Изучение преимуществ и недостатков 5 основных типов клапанов

Существует множество типов клапанов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Ниже мы перечислим преимущества и недостатки пяти основных видов арматуры, включая задвижки, бабочки, шаровые краны, шаровые краны и пробковые краны. Мы надеемся, что это будет полезно для вас.

Задвижка

Задвижка - это тип арматуры, в которой запорный элемент (затвор) перемещается перпендикулярно оси прохода. В основном она используется в трубопроводах для перекрытия среды, то есть в полностью открытом или полностью закрытом состоянии. Как правило, задвижки не могут использоваться для регулирования потока.

Они могут применяться как при низких температурах, так и при высоких температурах и высоком давлении, и могут быть изготовлены из различных материалов. Однако задвижки, как правило, не используются в трубопроводах, транспортирующих суспензию и другие среды.

Преимущества:

① Низкое сопротивление жидкости;

② Требуется меньший крутящий момент для открытия и закрытия;

③ Может использоваться в кольцевых сетях, где среда течет в двух направлениях, что означает, что поток среды не ограничен;

④ В полностью открытом состоянии уплотнительная поверхность меньше подвержена эрозии рабочей средой, чем у шарового клапана;

⑤ Имеет относительно простую конструкцию корпуса и лучшую технологичность производства;

⑥ Имеет относительно небольшую длину структуры.

Недостатки:

① Размеры и высота проема относительно велики, и требуемое пространство для установки также велико;

② Относительное трение уплотнительной поверхности при открывании и закрывании может привести к значительному износу, а при работе при высоких температурах - к появлению царапин;

③ Как правило, задвижки имеют две уплотнительные поверхности, что усложняет обработку, шлифовку и обслуживание;

④ Длительное время открытия и закрытия.

Заслонка

Клапан-бабочка - это тип клапана, в котором используется круглый дискообразный запорный элемент для открытия, закрытия и регулирования каналов для жидкости путем поворота вперед-назад примерно на 90 градусов.

Преимущества:

① Имеет простую конструкцию, небольшие размеры, малый вес, низкий расход материалов и подходит для использования в клапанах большого диаметра;

② Быстро открывается и закрывается, имеет низкое сопротивление потоку;

③ Может использоваться для сред, содержащих взвешенные твердые частицы, а в зависимости от прочности уплотнительной поверхности, может также использоваться для порошкообразных и гранулированных сред. Может использоваться для двунаправленного открытия и закрытия и регулирования трубопроводов вентиляции и пылеудаления, широко применяется в газопроводах и водоводах металлургии, легкой промышленности, электроэнергетики и нефтехимических систем.

Недостатки:

① Диапазон регулировки расхода невелик. Когда открытие достигает 30%, расход будет выше 95%;

② Из-за ограничений, связанных с конструкцией клапана и материалом уплотнения, он не подходит для использования в трубопроводных системах с высокой температурой и высоким давлением. Как правило, рабочая температура составляет менее 300°C, а PN40 или меньше;

③ Уплотнительные характеристики относительно низкие по сравнению с шаровыми кранами и шаровыми кранами, поэтому они подходят для использования в местах, где требования к уплотнению не очень высоки.

Шаровой клапан

Шаровой кран произошел от плунжерного клапана. Его запорный элемент представляет собой сферу, которая вращается на 90 градусов вокруг оси штока клапана для обеспечения открытия и закрытия.

Шаровые краны в основном используются в трубопроводах для отсечения, распределения и изменения направления потока среды. Шаровые краны с V-образными отверстиями также обладают хорошими функциями регулировки потока.

Преимущества:

① Имеет самое низкое сопротивление потоку (фактически 0);

② При работе не заклинивает (без смазки), поэтому его можно надежно использовать в агрессивных средах и низкокипящих жидкостях;

③ Обеспечивает полную герметичность в широком диапазоне давления и температуры;

④ Обеспечивает быстрое открытие и закрытие, время открытия и закрытия некоторых конструкций составляет всего 0,05-0,1 с, что позволяет использовать его в системах автоматизации испытательных стендов. При работе быстро открывающихся и закрывающихся клапанов не возникает никаких последствий;

⑤ Закрывающий элемент в форме шара может автоматически позиционироваться в граничном положении;

⑥ Рабочая среда надежно герметизирована с обеих сторон;

⑦ При полном открытии и полном закрытии уплотнительная поверхность шара и седла клапана изолирована от среды, поэтому высокоскоростная среда, проходящая через клапан, не вызывает эрозии уплотнительной поверхности;

⑧ Имеет компактную структуру и малый вес, и может считаться наиболее рациональной конструкцией клапана для систем с низкотемпературной средой;

⑨ Корпус клапана симметричен, особенно сварная конструкция корпуса клапана, которая может выдержать нагрузку от колодца трубопровода;

⑩ Закрывающий элемент может выдерживать большой перепад давления при закрытии.

