Полное руководство по поворотно-откидным клапанам

Поворотные затворы применяются в различных областях, таких как вакуумные системы, работа со сжатым воздухом или газом, работа со взвешенными веществами и многие другие. В качестве регулирующих или запорных клапанов они играют важную роль в большинстве промышленных операций.

Поворотные затворы заменили шаровые краны в промышленности (особенно в нефтяной) и являются более предпочтительными, чем задвижки, благодаря своей дроссельной функции, простоте эксплуатации и легкости обслуживания.

Выбор поворотного затвора требует достаточного знания его типов, их функций в различных условиях и других факторов, влияющих на выбор подходящего клапана.

В этой статье мы рассмотрим все, что вам нужно знать о поворотных затворах, включая их определение, части, функции и типы.

Что такое поворотный клапан? 

Клапан-бабочка - это устройство, диск которого поворачивается на четверть оборота, чтобы пропускать или ограничивать поток среды в пределах диаметра больших труб. Поворотный затвор имеет шток и диск. Шток проходит через диск в привод, который регулирует движение диска, поворачивая его либо параллельно, либо перпендикулярно потоку среды.

Клапан-бабочка, как следует из названия, работает подобно бабочке. Шток механизма представляет собой тело бабочки, а диск - крылья. Движение клапана повторяет движение бабочки, при этом каждое крыло совершает поворот на 90 градусов.

Первоначально поворотные затворы Устанавливались там, где не требуется герметичность, однако производство клапанов с герметичными уплотнениями из резины или эластичных материалов позволило клапану-бабочке работать в качестве запорной арматуры.

Большинство дроссельных клапанов работают только как запорные клапаны. Они предназначены для различных сред, а благодаря легкости и низкой стоимости их можно встретить в нескольких устройствах модуляции. Основными компонентами дроссельного клапана являются диск, шток, седло и корпус. 

Символ дроссельного клапана

Символ дроссельной заслонки состоит из двух вертикальных параллельных линий с диагональной линией, идущей от верхней части первой линии к нижней части второй линии. (символ P&ID). 

Две сплошные горизонтальные линии по бокам вертикальных линий указывают на то, что поворотные заслонки - это двухходовые клапаны, используемые для управления потоком, либо включения/выключения, либо дросселирования. В центре двух вертикальных линий и в середине диагональной линии находится сплошной круг.

Похожий на символ шарового крана с двумя пересекающимися диагональными линиями, символ клапана-бабочки - единственный символ, в котором не используется полный треугольник. Изометрические символы используются на изометрических чертежах. 

Типы поворотных затворов

Типы поворотных затворов различаются в зависимости от их классификации. Здесь они классифицируются в зависимости от привода клапана, конструкции соединения и конструкции затвора диска. 

Классификация на основе приводов клапанов

По способу приведения в действие клапаны-бабочки можно разделить на клапаны с ручным управлением, использующие ручные рукоятки или шестерни, и клапаны с автоматическим управлением, работающие с помощью электрических, пневматических или гидравлических приводов.

Дроссельные клапаны с ручным управлением

Ручное управление поворотным затвором предполагает использование ручного рычага или шестерни. Эта операция не требует больших затрат и проста в исполнении.

• Ручной рычаг: С помощью рукоятки клапан устанавливается в открытое, частично закрытое или полностью закрытое положение. Обычно таким образом управляются небольшие поворотные заслонки. Клапаны с удлиненным шпинделем могут управляться дистанционно с помощью длинного штока.
• Передача: В этом случае редуктор увеличивает крутящий момент, но снижает скорость движения. Клапаны-бабочки, работающие с редуктором, немного больше, чем те, которые используются с ручным рычагом. 

Ручные поворотные затворы работают без использования электроэнергии. Но они работают на низкой скорости и не могут использоваться для критических трубопроводных систем.

