שסתום סולנואיד או שסתום פנאומטי: באיזה מהם לבחור? תכונות, הבדלים, מגבלות תפעוליות

סוגי שסתומי בקרה

בשל תכונות העיצוב שלהם, שסתומי הבקרה דומים מאוד לשסתומי כיבוי. לכן, לעתים קרובות יש לאלמנטים אלה את אותו שם המותג. התקני ויסות מחולקים לשני סוגים:

• צמצום, הפועל להפחתת הלחץ של מדיום העבודה;
• כיבוי ויסות.

עכשיו לגבי סוגי שסתומי הבקרה. הסוג הנפוץ ביותר נחשב לשסתומי בקרה, המחולקים גם למספר תת-מינים:

• מחסומים;
• פינה;
• ערבוב, עם עיצוב משולש.

שאר סוגי התקני הבקרה כוללים שסתומי כיבוי ובקרה, מווסת לחץ בפעולה ישירה וווסת ​​מפלסים.

כל המכשירים הללו מתוארים בפירוט רב יותר להלן.

בחירת עיצוב שסתום בקרה

הבחירה בעיצוב שסתום הבקרה תלויה בעיקר בתכונות הטמפרטורה, הלחץ והנוזל. נעשה שימוש נרחב במסתמי הגלובוס החד-צדדיים היושבים במיקום יחיד.

עבור קטרים ​​נומינליים גדולים או לחצים דיפרנציאליים גבוהים, שסתומים בישיבה כפולה הם אלטרנטיבה לשסתומים מאוזנים בלחץ יחיד.

בטמפרטורות "סטנדרטיות", פיתרון תכנון יעיל הוא בלוטה קפיצית הדוקה בעצמה. דרישות מיוחדות מוצבות על שסתומים הפועלים בטמפרטורות גבוהות ונמוכות מאוד. במקרה הראשון, לבידוד תרמי טוב יותר של השסתומים, ניתן להשתמש בסנפירי קירור מיוחדים למניעת עליית יתר בטמפרטורה באזור אטם הבלוטות.

בטמפרטורות קריוגניות יש לספק הגנה מפני כפור לבלוטת האריזה.

בסביבות עבודה מזוהמות מאוד, נסו להימנע ממבני רשת.

שסתומי זווית מתאימים היטב לתקשורת שוחקת כדי להבטיח שהם נפלטים ללא הפרעה. אם הם עשויים מחומרים עמידים בפני שחיקה, חיי השירות שלהם יהיו ארוכים למדי גם בתנאים קיצוניים.

חלק חשוב בתכנון הוא החיבור לצינור. לרוב משתמשים בחיבורים אוגנים, מרותכים או מוברגים. הנפוצים ביותר הם אוגנים. מרותכים משמשים בעיקר בקווי לחץ גבוה למעגלי מים וקיטור. היתרונות של מפרקים מרותכים הם הידוק. החיסרון הוא יכולת תחזוקה מוגבלת ועלות ייצור גבוהה יותר.

תכונות של הפעלת שסתומי בקרה

שסתומי בקרה, כאמור קודם, הם מהסוגים הנפוצים ביותר של התקני כיבוי. תפקידם העיקרי הוא לשנות את לחץ המדיום שעובר במערכת צינורות מסוימת. היקף המכשירים הללו:

• מערכות אינסטלציה;
• מערכות אספקת גז;
• כבישים מהירים שנועדו להעביר מוצרי נפט וחומרים גזים.

החומר המשמש לייצור אביזרים אלה יכול להיות מגוון: פליז, ברזל יצוק, פלדה, סגסוגות סגסוגת גבוהה. הבחירה בגרסה מסוימת תלויה במערכת הצנרת ובסביבה בה.

כל שסתומי הבקרה מחולקים לשני סוגים בהתאם למאפייני עבודתם:

• עם כונן ידני, שבו השליטה מתבצעת באמצעות גלגל יד מובנה במיוחד, אשר, אם יש צורך, חייב להיות מסובב במו ידיך.עבור צינורות עם פרמטרים גדולים, אפשרות זו אינה משמשת כמעט מכיוון שהפעלת מכשיר הוויסות דורשת מאמצים משמעותיים;
• עם שליטה אוטומטית, כאשר העבודה מתבצעת עקב הכונן ההידראולי, הפנאומטי או החשמלי המובנה. כדי להבטיח תפעול בזמן של התריס, מכשיר הוויסות כולל חיישנים המודדים את הלחץ הקיים במערכת.

