1 Основні моменти вибору клапана

1.1 Уточнити призначення арматури в обладнанні або пристрої

Визначте робочі умови клапана: характер застосовуваного середовища, робочий тиск, робочу температуру та метод контролю роботи тощо;

1.2 Правильно вибрати тип клапана

Правильний вибір типу клапана ґрунтується на повному розумінні конструктором усього виробничого процесу та умов експлуатації. При виборі типу клапана проектувальник повинен спочатку освоїти структурні характеристики та продуктивність кожного клапана;

1.3 Визначити кінцеве з'єднання арматури

Серед різьбового з’єднання, фланцевого з’єднання та торцевого з’єднання під зварювання найчастіше використовуються перші два. Різьбові клапани - це переважно клапани з номінальним діаметром менше 50 мм. Якщо розмір діаметра занадто великий, монтаж і герметизація з'єднання дуже ускладнені. Клапани з фланцевим з’єднанням зручніші в монтажі та демонтажі, але вони важчі та дорожчі за різьбові, тому підходять для з’єднання труб різного діаметру та тиску. Зварювальні з'єднання підходять для умов великих навантажень і є більш надійними, ніж фланцеві. Однак важко розібрати та повторно встановити клапани, з’єднані зварюванням, тому його використання обмежується випадками, коли він зазвичай може надійно працювати протягом тривалого часу, або якщо умови використання суворі та висока температура;

1.4 Вибір матеріалів арматури

На додаток до розгляду фізичних властивостей (температура, тиск) і хімічних властивостей (корозійна активність) робочого середовища, чистота середовища (чи є тверді частки) повинна бути освоїта при виборі матеріалів корпусу клапана, внутрішніх частин і ущільнювальна поверхня. Крім того, слід посилатися на відповідні нормативні акти держави та департаменту користувачів. Правильний і розумний вибір матеріалів клапана може забезпечити найбільш економічний термін служби та найкращу продуктивність клапана. Порядок вибору матеріалів корпусу клапана: чавун-вуглецева сталь-нержавіюча сталь, а порядок вибору матеріалів ущільнювального кільця: гума-мідь-легована сталь-F4;

1.5 Інші

Крім того, слід визначити швидкість потоку та рівень тиску рідини, що протікає через клапан, і вибрати відповідний клапан, використовуючи наявну інформацію (наприклад, каталоги клапанів, зразки клапанів тощо).

2 Вступ до загальних клапанів

Існує багато типів клапанів, і різновиди є складними. Основними видами єзасувки, запірна арматура, дросельна заслінка,поворотні клапани, пробкові клапани, кульові крани, електричні клапани, мембранні клапани, зворотні клапани, запобіжні клапани, редукційні клапани,конденсатовідвідники та аварійні запірні клапани,серед яких зазвичай використовуються засувки, запірні клапани, дросельні клапани, пробкові клапани, поворотні клапани, кульові крани, зворотні клапани та мембранні клапани.

2.1 Засувка

Засувний клапан – це клапан, корпус якого відкривається та закривається (пластина клапана) приводиться в рух штоком клапана та рухається вгору та вниз уздовж ущільнювальної поверхні сідла клапана, що може з’єднувати або перекривати прохід рідини. Порівняно із запірним клапаном, засувка має кращу герметичність, менший опір рідини, менше зусиль при відкритті та закриванні та має певну ефективність регулювання. Це один з найбільш часто використовуваних запірних клапанів. Недоліками є великі розміри, більш складна конструкція, ніж запірна арматура, легкий знос ущільнювальної поверхні, складність обслуговування. Зазвичай він не підходить для дроселювання. Відповідно до положення різьби на штоку засувки, його можна розділити на два типи: тип штока, що піднімається, і тип штока прихованого типу. За структурними характеристиками пластину воріт можна розділити на два типи: клиновий і паралельний тип.

2.2 Запірна арматура

Запірний клапан – це клапан із закриттям вниз, у якому відкривна та закриваюча частини (диск клапана) приводяться в рух штоком клапана, рухаючись вгору та вниз уздовж осі сідла клапана (ущільнювальної поверхні). У порівнянні з засувкою, він має хорошу продуктивність регулювання, погану продуктивність ущільнення, просту структуру, зручне виготовлення та обслуговування, великий опір рідини та низьку ціну. Це широко використовуваний запірний клапан, який зазвичай використовується для трубопроводів середнього та малого діаметру.

2.3 Кран кульовий

Відкриваюча та закриваюча частини кульового крана є сферами з круглими наскрізними отворами, і сфера обертається разом зі штоком клапана, щоб відкривати та закривати клапан. Кульовий кран має просту конструкцію, швидке перемикання, зручне управління, невеликий розмір, легку вагу, кілька частин, малий опір рідини, хороше ущільнення та легке обслуговування.

2.4 Дросельна заслінка

За винятком диска клапана, дросельна заслінка має в основному таку саму структуру, як і запірна заслінка. Його клапанний диск є дросельним компонентом, і різні форми мають різні характеристики. Діаметр сідла клапана не повинен бути занадто великим, оскільки висота його отвору мала, а швидкість потоку середовища збільшується, тим самим прискорюючи ерозію диска клапана. Дросельна заслінка має невеликі розміри, невелику вагу і хороші характеристики регулювання, але точність регулювання не висока.

