Стальная листовая суженная

Регулирующий клапан (кран, заслонка) – регулирующий орган, устанавливаемый на трубопроводе и предназначенный для регулирования расхода технологической среды в трубе. Применяется, как правило, с электроприводом или электро-пневмоприводом и управляется регулятором или промышленным микроконтроллером.

Регулирующие клапаны, как правило, не предназначены для герметичного разделения участков трубопровода. Для этого применяются задвижки с ручным или элекрофицированным приводом. Регулирующие клапаны используются для поддержания давления, уровня, температуры, уровня, концентрации путём регулирования расхода среды. В настоящее время некоторые регулирующие клапаны заменяют на насосы, вентиляторы с регулируемым расходом за счет изменения скорости электроприводов (обычно с помощью частотно-регулируемого привода (ЧРП)).

Достоинства:

– могут полностью перекрыть расход;

– нет необходимости в установке обратного клапана.

Недостатки:

– создают повышенное в сравнении с задвижками гидравлическое сопротивление;

– являются дополнительным элементом, который можно исключить, регулируя производительность с помощью подающего насоса или вентилятора (обычно с ЧРП).

Следует отметить, что деление задвижек и клапанов на регулирующие, запорные и запорно-регулирующие есть только в нашей стране, также как и отдельные стандарты на протечки для регулирующих и запорных клапанов. Весь остальной мир производит просто регулирующие клапаны, протечки у которых подразделяются на шесть классов, чем выше номер класса – тем меньше протечки. Последние три класса относятся к клапанам, которые у нас называют запорными и запорно-регулирующими.

Под условным диаметром прохода клапана (Д_у) следует понимать номинальный внутренний диаметр входного и выходного патрубков клапана (в ряде случаев диаметр выходного патрубка может превышать диаметр входного). Каждому значению условного диаметра прохода клапана соответствует максимально возможное значение расхода регулируемого вещества, которое, в общем случае, зависит от ряда параметров (перепада давления, плотности и др.). Для удобства сравнения клапанов и выбора по результатам гидравлического расчета необходимого типоразмера клапана введено понятие условной пропускной способности.

Условная пропускная способность клапана показывает, какое количество воды (л) при температуре 20 °С может пропустить клапан при перепаде давления на нем 0,1 МПа (1 кгс/см²) при полностью открытом клапане.

Конструкция запорно-регулирующего клапана приведена на рис 1.3. Внутри корпуса 1 клапана устанавливается дроссельный узел, состоящий из седла 2 и плунжера 3, связанного со штоком 4. Седло может быть выполнено в различных конструктивных исполнениях: вворачиваться в корпус клапана как показано на рисунке 1, прижиматься к корпусу специальной втулкой или выполняться заедино с корпусом.

Плунжер скользит по направляющей, выполненной в крышке 5. Между корпусом 1 и крышкой 5 установлена уплотнительная прокладка 6. Шток 4 выводится наружу через сальниковый узел 7, представляющий собой набор подпружиненных шевронных колец из фторопласта-4 или его модификаций. На крышке 5 устанавливается привод, шток которого соединяется со штоком клапана. Привод может быть пневматическим, ручным, электрическим или электромагнитным.

Дроссельный узел является регулирующим и запирающим элементом клапана. Именно в этом узле реализуется задача изменения проходного сечения клапана и, как следствие, изменение его расходной характеристики.

Конкретные комбинации втулка-седло-плунжер выбираются исходя из условий эксплуатации клапана: перепада давления, типа регулируемой
среды и ее температуры, наличия механических примесей, величины пропускной способности, вязкости среды и т.д.

Рис 1.3. Конструкция проходного запорно-регулирующего клапана

В большинстве случаев важное значение для работы клапана имеет правильное направление подачи рабочей среды. Оно маркируется стрелкой на наружной поверхности корпусов. Если среда подается через левый канал в корпусе (см. рис. 1.3), то такое направление подачи называется «под затвор» (среда подходит к плунжеру снизу), а если среда подается по правому каналу, то такое направление подачи называется «на затвор» (среда прижимает плунжер к седлу в закрытом состоянии). Основные параметры и характеристики типовых регулирующих проходных клапанов, выпускаемых отечественными предприятиями, представлены в таблице 1.1.

