Запорные вентили, задвижки, дисковые затворы, обратные клапаны и шаровые краны — все это незаменимые элементы управления в различных трубопроводных системах сегодня. Каждый клапан отличается по внешнему виду, конструкции и даже функциональному назначению. Однако запорный и задвижной клапаны имеют некоторые сходства во внешнем виде и одновременно выполняют функцию перекрытия потока в трубопроводе, поэтому многие люди, не имеющие опыта работы с этими клапанами, могут их путать. На самом деле, если присмотреться, разница между запорным и задвижным клапанами довольно существенна.
- Структура
В случае ограниченного пространства для установки необходимо обратить внимание на выбор:
Задвижка может быть плотно закрыта уплотнительной поверхностью за счет давления среды, что обеспечивает герметичность. При открытии и закрытии золотник и уплотнительная поверхность седла клапана постоянно соприкасаются и трутся друг о друга, поэтому уплотнительная поверхность легко изнашивается. Когда задвижка находится в закрытом состоянии, разница давлений между передней и задней частью трубопровода очень велика, что приводит к более сильному износу уплотнительной поверхности.
Конструкция задвижки будет сложнее, чем у шарового клапана, с точки зрения внешнего вида: при одинаковом калибре задвижка выше шарового клапана, а шаровой клапан длиннее задвижки. Кроме того, задвижка делится на светлый и тёмный шток. У шарового клапана такого разделения нет.
- Работа
При открытии и закрытии шарового клапана используется подъемный механизм, то есть маховик вращается, совершая вращательные и подъемные движения вместе со штоком клапана. Задвижка поворачивает маховик, заставляя шток подниматься, при этом положение самого маховика остается неизменным.
Расходы различаются: задвижки требуют полного или полного закрытия, тогда как шаровые задвижки — нет. Шаровой задвижной затвор имеет заданное направление входа и выхода, а задвижка не имеет требований к направлению входящего и исходящего потока.
Кроме того, задвижка имеет только два состояния: полностью открытое и полностью закрытое. Ход открытия и закрытия задвижки очень большой, а время открытия и закрытия длительное. Ход перемещения задвижки шарового клапана значительно меньше, и задвижка шарового клапана может останавливаться в определенной точке движения для регулировки потока. Задвижка же используется только для регулирования потока и не имеет других функций.
- Производительность
Запорный клапан может использоваться для ограничения и регулирования потока. Сопротивление жидкости у запорного клапана относительно велико, и его открытие и закрытие более трудоемки, но поскольку пластина клапана находится на небольшом расстоянии от уплотнительной поверхности, ход открытия и закрытия короткий.
Поскольку задвижка может быть только полностью открыта и полностью закрыта, в полностью открытом состоянии сопротивление потоку среды в канале корпуса задвижки практически равно нулю, поэтому открытие и закрытие задвижки будет очень экономичным с точки зрения трудозатрат, но при этом задвижка находится далеко от уплотнительной поверхности, и время открытия и закрытия будет длительным.
- Монтаж и направление потока
Эффект от работы задвижки, обеспечивающей поток в обоих направлениях, одинаков, и нет требований к направлению входа и выхода при установке, среда может течь в обоих направлениях. Установка шарового клапана должна производиться в строгом соответствии с направлением, указанным стрелкой на корпусе клапана, и существуют четкие положения относительно направления входящего и исходящего потока шарового клапана, а направление потока шарового клапана «три в» в Китае — сверху вниз.
Запорный клапан имеет низкий входной и высокий выходной ход, и снаружи видны трубы, которые не находятся на одном уровне фаз. Рабочий механизм задвижки расположен на горизонтальной линии. Ход задвижки больше, чем у запорного клапана.
С точки зрения сопротивления потоку, сопротивление потоку задвижки невелико в полностью открытом состоянии, а сопротивление потоку запорного клапана велико. Коэффициент сопротивления потоку обычной задвижки составляет около 0,08–0,12, усилие открытия и закрытия невелико, и среда может течь в двух направлениях. Сопротивление потоку обычных запорных клапанов в 3–5 раз выше, чем у задвижек. При открытии и закрытии необходимо прилагать усилие для обеспечения герметичности, золотник шарового клапана контактирует с уплотнительной поверхностью только в полностью закрытом состоянии, поэтому износ уплотнительной поверхности очень мал, поскольку для создания основного усилия потока необходимо добавить усилие привода. При регулировке механизма управления крутящим моментом шарового клапана следует обратить внимание на правильность настройки.
Запорный клапан имеет два способа установки: первый — подача рабочей среды осуществляется снизу золотника клапана. Преимущество заключается в том, что в закрытом состоянии сальник не находится под давлением, что увеличивает срок его службы, а замена сальника может производиться под давлением в трубопроводе перед клапаном. Недостаток же состоит в том, что крутящий момент, приводящий клапан в действие, велик (примерно в 1 раз больше, чем верхний поток), а осевая сила на шток клапана велика, и шток клапана легко деформируется.
Поэтому этот метод, как правило, подходит только для шаровых клапанов малого диаметра (DN50 или меньше), а шаровые клапаны с диаметром более DN200 выбираются с учетом способа подачи рабочей среды сверху. (Электрические запорные клапаны обычно используют подачу среды сверху.) Недостаток способа подачи среды сверху прямо противоположен недостатку способа ее подачи снизу.
- Герметизация
Уплотнительная поверхность шарового клапана представляет собой небольшую трапециевидную сторону сердечника клапана (обратите внимание на форму сердечника клапана). Если сердечник клапана отваливается, это эквивалентно закрытию клапана (если разница давлений велика, конечно, закрытие не будет строгим, но обратный эффект будет неплохим). Задвижка герметизируется боковой стороной затворной пластины сердечника клапана, эффект герметизации не такой хороший, как у шарового клапана, и сердечник клапана не отваливается, как у шарового клапана.
Дата публикации: 01.04.2022
