Принцип работы регулирующего клапана

Регулирующие клапаны – типы и сфера применения

Регулирующий клапан

Востребованный вид трубопроводной арматуры представляют регулирующие клапаны, которые отличаются нюансами конструкции и областью применения. Согласно положениям ГОСТ 24856-2014 они устанавливаются в трубопроводах разного назначения и служат для управления рабочей средой, обеспечивая изменение ее объема или проходного сечения. Используя клапаны, выполняют контроль давления и других параметров, обеспечивая эффективное регулирование технологических процессов.

Классификация и сфера применения клапанов

Согласно положениям ГОСТ 12893-2005 регулировочные клапаны классифицируют по нескольким параметрам. По способу движения рабочей среды различают следующие варианты арматуры:

проходные, которые размещаются на прямых отрезках и позволяют сохранить прежнее направление транспортировки среды;
угловые модели, изменяющие перемещение на 90°.

Проходной регулирующий клапанУгловой регулирующий клапан

Перемешивание двух вариантов рабочей среды с разными характеристиками происходит с помощью трехходовых моделей, которые комплектуются тремя патрубками.

Сырьем для производства регулировочных клапанов служат чугун, нержавеющая и легированная сталь, латунь и другие сплавы. Корпус изготавливают с помощью сварки, ковки, литья, штамповки и комбинированных методов. Выбор материалов определяет тип среды, с которой будет взаимодействовать арматура. Бытовые и промышленные клапаны устанавливают на трубопроводах, предназначенных для транспортировки:

горячей и холодной воды;
нефтепродуктов;
воздуха;
пара;
химических составов в жидком и газообразном состоянии.

По способу управления клапаны бывают ручные и автоматические. Арматура первого типа предназначена для трубопроводов малого сечения и чаще всего используется для контроля технических параметров транспортируемых веществ в быту. На промышленных объектах востребованы автоматические клапаны, укомплектованные специальными датчиками. Средства измерения оценивают величину уровня давления и способствуют изменению потребляемого объема среды. Механизм перекрывания автоматического клапана приводится в движение с помощью привода, который бывает пневматическим, электрическим или гидравлическим.

Монтаж клапана на трубопроводе выполняется несколькими вариантами соединения. По способу фиксации арматуру разделяют на фланцевую, приварную, муфтовую и штуцерную. Разнообразие оборудования для регулировки давления и способов крепежа позволяет использовать клапаны при монтаже инженерных коммуникаций. Также они востребованы в газовой промышленности и применяются для контроля давления в трубопроводах на нефтеперерабатывающих предприятиях и на производстве химических веществ и продуктов питания.

Особенности конструкции и принцип действия регулирующих клапанов

Конструкция регулирующего клапана

Нюансы регулирующего устройства, которое применяется для контроля рабочей среды, определяются типом рабочего механизма и способом фиксации арматуры к бытовому или промышленному трубопроводу. Среднестатистический регулировочный клапан состоит из следующих элементов:

корпуса;
уплотнительного блока, который обеспечивает герметичность арматуры после установки и препятствует выходу рабочей среды;
запорного узла;
штока, соединяющего ручной или механический привод клапана с запорным механизмом;
пропускного отверстия;
деталей крепления, с помощью которых арматура для управления давлением и другими показателей закрепляется на трубопроводе.

Принцип функционирования арматуры, которая используется для контроля давления рабочей среды, заключается в уменьшении пропускного отверстия. Оно происходит с помощью запорного механизма, приходящего в движение благодаря приводу клапана. В результате объем транспортируемых продуктов уменьшается, а уровень давления падает.

При выборе арматуры, которая регулирует перемещение рабочей среды по трубам, нужно обращать внимание на следующие параметры оборудования:

условный диаметр прохода;
рабочее и пробное давление;
пропускную способность.

К важным параметрам регулирующей арматуры относятся материалы, которые необходимы для изготовления оборудования, а также вид привода.

Разновидности регулирующих клапанов

По типу затворного механизма арматура для контроля давления в трубопроводе разделяется на следующие устройства:

Седельный клапанКлеточный клапанЗолотниковый клапанМембранный клапан

Седельные. Функции рабочего элемента клапана выполняет плунжер, который по своей конструкции бывает тарельчатым, игольчатым или стержневым. Он передвигается через одно или два седла арматуры, уменьшая ее проходное сечение. Односедельные модели устанавливают на трубопроводы малого диаметра, а клапаны с двумя седлами востребованы на магистралях значительных размеров.

