Регулирующие клапаны – типы и сфера применения

Регулирующий клапан

Востребованный вид трубопроводной арматуры представляют регулирующие клапаны, которые отличаются нюансами конструкции и областью применения. Согласно положениям ГОСТ 24856-2014 они устанавливаются в трубопроводах разного назначения и служат для управления рабочей средой, обеспечивая изменение ее объема или проходного сечения. Используя клапаны, выполняют контроль давления и других параметров, обеспечивая эффективное регулирование технологических процессов.

Классификация и сфера применения клапанов

Согласно положениям ГОСТ 12893-2005 регулировочные клапаны классифицируют по нескольким параметрам. По способу движения рабочей среды различают следующие варианты арматуры:

• проходные, которые размещаются на прямых отрезках и позволяют сохранить прежнее направление транспортировки среды;
• угловые модели, изменяющие перемещение на 90°.

Проходной регулирующий клапанУгловой регулирующий клапан

Перемешивание двух вариантов рабочей среды с разными характеристиками происходит с помощью трехходовых моделей, которые комплектуются тремя патрубками.

Сырьем для производства регулировочных клапанов служат чугун, нержавеющая и легированная сталь, латунь и другие сплавы. Корпус изготавливают с помощью сварки, ковки, литья, штамповки и комбинированных методов. Выбор материалов определяет тип среды, с которой будет взаимодействовать арматура. Бытовые и промышленные клапаны устанавливают на трубопроводах, предназначенных для транспортировки:

• горячей и холодной воды;
• нефтепродуктов;
• воздуха;
• пара;
• химических составов в жидком и газообразном состоянии.

По способу управления клапаны бывают ручные и автоматические. Арматура первого типа предназначена для трубопроводов малого сечения и чаще всего используется для контроля технических параметров транспортируемых веществ в быту. На промышленных объектах востребованы автоматические клапаны, укомплектованные специальными датчиками. Средства измерения оценивают величину уровня давления и способствуют изменению потребляемого объема среды. Механизм перекрывания автоматического клапана приводится в движение с помощью привода, который бывает пневматическим, электрическим или гидравлическим.

Монтаж клапана на трубопроводе выполняется несколькими вариантами соединения. По способу фиксации арматуру разделяют на фланцевую, приварную, муфтовую и штуцерную. Разнообразие оборудования для регулировки давления и способов крепежа позволяет использовать клапаны при монтаже инженерных коммуникаций. Также они востребованы в газовой промышленности и применяются для контроля давления в трубопроводах на нефтеперерабатывающих предприятиях и на производстве химических веществ и продуктов питания.

Особенности конструкции и принцип действия регулирующих клапанов

Конструкция регулирующего клапана

Нюансы регулирующего устройства, которое применяется для контроля рабочей среды, определяются типом рабочего механизма и способом фиксации арматуры к бытовому или промышленному трубопроводу. Среднестатистический регулировочный клапан состоит из следующих элементов:

• корпуса;
• уплотнительного блока, который обеспечивает герметичность арматуры после установки и препятствует выходу рабочей среды;
• запорного узла;
• штока, соединяющего ручной или механический привод клапана с запорным механизмом;
• пропускного отверстия;
• деталей крепления, с помощью которых арматура для управления давлением и другими показателей закрепляется на трубопроводе.

Принцип функционирования арматуры, которая используется для контроля давления рабочей среды, заключается в уменьшении пропускного отверстия. Оно происходит с помощью запорного механизма, приходящего в движение благодаря приводу клапана. В результате объем транспортируемых продуктов уменьшается, а уровень давления падает.

При выборе арматуры, которая регулирует перемещение рабочей среды по трубам, нужно обращать внимание на следующие параметры оборудования:

• условный диаметр прохода;
• рабочее и пробное давление;
• пропускную способность.

К важным параметрам регулирующей арматуры относятся материалы, которые необходимы для изготовления оборудования, а также вид привода.