Поворотные затворы с автоматическим управлением (приводом)

Поворотные затворы с автоматическим управлением могут управляться из удаленных мест. Приводы клапанов позволяют управлять большими клапанами. Благодаря возможности оставаться открытыми или закрытыми в случае отказа привода, клапаны с приводом представляют собой безопасный и надежный вариант. Клапаны с приводом включают: 

• Электрические поворотные клапаны: Эти клапаны управляются дистанционно с помощью двунаправленного двигателя. Для увеличения крутящего момента в системе электрических клапанов используется редуктор, применяемый в ручных поворотных затворах. Установка этих поворотных затворов проста.
• Пневматические поворотные клапаны: К ним относятся клапаны с приводом одностороннего и двустороннего действия. В них используется сжатый воздух для перемещения поршня, что приводит к открытию и закрытию диска.
• Гидравлические поворотные клапаны: К ним также относятся клапаны одностороннего и двустороннего действия. Они используют гидравлическое давление для перемещения поршня, чтобы открыть или закрыть клапан. 

Классификация на основе конструкции соединений

Для подключения поворотных затворов к трубопроводной системе используются различные методы. Распространенными типами поворотных затворов в зависимости от конструкции соединения являются: 

Поворотный клапан типа "вафля 

Этот тип клапана является наиболее экономичным вариантом. Расположенный между двумя фланцами труб, клапан Поворотный затвор пластинчатого типа предназначен для герметизации от перепада давления двунаправленного потока гильзы. Он ограничивает любой обратный поток в системе, рассчитанной на любой однонаправленный поток. 

Болты пропускаются через отверстия на корпусе двух сторон клапанов, чтобы соединить два трубных фланца. Пространство между фланцами труб и клапанами закрывается с помощью прокладок или уплотнительных колец с двух сторон клапана. 

Поворотный клапан типа "наконечник

Благодаря резьбе на внешней стороне корпуса клапана, поворотный затвор типа Lug позволяет соединять клапан с фланцами труб двумя болтами с каждой стороны клапана. 

Такая установка позволяет отключить одну сторону системы, не затрагивая другую сторону для тупикового обслуживания. Установка поворотного затвора с наконечником для тупиковых трубопроводов обычно устанавливается при более низком давлении (75 фунтов на кв. дюйм). Тем не менее, установка происходит при более высоком давлении (150 фунтов на кв. дюйм), когда клапан помещается между двумя фланцами труб.

Эти клапаны невосприимчивы к растворителям и химическим веществам и выдерживают температуру до 200 градусов Цельсия. 

Поворотные затворы фланцевого типа

Они имеют фланцы на торцевых соединениях, что облегчает их прямое подключение к фланцам труб. Поворотные затворы фланцевого типа лучше использовать в условиях высоких и низких температур. Восемь болтов соединяют корпус клапана с фланцами труб. 

Классификация на основе конструкции закрытия диска

Поворотные затворы различают по расположению штока относительно диска и конструкции седла поворотного затвора. В зависимости от конструкции затвора диска различают следующие типы поворотных затворов:

Концентрические поворотные затворы

В этом типе дроссельных заслонок шток проходит через среднюю линию диска, а седло встроено в корпус клапана. Они называются "поворотными затворами с нулевым смещением", поскольку диск не смещается относительно штока. 

Эффективное уплотнение клапана зависит от гибкости резинового седла. Эта конструкция клапана рассчитана на работу при низком давлении (до 250psi) и может выдерживать температуру от 0 до 400F.

Эксцентриковые поворотные затворы

В этом дроссельном клапане шток проходит за диском, а не через его центр. Поворотный затвор с одним смещением возникает, когда шток располагается за серединой диска. 

В поворотном затворе с двойным смещением (также в поворотном затворе с двойным эксцентриком) имеется два смещения: одно за серединой диска и еще одно дополнительное смещение. Аналогично, в Поворотный затвор с тройным смещениемЕсть три смещения, где последнее смещение - это контактная ось сиденья. 

Эксцентриковые клапаны (с двойным смещением) также относятся к высокопроизводительным мотыльковым клапанам. Уплотнения клапана эластичны и не заклинивают при закрытии. Они работают при высоких давлениях и не разрушаются. 

Бабочка клапан преимущества и недостатки

Клапан-бабочка - это распространенное оборудование на заводах, в мастерских и местах, где требуются операции с трубопроводами. В этих местах и для своих пользователей поворотный затвор имеет различные преимущества перед другими клапанами аналогичного назначения и недостатки, которые делают его менее эффективным по сравнению с другими клапанами. Вот некоторые из этих преимуществ: 

Преимущества поворотных затворов

Эффективность 

Рабочие-механики и трубопроводчики в цехах выбирают поворотные затворы из-за их высокой эффективности. Благодаря возможности приведения в действие эти клапаны не требуют от рабочих практически никаких усилий. Их легко контролировать и регулировать. Поскольку они имеют небольшой вес и простые компоненты, дроссельные заслонки обеспечивают простое обслуживание.

