Паровоздушный клапан системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:

Шадымов М.В.

F41H7/02 — сухопутные, например танки (гусеничные транспортные средства, управление ими B62D)

F16K17/02 — открывающиеся при избыточном давлении с одной стороны, закрывающиеся при недостаточном давлении с одной стороны (обратные клапаны F16K 15/00)

 

Изобретение относится к области бронетанковой техники и предназначено для использования в жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания танка. Паровоздушный клапан системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с крышкой. Внутри корпуса размещены подпружиненные воздушный и паровой клапаны. В крышке клапана по оси выполнено сквозное резьбовое отверстие. Клапан снабжен тарелкой, установленной под крышкой на торец пружины парового клапана, и регулировочным винтом, установленным в сквозном резьбовом отверстии, выполненном по оси в крышке клапана. В верхней части тарелки выполнено конусное углубление, взаимодействующее с торцом регулировочного винта. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы парового клапана и улучшение условий эксплуатации путем обеспечения регулировки давления срабатывания парового клапана без разборки паровоздушного клапана. 1 ил.

Изобретение относится к области бронетанковой техники и может быть использовано в жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) танка.

Паровоздушный клапан (ПВК) устанавливается в расширительный бачок системы охлаждения ДВС, служит для поддержания определенного давления паров охлаждающей жидкости и воздуха в системе, т.е. предохраняет узлы системы охлаждения и ДВС от перегрузки при избыточном давлении перегрева двигателя или разрежения при его остывании.

Известен ПВК, в корпусе которого установлены подпружиненные паровой и воздушный клапаны, регулируемые резьбовыми соединениями. Доступ к регулируемым гайкам закрыт стопором.

Недостатком этой конструкции является сложность регулировки давления срабатывания парового клапана. Для доступа к регулировочной гайке необходимо снимать стопорное устройство. Кроме этого срабатывание клапана происходит не при постоянном давлении из-за того, что паровой клапан перемещается в двух направляющих отверстиях, одно из которых находится в корпусе ПВК, а другое — в воздушном клапане. Направляющие отверстия могут быть расположены несоосно. Во время эксплуатации верхнее направляющее отверстие корпуса ПВК может засоряться тонкодисперсной пылью, а в отверстии воздушного клапана образуется накипь. В результате указанного паровой клапан заклинивается и его срабатывание происходит при большем давлении в системе охлаждения, чем предусмотрено требованиями. При этом узлы и детали системы охлаждения и ДВС подвергаются перегрузке и могут выйти из строя.

Танковая система охлаждения и ДВС работают с большой теплонапряженностью. Допускаемая температура охлаждающей жидкости оговаривается в определенных пределах, поэтому давление в системе охлаждения допускается также в определенных пределах.

ПВК регулируется на срабатывание при определенном давлении, обеспечивая тем самым заданную допустимую температуру охлаждающей жидкости.

Недостатком прототипа является то, что получается большой разброс давления срабатывания ПВК из-за того, что верхний конец паровой пружины поджимается крышкой. При сборке ПВК нажатием на крышку пружина сжимается, а крышка стопорится кольцом. Параллельность торцов пружины и соосность отверстия в крышке под торец пружины и буртика на паровом клапане влияют на давление срабатывания клапана. При очередной разборке — сборке для обслуживания, пружина занимает нефиксированное положение и давление срабатывания отличается от первоначально отрегулированного больше допуска на срабатывание клапана. Для регулирования давления срабатывания вновь приходится разбирать ПВК и добиваться заданной величины давления срабатывания.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы ПВК и улучшение условий эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в ПВК системы охлаждения ДВС, содержащем корпус с крышкой, размещенные внутри корпуса подпружиненные паровой и воздушный клапаны, в крышке клапана по оси выполнен прилив с резьбовым отверстием, в котором установлен регулировочный винт с конусным торцом. Под крышкой на верхний торец пружины парового клапана свободно установлена тарелка. Сверху в тарелке по центру выполнено конусное углубление, в которое упирается торец регулировочного винта.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый ПВК отличается наличием в крышке клапана центрального резьбового отверстия, в которое установлен регулировочный винт, взаимодействующий с конусным углублением тарелки, свободно установленной на верхнем конце пружины парового клапана.

Таким образом, заявляемый паровоздушный клапан соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого изобретения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет делать вывод о соответствии критерию «существенные отличия».

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид ПВК.

ПВК содержит корпус 1, внутри корпуса внизу выполнено полированное седло под паровой клапан и кольцевые проточки под стопорные кольца.

