Клапаны
Регулирующие клапаны предназначены для регулирования расхода путем изменения количества проходящей по трубопроводу рабочей среды. Управляются от внешнего источника энергии. При ручном управлении осуществляется только периодическое ступенчатое регулирование. Непрерывное и бесступенчатое регулирование производится посредством пневматических, гидравлических и электрических приводов (исполнительных механизмов). Затворы регулирующих клапанов бывают стержневыми (игольчатыми), полыми (юбочными), сегментными, тарельчатыми поршневыми (клеточными).
Регулирующие клапаны с пневмоприводом или гидроприводом одностороннего действия, оснащенные силовой пружиной или грузом, по способы операции подразделяются на нормально открытые и нормально закрытые в зависимости от того, открыт или закрыт К. при отсутствии давления в приводе. Среди регулирующих клапанов надлежит также выделить трехходовые К., предназначенные для смешения двух потоков в один или разделения одного потока на два, а также регулирующие К. для малых расходов.
Предохранительные клапаны или разрывные устройства предназначены для автоматического выпуска избытка жидкой, паро или газообразной среды из системы высокого давления при чрезмерном повышении давления в ней в систему низкого давления или в атмосферу и обеспечивающей безопасную эксплуатацию установок и предотвращение аварий. Наиболее часто применяются пружинные и рычажно–грузовые предохранительные К.. Рычажно–грузовые клапаны изготовливают только малоподъемными: однорычажные К. – с одним седлом и двухрычажные – с двумя седлами. Эти К. выдаются стабильностью усилия; применяются только в стационарных установках; не могут быть использованы для работы с противодавлением. Малоподъемные клапаны. применяются, в основном, на несжимаемых средах. Использование их на сжимаемых средах нецелесообразно из–за невысокого значения пропускной способности, которое для сжимаемых сред может быть существенно повышено в конструкциях полноподъемных клапанов. Пружинные клапаны – более совершенной конструкции, чем рычажно–грузовые; имеют меньшую инерционность, меньшую массу и габаритные размеры; главным образом полноподъемные. Полноподъемные клапаны характеризуются скоростью срабатывания на полный ход золотника. Они обеспечивают высокие значения пропускной способности при сравнительно малых превышениях давления в защищаемой системе. Время открытия этих клапанов – 0,008 – 0,04с.
Регуляторы давления прямого действия – автоматически действующая арматура, обеспечивающей поддержание постоянного давления на участке системы до или после регулятора путем изменения расхода среды. Основные элементы: регулирующий орган, привод, задатчик нагружения (с грузовым, пружинным или пневматическим нагружением), импульсное устройство и импульсная линия связи "регулятор–трубопровод". Чувствительные элементы делятся на: мембранные, сильфонные и поршневые.
Действие регулятора основано на использовании энергии рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. С изменением давления на контролируемом участке изменяется степень открытия затвора в сторону, необходимую для восстановления исходного давления. Регулятор давления "после себя" прямого действия, работающий в условиях, когда отрегулированное давление Рвых. меньше половины регулируемого Рвх., то есть при Рвых.‹0,5*Рвх. – называется редукционным клапаном.
Регуляторы уровня прямого действия – предназначены для автоматического поддержания уровня жидкости в сосуде в установленных пределах заданной высоты. Основными их конструктивными элементами являются:
Датчиком положения обычно служит поплавок.
Отсечные клапаны – предназначены для быстрого отключения трубопровода или его части при аварийной ситуации или по технологическим требованиям. Характерной чертой их является быстродействие, обеспечиваемое обычно срабатыванием пружины в момент закрытия клапана.
Перепускные клапаны – предназначены для поддержания давления среды на требуемом уровне путем перепуска ее через ответвление трубопровода.
Дыхательные клапаны – предназначены для выпуска накопившихся паров или воздуха и предотвращения образования вакуума в резервуарах в результате "большого" и "малого" дыхания.
Клапаны отключающие – устанавливаются, как правило, на линиях с малым диаметром, для которых выброс среды в атмосферу в результате поломки трубопровода недопустим. Принцип действия отключающихся клапанов заключается в том, что при превышении определенного заданного расхода (например, при разрыве трубы трубопровода) клапан закрывается.
