1 Ключевые моменты выбора клапана

1.1 Уточнить назначение клапана в оборудовании или устройстве

Определите условия работы клапана: характер применяемой среды, рабочее давление, рабочая температура и метод управления работой и т. д.;

1.2 Правильно выбирайте тип клапана

Правильный выбор типа клапана основан на полном понимании проектировщиком всего производственного процесса и условий эксплуатации. При выборе типа клапана проектировщик должен сначала изучить конструктивные характеристики и характеристики каждого клапана;

1.3 Определить торцевое присоединение клапана

Среди резьбовых соединений, фланцевых соединений и торцевых соединений под сварку чаще всего используются первые два. Резьбовые клапаны – это в основном клапаны с номинальным диаметром менее 50 мм. Если размер диаметра слишком велик, монтаж и герметизация соединения сильно затрудняются. Клапаны с фланцевым соединением удобнее устанавливать и разбирать, но они тяжелее и дороже резьбовых, поэтому подходят для соединений труб различного диаметра и давления. Сварные соединения подходят для условий тяжелых нагрузок и более надежны, чем фланцевые соединения. Однако разобрать и переустановить клапаны, соединенные сваркой, сложно, поэтому его использование ограничивается случаями, когда он обычно может надежно работать в течение длительного времени или условия использования суровы и температура высока;

1.4 Выбор материалов клапана

Помимо учета физических свойств (температура, давление) и химических свойств (коррозионная активность) рабочей среды, при выборе материалов корпуса клапана, внутренних деталей и уплотняющая поверхность. Кроме того, следует ссылаться на соответствующие правила государства и отдела пользователя. Правильный и разумный выбор материалов клапана может обеспечить наиболее экономичный срок службы и наилучшие характеристики клапана. Порядок выбора материалов корпуса клапана: чугун-углеродистая сталь-нержавеющая сталь, порядок выбора материалов уплотнительных колец: резина-медный сплав-сталь-Ф4;

1.5 Другие

Кроме того, следует определить скорость потока и уровень давления жидкости, протекающей через клапан, и выбрать соответствующий клапан, используя существующую информацию (например, каталоги клапанной продукции, образцы клапанной продукции и т. д.).

2 Знакомство с обычными клапанами

Существует много типов клапанов, и разновидности сложны. Основными типами являютсязадвижки, запорная арматура, дроссельные клапаны,дисковые затворы, пробковые клапаны, шаровые краны, электрические клапаны, мембранные клапаны, обратные клапаны, предохранительные клапаны, редукционные клапаны,конденсатоотводчики и аварийно-запорная арматура,среди которых обычно используются задвижки, запорные клапаны, дроссельные клапаны, пробковые клапаны, дроссельные клапаны, шаровые клапаны, обратные клапаны и мембранные клапаны.

2.1 Задвижка

Задвижка - это клапан, открывающий и закрывающий корпус которого (тарелка клапана) приводится в движение штоком клапана и перемещается вверх и вниз вдоль уплотнительной поверхности седла клапана, что может соединять или перекрывать проход жидкости. По сравнению с запорным клапаном, задвижка имеет лучшие характеристики уплотнения, меньшее сопротивление жидкости, меньшее усилие при открытии и закрытии, а также имеет определенные характеристики регулировки. Это один из наиболее часто используемых запорных клапанов. Недостатками являются большие размеры, более сложная конструкция, чем у запорного клапана, легкий износ уплотнительной поверхности, сложность обслуживания. Обычно он не подходит для троттлинга. В зависимости от положения резьбы на штоке задвижки ее можно разделить на два типа: тип с выдвижным штоком и тип со скрытым штоком. По конструктивным характеристикам пластину ворот ее можно разделить на два типа: клиновую и параллельную.

2.2 Запорный клапан

Запорный клапан представляет собой закрывающийся вниз клапан, в котором открывающаяся и закрывающаяся части (диск клапана) приводятся в движение штоком клапана вверх и вниз вдоль оси седла клапана (уплотняющей поверхности). По сравнению с задвижкой он имеет хорошие характеристики регулировки, плохую герметичность, простую конструкцию, удобство изготовления и обслуживания, большое сопротивление жидкости и низкую цену. Это широко используемый запорный клапан, обычно используемый для трубопроводов среднего и малого диаметра.

2.3 Шаровой кран

Открывающаяся и закрывающаяся части шарового крана представляют собой сферы с круглыми сквозными отверстиями, и сфера вращается вместе со стержнем клапана, обеспечивая открытие и закрытие клапана. Шаровой кран имеет простую конструкцию, быстрое переключение, удобное управление, небольшой размер, легкий вес, небольшое количество деталей, небольшое сопротивление жидкости, хорошее уплотнение и простоту обслуживания.

2.4 Дроссельный клапан

За исключением тарелки клапана, дроссельная заслонка имеет в основном ту же конструкцию, что и запорный клапан. Диск клапана является дросселирующим компонентом, и разные формы имеют разные характеристики. Диаметр седла клапана не должен быть слишком большим, поскольку высота его отверстия мала и скорость потока среды увеличивается, тем самым ускоряя эрозию тарелки клапана. Дроссельная заслонка имеет небольшие размеры, небольшой вес и хорошие характеристики регулировки, но точность регулировки невысока.

