Отличие клапана от вентиля

Содержание

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

Кроме вышеуказанных достоинств клапаны обладают и другими, например:

• возможность применения в условиях высоких температур и давлений, вакуума, коррозионных и агрессивных сред;
• сравнительная простота технического обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации.

Конструкция клапанов во многом схожа с конструкцией задвижек, но принципиальное её отличие — то, что перемещение затвора совпадает с осью перемещения потока среды, а не перпендикулярно ему, даёт клапанам ряд преимуществ перед задвижками, среди которых:

• малый ход затвора для полного открытия (обычно не более 0,25 номинального диаметра, в то время как у задвижек — не менее диаметра) и, соответственно, малая строительная высота и масса;
• в клапанах гораздо проще, чем в задвижках, обеспечить требуемую герметичность затвора (путём применения уплотнительных колец из различных неметаллических материалов);
• при закрытии и открытии клапана в отличие от задвижки практически исключается трение уплотнения затвора о седло, что существенно уменьшает износ уплотнительных поверхностей;
• возможность применения сильфона в качестве уплотнения арматуры по отношению к внешней среде.

К недостаткам клапанов можно отнести:

• высокое (по сравнению с шаровыми кранами и задвижками) гидравлическое сопротивление, что при больших диаметрах прохода и высоких скоростях среды создаёт большие потери энергии и вызывает необходимость соответственно повышать начальное давление в системе;
• ограничение пределов применения по диаметру, о котором было сказано выше;
• наличие в большинстве конструкций застойных зон, в которых скапливаются механические примеси из рабочей среды, шлам, что приводит к интенсификации процессов коррозии в корпусе арматуры [4][5] .

Устройство и принцип действия [ править | править код ]

Корпус (4) (на поясняющем рисунке жёлтого цвета) имеет два патрубка с концами для присоединения к трубопроводу, оно может быть любым известным способом фланцевым, муфтовым, штуцерным, цапковым, приваркой. Внутри корпуса расположено седло, которое в положении «закрыто» перекрывается затвором (золотником (3)). Шпиндель (1) проходит через сальниковое уплотнение в крышке. В конструкции, изображённой на поясняющем рисунке, ходовая часть запорного органа вынесена за пределы зоны рабочей среды с помощью бугельного узла (2). Уплотнение может быть и сильфонным, в этом случае вынесение ходового узла не требуется.

Шпиндель (1) передаёт крутящий момент от ручного штурвала или механического привода через неподвижную ходовую гайку золотнику, преобразуя его в поступательное движение золотника, в крайнем нижнем положении золотник садится в седло и поток среды перекрывается. Усилие, передаваемое от привода, может быть и поступательным, в этом случае ходовая гайка отсутствует, а вместо шпинделя используется гладкий шток.

Различия в конструкциях [ править | править код ]

Конструкции уплотнения [ править | править код ]

По способу герметизации подвижного соединения шпиндель(шток)—крышка, клапаны делятся на сальниковые, сильфонные и мембранные (диафрагмовые).

Сальниковая арматура [ править | править код ]

В сальниковой арматуре герметичность соединения крышки с подвижной деталью затвора обеспечивается сальниковым устройством. Суть сальникового устройства в том, что на внешней стороне крышки или корпуса в том месте, где через них проходит шток или шпиндель, создаётся сальниковая камера, в которую укладывается уплотнительный материал — сальниковая набивка. При помощи специальных устройств набивка поджимается вдоль оси шпинделя (штока), упираясь в стенки сальниковой камеры и уплотняется. Таким образом создаётся герметичность и рабочая среда не проникает за пределы корпуса. В арматуре малых диаметров поджатие набивки производится накидной гайкой, больших — специальной деталью—сальником при помощи двух откидных или анкерных болтов с гайками.

Сальниковое уплотнение обладает многими достоинствами, которые делают его в большинстве случаях предпочтительным. Среди них:

• возможность изготовления сальниковой набивки из различных материалов, позволяющих обеспечить хорошее уплотнение в широком спектре рабочих давлений и температур;
• простота конструкции;
• возможность поднабивки сальника или смены набивки в процессе эксплуатации.

