Односедёльные и двухседёльные
Регулирующий клапан.
Регулирующий клапан — один из конструктивных видов регулирующей трубопроводной арматуры. Это наиболее часто применяющийся тип регулирующей арматуры как для непрерывного (аналогового), так и для дискретного регулирования расхода и давления. Выполнение этой задачи регулирующие клапаны осуществляют за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой, чаще всего при этом используются специальные приводы и управление с помощью промышленных микроконтроллеров по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Используются электрические, пневматические, гидравлические и электромагнитные приводы для регулирующих клапанов. В современной промышленности уже редко, но все же встречается, основной способ управления регуляторами в прошлом — ручное управление.
Также применяются запорно-регулирующие клапаны, с помощью этих устройств осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто».
Для присоединения регулирующих клапанов к трубопроводам применяются все известные способы (фланцевый, муфтовый, штуцерный, цапковый, приваркой), но приварка к трубопроводу используется только для клапанов, изготовленных из сталей.
Большинство из регулирующих клапанов весьма схожи по конструкции с запорными клапанами, но есть и свои специфические виды.
По направлению потока рабочей среды регулирующие клапаны делятся на:
- проходные — такие клапаны устанавливаются на прямых участках трубопровода, в них направление потока рабочей среды не изменяется;
- угловые — меняют направление потока на 90°;
- трехходовые (смесительные) — имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу (два входных и один выходной) для смешивания двух потоков сред с различными параметрами в один. В сантехнике такое устройство имеет название смеситель.
Основные различия регулирующих клапанов заключаются в конструкциях регулирующих органов.
Устройства и принцип действия.
На поясняющем рисунке справа изображен простейший проходной односедёльный регулирующий клапан в разрезе. Где:
- B — корпус арматуры;
- F — фланец для присоединения арматуры к трубопроводу.
- P — узел уплотнения, обеспечивающий герметичность арматуры по отношению к внешней среде;
- S — шток арматуры, передающий поступательное усилие от механизированного или ручного привода затвору, состоящему из плунжера и седла;
- T — плунжер, своим профилем определяет характеристику регулирования арматуры;
- V — седло арматуры, элемент, обеспечивающий посадку плунжера в крайнем закрытом положении.
Рис.1.Проходной односедёльный регулирующий клапан в разрезе.
Усилие от привода с помощью штока передается на затвор, состоящий из плунжера и седла. Плунжер перекрывает часть проходного сечения, что приводит к уменьшению расхода через клапан. Согласно закону Бернулли при этом увеличивается скорость потока среды, а статическое давление в трубе падает. При полном закрытии плунжер садится в седло, поток перекрывается, и, если затвор будет полностью герметичен, давление после клапана будет равно нулю.
Конструкции регулирующих органов.
Односедёльные и двухседёльные
В седёльных клапанах подвижным элементом служит плунжер, который может быть игольчатым, стержневым или тарельчатым. Плунжер перемещается вдоль оси потока среды через седло (или сёдла), изменяя проходное сечение. Наиболее часто встречаемые — двухседёльные клапаны, так как их затвор хорошо уравновешен, что позволяет их применять для непрерывного регулирования давления до 6,3 МПа в трубопроводах диаметром до 300 мм, при этом используя исполнительные механизмы меньшей мощности, чем односедёльные. Односедёльные клапаны применяются чаще всего для небольших диаметров прохода из-за своего неуравновешенного плунжера. Также преимущество двухседёльных клапанов состоит в том, что такой конструкцией гораздо легче обеспечить требуемую для запорно-регулирующей арматуры герметичность с помощью плунжера, имеющего специальный регулирующий профиль для контакта с одним седлом, а для посадки в другое седло — уплотнительную поверхность для более плотного контакта.
Клеточные
Затвор клеточных клапанов выполняется в виде полого цилиндра, который перемещается внутри клетки, являющейся направляющим устройством и, одновременно, седлом в корпусе. В клетке имеются радиальные отверстия (перфорация), позволяющие регулировать расход среды. Ранее такие клапаны назывались поршневыми перфорированными. Клеточные клапаны за счёт своей конструкции позволяют снизить шум, вибрацию и кавитацию при работе арматуры.
