства не изменяется, постоянный перепад давления означает, что скорость потока через дроссель постоянна и, следовательно, постоянен расход. Некоторые регуляторы имеют дроссель, конструкция которого позволяет регулировать его сопротивление, подстраивая регулятор на требуемое значение расхода. Чаще, однако, сопротивление дросселирующего устройства оставляют постоянным, а изменяют сжатие установочной пружины, что позволяет регулировать перепад давления на дросселе и, следовательно, расход через регулятор.

В регуляторах важным принципом является разгрузка клапана от одностороннего давления рабочей среды, что позволяет значительно уменьшить усилия, требуемые на перемещение рабочего органа. Наиболее совершенным видом разгрузки является двухседельная конструкция клапана, когда усилия, действующие на две тарелки, противоположны по направлению и взаимно компенсируются. Однако в такой конструкции корпус сложнее изготовить корпус и тяжелее обеспечить полную герметичность закрытия двух клапанов одновременно. Несмотря на такие трудности, эта конструкция очень широко применяется в современных регуляторах.

Виды запорной арматуры

Существуют различные виды запорной арматуры:

1. Запорные краны присутствуют на всех трубопроводах. Соединяются с трубой фланцевым или муфтовым соединением. С учетом рабочей среды краны подразделяются на шаровые и пробковые.

Сальниковые муфтовые – краны-пробки с резиновым или пеньковым сальником внутри, отлитые из чугуна для использования в водных и нефтяных трубопроводах. Температура транспортируемого вещества не должна превышать 100 градусов. Кран можно устанавливать в любом положении.

Пробковые муфтовые – чугунные для газовых трубопроводов. Максимальный порог температуры – 50 градусов. Также неприхотливы к установке.

Фланцевые шаровые краны – производятся в стальном (диапазон температур 30-70 градусов) и чугунном, выдерживающем 100-градусную нагрузку, варианте.

2. Запорная заслонка выполнена в виде диска, вращающегося вокруг своей оси, расположенной перпендикулярно или под определенным углом по направлению движения вещества. В основном монтируются на трубопроводы большого диаметра с небольшим давлением рабочей среды. Устанавливаются гидроприводным или электроприводным способом, а также вручную врезаются в трубопровод при помощи сварки или фланцевым соединением. Корпус изготавливается из чугуна, а диск из стали. Подходят для использования в кислотных и щелочных средах и не требуют технического обслуживания.

3. Трубопроводные задвижки периодически перекрывают поток рабочей среды. При оснащении их электроприводом появляется возможность осуществлять управление дистанционно. Изготавливаются из чугуна, стали, нержавейки или сплавов цветных металлов. Выбор материала, из которого будет изготовлено устройство запорной арматуры, зависит от того, щелочная или кислая среда будет транспортироваться по трубопроводу.

4. Запорный вентиль предназначается для полного перекрытия потока. С его помощью невозможно осуществить регулирование рабочего давления. Вентиль должен быть всегда полностью открыт или закрыт. Золотник и шпиндель, составляющие систему, перекрывают поток параллельно его направлению для предотвращения гидроударов. Вентили для систем с высоким давлением приваривают к толстостенным трубам. Также возможно соединение фланцевыми патрубками и муфтами. Последнее распространено в трубопроводах для транспортировки воды, воздуха или пара температурой не выше 50 градусов с обязательным уплотнением чугуна кожаным, резиновым или паронитовым кольцом.

Детали, изготовленные из латуни, немного весят и работают при высоких показателях сжатия, обеспечивая 100% перекрытие.

Герметизация в таких системах может обеспечиваться:

• сильфоном;
• диафрагмой;
• сальником.

Типы запорной арматуры включают в себя также те специальные вентили, задвижки и заслонки которые эксплуатируются на трубопроводах, по которым движутся агрессивные вещества. Для таких изделий чаще всего используют устойчивую к кислоте и щелочи латунь.

Детали из сильфона применяют при необходимости обеспечения герметичности соединения, выдерживания высоких температур и предотвращения возможной утечки.

Антикоррозийные свойства также крайне важны для арматуры, используемой в агрессивных средах, поэтому зачастую допускается применение фланцевых, фарфоровых и диафрагмовых вентилей с резиновым покрытием.

Газовая запорная арматура

Газовая запорная арматура – неотъемлемая часть в газотранспортной системе, функция которой – включение или отключение газа, изменение направления его потока, управление давлением или количеством проходящего продукта.

К арматуре, которая будет использоваться в газопроводах, предъявляется требование к герметическому отключению существующих участков в газовых трубопроводах. Поэтому краны, задвижки, обратные клапаны и вентили должны пройти сертификацию и быть изготовлены из высококачественных материалов, ведь от их надежности зависит, не произойдет ли сбой в работе, который приведет к загрязнениям атмосферы или взрыву газа.

