Отличие клапана от затвора

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».

Назначение и сферы применения

Применяются запорные клапаны во всех видах промышленности, строительства, сельского хозяйства, транспорта, горнодобывающем комплексе, в жилых и общественных зданиях – в системах водо- и газоснабжения.

Благодаря хорошей герметичности вентили можно использовать в газопроводных системах, пневматике, системах разводки сжатого воздуха, кислорода и во многих других ситуациях.

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.

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

Принцип действия

Принцип действия базируется на поступательном движении запорного органа, который перемещается шпинделем при вращении его в ходовой гайке. При полном перекрытии рабочего сечения золотник плотно примыкает к седлу корпуса. При открытом положении он поднимается и открывает рабочий проход в корпусе.

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.

Отличия

Клапаны отличаются по конструкции рабочего органа (затвора): бывают тарельчатыми (золотниковыми) или коническими. Уплотнительные поверхности золотника могут быть плоскими и конусными. Конусные уплотнения с металлической поверхностью применяются для работы при высоких давлениях и в среде со взвешенными частицами.

Преимущества и недостатки

• 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.

• 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.

Частые ошибки и проблемы при установке

Основная ошибка при установке – несоблюдение направления тока воды. На вентиле имеется стрелка, показывающая направление движения воды – оно должно совпадать с током воды.

Советы специалистов

При смене крана в старых и хлипких в водопроводных сетях (да и в новых также) желательно при выкручивании зажать и придерживать трубу вторым разводным или газовым ключом – иначе ржавую трубу можно просто сломать. При монтаже клапана в старую стальную систему желательно пройтись по резьбе плашкой – очистить резьбы от ржавчины.

Не используйте при монтаже паклю – выкручивать клапан при смене будет тяжелее, чем при использовании ленты ФУМ.

Заключение

Сменить клапан дома своими руками несложно, и мы надеемся, что наша статья пригодится Вам в качестве пособия по выполнению работ и как обзорный материал по видам клапаном и их конструкции.

Дорогой читатель! Не забывайте делиться информацией с нашего сайта с друзьями в социальных сетях, приглашайте их подписываться на нашу рассылку – и они, как и Вы, всегда будут иметь актуальную информацию о строительных материалах, методах ремонта советах специалистов, помогающих избежать досадных ошибок.

Задвижки и затворы — это запорные устройства, которые применяют в технологических линиях гражданского и промышленного назначения при транспортировке газообразной и жидкой рабочей среды. Оба изделия предотвращают движение продукта по трубопроводу, но отдельные конструктивные элементы отличают их функционал друг от друга.

Конструкция задвижки

Задвижка, как и затвор, — это запорный механизм, но в отличие от последнего она выполняет функцию плавной регулировки интенсивности потока рабочей среды. Для этого затвор — деталь, выполняющую барьерную функцию, опускают с помощью шпинделя на нужную высоту перпендикулярно оси трубопровода.

Конструкция арматуры включает в себя следующие элементы:

• металлический корпус с двумя концами, которые крепят фланцевым, сварным или муфтовым способом к трубам одинакового диаметра;
• два седла, между которыми находится затвор;
• узел управления, обычно это шпиндель с резьбовой гайкой.

Пример схемы задвижки

Изделия отличаются высокой герметичностью, поэтому их используют в линиях с небольших диаметром труб: водо- и нефтепроводах. К недостаткам относят большую строительную высоту монтажа, вследствие чего усложняется ремонт и обслуживание.

Конструкция затвора

Главная функция затвора — ограничение движения продукта в магистрали. Большинство моделей ограничено указанным функционалом, но в ряде случаев они могут регулировать интенсивность потока путем выставления клапана в промежуточном положении.

Изделие состоит из следующих частей:

• металлический корпус в форме цилиндра;
• дисковый клапан, который выполняет блокирующую функцию;
• уплотнитель, часто выражен в виде резинового кольца;
• рычаг, которым поворачивают клапан вокруг своей оси.

Пример схемы затвора

Затворы не обеспечивают высокую герметичность, поэтому их чаще применяют в системах с трубами большого диаметра или низким давлением. К ним относят газо- и воздухопроводы, а также системы вентиляции.

Благодаря компактным размерам и небольшой массе затвор легко монтировать, заменять уплотняющий материал или ремонтировать. К недостаткам относят низкий крутящий момент отдельных моделей и сложность в очистке трубопровода.

Разница в применении

Изделия отличаются механизмом действия: если в затворе дисковый клапан вращается вокруг своей оси, то в задвижке движение происходит слева/направо или снизу/вверх. Это помогает плавно выставить положение барьера в процентном соотношении и снизить нагрузку на сеть.

К другим различиям относятся:

• уровень герметичности и предельное рабочее давление сети;
• скорость перевода в разные положения;
• легкость установки и технического обслуживания;
• сферы и области применения.

Они действительно похожи, как по внешнему виду, так и по назначению. Для пущей сложности в быту их не совсем верно называют запорными кранами. Путаницу дополняют полуоборотные краны, шаровые и дисковые (т. н. задвижка Баттерфляй). К тому же вентиля инженерами уже давно таковыми не называются. С 1982 года принято называть их запорными клапанами. Вентиль остался его обиходным названием. Вот в такой путанице терминов нам и предстоит разобраться. И кроме основного вопроса, постараемся ответить на схожие:

• чем отличается кран от задвижки;
• чем отличается кран шаровый от задвижки.

Вентили с задвижками — разновидности трубной арматуры. Применяются для полного перекрывания, открывания, а в некоторых случаях и регулирования потока среды в трубе. Хотя для специалистов это два различных механизма, существенно отличающихся по устройству, свойствам и сфере применения.

