что такое регулирующие клапаны
Регулирующий клапан
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:
Содержание
Устройство и принцип действия.
На поясняющем рисунке справа изображен простейший проходной односедёльный регулирующий клапан в разрезе. Где:
Конструкции регулирующих органов
Односедёльные и двухседёльные
Клеточные
Мембранные
Золотниковые
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Регулирующий клапан» в других словарях:
регулирующий клапан — Регулирующая арматура, конструктивно выполненная в виде клапана с исполнительным механизмом или ручным управлением. [ГОСТ Р 52720 2007] Классификация (по ГОСТ 12893 2005) числу седел односедельные двухседельные; типу плунжера пробочные сегментные … Справочник технического переводчика
РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН — 3.21. РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Клапан, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода и управляемый от внешнего источника энергии ² Источник: РМ 4 239 91: Системы автоматизации. Словарь справочник по… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН — устройство для регулирования давления, уровня, расхода и др. параметров. Устанавливается на магистральных и технологич. трубопроводах, резервуарах, аппаратах и т. п. Состоит из регулирующего органа и исполнит. механизма. Различают Р. к. низкого,… … Большой энциклопедический политехнический словарь
регулирующий клапан — reguliavimo vožtuvas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control valve vok. Abstimmventil, n; Reglerventil, n; Regulierventil, n rus. клапан управления, m; регулировочный клапан, m; регулирующий клапан, m pranc. soupape de réglage, f … Automatikos terminų žodynas
регулирующий клапан — reguliavimo vožtuvas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Vožtuvas slėgiui, lygiui, debitui ir kitiems parametrams reguliuoti. Magistralinių ir technologinių vamzdynų, rezervuarų, aparatų ir pan. vožtuvas. atitikmenys: angl. regulating valve;… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Регулирующий клапан — устройство для регулирования температуры, давления, расхода и др. параметров. Входит в автоматические системы управления или регулирования и воздействует на течение технологических или теплоэнергетических процессов в соответствии с… … Большая советская энциклопедия
регулирующий клапан паровой стационарной турбины — регулирующий клапан Клапан для регулирования расхода пара через проточную часть цилиндра паровой стационарной турбины. [ГОСТ 23269 78] Тематики газовые и паровые турбины и двигатели Обобщающие термины элементы и составные части Синонимы… … Справочник технического переводчика
Регулирующий клапан нормально закрытый НЗ — Регулирующий клапан, в котором при отсутствии энергии внешнего источника затвор закрыт Источник: ГОСТ 12893 83: Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Регулирующий клапан нормально открытый НО — Регулирующий клапан, в котором при отсутствии энергии внешнего источника затвор открыт Источник: ГОСТ 12893 83: Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Регулирующий клапан (клапан) — терморегулятор без устройства автоматического регулирования температуры (может иметь рукоятку или защитный колпачок для изменения вручную количества протекающего через него теплоносителя). Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Регулирующие клапаны — типы и сфера применения
Регулирующие клапаны широко применяются в бытовых, технических и промышленных трубопроводах, транспортирующих нефть и газ.
Классификация и область применения регулирующих клапанов
Регулирующие клапаны используются в трубопроводных системах, в которых необходимо точное распределение потоков переносимой среды. Они позволяют изменять пропускную способность трубы, тем самым регулируя уровень давления.
По форме корпуса различают регулирующие клапаны:
В качестве материала изготовления корпусных деталей применяется чугун, нержавеющая, легированная и конструкционная сталь. Возможно изготовление из латуни и других сплавов. Материал подбирается исходя из условий использования (окружающей среды, давления и т. п.) и типа рабочей среды.
Регулирующие клапаны устанавливаются на трубопроводы, переносящие горячую и холодную воду, нефть и нефтепродукты, газ, пар и жидкости с разным химическим составом. Они используются в разных областях промышленности — газовой, нефтеперерабатывающей, при производстве химических веществ, в инженерных коммуникациях.
По методу фиксации на трубопроводе различают клапаны: приварные, муфтовые, штуцерные или фланцевые. В быту чаще всего используют муфтовую арматуру, отличающуюся простотой монтажа с помощью резьбового соединения. Промышленные трубопроводы оснащаются фланцевыми и приварными регулирующими клапанами.
По способу управления клапаны делятся на ручные и автоматические. Первые устанавливаются на трубах маленького условного прохода, на технических и бытовых трубопроводах. Для промышленных целей используют автоматические регулирующие клапаны, оснащенные электро-, гидро- или пневмоприводом. Они комплектуются специальными контрольными датчиками, оценивающими уровень давления среды и регулирующими положение затвора, согласно заданному алгоритму.