Наиболее распространенные пропускные характеристики регулирующих клапанов приведены на рис. 1.4.

Пропускные характеристики регулирующих клапанов Таблица 1.1.

Наименование параметра	Значение
Диаметр условного прохода (Ду), мм	15,20,25,32,40,50,65,80,100,150,200,250
Условное давление (Pу), кгс/см^2	16,25,40,63,100,160,250
Температура технологической среды, °С	От -196 до +550
Уплотнение плунжер-седло	металл-металл, металл-эластомер
Исполнение присоединительных фланцев	ГОСТ 12815-80DINANSI под приварку
Пропускная характеристика	Линейная, равнопроцентная, модифицированная
Привод	Пневматический, ручной, электромагнитный, электрический
Время аварийного закрытия/открытия при комплектации пневматическим приводом, с	не более 10 с, по заказу – не более 2 с

Рис. 1.4. Пропускные характеристики регулирующих клапанов

Различают двухходовые и трехходовые клапаны, которые по типу подключения разделяются на фланцевые и резьбовые. Клапаны с резьбовым подключением комплектуются фитингами и уплотняющими шайбами, фланцевые могут комплектоваться монтажным набором с уплотнителем.

Двухходовые клапаны (рис. 1.5.) используются в качестве проходных, изменяющих расход рабочей среды (жидкости, пара, газов). Клапан монтируется в линии таким образом, чтобы направление потока совпало с направлением стрелки на корпусе клапана. Примером типичного использования таких клапанов являются контуры с локальным циркуляционным насосом, схемы без циркуляционного насоса с переменным количеством жидкости во вторичной сети.

Рис. 1.5. Двухходовой клапан с резьбовым соединением

Трехходовые клапаны (рис. 1.6.) используются в качестве смесительных и/или разделительных, а также в качестве проходных (двухходовых) клапанов. Применяются в схемах с подмешиванием (с байпасом) и в схемах с инжекцией.

Рис. 1.6. Трехходовой клапан с резьбовым соединением

Трехходовые клапаны широко применяются в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения. Один их портов клапана всегда общий, а два других используются как отводящий и байпасный порты.

Некоторые смесительные клапаны специального конструктивного исполнения можно использовать в качестве разделительных, другие нет. Клапан может устанавливаться как в прямой, так и в обратной линии. Обычно в комплекте сопроводительной документации на клапан приводятся схемы и рекомендации по его использованию.

Насос (водяная помпа, колонка) – проточная гидравлическая машина, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, в том числе механической смеси жидкости с твердыми и коллоидными веществами, а также сжиженных газов. Следует заметить, что машины для перекачки и создания напора насыщенных и ненасыщенных газов (газообразных жидкостей) получили название вентиляторов и компрессоров. По принципу действия и конструкции насосы подразделяются на следующие типы: центробежно-шнековые (дисковые), винтовые (шнековые), поршневые, центробежные, осевые, вихревые, струйные, мембранные и др.

Насос как ИМ в системах автоматизации получил широкое распространение в сочетании с частотно-регулируемым электроприводом переменной скорости, что позволило за счет регулирования скорости электропривода отказаться от дроссельного регулирования расхода жидкой среды регулирующим клапаном и существенно (до 40 %) сэкономить на электроэнергии.

ТЭНы как ИМв системах автоматизации очень распространены как в промышленных объектах, так и в быту (отопление, кондиционирование, вентиляция, горячее водоснабжение). В качестве силовых преобразователей энергии здесь могут быть применены различные контактные и бесконтактные преобразователи. Наиболее распространены в системах автоматизации полупроводниковые (преимущественно симисторные) преобразователи с пропусканием в нагрузку целого числа полуволн питающего напряжения. Эти преобразователи в отличие от тиристорных и симисторных преобразователей с фазовым управлением удовлетворяют всем требованиям электромагнитной совместимости с иными объектами автоматизации.

По виду движения РО ЗРА (в скобках приведены преимущественно конкретизирующие понятия):

– прямоходные (возвратно-поступательные);

– поворотные (неполноповоротные);

– многооборотные (вращательные).