Содержание

Задвижка

Задвижки — это трубная арматура, в которой запирающая деталь движется под прямым углом к направлению движения среды в трубопроводе. Используются преимущественно для полного перекрывания и открывания потока, редко — для его регулирования. Сферой их применения являются трубопроводы различного хозяйственного назначения, диаметром от 15 мм до 2 м, с рабочим давлением в системе p ≤ 25 атм и T ≤ 560 °C.

Размер задвижки обычно соответствует сечению трубопровода. В ее корпусе имеется два внутренних седла, внутрь корпуса через крышку помещен затвор, присоединенный к шпинделю. Шпиндель в свою очередь соединен с ходовой гайкой. При вращении одного из них (вручную за штурвальное колесо, либо с помощью электропривода) производится перемещение затвора для перекрывания/открывания потока.

Достоинства и недостатки

Основным отличием задвижки является ее низкое гидравлическое сопротивление, что особенно ценно применительно к магистральным трубопроводам, где важны низкие энергетические потери при прокачивании жидкостей и газов на значительные расстояния.

К минусам данного устройства относят:

• значительную строительную высоту (за счет выдвижного шпинделя);
• большое требуемое время на закрывание и открывание;
• изнашиваемость уплотнительных элементов в процессе эксплуатации;
• опасность заклинивания при загрязнении, низких рабочих температурах.

По типу затвора, задвижки бывают

1. Клиновые (седла располагаются под углом одно к другому, затвор — клиновидный):

• задвижка клиновая с жестким клином (ее вариант — задвижка с обрезиненным клином);
• двухдисковые (клинкетная задвижка);
• с упругим клином.

2. Параллельные (седла — параллельно расположенные, запирающие диски затвора — тоже).

3. Шиберные задвижки (тип с единственным запирающим диском, в т.ч. задвижка шиберная с электроприводом).

4. Шланговая — запирание потока производится путем передавливания затвором гибкого резинового шланга.

По способу изготовления и материалу бывают

• литые (задвижка чугунная, из алюминиевого, стального литья);
• стальные штамповано-сварные.

Вентиль

Отличие вентиля от задвижки в том, что у него запорный элемент (тарельчатый (золотниковый), игольчатый) движется параллельно относительно потока вещества в трубе. Вентиль запорный (правильно — клапан) также используется преимущественно для перекрывания движения среды в трубе, но может применяться и для регулирования гидравлического сопротивления в трубопроводе (интенсивности потока).

Вентили запорные обеспечивают лучшую герметизацию при перекрытии потока, потому применяются в гораздо более тяжелых условиях (давление в системе от полного вакуума до 250 атм, температурный режим от –200 до +600 °С). Но за это приходится расплачиваться размером — клапаны применяются только на трубах с относительно небольшим сечением (Ду 15–150). На трубах большего диаметра сила давления потока вещества на параллельно движущийся золотник значительно утяжеляет управление им.

Конструкция вентильного клапана существенно отличается — состоит из корпуса с внутренним седлом, которое перекрывается золотниковым затвором. Золотник приводится в движение поворотным шпинделем, двигающимся по ходовой гайке бугельного узла. Вращение шпинделю придается ручным штурвальным колесом или приводным электродвигателем.

По характеру подсоединения патрубков к трубопроводной сети бывают: вентиль фланцевый, муфтовый, штуцерный. По способу и материалу изготовления обычно бывают литыми (вентиль чугунный фланцевый, из алюминиевых, латунных сплавов) или стальными штамповано-сварными.

Несколько отличается по конструкции прямоточный, он же балансировочный вентиль. В его корпусе поток для минимизации гидравлического сопротивления максимально спрямлен. Его запирание производится золотником на наклоненном относительно оси трубопровода шпинделе. Он в наибольшей степени подходит для регулирования гидросопротивления (интенсивности тока).

Поток жидкости или газа в корпусе проходного запорного вентиля, как правило, совершает два оборота на 90 град., что обуславливает его сравнительно высокое гидравлическое сопротивление. Оно ограничивает его применение на трубопроводных магистралях в пользу более коротких распределительных трубопроводных сетей, трубопроводных систем машин и агрегатов.

Вентили имеют следующие плюсы

• короткий ход шпинделя при полном закрывании затвора;
• лучшие условия обеспечения герметичности перекрытия потока;
• минимальный износ трением уплотнений.

К существенным недостаткам относятся:

• большое гидросопротивление, что значительно повышает энергозатраты на прокачку среды, и требуемое давление в трубопроводе;
• ограниченный проходной диаметр, что не позволяет их применение на трубопроводах большого сечения (больше 15 см);
• наличие застойных зон, в которых скапливаются загрязнения.

По хозяйственному значению, различаются:

• вентиль водопроводный (вентиль для воды);
• газовый вентиль распределительной сети;
• вентиль на газовый баллон, и др.

Что лучше, задвижка или вентиль?

При всей их внешней схожести, разница между вентилем и задвижкой (в их инженерном понимании) заключается именно в способе запирания потока относительно его направления (параллельно и перпендикулярно, соответственно). Из этого вытекает различие свойств этих типов запорной арматуры, и отличие сфер их применения. Таким образом, постановка вопроса «что лучше?» является как минимум некорректной. Для каждого из этих типов в трубопроводном хозяйстве предусмотрено его особое место, где наиболее полным образом раскрываются его характеристики.

Осталось указать, что в обиходе существует значительная путаница в терминах, когда запоры вентильного типа несправедливо называют кранами. А полуоборотные краны, имеющие запирающие пробки в виде проворачивающихся тел вращения (шары, конусы, цилиндры) со сквозным отверстием в их теле, могут называть вентилями. Например, вентиль шаровый — это на самом деле шаровый кран, а терморегулирующий вентиль — клапан с термочувствительным элементом.