Преимущества регулирующих клапанов:
Особенности конструкции и принцип работы
Принцип работы регулирующего клапана довольно простой. Шток передает усилие от приводного механизма на затвор, который меняет сечение пропускного отверстия при опускании. Объем проходящей через клапан рабочей среды уменьшается, из-за чего уровень давления в трубопроводе падает, а скорость перемещения жидкость/газа возрастает. При полном перекрытии трубы давление становится нулевым.
Обычный регулирующий клапан включает следующие элементы:
При выборе клапана опираются на такие характеристики, как: диаметр пропускного отверстия, давление (пробное и рабочее), материал корпуса, способ управления, тип приводного механизма, метод монтажа и тип рабочей среды.
Виды запорных клапанов в зависимости от конструкции затвора
По конструкции запорного механизма регулирующие клапаны делятся на седельные, клеточные, мембранные и золотниковые.
Седельные клапаны
У седельных моделей в качестве рабочего элемента выступает плунжер (тарельчатый, игольчатый, стержневой) и седло, расположенное между проходным отверстием и внутренней частью клапана.
По конструкции различают одно- и двухседельные клапана. У односедельной арматуры имеется лишь одно пропускное отверстие, поэтому их устанавливают на трубопроводы малого условного прохода (до Ду150 мм). Двухседельные модели отличаются более точной регулировкой давления и применяются в трубопроводных системах с Ду до 300 мм и давлением среды до 6,5 МПа.
Клеточные
Клапаны клеточного типа обладают затвором в форме полого перфорированного цилиндра. Радиальная перфорация узла позволяет регулировать давление в трубопроводе. Затвор перемещается внутри клетки (седла с отверстиями), меняя ее пропускную способность.
Золотниковые
Золотниковые клапаны позволяют регулировать уровень давления транспортируемой среды с помощью поворота золотника на конкретный угол. Механизм работы этой арматуры напоминает крановую. Она отличается простотой управления — для поворота затвора не нужно прикладывать значительные усилия, т. к. рабочая среда не оказывает сопротивления на перемещение затвора.
Наибольшее распространение золотниковые краны нашли в энергетической промышленности. Но эта арматура не может обеспечить полноценную герметичность при закрытии затвора, из-за чего ее нельзя применять в магистральных трубопроводных системах с высоким давлением.
Мембранные
Мембранные клапаны имеют в своей конструкции специальный элемент — эластичную мембрану (из резины или фторопласта), регулирующую давление среды. Для устранения погрешностей показателей арматура оснащается позиционерами, контролирующими расположение штока.
Мембранные клапаны оснащены пневматическим или гидравлическим приводом, который может быть встроенным или выносным.
Пример маркировки регулирующих клапанов
Регулирующие клапаны маркируются в соответствии с ГОСТ 12893 и ГОСТ Р 52720, в которых указаны таблицы фигур и данные различных типов арматуры, нюансы их конструкции.
Расшифровка обозначения клапана 25лс947нж:
Диапазон регулирования клапанов
Клапан регулирующий — фрагмент трубопроводной запорно-регулирующей арматуры, который служит для контроля за расходом и давлением газа или жидкости в трубопроводе. Он активно применяется в быту и других сферах. Существует несколько видов устройств, которые отличаются конструктивными элементами, типом фиксации, разновидностью запора.
Сферы использования и конструктивные особенности
Используются регулировочные клапаны в бытовых или промышленных системах газового и водоснабжения. Устанавливаются они и на магистральных транспортных трубопроводах, по которым проходит нефть и газ. Регулировка потока осуществляется путем изменения диаметра проходного отверстия. При этом пропускная способность системы увеличивается или уменьшается.
Самым простым является проходной клапан. В его составе присутствуют такие детали:
Стоимость изделия зависит от материала изготовления, типа, размеров и технических характеристик. Цена колеблется в пределах 1000−99000 руб.
Основные характеристики регулирующих клапанов
Определяющими факторами при выборе запорно-регулирующих клапанов являются показатели транспортируемой среды. Кроме того, нужно учитывать конструктивные особенности трубопровода и условия эксплуатации арматуры.
К основным характеристикам регулирующих клапанов относятся:
Важным параметром также является пропускная способность (Kv), которая рассчитывается согласно методике РТМ 108.711.02-79.