Разновидности регулирующих клапанов

По типу затворного механизма арматура для контроля давления в трубопроводе разделяется на следующие устройства:

Седельный клапанКлеточный клапанЗолотниковый клапанМембранный клапан

• Седельные. Функции рабочего элемента клапана выполняет плунжер, который по своей конструкции бывает тарельчатым, игольчатым или стержневым. Он передвигается через одно или два седла арматуры, уменьшая ее проходное сечение. Односедельные модели устанавливают на трубопроводы малого диаметра, а клапаны с двумя седлами востребованы на магистралях значительных размеров.
• Клеточные. При использовании арматуры контроль и регулировка давления в трубопроводе происходят за счет затвора, который имеет форму полого цилиндра с радиальной перфорацией. Он двигается по клетке, выполняющей функции направляющего элемента и пропускного узла. Благодаря нюансам конструкции клеточные клапаны отличаются малой вибрацией и небольшим уровнем шума.
• Золотниковые. Регулирование параметров транспортируемых веществ выполняется с помощью золотника, который поворачивается на определенный угол. Управление золотниковым арматурным устройством не требует больших усилий, поскольку транспортируемые жидкие и газообразные вещества почти не оказывают сопротивления при перемещении запорного механизма клапана. Однако такая арматура не в состоянии обеспечить полную герметичность, поэтому ее не следует устанавливать на магистралях высокого давления.
• Мембранные. Перекрытие сечения трубопровода в арматуре такого типа происходит с помощью мембраны, изготовленной из эластичной резины или фторопласта. Чтобы избежать погрешностей при регулировании мембранные клапаны комплектуются специальными элементами, которые обеспечивают контроль положения штока. Среди преимуществ арматуры выделяют устойчивость к коррозии и агрессивным средам, что позволяет ее использовать в нефтехимической промышленности. Мембранные клапаны выпускаются с гидравлическим или пневматическим приводом, который бывает встроенным или выносным.

Востребованы при монтаже трубопроводов разного назначения и запорно-регулирующие клапаны, которые помимо изменения расхода транспортируемых веществ позволяют полностью перекрывать их циркуляцию. Функции запорного устройства в арматуре выполняет плунжер. При контакте с седлом в полном объеме он обеспечивает герметичное отсечение, а при частичном — уменьшение проходного отверстия.

Пример маркировки регулирующих клапанов

Маркировка выпускаемых регулирующих клапанов выполняется согласно ГОСТ Р 52720-2007 и таблицам фигур, в которых представлены данные об обозначениях по типу арматуры и ее конструктивным нюансам. Кроме того, в нормативной документации указаны материал, используемый для производства корпуса и уплотняющих элементов.

Пример расшифровки для 25с947нж:

• первые две цифры обозначают тип арматуры: 25 — регулирующий клапан;
• буква указывает материал корпуса: с — изготовлен из углеродистой стали;
• при наличии трех цифр первая обозначает тип привода, а две следующих номер модели: 947 — модель 47 с электрическим приводом;
• последние буквы указывают материал уплотнителей: нж — уплотнительные поверхности клапана наплавлены сталью, устойчивой к коррозии.

Регулирующий клапан 25с947нж

Если арматура для регулирования давления и расхода среды производится без направленных или вставных уплотнительных колец, то на ее корпусе или затворе это отражается в виде двух букв — «бк». В случае наличия покрытия на внутренних поверхностях клапанов оно указывается согласно последней таблице фигур.

Компания «Авангард» — главный поставщик клапанов для регулировки давления и других параметров рабочей среды на территории России. Мы предлагаем регулирующие клапаны, которые отличаются приемлемой ценой и соответствуют требованиям ГОСТ.

Отсечной клапан, типы и особенности конструкции

При установке и использовании как промышленного, так и бытового трубопровода, требуется надежная запорная арматура, отличающаяся высокой надежностью и безопасностью. Качественная и проверенная арматура обеспечивает трубопроводным системам различного назначения эффективную защиту от протеканий и поломок.

Такой вид арматуры запорного типа, как отсечной клапан, используется в экстренных ситуациях и выступает в качестве активного предохранителя от протечек и затопления при возникновении неисправностей в трубопроводе и других элементах системы. Также, специалисты рекомендуют устанавливать клапан отсечного типа в трубопроводах легкой конструкции, в которых перекачиваются ценные жидкости, чтобы при выходе из строя отдельного участка магистрали потери были минимальными.

Конструкция и принцип работы клапана

Принцип работы клапана отсечного типа заключается в буквальном «отсечении» дальнейшего прохода содержимого труб в экстренных ситуациях. Данный агрегат сконструирован таким образом, чтобы мгновенно срабатывать при воздействии на него обслуживающего персонала или в автоматическом режиме.

Лучшим примером конструкции запорной арматуры подобного типа является одноразовый отсечной клапан. Устройство такого агрегата предусматривает наличие четырех основных составляющих:

• верхушка клапана, оборудованная специальным «седлом» для установки запорного устройства;
• система подходов в боковых частях агрегата для быстрого протока жидкости;
• центральная клапанная часть;
• базовый элемент с впитывающей влагу прокладкой для предотвращения протечек и проявлений конденсата.

Такая простая и одновременно надежная конструкция позволяет эффективно перекрывать подачу содержимого в трубах. Приоритетным направлением использования отсечных клапанов являются системы фильтрации, а также очистки воды. Частые аварийные ситуации в указанных контурах стали основным толчком для разработки запорной арматуры подобного типа.

Примеры аварийных ситуаций

Самым наглядным примером действия отсечных клапанов в фильтрующих и очистных системах водного снабжения, являются аварийные ситуации. Рассмотрим наиболее распространенные причины поломок трубопроводов, в которых просто необходимо использовать клапаны отсечного типа:

• неправильно выполненный монтаж трубопровода;
• игнорирование и не соблюдение правил техники безопасности;
• неверное следование основным этапам инструкции по установке системы фильтрации и очистки воды;
• замена картриджей фильтров с неверной установкой деталей;
• окончание срока эксплуатации сменных частей, расходных материалов в трубопроводах;
• выход из строя резиновых элементов, прокладок;
• резкий скачок давления и изменение напора жидкости;
• установка низкокачественных основных и вспомогательных элементов трубопровода – труб, прокладок и прочих составных частей системы;
• самостоятельное изменение конструкции систем фильтрации без надлежащей квалификации.

Всегда необходимо обращать внимание на качество материалов и сборки таких важных систем водного снабжения, как трубопроводы систем очистки и фильтрации. Установка отсечного клапана способствует повышению срока службы, а также практичности и качества эксплуатации подобных систем в целом.

Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций, сбоев в работе трубопровода, а также минимизации негативных последствий от таких нештатных ситуаций, следует четко придерживаться инструкции по монтажу и установке гидроаппаратуры. Если вы не обладаете надлежащей квалификацией и требуемыми знаниями, то лучше обратитесь к профессионалам, ведь от этого зависит последующая надежность использования фильтрационных, очистных и других водных систем, независимо от их назначения.

Классификация запорной арматуры

Запорный клапан отсечного типа часто называют «антипотоп» из-за его основной функции – предотвращения протекания жидкости. На рынке арматуры запорного типа выделяют клапаны различных конструкций в зависимости от места их установки, а также выполняемых функций.

Отсечную запорную арматуру классифицируют по конструктивным особенностям на:

• угловую;
• проходную;
• с одним седлом для запорного устройства;
• двухседельную.

По способу закрытия, одноразовые запорные устройства классифицируются в зависимости от способа отсечения потока содержимого трубопровода на:

• приборы, в которых перекрытие осуществляется посредством грузового воздействия;
• клапаны, закрывающиеся с помощью пружинного механизма;
• агрегаты с наличием пневматического привода;
• приборы с установленным клапаном электромагнитного типа.

Каждый вид отсечной запорной арматуры выбирается и устанавливается только с помощью квалифицированных специалистов, которые хорошо разбираются в комплектации и предназначении того или иного элемента трубопроводных систем. Автоматические или механические клапаны могут иметь различное предназначение, что напрямую определяет сферу использования данной запорной арматуры.