В нижней части корпуса установлена сетка 2 для защиты внутренней полости ПВК от осадков и примесей, содержащихся в охлаждающей жидкости. Сетка зафиксирована стопорным кольцом 3. В верхней части корпуса установлена крышка 4 с отверстиями, защищенными сеткой 5 для свободного прохождения воздуха и паровоздушной смеси и сквозным резьбовым отверстием в центре для установки регулировочного винта 6. Крышка фиксируется от вертикального перемещения стопорным кольцом 7 и является легкосъемным элементом при техобслуживании ПВК. Под крышкой свободно расположена тарелка 8, поджатая пружиной 9 парового клапана 10, резиновая прокладка 11 и воздушный клапан 12 с пружиной 13. На тарелке 8 выполнено конусное углубление, в которое входит конец винта 6.

Устройство и регулировка воздушного клапана осуществляется как и в прототипе, а именно за счет подобранной пружины 13, поджимающей воздушный клапан 12 к прокладке 11. Большой интервал допустимого давления на разрежение в системе охлаждения не требует дополнительной регулировки воздушного клапана. Регулировка парового клапана осуществляется поджатием пружины 9 через тарелку 8 регулировочным винтом 6 до обеспечения требуемого давления срабатывания клапана по техническим требованиям с последующей надежной контровкой винта. ПВК устанавливается в расширительный бачок системы охлаждения ДВС через прокладку.

В случае превышения максимально допустимой температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя и достижения максимального давления в расширительном бачке, на которое отрегулирован паровой клапан, происходит его срабатывание. А именно, пpeoдoлeвaя силу сжатия пружины 9, происходит открытие парового клапана 10 и выброс паровоздушной смеси через зазоры между паровым клапаном и корпусом 1 в отверстия крышки 4 и в моторно-трансмиссионное отделение танка. Тем самым защищаются узлы системы охлаждения и двигателя от перегрузок при избыточном давлении от перегрева.

В связи с тем, что в предложенном ПВК на верхний торец пружины парового клапана свободно установлена тарелка, в центральной части которой выполнена конусная засверловка, а в крышке установлен регулировочный винт, обеспечена возможность регулировки срабатывания парового клапана без разборки ПВК. Этим самым улучшились условия обслуживания ПВК при эксплуатации.

В связи с тем, что усилие сжатия пружины парового клапана регулировочным винтом направлено по центру, исключено влияние взаимного положения деталей на точность срабатывания парового клапана. Точность срабатывания парового клапана при этом повышается почти в 20 раз. Кроме того после частичной сборки-разборки в условиях эксплуатации регулировки ПВК не потребуется.

Формула изобретения

Паровоздушный клапан системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с крышкой, размещенные внутри корпуса подпружиненные воздушный и паровой клапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы парового клапана и улучшения условий эксплуатации путем обеспечения регулировки давления срабатывания парового клапана без разборки паровоздушного клапана, в крышке клапана по оси выполнено сквозное резьбовое отверстие, он снабжен тарелкой, установленной под крышкой на торец пружины парового клапана, и регулировочным винтом, установленным в сквозном резьбовом отверстии, выполненном по оси в крышке клапана, при этом в верхней части тарелки выполнено конусное углубление, взаимодействующее с торцом регулировочного винта.

РИСУНКИ

Рисунок 1

 

Похожие патенты:

Конструкция танка // 2199076

Изобретение относится к военной технике, в частности к бронированным военным машинам

Танк (варианты) // 2189000

Изобретение относится к бронетанковой технике и позволяет повысить огневую мощь и защиту танка

Устройство для контроля эксплуатационных параметров танка // 2186327

Изобретение относится к области бронетанковой технике, в частности к устройству контрольно-измерительных приборов

Боевая машина // 2186326

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно — к сочлененным боевым машинам, обеспечивающим высокую проходимость и предназначенным для снижения уязвимости боевой техники и повышения ее живучести при выполнении различных боевых задач

Устройство управления режимами охлаждения двигателя боевой машины // 2184337

Изобретение относится к области бронетанкового вооружения и техники, в частности к силовым установкам танков

Система защиты боевой машины с бензоэлектрическим агрегатом от оружия массового поражения // 2181873

Изобретение относится к системам защиты боевых машин от оружия массового поражения и пожара и может быть использовано на объектах бронетанковой техники, оснащенных бензоэлектрическим агрегатом (БЭА), предназначенным для питания потребителей электрической энергии при неработающем двигателе

Система защиты боевой машины от оружия массового поражения // 2181872

Изобретение относится к системам защиты боевых машин от оружия массового поражения и пожара и может быть использовано на объектах бронетанковой техники (танках, БМП, БТР и т. п.)

