Клапаны или клапана


«Клапаны» или «клапана» как пишется? Есть простое правило!

Некоторые ситуации в языке вызывают серьёзные сомнения. Давайте вместе разберёмся с тем, как стоит писать данное слово: “клапаны” или “клапана”. Для начала мы должна обратить внимание на часть речи и её морфологические свойства.

Как правильно пишется

Вопреки расхожим мнениям, в окончании этого существительного следует писать букву «Ы»: клапаны. Однако в разговорной речи мы часто слышим иной вариант. здесь следует сказать, что разговорная речь не является показателем, эталоном для письменной.

Какое правило применяется

Клапаны – это множественное число существительного. В русском языке есть особые слова, относящиеся, например, к роду занятий, на конце которых пишется буква «А». Также есть и другие категории, не вписывающиеся в эту группу. Так, данное слово не относится к определённой группе, поэтому мы пишем «Ы».

Примеры предложений

  • Клапаны сердца выполняют несколько жизненно важных функций.
  • Сердце человека имеет два полулунных клапана.

Проверь себя: «Бешенно» или «бешено» как пишется?

Как неправильно писать

Неверным является написание с буквой «А» на конце – клапана.

клапан — Викисловарь

Морфологические и синтаксические свойства[править]

падеж ед. ч. мн. ч.
Им. кла́пан кла́паны
Р. кла́пана кла́панов
Д. кла́пану кла́панам
В. кла́пан кла́паны
Тв. кла́паном кла́панами
Пр. кла́пане кла́панах

кла́-пан

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка).

Корень: -клапан- [Тихонов, 1996].

Произношение[править]

Семантические свойства[править]

Работа клапанов [1] газораспределительного механизма ДВС Работа клапанов [5] сердца
Значение[править]
  1. крышка, диск, прикрывающие отверстие, через которое проходит пар, газ, жидкость и т.п. (в машинах и механизмах) ◆ При этом выделяются и анализируются виброимпульсы начала и конца топливоподачи, а также работы клапанов газораспределения, ударов перекладки поршней и "звучания" поршневых колец в случае сухого трения. «Для диагностики тепловоза комплекс «Магистраль»», 2001 г. // «Локомотив» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
  2. деталь механизма в музыкальных духовых инструментах, служащая для открывания и закрывания отверстия в корпусе и изменения тем самым высоты извлекаемого звука ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
  3. кнопка клавиши гармоники ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
  4. нашивка из куска ткани, закрывающая карман или шов на одежде ◆ Клапан варьируется в зависимости от размеров запястья. «Аксессуары: Что натянуть на руки», 2002 г. // «Автопилот» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
  5. часть полого органа, образованная складкой (складками) его внутренней оболочки и заслоняющая какой-л. проход, отверстие (в медицине) ◆ Создан новый сердечный клапан из специальным образом обработанного свиного клапана. Анна Маева, «Дар на всю жизнь», 1999 г. // «Здоровье» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
  6. перен. нечто, сдерживающее тот или иной процесс ◆ Поставлено было несколько полубожественных подписей, верховный клапан открыли, по медицинским учреждениям разослали соответствующее циркулярное письмо, разрешающее искусственное прерывание беременности. Л. Е. Улицкая, «Казус Кукоцкого [Путешествие в седьмую сторону света]», 2000 г. // «Новый Мир» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
Синонимы[править]
Антонимы[править]
Гиперонимы[править]
Гипонимы[править]

Родственные слова[править]

Этимология[править]

Происходит от нем. Klappen (мн.) от Klappe "крышка, заслонка"; см. Бернекер 1, 509; Брандт, РФВ 21, 210. Менее вероятно влияние окончания засло́н, запо́н (Преобр. I, 311; Горяев, ЭС, 142).

Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]

Перевод[править]

Анаграммы[править]

Библиография[править]

Клапан - склонение по падежам

Клапан - склонение по падежам
Склонение слова «Клапан» по падежам в единственном и множественном числах.
Падеж Вопрос Единственное число Множественное число
Именительный Кто? Что? кла́пан кла́паны
Родительный Кого? Чего? кла́пана кла́панов
Дательный Кому? Чему? кла́пану кла́панам
Винительный Кого? Что? кла́пан кла́паны
Творительный Кем? Чем? кла́паном кла́панами
Предложный О ком? О чем? кла́пане кла́панах

Значение слова «Клапан» в 10 онлайн словарях Даль, Ожегов, Ефремова и др.

Поделиться значением слова:

м. немецк. закрышка, покрышка, заставка; в насосах: замычка, глотник, вздошник, запирка, зажимка, затулка, затворка; в муз. духовых орудиях: затулка над дырочкой, для перебору пальцами; в сердце и в чернокровных сосудах: затулка, затворка, образованная мешечком и не пускающая кровь обратно, к верху, в одежде: лоскут, составляющий род покрышки; клапаны на карманах, на груди при отворотах. Клапанный, к клапану относящ.


КЛАПАН, -а, м. 1. Деталь или устройство, род регулирующего затвора в механизме, инструментах. Регулировочный, предохранительный, всасывающий к. К. трубопровода. К. музыкального инструмента. 2. Нашивка из куска материи, прикрывающая отверстие кармана на одежде, сшитом изделии. 3. Часть полого органа, образованная складкой (складками) его внутренней оболочки и заслоняющая какой-н. проход, отверстие (спец.). Сердечный к. К. вены. К. аорты. Лимфатический к. || прил. клапанный, -ая, -ое.

Ударение: кла́пан м.

  1. Крышка, диск, прикрывающие отверстие, через которое проходит пар, газ, жидкость и т.п. (в машинах и механизмах).
    1. Деталь механизма в музыкальных духовых инструментах, служащая для открывания и закрывания отверстия в корпусе и изменения тем самым высоты извлекаемого звука.
    2. Кнопка клавиши гармоники.
  2. Нашивка из куска ткани, закрывающая карман или шов на одежде.
  3. Часть полого органа, образованная складкой (складками) его внутренней оболочки и заслоняющая какой-л. проход, отверстие (в медицине).

кла́пан
из нем. Klарреn (мн.) от Klарре "крышка, заслонка"; см. Бернекер 1, 509; Брандт, РФВ 21, 210. Менее вероятно влияние окончания засло́н, запо́н (Преобр. I, 311; Горяев, ЭС, 142).

КЛА́ПАН, клапана, ·муж. (·нем. Klappe).
1. Род крышки на небольшом отверстии в каком-нибудь механизме, открывающей и закрывающей это отверстие во время действия механизма. (тех.). Клапан нагнетательного насоса. Предохранительный клапан (клапан в паровом котле и т.п., автоматически открывающийся, когда давление пара достигает опасного предела).
2. Подвижная покрышка, открывающая и закрывающая отверстие духового музыкального инструмента. Клапаны корнет-а-пистона.
3. Часть сердца, образующая затвор, препятствующий обратному движению крови (анат.).

вентиль, поршень, заслонка, створка; вантуз, рот, кингстон, клапанок, детандер, пистон, клинкет, сапун, дроссель, нашивка, суфлер, гульфик, снорт

(от нем. Klappe - крышка, заслонка), в технике - деталь или устройство для управления расходом газа или жидкости изменением площади проходного сечения (напр., дроссельные, предохранительные, регулировочные).

(valva, PNA; valvula, BNA, JNA) в анатомии часть полого органа, образованная одной или несколькими складками его внутренней оболочки; препятствует обратному перемещению содержимого.

автоклапан, вантуз, вентиль, гермоклапан, гидроклапан, гульфик, детандер, дроссель, кингстон, клапанок, клинкет, нашивка, пироклапан, пистон, пневмоклапан, пневмоэлектроклапан, сапун, снорт, суфлер, термоклапан, электроклапан, электропневмоклапан

кла́пан,
кла́паны,
кла́пана,
кла́пана,
кла́панов,
кла́пану,
кла́панам,
кла́пан,
кла́паны,
кла́пана,
кла́паном,
кла́панами,
кла́пане,
кла́панах

а, мн. клапаны, ов и проф. клапана, ов, м.

1. Деталь механизма, род затвора, крышки, закрывающей проход пару, газу или жидкости. К. музы-кального инструмента. Нажать на к. Закрыть к.

2. Часть сердца, образующая затвор, который препятствует обратному движению крови.

3. Нашивка из куска материи, прикрывающая отверстие кармана или шов на одежде. Клапанный - относящийся к клапану, клапанам.

Поделиться значением слова:

какой выбрать? Особенности, отличия, эксплуатационные ограничения

Введение

При управлении потоками жидких и газообразных сред на современных промышленных предприятиях наиболее часто используются два типа клапанов: соленоидные клапаны и клапаны с пневмоприводом. Огромное количество различных моделей клапанов обоих типов, предназначенных для самых разнообразных задач, привело к тому, что выбор между соленоидным (электромагнитным) клапаном и клапаном с пневмоприводом перестал быть очевидным.

В данной статье рассмотрены конструктивные особенности клапанов обоих типов и то, как эти особенности влияют на выбор клапанов и их эксплуатацию. Описываемые явления и полученные выводы справедливы практически для всех клапанов, независимо от модели или производителя, поскольку причины этих явлений сосредоточены в самом принципе действия клапанов рассматриваемых типов.

1. Виды, принцип работы и особенности эксплуатации электромагнитных клапанов

1.1. Конструкция соленоидных клапанов прямого действия

Устройство наиболее простого соленоидного клапана представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 – Конструкция соленоидного клапана прямого действия

Катушка (1) установлена на трубке сердечника (2), внутри которой расположен сердечник (3), прижимаемый к седлу клапана (5) пружиной (4). При подаче напряжения на катушку, внутри неё и, соответственно, внутри трубки сердечника создаётся электромагнитное поле, в результате воздействия которого сердечник поднимается, открывая проход жидкости через седло клапана.

Таким образом, клапаны данного типа работают за счет электромагнитного поля, создаваемого катушкой. Саму же катушку часто называют соленоидом, отсюда и название клапана - "соленоидный" или "электромагнитный". Поскольку электромагнитное поле катушки воздействует напрямую на сердечник, перекрывающий проходное отверстие клапана, такие электромагнитные клапаны называют клапанами прямого действия.