Прямоходный ИМ – исполнительный механизм, выходной элемент которого перемещается поступательно.

Поворотный ИМ – исполнительный механизм, выходной элемент которого перемещается по дуге (до 360 град.).

Многооборотный ИМ – исполнительный механизм, выходной элемент которого вращается (более 360 град.).

Прим.: все ИМ ЗРА обладают возможностью изменения направления движения РО, т.е. являются реверсивными.

По типу привода различают электрический, пневматический, гидравлический, комбинированный ИМ (например, электрогидравлический) и ручной.

Электрический ИМ (ЭИМ) – исполнительный механизм, использующий электрическую энергию для управления РО. В конструкцию электрического исполнительного механизма в общем случае входят электродвигатель, редуктор, ручной привод, указатель положения или скорости перемещения выходного элемента, конечные выключатели и датчики обратной связи.

Электрические ИМ – наиболее распространенные ИМ в промышленной автоматике; обычно они имеют привод от асинхронного или синхронного двигателя (АД, СД), бесколлекторного или коллекторного двигателя постоянного тока (БДПТ, ДПТ), шагового двигателя (ШД). Иногда ЭИМ имеют привод от электромагнита (соленоида), однако применение его ограничено из-за резких (рывком) воздействий на управляемый рабочий орган.

Пневматический ИМ (ПИМ) – исполнительный механизм, использующий энергию сжатого воздуха или газа. В пневматических системах автоматики применяют мембранные и поршневые пневмоприводы.

Мембранный ИМ – исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие хотя бы в одном направлении создается давлением рабочей среды в мембранной полости. Пружинный мембранный ИМ – мембранный исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие в одном направлении создается давлением рабочей среды в мембранной полости, а в другом – силой сжатой пружины (см. рис 2).

Поршневой ИМ – исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие создается давлением рабочей среды в поршневых полостях.

Пружинный поршневой ИМ – поршневой исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие в одном направлении создается давлением рабочей среды в поршневой полости, а в другом – силой сжатой пружины.

Гидравлический ИМ (ГИМ) – исполнительный механизм, использующий энергию жидкости, находящейся под давлением. В гидравлических системах автоматики применяют поршневые гидроприводы. В системах автоматизации нашли очень ограниченное применение.

Ручной ИМ (РИМ) – исполнительный механизм, приводимый в движение, как правило, с помощью рукоятки, штурвала, кнопок управления, командоаппарата и т.п.

По виду регулируемой координаты объекта управления:

– скорость РО (угловая – рад/c, линейная – м/c);

– положение РО (угловое – рад, линейное – м);

– температура (°С);

– расход (м³/c);

– давление (Па);

– уровень (м);

– прочие.

По мощности ИМ (перестановочному усилию или моменту переустановки РО ЗРА):

Большинство ЭИМ постоянной скорости, работающих на ЗРА объектов теплоэнергетики, транспорта нефти и газа имеют мощность электродвигателей от 10 Вт до нескольких кВт.

ГИМ работают при давлении до 3 Мн/м² (30 кгс/см²), ПИМ – до 0,6. Мн/м² (6 кгс/см²).

По мощности ЭИМ переменной скорости:

– малой мощности (до 10 кВт);

– средней мощности (10 – 100 кВт);

– большой мощности (свыше 100 кВт).

По типу механической передачи от привода ИМ к РО:

– безредукторный ИМ;

– с цилиндрическим редуктором;

– с коническим редуктором;

– с червячным редуктором;

– с планетарным редуктором;

– с ременной, тросовой или цепной передачей;

– с комбинированными передачами.

ЭИМ, как правило, обладают возможностью самоторможения, т.е. сохранения положения РО в текущем состоянии при исчезновении рабочей среды (электроэнергии).

Практически все ИМ снабжены возможностью непосредственно ручного управления (с помощью штурвала, кнопок или ключей управления, командоконтроллера или иного аппарата), для чего в механической передаче может быть предусмотрена возможность преимущественного и безударного перехода с автоматического на ручное управление.

Дата добавления: 2014-11-29