Различные размеры

Клапаны-бабочки различаются по функциям и применению, что делает их универсальным вариантом в промышленности. Наличие различных размеров клапанов делает их подходящими для многих труб, независимо от размер трубопровода. 

Если требуется компактный или крупногабаритный клапан, оператор трубопровода может легко выбрать затвор-бабочку.

Работает в условиях низкого давления 

Поворотные затворы обеспечивают превосходное уплотнение в условиях низкого давления. Благодаря легким дискам поворотные затворы эффективно уплотняют при низком давлении. 

К другим преимуществам поворотных затворов относятся: 

• Поворотные затворы регулируют, ограничивают и пропускают поток среды. Несмотря на то, что различные типы отличаются по способу управления потоком, все они являются хорошими вариантами для регулирования потока.
• Благодаря большим отверстиям клапана поворотные затворы эффективно работают со шламами и жидкостями со взвешенными твердыми частицами. 
• Установка поворотных затворов Это недорого, и при этом они легко устанавливаются и не занимают много места из-за своей небольшой ширины.
• Для их открытия и закрытия требуется меньше времени, чем для некоторых других клапанов, поскольку они являются четвертьоборотными и действуют быстро.
• Перепады давления, создаваемые поворотными затворами, невелики, а при использовании соответствующих седел они способны выдерживать коррозию под воздействием химических веществ. 
• Они очень точны, что делает их более предпочтительными по сравнению с другими клапанами при использовании в промышленности.

Недостатки поворотных затворов

У поворотных затворов очень мало недостатков, вот некоторые из них:

• Часть диска клапана всегда сталкивается с потоком, даже когда он открыт, что приводит к переключению давления через клапан. Существует также вероятность того, что турбулентный поток ударит по диску. 
• Его функция как дроссельного клапана ограничена условиями низкого давления. 

Функции дроссельных клапанов 

Небольшие размеры и простая конструкция клапана Butterfly позволяют применять его в различных системах, иногда заменяя другой клапан. 

Назначение дроссельных заслонок в регулировании расхода (дросселировании) в качестве регулирующих клапанов и операций включения-выключения.

Операции по отключению

В режиме "включено-выключено" диск поворотного затвора либо полностью открыт, либо закрыт. В открытом положении клапану требуется низкое давление. Кроме того, при полном открытии клапана возникает небольшое сопротивление потоку. 

В открытом положении можно осуществлять чувствительное управление потоком, что позволяет регулировать поворотные затворы большого диаметра.

Регулирование расхода/дросселирование

Для правильной работы с жидкостями необходимы регулирующие клапаны. Прежде чем выбрать клапан для этой функции, необходимо провести тщательное исследование. производитель промышленных клапанов. 

Поворотный затвор имеет большой перепад давления в трубах, поэтому следует учитывать влияние потери давления, а также прочность диска клапана в закрытом состоянии. Необходимо определить требования к расходу, состоящие из расчетного расхода и максимального перепада давления.

Запчасти для поворотных затворов 

Шток клапана, диск, седло клапана и корпус клапана составляют компоненты дроссельного клапана. Состоящий всего из нескольких частей, дроссельный клапан имеет простую конструкцию и дизайн. 

Корпус дроссельного клапана

В корпусе клапана размещены детали клапана, и благодаря своей конструкции он может устанавливаться между фланцами труб. Корпуса клапанов бывают двух типов: с пластинами и с наконечниками. 

Разница между двумя типами тела Корпус клапана с наконечником имеет резьбу на внешней части, которая позволяет крепить его к фланцам труб, в то время как корпус клапана водяного типа не имеет резьбы. Вместо этого через корпус клапана водяного типа пропускаются болты, позволяющие соединять его с фланцами труб.

Седло клапана-бабочки

Эластомерные седла встречаются во многих поворотных затворах. Диск клапана закрывается в седле. Правильное перекрытие клапана обеспечивается благодаря плотному прилеганию диска к седлу. Когда диск закрывается в седле, поток ограничивается.