Сложность при создании электромагнитных клапанов прямого действия проявляется по мере увеличения их размера для обеспечения большего расхода жидкости. Это связано с резким увеличением силы втягивания катушки, необходимой для подъёма сердечника и открытия клапана.

Пример расчёта усилия, необходимого для втягивания сердечника

В общем случае, для любой однородной жидкой или газообразной среды, давление связано с силой следующим образом:

P=FS,P= {F} over {S}, (1)

где:
Р – давление среды;
F — усилие, оказываемое средой на поверхность;
S — площадь поверхности.

Поскольку седло клапана имеет форму окружности, то площадь рассчитывается по следующей формуле:

S=π×d24,S= { %pi times d^2 } over {4}, (2)

где:
d – диаметр седла клапана;
π — уматематическая постоянная, равная отношению длины окружности к её диаметру, приблизительно равна 3.14.

Выражая усилие F из формулы (1) и подставляя в неё значение площади S из формулы (2), получим:

F=P×π×d24.F= { P times %pi times d^2 } over {4}. (3)

Данная формула служит для расчета силы, с которой вода внутри клапана прижимает сердечник к седлу при заданном давлении P и диаметре седла d. Произведем расчет этой величины для электромагнитного клапана GEVAX 1901R-KDVD006-050-24DC (Клапан электромагнитный прямого действия, латунь, 1/2" (5 мм), 2/2 НЗ, -10°С...+130°С, 0...6 бар, 24В=, уплотнения FPM). Данные для расчета приведены в паспорте клапана: максимальное давление рабочей среды P = 6 бар, диаметр проходного сечения d = 5 мм. Подставляя эти значения в формулу (3), получим:

F=6бар×3,14×(5мм)24=600000Па×3,14×(0,005м)24=11,8H.F= { 6бар times 3,14 times (5мм)^2 } over {4}={ 600 000 Па times 3,14 times (0,005м)^2 } over {4}=11,8 H. (4)

Для корректной работы соленоидного клапана усилие втягивания сердечника, вызванное электромагнитным полем катушки, должно быть больше усилия прижима сердечника к седлу. Для обеспечения такого усилия на клапане установлена катушка AMISCO EVI 5P/13 мощностью W1 =17 Вт.

Произведем аналогичный расчет для соленоидного клапана размером 2" (диаметр седла 50мм) с рабочим давлением 10 бар. Тогда мы получим, что минимальное усилие втягивания должно составлять:

F=10бар×3,14×(50мм)24=1000000Па×3,14×(0,05м)24=1962,5HF= { 10бар times 3,14 times (50 мм)^2 } over {4} = { 1000 000Па times 3,14 times (0,05 м)^2 } over {4}=1962,5H (5)

Втягивающее усилие F, создаваемое магнитным полем катушки, приближенно, рассчитывается по формуле:

F=(I×N×μr×μ0)2L2×A2×μ0,F= { (I times N times %mu_r times %mu_0 )^2 } over {L^2} times {{A} over {2 times %mu_0}, (6)

где:
I – ток, потребляемый катушкой;
N — число витков провода внутри катушки;
µr — магнитная проницаемость сердечника;
µ0 — магнитная постоянная, равная 4π·10-7 Гн/м;
L — длина намотки провода внутри катушки;
A — площадь поперечного сечения сердечника.

Мощность W, потребляемая катушкой из электрической сети, равна:

где:
R – сопротивление катушки.

Выражая квадрат тока из формулы (7) и подставляя его значение в формулу (6), получим:

F=W×(N×μr×μ0)2×A2×L2×μ0×RF= W times (8)

Обозначим совокупность всех коэффициентов, определяемых конструкцией узла клапана "катушка-сердечник" как Kcc

Kcc=(N×μr×μ0)2×A2×L2×μ0×RK_cc= { ( N times %mu_r times %mu_0 )}^2 times A over { 2 times L^2 times %mu_0 times R } (9)

Тогда формула, втягивающего усилия катушки примет следующий вид

F=W×KccF=W times K_cc (10)

Формула (10), показывает что втягивающее усилие катушки зависит от конструкции узла клапана "катушка-сердечник" и пропорционально электрической мощности, потребляемой катушкой.

Рассмотрим два электромагнитных клапана с катушками разной мощности, но имеющих одинаковую конструкцию катушки и сердечника. Тогда втягивающее усилие F1 и F2 и потребляемые мощности W1 и W2 будут соотносится следующим образом:

F1W1=F2W2{F_1} over {W_1} = {F_2} over {W_2} (11)

Выражая из данного равенства W2 получим:

W2=W1F2F1{ {W_2} = W_1 {F_2} over {F_1} (12)

Подставив в формулу (12) значения необходимых минимальных усилий втягивания F1, рассчитанного по формуле (4), F2, рассчитанного по формуле (5) и паспортного значения мощности катушки AMISCO EVI 5P/13 W1 = 17 Вт, получим:

W2=W1F2F1=17Вт1962,5Н11,8Н=2827Вт≈3кВт{ {W_2} = W_1 {F_2} over {F_1} =17Вт {1962,5Н} over {11,8Н} =2827Вт approx 3 кВт (13)

Таким образом, мы рассчитали мощность катушки, необходимую для обеспечения работы электромагнитного клапана прямого действия с диаметром седла 50 мм и рабочим давлением 10 бар. Разумеется, эти расчеты носят приблизительный характер, однако, порядок полученных значений верный. Очевидно, что применение катушек такой мощности неоправданно.

Тем не менее, существуют электромагнитные клапаны, удовлетворяющие условиям задачи, но с катушками мощность которых не превышает 10 – 20 Вт. Дело в том, что эти клапаны имеют другую конструкцию, описанную ниже.

1.2 Устройство соленоидных клапанов непрямого действия

Для уменьшения энергопотребления соленоидных клапанов больших диаметров и для работы с большими давлениями была разработана конструкция электромагнитного клапана непрямого действия, представленная на рисунке 2а.

Рисунок 2 – Конструкция и принцип действия соленоидных клапанов с плавающей мембраной

В таких электромагнитных клапанах основное проходное сечение перекрывается мембраной, которая прижата к седлу. Открытие клапана осуществляется за счет подъема мембраны, вызванного перераспределением величины давления рабочей среды в зонах над мембраной и под мембраной.

В исходном состоянии (см. рисунок 2а) напряжение на катушку клапана не подано. Жидкость, поступающая на вход электромагнитного клапана, через небольшое перепускное отверстие в мембране, проникает в область над мембраной. Площадь поверхности мембраны, с которой взаимодействует жидкость, в зоне над мембраной больше, чем в зоне под мембраной. При равенстве давлений над и под мембраной, это приводит к возникновению силы, прижимающей мембрану к седлу клапана. Одним из ключевых элементов конструкции, оказывающих влияние на работу электромагнитного клапана, является перепускное отверстие. Его расположение на схеме и фотография показаны на рисунке 2б.

Подача напряжения на катушку (см. рисунок 2в) вызывает подъём сердечника. В результате этого жидкость из области над мембраной через пилотное отверстие начинает поступать на выход электромагнитного клапана. Диаметр пилотного отверстия больше диаметра перепускного отверстия, поэтому давление над мембраной уменьшается, а сама мембрана поднимается, открывая основной проход клапана.

Подъём мембраны осуществляется за счет давления жидкости, поступающей на вход клапана, поэтому клапаны такой конструкции не могут работать при низком давлении среды. Разница давлений между входом и выходом, как правило, должна составлять не менее 0.3 – 0.5 бар. Этот параметр указывается в технических характеристиках электромагнитного клапана.

До тех пор, пока катушка находится под напряжением (см. рисунок 2г), сердечник поднят и пилотное отверстие открыто. Это приводит к тому, что давление над мембраной и сила упругости сжатой пружины становится меньше давления жидкости под мембраной. В результате чего мембрана остается поднятой, а клапан открытым.

При снятии напряжения с катушки (см. рисунок 2д), сердечник под действием пружины опускается и перекрывает пилотное отверстие электромагнитного клапана. Жидкость перестает выходить из области над мембраной, в результате чего давление в этой зоне растет и становится равным давлению жидкости под мембраной (на входе клапана). Под действием силы упругости сжатой пружины мембрана начинает опускаться, перекрывая проход жидкости через клапан.

После закрытия клапана (см. рисунок 2е) мембрана плотно прижимается к седлу за счет силы, вызванной давлением жидкости и разной площадью смоченной поверхности мембраны.

В вышеописанном процессе при открытии электромагнитного клапана мембрана поднимается под действием жидкости – "всплывает", поэтому клапаны такой конструкции часто называют соленоидными клапанами с плавающей мембраной.

Примеры клапанов с плавающей мембраной

Описанный принцип действия справедлив для нормально закрытых (НЗ) электромагнитных клапанов. Нормально открытые (НО) электромагнитные клапаны устроены аналогичным образом, но пилотное отверстие открыто в нормальном состоянии и закрывается при подаче напряжения на катушку. Мембрана этих клапанов также поднимается в результате воздействия на неё давления жидкости. Таким образом, если перепад давления ΔP меньше минимально допустимого ΔPмин, то мембрана будет закрывать основной проход клапана, но пилотное отверстие будет открыто. Поэтому при ΔP мин НО клапан будет открыт, но расход через него будет значительно меньше, чем в рабочем режиме, когда ΔP > ΔPмин.

Электромагнитные клапаны с плавающей мембраной корректно работают при ΔPмин макс. При ΔP мин клапаны работают, но расход рабочей среды через них намного меньше номинального.

Существует ещё одна распространённая конструкция электромагнитных клапанов непрямого действия – клапаны с мембраной принудительного подъёма. Она изображена на рисунке 3. Принцип действия этих клапанов аналогичен ранее рассмотренным.

Рисунок 3 – Конструкция и принцип действия электромагнитных клапанов с мембраной принудительного подъем

В исходном состоянии (см. рисунок 3а) напряжение на катушку клапана не подано. Жидкость, поступающая на вход клапана через небольшое перепускное отверстие, проникает в область над мембраной и прижимает мембрану к седлу клапана.