На основе полученных данных из предлагаемого ряда подбирается клапан КЗР или КР. При этом пропускная способность арматуры не должна превышать расчетные показатели больше, чем на 10-30%. Иначе в зоне закрытия регулирующие клапаны будут работать с повышенной частотой включений, которая приводит к увеличению отказов, быстрому износу деталей и узлов. Тип пропускной характеристики арматуры определяется профилем плунжера: она может быть линейной или равнопроцентной.
Характеристики регулирующих клапанов производитель указывает в паспорте и на корпусе арматуры. Маркировка выполняется в соответствии с ГОСТ 4666-2015 и располагается:
Схема подачи рабочей среды необходима для правильной установки трубопроводной арматуры и указана на табличке или выполнена с помощью литья на лицевой стороне корпуса. Наружные поверхности клапанов седельных запорно-регулирующих и регулирующих окрашены эмалью НЦ-132, которая образует прочный слой и защищает металл от коррозии. Цвет покрытия соответствует ГОСТ 4666-2015 или подбирается по согласованию с заказчиком.
Принцип действия и достоинства
Шток передает усилие, исходящее от привода, на плунжер. Он опускается и меняет сечение пропускного отверстия. Вследствие этого объем проходящей жидкости или газа внутри трубы увеличивается или уменьшается. Скорость движения рабочей среды, а также давление внутри системы меняется.
Ручной запорно-регулирующий клапан может полностью перекрыть пропускное отверстие. В этом случае показатель давления снижается до нуля. Но это возможно лишь в том случае, если контактирующие узлы полностью герметичны.
Регулирующий вентиль применяется на всех без исключения трубопроводах. Он обладает такими преимуществами:
Клапан имеет повышенную герметичность.
Диапазон регулирования клапанов
Выполняя свою функцию управления потоком вещества или энергии, регулирующий клапан должен обеспечить изменение расхода в заданном диапазоне. Определим параметр расходной характеристики, называемый диапазоном регулирования. Этот параметр определяется отношением максимального расхода через регулирующий клапан к минимальному регулируемому расходу и обозначается символом εр (эпсилон-эр). Понятие «минимальный регулируемый расход» теоретически не определено, однако на практике принято считать минимальным регулируемым расходом расход при ходе затвора клапана, равном 5% от максимального (условного) хода. В соответствии с этим определением для линейной расходной характеристики диапазон регулирования равен 20.
Однако на практике расходная характеристика не бывает линейной. Ее форма определяется двумя факторами:
— формой пропускной характеристики – зависимости пропускной характеристики Кvy от положения (хода) затвора;
— параметром трубопроводной системы, определяемым отношением перепада давления в линии и на регулирующем органе при полностью открытом клапане (обозначим этот параметр символом n ).
Параметр n является характеристикой трубопроводной системы: сколько в нее входит гидравлических сопротивлений (технологические аппараты, прямые участки трубопроводов, местные сопротивления, запорная арматура), кроме регулирующего клапана. Если n = 0, то это значит, что единственны сопротивлением в трубопроводной системе является регулирующий клапан (ситуация довольно редкая, но возможная). Общепринятая практика устанавливает, перепад давления на регулирующем клапане при полном его открытии не должен быть менее 10% от общего перепада давления в системе (это – предел!). Этот предел соответствует n = 9.
Говоря о форме пропускной характеристики, мы имеем в виду ее параметр, называемый минимальной пропускной способностью. Речь идет о пропускной способности, с которой начинается процесс регулирования. И здесь мы опять-таки используем «правило 5%»: минимальная пропускная способность – это пропускная способность при ходе, равном 5% от максимального (условного) хода. Отношение условной пропускной способности Кvy к минимальной пропускной способности называется диапазоном изменения пропускной способности; обозначим этот параметр символом ε (эпсилон). Таким образом, диапазон изменения пропускной способности зависит от формы пропускной характеристики. Для линейной пропускной характеристики ε=20; для равнопроцентной пропускной характеристики принято считать ε=50. Можно применить специальную дроссельную пару с более высоким значением диапазона изменения пропускной способности. Насколько можно увеличить значение этого параметра, зависит от многих факторов (диаметр седла, условный ход), но в общем случае получить значение ε=100 представляется возможным.
Для конкретной трубопроводной системы диапазон регулирования εр зависит от диапазона изменения пропускной способности ε и от отношения перепадов n:
εр = f(ε,n)
Для жидкости, например, это соотношение имеет вид:
Из этого довольно несложного соотношения можно сделать важные выводы:
— Диапазон регулирования εр всегда меньше, чем диапазон изменения пропускной способности ε.