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.

Краны: основные характеристики

Кран отличается от вентиля и задвижки тем, что для пуска или остановки потока при помощи крана не требуется вращать шпиндель

Они не имеют штока, а затвор их выполнен в форме шара, конуса или цилиндра с отверстием для прохода потока и поворачивается перпендикулярно потоку. Если ось отверстия крана с осью трубопровода совпадает, то кран открыт, так как поток проходит через отверстие. Если же затвор повернуть на 90°, то кран будет закрыт. Кран отличается от вентиля и задвижки тем, что для пуска или остановки потока при помощи крана не требуется вращать шпиндель. Для этого достаточно лишь повернуть затвор на 90°. Этим кран отличается от задвижки и вентиля. У него нет маховика, поэтому он приводится в действие рукояткой. Кран находится в открытом состоянии, если рукоятка расположена вдоль трубопровода, а если перпендикулярно, тов закрытом.

У конусных крановзатвор выполненпо типу усеченного конуса. Он имеет отверстие для прохода потока в виде прямоугольника или круга. Конусную же поверхность имеет и корпус крана. Сделано это для того, чтобы пробка могла плотно примыкать к седлу.

Для герметичности затворимеет смазку, которая должна заполнять все микрозазоры между корпусом изатвором. При этом она уменьшает усилие, необходимое для поворота. Пробканаходится в прижатом состоянии к поверхности корпуса.

Существуют два способа прижатия затвора, и поэтому различают краны сальниковые и натяжные. В сальниковых кранах между верхним торцом пробки и крышкой крана и находится сальниковая набивка. Это упругий элемент, который прижимает задвижку к корпусу с постоянным усилием. Натяжные краны имеют стержень снизу пробки, который проходит через корпусное отверстие. Прижатие затворапроисходит за счет пружины. Такие краны надежнее, так как в них отсутствует сальниковая набивка, упругие свойства которой теряются со временем. Поэтому в таких важных отраслях, как газоснабжение, используют натяжные краны.

Конусные краны имеют невысокую стоимость, они не сложны в ревизии, у них простая конструкция и сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление. Это является их преимуществом

Но у таких кранов есть и недостатки. Требуется большое усилие, необходимое для поворота пробки. Со временем микрозазоры между затвором и поверхностью корпуса покрываются отложениями. В этом случае на поворот затвора требуется уже большое усилие, что может привести к поломке крана.

Для производства кранов требуется качественно обработанная поверхность затвора и корпуса, поэтому их изготавливают из бронзы и латуни. Кроме того, эти металлы в меньшей степени подвержены коррозии, а это продлевает срок его службы.

Практически ни одна трубопроводная система не обходится без важнейших элементов, предназначенных для перекрытия или контролирования рабочего потока внутри нее. В бытовых условиях для этих целей обычно используют клапаны. Вентили и задвижки — это более габаритные устройства, которые применяются на крупных инженерных магистралях. Между ними много общего, но, тем не менее, это разные элементы, которые отличаются друг от друга функционально и имеют разное конструктивное строение.

Устройство крана

Абсолютно любой кран в своем строении имеет 2 основных элемента:

• Неподвижную деталь, которую принято называть корпусом.
• Вращающуюся – пробку.

Типы кранов в зависимости от тела вращения:

Конусный.

Цилиндрический.

Шаровой.

Пробка конусного крана, судя из названия, имеет форму в виде усеченного конуса, на верху у него можно увидеть отверстие: круглое или прямоугольное. Такие краны обычно используют в отрасли газоснабжения. Они весьма популярны вследствие их низкой цены, маленького гидравлического сопротивления, простого внешнего вида.

Конусный кран

Главным недостатком данной модели является тот факт, что поворот пробки осуществляется с усилием.

Цилиндрическим краном принято регулировать систему отопления. Пробка такого крана неплотно прижимается к корпусу, вследствие чего она может перемещаться в вертикальном направлении и производить регулировку свободной высоты отверстия прямоугольной формы, находящегося в пробке.

Кран цилиндрический

Шаровой кран повсеместно используется в сантехнических системах и является очень популярным и востребованным краном. Затвором служит в данном случае шар (пробка сферической формы), по его оси имеется отверстие круглой формы, необходимое для прохода среды.

Шаровой кран

Кран шаровый и вентиль: отличие и особенности продукции!

Что лучше приобрести: кран или такое приспособление, как вентиль? Точно ответить на подобный вопрос в действительности нереально. Ведь в некоторых ситуациях необходимо применение именно шарового крана, а вот в других – специального вентиля. Дополнительно здесь рекомендуется отметить и факт того, что кран считается более удобным устройством в применении. В данной ситуации ручку можно повернуть на все 90 градусов. За счет этого осуществляется перекрытие поступающей воды. А вот запорный клапан, присутствующий в вентиле, нужно заворачивать, чтобы осуществить закрытие или открытие подачи воды.