Клеточные. При использовании арматуры контроль и регулировка давления в трубопроводе происходят за счет затвора, который имеет форму полого цилиндра с радиальной перфорацией. Он двигается по клетке, выполняющей функции направляющего элемента и пропускного узла. Благодаря нюансам конструкции клеточные клапаны отличаются малой вибрацией и небольшим уровнем шума.
Золотниковые. Регулирование параметров транспортируемых веществ выполняется с помощью золотника, который поворачивается на определенный угол. Управление золотниковым арматурным устройством не требует больших усилий, поскольку транспортируемые жидкие и газообразные вещества почти не оказывают сопротивления при перемещении запорного механизма клапана. Однако такая арматура не в состоянии обеспечить полную герметичность, поэтому ее не следует устанавливать на магистралях высокого давления.
Мембранные. Перекрытие сечения трубопровода в арматуре такого типа происходит с помощью мембраны, изготовленной из эластичной резины или фторопласта. Чтобы избежать погрешностей при регулировании мембранные клапаны комплектуются специальными элементами, которые обеспечивают контроль положения штока. Среди преимуществ арматуры выделяют устойчивость к коррозии и агрессивным средам, что позволяет ее использовать в нефтехимической промышленности. Мембранные клапаны выпускаются с гидравлическим или пневматическим приводом, который бывает встроенным или выносным.

Востребованы при монтаже трубопроводов разного назначения и запорно-регулирующие клапаны, которые помимо изменения расхода транспортируемых веществ позволяют полностью перекрывать их циркуляцию. Функции запорного устройства в арматуре выполняет плунжер. При контакте с седлом в полном объеме он обеспечивает герметичное отсечение, а при частичном — уменьшение проходного отверстия.

Пример маркировки регулирующих клапанов

Маркировка выпускаемых регулирующих клапанов выполняется согласно ГОСТ Р 52720-2007 и таблицам фигур, в которых представлены данные об обозначениях по типу арматуры и ее конструктивным нюансам. Кроме того, в нормативной документации указаны материал, используемый для производства корпуса и уплотняющих элементов.

Пример расшифровки для 25с947нж:

первые две цифры обозначают тип арматуры: 25 — регулирующий клапан;
буква указывает материал корпуса: с — изготовлен из углеродистой стали;
при наличии трех цифр первая обозначает тип привода, а две следующих номер модели: 947 — модель 47 с электрическим приводом;
последние буквы указывают материал уплотнителей: нж — уплотнительные поверхности клапана наплавлены сталью, устойчивой к коррозии.

Регулирующий клапан 25с947нж

Если арматура для регулирования давления и расхода среды производится без направленных или вставных уплотнительных колец, то на ее корпусе или затворе это отражается в виде двух букв — «бк». В случае наличия покрытия на внутренних поверхностях клапанов оно указывается согласно последней таблице фигур.

Компания «Авангард» — главный поставщик клапанов для регулировки давления и других параметров рабочей среды на территории России. Мы предлагаем регулирующие клапаны, которые отличаются приемлемой ценой и соответствуют требованиям ГОСТ.

Виды регулирующих клапанов и их применение. Особенности конструкции и монтажа

Регулирующий клапан — вид арматуры для управления рабочей средой. Благодаря использованию запорно-регулирующих клапанов можно менять объем среды, контролируя таким образом давление и другие параметры в системе.

В этой статье рассмотрим виды регулирующих клапанов, их конструкцию, принцип действия и важные нюансы, которые касаются монтажа.

Как работает клапан

Принцип действия регулирующего клапана прост: арматура уменьшает (увеличивает) пропускное отверстие, и объем транспортируемой среды, соответственно, уменьшается (увеличивается). Меняется и уровень давления. Запорный механизм приводят в действие вручную либо посредством привода.

Для ручного управления используют специальные краны в виде штурвалов — чтобы пользоваться ими, нужна значительная физическая сила. Автоматические модели дополнительных усилий не требуют, поэтому используются чаще.

Конструкция

Основные элементы:

корпус;
уплотнитель:
запорный узел;
шток, соединяющий привод с запорным устройством;
пропускное отверстие;
крепления.

В конструкции регулирующего клапана могут быть некоторые нюансы: могут отличаться тип рабочего механизма и способ, которым изделие фиксируется к трубопроводу (крепления разных типов устроены по-разному).