Сальники максимально упрощают конструкцию и уменьшают стоимость арматуры, однако для номинального давления от 2,5 МПа и номинального диаметра более 50 (эти границы весьма ориентировочные) ходовой узел выносится из зоны рабочей среды и располагается выше сальникового уплотнения, а ходовую гайку размещают в бугельном узле, расположенным над крышкой клапана, то есть конструкция существенно усложняется для ликвидации влияния рабочей среды на соединение шпиндель—гайку и повышения его долговечности и надёжности.

Сильфонная арматура [ править | править код ]

В сильфонной арматуре уплотнение подвижных элементов относительно внешней среды обеспечивается сильфонным узлом. Главным его элементом является сильфон — гофрированная трубка. Металлический сильфон при помощи сварки или пайки соединяется с верхними или нижними кольцами (или деталями другой формы), образуя так называемую сильфонную сборку. Сильфонная сборка своей верхней частью неподвижно и герметично соединяется с корпусными деталями арматуры, а нижней — со штоком или золотником клапана, перекрывая таким образом возможность выхода рабочей среды во внешнюю. Поступательное перемещение штока для управления золотником происходит внутри сильфона, который может изменять свою длину за счёт деформации гофров.

Сильфонные клапаны используются для работы в таких средах, утечка которых в окружающую среду недопустима. Преимущество таких клапанов перед сальниковыми — исключение утечки рабочей среды в атмосферу в пределах срока службы сильфонного узла. Но это преимущество достигается путём существенного усложнения конструкции и соответственно более высокой стоимости клапана. Кроме того, ремонт сильфона клапана при его усталостном разрушении представляет собой сложную операцию по замене сильфонной сборки, поэтому в таких случаях клапан необходимо менять на новый.

Мембранная арматура [ править | править код ]

Мембранные клапаны принципиально отличаются от клапанов другой конструкции.

В мембранной арматуре внешнее уплотнение обеспечивается при помощи мембраны, выполняющейся в виде упругого диска из эластичных материалов (резина, фторопласт). Профиль мембраны позволяет в центральной её части осуществлять возвратно-поступательное движение, достаточное для закрывания или открывания запорного или регулирующего органа арматуры. Мембрана устанавливается и зажимается по наружному диаметру между корпусом и крышкой, это обеспечивает герметичность соединения корпусных деталей и одновременно полностью отсекает внутреннюю полость арматуры от внешней среды [6] .

Особенность этих клапанов состоит в том, что диафрагма одновременно может выполнять функцию затвора, перекрывая под действием шпинделя проход рабочей среды через корпус.

Такая конструкция позволяет без применения нержавеющих сталей иметь чугунные клапаны, пригодные для различных агрессивных сред. Это достигается покрытием (футеровкой) внутренних поверхностей корпуса различными коррозионостойкими материалами (фторопласт, резина, полиэтилен, эмали).

Недостатками таких клапанов являются небольшой срок службы мембраны и ограниченные небольшими давлениями и температурами пределы их применения [4] .

Направление потока [ править | править код ]

По конструкции корпуса и расположению на трубопроводе, связанным с направлением потока рабочей среды, запорные клапаны различаются:

• проходные — в них направление потока среды на входе и выходе одинаковое, но иногда ось выходного патрубка смещена параллельно входному. В таком клапане поток среды в корпусе делает как минимум два поворота на 90°, что приводит к высокому гидросопротивлению и появлению застойных зон в корпусе;
• угловые — в них поток поворачивает на 90°, но один раз, что позволяет снизить гидросопротивление. Существенный недостаток таких клапанов заключается в том, что область их применения ограничивается поворотными участками трубопроводов;
• прямоточные — в них, как и в проходных, направление потока сохраняется, но ось шпинделя расположена не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода. Такая конструкция позволяет существенно спрямить поток и уменьшить гидросопротивление, однако при этом увеличивается ход затвора, строительная длина и масса изделия. [5]

Конструкция рабочего органа [ править | править код ]

Затворы в клапанах бывают тарельчатыми (золотниковыми) или коническими.

Уплотнительные поверхности тарельчатого затвора могут быть плоскими или конусными, в последнем случае седло в корпусе выполняется в виде фаски. Плоские уплотнения позволяют изготавливать их из различных металлов, сплавов и неметаллических материалов, они хорошо работают в жидких и газообразных средах, не содержащих взвешенных частиц. Конусные уплотнения, металл по металлу, используются для клапанов высоких давлений со взвешенными частицами в рабочей среде.