— Диапазон регулирования εр для клапана с равнопроцентной пропускной характеристикой примерно в 2,5 раз больше, чем для клапана с линейной характеристикой.
— Представляется возможным, по крайней мере удвоить диапазон регулирования (по сравнению с равнопроцентной характеристикой), применив регулирующий клапан со специальной пропускной характеристикой.
И, наконец о применении двухседельного клапана в ситуации, когда требуется высокое значение диапазона регулирования. В силу особенности конструкции диапазон изменения пропускной способности для двухседельного клапана не превышает 25 вне зависимости от формы пропускной характеристики. Поэтому при помощи двухседельного регулирующего клапана высокое значение диапазона регулирования достигнуто быть не может.
Классификация устройств
Классифицировать регуляторы можно по нескольким параметрам:
Какой тип клапана будет использован, зависит от сферы его применения, необходимых конструктивных особенностей.
Виды и назначение регулирующих клапанов
Регулирующие клапаны производства САЗ «Авангард» отличаются надежной конструкцией и продолжительным сроком службы, составляющим не менее 10 лет. В зависимости от модели они способны выдержать давление 1,6; 2,5; 4,0 и 6,3 МПа и укомплектованы электрическим или мембранным исполнительным механизмом.
Номенклатура выпускаемой продукции включает следующие виды клапанов:
Трехходовой клапан с электрическим исполнительным механизмом (ЭИМ)
Односедельные и двухходовые модели устанавливаются на прямых участках трубопровода и обеспечивают регулировку параметров рабочей среды, не меняя ее направление.
Односедельный регулирующий клапан с мембранным исполнительным механизмом
Клапаны запорно-регулирующие угловые имеют входной и выходной патрубки, оси которых расположены в перпендикулярных друг другу плоскостях. Они востребованы на участках, где направление течение потока рабочей среды меняется на 90°.
Клапан запорно-регулирующий угловой (КЗРУ) с электрическим исполнительным механизмом
Для изменения расхода рабочей среды, а также для смешивания или разделения потоков предназначены трехходовые регулирующие клапаны. В отличие от односедельных и двухходовых моделей они имеют три патрубка, которые также присоединятся к трубопроводу с помощью фланцев.
В зависимости от назначения трехходовые регулирующие клапаны бывают:
Трехходовой разделительный клапан с закрепленной на корпусе табличкой, где показано разделение потоков
Представленные на рисунке схемы наглядно отражают принцип действия смесительных и разделительных трехходовых клапанов.
Схемы распределения потоков рабочей среды в смесительных и разделительных клапанах
Типы затворов
Задвижка — основной фрагмент изделия, при помощи которого и меняется сечение проходного отверстия. Существуют такие типы затворов: седельный, золотниковый, клеточный, мембранный.
Седельный и клеточный
В конструкции такого приспособления находится седло и плунжер. Последний элемент представляет собой поршень цилиндрической формы, длина которого значительно превышает диаметр. Седло — компонент затвора, который локализуется между проходным отверстием и внутренними узлами изделия.
Как только поршень начинает двигаться через седло, изменяется диаметр проходного отверстия. Существуют одно- и двухседельные клапаны. Первый тип арматуры применяется в трубопроводах малого диаметра.
Клеточное изделие имеет седло, в котором присутствуют радиальные отверстия. С их помощью регулируется расход рабочей среды. Внутри клетки находится цилиндр, который передвигается. Он меняет пропускную способность отверстия. Достоинством изделия является то, что оно позволяет снизить кавитацию, вибрацию и шум.
Мембранный и золотниковый
В мембранном клапане тоже есть седло, но для перекрытия отверстия тут используется гибкая мембрана. Она выполняет несколько функций. Первая из них — контроль и регулировка давления жидкости (газообразного вещества). Вторая функция — защита внутренних узлов запорной арматуры от воздействия агрессивных химических компонентов.
Преимуществом приспособления является высокая надежность и герметичность элементов, которые двигаются. Также мембрана производится из материалов, которые устойчивы к коррозии. Чтобы качество работы клапана не ухудшалось со временем, конструкцию придется дополнительно оснастить позиционерами, при помощи которых контролируется положение штока. Эти элементы позволят предупредить точность регулировки.
