Tipuri de supape de control
Datorită caracteristicilor lor de proiectare, supapele de control sunt foarte asemănătoare cu supapele de închidere. Prin urmare, aceste elemente au adesea același nume de marcă. Dispozitivele de reglare sunt împărțite în 2 tipuri:
- reducere, care funcționează pentru a reduce presiunea mediului de lucru;
- oprire și reglare.
Acum despre tipurile de supape de control. Cel mai frecvent tip este considerat a fi supapele de control, care sunt, de asemenea, împărțite în mai multe subspecii:
- puncte de control;
- colţ;
- mixare, cu un design cu trei căi.
Celelalte tipuri de dispozitive de control includ supape de închidere și control, regulatoare de presiune cu acțiune directă și regulatoare de nivel.
Toate aceste dispozitive sunt descrise mai detaliat mai jos.
Selecția proiectării supapei de control
Alegerea proiectării supapei de control depinde în primul rând de temperatură, presiune și proprietățile fluidului. Supapele cu glob monobloc extrem de versatile sunt utilizate pe scară largă.
Pentru diametre nominale mari sau presiuni diferențiale ridicate, supapele duble așezate sunt o alternativă la supapele echilibrate de presiune cu un singur loc.
La temperaturi „standard”, o soluție eficientă de proiectare este o presetupă auto-strângătoare cu arc. Cerințele speciale sunt aplicate supapelor care funcționează la temperaturi foarte ridicate și scăzute. În primul caz, pentru o mai bună izolare termică a supapelor, se pot folosi aripioare speciale de răcire pentru a preveni creșterea excesivă a temperaturii în zona etanșării presetupei.
La temperaturi criogenice, trebuie asigurată protecție la îngheț pentru glanda de ambalare.
În medii de lucru foarte poluate, încercați să evitați structurile de plasă.
Supapele unghiulare sunt potrivite pentru mediile abrazive pentru a se asigura că sunt evacuate fără obstrucție. Dacă sunt fabricate din materiale rezistente la uzură, durata lor de viață va fi destul de lungă chiar și în condiții extreme.
O parte importantă a proiectării este conexiunea la conductă. Conexiunile cu flanșă, sudate sau înșurubate sunt cele mai frecvent utilizate. Cele mai frecvente sunt cu flanșă. Cele sudate sunt utilizate în principal în liniile de înaltă presiune pentru circuitele de apă și abur. Avantajele îmbinărilor sudate sunt etanșeitatea. Dezavantajul este mentenabilitatea limitată și costul de fabricație mai mare.
Caracteristici ale funcționării supapelor de control
Supapele de control, așa cum s-a menționat anterior, se numără printre cele mai frecvente tipuri de dispozitive de închidere. Funcția lor principală este de a modifica presiunea mediului care trece printr-un anumit sistem de conducte. Domeniul de aplicare al acestor dispozitive:
- sisteme sanitare;
- sisteme de alimentare cu gaz;
- autostrăzi destinate deplasării produselor petroliere și a substanțelor gazoase.
Materialul utilizat pentru fabricarea acestor fitinguri poate fi variat: alamă, fontă, oțel, aliaje din aliaj înalt. Alegerea unei anumite versiuni depinde de sistemul de conducte și de mediul din acesta.
Toate supapele de control sunt împărțite în 2 tipuri, în funcție de caracteristicile muncii lor:
- cu o acționare manuală, unde controlul se efectuează cu ajutorul unei roți de mână special încorporate, care, dacă este necesar, trebuie rotită cu propriile mâini.Pentru conductele cu parametri mari, această opțiune nu este practic utilizată, deoarece punerea în funcțiune a dispozitivului de reglare necesită eforturi semnificative;
- cu comandă automată, unde lucrările se efectuează datorită acționării hidraulice, pneumatice sau electrice încorporate. Pentru a asigura funcționarea la timp a obturatorului, dispozitivul de reglare include senzori care măsoară presiunea existentă în sistem.
Există, de asemenea, o clasificare a supapelor de control în funcție de forma lor:
- punctele de control sunt instalate pe o conductă dreaptă și nu afectează în niciun fel direcția mediului;
- unghiular modifică direcția mediului și, prin urmare, conducta însăși cu 90˚;
- conductele de amestecare includ în proiectarea lor 3 conducte de ramificare, care sunt două medii de lucru într-un flux comun.
Principiul de funcționare și proiectare
Supape de control bidirecționale. În funcție de direcția de curgere a mediului. Punctele de control sunt montate pe secțiuni drepte ale conductei, respectiv unghiulare, în acele locuri în care este necesară o întoarcere a conductei.
Supapele de reglare cu trei căi, simultan cu funcția de reglare, îndeplinesc sarcina de a amesteca sau împărți fluxurile mediului de lucru, de regulă, acest tip de supapă de reglare are trei duze de intrare-ieșire, în funcție de scop.
Dispozitivul și principiul de funcționare al supapei globulare cu două căi
Dispozitivul principal este un corp cu un orificiu situat în interiorul său, un sistem de fixare pe conductă și un mecanism de control sunt amplasate pe corp, de obicei un piston sau o supapă glisantă. Obturatorul, datorită unei modificări a poziției sale față de orificiul de trecere, își schimbă zona, ajustând astfel volumul mediului de lucru care trece prin el.
Fitingurile sunt împărțite în funcție de modul de reglare. În funcție de tipul dispozitivului de declanșare:
- Şa;
- Zolotnikova;
- Membrană;
- În carouri.
Mecanismul poate fi reglat fie manual, acționând asupra tijei, fie prin intermediul unui sistem de control extern.
Supapa de control cu trei căi are sarcina de a diviza sau amesteca fluxul mediului de lucru. Este folosit cel mai des în sistemele de încălzire.
Structural, acest tip de dispozitiv constă dintr-un corp metalic cu trei duze. Deflector intern cu două găuri coaxiale, câte unul pentru fiecare conductă de ramificare. Un mecanism de închidere atașat la o tijă orientabilă poate regla presiunea fluxului de fluid care trece prin fiecare gaură, reglând astfel presiunile într-una sau două ieșiri.
Supapa de control poate fi controlată manual sau automat, în funcție de starea sistemului. În acest caz, echipamentul de acționare este instalat pentru a controla supapa de control: un actuator termostatic, schimbă caracteristicile stării mediului de lucru, controlează temperatura și presiunea. În plus, sunt utilizate și alte tipuri de unități, de exemplu, electromagnetice.
Principiul de funcționare a supapelor de închidere și control
Scopul principal al supapelor de oprire este de a controla mediul de lucru din conductă și de a modifica debitul acestuia. Această supapă de control poate fi utilizată în următoarele sisteme:
- rețele de încălzire și alimentare cu apă caldă;
- puncte de încălzire centrale și individuale;
- sistem de ventilatie.
Pentru fiecare dintre condiții, există un anumit tip de performanță și materialul utilizat.
Supapele cu glob sunt dispozitive de comandă universale. Acest lucru se datorează faptului că nu numai că controlează debitul mediului utilizat în conductă, dar îndeplinesc și o funcție de oprire care poate opri complet fluxul.
Să luăm în considerare principiul de funcționare a supapelor de oprire și de control: în interiorul corpului, elementul de oprire se mișcă datorită rotației tijei, care este pusă în mișcare cu mâna proprie sau cu ajutorul unității furnizate . O caracteristică a acestui dispozitiv de reglare este prezența unei etanșări, datorită căreia, atunci când tija este coborâtă, sistemul este complet sigilat.
Supapele de închidere și de control au o serie de avantaje, dintre care cele mai importante sunt ușurința în utilizare și întreținere, fiabilitatea în funcționare. Instalarea dispozitivelor de control este posibilă nu numai pe conductele standard, ci și pe autostrăzile cu unghiuri și curbe nestandardizate. În plus, sunt adesea folosite pentru a lucra în medii agresive.
Valvă ─ substantiv
Dacă cuvântul „armătură” are o origine latină, atunci „supapă” a venit în limba rusă din germană, în care, chiar înainte de apariția supapelor ca dispozitiv tehnic, însemna o acoperire (germană: Klappe). Lingviștii numesc chiar momentul exact - secolul al XVIII-lea. Proprietatea unei supape de a deschide și închide un pasaj pentru un fel de mediu este o confirmare directă a legăturii sale de sânge cu un capac de deschidere - închidere.
Substantivul „supapă” este utilizat nu numai în armăturile de conducte. Valvele inimii reglează fluxul sanguin, supapele instrumentelor de suflat - fluxul de aer din plămâni, transformându-se în sunetele muzicii. Supapele se găsesc într-o mare varietate de dispozitive tehnice ─ pompe, compresoare etc. Supapa acoperă o deschidere într-un buzunar al hainei sau al sacoului.
Supapele sunt cel mai comun tip de fitinguri pentru conducte. Acestea fac parte din majoritatea regulatorilor ca componentă de bază.
La supapă, elementul de blocare sau reglare se deplasează paralel cu axa fluxului mediului de lucru.
Caracteristicile inerente supapelor sunt răspunsul rapid, etanșeitatea ridicată, forțele mari pe acționarea supapei și rezistența hidraulică, prezența contrapresiunii mediului de lucru.
O supapă de închidere proiectată sub forma unei supape se numește supapă de închidere. Supape de reținere ─ supapă de reținere, supape de reținere-închidere ─ supapă de reîntoarcere, racorduri fără reîntoarcere ─ supapă de reținere. O supapă de control (uneori numită „actuator”) este un tip de supapă de control, realizată structural sub forma unei supape (cu un actuator sau comandă manuală).
O supapă de control concepută pentru a amesteca două sau mai multe medii de lucru cu parametri și / sau proprietăți diferite se numește supapă de amestecare.
Supapele de control sunt adesea cel mai important și mai costisitor element dintr-o buclă de control. Trebuie să funcționeze în condiții destul de dificile: o schimbare a poziției corpului de reglare este însoțită de o schimbare a presiunii asupra supapei, a formei zonei de curgere și a vitezei mediului de lucru în traiectoria de curgere. Scăderile de presiune sunt însoțite de conversia unor cantități uriașe de energie.
Funcționarea eficientă a supapei de control oferă condiții pentru funcționarea normală a sistemelor tehnologice, mențin stabilitatea parametrilor lor de funcționare.
Regulatoare de presiune cu acțiune directă
Este necesar un regulator de presiune cu acțiune directă pentru a menține automat presiunea diferențială necesară într-una din secțiunile sistemului.
Această supapă de control este împărțită în 2 tipuri:
- pentru tine;
- după mine.
Regulatorul de presiune constă dintr-un corp, o supapă cu dublu scaun, un capac complet cu o cutie de umplere, un mecanism de încărcare și un actuator de tip diafragmă.
O caracteristică de proiectare a acestor supape de control este prezența a două supape simultan pe o tijă.Această caracteristică este necesară pentru a echilibra indicatorul de presiune al mediului de lucru pe supapă și, în consecință, pe tijă.
Ambele tipuri de regulatoare diferă unele de altele numai în ceea ce privește locația supapelor față de scaune. Supapele de comandă „după ele” sub influența presiunii din mecanismul de încărcare, datorită supapelor, formează un pasaj în scaune. Esența funcționării acestui dispozitiv de reglare este destul de simplă: atunci când mediul de lucru intră în el, zona de curgere este în stare deschisă, deci trece prin el în conductă. Acolo are loc o creștere a indicatorului de presiune, care se deplasează de-a lungul tubului de impuls către membrană și creează o sarcină pentru tijă în direcția opusă efectului sarcinii plasate pe pârghie. La atingerea unei forțe mai mari decât forța sarcinii, mișcarea tijei va fi direcționată în jos și supapele vor închide găurile din corp.
Când reglați o astfel de supapă de control la un anumit indicator de presiune, este necesar să selectați dimensiunea sarcinii și locația acesteia pe pârghie.
Diferența dintre principiul de funcționare a supapelor de comandă „la ele însele” față de tipul anterior în supapele închise sub influența sarcinii existente. Când presiunea din sistem crește, atunci când este transmisă prin tubul de impuls către diafragmă și astfel se creează o forță pe tijă în direcția opusă acțiunii sarcinii. Acest lucru duce la deschiderea supapelor, ceea ce duce ulterior la retragerea mediului de lucru din spatele lor. Aceasta înseamnă că presiunea din sistem începe să scadă.
Principiul de funcționare a supapei cu bilă.
O supapă cu bilă este unul dintre cele mai fiabile elemente ale supapelor de închidere. Supapele de acest tip oferă o posibilitate foarte bună de oprire completă a debitului, în cazul unei rotații de un sfert de rotație (90 °) a elementului de oprire. Avantajele supapei cu bilă trebuie atribuite și timpului de închidere redus și probabilității scăzute de scurgere în cazul uzurii garniturii.
Supapele cu bilă pot fi împărțite în alezaj parțial și alezaj complet. O supapă cu foraj parțial în stare deschisă are un diametru de trecere mai mic decât diametrul conductei, o supapă cu foraj complet are un diametru de trecere egal cu diametrul conductei. O supapă cu bilă cu alezaj complet este mai eficientă deoarece vă permite să minimizați căderea de presiune pe supapă.
Supapele cu bilă sunt recomandate numai pentru utilizare într-o poziție complet deschisă sau complet închisă. Nu sunt potrivite pentru controlul precis al debitului sau pentru funcționarea într-o poziție parțial deschisă, deoarece se creează o presiune excesivă pe o parte a corpului, ceea ce poate duce la deformarea acestuia. Deformarea carcasei duce la scurgeri și rupturi.
Informații de control al nivelului
Scopul regulatorului de nivel este de a menține nivelul mediului de lucru (lichid) în limitele cerute și la o înălțime dată. Vasul folosit poate fi sub presiune sau poate fi conectat direct la atmosferă, ceea ce este mult mai frecvent. Astfel de condiții sunt tipice pentru rezervoarele umplute cu produse petroliere sau apă. Indicatorul de presiune este menținut la un nivel dat aici prin introducerea unui volum suplimentar de fluid. În acest caz, supapa de control se numește regulator de putere. Când fluidul este evacuat din rezervor prin presiune excesivă, supapa de control se numește regulator de preaplin.
Elementele active și principale dintr-o astfel de supapă de control sunt un senzor de poziție de nivel, mai des numit element sensibil și un element de acționare, prezentat sub forma unei supape de reglare sau de închidere.
Principiul de funcționare al unui astfel de dispozitiv se bazează pe oprirea sau reglarea alimentării cu mediul de lucru (lichid) folosind un actuator, a cărui funcționare depinde de notificarea de comandă a senzorului încorporat.
Pentru comenzile de nivel cu acțiune directă, senzorul este de obicei un plutitor cu bilă gol conectat la dopul supapei. Când nivelul apei crește sau coboară peste limitele stabilite, plutitorul creează o forță de ridicare, care mișcă maneta supapei în direcția stabilită pentru funcționarea dispozitivului de acționare a regulatorului.
Modele de sigiliu:
Conform metodei de etanșare a ansamblului jugului (racord mobil ax-piuliță), supapele sunt împărțite în cutie de umplutură, burduf și supape cu membrană. În supape cu sigiliul cutiei de umplere
etanșeitatea legăturii dintre capac și partea mobilă este asigurată de garnitura presetupei. Ambalajul modern al cutiei de umplutură este de obicei un cordon sau inele de azbest impregnate cu grafit. De asemenea, se utilizează materiale de etanșare fără azbest din fluoroplastic sau grafit. Cu ajutorul unor dispozitive speciale, ambalajul este presat de-a lungul axei fusului (tijei), sprijinindu-se de pereții cutiei de umplere și este sigilat. Astfel, se creează o etanșeitate și mediul de lucru nu pătrunde în afara carcasei. La fitingurile cu diametre mici, ambalajul este comprimat cu o piuliță de îmbinare, pentru cele mari - cu o presetupă specială utilizând două șuruburi articulate sau ancore cu piulițe. Cutiile de umplutură simplifică proiectarea pe cât posibil și reduc costul supapelor de închidere, cu toate acestea, pentru o presiune nominală de 2,5 MPa și un diametru nominal mai mare de 50 (aceste limite sunt foarte orientative), unitatea de rulare este îndepărtată de mediul de lucru și este situat deasupra garniturii cutiei de umplere, iar piulița de rulare este plasată în unitatea de jug situată deasupra capacului supapei, adică designul este semnificativ complicat pentru a elimina influența mediului de lucru asupra conexiunii arbore-piuliță și crește durabilitatea și fiabilitatea acestuia.
Sigiliul burdufului
Este o carcasă ondulată cu un singur strat sau cu mai multe straturi, care păstrează rezistența și densitatea sub deformări multiciclice de compresie, tensiune și îndoire. Burduful metalic este sudat sau lipit la inelele superioare sau inferioare (sau alte forme) pentru a forma așa-numitul ansamblu burduf. Partea superioară a ansamblului burduf este conectată fix și ermetic la părțile corpului supapei, iar partea inferioară este conectată la tija supapei sau bobina, blocând astfel posibilitatea ca mediul de lucru să scape în cel extern. Mișcarea de translație a tijei pentru a controla bobina are loc în interiorul burdufului, care poate schimba lungimea acestuia din cauza deformării ondulațiilor. Supapele cu burduf sunt utilizate pentru fluide care nu pot fi eliberate în mediu. Avantajul unor astfel de supape față de supapele de umplere este eliminarea scurgerilor mediului de lucru în atmosferă pe durata de viață a ansamblului burdufului. Dar acest avantaj este atins de o complicație semnificativă a proiectării și, în consecință, de un cost mai mare al supapei. Supape cu
etanșare membranară
fundamental diferită de supapele altor modele. Etanșarea exterioară este asigurată de o membrană realizată sub forma unui disc elastic din materiale elastice (cauciuc, fluoroplastic). Profilul membranei permite o mișcare alternativă în partea sa centrală, suficientă pentru a închide sau deschide supapa de închidere sau de control a supapei. Membrana este instalată și fixată de-a lungul diametrului exterior dintre corp și capac, aceasta asigură etanșeitatea conexiunii părților corpului și, în același timp, întrerupe complet cavitatea interioară a supapei de mediul extern. Particularitatea supapelor cu membrană este că diafragma poate îndeplini simultan funcția de obturator, blocând trecerea mediului de lucru prin corp sub acțiunea fusului. Acest design permite, fără utilizarea oțelurilor inoxidabile, să aibă supape din fontă, potrivite pentru diverse medii agresive.Pentru aceasta, suprafețele interioare ale corpului sunt acoperite cu diverse materiale anticorozive (fluoroplastic, cauciuc, polietilenă, emailuri). Dezavantajele acestor supape sunt durata de viață scurtă a diafragmei și limitele aplicării lor limitate de presiuni și temperaturi scăzute.
Supapa de închidere este o supapă de control sub formă de obturator cu un fus înșurubat în filetul unei piulițe de rulare fixe situate în capac sau jug.
Principiul de funcționare a supapei de închidere se bazează pe mișcarea de translație a bobinei, a cărei mișcare este transmisă de la ax prin intermediul mișcării sale rotative în piulița de deplasare. Supapa de închidere este utilizată pentru a opri complet zona de curgere și, prin urmare, fluxul mediului de lucru.
Principiul de funcționare este prezentat în figura de mai jos: Închiderea fluxului mediului de lucru: în acest caz, bobina (3) este un element de închidere situat pe ax (1), este coborât pe scaunul situat în interiorul , transmite cuplul de la volan (sau acționarea electromecanică) și blochează fluxul. Etanșeitatea fusului este asigurată de etanșarea cutiei de umplere. Cu ajutorul ansamblului jugului (2), axul se află în afara zonei mediului de lucru. Dacă sigiliul este burduf, un astfel de aranjament în afara fluidului de proces nu este necesar. În poziția închis, bobina se află în poziția cea mai joasă și se suprapune pe scaun. Cursa bobinei poate fi transmisă și dintr-o tijă netedă, la care se transmite forța de translație de la servomotor.
Există trei tipuri de supape de închidere în consumabilele LDM: seria UV116, UV216, UV226, UV236. Aceste serii diferă în ceea ce privește tipul cutiei de umplutură: grafit expandat, burduf cu cutie de umplutură de siguranță, burduf cu cutie de umplutură de siguranță. De asemenea, diferă în ceea ce privește presiunea nominală (PN16, PN25, PN40) în funcție de materialul caroseriei. Supapele de închidere pot fi furnizate cu corpuri din fontă gri EN-JL 1040, fontă nodulară (fontă ductilă) EN-JS 1025, oțel carbon 1.0619 turnat, oțel turnat 1.4581 (oțel inoxidabil).
Ambalaj pentru glande din grafit în acest caz, asigură etanșeitatea la locul în care fusul trece prin capac; este prevăzută o cameră în partea mobilă a fusului, care este umplută cu o cutie de umplutură din grafit expandat, care servește ca material de etanșare. Aderând strâns la capac și tijă, ambalajul creează o etanșare strânsă.
Ambalajul din grafit are o serie de avantaje, datorită cărora utilizarea acestuia devine preferabilă în unele cazuri. Datorită designului simplu al supapei de închidere cu etanșare cu grafit, costul armăturilor poate fi redus semnificativ, totuși, pentru supapele de la DN50 și presiunea PN25 și peste, influența negativă a mediului de lucru asupra acestei etanșări crește .
Sigiliul burdufului este un tub ondulat care este folosit ca etanșare pentru părțile mobile ale supapei de închidere. Această etanșare asigură o etanșare ridicată la conexiunea corpului tijă-supapă. Lungimea burdufului se modifică datorită schimbării și deformării burdufului de etanșare a burdufului. Acest tip de etanșare este mult mai durabil decât cutia de umplutură și este utilizat în secțiuni critice ale conductei, unde scurgerea mediului de lucru este extrem de nedorită.