⑪ Цельносварные шаровые краны могут быть непосредственно заглублены под землю, благодаря чему внутренние компоненты крана не подвержены коррозии под водой. Наибольший срок службы может достигать 30 лет, что делает его наиболее идеальным краном для нефте- и газопроводов.

Недостатки:

① Поскольку основным материалом уплотнительного кольца шарового крана является политетрафторэтилен, он инертен практически ко всем химическим веществам и обладает такими комплексными характеристиками, как низкий коэффициент трения, стабильная работа, не подвержен старению, широкий температурный диапазон и отличные уплотнительные характеристики.

Однако физические свойства политетрафторэтилена, включая более высокий коэффициент расширения, чувствительность к низким скоростям потока и плохую теплопроводность, требуют, чтобы конструкция уплотнения седла основывалась на этих характеристиках.

Поэтому, когда уплотнительный материал становится твердым, надежность уплотнения снижается.

Кроме того, уровень термостойкости политетрафторэтилена относительно низок, и его можно использовать только при температуре ниже 180°C. При превышении этой температуры уплотнительный материал стареет. Если рассматривать долгосрочное использование, то, как правило, он применяется только при температуре ниже 120°C.

② Его регулировочные характеристики относительно хуже, чем у шарового клапана, особенно для пневматических (или электрических) клапанов.

Запорный клапан

Запорный клапан: относится к клапанам, которые закрываются путем перемещения запорного элемента (тарелки клапана) вдоль центральной линии седла клапана.

В соответствии с формой движения тарелки клапана, изменение открытия седла клапана пропорционально ходу тарелки клапана.

Поскольку ход открытия или закрытия штока этого типа клапана относительно короткий, и он обладает очень надежной функцией резания, а изменение открытия седла клапана пропорционально ходу тарелки клапана, он очень хорошо подходит для регулирования потока.

Поэтому этот тип клапана очень удобен для использования в качестве отсечного, регулирующего и дроссельного клапана.

Преимущества:

① В процессе открытия и закрытия сила трения между тарелкой клапана и уплотнительной поверхностью корпуса клапана меньше, чем у задвижки, поэтому она является износостойкой.

② Высота открытия обычно составляет всего 1/4 канала седла клапана, поэтому она гораздо меньше, чем у задвижек.

③ На корпусе и тарелке клапана обычно имеется только одна уплотнительная поверхность, поэтому процесс изготовления клапана лучше и проще в обслуживании.

④ Поскольку набивка обычно представляет собой смесь асбеста и графита, ее уровень термостойкости выше. Шаровые клапаны обычно используются в паровых клапанах.

Недостатки:

① Из-за изменения направления потока среды через клапан минимальное сопротивление потоку у шарового клапана выше, чем у большинства других типов клапанов.

② Из-за длинного хода скорость открытия медленнее, чем у шарового крана.

Плунжерный клапан

Плунжерный клапан - это тип клапана, в котором запорный элемент имеет форму цилиндра, который вращается. Это клапан, который открывается и закрывается путем поворота на 90°, чтобы соединить или разъединить каналы на плунжере с каналами в корпусе клапана.

Затвор может иметь форму цилиндра или конуса. Принцип его работы аналогичен принципу работы шарового крана, разработанного на основе плунжерного клапана, и в основном используется при разработке нефтяных месторождений и нефтепереработке.

Преимущества:

1. Быстрое и простое управление для частого использования.
2. Низкое сопротивление жидкости.
3. Простая конструкция, относительно небольшие размеры и малый вес, простота в обслуживании.
4. Хорошая герметичность.
5. Направление потока среды может быть изменено независимо от направления установки клапана.
6. Отсутствие вибрации и низкий уровень шума.

Недостатки:

1. Большой размер клапанной крышки приводит к высокому крутящему моменту и меньшей гибкости.
2. Вес и размер корпуса ограничивают его использование.
3. В практическом применении для клапанов большого размера необходимо использовать перевернутую конструкцию пробки, что может легко повлиять на эффект уплотнения.