Запорный клапан в основном используется для регулирования и остановки потока жидкости по трубопроводу. Он отличается от таких клапанов, как шаровые краны и задвижки, тем, что специально разработан для управления потоком жидкости и не ограничивается только перекрытием. Запорный клапан получил такое название благодаря тому, что корпус старой конструкции имеет сферическую форму и может быть разделен на две полусферы, разделенные экватором, где поток меняет направление. Внутренние элементы запорного седла обычно не сферические (например, шаровые краны), а чаще имеют плоскую, полусферическую или пробковую форму. Запорные клапаны в открытом положении ограничивают поток жидкости сильнее, чем задвижки или шаровые краны, что приводит к большему падению давления. Запорные клапаны имеют три основные конфигурации корпуса, некоторые из которых используются для снижения падения давления на клапане. Информацию о других клапанах см. в нашем руководстве покупателя клапанов.

Конструкция клапана

Запорный клапан состоит из трех основных частей:корпус и седло клапана, тарелка и шток клапана, сальник и крышка. В процессе эксплуатации вращайте резьбовой шток через маховик или привод клапана, чтобы поднять диск клапана над седлом. Канал жидкости через клапан имеет Z-образную форму, что позволяет жидкости контактировать с головкой диска клапана. Это отличается от задвижек, где жидкость направлена перпендикулярно задвижке. Такую конфигурацию иногда называют клапаном с Z-образным корпусом или T-образным корпусом. Входное и выходное отверстия расположены на одной линии.

Другие конфигурации включают угловые и Y-образные конфигурации. В угловом запорном клапане выходное отверстие расположено под углом 90° к входному, а поток жидкости протекает по L-образному каналу. В Y-образной конфигурации корпуса клапана шток клапана входит в корпус клапана под углом 45°, при этом входное и выходное отверстия остаются на одной линии, как и в трёхходовом режиме. Сопротивление потоку в угловой конфигурации меньше, чем в Т-образной, а сопротивление в Y-образной конфигурации меньше. Трёхходовые клапаны являются наиболее распространёнными из трёх типов.

Уплотнительный диск обычно имеет коническую форму для установки на седло клапана, но можно использовать и плоский диск. При небольшом открытии клапана жидкость равномерно обтекает диск, что приводит к равномерному распределению износа на седле клапана и диске. Таким образом, клапан работает эффективно при уменьшении расхода. Обычно поток направлен к штоку клапана, но в условиях высокой температуры (пар), когда корпус клапана охлаждается и сжимается, поток часто меняет направление, чтобы поддерживать герметичность диска клапана. Клапан может регулировать направление потока, используя давление для закрытия (поток над диском) или открытия (поток под диском), что позволяет клапану работать в режиме аварийного закрытия или аварийного открытия.

Уплотнительный диск или заглушкаОбычно направляется к седлу клапана через клетку для обеспечения надёжного контакта, особенно в условиях высокого давления. В некоторых конструкциях используется седло клапана, и уплотнение со стороны штока клапана пресс-формы диска упирается в седло клапана, сбрасывая давление на сальник при полном открытии клапана.

В зависимости от конструкции уплотнительного элемента, запорный клапан может быстро открываться несколькими поворотами штока клапана для быстрого открытия потока (или закрываться для остановки потока), или постепенно открываться несколькими поворотами штока клапана для обеспечения более регулируемого потока через клапан. Хотя заглушки иногда используются в качестве уплотнительных элементов, их не следует путать с пробковыми клапанами, представляющими собой устройства с поворотом на четверть оборота, аналогичные шаровым кранам, в которых для остановки и открытия потока используются заглушки вместо шариков.

приложение

Запорная арматура используется для остановки и регулирования работы очистных сооружений, электростанций и технологических установок. Она применяется в паропроводах, контурах охлаждения, системах смазки и т. д., где регулирование расхода жидкости, проходящей через клапаны, играет важную роль.

Для корпуса запорного клапана обычно выбирают чугун или латунь/бронзу в системах низкого давления, а для систем высокого давления и температуры – кованую углеродистую или нержавеющую сталь. Указанный материал корпуса клапана обычно включает все детали, работающие под давлением, а «затвор» относится к деталям, не связанным с корпусом клапана, включая седло клапана, диск и шток. Больший размер определяется классом давления по ASME, и заказываются стандартные болты или приварные фланцы. Подбор размера запорного клапана требует больше усилий, чем подбор размера некоторых других типов клапанов, поскольку перепад давления на клапане может представлять проблему.

Конструкция с выдвижным штоком является наиболее распространённой в запорных клапанах, но встречаются и клапаны с невыдвижным штоком. Крышка обычно крепится болтами и легко снимается при внутреннем осмотре клапана. Седло и диск клапана легко заменяются.

Запорные клапаныОбычно они автоматизированы с помощью пневматических поршневых или мембранных приводов, которые воздействуют непосредственно на шток клапана, перемещая диск в нужное положение. Поршень/мембрана может быть подпружинен для открытия или закрытия клапана при потере давления воздуха. Также используется электрический поворотный привод.