У секторі промислового контролю рідин,дросельні клапанивідіграють вирішальну роль у регулюванні, спрямуванні та ізоляції потоку рідин, газів і шламів у трубопроводах. Фланцевий дросельний клапан – це один із типів з'єднання, що має вбудовані фланці на обох кінцях корпусу клапана, що дозволяє надійно болтові з'єднання з фланцями труб.
Механізм обертання на чверть обертуфланцевий дросельний клапанвідрізняє його від лінійних клапанів, таких як засувки або кульові клапани, пропонуючи переваги у швидкості та ефективності використання простору.
У цій статті ми детально розглянемо фланцеві дросельні клапани, охопивши їх конструкцію, типи, матеріали, застосування, переваги та недоліки, встановлення, обслуговування, порівняння з іншими клапанами та майбутні тенденції.
1. Визначення та принцип дії
Фланцевий дросельний клапан — це клапан з обертальним рухом 90 градусів, що характеризується диском, який контролює потік рідини шляхом обертання штока. Корпус клапана має фланці з обох кінців для прямого болтового з'єднання з трубопроводом. Фланцеві дросельні клапани мають опуклі або плоскі фланці з болтовими отворами, що забезпечує більш міцне та стабільне з'єднання, придатне для застосування в умовах низького, середнього та високого тиску, а також для малих, середніх та великих діаметрів.
Принцип роботи простий та ефективний. Клапан складається з корпусу клапана, диска клапана, штока клапана, сідла клапана та приводу. Коли керується ручкою або шестернею, або шток клапана обертається автоматичним приводом, диск клапана повертається з положення, паралельного шляху потоку (повністю відкрито), у перпендикулярне положення (повністю закрито). У відкритому положенні диск клапана вирівняний з віссю трубопроводу, мінімізуючи опір потоку та втрати тиску. У закритому положенні диск клапана герметично прилягає до сідла всередині корпусу клапана.
Цей механізм забезпечує швидке керування клапаном, зазвичай вимагаючи лише повороту на 90 градусів, що робить його швидшим, ніж багатооборотні клапани. Фланцеві дросельні клапани можуть обробляти двонаправлений потік і зазвичай оснащені пружними або металевими сідлами для забезпечення герметичного закриття. Їхня конструкція робить їх особливо придатними для систем, що потребують частого перемикання, або там, де обмежений простір.
2. Компоненти
Основні компоненти включають:
- Корпус клапанаЗовнішній корпус, зазвичай з подвійним фланцем, забезпечує структурні з'єднання та містить внутрішні компоненти. Вуглецева сталь використовується для загального використання, нержавіюча сталь для стійкості до корозії, нікель-алюмінієва бронза для морського середовища та легована сталь для екстремальних умов.
- Диск клапана:Обертовий елемент, доступний в обтічній або плоскій конструкції, контролює потік. Диск може бути відцентрований або зміщений для підвищення продуктивності. Виготовлений з нержавіючої сталі, алюмінієвої бронзи або покритий нейлоном для підвищення зносостійкості.
- СтеблоВал, що з'єднує диск клапана з приводом, передає обертальну силу. Нержавіюча сталь або високоміцні сплави витримують крутний момент.
Зазвичай використовуються наскрізні або двосекційні штоки, оснащені ущільненнями для запобігання протіканню.
- СидінняГерметизуюча поверхня виготовлена з еластомерного матеріалу, такого як EPDM або PTFE. EPDM (-20°від F до 250°F), BUNA-N (0°від F до 200°Ф), Вітон (-10°від F до 400°F) або PTFE (-100°від F до 450°F) використовується для м’яких ущільнень; металеві матеріали, такі як нержавіюча сталь або інконель, використовуються для твердих ущільнень, що працюють за високих температур.
- ПривідКерується вручну (ручка, редуктор) або механічно (пневматичний, електричний).
- Упаковка та прокладкиЗабезпечте герметичність ущільнень між компонентами та фланцевими з'єднаннями.
Ці компоненти працюють разом, забезпечуючи надійний контроль потоку.
3. Типи фланцевих дросельних клапанів
Фланцеві дросельні клапани можна класифікувати наступним чином залежно від розташування диска, способу спрацьовування та типу корпусу.