Дополнительно на вентиле имеются и специальные клапаны с наличием прокладок. При износе их достаточно просто поменять на новый вариант. Также периодически рекомендуется заменять и сам сальник. А вот с шаровой разновидностью крана подобных проблем в действительности не существует. Здесь рекомендован только постоянный и тщательный уход за самой поверхностью. Она всегда должна находиться в максимально идеальном состоянии.

В целом, если в помещение подается действительно достаточно жесткая воды, тогда рекомендован монтаж вентиля. Ведь подобное изделие подлежит хоть и частичному, но все-таки ремонту. В ситуации, когда кран по определенным причинам повредится, тогда не обойтись без его полноценной замены.

При всем этом вентиль чаще всего можно приобрести по более низкой стоимости, если брать в сравнении со вторым видом продукции. Подобная не слишком высокая цена в первую очередь обусловлена именно тем, что устройство обладает простой конструкцией такого элемента, как запорный клапан.

В любой ситуации, запорная разновидность арматуры в современное время применяется для создания разнообразных канализационных и газопроводных систем. Она также часто встречается и в трубопроводах, обладающих общим предназначением. Устройство предназначается для перекрытия газового или водного потока. С этой целью возможна установка не только клапанов и задвижек, но и таких приспособлений, как краны и вентили. Все они обладают огромным количеством преимуществ, и некоторыми отрицательными характеристиками. Все зависит от ситуации.

Таким образом, отличие вентиля от крана первоначально заключается в том, что с применением крана невозможно осуществить регуляцию напора рабочего потока. А вот второе изделие допускает выполнение такого действия.

Добавить в закладки

Они используются на трубопроводах с большим, более 50 мм, диаметром, где необходимо медленное перекрытие потока для предотвращения гидравлического удара.

У вентиля затвор перемещается перпендикулярно, и в момент закрытия уплотнительные поверхности не испытывают трения, что существенно уменьшает возникновение задиров.

Из-за того что внутри корпуса вентиля направление потока дважды изменяется, а проходное сечение меньше, чем у задвижек, вентиль имеет повышенное гидравлическое сопротивление, что является его основным недостатком.

Вентиль не может эксплуатироваться в различных направлениях относительно движения потока. Его рабочим положением является то направление потока, когда он в закрытом состоянии со стороны седла давит на тарелку, а не со стороны штока. В этом положении давление потока при открывании вентиля даже помогает поднятию тарелки от седла. При неправильной установке вентиля давление потока в закрытом положении прижимает тарелку, и при открытии вентиля к перемещению штока придется приложить весьма значительное усилие, так как необходимо будет преодолеть давление потока. Это может привести к выходу его из строя, так как тарелку затвора может сорвать со штока, что потребует больших трудозатрат для ремонта.

Устройство и работа клапанного вентиля

Самым важным рабочим органом вентиля является седло с затвором, перемещаемым вручную шпинделем. Клапанный вентиль водопроводный, устройство которого приведено ниже, содержит резьбу в корпусе и на штоке, обладающую свойством торможения. В результате диск затвора плотно прижимается к седлу, перекрывая поток, когда вентиль закрыт. В открытом состоянии проходное сечение остается неизменным при движении потока воды.

Обычно в корпусе резьба не делается, поскольку она быстро изнашивается. Для этого к нему крепят ходовую гайку, внутрь которой вворачивается шпиндель. Тогда вместо изношенного узла можно установить другой, а корпус при этом сохранится. Все детали взаимозаменяемы на вентиль водопроводный (ГОСТ 12.2.063-81, ГОСТ 5761-74).

Вентиль открывается вращением ручки. При этом шпиндель поступательно перемещается, освобождая проход для жидкости. Если вращение производить в обратном направлении, вентиль закроется.

Соединение устройства с трубопроводом производится через входной и выходной патрубки. Между собой их можно различать наличием стрелки, указывающей направление потока.

Чем отличается от задвижки?

Вентили и задвижки – это 2 механизма, которые чаще других можно встретить на трубах промышленного назначения

Без них невозможно представить работу любой возможной системы снабжения и неважно, каких она размеров. Главная цель этого вида устройств крайне незамысловата – дать возможность контролировать движение и определенное состояние той жидкости, что транспортируется внутри трубопровода

Вентиль – это запорный механизм для регулировки. Это достаточно большой элемент, со слегка утолщенным корпусом и с габаритным кольцом регулировки, его вентилем как раз и называют. Он необходим для того, чтобы на 100% перекрыть или отрегулировать поток используемой жидкости внутри трубы.