Подача напряжения на катушку (см. рисунок 3б) вызывает подъем сердечника. Через пилотное отверстие жидкость начинает поступать на выход клапана и давление над мембраной падает.

Мембрана поднимается за счет разности давлений над и под ней, открывая основное проходное сечение соленоидного клапана (см. рисунок 3в).

В отличии от ранее рассмотренных клапанов, электромагнитные клапаны с мембраной принудительного подъёма могут работать без перепада давления (ΔP = 0 бар). В такой ситуации подъем мембраны осуществляется за счет усилия электромагнитной катушки, втягивающей сердечник. Он поднимает мембрану, связанную с сердечником пружиной.

Способность этих клапанов работать без перепада давления привела к тому, что их часто ошибочно называют клапанами прямого действия. Более правильное название – соленоидные клапаны с мембраной принудительного подъема – обусловлено тем что при отсутствии давления, мембрана поднимается принудительно (не зависимо от рабочей среды) за счет усилия, создаваемого электромагнитным полем катушки.

Примеры клапанов с плавающей мембраной

Выше были рассмотрены три наиболее распространенные конструкции клапанов с электромагнитным приводом. Однако, все они имеют следующие общие особенности:

  • рабочая жидкость, проходящая через клапан, находится вокруг сердечника клапана, внутри трубки сердечника;
  • внутри имеется не менее одного небольшого отверстия, критически важного для работы клапана;
  • большая часть электромагнитных клапанов непрямого действия, имеют мембрану из гибкого материала. Как правило, это одна из разновидностей резины: NBR – нитрилбутадиеновая, EPDM – этилен-пропиленовая или FPM – фтористая.

1.3. Факторы, ограничивающие использование соленоидных клапанов

1.3.1 Рабочая жидкость, проходящая через клапан, находится вокруг сердечника клапана и внутри трубки сердечника

Если через клапан проходит чистая и однородная среда без каких-либо примесей, она практически не влияет на работу самого соленоидного клапана. Однако, если среда загрязнена и содержит в себе мелкодисперсные элементы (например, вода с примесями ржавчины), эти частицы со временем оседают на сердечнике и стенках трубки сердечника. Загрязнение трубки сердечника может привезти к заклиниванию сердечника внутри неё, что вызывает залипание клапана (см. рисунок 4). При этом электромагнитный клапан может остаться как в открытом, так и в закрытом состоянии.

Рисунок 4 – Заклинивание сердечника клапана вследствие загрязнения

Также прямой контакт рабочей жидкости с трубкой сердечника обеспечивает хороший теплообмен между ними. Поэтому если через электромагнитный клапан проходит горячая среда (пар или горячая вода), то сердечник будет нагреваться, вызывая нагрев катушки и ускоренное старение межвитковой изоляции. Как правило, катушки соленоидных клапанов, рассчитанных на работу с паром, имеют высокий класс нагревостойкости изоляции (F или H). Несмотря на это, перегрев и дальнейшее перегорание катушки парового клапана не яв- ляется чем-то необычным и встречается достаточно часто.

В случаях, когда через соленоидный клапан проходит холодная среда (например, охлажденный раствор пропиленгликоля), трубка сердечника охлаждается до температуры ниже температуры окружающей среды. Это приводит к выпадению конденсата, под действием которого ржавеют металлические части катушки и нарушается целостность изоляционной оболочки (см. рисунок 5). В итоге, влага проникает внутрь катушки, вызывает повышенное токопотребление, а со временем, и пробой изоляции.

Рисунок 5 – Повреждение катушки под воздействием агрессивной окружающей среды

Для защиты от этого явления следует исключить выпадение конденсата на клапанах (например, уменьшением влагосодержания цехового воздуха). Если полностью исключить конденсат не удаётся, то можно добиться существенного уменьшения его негативного влияния, воспользовавшись клапанами, катушка которых имеет влагозащиту, например, электромагнитными клапанами GEVAX серии 1901R-KBN. Если же и это невозможно, то следует вручную герметизировать уязвимые узлы катушки, защитив их от попадания конденсата.

1.3.2 Внутри клапана имеется не менее одного небольшого отверстия, критически важного для работы всего клапана

Для соленоидных клапанов прямого действия – основное проходное сечение, имеющее малый диаметр; для соленоидных клапанов непрямого действия – перепускное и пилотное отверстия. Дело в том что засорение перепускного или пилотного отверстия приводит к нарушению нормальной работы соленоидного клапана. Как правило, это не вызывает необратимых разрушений конструкции, и подобные неисправности могут быть легко устранены путем чистки клапана. Однако, очистка внутренних частей клапана требует его разборки и, как следствие, невозможна во время его работы.

Таким образом, чистота рабочей среды является одним из наиболее важных факторов, позволяющих обеспечить длительную и безотказную работу соленоидных клапанов.

1.3.3 Большая часть электромагнитных клапанов непрямого действия имеют мембрану из гибкого материала

Ранее было отмечено, что соленоидные клапаны рассчитаны на работу с чистыми средами. Наличие в среде крупных загрязнений может привести не только к засорам клапана, но и к разрыву мембраны, после чего потребуется её замена.

При возникновении в системе гидроударов также возможно повреждение мембраны из-за кратковременного превышения допустимого давления.

Энергия среды, проходящей через клапан, является одним из основных факторов, обеспечивающих как открытие клапана, так и его герметичность в закрытом состоянии. Поэтому соленоидные клапаны непрямого действия являются однонаправленными – корректная работа обеспечивается только при протекании среды от входа к выходу. Верное направление подачи среды показано на рисунке 6. Если при монтаже клапана вход и выход будут перепутаны, то рабочая среда будет поступать только в зону под мембраной, в результате чего "передавит" пружину и откроет клапан (см. рисунок 7).

Рисунок 6 – Верное направление подачи жидкости в клапан Рисунок 7 – Не верное направление подачи жидкости в клапан

Определить правильное положение при монтаже можно по стрелке на корпусе клапана (см. рисунок 8).

Рисунок 8 – Стрелка на корпусе клапана для определения направления подачи среды

Однако, даже при правильном направлении потока жидкости, мембранная конструкция может вызывать проблемы при эксплуатации. Они проявляются в момент подачи жидкости на вход клапана или при резких изменениях давления газообразных сред.

Дело в том, что перепускное отверстие в мембране имеет небольшой размер. Жидкость, проходящая через него, не может сразу заполнить всю полость над мембраной клапана (см. рисунок 9а). В этот момент времени давление жидкости под мембраной больше, чем давление жидкости над ней. Это вызывает подъем мембраны и самопроизвольное открытие электромагнитного клапана. Клапан будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока жидкость не заполнит область над мембраной через перепускное отверстие (см. рисунок 9б). После завершения этого процесса давление над и под мембраной клапана уравновешивается и клапан закрывается (см. рисунок 9в).

Рисунок 9 – Последовательность возникновения эффекта самопроизвольного открытия соленоидного клапана с плавающей мембраной при подаче жидкости

Время открытия клапана в описанном переходном процессе зависит от многих факторов, но даже для больших клапанов оно не превышает 1...2 с. Однако, за это время через клапан может пройти несколько литров жидкости.

Несмотря на то, что давление среды, как правило, не выходит за пределы рабочего диапазона, клапан подвергается повышенным ударным нагрузкам. Частое повторение данного явления при эксплуатации приводит к повышенному износу мембраны и пружины клапана, а со временем и к их поломке.

1.4. Ключевые особенности эксплуатации соленоидных клапанов

  • Соленоидные клапаны предназначены для работы с чистыми, гомогенными средами. Загрязненная среда вызывает нарушение работы клапана, а иногда и его поломку.
  • Использование соленоидных клапанов для управления потоком среды, температура которой сильно отличается от температуры окружающей среды, имеет свои особенности и требует особой внимательности при выборе клапана и его эксплуатации.
  • Направление подачи среды в электромагнитный клапан является критически важным. Соленоидный клапан следует считать однонаправленным, если иное не указано в технической документации.

Несмотря на то, что были рассмотрены лишь наиболее часто встречающиеся факторы, ограничивающие использование соленоидных клапанов, может сложиться впечатление, что соленоидный клапан является источником проблем и частых неполадок. На самом деле это не так. Электромагнитные клапаны являются надежным устройством управления потоком жидкости или газа при соблюдении условий эксплуатации.

2. Принцип работы и особенности эксплуатации клапанов с пневмоприводом

2.1. Устройство угловых седельных клапанов с пневмоприводом

Конструкция седельного клапана с пневматическим приводом показана на рисунке 10.

Рисунок 10 – Конструкция седельного клапана с пневмоприводом

Внутри корпуса пневмопривода (1) находится поршень (2), герметично прилегающий к стенкам пневмопривода за счет уплотнения (3). Под действием пружины (4) поршень занимает положение, соответствующее начальному состоянию пневмоклапана (закрытому для НЗ клапанов и открытому для НО клапанов). На поршне жестко закреплён шток (5) с диском (6). В закрытом состоянии диск надежно прижимается к седлу (7) и обеспечивает герметичность клапана. Большая часть клапанов с пневмоприводом имеет визуальный индикатор (8), механически связанный с поршнем клапана.

Для открытия клапана (см. рисунок 11) необходимо подать сжатый воздух в пневмопривод. Пневмоклапан открывается под действием сжатого воздуха, перемещающего поршень вместе со штоком вверх, что также приводит к сжатию пружины.

Рисунок 11 – Клапан с пневмоприводом в открытом состоянии

Для закрытия клапана достаточно сбросить воздух из пневмопривода. Поршень под действием пружины опускается вниз, прижимая диск к седлу.

Открытие клапана с пневмоприводом осуществляется только за счет давления сжатого воздуха, а закрытие – за счет мощной пружины. Таким образом, работа клапанов с пневмоприводом существенно меньше зависит от параметров среды, проходящей через него, в отличии от соленоидных клапанов.