Конический затвор применяется в клапанах номинальным диаметром не более 25, для номинальных давлений от 16 МПа и выше. Такие клапаны называются игольчатыми [4] .

Группа: New
Сообщений: 11
Регистрация: 28.9.2015
Пользователь №: 278829

Добрый день, форумчане.
Я новичок на этом форуме, соответствующей темы через поиск не нашел, поэтому создаю новую.

Нужна помощь в толковании.
Я уже совсем запутался, так как на многих интернет-источниках противоречивая информация попадается.
Хочу разобраться, что можно считать краном, что вентилем, а что клапаном?
Давайте рассматривать на примере трехходовых клапанов/вентилей/кранов.

Как я понял:
кран — это вся арматура, в которой затвор вращается вокруг своей оси и регулировка положения затвора осуществляется вручную. Могут быть шаровые, секторные, дисковые. Или краны — это только с шаровым затвором, а секторные и дисковые это уже клапаны? А что с поршневым затвором?
вентиль — это вся арматура, в которой затвор открывается/закрывается благодаря резьбовой паре и затвор осуществляет возвратно-поступательное движение (вверх-вниз) или линейное движение. Есть ли трехходовые вентили?
клапан — не знаю как описать.

Если я не на правильном пути, растолкуйте, пожалуйста.

Каша в голове. Если на трехходовой кран поставить привод, то это уже клапан?

Что вот это . Производитель пишет клапан. Но ведь затвор вращается вокруг своей оси, получается — это кран! Тоже самое, вот такой вариант Honeywell. Пишут клапан. Но я не могу понять, почему это клапан, а не кран.

По вопросам видно, что я плаваю в понятиях. Помогите разобраться, может есть какая достойная классификация с понятным описанием.
Заранее, спасибо.

Сообщение отредактировал Ярик-Я — 29.9.2015, 0:40

Строительный портал о технологиях строительства, ремонте и эксплуатации

Затворы, задвижки, клапаны: различия и области применения

Для обеспечения эффективной работы трубопровода, который предназначен для подачи воды, газа или других веществ, устанавливаются задвижки, затворы или клапана. Данные элементы системы могут иметь самую различную конструкцию и предназначение, о чем далее поговорим подробнее.

Содержание

Различия

Рассматриваемые устройства выполняют практически идентичную задачу, но имеют несколько отличий. Примером назовем нижеприведенные моменты:

1. Затворы служат для перекрытия потока, но могут также использоваться для временной регулировки. Производители не рекомендуют использовать затворы в качестве регулирующего механизма.
2. Задвижки практически никогда не применяются для регулирования потока, что связано с конструктивными особенностями. Подобное устройство применяется исключительно для перекрытия потока.
3. Клапана в основном выполняют функцию регулировки. Но в продаже есть и устройства, которые и перекрывают поток.

Задвижка и затворы регулируются вручную или от блока удаленного управления. А вот многие клапана работают в автоматическом режиме, конструкция срабатывает при определенных ситуациях. Кроме этого клапана зачастую имеют более компактную конструкцию.

Что такое затвор

Затвор – специальный механизм, предназначенный для регулировки силы напора или полного его закрытия. Применяется подобное устройство при большом диаметре трубопровода. Наибольшее распространение получили дисковые затворы. Их особенность заключается в нижеприведенных моментах:

1. Элемент конструкции, которые препятствует движению потока выполнен в виде диска, диаметр которого соответствует диаметру поперечного сечения.
2. Открытие или закрытие запорного элемента проводится путем вращения вокруг оси. При этом элемент конструкции связан напрямую с рукояткой, но усилие может передаваться и через специальное устройство, которые упрощает поворот рукоятки при сильном давлении.
3. Особенности конструкции определяют то, что она не может использоваться при сильном давлении в системе.

Область применения конструкции весьма обширна. Простота конструкции определяет ее высокую надежность. Устанавливают затворы в следующих системах:

1. Водоснабжения.
2. Теплоснабжения.
3. Вентиляции и газоснабжения.
4. При создании специальной среды, к примеру, для транспортировки бензина или абразивной среды.
5. Система пожаротушения.

