Клапан регулирующий – вид трубопроводной арматуры, использующийся в трубопроводных системах, в которых необходимо точное распределение потоков среды. Регулирование потока рабочей среды происходит путем изменения размера проходного отверстия при перемещении положения затвора по отношению к проходному отверстию. Регулирующие клапаны применяются на трубопроводах, транспортирующих пар, горячую и холодную воду, нефть и нефтепродукты и другие жидкости.
Типы регулирующих клапанов и принцип их действия
По способу движения рабочей среды регулирующие клапаны делят на следующие виды:
- проходные — устанавливаются на прямых трубопроводах, не меняют направление движения рабочей среды;
- угловые — изменяют направление трубопровода и потока среды на 900, соответственно;
- смесительные (трехходовые), имеющие три патрубка – 2 входных и 1 — подающий. Данные клапаны применяются для смешивания двух видов рабочей среды в один поток.
По конструкции запорного механизма регулирующие клапаны делятся на:
- Cедельные. У данного типа клапанов функции рабочего элемента выполняет плунжер. При перемещении плунжера через седло меняется размер проходного отверстия. По конструкции клапаны делятся на одно – и двухседельные клапана. Односедельные клапаны используются на трубопроводах диаметром до 150 мм. Двухседельные клапаны позволяют более точно регулировать давление в трубах и могут устанавливаться на трубопроводах диаметром до 300 мм. Плунжер по своей конструкции может быть тарельчатым, игольчатым или стержневым.
- Клеточные. Данный тип регулирующих клапанов отличается наличием перфорированной клетки, выполняющей роль и направляющего и седельного компонента одновременно, отверстия в которой частично или полностью закрываются полым цилиндром для регуляции или остановки проходящей рабочей среды. Благодаря особенностям конструкции клеточные клапаны отличаются малой вибрацией и небольшим уровнем шума.
- Золотниковые. Данный тип клапанов имеет альтернативное название – регулирующий кран, так как принципу работы их можно отнести к кранам. Регулировка расхода рабочей среды них выполняется с помощью золотника, который поворачивается на определенный угол, таким образом открывая или закрывая окна, которые соединяют сообщение между участками трубопровода.
- Мембранные. Мембранные клапаны имеют в своей конструкции эластичную мембрану из резины или фторопласта, выполняющую две основные функции. Первая – регулирование давления среды, вторая – защита внутренних частей арматуры от воздействия агрессивных веществ. Клапаны данного типа комплектуются специальными элементами, контролирующими положение штока – позиционерами. Данная необходимость обусловлена возможным снижением точности регулировки из-за трения между элементами. Среди преимуществ данного типа клапанов можно выделить устойчивость к коррозии и агрессивным средам, что позволяет ее использовать в нефтехимической промышленности. Мембранные клапаны выпускаются с гидравлическим или пневматическим приводом.
По способу управления регулирующие клапаны бывают:
- Ручные. Регулирующие клапаны с ручным управлением оснащены поворотным механизмом, который нужно двигать самостоятельно. Если установить их на трубопроводы большого диаметра, поэтому такие клапан чаще всего используется на бытовых системах.
- Автоматические. На промышленных трубопроводах наиболее востребованы автоматические регулирующие клапаны. Датчики оценивают величину уровня давления и способствуют изменению потребляемого объема среды. Механизм перекрывания автоматического клапана приводится в движение с помощью пневматического, электрического или гидравлического привода.
По способу действия клапаны могут быть нормально-закрытыми (клапан НЗ) и нормально-открытыми (клапан НО). Клапаны НЗ при отсутствии или прекращении подачи энергии, создающей усилие для перемещения запирающего (регулирующего) элемента, автоматически обеспечивают положение «закрыто», а клапаны НО при тех же условиях ─ положение «открыто».
По типу присоединения к трубопроводу регулирующие клапаны делятся на:
- сварные;
- фланцевые;
- штуцерные;
- муфтовые;
- цапковые.
Устройство регулирующего клапана:
Особенности регулирующего клапана, определяются типом рабочего механизма и способом его присоединения к трубопроводу. Среднестатистический регулировочный клапан состоит из следующих элементов:
1 — корпус; 2 — фланец; 3 — узел уплотнения; 4 – шток; 5 — плунжер; 6 – седло;
Принцип работы
Принцип работы регулирующего клапана следующий – усилие от привода с помощью штока передается на затвор, который состоит из плунжера и седла. Плунжер при опускании перекрывает часть проходного сечения, уменьшая тем самым объем проходящей рабочей среды через клапан, вследствие чего уровень давления в трубопроводе падает, а скорость перемещения рабочей среды возрастает. При полном перекрытии трубы давление становится нулевым.