Клапаны распределительные – предназначены для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям (трехходовые и многоходовые). Обычно распределительные К. имеют электромагнитный привод и предназначены для дистанционного управления пневматическими и гидравлическими приводами. Трехходовые К. предназначены для управления приводом одностороннего действия.
Клапаны смесительные – используются, если необходимо смешивать в заданных пропорциях различные среды, отличающиеся по составу и температуре. При этом к ним могут предъявляться требования – выдерживать постоянные параметры смеси.
Вентили
Вентиль – запорное устройство насажено на шпиндель, проходное сечение перекрывается в горизонтальной плоскости. Вентили (В.) широко применяется для перекрывания потоков газообразных или жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов до 300 мм при рабочих давлениях до 2500кГ/см2 и температурах сред от –200 до +450°С в тех случаях, когда к надежности и герметичности перекрытия прохода предъявляются высокие требования.
По конструкции корпуса разделяются на: проходные, угловые, прямоточные и смесительные. По назначению делятся на: запорные, запорно-регулирующие и специальные. Регулирующие подразделяются по конструкции дроссельных устройств на В. с профилированными золотниками и игольчатые. Аналогично запорные В. по конструкции затворов подразделяются на тарельчатые и диафрагменные, а по способу уплотнения шпинделя на сальниковые и сильфонные.
Проходные вентили предназначены для установки в прямолинейных трубопроводах. Недостатки: сравнительно высокое гидравлическое сопротивление; наличие зоны застоя; большие строительные размеры; сложность конструкции корпуса и довольно большой вес.
Угловые вентили предназначены для соединения двух частей трубопровода, расположенные перпендикулярно друг другу или для монтажа на повороте. Функционируют при давлениях рабочей среды, меньших 64кГ/см2 и при невысоких температурах.
Прямоточные вентили. Преимущества: сравнительно малое гидравлическое сопротивление; компактность конструкции; отсутствие зон застоя. Недостатки: большая длина и относительно большой вес.
Смесительные вентили служат для смешивания двух потоков жидкой среды для стабилизации её температуры, концентрации реагентов, разжижения основной среды, поддержания качества и т.д. Более простое решение схемы смешивания получается при использовании смесительных В., в которых два потока смешиваются прямо в корпусе В. Их применение дает высокий экономический эффект за счет того, что вместо двух В.и специального смесителя применяется только один В.
Диафрагмовые вентили (мембранные) предназначены для перекрывания потоков сред при невысоких температурах (до 100-150°С) и отсутствие сальника; зон застоя и карманов; невысокое гидравлическое сопротивление; небольшие габаритные размеры и вес. Основной недостаток – относительно небольшой срок службы мембраны.
Сильфонные вентили предназначены для работы в средах, утечка которых в окружающую атмосферу непозволительна. Преимущества – полное исключение утечки рабочей среды и надежность уплотнительного элемента.
Запорно-регулирующие вентили дают возможность ручного или дистанционного управления расходом среды путем изменения гидравлического сопротивления дроссельной пары с надёжным фиксированием промежуточных положений даже при авариях в линии питания привода или при затруднительном доступе к В., а также достаточно надёжно перекрывала трубопровод.
Игольчатые вентили могут быть как запорными, так и регулирующими. Они нашли широкое применение в регулировании и дросселировании малых потоков газов, при больших величинах перепадов давлений на дроссельном устройстве.
Вентили высокого давления изготовляют с диаметрами условных проходов от 3 до 125мм. Существуют В.на рабочие давления до 2500кГ/см2.
Вентили для сред высоких температур рассчитаны для работы при температурах рабочей среды более 200°С. Широко используются в процессах синтеза. Предназначен для работы при давлениях, больших 200кГ/см2.
Вентили для коррозионных сред предназначены одновременно для работы при высоких давлениях и температурах рабочей среды, превышающих 150°С. При давлениях рабочих сред, меньше 25кГ/см2, и интервале температур от 30 до +150°С применяют футерованные или гуммированные вентили.