2.5 Пробковый клапан

В плунжерном клапане в качестве открывающейся и закрывающей части используется корпус плунжера со сквозным отверстием, а корпус плунжера вращается вместе со штоком клапана для открытия и закрытия. Пробковый клапан имеет простую конструкцию, быстрое открытие и закрытие, простоту в эксплуатации, небольшое сопротивление жидкости, небольшое количество деталей и легкий вес. Пробковые клапаны доступны в прямоточном, трехходовом и четырехходовом исполнении. Прямоточные плунжерные клапаны используются для перекрытия среды, а трехходовые и четырехходовые плунжерные клапаны используются для изменения направления среды или ее отклонения.

2.6 Дроссельный клапан

Дроссельный клапан представляет собой дроссельную заслонку, которая вращается на 90° вокруг фиксированной оси в корпусе клапана, выполняя функцию открытия и закрытия. Дроссельный клапан имеет небольшие размеры, легкий вес, простую конструкцию и состоит всего из нескольких частей.

Его можно быстро открыть и закрыть, повернув на 90 °, и он прост в эксплуатации. Когда дроссельная заслонка находится в полностью открытом положении, толщина дроссельной заслонки является единственным сопротивлением при прохождении среды через корпус клапана. Таким образом, падение давления, создаваемое клапаном, очень мало, поэтому он имеет хорошие характеристики регулирования потока. Поворотные затворы делятся на два типа уплотнения: эластичное мягкое уплотнение и металлическое жесткое уплотнение. В клапанах с эластичным уплотнением уплотнительное кольцо может быть встроено в корпус клапана или прикреплено к периферии дроссельной заслонки. Он обладает хорошими герметизирующими характеристиками и может использоваться для дросселирования, а также для трубопроводов среднего вакуума и агрессивных сред. Клапаны с металлическими уплотнениями обычно имеют более длительный срок службы, чем клапаны с эластичными уплотнениями, но добиться полной герметизации сложно. Они обычно используются в тех случаях, когда расход и падение давления сильно различаются и требуется хорошая производительность дросселирования. Металлические уплотнения могут адаптироваться к более высоким рабочим температурам, в то время как эластичные уплотнения имеют недостаток, заключающийся в ограничении температуры.

2.7 Обратный клапан

Обратный клапан — это клапан, который может автоматически предотвращать обратный поток жидкости. Диск клапана обратного клапана открывается под действием давления жидкости, и жидкость перетекает со стороны входа на сторону выхода. Когда давление на впускной стороне ниже, чем на выпускной стороне, диск клапана автоматически закрывается под действием таких факторов, как разница давлений жидкости и собственная сила тяжести, чтобы предотвратить обратный поток жидкости. По конструктивной форме он делится на подъемный обратный клапан и поворотный обратный клапан. Подъемный обратный клапан имеет лучшую герметизацию, чем поворотный обратный клапан, и большее сопротивление жидкости. Для всасывающего патрубка всасывающей трубы насоса следует выбрать донный клапан. Его функция: заполнить впускную трубу насоса водой перед запуском насоса; поддерживать впускную трубу и корпус насоса заполненными водой после остановки насоса при подготовке к его повторному запуску. Приемный клапан обычно устанавливается только на вертикальной трубе на входе насоса, и среда течет снизу вверх.

2.8 Мембранный клапан

Открывающаяся и закрывающаяся часть мембранного клапана представляет собой резиновую диафрагму, которая зажата между корпусом клапана и крышкой клапана.

Выступающая часть диафрагмы закреплена на стержне клапана, а корпус клапана облицован резиной. Поскольку среда не попадает во внутреннюю полость клапанной крышки, стержень клапана не нуждается в сальнике. Мембранный клапан имеет простую конструкцию, хорошие характеристики уплотнения, простоту обслуживания и низкое сопротивление жидкости. Мембранные клапаны делятся на переливные, прямоточные, прямоугольные и постоянного тока.

3 Общие инструкции по выбору клапана

3.1 Инструкция по выбору задвижки

Как правило, в первую очередь следует выбирать задвижки. Помимо пара, масла и других сред, задвижки также подходят для сред, содержащих сыпучие твердые вещества и высокую вязкость, а также подходят для клапанов систем вентиляции и низкого вакуума. Для сред с твердыми частицами корпус задвижки должен иметь одно или два продувочных отверстия. Для низкотемпературных сред следует выбирать специальную низкотемпературную задвижку.