Мембранные
В клапанах этого типа используются встроенные или вынесенные мембранные пневмо- или гидроприводы. В случае встроенного привода расход рабочей среды напрямую изменяется за счёт перекрытия прохода в седле гибкой мембраной из резины, фторопласта или полиэтилена, на которую воздействует давление управляющей среды. Если привод вынесен, то перестановочное усилие передаётся через мембрану на опору штока клапана, а через него на регулирующий орган; когда давление управляющей среды сбрасывается, пружина возвращает мембрану в начальное положение. Чтобы усилия от среды и сила трения в направляющих и уплотнении не приводили к снижению точности работы клапана, в такой арматуре часто используются дополнительные устройства — позиционеры, контролирующие положение штока. Мембранные клапаны могут быть как одно-, так и двухседёльные. Основным достоинством таких клапанов является высокая герметичность подвижного соединения и коррозионная стойкость материалов, из которых изготавливаются мембраны, что позволяет обеспечить хорошую защиту внутренних поверхностей арматуры от воздействия рабочих сред, которые могут быть агрессивными.
Рис.2. Мембранный регулирующий клапан.
Золотниковые
В этих устройствах регулирование расхода среды происходит при повороте золотника на необходимый угол, в отличие от других клапанов с поступательным движением штока или мембраны. Такие клапаны применяются, как правило, в энергетике и имеют альтернативное название «регулирующий кран», так как по принципу действия принадлежат к кранам.
Крановый золотник по существу представляет собой коробчатый золотник 1, согнутый вокруг оси, перпендикулярной направлению его движения, и вставленный в цилиндрическую втулку 2 с двумя окнами 3 и 4. Качаясь вокруг неподвижной оси 5, золотник сообщает или разобщает окна с камерами 6 и 7.
Источник
Двухседельные регулирующие клапаны
Двухседельные регулирующие клапаны, несмотря на некоторое усложнение конструкции, имеют в полтора раза большую, чем односедельные, пропускную способность. Благодаря уравновешенной конструкции значительно снижается перестановочное усилие, а следовательно, уменьшаются мощность и габариты исполнительного механизма.
На рис.20 показан двухседельный регулирующий клапан Dу =500 мм (условное обозначение И 68051) на Ру =1,6 МПа для воды, водяного пара и конденсата с температурой до 200 о С. Клапаны устанавливаются в необслуживаемых помещениях на дренажных трубопроводах циркуляционной воды в установках с РБМК.
Корпус клапана имеет сферическую форму. Такая форма проточной части корпуса позволяет получить высокую пропускную способность в сочетании с минимальной массой. Основные детали корпуса выполняют из углеродистых сталей, а седла, плунжер, шток и направляющие — из коррозионно-стойких сталей. Уплотнительные поверхности седел и плунжера в целях снижения эрозионного износа наплавлены электродом ЦН-6 с твердостью НRC 27-33, для этих же целей регламентирован максимально допустимый перепад давления. Например у клапана Ду=250 перепад давления допустимый равен 14 кгс/см 2 .
Сварной плунжер для облегчения выполнен полым и при помощи отверстий разгружен от рабочего давления. Крышка с корпусом соединяется фланцами на медной прокладке, предусмотрена также возможность заварки «на ус» по периметру фланцев в целях дублирования уплотнения. Шток уплотняется сальниковой набивкой из шнура сквозного плетения марки АГ-1, сальник снабжен промежуточной полостью для отвода протечек в спецканализацию.
Для компенсации температурных деформаций узла плунжер-шток между приводной втулкой и крышкой установлен комплект тарельчатых пружин. Клапан управляется дистанционно из обслуживаемого помещения через шарнирную муфту при вертикальном расположении вала исполнительного механизма и через коническую передачу при горизонтальном расположении. К трубопроводу клапан присоединяется сваркой.
Пропускная характеристика клапана линейная, предусмотрено несколько исполнений двухседельных регулирующих клапанов по пропускной способности, в зависимости от пропускной способности, в зависимости от формы плунжера, например: клапан Ду-150 имеет 4 вида исполнения по пропускной способности КV=100; 160; 250, 400 метров кубических в час.
 |
1 – корпус; 2 – плунжер; 3 – седло; 4 – крышка; 5 – шток; 6 – сальник
Рисунок 20 – Двухседельный регулирующий клапан Dy=500мм с дистанционным управлением для пара и конденсата или ру=16 кгс/см 2 при tp≤200 0 C.