Где используют клапаны

Применение регулирующих клапанов возможно в большинстве отраслей промышленности, а также в быту. Разные варианты оборудования подходят для монтажа инженерных коммуникаций. В химической, нефтехимической отрасли, в пищевой промышленности с помощью регулирующей арматуры контролируют давление в трубопроводах.

Типы регулирующих клапанов

По способу движения рабочей среды

Выделяют проходные и угловые модели. Проходные клапаны устанавливают на прямых отрезках трубопровода, направление транспортировки рабочей среды остается прежним. Угловые позволяют изменить направление перемещения на 90°.

По материалу

Регулирующие клапаны используют в условиях высоких нагрузок, поэтому распространенные материалы в производстве таких изделий — нержавеющая сталь, чугун, латунь и другие прочные сплавы. Материал выбирают, исходя из особенностей среды, с которой арматуре предстоит взаимодействовать: горячая и холодная вода, нефтепродукты, пар, газы, различные жидкости и т. п.

По способу управления

Клапаны делят на ручные и автоматические. Ручная арматура подходит для трубопроводов малого сечения и чаще используется в быту. В промышленности обычно применяют автоматические модели. Их комплектуют специальными датчиками, способными оценивать параметры давления и менять в соответствии с этими данными потребляемый объем среды. Клапан перекрывает поток автоматически механизмом на основе пневматического, гидравлического или электропривода.

По виду затвора

Арматура для контроля давления в трубопроводе бывает четырех видов:

Седельной. Рабочий элемент в таких клапанах — плунжер (может быть тарельчатым, игольчатым или стержневым). Он проходит через седла арматуры, уменьшая ее сечение. Бывают одно- и двухседельные модели.
Клеточной. Регулировка давления в трубопроводе производится посредством затвора в виде цилиндра — он передвигается по клетке, которая выполняет роль пропускного узла. Эту конструкцию используют достаточно часто, она очень удобна: такие устройства практически не вибрируют и не шумят.
Золотниковой. Затворный механизм здесь — вращающийся до определенного угла золотник. Управлять таким устройством нетрудно: жидкости и газы в трубопроводе почти не оказывают сопротивления при движении запорного механизма. Но есть и минус: полной герметичности данное устройство обеспечить не может. Поэтому на магистральных трубопроводах такие клапаны не устанавливают.
Мембранной. Сечение трубопровода перекрывается с помощью эластичной (резиновой или фторопластовой) мембраны. Данный вид арматуры устойчив к действию агрессивных веществ и коррозии. Мембранные модели можно использовать в химической и нефтехимической промышленности.

Назначение

По принципу действия регулирующие устройства делят на такие категории:

Ограничивающие двухходовые модели. Перекрывают поток, применяются в системах горячего водоснабжения и автономных системах отопления для регуляции расхода среды и перепада давления.
Смешивающие или разделяющие трехходовые. Имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу. Используются в основном в системах теплоснабжения, подключенных к автономным котельным (при условии, что нет необходимости ограничивать расход при сохранении коэффициента смешения). Также эти устройства подходят для управления теплоотдачей калориферов в вентиляционной системе.
Смешивающие или разделяющие четырехходовые клапаны основаны на принципе двойного перепуска. Используются довольно редко — в основном, в системах теплоснабжения.

Варианты монтажа

Есть три способа фиксации клапанов:

Фланцевый: На конце патрубка находится фланец — деталь с отверстиями под шпильки или болты. Такой способ фиксации клапана используют в основном в моделях промышленного назначения.

Резьбовой. На концах патрубков расположена резьба — изделие можно быстро установить на нужный участок трубопровода. Это удобно в быту.
Сварной. Приварная фиксация технически сложна, требует дополнительных трудозатрат. Используется редко.

В каталоге «Теплоснаб» представлены все виды современной запорно-регулирующей арматуры. Мы предлагаем продукцию известных мировых производителей для промышленного и бытового применения.

Регулирующие клапаны и принципы их работы

Технологические установки состоят из сотен или даже тысяч контуров управления, объединенных в сеть для производства продукта, предназначенного для продажи. Каждый из этих контуров управления предназначен для поддержания некоторых важных переменных процесса, таких как давление, расход, уровень, температура и т. д., в требуемом рабочем диапазоне для обеспечения качества конечного продукта. Каждый из этих контуров получает и создает внутренние возмущения, которые пагубно влияют на переменную процесса, а взаимодействие с другими контурами в сети создает помехи, которые влияют на переменную процесса.