Устройство для обеспечения живучести танка в условиях ограниченной видимости // 2181870

Изобретение относится к бронетанковой технике, в частности к устройству системы целеуказания танка

Способ ремонта полюсных выводов танковых аккумуляторных батарей // 2181474

Изобретение относится к области ремонта бронетанкового вооружения и техники с использованием сварочного устройства

Механизм заряжания орудия танка // 2181471

Изобретение относится к техническим средствам заряжания орудий объектов военной, преимущественно бронетанковой, техники

Предохранительный клапан // 2169875

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для гидравлических систем, питающихся от насосов разной производительности

Предохранительный клапан из пластмассы для резервуаров // 2150418

Изобретение относится к запорной арматуре, в частности предохранительным клапанам

Форсунка // 2084686

Регулятор давления воды // 2070955

Изобретение относится к области водоснабжения и может быть использовано в коммунальном и промышленном водоснабжении для регулирования напоров воды в зданиях

Клапан // 2067245

Отсечной клапан // 2062933

Изобретение относится к области трубопроводного арматуростроения и может быть использовано для автоматического перекрытия трубопровода при его разрушении

Предохранительное устройство для подвижных цистерн // 2027095

Изобретение относится к системам гидропневмоавтоматики и может найти применение для защиты подвижных цистерн от давления

Газовый компенсатор для глубоководных приборов // 1840758

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к низкочастотным гидроакустическим преобразователям и экранам гидроакустических антенн

Предохранительное устройство для снятия давления // 1753148

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано для защиты пневмои гидроси стем от недопустимого повышения рабочего давления

Запорный клапан // 1737207

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в запорной и предохранительной арматурах тепловых и атомных электростанций

Предохранительно-запорный клапан и клапанный затвор // 2232330

Паровоздушный клапан — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

На тепловозе применен паровоздушный клапан, аналогичный по конструкции с установленным на расширительном баке тепловозов ТГМЗА и ТГМЗБ.
 [16]

При оборудовании радиатора паровоздушным клапаном значительно снижается расход воды из системы охлаждения, так как пар во время работы двигателя не может выходить из радиатора.
 [17]

У некоторых тракторных двигателей паровоздушный клапан помещается в отдельном корпусе, который крепится к верхнему бачку радиатора.
 [18]

У двигателей последних выпусков паровоздушный клапан смонтирован в корпусе, прикрепленном на задней плоскости верхнего бака.
 [19]

В чем заключается назначение паровоздушного клапана.
 [20]

При сливе охлаждающей жидкости открываются паровоздушные клапаны расширительных баков дизеля и компрессора, а также вентили подключения жидкостей системы подогревателя к дизелю.
 [21]

Система снабжена расширительным бачком и паровоздушным клапаном, который поддерживает в системе повышенное давление при температуре воды выше 98 С или сообщает ее с атмосферой при температуре в системе ниже 98 С.
 [22]

При закрытой системе охлаждения обычно в крышке заливной горловины устанавливается паровоздушный клапан ( фиг.
 [23]

Паровоздушный клапан.  [24]

В крышке горловины радиатора или на боковой стенке верхнего бака установлен паровоздушный клапан ( рис. 149), который при повышении давления внутри системы охлаждения или образовании разрежения в ней соединяет ее с атмосферой. Паровоздушный клапан состоит из воздушного 6 и парового 8 клапанов, расположенных в корпусе 3, который болтами привернут к фланцу / верхнего бака радиатора. Между корпусом и фланцем помещена уплотнительная прокладка. Полость корпуса при помощи внутренней паровоздушной трубки 7 сообщается по одну сторону от клапанов с верхним баком, а по другую сторону через отверстие 5 с атмосферой.
 [25]

В закрытых системах охлаждения внутренний объем соединен с окружающей атмосферой через двойной паровоздушный клапан, установленный в верхней части радиатора. В случае перегревания один из клапанов открывается при давлении выше атмосферного и выпускает образовавшиеся пары. В таких системах уменьшаются потери жидкости вследствие парообразования. При остывании двигателя после остановки объем жидкости понижается, и в системе образуется разрежение.
 [26]

Кроме того, проверяют работу и герметичность системы отопления, действие паровоздушного клапана пробки радиатора.
 [27]

Преимущественное применение нашли закрытые системы охлаждения, сообщающиеся с атмосферой периодически через паровоздушный клапан. Эти системы охлаждения отличаются малым расходом воды, простотой обслуживания и меньшим образованием накипи.
 [28]