יש גם סיווג של שסתומי בקרה בהתאם לצורתם:

• מחסומים מותקנים על צינור ישר ואינם משפיעים על כיוון המדיום בשום צורה שהיא;
• זוויתי משנה את כיוון המדיום, ומכאן הצינור עצמו ב 90˚;
• צינורות ערבוב כוללים בעיצובם 3 צינורות ענפים, שהם שני אמצעי עבודה בזרימה משותפת.

עקרון תפעול ותכנון

שסתומי בקרה דו כיווניים. תלוי בכיוון הזרימה של המדיום. מחסומים מותקנים על חלקים ישרים של הצינור, זוויתיים, בהתאמה, באותם מקומות בהם יש צורך בסיבוב של הצינור.

שסתומי בקרה תלת-כיווניים, במקביל לפונקציית הבקרה, מבצעים את משימת הערבוב או חלוקת הזרמים של מדיום העבודה, ככלל, סוג זה של שסתום בקרה כולל שלושה חרירי יציאת כניסה, תלוי במטרה.

המכשיר ועקרון הפעולה של שסתום הגלובוס הדו-כיווני

המכשיר הראשי הוא גוף עם קידוח שנמצא בתוכו, מערכת קיבוע בצינור ומנגנון בקרה ממוקמים על הגוף, בדרך כלל בוכנה או שסתום החלקה. התריס, בגלל שינוי במיקומו ביחס לחור דרך, משנה את שטחו, ובכך מכוון את עוצמת המדיום העוברת העוברת בו.

האבזור מחולק לפי דרכי ההתאמה. תלוי בסוג התקן התריס:

• אוּכָּף;
• זולוטניקובה;
• קְרוּם;
• מְשׁוּבָּץ.

ניתן לכוונן את המנגנון באופן ידני, על ידי פעולה על המוט, או באמצעות מערכת בקרה חיצונית.

על שסתום הבקרה התלת-כיווני מוטל המשימה לחלק או לערבב את זרימת אמצעי העבודה. הוא משמש לרוב במערכות חימום.

מבחינה מבנית, סוג זה של מכשיר מורכב ממרכב מתכת עם שלוש חרירים. מבלבל פנימי עם שני חורים קואקסיאליים, אחד לכל צינור ענף. מנגנון כיבוי המחובר לגבעול הניתן לניהול יכול לווסת את לחץ זרימת הנוזל העובר בכל חור, ובכך לווסת את הלחצים בשקע אחד או שניים.

ניתן לשלוט על שסתום הבקרה באופן ידני או אוטומטי, בהתאם למצב המערכת. במקרה זה, מותקן ציוד כונן לבקרת שסתום הבקרה: מפעיל תרמוסטטי, משנה את מאפייני מצב מדיום העבודה, שולט בטמפרטורה ולחץ. בנוסף, סוגים אחרים של כונן משמשים, למשל, אלקטרומגנטיים.

עקרון הפעולה של שסתומי כיבוי ובקרה

המטרה העיקרית של שסתומי בקרת עצירה היא לשלוט על אמצעי העבודה בצינור ולשנות את קצב הזרימה שלו. ניתן להשתמש בשסתום בקרה זה במערכות הבאות:

• רשתות חימום ומים חמים;
• נקודות חימום מרכזיות ואינדיבידואליות;
• מערכת אוורור.

עבור כל אחד מהתנאים, יש סוג מסוים של ביצועים ואת החומר המשמש.

שסתומי גלובוס הם מכשירי בקרה אוניברסליים. זאת בשל העובדה שהם לא רק שולטים בקצב הזרימה של המדיום המשמש בצנרת, אלא גם מבצעים פונקציית כיבוי שיכולה לכבות לחלוטין את הזרימה.