Чтобы уменьшить влияние этих возмущений нагрузки, датчики и преобразователи собирают информацию о переменной процесса и ее связи с некоторой требуемой уставкой. Затем контроллер обрабатывает эту информацию и решает, что необходимо сделать, чтобы вернуть переменную процесса в то состояние, в котором она должна быть после нарушения нагрузки. Когда все измерения, сравнения и расчеты завершены, некоторый тип конечного элемента управления должен реализовать стратегию, выбранную контроллером.

Принципы работы

Наиболее распространенным конечным элементом управления в отраслях управления технологическими процессами является регулирующий клапан. Регулирующий клапан манипулирует протекающей жидкостью, такой как газ, пар, вода или химические соединения, чтобы компенсировать возмущение нагрузки и поддерживать регулируемую переменную процесса как можно ближе к желаемой уставке.

Регулирующие клапаны могут быть самой важной, но иногда и самой игнорируемой частью контура управления. Причиной обычно является незнание инженером-прибористом многих аспектов, терминологии и областей инженерных дисциплин, таких как гидромеханика, металлургия, контроль шума, а также проектирование трубопроводов и сосудов, которые могут быть задействованы в зависимости от суровых условий эксплуатации.

Любой контур управления обычно состоит из датчика состояния процесса, преобразователя и контроллера, который сравнивает «переменную процесса», полученную от преобразователя, с «уставкой», т. е. желаемым состоянием процесса. Контроллер, в свою очередь, подает корректирующий сигнал на «конечный элемент управления», последнюю часть контура и «мышцу» АСУТП. Если датчиками переменных процесса являются глаза, контроллером — мозг, то конечным управляющим элементом являются руки контура управления. Это делает его наиболее важной, но, увы, иногда наименее понятной частью системы автоматического управления. Частично это происходит из-за нашей сильной привязанности к электронным системам и компьютерам, вызывающей некоторое пренебрежение к правильному пониманию и правильному использованию всех важных аппаратных средств.

Что такое регулирующий клапан..

Регулирующие клапаны автоматически регулируют давление и/или скорость потока и доступны для любого давления. Если разные заводские системы работают до и при таких комбинациях давления/температуры, которые требуют клапанов класса 300, иногда (где позволяет конструкция) все выбранные регулирующие клапаны будут класса 300 из-за взаимозаменяемости. Однако, если ни одна из систем не превышает номинальные значения для клапанов класса 150, в этом нет необходимости.

Шаровые клапаны обычно используются для управления, и их концы обычно фланцевые для простоты обслуживания. В зависимости от типа их питания диск приводится в движение гидравлическим, пневматическим, электрическим или механическим приводом. Клапан модулирует поток за счет перемещения плунжера клапана относительно порта (портов), расположенного внутри корпуса клапана. Плунжер клапана прикреплен к штоку клапана, который, в свою очередь, соединен с приводом.

Устройство регулирующего клапана

На приведенном ниже рисунке показано, как можно использовать регулирующий клапан для управления скоростью потока в линии. «Контроллер» получает сигналы давления, сравнивает их с перепадом давления для желаемого расхода и, если фактический расход отличается, регулирует регулирующий клапан для увеличения или уменьшения расхода.

Сопоставимые устройства могут быть разработаны для управления любой из многочисленных переменных процесса. Температура, давление, уровень и скорость потока являются наиболее распространенными контролируемыми переменными.

Изображение взято с сайта www.steamline.com

Типы клапанов и типичные области применения

Тип клапана	Обслуживание и функции
Тип клапана	iOS	ТХ	PR	DC
Ворота	ДА	НЕТ	НЕТ	НЕТ
Глобус	ДА	ДА	НЕТ	ДА (примечание 1)
Чек	(примечание 2)	НЕТ	НЕТ	НЕТ
Остановить проверку	ДА	НЕТ	НЕТ	НЕТ
Бабочка	ДА	ДА	НЕТ	НЕТ
Мяч	ДА	(примечание 3)	НЕТ	ДА (примечание 4)
Заглушка	ДА	(примечание 3)	НЕТ	ДА (примечание 4)
Мембрана	ДА	НЕТ	НЕТ	НЕТ
Защитное устройство	НЕТ	НЕТ	ДА	НЕТ

Легенда. .