Последний тип затвора — золотниковый. Регулировка расхода жидкости или газа в этом случае зависит от того, на какой угол поворачивается задвижка. Чаще всего устройства такого типа используются в сфере энергетики. Золотниковый клапан по принципу действия можно отнести к кранам.
Особенности выбора изделия
Для того чтобы клапан работал эффективно, его нужно правильно выбрать и монтировать. Чтобы покупка оказалась правильной, нужно учитывать такие параметры:
Размер корпуса и диаметр патрубков должен совпадать с размером трубопровода.
Регулирующий клапан — обязательный элемент запорной арматуры. Он позволяет снизить расход жидкого теплоносителя или газообразного вещества. В случае поломки трубопровода запорный элемент позволит остановить только определенную часть системы для ремонта.
Принцип работы регулирующего клапана
В данной статье рассмотрим, как работает регулирующий клапан. И на что обратить внимание при установке.
Описание основных элементов регулирующего клапана:
Клапан состоит из трех основных узлов:
Регулирующий клапан – один из ключевых и необходимых типов регулирующей арматуры.
Его применяют во многих сферах промышленности, как
Подбор вида регулирующего клапана зависит от нескольких факторов.
1.С какой средой будет взаимодействовать клапан: неагрессивным природным газом, с турбинными маслами, углекислым газом, водой, механическими примесями или паром.
Материал изготовления корпуса напрямую зависит от качества среды, с которой клапан будет взаимодействовать.
Стандарты производства допускают несколько видов корпуса: литой, сварной, штампованный, чугунный, комбинированный.
2. Необходимо понимать, какую задачу будет выполнять регулирующий клапан.
Перекрывать подачу среды, смешивать среду или разделять среду.
В зависимости от проекта магистрали устанавливают двухходовые, трехходовые или четырехходовые регулирующие клапана.
Двухходовый клапан применяется в инженерных системах зданий с центральным теплоснабжением, в вентиляционных системах, а так же в локальных тепловых системах как основной элемент управления. Имеет 2 патрубка для подключения к трубопроводу.
Трехходовый регулирующий клапан устанавливается при смешении или разделении потока. Имеет 3 патрубка для подключения к трубопроводу.
Чаще всего применяются в системах теплоснабжения подключённых от автономных котельных.
Так же его можно устанавливать в системах вентиляции, горячего водоснабжения и отопления, подключённых по независимой схеме. На предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности.
Опытными инженерами компании КВиП успешно поставлены и установлены трехходовые клапана на крупные предприятия России и стран СНГ.
Четырёхходовый регулирующий клапан — предназначен для смешения потока теплоносителя. У него 4 патрубка для присоединения к трубопроводу. Данный тип арматуры применяют редко, строго в соответствии с чертежами магистрали. Как правило, в системах теплоснабжения подключённых от автономных котельных.
3.Как будет идти поток среды
Для прямого потока применяют проходной клапан. Самый несложный по конфигурации.
Если поток надо повернуть под углом, то используют угловой регулирующий клапан.
Если надо смешать 2 потока, используют смесительный или трехходовой клапан
4.Каким способом клапан будет приводиться в движение
-С помощью электромагнитного привода
Приводом запускается управление затвором (плунжером). Сигнал от привода с помощью штока передается на затвор. Плунжер совершает возвратно-поступательные движения во втулке. За счет изменения проходного сечения при открытии\закрытии затвора происходит изменение и в гидравлическом сопротивлении.
Во многих сферах промышленности используют клапаны с пневматическим приводом.
По типу затворов выделяют
Односедельный и двухседельный. Основные элементы- плунжер и седло. Подвижным элементом является плунжер. Применяются в магистралях от небольшого диаметра до 30см в диаметре.
Мембранный затвор- в таком клапане так же имеется седло. Но вместо плунжера его перекрывает гибкая мембрана. С ее помощью регулируется давление рабочей среды. Так же она выступает защитой от загрязнения устройства агрессивной средой. Клапаны с мембранным затвором часто применяются в сетях, где требуется полная автоматическая регулировка потока. Производители специально проектируют изделия для точной регулировки любых технологических процессов.
Клеточный тип. В качестве направляющего устройства для подвижного элемента затвора такого типа используется клетка – седло с радиальными отверстиями для управления расходом рабочей среды.
Золотниковый тип. К нему применяют название регулирующий кран. Так как принцип работы похож на работу крана.
При покупке регулирующего клапана необходимо смотреть на описание и маркировку изделия.
В маркировке указываются такие параметры, как: