Односедельные клапаны

Односедельные регулирующие клапаны в последнее время благодаря своим преимуществам начали вытеснять двухседельные клапаны.

Односедельные клапаны подразделяются на регулирующие и запорно-регулирующие. Каждая из этих групп в свою очередь делится на клапаны с сильфонным и сальниковым уплотнениями штока. Кроме того, Односедельные клапаны бывают проходными и угловыми.

Односедельные клапаны могут иметь линейную или равнопроцентную пропускную характеристику. Как правило, односедельные регулирующие клапаны применяют тогда, когда необходимо полностью перекрыть поток при закрытии клапана, а также при регулировании потоков вязких жидкостей и неоднородных сред (взвесей, растворов, пульп и др.). Односедельные клапаны применяют также при малых условных проходах трубопровода.

Односедельный клапан, предназначенный для регулирования потоков сред с большой вязкостью или сред, содержащих твердые частицы (рис. 13.33), состоит из регулирующего органа и мембранного пружинного исполнительного механизма, укомплектованного пневматическим позиционером. Клапан также может быть укомплектован боковым или верхним дублером для ручного управления.

Конструктивная особенность регулирующего органа — отсутствие в нем мертвых пространств, в которых возможно оседание твердых частиц.

Корпус 1 клапана представляет собой изогнутый отрезок трубы, в котором закреплено седло 2 и установлен затвор 4. Он снабжен привариваемой распоркой для придания жесткости изогнутому отрезку трубы. Седло 2 доступно для осмотра и ремонта, так как оно зажато между фланцем корпуса 1 и контрфланцем 3, приваренным к трубопроводу. Затвор клапана состоит из дросселирующего каплеобразного золотника 4 и цилиндрического стержня 5, жестко скрепленных на резьбе. Дроссельные поверхности затвора и седла клапана наплавлены твердым сплавом для защиты от абразивного износа.

Во избежание вибрации при больших перепадах давления цилиндрическая часть затвора перемещается в длинной направляющей втулке 6.

Через одно из резьбовых отверстий крышки 7 в полость над стержнем подводится промывочная жидкость, предотвращающая попадание твердых частиц в зазоры между стержнем 5 и втулкой 6. Второе отверстие с конической резьбой предусмотрено на случай применения лубрикатора.

Сальник клапана состоит из фторопластовых колец 9, которые поджимаются пружиной 8.

Для сред с температурой до 200°С клапаны выполняются с обычной крышкой, а для сред с температурой выше 200 °С они имеют ребристую рубашку охлаждения.

Корпус и крышку изготовляют из углеродистой стали, подвижные детали, соприкасающиеся со средой, — из нержавеющей стали.

Односедельный регулирующий клапан, предназначенный для регулирования с повышенной точностью потоков агрессивных жидкостей и газов (рис. 13.34), — двойной. Шток 2 клапана жестко связан с затвором 1 (малого сечения) точной регулировки. Седло 3 этого затвора составляет одно целое с затвором 5 грубой регулировки. Для устранения самопроизвольного перемещения затвора о служит сальниковое устройство. В корпусе сальника имеется отверстие с трубкой для стока среды, просачивающейся через сальник.

Присоединение клапана к трубопроводу — фланцевое. Седло большого затвора имеет четыре треугольных отверстия общей площадью 9 см². Седло крепится в корпусе клапана на резьбе. Затвор грубой регулировки имеет четыре отверстия для выхода среды, поступающей через седло малого затвора точной регулировки.

Клапан работает следующим образом. При передвижении штока 2 затвор 1 перемещается относительно седла 3, уменьшая или увеличивая проходное сечение. Нижний затвор 5 при этом затормаживается сальником 4. Если же перемещения штока 2 будут настолько большими, что затвор 1 полностью откроет или закроет седло 3, то затвор 1, нажимая на упор затвора 5, увеличит или уменьшит проходное сечение в седле.

Таким образом, при небольших перемещениях штока 2 регулирование осуществляется только затвором малого сечения, а, следовательно, более точно. При значительных перемещениях штока действует затвор большего сечения (грубой регулировки).

Рис.13.33. Односедельный угловой регулирующий клапан для вязких сред:

1-фланец; 2-седло; 3 — корпус; 4- затвор; 5- шток; 6 — втулка; 7- крышка; 8-пружина сальника; 9 -сальниковое кольцо; 10 — исполнительный механизм.

Рис. 13.34. Односедельный регулирующий клапан повышенной точности для агрессивных сред:

1- затвор точной регулировки; 2-шток; 3-седло точной регулировки; 4-сальник; 5- затвор грубой регулировки.

Односедельные клапаны могут быть запорно-регулирующими. Они имеют на затворе уплотняющее фторопластовое кольцо, поэтому их можно применять для регулирования потоков сред с температурой до 120 °С. Конструкция односедельных проходного и углового запорно-регулирующих клапанов показаны на рис. 13.35.

Рис. 13.35. Односедельные запорно-регулирующие клапаны:

а-проходной; б- угловой.

В приведенных односедельных регулирующих клапанах — затвор неразгруженный, т. е. во всех этих конструкциях увеличение перепада давления на» клапане влечет за собой увеличение неуравновешенного усилия, действующего на затвор. Поэтому такие клапаны могут успешно работать только, при небольших перепадах давления регулируемой среды.

В последнее время созданы односедельные регулирующие клапаны с разгруженным затвором.

Они могут успешно регулировать потоки сред при больших перепадах давления. Разгрузка затвора 2 в таком клапане (рис.13.36) обеспечивается наличием в нем каналов, соединяющих полости над затвором и под ним, благодаря чему давления над затвором и под ним равны. Затвор имеет две направляемые цилиндрические поверхности — одна из них направляется седлом 1, другая — направляющей втулкой 3, зажимаемой между корпусом 4 и верхней крышкой. Благодаря большой площади направляющих поверхностей в клапане даже при высоких перепадах давления не возникают вибрации и шумы. Клапаны имеют ряд исполнений и рассчитаны на условное давление 320 кгс/см² для регулирования сред с температурой от -10 до + 450°С. Детали корпуса изготовляют либо из углеродистой, либо из нержавеющей стали, затвор и седло — из нержавеющей стали или из стеллита.

Рис. 13.36 Регулирующий орган однонедельного клапана с разгруженным затвором:

1- седло; 2-затвор; 3-направляющая втулка; 4-корпус; 5 -верхняя крышка.

Затвор обеспечивает равнопроцентную пропускную характеристику клапана при диапазоне изменения пропускной способности, равном 50%. Негерметичность регулирующих клапанов с уравновешенным затвором не превышает 0,5% максимальной пропускной способности. Клапаны комплектуют пневматическими, электрическими или гидравлическими приводами с необходимыми дополнительными блоками.