Одноразовый клапан в работе

Очень важно понимать, как работает отсечной одноразовый клапан для предотвращения поломок и протеканий в основных трубопроводах бытового и промышленного назначения. Итак, когда жидкость течет по трубам и достигает запорного клапана, она попадает на прокладку, выполняющую абсорбирующую функцию. Далее впитывающий элемент клапана наполняется влагой и увеличивается в объеме, после чего прокладка в буквальном смысле отсекает дальнейший проход жидкости, а также предотвращает ее вытекание наружу.

При использовании запорных клапанов одноразового типа в бытовых условиях необходимо следить за своевременным обслуживанием и заменой приборов, установленных на трубопроводе. В любом случае, при достаточно продолжительной эксплуатации клапана, предотвращающего проход жидкости в систему очитки или фильтрации, стоит учитывать его предельные возможности к абсорбции согласно заводской инструкции.

С учетом особенностей использования одноразового клапана в качестве запорной арматуры, затраты на его приобретение и установку всегда оправдываются. Экстренные ситуации и сбои в работе водопроводов возникают хоть и не так часто, но зачастую несут в себе значительные негативные последствия. Поэтому если конструкция клапана выполнена из качественных и надежных материалов, а его монтаж осуществлен правильно, то удается избежать более серьезных последствий. Единожды использованный клапан подлежит замене, однако его стоимость всегда будет меньше цены ремонта после затопления и даже небольшой протечки воды.

Автоматическая клапанная система

Для верного выбора запорной арматуры, а также учета особенностей той или иной системы, стоит детально разобраться в нюансах работы автоматических клапанов отсечного типа. К примеру, клапан угловой конструкции эффективно устанавливать в трубопроводах, в которых постоянно присутствует высокое давление и большой напор жидкости. Угловой клапан выполняется, как правило, из стали, а также зачастую комплектуется гидравлическим приводом.

Популярной моделью отсечной запорной арматуры выступает клапан с проходным корпусом. Обычно такие агрегаты эффективно справляются с нагрузкой в трубопроводах, по которым протекают жидкости с различными примесями или грязью. При этом сам клапан не накапливает в себе частицы примесей и грязевых отложений, эффективно пропуская жидкость и не создавая застоев в работающей системе.

Самой ходовой конструкцией клапанов с автоматической системой являются модели с паровыми заслонками. Клапан с установленной надежной заслонкой, выполненной из прочного материала, срабатывает при воздействии на него пара всего за 1,5-10 секунд с момента возникновения сбоя. Прокладка на металлическом корпусе такого клапана накручена спиральным типом, что удваивает плотность агрегата и в разы повышает его эффективность, а также безопасность функционирования трубопровода в целом. В таких приборах могут быть установлены специальные контролеры scpw типа. Эти прочные и надежные клапанные системы, выполненные в металлическом корпусе, отличаются автоматическим принципом работы и характеризуются длительным сроком эксплуатации, а также высокой устойчивостью к повреждениям и деформациям.

Новые модификации отсечного клапана

На рынке запорной арматуры многие годы используются проверенные приборы и технологии, а новинки появляются достаточно редко. Однако новые и наиболее совершенные модели отсечных клапанов уже активно поступают в продажу и пользуются небывалым спросом. В чем состоят инновации и отличия в конструкции старых и новых модификаций клапанов? В этом попробуем разобраться далее.