הבה נבחן את עקרון הפעולה של שסתומי כיבוי ובקרה: בתוך הגוף, אלמנט הכיבוי נע עקב סיבוב הגזע, שמופעל במו ידיו או בעזרת הכונן המסופק . מאפיין של מכשיר ויסות זה הוא נוכחות של אטימה, שבגללה, כאשר מורידים את הגבעול, המערכת אטומה לחלוטין.

לשסתומי כיבוי ובקרה מספר יתרונות, החשובים שבהם הם קלות שימוש ותחזוקה, אמינות בתפעול. התקנת התקני בקרה אפשרית לא רק בצינורות סטנדרטיים, אלא גם בכבישים מהירים עם זוויות ועיקולים לא סטנדרטיים. בנוסף, הם משמשים לעתים קרובות לעבודה בסביבות אגרסיביות.

שסתום ─ שם עצם

אם למילה "אבזור" מקור לטיני, אז "שסתום" הגיע לרוסית מגרמנית, שבה, עוד לפני הופעת השסתומים כמכשיר טכני, פירושו כיסוי (בגרמנית: Klappe). בלשנים אפילו קוראים לזמן המדויק - המאה XVIII. המאפיין של שסתום לפתיחה ולסגירת מעבר לסביבה כלשהי מהווה אישור ישיר לקשר הדם שלו עם מכסה הפותח וסוגר.

שם העצם "שסתום" משמש לא רק באביזרי צנרת. מסתמי הלב מווסתים את זרימת הדם, שסתומי כלי הנשיפה - זרימת האוויר מהריאות, והופכים לצלילי מוזיקה. שסתומים נמצאים במגוון רחב של מכשירים טכניים - משאבות, מדחסים וכו '. השסתום מכסה פתח במעיל או בכיס המעיל.

שסתומים הם הסוג הנפוץ ביותר של אביזרי צנרת. הם חלק מרוב הרגולטורים כמרכיב בסיסי.

בשסתום, אלמנט החסימה או הוויסות נע במקביל לציר הזרימה של מדיום העבודה.

המאפיינים הטמונים במסתמים הם תגובה מהירה, אטימות גבוהה, כוחות גדולים על כונן השסתום והתנגדות הידראולית, נוכחות לחץ אחורי של מדיום העבודה.

שסתום כיבוי שתוכנן בצורה של שסתום נקרא שסתום כיבוי. שסתומי בדיקה - שסתום שאינו חוזר, שסתומי כיבוי ללא-חזרה - שסתום כיבוי לא-חזרה, אביזרים ללא בקרת חזרה - שסתום שאינו חוזר. שסתום בקרה (המכונה לפעמים "מפעיל") הוא סוג של שסתום בקרה, המיוצר בצורה מבנית בצורה של שסתום (עם מפעיל או שליטה ידנית).

שסתום בקרה המיועד לערבב שני מדיות עבודה או יותר של פרמטרים ו / או מאפיינים שונים נקרא שסתום ערבוב.

שסתומי בקרה הם לרוב האלמנט החשוב והיקר ביותר בלולאת הבקרה. עליהם לעבוד בתנאים קשים למדי: שינוי במיקום הגוף המווסת מלווה בשינוי הלחץ על השסתום, צורת אזור הזרימה ומהירות אמצעי העבודה בנתיב הזרימה. ירידות הלחץ מלוות בהמרה של כמויות אנרגיה אדירות.

הפעלה יעילה של שסתום הבקרה מספקת תנאים לתפקוד תקין של מערכות טכנולוגיות, שומרת על יציבות פרמטרי ההפעלה שלהן.

מווסת לחץ הפועל ישיר

מווסת לחץ הפועל ישיר נדרש לשמור אוטומטית על לחץ ההפרש הנדרש באחד מחלקי המערכת.

שסתום בקרה זה מחולק לשני סוגים:

• לעצמך;
• אחרי עצמי.

מווסת הלחץ מורכב ממרכב, שסתום כפול מושב, מכסה עם תיבת מלית, מנגנון עומס ומפעיל מסוג סרעפת.

מאפיין עיצובי של שסתומי בקרה כאלה הוא נוכחות של שני שסתומים בבת אחת על גזע אחד.תכונה זו נחוצה לאיזון מחוון הלחץ של אמצעי העבודה על השסתום, ובהתאם גם על הגזע.