У автомобилей последних моделей применяют герметически закрытые баки, пробки которых снабжены паровоздушным клапаном. Такое устройство уменьшает возможность испарения легких фракций бензина в жаркую погоду.
 [29]

Для меньшего расхода воды надо тщательно следить за герметичностью системы охлаждения, проверять паровоздушный клапан и целость прокладок пробки радиатора, очищать от пыли и грязи радиатор и двигатель.
 [30]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Паровой клапан Чистые паровые клапаны Gestra Санитарные паровые клапаны высокого давления Flowserve Worcester

Паровой клапан — это тип клапана , используемый для управления потоком пара от источника , например, от котла до точки использования, паровые клапаны также используется для контроля давления пара. Паровые клапаны могут называться клапанами чистого пара или санитарными паровыми клапанами . Эти типы клапанов используются, например, в фармацевтике, пищевой промышленности и производстве напитков, где пар вступает в контакт с конечным продуктом и требует носить санитарный характер.

Паровой клапан может представлять собой полностью отсечной шаровой кран, предназначенный для работы в пределах температурных и расходных характеристик среды, чтобы обеспечить полную отсечку.

Приводимый в действие паровой клапан используется для управления потоком пара в системе с помощью позиционера и формы обратной связи, позволяющей регулировать среду.

Клапаны какого типа используются в паровых установках?

Доступно множество различных типов клапанов для использования с паром, но каждый клапан должен соответствовать спецификации для конкретного применения, например, шаровой запорный клапан из 3 частей с прокладками из нержавеющей стали с покрытием из ПТФЭ.

Предохранительные клапаны являются важным элементом оборудования для паровых систем. Эти клапаны также называются предохранительными клапанами или предохранительными клапанами. Они предназначены для использования в качестве предохранительного устройства в трубопроводной установке. обеспечить безопасность всего оборудования в напорной линии, если оно превышает максимально допустимое давление клапана, он срабатывает, сбрасывая давление, открывая его набор и позволяя пару вытекать из линии, когда давление падает ниже установленного давления, он закроется вручную и снова поддержит заданное давление.

Можно ли использовать шаровые краны на пару?

Шаровые краны являются очень хорошим выбором для пара для полной изоляции, если они соответствуют условиям использования.

Что такое паровые клапаны высокого давления?

A Паровой клапан высокого давления рассчитан на давление выше прибл. 1,75 МПа, 17,5 бар, 250 фунтов на кв. дюйм изб.

Какие факторы необходимо учитывать при выборе парового клапана?

При выборе парового клапана необходимо учитывать множество факторов, например расход пара или конденсата, для которого он будет использоваться. Температурный рейтинг, обеспечивающий эффективное функционирование всех компонентов в этой среде.

Что такое термостатические конденсатоотводчики?

Термостатические конденсатоотводчики представляют собой клапаны с механическим приводом, когда на холоде или в последовательности запуска клапан открыт, что позволяет выпускать воздух и холодный конденсат при повышении температуры и непосредственно перед точкой кипения термостатический, сильфонный или капсульный закроется.

Для чего используется трехходовой паровой клапан?

3-ходовой паровой клапан используется в тех случаях, когда к одному клапану подсоединяются 3 трубы, они могут иметь несколько различных конфигураций, например, 1 вход и 2 выхода, или изоляцию одного пути от другого, например, порт 1 к порт 2 с изолированным потоком и порт 3, затем порт 1 к порту 3 с изолированным портом 2.

Для чего используется обратный паровой клапан?

Обратный клапан, односторонний регулятор потока или обратный клапан, широко известный в промышленности, представляет собой механическое устройство с двумя портами, пропускающее поток газа или жидкости только в одном направлении и противодействующее потоку в противоположном направлении , это всегда указывается стрелкой направления, а в случае пара — для предотвращения обратного потока в котел.

В чем разница между паровыми регулирующими клапанами с электрическими приводами и паровыми регулирующими клапанами с пневматическими приводами?

Основное различие между методами приведения в действие в этом случае заключается в использовании электродвигателя для управления открытием и закрытием штока, чтобы обеспечить прохождение необходимого потока среды, это хороший вариант, если сжатый воздух недоступны, например, в удаленных местах.

Пневматический привод использует сжатый воздух в качестве движущей силы для управления приводом, они могут быть одностороннего или двойного действия, в зависимости от требований конечного пользователя.

Чем Flexachem может вам помочь?