3.1 Вирівнювання
- Концентричний (нульове зміщення): шток клапана проходить через центр диска та має пружне сідло. Цей клапан підходить для застосувань низького тиску з температурою до 250°F (250°F).°F.
- Подвійне зміщення: шток клапана зміщений позаду диска та не по центру, що зменшує знос сідла. Цей клапан підходить для застосувань середнього тиску та температур до 400°F (400°F).°F.
- Потрійне зміщення: Збільшений кут конічного сідла створює ущільнення метал-метал. Цей клапан підходить для високого тиску (до класу 600) та високих температур (до 1200°F) застосувань та відповідає вимогам нульового витоку.
3.2 Спосіб спрацьовування
Типи приводів включають ручні, пневматичні, електричні та гідравлічні, щоб задовольнити різні експлуатаційні вимоги.
4. Галузеве застосування
Фланцеві дросельні клапани широко використовуються в таких секторах:
- Очищення води та стічних вод: Використовується для регулювання потоку на очисних спорудах та в системах водовідведення. - Хімічна обробка: Для роботи з кислотами, лугами та розчинниками потрібні корозійностійкі матеріали.
- Нафта і газ: трубопроводи для сирої нафти, природного газу та процесів нафтопереробки.
- Системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря: контролює потоки повітря та води в мережах опалення та охолодження.
- Виробництво електроенергії: Управління парою, охолоджувальною водою та паливом.
- Харчові продукти та напої: Гігієнічна конструкція для асептичного поводження з рідинами.
- Фармацевтика: Точний контроль у стерильних умовах.
- Морська та целюлозно-паперова промисловість: Використовується для морської води, целюлози та хімічної переробки.
5. Переваги та недоліки фланцевих затворів-метеликів
5.1 Переваги:
- Компактний та легкий, що зменшує витрати на встановлення та потреби в просторі.
- Швидке обертання на чверть обороту та швидка реакція.
- Нижча вартість для більших діаметрів.
- Низька втрата тиску у відкритому стані, енергоефективність та ефективність.
- Підходить для перемикання рідин з відмінними характеристиками герметизації.
- Простий в обслуговуванні та сумісний із системами автоматизації.
5.2 Недоліки:
- Диск клапана блокує шлях потоку у відкритому стані, що призводить до певної втрати тиску. - Обмежена дроселююча здатність у системах високого тиску, що потенційно може спричинити кавітацію.
- М'які сідла клапанів швидше зношуються в абразивних середовищах.
- Занадто швидке закриття може спричинити гідравлічний удар.
- Деякі конструкції вимагають більших початкових крутних моментів, що вимагає міцніших приводів.
6. Як встановити дросельний клапан
Під час встановлення вирівняйте фланець клапана з фланцем труби, переконавшись, що отвори для болтів збігаються.
Вставте прокладку для герметизації.
Закріпіть болтами та гайками, рівномірно затягуючи, щоб запобігти деформації.
Двофланцеві клапани вимагають одночасного вирівнювання обох сторін; клапани з вушками можна прикручувати болтами з одного боку за раз.
Перевірте свободу руху диска, перевернувши клапан перед створенням тиску.
При вертикальному встановленні шток клапана слід розташовувати горизонтально, щоб запобігти накопиченню осаду.
Завжди дотримуйтесь інструкцій виробника та стандартів випробувань, таких як API 598.
7. Стандарти та нормативні акти
Фланцеві дросельні клапаниповинні відповідати стандартам безпеки та сумісності:
- Дизайн: API 609, EN 593, ASME B16.34. - Тестування: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- Фланці: ASME B16.5, DIN, JIS.
- Сертифікати: CE, SIL3, API 607(пожежна безпека).
8. Порівняння з іншими клапанами
Порівняно із засувками, фланцеві дросельні клапани працюють швидше та пропонують можливості дроселювання, але дещо менш стійкі до потоку.
Порівняно з кульовими кранами, вони економічніші для більших діаметрів, але під час відкриття мають більші втрати тиску.
Кульові клапани забезпечують кращу точність дроселювання, але вони більші та дорожчі.
Загалом, дросельні клапани чудово підходять для застосувань з обмеженим простором та економічно чутливими характеристиками.