В недорогих клапанах Седло дроссельного клапана, как правило, разработано в корпус и, в случае повреждения, подлежит замене. Но в прецизионных клапанах седла подлежат ремонту.

Шток и диск дроссельного клапана

Шток клапана состоит из одной или двух частей. Он может быть соединен с тарелкой клапана двумя способами. Первый способ предполагает крепление штока к диску с помощью болтов, проходящих через диск. 

При втором способе стержень формируется диском путем всплытия, чтобы расположить середину сиденья.

Диск регулирует поток среды через клапан. Диск клапана-бабочки может быть разработан для выполнения конкретных операций, улучшения потока или повышения герметичности. 

Вал дроссельного клапана 

Вал клапана соединен с диском клапана, чтобы обеспечить передачу крутящего момента с удаленного места. Вал и диск соединяются вместе с помощью ступицы, которая создается на верхней части диска. Конец вала вставляется в ступицу и образует соединение между диском и валом.

Как работает дроссельный клапан?

Дроссельные заслонки имеют различные принципы работы, что обусловливает их классификацию и типы. Ручные дроссельные заслонки, к которым относятся ручные рычажные и зубчатые клапаны, работают так, что обычно подходят для небольших клапанов. В отличие от них, поворотные затворы с приводом обычно подходят для больших клапанов.

Заслонки, управляемые ручными рычагами, функционируют благодаря запорному механизму, который управляет штоком для пропускания и ограничения потока через диск. Ручной рычаг прост, но не подходит для больших клапанов.

Поворотные затворы с зубчатым приводом работают благодаря ручному колесу, которое управляет штоком, чтобы пропускать и ограничивать поток через диск. Шестеренчатое управление подходит для клапанов большего размера, чем ручное рычажное управление. Шестерня и ручной рычаг - наиболее распространенные способы управления поворотными затворами.

Методы приведения в действие (электрический, пневматический и гидравлический) используют энергию для своей работы. Поворотные затворы большого диаметра требуют автоматизированных операций для управления потоком среды через диск. Конкретные клапаны разрабатываются с учетом требований к монтажу приводов для обеспечения надлежащего функционирования поворотных затворов с приводом. 

Поворотные заслонки, выполняющие функцию модуляторов, могут быть выполнены в линейной или равнопроцентной форме.

Установка и обслуживание поворотных затворов 

Установка

Ниже приведены некоторые рекомендации, которые следует учитывать перед установкой поворотные затворы.

• При установке непосредственно в насос необходимо предусмотреть пространство для открытия диска. Это можно сделать с помощью распорки для труб.
• Для установки клапана фланец должен быть комнатной температуры.
• Хотя клапаны могут быть установлены в любой форме, плоской или вертикальной, рекомендуется устанавливать их в вертикальном положении. Большие клапаны требуют вертикального расположения для уменьшения веса привода или редуктора. 
• Для небольших клапанов, таких как поворотные затворы с ручным рычагом, подходит любая ориентация установки. 
• Сварочные работы должны быть завершены до установки поворотного затвора.
• Перед установкой клапанов необходимо смыть шлам и остатки отходов в трубопроводе.
• Фланец и клапан должны быть правильно выровнены, чтобы диск мог открываться и закрываться без засорения.
• Необходимо проверить материалы, из которых изготовлены детали поворотного затвора, чтобы убедиться, что они не были повреждены во время транспортировки или хранения.
• Номинальное давление клапана должно соответствовать требованиям.
• Части фланцев труб, соприкасающиеся с клапанами, должны быть чистыми и без остатков.
• Поворотный затвор следует проверить перед прикручиванием фланцев, чтобы предотвратить зацепление диска за трубу.

Техническое обслуживание 

Ниже перечислены основные методы, позволяющие обеспечить эффективную работу и долгий срок службы поворотного затвора.

• Перед началом обслуживания поворотных заслонок давление в трубах должно быть сброшено.
• Если работы проводятся в сухой атмосфере, клапан следует регулярно смазывать.
• Если клапан не используется, его следует регулярно циклировать.
• Процесс снятия клапана должен быть обратным процессу установки.