Примеры угловых клапанов с пневмоприводом

2.2. Схема управления клапанами с пневмоприводом

Для управления пневмоклапанами используются специальные электромагнитные клапаны, называемые пилотными или распределительными клапанами. Эти клапаны называются так, потому что они не просто перекрывают подачу рабочей среды, но и перераспределяют её между различными входными и выходными портами.

Для управления клапанами с пневмоприводом используются распределительные клапаны типа 3/2, схема работы которых показана на рисунке 12.

Рисунок 12 – Пневматическая схема распределителя 3/2

Порт 1 соединяется со входным портом пневмопривода, к порту 2 подключается подвод сжатого воздуха, а порт 3 остается открытым и используется для выхлопа – выпуска воздуха из пневмопривода в атмосферу при закрытии клапана с пневмоприводом.

До тех пор, пока катушка распределительного клапана обесточена, порт 1 соединен с портом 3, а порт 2 перекрыт. Таким образом, сжатый воздух в пневмопривод не поступает, а сам пневмопривод соединен с атмосферой – клапан с пневмоприводом закрыт.

При подаче напряжения на катушку порт 1 соединяется с портом 2, а порт 3 перекрывается. Сжатый воздух поступает в пневмопривод, за счет чего пневмоклапан открывается.

На рисунке 13 показаны распределительные электромагнитные клапаны 3/2 различной конструкции.

Рисунок 13 – Распределительные клапаны 3/2 различных конструкций

У клапана, изображенного слева, выхлоп в атмосферу проходит сквозь трубку сердечника. У клапана, изображенного справа, порты подачи воздуха и выхлопа находятся сверху и снизу клапана.

На рисунке 14 показана обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводом.

Рисунок 14 – Обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводом

Электрический сигнал из системы управления поступает на распределительный клапан (2), который осуществляет управление потоком сжатого воздуха, подавая его в пневмоклапан (1). Требуемая степень очистки воздуха и стабилизация давления обеспечивается фильтром-регулятором (3).

Распределительные клапаны могут быть установлены непосредственно на клапане с пневмоприводом (см. рисунок 15) или отдельно в шкафу управления (см. рисунок 16).

Рисунок 15 – Монтаж пилотного клапана на клапан с пневмоприводомРисунок 16 – Монтаж распределительных клапанов в шкафу управления

Каждый из этих способов монтажа имеет свои преимущества и недостатки.

Установка распределителей на клапанах с пневмоприводом

Преимущества

  1. +  Меньше время срабатывания клапанов (так как воздух поступает сразу в пневмопривод).
  2. +  Выше энергоэффективность за счет экономии сжатого воздуха (при каждом срабатывании клапана с пневмоприводом весь воздух после распределительного клапана сбрасывается в атмосферу; при монтаже распределителя непосредственно на привод клапана между ними отсутствует пневмотрубка, следовательно расходуемый объем сжатого воздуха ниже).

Недостатки

  1. -  Необходимость прокладки двух линий до клапана: пневматической и электрической.
  2. -  Распределитель находится возле клапана с пневмоприводом, где может подвергаться негативному воздействию окружающей среды.

Установка распределителей в шкафу управления

Преимущества

  1. +  Упрощение разводки электрических цепей (все распределители в одном шкафу, до клапана с пневмоприводом прокладывается только одна линия – пневматическая).
  2. +  Все распределители легко доступны для обслуживания, так как находятся в шкафу управления.
  3. +  Все распределители надежно защищены от воздействия окружающей среды (повышенная температура, запыленность, мойка оборудования химическими реагентами и так далее).

Недостатки

  1. -  Больше время срабатывания клапанов с пневмоприводом.
  2. -  Повышенный расход воздуха.

3. Сравнение клапанов с пневмоприводом с соленоидными клапанами

Основным преимуществом клапанов с пневмоприводом перед электромагнитными клапанами является их повышенная устойчивость к воздействию негативных факторов окружающей среды и среды, проходящей через клапан. Это обусловлено тем, что клапаны с пневмоприводом:

  • приводятся в действие сжатым воздухом, а не средой, проходящей через клапан;
  • не имеют дополнительных перепускных отверстий, которые легко забиваются малейшими загрязнениями;
  • менее подвержены влиянию окружающей среды, так как имеется возможность вынести распределительный клапан в шкаф управления, где он будет защищен от вредных воздействий.

Каким же образом система, построенная на клапане с пневмоприводом, может оказаться надежнее системы, основанной на соленоидных клапанах? Ведь любой клапан с пневмоприводом требует своего распределителя, что увеличивает количество последовательно соединенных элементов системы. Это должно приводить к уменьшению общей надежности системы. Данное замечание справедливо при эксплуатации клапанов в идеальных условиях.

Однако, при неблагоприятных условиях запаса устойчивости соленоидного клапана может оказаться недостаточно. Это вытекает из особенностей его конструкции, описанных выше.

Следующим фактором, говорящим в пользу клапанов с пневмоприводом, является их меньшее гидравлическое сопротивление и, как следствие, больший расход среды при том же давлении на входе. Это достигается благодаря угловой (наклонной) конструкции клапана. Проходящий через него поток существенно меньше отклоняется от прямолинейного движения, следовательно расходует меньше энергии на преодоление сопротивления клапана. Для примера в таблице 1 приведены данные коэффициента расхода Kv для электромагнитных клапанов GEVAX серии 1901R-KBN и клапанов с пневмоприводом VALMA серии ASV.

Таблица 1 – Сравнение коэффициента расхода Kv клапанов разных конструкций
Тип клапана Электромагнитный клапан Клапан с пневмоприводом
Схема движения потока жидкости
Размер клапана Коэффициент расхода Kv, л/мин
DN 15 65 70 (+ 8%)
DN 20 110 150 (+ 36%)
DN 25 180 308 (+ 71%)
DN 32 250 608 (+ 143%)
DN 40 390 700 (+ 79%)
DN 50 575 910 (+ 58%)

В отличии от соленоидных клапанов, клапаны с пневматическим приводом преимущественно являются двунаправленными, то есть могут пропускать среду как в прямом, так и в обратном направлении (см. рисунок 17). Направление, показанное на изображении слева, называют "вход под диском", на изображении справа – "вход над диском".

Рисунок 17 – Допустимые направления движения жидкости для клапанов с пневмоприводом

Очевидно, что при подаче рабочей среды "над диском", её давление препятствует открытию клапана. Этот эффект приводит к снижению рабочего давления клапана, однако в некоторой мере он может быть скомпенсирован увеличением управляющего давления воздуха.

Пример изменения рабочего давления при подаче среды над и под диском

На рисунке 18 изображен шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL063.

Рисунок 18 – Шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL080-U

Рабочее давление пневмоклапана при подаче среды "под диском" составляет 6 бар, при подаче среды "над диском" – 5 бар. Эти данные указаны для давления управляющего воздуха 6 бар. Однако, изменением давления управления возможно увеличить рабочее давление клапана при подаче среды "над диском". Данная зависимость показана на рисуноке 19.

Рисунок 19 – График зависимости давлений рабочей и управляющей среды

По графику видно, что увеличение управляющего давления до 8 бар позволяет увеличить давление рабочей среды (при входе "над диском") до 10 бар, а увеличение управляющего давления до 9 бар позволяет увеличить давление рабочей среды до 12 бар.

Однако, соленоидные клапаны тоже имеют преимущества перед клапанами с пневмоприводом. Системы, построенные на основе соленоидных клапанов, как правило, проще и дешевле систем, построенных на основе клапанов с пневмоприводом, поскольку состоят из меньшего числа компонентов.

Электромагнитные клапаны могут применяться на объектах, в составе которых отсутствует пневмосистема. Установка оборудования для сжатия воздуха и его очистки на таких объектах приводит к сильному удорожанию и усложнению системы в целом.

Заключение

В данной статье описана конструкция электромагнитных клапанов и седельных клапанов с пневмоприводом, рассмотрены их преимущества и недостатки. Вся информация, изложенная в статье, основана на конструктивных особенностях клапанов обоих типов и может быть применима к клапанам указанных конструкций независимо от конкретных моделей или изготовителей клапанов.

Обобщенные преимущества и недостатки электромагнитных клапанов и клапанов с пневмоприводом приведены ниже.

Электромагнитные клапаны

  • +  Подключаются напрямую к электрической системе управления
  • +  Не требуют подвода сжатого воздуха
  • +  Системы на основе данных клапанов, как правило, проще и дешевле
  • -  Имеют особые требования к чистоте рабочей среды
  • -  Однонаправленные

Клапаны с пневмоприводом

  • +  Устойчивы к загрязнениям рабочей среды
  • +  Давление, вязкость, скорость потока и другие параметры рабочей среды не влияют на работу клапана
  • +  Как правило, двунаправленные
  • -  Для подключения к системе управления, требуют установки распределительных (пилотных) электромагнитных клапанов
  • -  Для работы требуют подключение сжатого воздуха

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Быков А.Ю.

Читайте также:

как точно узнать, причины и признаки прогара

Содержание статьи

Прогар клапана – естественное последствие неправильного горения топливовоздушной смеси в цилиндре либо нарушения теплового зазора. Давайте рассмотрим, почему может прогореть клапан на дизельном или бензиновом двигателе и уделим внимание проблеме регулировки теплового зазора и детонационного сгорания.

Признаки прогара клапана

В случае прогорания в цилиндре на такте сжатия не развивается достаточное давление, так как часть топливно — воздушной смеси (ТПВС) просачивается через клапан. Поэтому сгорание в таком цилиндре происходит неправильно либо отсутствует полностью, что естественным образом отображается на работе двигателя. 

Симптомы прогара клапана:

  • неравномерный холостой ход. При этом характер работы будет зависеть от площади отверстия, образовавшегося между фаской клапана и седлом ГБЦ. Это может быть как легкая вибрация и небольшое подергивание при перегазовке, так и троение, при котором один из цилиндров полностью не работает;
  • потеря мощности;
  • характерное бубонение во впускном тракте. Возникает, если на автомобиле прогорел впускной клапан;
  • увеличение расхода топлива;
  • трудный запуск.

В автомобилях с функцией самодиагностики на приборной панели загорится сигнальная лампа Check Engine. Считав диагностическим прибором неисправности, вы, скорее всего, увидите ошибки по пропускам зажигания, бедной/богатой смеси. Первый тип ошибки регистрируется вследствие неравномерности вращения коленчатого вала, возникающей при неисправности в каком-либо из цилиндров. Второй связан с неправильным горением в неработающем цилиндре, вследствие чего часть ТПВС летит в выхлопной тракт, сбивая с толку кислородный датчик (лямбда-зонд).

После выявления кода неисправности по конкретному цилиндру можно смело выкручивать свечу для замера компрессии. Если же ошибок нет, придется прибегнуть к более искусным методам диагностики.

Как определить неработающий цилиндр?

Суть простейшей проверки сводится к последовательному отключению цилиндров. Имитируя неисправность, мы наблюдаем за изменениями в работе двигателя. После отключения котла, в котором прогорел клапан, изменения в работе будут минимальные. Какими способами это лучше всего сделать?

  1. Снимите со свечи высоковольтный провод. В это время катушка будет переживать повышенные нагрузки, поэтому длительность такого стресс-теста не должна превышать 2-3 секунды. Во избежание риска удара током через растрескавшийся ВВП делать подобную проверку нужно в прорезиненных перчатках либо с помощью плоскогубцев с пластиковыми/резиновыми ручками.
  2. Физически отключите фишку форсунки. При наличии специализированного диагностического оборудования сделать это можно программно, подключившись к автомобилю через разъем OBD-II.
Видео: Почему горят клапана

Проверка компрессии

Определив неработающий цилиндр, мы должны проверить цилиндр на герметичность. Для этого есть несколько способов:

  • измерение компрессии в двигателе. Для этих целей подойдет даже самый дешевый компрессометр с подходящей шкалой измерения. Главное, чтобы в наличии был переходник с подходящей резьбой. Не доверяя точности прибору, ориентируйтесь не столько на показанную цифру, сколько на разницу между цилиндрами. Компрессия при прогаре клапана снижается на 3-6 Атм. в сравнении с соседними горшками;

Во время прокрутки двигателя стартером дроссельная заслонка должна быть полностью открыта, подача топлива во все цилиндры отключена, а аккумулятор полностью заряжен.

  • проверка цилиндра на герметичность с помощью тестера. Прибор представляет собой редуктор, через который в цилиндры подается сжатый воздух. Установленный рядом манометр измеряет фактическое давление после редуктора, переводя потерю воздуха в процентную оценку негерметичности;
  • измерение относительной компрессии. Своими руками такой тест не провести, но у автодиагноста с осциллографом проверка займет не более 15 минут. Измерить относительную компрессию можно по току стартера либо с помощью скрипта CSS Андрея Шульгина.

Прогорел клапан или проблемы с поршневой?

Прогоревший клапан – далеко не единственная причина снижения компрессии в цилиндре. Поэтому следующие шаги помогут нам понять, прогорел клапан либо это проблемы с поршневой системой.

Самый примитивный тест – залить в «подсевший» цилиндр несколько кубиков моторного масла, после чего повторить замер. Если компрессия возросла, значит, причина не в прогоревшем клапане, а в цилиндро — поршневой группе (ЦПГ).

Вытащите щуп и посмотрите на количество газов, вырывающееся из отверстия. Если двигатель сильно сапунит, причина в поршневой. Если же система вентиляции картерных газов справляется со своей задачей, прогорело седло клапана или же сам клапан. В более продвинутом варианте диагностики специальным прибором измеряется объем картерных газов.

Чтобы определить прогар клапана, а не поршня, осмотрите цилиндр с помощью эндоскопа. Заглянув внутрь двигателя, вы увидите прогоревший клапан. Если поршень остановился вверху и нет возможности развернуть камеру, чтобы посмотреть вверх, слегка покрутите мотор стартером либо ключом за шкив коленчатого вала.

Почему выпускные клапаны горят чаще?

На бензиновых двигателях с впрыском в коллектор впускные клапаны омываются бензином и воздухом, что значительно снижает их температуру. Поэтому чаще всего прогорают именно выпускные клапаны. Проблемы с впускными случаются из-за неправильной регулировки зазора, вследствие чего тарелка неплотно прижимается к седлу. Из-за этого ухудшается теплоотвод, что и становится причиной неисправности.

Процесс горения смеси исправного двигателя

Чтобы лучше понять причины прогара клапанов, необходимо знать основы процессов газообмена в двигателе и их последовательность.

  1. Такт впуска. Впускные клапаны открыты, поршень движется вниз, создавая зону разряжения. Со впускного тракта в этот момент всасывается смесь топлива с воздухом (бензиновые моторы с распределительным впрыском во впуск или с моноинжектором) либо чистый воздушный заряд (ДВС цикла Дизеля и бензиновые моторы с прямым впрыском).
  2. Такт сжатия. Поршень начинает движение вверх, впускные и выпускные клапана закрываются. Смесь сжимается, температура в камере сгорания повышается.
  3. Рабочий такт. За несколько градусов до высшей мертвой точки (ВМТ) цилиндра смесь поджигается искрой (бензиновые ДВС) либо самовоспламеняется от контакта с разогретым воздухом (дизельные). Под действием силы расширяющихся газов поршень устремляется вниз. Возвратно-поступательное движение поршня через шатунно-кривошипный механизм передается во вращательное движение коленчатого вала.
  4. Такт выпуска. Выпускные клапаны открываются. Движущийся к ВМТ поршень выталкивает отработавшие газы в выпускной тракт.

Фазы перекрытия клапанов и инерционное наполнение упущены намерено, так как существенно не влияют на рассмотрение вопроса прогара клапанов.

Основные причины прогара клапанов

1. Детонация


Детонация – процесс неправильного горения ТПВС, при котором возникает ударная волна, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью. Детонационное сгорание – одна из главных причин прогара поршней и клапанов. 

Причины детонации:

  • несоответствие октанового числа бензина и степени сжатия. Скорость горения низкооктанового топлива выше, а температура самовоспламенения ниже. Поэтому смесь детонирует еще до момента подачи искры;
  • низкокачественный бензин. В попытках повысить октановое число бензина с помощью присадок недобросовестные АЗС иногда путают пропорции. При этом возможна ситуация, когда заявленное октановое число как ниже, так и выше фактического. Во втором случае присадки замедляют скорость горения смеси, из-за чего повышается термохимическая нагрузка на выпускные клапаны;
  • слишком низкое калильное число свечей зажигания. Смесь самовоспламеняется от раскаленных частей свечи;
  • бедная смесь. Из-за переизбытка окислителя (кислорода) в конце такта сжатия вблизи раскаленных участков камеры сгорания начинаются предпламенные реакции, перерастающие в детонационное сгорание. Причина бедной смеси может быть в подсосе воздуха, забитых форсунках, нехватке давления топлива.


2. Нарушение теплового зазора

Если тепловой зазор в клапанном приводе слишком мал, клапан неплотно прилегает к седлу, из-за чего нарушается отвод тепла. Из-за постоянного перегрева в головке клапана появляются трещины, а наиболее теплонагруженные частицы и вовсе откалываются.

Неправильная регулировка выпускных клапанов также может стать одной из причин детонации, так как при высокой температуре появляется риск предпламенных реакций.

3. Влияние позднего и раннего зажигания

При несвоевременном начале горения ТПВС клапана переживают повышенные термохимические нагрузки. Так, при раннем зажигании смесь поджигается раньше расчетного времени приближения поршня к ВМТ. Поэтому пик давления в цилиндре нарастает ранее идеальных 10-15º после ВМТ. Поршень, клапаны и стенки камеры сгорания при этом переживают чрезмерные термические и ударные нагрузки.

Слишком позднее зажигание приводит к тому, что смесь еще активно догорает, когда выпускные клапаны начинают открываться. Опять-таки повышенные термические нагрузки приводят к прогару выпускных клапанов.

Прогар клапана на дизельном моторе

Признаки прогара клапана на дизеле схожи с бензиновым двигателем. Но среди причин лидирует неисправность форсунок. Из-за переливающих форсунок повышается температура в камере сгорания, увеличивается время горения смеси.

Понятие детонации в дизельном двигателе отсутствует. Но при раннем впрыске возникает не менее опасное жесткое сгорание, когда давление в камере сгорания развивается раньше расчетного. Стенки камеры сгорания в такие моменты переживают повышенные ударные и тепловые нагрузки.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 29 ноября 2020 г.

Какой вид транспорта самый любимый в мире? Машина? В велосипед? Реактивный самолет? Если бы я рискнул предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаем труб, но по ним транспортируется огромное количество жидкости (жидкость и газ) по всему миру тихо и эффективно, день за днем выходной. Для эффективной работы трубам необходим способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стечь полностью.Именно такую ​​работу выполняет клапанов : клапаны похожи на механические переключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать количество жидкости, протекающей через них. Рассмотрим подробнее как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Такое колесо облегчает открытие клапана, потому что оно увеличивает силу, прилагаемую к ободу. производят большую и более полезную силу в центре. Если вы не знаете почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах.Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по бутылке с напитками, позволяя воде входить и выходить, когда вы тянете или толкаете ее зубами.