Компания Flexachem имеет более чем 38-летний опыт работы с клапанами и паровыми клапанами.

Flexachem может обеспечить приведение в действие всех наших клапанов, в том числе приводных паровых клапанов, нашим основным пневматическим приводом является Norbro, с различными распределительными коробками и управлением с обратной связью, которое зависит от области применения каждой установки.

Мы предлагаем и поддерживаем ведущие бренды – паровые клапаны Flowserve Worcester и Gestra.

Если вы хотите узнать больше о нашем ассортименте паровых клапанов, почему бы не связаться с одним из наших специалистов по клапанам?

Свяжитесь с нашей командой специалистов по клапанам:

Брендан Мерриган (внешняя) — Mob: 087 2598124

Внутренняя команда

Vicki McGrath — Тел: 021 461 7207

BRIAN — TEL: 021 461 7207

Тим Куигли- Тел: 021 461 7209

Шона О’Коннор- Тел: 021 461 7237

Росс О’Донован- Тел: 021 461 7230

Тел: 021 461 72009

9009

.

Регулирующие клапаны

Дом
/
Узнать о паре
/

Клапаны управления

Содержимое

• Клапаны управления

• Пропускная способность регулирующего клапана

• Размер регулирующего клапана для водяных систем

• Размер регулирующего клапана для паровых систем

• Характеристики регулирующего клапана

• Приводы и позиционеры регулирующих клапанов

• Контроллеры и датчики

Вернуться к информации о паре

Регулирующие клапаны

В этом учебном пособии кратко описаны основные компоненты различных типов регулирующих клапанов линейного и поворотного действия, доступных для использования в паровых и водяных системах.

Блок 6 контура пара и конденсата рассматривает практические аспекты управления, применяя на практике базовую теорию управления, рассмотренную в блоке 5.

Базовая система управления обычно состоит из следующих компонентов:

• Клапаны регулирующие
• Приводы.
• Контроллеры.
• Датчики.

Все эти термины являются общими, и каждый из них может включать множество вариаций и характеристик. С развитием технологий границы между отдельными элементами оборудования и их определениями становятся менее четкими. Например, позиционер, который традиционно устанавливал клапан в определенное положение в пределах своего диапазона хода, теперь может:

• Принимать входные данные непосредственно от датчика и обеспечивать функцию управления.
• Интерфейс с компьютером для изменения функций управления и выполнения процедур диагностики.
• Измените движения клапана, чтобы изменить характеристики регулирующего клапана.
• Интерфейс с заводскими цифровыми системами связи.

Однако для ясности на данном этапе каждый элемент оборудования будет рассматриваться отдельно.

Регулирующие клапаны

Несмотря на то, что существует большое разнообразие типов клапанов, в этом документе основное внимание уделяется тем из них, которые наиболее широко используются в автоматическом управлении паром и другими промышленными жидкостями. К ним относятся:

• Типы клапанов с линейным и вращательным движением шпинделя.
• Линейные типы включают шаровые клапаны и золотниковые клапаны.
• Поворотные типы включают шаровые краны, дисковые затворы, пробковые клапаны и их варианты.

В первую очередь необходимо сделать выбор между двухходовым и трехходовым клапанами.

• Двухходовые клапаны «дросселируют» (ограничивают) проходящую через них жидкость.
• Трехходовые клапаны можно использовать для «смешивания» или «отвода» проходящей через них жидкости.

Двухходовые клапаны

Шаровые клапаны

Шаровые клапаны часто используются для управления из-за их пригодности для дросселирования потока и легкости, с которой им можно придать определенную «характеристику», связывающую открытие клапана с потоком.

Два типичных типа шаровых клапанов показаны на рис. 6.1.1. Привод, соединенный со шпинделем клапана, обеспечивает движение клапана.

Основными составными частями запорных клапанов являются:

• Кузов.
• Капот.
• Седло клапана и плунжер клапана или трим.
• Шпиндель клапана (который соединяется с приводом).
• Уплотнение между штоком клапана и крышкой.

На рис. 6.1.2 схематично показан односедельный двухходовой запорный клапан. В этом случае поток жидкости давит на плунжер клапана и стремится удержать плунжер от седла клапана.

Разница давлений до (P1) и после (P2) клапана, при которой клапан должен закрыться, называется перепадом давления (ΔP). Максимальный перепад давления, при котором клапан может закрыться, зависит от размера и типа клапана, а также привода, управляющего им.

В общих чертах усилие, требуемое от привода, можно определить с помощью уравнения 6.1.1.

В паровой системе обычно считается, что максимальное дифференциальное давление равно абсолютному давлению на входе. Это допускает возможные условия вакуума после клапана, когда клапан закрывается. Перепад давления в замкнутой системе водоснабжения – это максимальный перепад давления насоса.

Если клапан большего размера с большим проходным сечением используется для пропускания больших объемов среды, то усилие, которое должен развить привод, чтобы закрыть клапан, также увеличится. Там, где очень большие объемы должны быть пропущены с использованием больших клапанов, или там, где существуют очень высокие перепады давления, будет достигнута точка, когда станет непрактичным обеспечить достаточное усилие для закрытия обычного односедельного клапана. В таких условиях традиционным решением этой проблемы является двухседельный двухходовой клапан.

Как следует из названия, двухседельный клапан имеет два плунжера клапана на общем шпинделе с двумя седлами клапана. Мало того, что седла клапана могут быть меньшего размера (поскольку их два), но также, как видно на рис. 6.1.3, силы частично уравновешиваются. Это означает, что, хотя перепад давления пытается удержать плунжер верхнего клапана от седла (как в случае с односедельным клапаном), он также пытается прижать и закрыть плунжер нижнего клапана.

Однако с любым двухседельным клапаном может возникнуть проблема. Из-за производственных допусков и различных коэффициентов расширения немногие двухседельные клапаны могут гарантировать хорошую герметичность отсечки.

Герметичность отсечки

Утечка регулирующего клапана классифицируется в зависимости от степени утечки клапана в полностью закрытом состоянии. Скорость утечки через стандартный двухседельный клапан в лучшем случае соответствует классу III (утечка 0,1% от полного потока), что может быть слишком большим, чтобы сделать его пригодным для определенных применений. Следовательно, поскольку пути потока через два порта различны, силы могут не оставаться в равновесии, когда клапан открывается.

Существуют различные международные стандарты, которые формализуют скорость утечки в регулирующих клапанах. Следующие скорости утечки взяты из британского стандарта BS 579.3 Часть 4 (МЭК 60534-4). Для неуравновешенного стандартного односедельного клапана скорость утечки обычно будет соответствовать классу IV (0,01% от полного расхода), хотя возможно получить класс V (1,8 x 105 x перепад давления (бар) x диаметр седла (мм).

Сбалансированные односедельные клапаны

Из-за проблем с утечками, связанных с двухседельными клапанами, когда требуется герметичное отсечение, следует выбирать односедельный клапан. требуемое для закрытия односедельного шарового клапана значительно увеличивается с размером клапана.Некоторые клапаны имеют балансировочный механизм для уменьшения необходимого закрывающего усилия, особенно для клапанов, работающих с большим перепадом давления. давление передается по внутренним путям в пространство над плунжером клапана, которое действует как камера выравнивания давления.Давление, содержащееся в этой камере, создает прижимную силу на плунжер клапана, как показано на рисунке 6. 1.4, уравновешивая давление на входе и помогая нормальной силе привода закрыть клапан.

Задвижки с приводом от шпинделя

Задвижки, как правило, бывают двух разных конструкций; Тип клинового затвора и тип параллельного скольжения. Оба типа хорошо подходят для изоляции потока жидкости, так как они обеспечивают плотное перекрытие, а в открытом состоянии перепад давления на них очень мал. Оба типа используются в качестве клапанов с ручным управлением, но если требуется автоматическое срабатывание, обычно выбирают параллельный золотниковый клапан, будь то для изоляции или управления. Типовые клапаны показаны на рис. 6.1.5.

Параллельный золотниковый клапан закрывается с помощью двух подпружиненных скользящих дисков (пружины не показаны), которые проходят поперек пути потока жидкости, при этом давление жидкости обеспечивает герметичное соединение между выходным диском и его седлом. Параллельные золотниковые клапаны большого размера используются в главных паровых и питательных трубопроводах в энергетике и обрабатывающей промышленности для изоляции секций установки. Параллельные задвижки малого диаметра также используются для управления вспомогательными системами пара и воды, хотя, в основном из-за стоимости, эти задачи часто выполняются с использованием шаровых клапанов с приводом и клапанов поршневого типа.

Клапаны поворотного типа

Клапаны поворотного типа, часто называемые четвертьоборотными клапанами, включают пробковые клапаны, шаровые краны и поворотные затворы. Все они требуют вращательного движения для открытия и закрытия и могут быть легко оснащены приводами.

Эксцентриковые плунжерные клапаны

На рис. 6.1.6 показан типичный эксцентриковый плунжерный клапан. Эти клапаны обычно устанавливаются так, чтобы шток плунжера располагался горизонтально, как показано, а присоединенный привод располагался рядом с клапаном.