שני סוגי הרגולטורים נבדלים זה מזה רק במיקום השסתומים ביחס למושבים. שסתומי הבקרה "אחרי עצמם" בהשפעת לחץ ממנגנון העומס, בזכות השסתומים, יוצרים מעבר במושבים. מהות פעולתו של מכשיר ויסות זה היא פשוטה למדי: כאשר אמצעי העבודה נכנס אליו, אזור הזרימה נמצא במצב פתוח, ולכן הוא עובר דרכו לצינור. שם מתרחשת עלייה במחוון הלחץ, הנע לאורך צינור הדחף לקרום ויוצר עומס לגבעול בכיוון ההפוך מהשפעת העומס המונח על המנוף. עם הגעה לכוח גדול מכוח העומס, תנועת הגזע תופנה כלפי מטה והשסתומים יסגרו את החורים בגוף.

בעת התאמת שסתום בקרה כזה למחוון לחץ מסוים, יש צורך לבחור את גודל העומס ומיקומו על המנוף.

ההבדל בין עקרון הפעולה של שסתומי הבקרה "לעצמם" מהסוג הקודם בשסתומים סגורים בהשפעת העומס הקיים. כאשר הלחץ במערכת עולה, ואז כאשר הוא מועבר דרך צינור הדחף לסרעפת, וכך נוצר כוח על המוט בכיוון ההפוך לפעולת העומס. זה מוביל לפתיחת השסתומים, מה שמוביל לאחר מכן לנסיגה של אמצעי העבודה מאחוריהם. המשמעות היא שהלחץ במערכת מתחיל לרדת.

עקרון הפעולה של שסתום הכדור.

שסתום כדור הוא אחד האלמנטים האמינים ביותר של שסתומי כיבוי. שסתומים מסוג זה מספקים אפשרות טובה מאוד לכבות את הזרימה לחלוטין, במקרה של סיבוב של רבע סיבוב (90 °) של אלמנט הכיבוי. יש לייחס את היתרונות של שסתום הכדור לזמן הסגירה הנמוך ולהסתברות הנזילה הנמוכה, במקרה של בלאי האיטום.

ניתן לחלק שסתומי כדור לקידוח חלקי ולקידוח מלא. שסתום קדח חלקי במצב פתוח קוטר מעבר קטן מקוטר הצינור, שסתום קדח מלא קוטר מעבר השווה לקוטר הצינור. שסתום כדור משעמם מלא יעיל יותר בגלל מאפשר לך למזער את ירידת הלחץ על השסתום.

שסתומי כדור מומלצים לשימוש רק במצב פתוח או סגור לחלוטין. הם אינם מתאימים לבקרת זרימה מדויקת, או לתפקוד במצב פתוח חלקית, מכיוון שנוצר לחץ מוגזם על חלק בגוף, מה שעלול להוביל לעיוותו. עיוות הדיור מוביל לדליפות ושבירות.

מידע על בקרת רמות

מטרת וסת המפלס היא לשמור על רמת אמצעי העבודה (נוזלי) בגבולות הנדרשים ובגובה נתון. הכלי המשמש יכול להיות בלחץ, או לחבר אותו ישירות לאטמוספירה, שהיא שכיחה הרבה יותר. תנאים כאלה אופייניים למכלים מלאים במוצרי נפט או מים. מחוון הלחץ נשמר כאן ברמה נתונה עקב כניסת נפח נוסף של נוזל. במקרה זה, שסתום הבקרה נקרא וסת כוח. כאשר נוזל נוזל מהמאגר בלחץ עודף, שסתום הבקרה נקרא וסת הצפה.

האלמנטים הפעילים והעיקריים בשסתום בקרה כזה הם חיישן מיקום ברמה, המכונה לעתים קרובות אלמנט רגיש, ואלמנט הפעלה, המוצג בצורה של שסתום ויסות או כיבוי.

עקרון הפעולה של מכשיר כזה מבוסס על עצירה או ויסות אספקת אמצעי העבודה (נוזל) באמצעות מפעיל, שפעולתו תלויה בהודעת הפקודה של החיישן המובנה.