Клапан - это механическое устройство, которое частично блокирует трубу. или полностью изменить количество проходящей через него жидкости. Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, позволяющий воде под давлением выходить из трубы.Так же, когда вы смываете унитаз, вы открываете два клапана: один (сифон), который пропускает воду чтобы убежать, чтобы опорожнить кастрюлю и другую (называемую шаровым клапаном или шаровой кран), который впускает больше воды в бак для следующего румянец.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас есть газовая варочная панель (варочная панель) Ваша плита, регуляторы, которые включают или выключают газ, являются клапанами. Когда вы увеличиваете огонь, вы открываете клапан, который позволяет больше газ поступает через трубу. Больше газа горит с большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны

практически гарантированно установлены на любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который вращается подача воды включается или выключается каждый раз при ополаскивании барабана. Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открывающиеся и закрывающиеся несколько раз в секунду, чтобы впустить воздух и топливо и дать сгорел выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть довольно важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем вокруг вашего тела.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Эта дроссельная заслонка диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ней! Фото любезно предоставлено НАСА в Общинном сообществе 2) Этот гораздо меньший по размеру дроссельный клапан работает точно так же, откидываясь в центре, чтобы пропустить воздух через трубу. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

фотография отключая воду с запорным клапаном.Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входящей «подаче» холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящие из них. Запорные клапаны очень полезны во время аварийной ситуации (например, при разрыве водопровода) или для выполнения планового технического обслуживания. После закрытия клапана вы можете безопасно проводить ремонт, не допуская вытекания жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько разные части.Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет прочный металлический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение. клапан закрывается абсолютно плотно. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется , корпус и подходит для седло, когда клапан закрыт. Также есть некоторая форма механизм открытия и закрытия клапана - ручной рычаг или колесо (как кран или запорный кран) или автоматизированный механизм (как в автомобильном двигателе или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны были выключены, чтобы не допустить выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химикатов (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас есть вода с дозатором). Вот почему уплотнение клапана должно быть надежно закреплено, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт. Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном - это физически тяжелая работа: другими словами, вам нужно приложить много усилий, чтобы сделай это.Вот почему некоторые клапаны управляются с помощью рычагов (как на фото здесь, но некоторые могут быть намного длиннее, чтобы обеспечить большее усилие поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют от человека слишком большого усилия, они управляются гидроцилиндрами.

Выбор подходящего материала

Не все клапаны - большие, мощные, промышленные изделия из металла. Внимательно посмотрите на контейнеры для еды на кухне, и вы обнаружите во многих из них есть клапаны.Бутылки с водой (как та, которую я изображал выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо винтовые колпачки. Верхняя часть емкости для еды, которую я сфотографировал ниже, - еще один действительно гениальный пример клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный синтетический силиконовый каучук). Он закрывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому, теоретически, еда может просто капать на стол внизу! Этот оригинальный клапан останавливает его. В резиновом материале есть четыре прорези, через которые проходит еда, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку.Давление, которое вы прикладываете, когда вы сжимаете, заставляет пищу проходить через четыре щели, которые открываются. Когда вы отпускаете давление, эластичность клапана заставляет щели снова опуститься вниз и снова закрыть банку. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, даже не замечали этого, но это гениальная инженерная разработка, основанная на очень осторожных подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный клапан для герметизации пищевых продуктов. Слева: вид снизу на запечатанный клапан.В центре: если смотреть сверху на тот же запечатанный клапан. Справа: глядя сверху, мой палец поднимается вверх, чтобы увидеть, как работает самоуплотняющийся щелевой механизм. (Если вам интересно, я считаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические детали того, как это работает, в их US10287066B2: Дозирующий клапан.)

И выбор материалов для клапанов - это не просто вопрос того, как они будут работать в течение всего срока службы, но что с ними происходит после этого.Например, в случае упаковки пищевых продуктов переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на пакетиках для кофе. После того, как кофе обжаривается и разливается по пакетам, ему, возможно, придется простоять на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на сумке он взорвался бы и потенциально лопнул в магазине (или на вашей кухне), разбрызгивая кофе повсюду. На пакетиках с кофе есть оригинальные односторонние «дегазирующие» клапаны, состоящие из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», даже не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть внутрь, он сглаживает мембрану и плотно закрывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет переработки? Если вы начнете ставить сложные пластиковые клапаны на пакеты, это сделает сумки намного сложнее утилизировать. Какой ответ? В настоящее время производители делают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Принцип работы кофейных клапанов.Верхний ряд: Слева: Типичный клапан внутри пакета с кофе. В центре: этот компостируемый клапан из биопласта (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с выпускным отверстием для газа. Справа: Разберите его, и вы обнаружите, что внутри него также пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя Углекислый газ улетучивается, затем снова становится плоской, чтобы не допустить попадания воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Изображение: Восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть - это труба, по которой течет жидкость; красная часть - это клапан и его ручка или элемент управления; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость при открытом клапане.

Многие типы клапанов имеют разные названия. В самые распространенные - бабочка, петух или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

  • Шар : В шаровом кране полая сфера (шар) плотно сидит внутри трубы, полностью перекрывая поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
  • Butterfly : Дроссельная заслонка - это диск, который сидит в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или в вертикальном положении (чтобы полностью перекрыть поток).
  • Кран или пробка : В кране или пробке расход заблокирован конической заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или справиться.
  • Затвор или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы опускать через них металлические ворота.Большинство клапанов этого типа разработан, чтобы быть полностью открытым или полностью закрытым и не может функционируют должным образом, когда они открыты лишь частично. В трубах водоснабжения используются такие клапаны.
  • Globe : Водопроводные краны (краны) - примеры глобуса клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы пропускать через него больше или меньше жидкости.
  • Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулируют поток жидкости в таких машинах, как карбюраторы двигателей автомобилей и системы центрального отопления.
  • Тарелка : Клапаны в цилиндрах двигателя автомобиля являются тарелками. Этот тип клапана похож на крышку, сидящую на вершине трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
  • Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Клапаны, подобные этому, скользят назад и вперед, чтобы поток жидкости в одном или другом направлении вокруг контура трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов - возможно, токсичных химикатов, легковоспламеняющейся нефти, пара высокого давления, или сжатый воздух - его нельзя выпускать ни при каких обстоятельствах. Теоретически клапан должен быть полностью защищен и, будучи закрытым, никогда не должен пропускать жидкость или газ через него. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, приводимый в действие водогрейным котлом, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который бы открылся, позволил пару уйти и безопасно сбросить давление до того, как все произойдет. котел катастрофически взрывается. Клапаны, которые работают таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открывать вручную для той же цели).

Изображение: Пример предохранительного клапана, установленного в обычный водопроводный кран (кран).

В обычном смесителе вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы повернуть клапан вверх или вниз. Это позволяет воде течь слева направо через горизонтальную трубу, вокруг изгиба (через зазор, где находился клапан) и наружу через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу имеется дополнительный предохранительный клапан зеленого цвета. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте с помощью обмотанной вокруг него желтой пружины. Однако, если давление воды увеличивается слишком сильно, она давит на конус, открывает клапан, и вода уходит вниз, снимая давление.

Изображение из патента США: 1 449 472: предохранительный кран Пола Б. Вессона и компании Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • Справочник по клапанам Филиппа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011. Исчерпывающее руководство по различным типам клапанов, их выбору, размеру и типам проблем, которые могут возникнуть с ними.
  • Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство для покупателя.
  • Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Диккенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Статьи

  • Создание улучшенного клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
  • Мужчина из Великобритании получил искусственное пластиковое сердце: NHS Choices, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
  • Предохранительные клапаны предотвращают риск ожога: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты дают отличное понимание технических деталей того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи, охватывающие множество различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

  • US3425439: Дроссельная заслонка Дона В. Даффи.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Жана Гашо. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности от Джеймса Стареса. ООО "Дрессер", 30 августа 2005 г.
  • US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльз Питер Деклер. Colder Products Co, 16 марта 2004 г.
  • US10287066B2: Дозирующий клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.
.Руководство по клапанам

- Клапаны - это механические устройства, которые контролируют поток и давление в системе или процессе.

Что такое клапаны?

Клапаны - это механические устройства, которые контролируют поток и давление в системе или процессе. Они являются важными компонентами системы трубопроводов, по которым проходят жидкости, газы, пары, шламы и т. Д.

Доступны различные типы клапанов: шиберные, проходные, пробковые, шаровые, дроссельные, обратные, мембранные, пережимные, предохранительные, регулирующие и т. Д.У каждого из этих типов есть несколько моделей, каждая с различными функциями и функциональными возможностями. Некоторые клапаны являются самоуправляемыми, в то время как другие управляются вручную или с приводом, пневматическим или гидравлическим приводом.

Функции клапанов:

  • Остановка и запуск потока
  • Уменьшить или увеличить расход
  • Управление направлением потока
  • Регулировка расхода или рабочего давления
  • Сбросить определенное давление в трубопроводной системе

Существует множество конструкций, типов и моделей клапанов для широкого диапазона промышленных применений.Все они удовлетворяют одной или нескольким функциям, указанным выше. Клапаны - дорогостоящие изделия, и важно, чтобы для их функции был указан правильный клапан, и он должен быть изготовлен из материала, подходящего для технологической жидкости.

Независимо от типа, все клапаны имеют следующие основные части: корпус, крышку, трим (внутренние элементы), привод и сальник. Основные части клапана показаны на изображении справа.

Корпус клапана

Корпус клапана, иногда называемый кожухом, является первичной границей клапана давления.Он служит основным элементом клапана в сборе, потому что это каркас, который удерживает все части вместе.

Корпус, первая граница давления клапана, выдерживает нагрузки давления жидкости от соединительного трубопровода. Он принимает входной и выходной трубопроводы через резьбовые, болтовые или сварные соединения.

Концы корпуса клапана предназначены для соединения клапана с патрубком трубопровода или оборудования с помощью различных типов торцевых соединений, таких как приварные встык или раструб, резьбовые или фланцевые.

Корпуса клапанов

отливаются или кованы в различных формах, и каждый компонент выполняет определенную функцию и изготовлен из материала, подходящего для этой функции.

Крышка клапана

Крышка для отверстия в теле капота, и он является вторым наиболее важной границей клапана давления. Как и корпуса клапанов, крышки доступны во многих конструкциях и моделях.

Крышка служит крышкой корпуса клапана, она отлита или выкована из того же материала, что и корпус.Обычно он соединяется с корпусом с помощью резьбового, болтового или сварного соединения. Во время изготовления клапана внутренние компоненты, такие как шток, диск и т. Д., Вставляются в корпус, а затем прикрепляется крышка, чтобы удерживать все части вместе внутри.

Во всех случаях крепление крышки к кузову считается границей давления. Это означает, что сварное соединение или болты, соединяющие крышку с корпусом, являются деталями, удерживающими давление. Крышки клапанов, хотя и необходимы для большинства клапанов, представляют собой повод для беспокойства.Крышки могут усложнять производство клапанов, увеличивать размер клапана, составлять значительную часть стоимости клапана и являются источником потенциальных утечек.