Что нужно учесть перед покупкой поворотного клапана?

Прежде чем выбрать клапан для покупки, необходимо учесть различные факторы. Поворотные затворы выпускаются различных размеров, типов материалов, номинального давления, стандартов и конструкций. Поэтому выбор подходящего для конкретной операции поворотного затвора должен основываться на этих факторах. 

Ниже мы объясним, как некоторые из этих факторов влияют на выбор поворотного затвора.

Материалы дроссельных заслонок

Нержавеющая сталь

Изготовленная из железа, никеля и хрома, нержавеющая сталь не подвержена ржавчине. Царапины и царапины не могут повредить корпус клапана, поскольку элемент хром в нержавеющей стали предотвращает появление ржавчины, образуя с кислородом защитный слой.

ПВХ

Большинство поворотных затворов изготавливаются из ПВХ. Поворотные затворы из ПВХ не используются в условиях высокого давления. Эти клапаны, несмотря на небольшой вес, имеют прочные и долговечные конструкции.

Чугун

Чугун также широко используется для изготовления поворотных затворов. Благодаря прочной конструкции и проверенной долговечности эти клапаны эффективно работают в различных условиях. В семействе металлов чугун является экономичным вариантом для изготовления поворотных затворов.

Стандарты на поворотные затворы

Для нефтехимических производств и трубопроводов приведенные ниже спецификации определяют размеры и допуски поворотных затворов: 

• API 609, 
• ASME B16.34 (номинальное давление и температура), 
• API 598 (тестирование), 
• ASME B16.5 и 
• ASME B16.47 (фланцевые концы) и 
• ASME B16.25 

Другие промышленные поворотные затворы разработаны с учетом этих спецификаций: 

• MSS SP-67
• BS EN 593
• ISO 5752
• MSS SP-68
• AWWA C504
• API 609

Конструкция поворотных затворов 

Конструкции поворотных затворов были описаны выше, но здесь мы их перечислим: 

• Концентрический поворотный клапанs:
  • Обычно они применяются в операциях по очистке сточных вод, противопожарных системах и системах газоснабжения.
• Эксцентриковые поворотные затворы:
  • Поворотные затворы с нулевым смещением: применяются в зонах с низким давлением и температурой.
  • Двухэксцентриковые поворотные затворы: Обычно применяется в подземных водах.
  • Тройные эксцентриковые поворотные затворыПрименяется в зонах с высокой коррозией, температурой и давлением.

Размеры дроссельных клапанов

Размер клапана - важный фактор, который необходимо учитывать при выборе поворотного затвора. При выборе размера клапана следует обратить внимание на некоторые моменты: 

• тип среды, которой будет управлять клапан, поскольку удельный вес и вязкость влияют на расход среды,
• Максимальное давление и температура на входе и 
• Максимальный перепад давления при максимальной нагрузке,
• Максимальная вместимость 
• Максимальный перепад давления, при котором клапан будет закрыт.

Рабочее давление дроссельного клапана

Условия эксплуатации поворотных затворов измеряются двумя способами: Номинальное давление корпуса и номинальное давление закрытия.

Номинальное давление корпуса

Это объясняет, как давление шток дроссельного клапана и корпус могут выдержать без поломок. Номиналы зависят от производителя. Некоторые распространенные рейтинги таковы: 

• WOG: Это номинальное давление для клапанов при комнатной температуре.
• Холодное рабочее давление (Cold Working Pressure, CWP): Это номинальное давление для клапанов в диапазоне от -20 до -100F.
• Номинальное давление (PN): Это номинальное значение PSI, которое указывают некоторые производители.

Номинальное давление закрытия

Это максимальный перепад через диск, который может выдержать клапан при номинальном разрушении седла.

Заключение

В этой статье мы расскажем обо всем, что вам нужно знать о поворотных затворах, включая их назначение, детали, требования к установке и обслуживанию, а также о том, что нужно учитывать перед покупкой промышленного поворотного затвора.

Домборная арматура является промышленным производитель поворотных затворов которая предлагает высококачественные клапанные решения, отвечающие требованиям рынка. Благодаря 20-летнему опыту производства мы специализируемся на создании клапанов, которые работают в любых условиях. Поэтому связаться с сегодня!