3.2 Инструкции по выбору запорного клапана

Запорный клапан подходит для трубопроводов с низкими требованиями к гидравлическому сопротивлению, то есть потеря давления не считается большой, а также трубопроводов или устройств с высокотемпературными и высоконапорными средами. Подходит для трубопроводов пара и других сред DN < 200 мм; в небольших клапанах могут использоваться запорные клапаны, такие как игольчатые клапаны, измерительные клапаны, клапаны для отбора проб, клапаны манометров и т. д.; запорная арматура имеет регулировку расхода или давления, но точность регулирования невысокая, а диаметр трубопровода относительно небольшой, поэтому следует выбирать запорную арматуру или дроссельную арматуру; для высокотоксичных сред следует выбирать запорную арматуру с сильфонным уплотнением; однако запорные клапаны не следует использовать для сред с высокой вязкостью и средами, содержащими легко осаждающиеся частицы, а также не следует использовать их в качестве выпускных клапанов и клапанов для систем с низким вакуумом.

3.3 Инструкции по выбору шарового крана

Шаровые краны подходят для сред с низкой температурой, высоким давлением и высокой вязкостью. Большинство шаровых кранов могут использоваться в средах со взвешенными твердыми частицами, а также могут использоваться для порошкообразных и гранулированных сред в соответствии с требованиями к материалу уплотнения; полноканальные шаровые краны не подходят для регулирования расхода, но подходят в случаях, когда требуется быстрое открытие и закрытие, что удобно для аварийного отключения при авариях; шаровые краны обычно рекомендуются для трубопроводов со строгими герметизирующими характеристиками, износом, усадочными каналами, быстрым открытием и закрытием, отсечкой при высоком давлении (большая разница давлений), низким уровнем шума, явлением газификации, малым рабочим крутящим моментом и малым сопротивлением жидкости; шаровые краны подходят для легких конструкций, отсекания низкого давления и агрессивных сред; шаровые краны также являются наиболее идеальными клапанами для низкотемпературных и сильнохолодных сред. Для трубопроводных систем и устройств для низкотемпературных сред следует выбирать низкотемпературные шаровые краны с клапанными крышками; При использовании кранов с плавающим шаром материал седла клапана должен выдерживать нагрузку от шара и рабочей среды. Шаровые краны большого диаметра требуют большего усилия во время работы, а шаровые краны DN≥200 мм должны использовать червячную передачу; фиксированные шаровые краны подходят для случаев с большим диаметром и более высоким давлением; Кроме того, шаровые краны, применяемые на трубопроводах высокотоксичных технологических материалов и легковоспламеняющихся сред, должны иметь несгораемые и антистатические конструкции.

3.4 Инструкции по выбору дроссельной заслонки

Дроссельные клапаны подходят для случаев с низкой температурой среды и высоким давлением, а также подходят для деталей, которым необходимо регулировать поток и давление. Они не подходят для сред с высокой вязкостью и содержанием твердых частиц, а также для запорных клапанов.

3.5 Инструкции по выбору пробкового клапана

Пробковые клапаны подходят для случаев, когда требуется быстрое открытие и закрытие. Они, как правило, не подходят для пара и высокотемпературных сред. Они используются для сред с низкой температурой и высокой вязкостью, а также подходят для сред со взвешенными частицами.

3.6 Инструкции по выбору дискового затвора

Поворотные затворы подходят для случаев, когда требуется большой диаметр (например, DN﹥600 мм) и небольшая конструктивная длина, а также случаи, когда требуется регулирование расхода и быстрое открытие и закрытие. Обычно они используются для таких сред, как вода, масло и сжатый воздух с температурой ≤80℃ и давлением ≤1,0 МПа; поскольку дисковые затворы имеют относительно большую потерю давления по сравнению с задвижками и шаровыми кранами, дисковые затворы подходят для трубопроводных систем с небольшими требованиями к потере давления.

3.7 Инструкции по выбору обратного клапана

Обратные клапаны обычно подходят для чистых сред и не подходят для сред, содержащих твердые частицы и высокой вязкости. При Ду≤40мм целесообразно использовать подъемный обратный клапан (допускается установка только на горизонтальных трубах); при DN＝50～400 мм рекомендуется использовать подъемный обратный клапан (может устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных трубах. При установке на вертикальной трубе направление потока среды должно быть снизу вверх); при Ду≥450мм целесообразно использовать буферный обратный клапан; при DN＝100～400 мм также можно использовать межфланцевый обратный клапан; Поворотный обратный клапан может быть изготовлен для очень высокого рабочего давления, PN может достигать 42 МПа, и может применяться к любой рабочей среде и любому диапазону рабочих температур в зависимости от различных материалов корпуса и уплотнений. Средой является вода, пар, газ, коррозионная среда, масло, лекарства и т. д. Диапазон рабочих температур среды составляет -196～800℃.

3.8 Инструкции по выбору мембранного клапана

Мембранные клапаны подходят для масла, воды, кислых сред и сред, содержащих взвешенные вещества, с рабочей температурой менее 200 ℃ и давлением менее 1,0 МПа, но не для органических растворителей и сильных окислителей. Мембранные клапаны водосливного типа подходят для абразивных гранулированных сред. Таблицу расходных характеристик следует использовать для выбора мембранных клапанов переливного типа. Прямоточные мембранные клапаны подходят для вязких жидкостей, цементных растворов и осадочных сред. За исключением особых требований, мембранные клапаны не следует использовать на вакуумных трубопроводах и вакуумном оборудовании.