Трим клапана

Съемные и заменяемые внутренние части клапана , которые контактируют с текучей средой, вместе именуются Трим клапана . К этим деталям относятся седло (а) клапана, диск, сальники, распорки, направляющие, втулки и внутренние пружины. Корпус клапана, крышка, набивка и т. Д., Которые также контактируют с текучей средой, не считаются тримом клапана.

A Характеристики трима клапана определяются поверхностью сопряжения диска и седла и соотношением положения диска к седлу. Благодаря подгонке возможны основные движения и управление потоком. В конструкции трима с вращательным движением диск скользит вплотную к седлу, чтобы изменить отверстие для потока. В конструкциях трима с линейным движением диск поднимается перпендикулярно от седла, так что появляется кольцевое отверстие.

Детали трима клапана могут быть изготовлены из различных материалов, поскольку они обладают разными свойствами, необходимыми для противодействия различным силам и условиям.Втулки и сальники не подвергаются таким же нагрузкам и условиям, как диск клапана и седло (а).

Свойства проточной среды, химический состав, давление, температура, расход, скорость и вязкость - вот некоторые из важных соображений при выборе подходящих материалов для затвора. Материалы трима могут быть или не совпадать с материалом корпуса клапана или крышки.

Трим клапана API 600 №

Диск клапана и седло (а)

Диск

Диск - это часть, которая позволяет, дросселировать или останавливать поток, в зависимости от его положения.В случае пробки или шарового крана диск называется пробкой или шаром. Диск является третьей по важности первичной границей давления. При закрытом клапане к диску прикладывается полное давление системы, и по этой причине диск является компонентом, связанным с давлением.

Диски обычно кованые и в некоторых конструкциях имеют твердое покрытие для обеспечения хороших износостойких свойств. Большинство клапанов названы, конструкция их дисков.

Сиденье (а)

Седло или уплотнительные кольца обеспечивают посадочную поверхность для диска.Клапан может иметь одно или несколько седел. В случае шарового или обратного клапана обычно имеется одно седло, которое образует уплотнение с диском, чтобы остановить поток. В случае задвижки имеется два седла; один на стороне входа, а другой на стороне выхода. Диск задвижки имеет две посадочные поверхности, которые входят в контакт с седлами клапана, образуя уплотнение для остановки потока.

Для повышения износостойкости уплотнительных колец поверхность часто наплавляется наплавкой путем сварки с последующей механической обработкой контактной поверхности уплотнительного кольца.Для хорошего уплотнения при закрытом клапане необходима чистовая обработка поверхности посадочного места. Уплотнительные кольца обычно не считаются частями, ограничивающими давление, потому что корпус имеет достаточную толщину стенок, чтобы выдерживать расчетное давление, не полагаясь на толщину уплотнительных колец.

Шток клапана

Шток клапана обеспечивает необходимое перемещение диска, плунжера или шара для открытия или закрытия клапана и отвечает за правильное положение диска.Он соединен с маховиком клапана, приводом или рычагом с одного конца, а с другой стороны с диском клапана. В задвижках или шаровых клапанах для открытия или закрытия клапана требуется линейное движение диска, в то время как в плунжерных, шаровых и дисковых затворах диск вращается для открытия или закрытия клапана.

Штоки обычно кованые и соединяются с диском резьбой или другими способами. Чтобы предотвратить утечку, в области уплотнения необходима чистовая обработка поверхности штока.

Существует пять типов штоков клапана:

  • Подъемный шток с внешним винтом и вилкой
    Наружная часть штока имеет резьбу, а часть штока в клапане гладкая.Резьба штока изолирована от рабочей среды уплотнением штока. Доступны два разных стиля этих дизайнов; один с маховиком, прикрепленным к штоку, чтобы они могли подниматься вместе, а другой с резьбовой втулкой, которая заставляет шток подниматься через штурвал. Этот тип клапана обозначается буквами «О.С. и Й.» стандартная конструкция для клапанов NPS 2 и более.
  • Подъемный шток с внутренним винтом
    Резьбовая часть штока находится внутри корпуса клапана, а уплотнение штока вдоль гладкой части, которая подвергается воздействию атмосферы снаружи.В этом случае резьба штока находится в контакте с текучей средой. При вращении шток и маховик поднимаются вместе, чтобы открыть клапан.
  • Невыдвижной шток с внутренним винтом
    Резьбовая часть штока находится внутри клапана и не поднимается. Диск клапана движется по штоку, как гайка, если шток вращается. Резьба штока подвергается воздействию текучей среды и, как таковая, подвергается ударам. Вот почему эта модель используется, когда пространство ограничено для обеспечения линейного движения, а текучая среда не вызывает эрозии, коррозии или истирания материала штока.
  • Скользящий шток
    Шток клапана не вращается и не вращается. Он скользит внутрь и наружу клапана, чтобы открыть или закрыть клапан. Эта конструкция используется в рычажных быстро открывающихся клапанах с ручным управлением. Он также используется в регулирующих клапанах, приводимых в действие гидравлическими или пневматическими цилиндрами.
  • Поворотный шток
    Это широко используемая модель в шаровых, пробковых и дисковых затворах. Движение штока на четверть оборота открывает или закрывает клапан.

В главном меню «Клапаны» вы найдете несколько ссылок на подробные (большие) изображения клапанов с поднимающимся и НЕ поднимающимся штоком.

Уплотнение штока клапана

Для надежного уплотнения между штоком и крышкой необходима прокладка. Это называется упаковкой, и она оснащена, например, следующие компоненты:

  • Толкатель сальника, втулка, которая сжимает набивку, посредством сальника в так называемую сальниковую камеру.
  • Сальник, разновидность втулки, которая сжимает сальник в сальник.
  • Сальник, камера, в которой сальник сжимается.
  • Уплотнение, доступное из нескольких материалов, таких как Teflon®, эластомерный материал, волокнистый материал и т. Д..
  • Заднее сиденье - это сиденье внутри капота. Он обеспечивает уплотнение между штоком и крышкой и предотвращает повышение давления в системе против уплотнения клапана, когда клапан полностью открыт. Задние сиденья часто применяются в задвижках и запорных клапанах.

Важным аспектом срока службы клапана является узел уплотнения. Практически все клапаны, такие как стандартные шаровые, проходные, задвижки, пробки и дроссельные заслонки, имеют узел уплотнения, основанный на усилии сдвига, трении и разрыве.

Следовательно, упаковка клапана должна быть выполнена надлежащим образом, чтобы предотвратить повреждение штока и потери жидкости или газа. Когда набивка слишком ослаблена, клапан протекает. Если набивка будет слишком плотной, это повлияет на движение и может повредить шток.

Типовой уплотнительный узел

1. Сальник Follover 2. Сальник 3. Сальник с набивкой 4. Заднее сиденье

Совет по техническому обслуживанию
: 1. Как установить сальник.

Совет по техническому обслуживанию: 2.Как установить сальник

Бугель клапана и гайка бугеля

Хомут

Хомут соединяет корпус клапана или крышку с приводным механизмом. Верхняя часть вилки, удерживающая гайку вилки, гайку штока или втулку вилки, и шток клапана проходят через нее. Ярмо обычно имеет отверстия для доступа к сальниковой коробке, звеньям привода и т.д. Конструктивно ярмо должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать усилия, моменты и крутящий момент, развиваемые приводом.

Гайка хомута

Гайка траверсы - это гайка с внутренней резьбой, которая помещается в верхней части вилки, через которую проходит шток.Например, в задвижке гайка вилки поворачивается, а шток перемещается вверх или вниз. В случае шаровых клапанов гайка закреплена, а шток вращается через нее.

Привод клапана

Клапаны с ручным управлением обычно оснащены маховиком, прикрепленным к штоку клапана или гайке хомута, который вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы закрыть или открыть клапан. Таким образом открываются и закрываются запорные и задвижки.

Ручные четвертьоборотные клапаны, такие как шаровые, заглушки или бабочки, имеют рычаг для приведения в действие клапана.

Есть приложения, в которых невозможно или нежелательно управлять клапаном вручную с помощью маховика или рычага. Эти приложения включают:

  • Большие клапаны, которые должны работать против высокого гидростатического давления
  • Клапаны должны управляться удаленно
  • Когда время для открытия, закрытия, дросселирования или ручного управления клапаном больше, чем требуется по критериям проектирования системы

Эти клапаны обычно оснащены приводом.
Привод в самом широком определении - это устройство, которое производит линейное и вращательное движение источника энергии под действием источника управления.

Базовые приводы используются для полного открытия или полного закрытия клапана. Приводы для управления или регулирования клапанов получают сигнал позиционирования для перемещения в любое промежуточное положение. Существует много различных типов приводов, но вот некоторые из наиболее часто используемых приводов клапанов:

  • Редукторы
  • Приводы электродвигателей
  • Пневматические приводы
  • Гидравлические приводы
  • Электромагнитные приводы

Для получения дополнительной информации о приводах см. Главное меню «Клапаны» - Приводы клапанов -

Классификация клапанов

Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых классификаций клапанов, основанных на механическом движении:

  • Клапаны линейного перемещения.Клапаны, в которых запорный элемент, как в запорных, шаровых, диафрагменных, пережимных и подъемных обратных клапанах, движется по прямой линии, чтобы позволить, остановить или дросселировать поток.
  • Клапаны поворотного действия. Когда запорный элемент клапана перемещается по угловой или круговой траектории, как в дисковых, шаровых, плунжерных, эксцентриковых и поворотных обратных клапанах, клапаны называются клапанами вращательного движения.
  • Четвертьоборотные клапаны. Некоторым поворотным клапанам требуется примерно четверть оборота, от 0 до 90 °, чтобы шток полностью открылся из полностью закрытого положения или наоборот.