Новые приборы, появляющиеся на рынке, обладают следующим набором преимуществ по сравнению с давно используемыми классическими моделями запорной отсечной арматуры:

• клапаны старого типа не всегда способны справиться с высокими нагрузками, создаваемыми грязевыми потоками и жидкостями с различными примесями. Клапаны нового типа без труда пропускают и удерживают загрязненную воду, не создавая при этом проблем в работе системы;
• степень герметичности новейших отсечных клапанов значительно возросла за счет установки дополнительных материалов. В результате герметичность системы в несколько раз превышает аналогичные показатели, обеспечиваемые клапанами старых модификаций;
• скоростной режим при возникновении экстренных ситуаций повышен в несколько раз в новых моделях клапанов – время срабатывания при сбоях и поломках системы максимально составляет 10 с;
• в отличие от старых клапанов запорной арматуры, новые отсечные механизмы способны перекрывать течение жидкости в трубопроводе сразу в двух направлениях;
• новейшие модификации клапанов содержат в своей комплектации помимо основных деталей также пружинную силиконовую прокладку и уникальную регулировочную шайбу.

Инновационная конструкция удобных, прочных и надежных клапанных систем отсечного типа очень популярна и активно применяется в современных фильтрационных системах. Также, подобные клапаны стали незаменимыми на промышленных предприятиях – в пищевой, целлюлозно-бумажной, энергетической сфере.

Выбор отсечных клапанов

Для покупателей очень важно знать, на какие критерии стоит обращать внимание при выборе новой запорной арматуры. Самыми важными параметрами клапанов, которые желательно и нужно учитывать, являются:

• герметичность – отсечной клапан обязан обладать высочайшими характеристиками герметизации, являющимися основными показателями его качественной работы в трубопроводах любого типа;
• скорость срабатывания – данный параметр также критичен при выборе клапанов, особенно для трубопроводов с высоким напором. Несколько секунд могут стать решающими в экстренной ситуации, чтобы предотвратить потоп и даже минимальные утечки содержимого из труб;
• предназначение – всегда консультируйтесь со специалистами о точном предназначении конкретного клапана из широкой линейки классификаций и моделей. Тот или иной прибор может отлично послужить в газовом, но не подойдет для жидкостного трубопровода. Учтите также способность данных элементов к выдержке определенного температурного режима;
• основной материал изготовления корпуса – главной деталью запорной арматуры всегда выступает корпус. В самых надежных и прочных клапанах отсечного типа корпуса выполняются из стали, а также уплотняются витыми прокладками.

Обратите внимание, что клапаны одноразового использования для бытовых целей чаще всего изготавливают из пластика. При выборе одноразовых клапанов стоит детально изучить их конструкцию и оценить прочность изделия, а также качество сборки и используемых материалов.

Замена клапана: механический или тканевый?

Q. Мне 66 лет, скоро мне заменят аортальный клапан. Мой хирург предложил тканевый клапан, но он также упомянул, что вместо него можно поставить механический клапан. Каковы основные различия между этими двумя вариантами?

A. В целом оба типа сменных клапанов работают очень хорошо. Но есть плюсы и минусы у каждого. Исторически сложилось так, что возраст человека был основным фактором при выборе между ними. В настоящее время Американский колледж кардиологов и Американская кардиологическая ассоциация рекомендуют механические клапаны для людей моложе 50 лет и биологические (тканевые) клапаны для людей старше 70 лет. другой.

Механические клапаны изготавливаются из особого типа углерода или титана и других прочных материалов. Их главным преимуществом является долговечность: механический клапан обычно служит до конца жизни человека. Вот почему они исторически предпочтительнее у молодых людей с ожидаемой продолжительностью жизни еще несколько десятилетий. Однако сгустки крови могут застрять в створках или петлях клапана и помешать работе клапана. Это может быть непосредственная опасная для жизни ситуация. Кроме того, эти сгустки могут отрываться и перемещаться по кровотоку. Если тромб блокирует артерию, ведущую к мозгу, это вызывает инсульт.

Чтобы избежать этой проблемы, почти все люди с механическими клапанами сердца должны всю оставшуюся жизнь принимать антикоагулянтные препараты, обычно варфарин (кумадин). Варфарин увеличивает риск кровотечения, которое может проявляться как кровотечение из носа, десен или при незначительных травмах, или, реже, как тревожное внутреннее кровотечение. Однако тщательный мониторинг степени воздействия варфарина на кровь может ограничить эту опасность.