Недостатком двухседельных регулирующих клапанов является большая нерегулируемая протечка. Это связано с технологической трудностью подгонки для одновременного прилегания уплотнительных колец плунжера и обоих седел. Максимально допустимая протечка на двухседельных клапанах 0,5 % KV. Даже при достижении герметичности в условиях заводских испытаний, что само по себе достаточно трудоемко, герметичность быстро нарушается в результате неравномерного износа седел. Оказывает влияние и разность температурных удлинений корпуса и плунжера. В связи с этим в системах, где к регулирующей арматуре предъявляют повышенные требования по герметичности в затворе, применяют односедельные регулирующие клапаны.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Двухседельный регулирующий орган
Двухседельные регулирующие органы / клапанов имеют фланцевую проходную конструкцию. Во втулках 16 может перемещаться разгруженный плунжер 14 со штоком 13, который связан соединительной гайкой 12 с выходным звеном И исполнительного механизма. [1]
Двухседельные регулирующие органы / клапанов имеют фланцевую проходную конструкцию. [3]
Двухседельные регулирующие органы всегда проектируются таким образом, чтобы изменение их исполнения с нормально открытого в нормально закрытое осуществлялось лишь перемонтированием затвора и корпуса при сохранении всех деталей. [5]
Двухседельные регулирующие органы характеризуются относительно большими значениями допустимой негерметичности затвора, которая объясняется различными изменениями размеров корпуса и затвора под действием температуры, а также разным износом верхней и нижней запирающих поверхностей из-за различного воздействия на них потока среды. [6]
Затворы двухседельных регулирующих органов по конструктивным особенностям разделяются на тарельчатые, пробковые и поршневые. [7]
В двухседельных регулирующих органах ( рис. 88 а) корпус имеет два седла /, а затвор 2, проходящий через эти седла — два утолщения с дросселирующими и запирающими поверхностями. Перемещение затвора относительно седел изменяет площадь прохода среды. Основным преимуществом двухседельного регулирующего органа является возможность разгрузки затвора от одностороннего действия силы, создаваемой статическим давлением среды. В большинстве случаев на затворах двухседельных регулирующих органов кроме дросселирующих имеются запирающие поверхности, и поэтому с целью обеспечения возможности сборки и разборки регулирующего органа диаметр прохода верхнего седла делают большим, чем диаметр прохода нижнего седла, для того чтобы через него прошло нижнее утолщение затвора. Разные размеры проходов седел создают неуравновешенность сил гидростатического давления среды на затвор, но она невелика, так как мала разность диаметров верхнего и нижнего седел. Важным преимуществом двухседельных регулирующих органов так же, как односедельных и трехходовых, является возможность изготовления дросселирующих поверхностей различной конфигурации для получения нужной пропускной характеристики. [8]
В двухседельных регулирующих органах ( рис. 5.14) корпус имеет два седла, а затвор, проходящий через эти седла, имеет два утолщения с дросселирующими и запирающими поверхностями. Перемещение затвора относительно седел изменяет площадь прохода. [10]
Более универсальны односедельные и двухседельные регулирующие органы . [11]
Основным преимуществом двухседельного регулирующего органа является возможность разгрузки затвора от одностороннего действия силы, создаваемой статическим давлением среды. [12]
Важным преимуществом двухседельных регулирующих органов так же, как односедельных и трехходовых, является возможность изготовления дросселирующих поверхностей различной конфигурации для получения нужной конструктивной и соответственно пропускной характеристики. Необходимо отметить, что из-за сложной конфигурации проходов внутри двухседельного регулирующего органа не рекомендуется применять его при сверхкритических скоростях газов и паров, так как в таких случаях появляется значительный шум и вибрация. [13]
Допустимая негерметичность двухседельных регулирующих органов с жесткой запирающей парой в состоянии поставки составляет примерно ( 0 05 — i — 0 01) Куу и пропуск среды не допускается только при мягкой запирающей паре. [14]
Источник