Классификация клапанов на основе движения

Типы клапанов Линейное перемещение Вращательное движение Четвертьоборот
Ворота ДА НЕТ НЕТ
Глобус ДА НЕТ НЕТ
Заглушка НЕТ ДА ДА
Мяч НЕТ ДА ДА
Бабочка НЕТ ДА ДА
Swing Check НЕТ ДА НЕТ
Диафрагма ДА НЕТ НЕТ
Щипок ДА НЕТ НЕТ
Безопасность ДА НЕТ НЕТ
Разгрузка ДА НЕТ НЕТ
Типы клапанов Линейное перемещение Вращательное движение Четвертьоборот

Рейтинги класса

Номинальные значения давления-температуры клапанов обозначены номерами классов.ASME B16.34, Клапаны с фланцевыми, резьбовыми и приварными соединениями - один из наиболее широко используемых стандартов клапанов. Он определяет три типа классов: стандартные, специальные и ограниченные. ASME B16.34 распространяется на клапаны классов 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 и 4500.

Сводка

На этой странице определен ряд основной информации от клапанов.

Как вы, возможно, видели в главном меню «Клапаны», вы также можете найти информацию о нескольких и часто используемых клапанах в нефтегазовой и химической промышленности.
Это может дать вам представление и хорошее понимание различий между различными типами клапанов и того, как эти различия влияют на работу клапана. Это поможет правильно применить каждый тип клапана при проектировании и правильно использовать каждый тип клапана во время работы.

.

Сервоклапаны и пропорциональные клапаны

Сервоклапаны и сервопропорциональные клапаны - это электрогидравлические клапаны непрерывного действия, которые преобразуют изменяющийся аналоговый или цифровой входной сигнал в бесступенчатый гидравлический выходной сигнал (расход или давление).

Термин сервоклапан описывает конструкцию клапана с узлом втулки и золотника, отличающуюся высокой точностью дозирующих кромок.Термин сервопропорциональный описывает клапаны с золотниковой конструкцией в корпусе.

Клапаны

Moog обеспечивают точный контроль положения, скорости, давления и силы.

Первым произведенным компанией Moog продуктом был аэрокосмический сервоклапан для ракетного применения.С тех пор компания Moog является признанным лидером в области технологий сервоклапанов, внедряясь во все аэрокосмические приложения, требующие точного управления движением.

Узнать больше

Moog - лидер в разработке, производстве и продаже высокопроизводительных гидравлических клапанов.Обладая более чем 50-летним опытом производства сервоприводов и пропорциональных клапанов для промышленного рынка, наша продукция
легендарна своей надежностью и точностью.

Узнать больше

В 1950 году W. C. Moog, Jr. разработал первый двухступенчатый сервоклапан с использованием пилотной ступени без трения. Регулируемое отверстие заслонки и сопла использовалось в сочетании с фиксированным отверстием для приведения в действие золотника второй ступени в трехходовом режиме.Клапан заслонки-сопла приводился в действие крутящим моментом двигателя, а положение золотника достигалось пружиной, действующей непосредственно на золотник.

Преимуществами такой конструкции были заметное снижение порога клапана и высокий динамический отклик из-за меньшей массы деталей первой ступени. Частотная характеристика порядка 90 дюймов при 100 Гц была возможной, что позволило использовать сервоклапаны в сервоприводах с высоким коэффициентом усиления.

.

ARV или клапаны ARC Введение

Что такое клапаны ARV или ARC?

Клапан ARV означает автоматический рециркуляционный клапан.
Автоматический рециркуляционный клапан - это многофункциональный клапан, основная цель которого - гарантировать постоянное поддержание заранее определенного минимального расхода через центробежный насос. Это важно, поскольку центробежные насосы страдают от перегрева и кавитации и могут быть необратимо повреждены при работе всухую.

Клапан ARC - это сокращение от «Клапан автоматического регулирования рециркуляции», а ARC ® - зарегистрированное название компании Yarway.Функция этого клапана такая же, как и у клапана AR.

Сценарии защиты центробежного насоса

Центробежные насосы преобразуют механическую энергию в энергию давления с помощью центробежной силы, возникающей в результате вращения рабочего колеса, действующего на жидкость внутри насоса. Насос требует минимального расхода жидкости во избежание перегрева. Если заданный минимальный расход не поддерживается, насос может быть необратимо поврежден. Ниже рассматривается ряд различных сценариев защиты насоса.

  • Сценарий невозврата Насос не имеет защиты от обратного потока, поэтому продукт будет течь обратно через него после остановки. Поэтому обратный клапан (NRV) обычно размещается после выхода насоса. Резервуар используется для отбора производительности насосов, когда нет технологической нагрузки.
  • Сценарий непрерывного потока Можно добавить ручной байпас или путь утечки, чтобы обеспечить требуемый минимальный поток обратно на вход насоса. Эта система проста и эффективна, но работает постоянно и поэтому неэффективна и дорогостоящая (затраты на электроэнергию).
  • Сценарий регулирующего клапана Это комплексное решение регулирующего клапана очень эффективно. В этом сценарии к расходомеру подключается клапан регулирования расхода, который позволяет измерять расход в основной линии. Когда расход в основной линии уменьшается, регулирующий клапан открывается, чтобы обеспечить правильный минимальный требуемый расход. Однако это очень капиталоемкое решение, требующее расходомерного оборудования, регулирующих и обратных клапанов. Резервуар не требуется.
  • АРВ-решение Предыдущий подход стоит и падает с целостностью системы управления и связанными с ней затратами.Более безопасная система состоит в том, чтобы объединить обратный клапан, байпасный клапан и регулирующий клапан во взаимосвязанный блок, так называемый «автоматический рециркуляционный клапан». Этот клапан закрывается при отсутствии потока, автоматически открывая байпасную линию, рассчитанную на минимальный поток. Когда основная линия принимает поток, но меньше минимального, байпасная линия и основная линия частично открыты.

Работа клапана ARV

Сердцем рециркуляционного клапана является диск обратного клапана, чувствительный к потоку, который чувствителен к потоку, а не к давлению.Диск регулируется в соответствии с требованиями технологического потока, в то же время помогая обеспечить минимальный поток через насос. Эта модулирующая характеристика обеспечивает стабильную, стабильную и воспроизводимую работу во всем диапазоне давления.

  1. Когда диск установлен в положение полного подъема, как в Рисунок 1 , байпас закрыт. Когда технологический поток уменьшается, происходит обратное действие, и рециркуляционный поток снова увеличивается. Поток поступает в байпасный элемент в нижней части диска в сборе и регулируется характерными отверстиями внутри штока диска.Поток продолжается через кольцевое пространство в байпасной втулке и направляется к выпускному отверстию клапана. Клапан обеспечивает однофазный поток в байпасе, исключая возможность вспышки или кавитации. Это достигается за счет конструкции клапана и, при необходимости, внешнего регулятора противодавления.
  2. Когда диск поднимается ( Рис. 2 ) в ответ на увеличение потока в технологический процесс, байпасный элемент, который является неотъемлемой частью диска, закрывает отверстия для байпасного потока, уменьшая поток рециркуляции.Расход рециркуляции регулируется положением диска. Эта функция модуляции гарантирует, что общий поток процесса и рециркуляционный поток превышает минимальный поток через насос, указанный производителем насоса.
  3. Диск показан в закрытом положении на Рисунок 3 . В этом положении технологический поток отсутствует, а байпас полностью открыт. Это защищает насос от запланированного или случайного «мертвого напора», который может возникнуть в результате закрытия изолирующего клапана насоса ниже по потоку или клапана управления технологическим процессом.

Ссылка (-а): SchuF-Fetterolf and Tyco

.

Регулирующие клапаны, дисковые затворы, шаровые краны

О нас

Lapar из Италии - профессиональный производитель промышленных клапанов, который обеспечивает производительность, безопасность и длительный срок службы продуктов, которые должны надежно работать с наиболее агрессивными веществами, наша продукция выдерживает испытание времени в пищевой промышленности, водоснабжении и сточных водах, сверхчистой воде, опреснении, химической, текстильной, транспортной, фармацевтической, целлюлозно-бумажной, горнодобывающей, котельной и энергетической промышленности.

Lapar предоставляет комплексное обслуживание от начала до конца, включая консультации и послепродажное обслуживание, полную поддержку во всех отношениях и обеспечение сопровождения на каждом этапе вашего проекта.

Lapar инвестировал средства в обеспечение качества, современное оборудование для механической обработки и тестирования, чтобы помочь клиентам безопасно контролировать свои процессы.

Наша запатентованная технология позволяет нам предлагать продукт, который имеет лучшее и стабильное качество, чем наши конкуренты.

Наше конкурентное преимущество:

  • Постоянное качество продукции и снижение количества брака
  • Улучшенный производственный процесс и повышение производительности
  • Значительное снижение затрат по сравнению с конкурентами

Инженеры Lapar рады помочь вам с вашими требованиями к автоматизации.

.

Дом | OMB Valves SpA

1973-2020:
47 лет работы в энергетической отрасли

Группа клапанов OMB со штаб-квартирой в Сенате Сотто, Бергамо, Италия, является многопрофильным производителем клапанов для энергетической промышленности.
Компания OMB, основанная г-ном Роберто Бреви в 1973 году, является семейной группой, которая стала всемирно признанным производителем арматуры для нефтегазовой, энергетической, судостроительной и аэрокосмической промышленности.
Мы специализируемся на разработанных клапанах для тяжелых условий эксплуатации, уделяя особое внимание применению высокого давления.
С момента своего основания компания разработала политику местного снабжения и местного производства, поддерживающую развитие сообществ, в которых мы работаем и работаем.

Группа управляет заводами в:
- Италия: клапаны OMB в Сенате Сотто, Бергамо,
Клапаны Vogt в Сеттимо-Миланезе, Милан
BEL Valves, Корсико, Милан
- Сингапур: клапаны OMB в лесах
- США: Vogt Valves в Стаффорде, Техас
- Королевство Саудовская Аравия: IVM и SPSV, СП в Хобаре

Групповое подразделение НИОКР, BUTI srl, работает из комплекса OMB в Сенате.
OMB имеет прямое присутствие во Франции, Великобритании, Японии, Корее, Китае и Дубае, ОАЭ, а также дистрибьюторскую сеть, которая охватывает все основные нефтедобывающие страны.


Загрузите здесь профиль нашей компании

.

Смотрите также