2.5 Запірний клапан

У пробковому клапані використовується корпус плунжера з наскрізним отвором як частина відкривання та закриття, а корпус плунжера обертається разом зі штоком клапана для відкриття та закриття. Пробковий клапан має просту конструкцію, швидке відкриття та закриття, легке управління, малий опір рідини, невелику кількість частин і невелику вагу. Пробкові клапани доступні прямого, триходового та чотириходового типів. Прямі прохідні пробкові клапани використовуються для відсікання середовища, а триходові та чотириходові пробкові клапани використовуються для зміни напрямку середовища або відхилення середовища.

2.6 Поворотна заслінка

Поворотний клапан – це дискова пластина, яка обертається на 90° навколо фіксованої осі в корпусі клапана для виконання функції відкриття та закриття. Поворотна заслінка має невеликі розміри, легку вагу, просту конструкцію і складається лише з кількох частин.

І його можна швидко відкривати та закривати, повертаючи на 90°, і ним легко керувати. Коли дросельний клапан знаходиться в повністю відкритому положенні, товщина дросельної пластини є єдиним опором, коли середовище протікає через корпус клапана. Таким чином, перепад тиску, створюваний клапаном, дуже малий, тому він має хороші характеристики регулювання потоку. Поворотні затвори поділяються на два типи ущільнення: еластичне м’яке ущільнення та металеве жорстке ущільнення. Для клапанів з еластичним ущільненням ущільнювальне кільце може бути вбудоване в корпус клапана або прикріплене до периферії дискової пластини. Він має гарну герметичність і може використовуватися для дроселювання, а також для трубопроводів середнього вакууму та корозійних середовищ. Вентилі з металевими ущільненнями, як правило, мають більший термін служби, ніж клапани з еластичними ущільненнями, але важко досягти повної герметичності. Вони зазвичай використовуються в тих випадках, коли потік і падіння тиску сильно відрізняються і потрібна хороша продуктивність дроселювання. Металеві ущільнювачі можуть адаптуватися до вищих робочих температур, тоді як еластичні ущільнювачі мають недолік обмеження температурою.

2.7 Зворотний клапан

Зворотний клапан - це клапан, який може автоматично запобігати зворотному потоку рідини. Диск клапана зворотного клапана відкривається під дією тиску рідини, і рідина перетікає з боку входу на бік випуску. Коли тиск на стороні входу нижчий, ніж на стороні випуску, диск клапана автоматично закривається під дією таких факторів, як різниця тиску рідини та його власна гравітація, щоб запобігти зворотному потоку рідини. За конструктивною формою він поділяється на зворотний клапан підйому та поворотний зворотний клапан. Підйомний зворотний клапан має кращу герметичність, ніж поворотний зворотний клапан, і більший опір рідини. Для всмоктувального отвору всмоктувальної труби насоса слід вибрати дольний клапан. Його функції: заповнювати впускну трубу насоса водою перед запуском насоса; щоб вхідна труба та корпус насоса були заповнені водою після зупинки насоса для підготовки до повторного запуску. Нижній клапан зазвичай встановлюється лише на вертикальній трубі на вході насоса, і середовище тече знизу вгору.

2.8 Мембранний клапан

Відкриваюча та закриваюча частини мембранного клапана є гумова діафрагма, яка затиснута між корпусом клапана та кришкою клапана.

Виступаюча частина діафрагми закріплена на штоку клапана, а корпус клапана обшитий гумою. Оскільки середовище не потрапляє у внутрішню порожнину кришки клапана, шток клапана не потребує сальника. Мембранний клапан має просту конструкцію, хорошу герметичність, легке обслуговування та низький опір рідини. Мембранні клапани поділяються на переливні, прохідні, кутові та постійного струму.

3 Загальні інструкції з вибору клапана

3.1 Інструкції з вибору засувки

Як правило, спочатку слід вибрати засувки. На додаток до пари, масла та інших середовищ, засувки також підходять для середовищ, що містять зернисті тверді речовини та високу в’язкість, і підходять для клапанів для вентиляції та систем низького вакууму. Для середовищ із твердими частинками корпус засувки повинен мати один або два продувних отвори. Для низькотемпературних середовищ слід вибрати спеціальну низькотемпературну засувку.

3.2 Інструкції з вибору запірної арматури

Запірна арматура підходить для трубопроводів з низькими вимогами до опору рідини, тобто втрата тиску враховується невелика, а також для трубопроводів або пристроїв із середовищами високої температури та високого тиску. Він підходить для трубопроводів пари та інших середовищ з DN < 200 мм; малі клапани можуть використовувати запірні клапани, такі як голчасті клапани, клапани приладів, клапани відбору проб, клапани манометра тощо; запірна арматура має регулювання потоку або тиску, але точність регулювання не висока, а діаметр трубопроводу відносно малий, тому слід вибрати запірну арматуру або дросельну заслінку; для високотоксичних середовищ слід вибирати запірні клапани з сильфонним ущільненням; але запірні клапани не слід використовувати для середовищ із високою в’язкістю та середовищ, що містять частинки, які легко осідають, а також їх не слід використовувати як вентиляційні клапани та клапани для систем із низьким вакуумом.