Это главное отличие современного вентиля от обычной задвижки. Деталь вентиля, которая фиксируется, может монтироваться в нескольких положениях без всяких проблем.

Если подкрутить вентиль на ряд оборотов, то поток будет заблокирован лишь частично. Элемент запора искусственно сделает меньше диаметр прохода внутри, что ограничит количество транспортируемого носителя. Полное закрытие механизма будет блокировать целиком всю систему, примерно то же самое делает и задвижка. Но главное преимущество вентиля – с его помощью можно выбирать нужное положение для элемента запора внутри самого устройства.

Довольно часто в трубах промышленного назначения есть нужда не полностью перекрыть поток носителя, а лишь сделать его меньше до конкретного значения. Осуществить это можно, монтируя вентили в самых подходящих для этого местах.

Список явных отличий.

• Вентилем можно запросто отрегулировать силу потока в любой системе, задвижку же можно увидеть лишь в двух состояниях: она может быть открытой и закрытой.
• Задвижка быстро приходит в негодность. Вентиль больше служит благодаря отменным характеристикам.
• В вентилях поток носителя будет перекрываться особым клапаном, что прижат к седлу в горизонтальных плоскостях, параллельных идущему потоку газа или воды. Для этого осуществляется двойной изгиб потока носителя под углом в 90 градусов. Задвижка же будет блокироваться перпендикулярно потоку носителя.

О том, как отремонтировать и заменить винтовые вентили, смотрите в следующем видео.

Монтаж вентилей различных видов

Способ установки вентиля на трубу зависит от его вида.

Установка резьбового вентиля

Чтобы произвести монтаж вентиля с резьбовым соединением потребуются:

• сам вентиль;
• гаечный или разводной ключ;
• герметик для резьбы (ФУМ-лента, льняная нить или нить Тангит Унилок);
• плашка (метчик) и плашкодержатель для нарезания резьбы;
• болгарка.

Набор инструментов для нарезания внешней и внутренней резьбы

Монтаж запорного вентиля осуществляется по следующей схеме:

выбор места для установки вентиля. Устройство рекомендуется устанавливать в зоне доступности, чтобы в случае чрезвычайных обстоятельств не требовалось усилий для подхода к вентилю;

перекрывается подача воды в трубопровод. Если врезка осуществляется в водопроводную трубу, то можно самостоятельно перекрыть подачу воды на домовом стояке. При врезке крана в систему отопления рекомендуется обратиться в управляющую компанию для временного прекращения теплоснабжения и слития отопительной системы;

в выбранной зоне вырезается участок трубы, по размерам полностью совпадающий с длиной вентиля;

Подготовка трубопровода перед монтажом вентиля

При выполнении операции необходимо соблюдать технику безопасности. Рекомендуется защищать не только руки, но и глаза.

места среза защищаются и обрабатываются;

Зачистка труб перед нарезанием резьбы

на отрезах труб нарезается резьба, диаметр и шаг которой совпадают с аналогичными параметрами вентиля;

Нарезание резьбы на трубе

остатки стружки удаляются;

подготовленная резьба уплотняется выбранным герметизирующим материалом. Если для уплотнения используется льняная нить, то дополнительную прочность соединению может придать слой нанесенной поверх нити краски;

Герметизация резьбы перед установкой вентиля

вентиль накручивается на резьбу. Для затяжки устройства требуется сделать 4 – 5 полных оборотов. Излишняя затяжка может привести к поломке резьбы;

Установка вентиля на трубопровод производится в одном положении. Жидкость должна проходить только в направлении, указанном на устройстве.

проверяется работоспособность устройства и герметичность соединений.

Монтаж фланцевого вентиля

Чтобы установить на трубопровод фланцевый вентиль, потребуются:

• вентиль;
• ответные фланцы (могут продаваться совместно с вентилем или отдельно);
• уплотнительные прокладки;
• отвертка;
• сварочный аппарат;
• средства индивидуальной защиты для выполнения сварочных работ.

Установка своими руками производится следующим способом:

как и при установке резьбового вентиля, выбирается участок для монтажа устройства и делается обрезка труб;

к концам труб привариваются ответные фланцы;

Монтаж ответных фланцев

между фланцами устанавливаются прокладки;

вентиль фиксируется. Для этого фланцы на вентиле соединяются с фланцами на трубах и закрепляются крепежными болтами.

Крепление вентиля болтами

Фланцевые вентиля можно устанавливать не только на металлические трубы, но и пластиковые и металлопластиковые трубопроводы.

Установка приварного вентиля

Установка приварного вентиля на батарею или трубу производится при помощи сварочного аппарата по следующей схеме:

обрезка труб и подготовка к сварке;

установка вентиля;

фиксация устройства сварочным аппаратом;

зачистка сварочных швов.