לבקרות ברמה הפועלת ישירות, החיישן הוא בדרך כלל צף כדור חלול המחובר לתקע השסתום. כאשר מפלס המים עולה או יורד מעל הגבולות שנקבעו, המצוף יוצר כוח הרמה, שמניע את ידית השסתום בכיוון שנקבע להפעלת מפעיל הרגולטור.

עיצובי חותם:

על פי שיטת איטום מכלול העול (חיבור ציר-אגוז נע), השסתומים מחולקים לתיבת מלית, מפוח ושסתומי הסרעפת. במסתמים עם חותם תיבת מלית

אטימות החיבור בין הכיסוי לחלק המטלטל מובטחת על ידי אריזת הבלוטה. אריזת קופסת מלית מודרנית היא בדרך כלל חוט אסבסט או טבעות ספוג גרפיט. נעשה שימוש גם בחומרי איטום ללא אסבסט עשויים פלואורופלסטיקה או גרפיט. בעזרת מכשירים מיוחדים, האריזה נלחצת לאורך ציר הציר (מוט), מונחת על קירות תיבת המלית ואטומה. כך נוצרת אטימות ומדיום העבודה אינו חודר מחוץ לגוף. באביזרים בקטרים ​​קטנים, האריזה נלחצת בעזרת אגוז איחוד, עבור גדולים - עם בלוטת חלק מיוחדת באמצעות שני ברגים צירים או עוגנים עם אגוזים. קופסאות מלית מפשטות את העיצוב ככל האפשר ומפחיתות את עלות שסתומי הכיבוי, אולם עם לחץ סמלי של 2.5 מגה-פיקסל וקוטר סמלי של יותר מ- 50 (גבולות אלה מעידים מאוד), יחידת הריצה מוסרת סביבת העבודה וממוקמת מעל אטם תיבת המלית, ואום הריצה ממוקם ביחידת העול הממוקמת מעל מכסה השסתום, כלומר העיצוב מסובך באופן משמעותי בכדי לבטל את השפעת סביבת העבודה על חיבור הציר-אגוז ולהגדיל את עמידותו ואמינותו.
חותם מפוח
האם מעטפת גלי אל-שכבתית אחת או רב-שכבתית השומרת על חוזק וצפיפות תחת דפורמציות רב-מחזוריות של דחיסה, מתח וכיפוף. מפוח מתכת מולחם או מולחם לטבעות העליונות או התחתונות (או צורות אחרות) ליצירת מכלול מפוח כביכול. מכלול המפוח עם חלקו העליון מחובר באופן קבוע והרמטי לחלקי הגוף של השסתום, והחלק התחתון מחובר לגזע השסתום או לסליל, ובכך חוסם את האפשרות שמדיום העבודה יברח אל החיצוני. תנועת התרגום של הגבעול לשליטה בסליל מתרחשת בתוך המפוח, מה שיכול לשנות את אורכו עקב עיוות הגלי. שסתומי המפוח משמשים לנוזלים שלא ניתן לשחררם לסביבה. היתרון של שסתומים כאלה על פני שסתומי תיבת מלית הוא ביטול דליפת מדיום העבודה לאטמוספירה בתוך חיי השירות של מכלול המפוח. אך יתרון זה מושג באמצעות סיבוך משמעותי של העיצוב ובהתאם, עלות גבוהה יותר של השסתום. שסתומים עם
חותם קרום
שונה מהותית משסתומים בעיצובים אחרים. האיטום החיצוני מסופק על ידי קרום העשוי בצורה של דיסק אלסטי העשוי מחומרים אלסטיים (גומי, פלואורופלסטיק). פרופיל הממברנה מאפשר תנועה הדדית בחלקו המרכזי, המספיקה כדי לסגור או לפתוח את שסתום הכיבוי או הבקרה של השסתום. הממברנה מותקנת ומהודקת לאורך הקוטר החיצוני בין הגוף לכיסוי, זה מבטיח את אטימות חיבור חלקי הגוף ובמקביל מנתק לחלוטין את חלל השסתום מהסביבה החיצונית. הייחודיות של שסתומי הסרעפת היא שהסרעפת יכולה לבצע בו זמנית את הפונקציה של תריס, וחוסמת את מעבר מדיום העבודה דרך הגוף תחת פעולת הציר. תכנון זה מאפשר ללא שימוש בפלדות אל חלד שסתומי ברזל יצוק, המתאימים לסביבות אגרסיביות שונות.לשם כך, המשטחים הפנימיים של הגוף מכוסים בחומרים נגד קורוזיה שונים (פלואור-פלסטיק, גומי, פוליאתילן, אמיילים). החסרונות של שסתומים כאלה הם חיי השירות הקצרים של הסרעפת ומגבלות השימוש בהם מוגבלים בלחצים וטמפרטורות נמוכים.