Плунжерные клапаны могут включать соединения между плунжером и исполнительным механизмом для улучшения рычага и усилия закрытия, а также специальные позиционеры, которые изменяют внутреннюю характеристику клапана на более полезную равнопроцентную характеристику (характеристики клапана обсуждаются в Модуле 6. 5).

Шаровые краны

На рис. 6.1.7 показан шаровой кран, состоящий из сферического шара, расположенного между двумя уплотнительными кольцами в простой форме корпуса. В шаре есть отверстие, через которое проходит жидкость. При совмещении с концами трубы это дает либо полнопроходной, либо почти полнопроходной поток с очень небольшим перепадом давления. Поворот шара на 90° открывает и закрывает проход для потока. Шаровые краны, разработанные специально для целей управления, будут иметь характерные шары или седла, чтобы обеспечить предсказуемую схему потока.

Шаровые краны

являются экономичным средством обеспечения герметичного перекрытия многих сред, включая пар при температуре до 250°C (38 бар изб., насыщенный пар). Выше этой температуры необходимы специальные материалы седла или седла металл-металл, которые могут быть дорогими. Шаровые краны легко приводятся в действие и часто используются для дистанционного отключения и управления. Для критически важных приложений управления доступны сегментированные шарики и шарики с отверстиями особой формы, обеспечивающие различные характеристики потока.

Поворотные затворы

На рис. 6.1.8 представлена ​​простая схема поворотного затвора, состоящего из диска, вращающегося в цапфовых подшипниках. В открытом положении диск параллелен стенке трубы, что обеспечивает полный поток через клапан. В закрытом положении поворачивается относительно седла и перпендикулярно стенке трубы.

Традиционно дисковые затворы были ограничены низкими давлениями и температурами из-за ограничений, присущих используемым мягким седлам. В настоящее время для преодоления этих недостатков доступны клапаны с высокотемпературными седлами или высококачественными и специально обработанными седлами металл-металл. Стандартные поворотные затворы в настоящее время используются в простых системах управления, особенно в больших размерах и там, где требуется ограниченный динамический диапазон.

Имеются специальные дисковые затворы для более тяжелых условий эксплуатации.

Жидкость, протекающая через дроссельный клапан, создает небольшой перепад давления, поскольку клапан в открытом состоянии оказывает небольшое сопротивление потоку. Однако в целом их пределы перепада давления ниже, чем у шаровых клапанов. Шаровые краны аналогичны, за исключением того, что из-за их различных уплотнений они могут работать при более высоких перепадах давления, чем эквивалентные поворотные затворы.

Опции

При выборе регулирующего клапана всегда необходимо учитывать несколько вариантов. Для шаровых клапанов они включают в себя выбор материала сальника шпинделя и конфигураций сальника, которые предназначены для того, чтобы сделать клапан пригодным для использования при более высоких температурах или для различных жидкостей. Некоторые примеры этого можно увидеть на простых схематических диаграммах на рис. 6.1.9. Стоит отметить, что некоторые типы сальниковых уплотнений создают большее трение о шток клапана, чем другие. Например, традиционная сальниковая набивка будет создавать большее трение, чем шевронная набивка из ПТФЭ или сильфонная набивка. Большее трение требует большей силы привода и будет иметь повышенную склонность к беспорядочному движению.

Подпружиненное уплотнение саморегулируется по мере износа. Это снижает потребность в регулярном ручном обслуживании. Клапаны с сильфонным уплотнением являются самыми дорогими из этих трех типов, но обеспечивают минимальное трение благодаря лучшему механизму уплотнения штока. Как видно на рис. 6.1.9, клапаны с сильфонным уплотнением обычно имеют другой набор традиционных уплотнений в верхней части корпуса шпинделя клапана. Это послужит окончательной защитой от любой возможности утечки через шпиндель в атмосферу.

Клапаны также имеют различные способы направления плунжера клапана внутри корпуса. Одним из распространенных методов управления, как показано на рис. 6.1.10, является метод «двойного направления», при котором шпиндель направляется как вверху, так и внизу по его длине. Другим типом является метод «направляемой пробки», при котором заглушка может направляться клеткой или рамой. В некоторых клапанах могут использоваться перфорированные плунжеры, которые сочетают в себе направление плунжера и снижение шума.