DC = Изменение направления
IOS = изоляция или остановка
PR = сброс давления
TH = дросселирование

Примечания..

Для изменения направления потока на 90 градусов можно использовать только угловые клапаны.
Обратные клапаны (кроме запорно-обратных клапанов) останавливают поток только в одном (обратном) направлении. Запорные клапаны могут использоваться и используются в качестве запорных, запорных или запорных клапанов, а также в качестве обратного клапана.
Некоторые конструкции шаровых кранов (обратитесь к производителю клапана) подходят для дросселирования.
предназначены для изменения направления потока и смешивания потоков.

Регулирующий клапан — Компоненты и принципы работы

17 октября 2019 г. СтатьиРегуляторный клапан, осушители, буровые сепараторыWSI Comandix

Регулирующий клапан — это регулирующее устройство, используемое для управления и направления потока жидкости путем изменения размера проходного сечения. Это устройство обеспечивает прямой контроль расхода, температуры, давления или уровня жидкости. Регулирующие клапаны используются практически во всех технологических системах, используемых на буровых площадках, нефтяных батареях, газовых, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. Читайте дальше, чтобы узнать больше о 9Компоненты 0208 и принцип работы регулирующего клапана и его влияние на контур управления.

Компоненты регулирующего клапана и принцип его работы

Регулирующий клапан состоит из следующих частей:

Корпус
Это тип сосуда высокого давления с отверстием или отверстием. Контролируемая жидкость может течь через корпус клапана. Это помогает контролировать поведение регулирования потока.
Трим
Помимо корпуса, трим является одной из таких частей клапана, которая вступает в непосредственный контакт с жидкостью. Он состоит из седла, диска, плунжера и штока.
Привод
Он состоит из электрических или пневматических сред для обеспечения усилия, необходимого для управления регулирующим клапаном.
Крышка
Обеспечивает крепление направляющей и привода, а также среду для прохождения штока. Он состоит из центральной части, набивки, накидной гайки и направляющей. Набивка действует как застежка между крышкой и штоком. Это помогает избежать любых утечек.

Каков принцип работы регулирующего клапана?

Пневматические приводы
Пневматические приводы используют сигнал воздуха или газа от внешнего источника для создания модулирующего управляющего действия. Привод получает силу пневматического сигнала через верхний порт. Затем он распределяет сигнал по диафрагме привода. В результате диафрагма оказывает давление на пластину диафрагмы. Это перемещает шток клапана вниз таким образом, что он приводит в движение регулирующий клапан.
Электрический привод
Это устройства с электроприводом. Они используют электрический сигнал, который может помочь создать вращение вала двигателя. Это движение преобразуется в линейное движение, которое помогает управлять штоком в клапане для модуляции потока.
Гидравлический привод
Гидравлические приводы аналогичны пневматическим приводам, за исключением того, что они используют жидкость, гидравлическое масло, в качестве сигнальной жидкости для управления работой клапана. Они используются вместо клапанов с пневматическим или электрическим приводом, когда сила, необходимая для перемещения штока клапана, высока.

Как регулирующий клапан влияет на контур управления?

Технологические установки состоят из множества контуров управления, объединенных в сеть для производства продукта. Контуры управления предназначены для поддержания основных переменных процесса, таких как уровень жидкости, давление и температура, в заданных пределах. Это помогает обеспечить желаемое качество конечного продукта. Каждый из этих контуров создает внутренние возмущения, которые могут повлиять на переменные процесса.

Датчики и преобразователи используются для сбора информации о переменной процесса. Регулирующий клапан — это конечное устройство, используемое для управления процессом на основе этих данных. Это помогает определить порядок действий, чтобы вернуть переменную процесса туда, где она должна быть (уставка).

Компания Aspire Energy Resources Inc. имеет более чем 25-летний опыт в оказании услуг по изготовлению для нефтегазовой промышленности. У нас есть ресурсы и опыт для выбора и установки регулирующих клапанов на различном оборудовании, включая сепараторы на буровой и осушители. Мы придерживаемся необходимых стандартов, таких как положения Регулятора энергетики Альберты (AER), Регулятора нефти и газа Саскачевана и Комиссии по нефти и газу Британской Колумбии.

Для получения дополнительной информации о наших услугах по изготовлению, пожалуйста, позвоните нам по телефону 403-314-5422 или по бесплатному номеру 1-800-9.