Тканевые клапаны, изготовленные из клапанов сердца свиньи или ткани сердечного мешка коровы, обычно служат около 15 лет. Но они обычно не требуют пожизненного приема препаратов, препятствующих свертыванию крови. Пожилые люди более уязвимы к кровотечениям, побочным эффектам варфарина. Они также с меньшей вероятностью переживут свои новые клапаны. Поэтому для них тканевый клапан обычно считается лучшим выбором. Однако для людей, которые уже принимают варфарин по поводу другой проблемы, такой как мерцательная аритмия или тромбоз глубоких вен, механический клапан может иметь больше смысла.

Исследования несколько противоречивы в отношении того, какой клапан лучше всего подходит для людей в возрасте 50–60 лет. В последние годы наблюдается тенденция к использованию тканевых клапанов у людей младшего возраста. Теория состоит в том, что к тому времени, когда этим людям понадобится второй клапан, его можно будет заменить с помощью минимально инвазивной процедуры — логичный, но непроверенный подход. В следующем десятилетии у нас должно быть гораздо больше данных, чтобы сделать обоснованную рекомендацию.

— Дипак Л. Бхатт, доктор медицинских наук, магистр здравоохранения.
Главный редактор, Harvard Heart Letter

Типы сменных сердечных клапанов

Видео: Варианты лечения замены сердечного клапана

Если вам необходимо заменить сердечный клапан, у вас есть несколько вариантов, которые следует учитывать при обсуждении вариантов сердечного клапана со своим врачом. Тип клапана и хирургический подход влияют как на краткосрочное восстановление, так и на долгосрочное качество жизни.

Сменный клапан, надежность и производительность

Идеальный сменный клапан обеспечивает отличную работу клапана и работает в координации со всей системой кровообращения. Ваша медицинская бригада может назвать это «отличными гемодинамическими показателями».

Риски, связанные с заменой клапана, и требования к лекарствам

Идеальный сменный клапан также обеспечивает длительный срок службы без значительного увеличения риска образования опасных тромбов.

*Лекарства для разжижения крови могут снизить риск инсульта или эмболии, связанной со сгустками крови (путешествующий сгусток). Риск образования тромбов выше у людей с механическими клапанами. Люди, принимающие препараты для разжижения крови, должны находиться под тщательным наблюдением, потому что слишком жидкая кровь может увеличить риск кровотечения.

Пациенты и их медицинский персонал должны обсудить варианты лечения и принять участие в процессе принятия решений, чтобы выбрать наиболее подходящее лечение.

Посмотреть иллюстрации механических и тканевых клапанов.

Возможные варианты:

Производственный механический клапан

Эти клапаны изготовлены из прочных и долговечных материалов. Это самый долговечный тип сменного клапана. Большинство из них будет длиться в течение всей жизни пациента.

Пациентам, получившим искусственный клапан, почти всегда будет требоваться разжижающее кровь лекарство на всю оставшуюся жизнь. Разбавитель крови предотвратит образование сгустков, что очень важно, поскольку сгустки могут застрять в створках клапана или петлях и вызвать неисправность. Сгустки также могут отрываться и образовывать эмболы (перемещающиеся сгустки), которые могут перемещаться по кровотоку и застревать в сосудах, где это может привести к таким проблемам, как сердечный приступ или инсульт.

Имплантация донорского клапана

Донорские клапаны человека часто используются при заболеваниях, поражающих клапан, таких как инфекционный эндокардит. Можно ожидать, что донорский клапан прослужит от 10 до 20 лет.

Тканевой клапан

Тканевые клапаны изготавливаются из клапанов доноров животных или тканей животных, которые обладают прочностью и гибкостью. Тканевые клапаны могут служить от 10 до 20 лет и обычно не требуют длительного применения лекарств. Для молодого человека с тканевой заменой клапана весьма вероятна необходимость в дополнительной операции или другой замене клапана в более позднем возрасте.

Перед каждой операцией, в ходе которой необходимо заменить клапан, необходимо тщательно продумать срок службы клапана, варианты медикаментозного лечения и риски.