שסתום הסגירה הוא שסתום בקרה בצורת תריס עם ציר מוברג בחוט של אגוז ריצה קבוע הממוקם בכיסוי או בעול.

עקרון הפעולה של שסתום הכיבוי מבוסס על תנועת התרגום של הסליל, שתנועתו מועברת מהציר באמצעות תנועתו הסיבובית באגוז הנסיעה. שסתום הכיבוי משמש לכיבוי מוחלט של אזור הזרימה, ולכן זרימת מדיום העבודה.

עקרון הפעולה מוצג באיור שלהלן: כיבוי זרימת אמצעי העבודה: במקרה זה, הסליל (3) הוא אלמנט סגירה הממוקם על הציר (1), הוא מונמך על המושב הממוקם בתוך גוף המעביר מומנט מגלגל היד (או מכונן אלקטרומכני) וחוסם את הזרימה. הידוק הציר מובטח על ידי חותם תיבת המלית. בעזרת מכלול העול (2), הציר נמצא מחוץ לאזור סביבת העבודה. אם החותם מפוח, אין צורך בסידור כזה מחוץ לנוזל התהליך. במצב סגור הסליל נמצא במצב הנמוך ביותר וחופף את המושב. שבץ הסליל יכול להיות מועבר גם מגזע חלק, אליו מועבר כוח התרגום מהמפעיל.

ישנם שלושה סוגים של שסתומי כיבוי באספקת LDM: סדרות UV116, UV216, UV226, UV236. סדרות אלה נבדלות בסוג תיבת המלית: גרפיט מורחב, מפוח עם קופסת בטיחות, מפוח עם קופסת בטיחות. הם נבדלים גם בלחץ הנומינלי (PN16, PN25, PN40) בהתאם לחומר הגוף. ניתן לספק שסתומי כיבוי עם גופים מברזל יצוק אפור EN-JL 1040, ברזל יצוק נודולרי (ברזל רקיע) EN-JS 1025, פלדת פחמן יצוקה 1.0619, נירוסטה יצוקה 1.4581 (נירוסטה).

אריזת בלוטות עשויה גרפיט במקרה זה, זה מבטיח אטימות במקום שבו הציר עובר דרך הכיסוי; תא מסופק בחלק הניתן לנוע של הציר, אשר מלא בתיבת מילוי גרפיט מורחבת, המשמשת כחומר איטום. דבק היטב בכיסוי ובגבעול, האריזה יוצרת אטימה הדוקה.

לאריזת הגרפיט של קופסת המלית מספר יתרונות, שבגללם השימוש בה הופך להיות עדיף במקרים מסוימים. בשל התכנון הפשוט של שסתום הסגירה עם חותם עם גרפיט, ניתן להפחית משמעותית את עלות האביזרים, אולם עבור שסתומים מ- DN50 ולחץ PN25 ומעלה, ההשפעה השלילית של אמצעי העבודה על אטם זה גוברת. .

חותם מפוח הוא צינור גלי המשמש כחותם לחלקים הנעים של שסתום הכיבוי. אטימה זו מספקת אטימה גבוהה בחיבור גוף הגזע אל השסתום. אורך המפוח משתנה עקב שינוי ועיוות המפוח. סוג איטום זה עמיד בהרבה מתיבת המלית ומשמש בחלקים קריטיים בצינור, בהם דליפה של אמצעי העבודה אינה רצויה ביותר.