К достоинствам рассматриваемой конструкции отнесем нижеприведенные моменты:

1. Малые размеры, а также относительно невысокий показатель веса.
2. Простота ремонта, возможность быстрой замены основных элементов.
3. Простота конструкции, малое число элементов.
4. Возможность применения при большом диаметре трубы.

Однако есть и несколько существенных недостатков. Примером назовем то, что в положении открыто диск перекрывает часть прохода – это снижает пропускную способность конструкции. Небольшой крутящий момент определяет то, что нужно устанавливать специальную систему увеличения прилагаемой силы к рукоятке. Многие модели соответствуют классу герметичности «А». При проведении тестирования класс точности «А» дается в случае, когда при тесте не возникает течи. Тестирование должно проводится в соответствии с установленными стандартами.

Классификация рассматриваемых затворов

Есть довольно большое количество различных затворов. Различия заключаются в нижеприведенных моментах:

1. Затвором может служить плоский диск или в виде линзовых поверхностей.
2. Классификация проводится также по типу используемого материала при изготовлении. Чаще всего встречаются модели из чугуна или нержавеющей стали.
3. Внутреннее пространство некоторых конструкций может быть отделано резиновыми вкладышами.

Конструкция управления схожа с той, что применяется при создании шаровых кранов. Некоторые модели имеют редуктор или маховик, которые способны увеличить прилагаемую силу к рукоятке.

Кроме этого основная классификация заключается в диаметральном размере проходного отверстия.

Что такое задвижка

Задвижка – конструкция, которая способна перекрывать поток путем перемещения регулирующего элемента перпендикулярно трубопроводу. Данный тип регулирующего элемента пользуется высокой популярностью. Сложность конструкции заключается в преобразовании вращения в возвратно-поступательное движение. Большинство запорных элементов предназначено для систем с максимальным показателем давления 25 МПа, температура может достигать температуры 565 градусов Цельсия.

Область применения задвижек следующая:

1. Система подачи воды и газа.
2. Системы жилищно-коммунальных хозяйств.
3. Нефтепроводы.

Достоинств у конструкции довольно много:

1. Небольшая строительная длина.
2. Относительно простая конструкция.
3. Мало сопротивление, которое создается в открытом положении.
4. Возможность применения в самых различных системах.

Тот момент, что в открытом состоянии проходное отверстие запорного механизма не создает дополнительное сопротивление. Поэтому чаще всего задвижка устанавливается в системе, в которой поток движется с высокой скоростью.

Недостатки у задвижек тоже есть:

1. Значительное время, которое требуется на открытие и закрытие конструкции.
2. Большая строительная высота. Как правило, высота задвижки превышает более чем в два раза показатель диаметрального размера.
3. Наличие уплотнительных элементов, которые быстро изнашиваются. А вот с ремонтом возникают существенные проблемы.

Стоит учитывать, что область применения задвижек исключительно закрытие системы. Они не служат для регулирования расхода среды, так как большая скорость потока становится причиной деформации запорной пластины.

Классификация задвижек

Основной признак классификации заключается в типе запорного механизма. По данному критерию выделим следующие разновидности конструкции:

1. Клиновые задвижки.
2. Жесткий клин.
3. Двухдисковый клин.
4. Упругий клапан.
5. Параллельная задвижка.
6. Шиберная задвижка.
7. Задвижка шлангового типа.

Каждая разновидность имеет свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать.

Что такое клапан

Клапан, в отличии от предыдущих типов конструкции, предназначен в большей степени для регулирования силы потока, а не его перекрытия. Их конструкция может существенно отличаться. Наиболее распространенными типами клапанов можно назвать:

Обратный клапан очень часто встречается в системе подачи воды. Он нужен для того, чтобы сбрасывать лишнее давление в системе. Что касается регулировочного клапана, то они могут устанавливаться для установки требуемого скорости движения потока. Кроме этого встречаются и запорно-регулирующие устройства, которые могут не только контролировать скорость потока, но и перекрывать его.

Классификация клапанов по конструктивным особенностям

Клапана могут классифицироваться по достаточно большому количеству признаков. При этом можно выделить следующие разновидности клапанов:

1. Двухседельные и односедельные.
2. Клеточные.
3. Мембранные.
4. Золотниковые.

Следует выбирать вариант исполнения клапана, который наиболее подходит под определенные эксплуатационные качества конкретной системы.