3.3 Інструкції з вибору кульового крана

Кульові крани підходять для середовищ із низькою температурою, високим тиском і високою в'язкістю. Більшість кульових кранів можна використовувати в середовищах із зваженими твердими частинками, а також можна використовувати для порошкових і гранульованих середовищ відповідно до вимог до матеріалу ущільнення; повноканальні кульові крани не підходять для регулювання потоку, але підходять для випадків, коли потрібно швидке відкриття та закриття, що зручно для аварійного відключення при аваріях; кульові крани зазвичай рекомендуються для трубопроводів із суворими показниками герметизації, зносу, каналів усадки, швидкого відкриття та закриття, відсікання високого тиску (велика різниця тисків), низький рівень шуму, явище газифікації, малий робочий крутний момент і малий опір рідини; кульові крани підходять для легких конструкцій, відсікання низького тиску та агресивних середовищ; Кульові крани також є найбільш ідеальними клапанами для низькотемпературних і глибоко холодних середовищ. Для систем трубопроводів і пристроїв для низькотемпературних середовищ слід вибирати низькотемпературні кульові крани з вентильними кришками; при використанні плаваючих кульових кранів матеріал сідла клапана повинен витримувати навантаження кульки та робочого середовища. Кульові крани великого діаметру вимагають більшого зусилля під час роботи, а кульові крани DN≥200 мм повинні використовувати черв’ячну передачу; фіксовані кульові крани підходять для випадків з більшим діаметром і вищим тиском; крім того, кульові крани, які використовуються для трубопроводів з високотоксичних технологічних матеріалів і легкозаймистих середовищ, повинні мати вогнетривкі та антистатичні конструкції.

3.4 Інструкції з вибору дросельної заслінки

Дросельні заслінки підходять для умов із низькою середньою температурою та високим тиском, а також для деталей, які потребують регулювання потоку та тиску. Вони не підходять для середовищ з високою в'язкістю та містять тверді частки, а також не підходять для запірної арматури.

3.5 Інструкції з вибору пробкового клапана

Запірні клапани підходять для випадків, коли потрібно швидке відкриття та закриття. Вони, як правило, не підходять для пари та високотемпературних середовищ. Вони використовуються для середовищ з низькою температурою і високою в'язкістю, а також підходять для середовищ із зваженими частинками.

3.6 Інструкції з вибору дросельної заслінки

Дроссельні клапани підходять для випадків із великим діаметром (наприклад, DN﹥600 мм) і малими вимогами до конструктивної довжини, а також для випадків, які вимагають регулювання потоку та швидкого відкриття та закриття. Зазвичай вони використовуються для таких середовищ, як вода, масло та стиснене повітря з температурою ≤80 ℃ і тиском ≤1,0 МПа; Оскільки поворотні клапани мають відносно велику втрату тиску порівняно з шиберними та кульовими кранами, поворотні клапани підходять для трубопровідних систем із незначними вимогами до втрати тиску.

3.7 Інструкції з вибору зворотного клапана

Зворотні клапани, як правило, підходять для чистих середовищ і не підходять для середовищ, що містять тверді частки та високу в'язкість. При DN≤40 мм доцільно використовувати підйомний зворотний клапан (дозволяється встановлювати лише на горизонтальні труби); якщо DN＝50～400 мм, доцільно використовувати поворотний підйомний зворотний клапан (можна встановлювати як на горизонтальних, так і на вертикальних трубах. Якщо встановлено на вертикальній трубі, напрямок потоку середовища має бути знизу вгору); якщо DN≥450 мм, доцільно використовувати буферний зворотний клапан; якщо DN＝100～400 мм, також можна використовувати межфланцевий зворотний клапан; поворотний зворотний клапан може бути створений для дуже високого робочого тиску, PN може досягати 42 МПа, і може застосовуватися до будь-якого робочого середовища та будь-якого діапазону робочих температур відповідно до різних матеріалів оболонки та ущільнень. Середовищем є вода, пара, газ, корозійне середовище, нафта, ліки тощо. Діапазон робочих температур середовища становить від -196～800 ℃.

3.8 Інструкції з вибору мембранного клапана

Мембранні клапани підходять для масла, води, кислих середовищ і середовищ, що містять зважені речовини з робочою температурою менше 200 ℃ і тиском менше 1,0 МПа, але не для органічних розчинників і сильних окислювачів. Мембранні клапани типу Weir підходять для абразивних гранульованих середовищ. Для вибору мембранних клапанів переливного типу слід використовувати таблицю характеристик витрати. Прямі мембранні клапани підходять для в’язких рідин, цементних розчинів і осадових середовищ. За винятком спеціальних вимог, мембранні клапани не повинні використовуватися на вакуумних трубопроводах і вакуумному обладнанні.