Обзор двухходовых клапанов, используемых для автоматического управления

На сегодняшний день наиболее широко используемым типом клапана для автоматического управления паровыми процессами и приложениями является шаровой клапан. Его относительно легко привести в действие, он универсален и обладает присущими ему характеристиками, хорошо подходящими для нужд автоматического управления паром.

Следует также отметить, что двухходовые автоматические регулирующие клапаны также используются в жидкостных системах, таких как низкотемпературные, средне- и высокотемпературные системы горячего водоснабжения, а также системы термального масла. Жидкостные системы неизбежно нуждаются в балансировке массовых потоков. Во многих случаях разрабатываются системы, в которых можно использовать двухходовые клапаны без нарушения баланса распределительных сетей.

Однако, когда двухходовые клапаны не могут использоваться в жидкостной системе, устанавливаются трехходовые клапаны, которые по своей сути поддерживают баланс в системе распределения, действуя отводящим или смешивающим образом.

Трехходовые клапаны

Трехходовые клапаны могут использоваться как для смешивания, так и для отвода в зависимости от расположения плунжера и седла внутри клапана. Простое определение каждой функции показано на рис. 6.1.11.

Существует три основных типа трехходовых клапанов:

• • Клапан поршневой тип
• • Заглушка типа
• • Вращающийся башмак типа

Поршневые клапаны

Этот тип клапана имеет полый поршень (рис. 6.1.12), который перемещается вверх и вниз с помощью привода, закрывая и соответственно открывая два порта A и B. Порт A и порт B имеют одинаковая общая площадь прохождения жидкости, и в любое время совокупная площадь поперечного сечения обоих всегда одинакова. Например, если порт A открыт на 30 %, порт B открыт на 70 %, и наоборот. Этот тип клапана сбалансирован по своей сути и приводится в действие системой автоматического управления. Примечание. Конфигурация переноса может различаться у разных производителей.

Трехходовые клапаны шарового типа (также называемые «подъем и укладка»)

Здесь привод толкает диск или пару плунжеров клапана между двумя седлами (рис. 6.1.13), увеличивая или уменьшая поток через порты A и B. соответствующим образом.

Примечание. Линейная характеристика достигается за счет профилирования юбки плунжера (см. рис. 6.1.14).

Трехходовой клапан с вращающимся башмаком

В этом типе клапана используется вращающийся башмак, который перемещается по поверхностям отверстий. Схематическое расположение на рис. 6.1.15 иллюстрирует процесс смешивания, когда примерно 80 % потока проходит через порт A, 20 % — через порт B, 100 % — через порт AB.

Использование трехходовых клапанов

Не все типы можно использовать как для смешивания, так и для отвода. На рис. 6.1.16 показано неправильное применение шарового клапана, изготовленного как смесительный клапан, но используемого в качестве отводного клапана.

Поток, поступающий в клапан через порт AB, может выходить из любого из двух выпускных портов A или B, или часть потока может выходить из каждого из них. Когда порт A открыт, а порт B закрыт, дифференциальное давление системы будет прикладываться к одной стороне пробки.

Когда порт A закрыт, порт B открыт, и перепад давления будет приложен к другой стороне плунжера. В каком-то промежуточном положении плунжера перепад давления изменится на противоположный. Это изменение давления может привести к тому, что плунжер сместится со своего места, что приведет к плохому управлению и возможному шуму, поскольку плунжер «болтается» о свое седло.

Для решения этой проблемы в клапане пробкового типа, предназначенном для отвода, используется другая конфигурация седла, как показано на рис. 6.1.17. Здесь перепад давления все время одинаково приложен к одним и тем же сторонам обоих плунжеров клапана.

В замкнутых контурах можно использовать смесительные или отводные клапаны, в зависимости от конструкции системы, как показано на рисунках 6.1.18 и 6.1.19.

На рис. 6.1.18 клапан выполнен как смесительный клапан, поскольку он имеет два входа и один выход. Однако при размещении в обратном трубопроводе от нагрузки он фактически выполняет отводящую функцию, так как отводит горячую воду от теплообменника.

Рассмотрим смесительный клапан, показанный на рис. 6.1.18, когда теплообменник требует максимального нагрева, возможно, при запуске порт A будет полностью открыт, а порт B полностью закрыт. Вся вода, выходящая из котла, проходит через теплообменник и проходит через клапан через порты AB и A. Когда тепловая нагрузка будет удовлетворена, порт A будет полностью закрыт, а порт B полностью открыт, и вся вода, поступающая из котла, обходит нагрузку и проходит через клапан через порты AB и B. В этом смысле вода отводится от теплообменника в соответствии с требованиями тепловой нагрузки.