1 Ключови моменти при избора на клапан

1.1 Изяснете предназначението на клапана в оборудването или устройството

Определете работните условия на клапана: естеството на приложимата среда, работното налягане, работната температура и метода за управление на работата и др.;

1.2 Правилно изберете типа на клапана

Правилният избор на тип вентил се основава на пълното разбиране от страна на проектанта на целия производствен процес и условията на работа. При избора на тип вентил, проектантът първо трябва да овладее структурните характеристики и характеристиките на всеки вентил;

1.3 Определете крайното свързване на вентила

Сред резбовите връзки, фланцовите връзки и връзките със заваръчен край, първите две са най-често използвани. Резбовите вентили са главно вентили с номинален диаметър по-малък от 50 мм. Ако диаметърът е твърде голям, монтажът и уплътняването на връзката са много трудни. Фланцово свързаните вентили са по-удобни за монтаж и демонтаж, но са по-тежки и по-скъпи от резбовите вентили, така че са подходящи за тръбни връзки с различни диаметри и налягания. Заваръчните връзки са подходящи за условия на тежко натоварване и са по-надеждни от фланцовите връзки. Въпреки това, заварените вентили са трудни за демонтиране и повторно монтиране, така че употребата им е ограничена до случаите, когато обикновено могат да работят надеждно дълго време или условията на употреба са тежки и температурата е висока;

1.4 Избор на материали за клапани

В допълнение към физическите свойства (температура, налягане) и химичните свойства (корозивност) на работната среда, при избора на материали за корпуса на клапана, вътрешните части и уплътнителната повърхност трябва да се обърне внимание и на чистотата на средата (дали има твърди частици). Освен това, трябва да се вземат предвид съответните държавни и потребителски разпоредби. Правилният и разумен избор на материали за клапана може да осигури най-икономичния експлоатационен живот и най-добрата производителност на клапана. Редът на избор на материали за корпуса на клапана е: чугун - въглеродна стомана - неръждаема стомана, а редът на избор на материали за уплътнителни пръстени е: гума - мед - легирана стомана - F4;

1.5 Други

Освен това, трябва да се определи дебитът и нивото на налягане на флуида, преминаващ през клапана, и да се избере подходящият клапан, като се използва съществуваща информация (като каталози на клапанни продукти, мостри на клапанни продукти и др.).

2 Въведение в общите клапани

Има много видове клапани, а разновидностите са сложни. Основните видове сашибърни клапани, спирателни клапани, дроселни клапани,дроселови клапи, запушалки, сферични кранове, електрически клапани, диафрагмени клапани, възвратни клапани, предпазни клапани, редуцир клапани,кондензни капани и аварийни спирателни клапани,сред които най-често използваните са шибърни вентили, спирателни вентили, дроселни вентили, тапови вентили, дроселни вентили, сферични вентили, възвратни вентили и диафрагмени вентили.

2.1 Шибърен вентил

Шибърният вентил е вентил, чието отварящо и затварящо тяло (клапанна плоча) се задвижва от стеблото на вентила и се движи нагоре и надолу по уплътнителната повърхност на седалката на вентила, което може да свързва или прекъсва преминаването на флуида. В сравнение със спирателния вентил, шибърният вентил има по-добри уплътнителни характеристики, по-малко съпротивление на флуида, по-малко усилие при отваряне и затваряне и има определени регулиращи характеристики. Той е един от най-често използваните спирателни вентили. Недостатъците са големият размер, по-сложната структура от спирателния вентил, лесното износване на уплътнителната повърхност и трудната поддръжка. Обикновено не е подходящ за дроселиране. Според положението на резбата на стеблото на шибърния вентил, той може да бъде разделен на два вида: тип с повдигащо се стебло и тип с скрито стебло. Според структурните характеристики на клапанната плоча, той може да бъде разделен на два вида: тип с клиновиден тип и тип с паралелен тип.

2.2 Спирателен вентил

Спирателният вентил е затварящ се надолу вентил, при който отварящите и затварящите части (дисковият вентил) се задвижват от стеблото на вентила, за да се движат нагоре и надолу по оста на седалката на вентила (уплътнителната повърхност). В сравнение с шибърния вентил, той има добри регулиращи характеристики, лоши уплътнителни характеристики, опростена конструкция, лесно производство и поддръжка, голямо съпротивление на флуиди и ниска цена. Това е често използван спирателен вентил, обикновено използван за тръбопроводи със среден и малък диаметър.

2.3 Сферичен кран

Отварящите и затварящите части на сферичния кран са сфери с кръгли отвори, а сферата се върти заедно със стеблото на клапана, за да се осъществи отварянето и затварянето му. Сферичният кран има проста структура, бързо превключване, удобна работа, малък размер, леко тегло, малко части, ниско съпротивление на флуидите, добро уплътнение и лесна поддръжка.

2.4 Дроселна клапа

С изключение на диска на клапана, дроселната клапа има по същество същата структура като спирателния клапан. Дискът на клапана е дроселиращ компонент и различните форми имат различни характеристики. Диаметърът на седалката на клапана не трябва да бъде твърде голям, тъй като височината на отваряне е малка и дебитът на средата се увеличава, което ускорява ерозията на диска на клапана. Дроселната клапа има малки размери, леко тегло и добри характеристики на регулиране, но точността на регулиране не е висока.

2.5 Затварящ вентил

Пробковият вентил използва тяло на пробката с проходен отвор като отваряща и затваряща част, а тялото на пробката се върти заедно със стеблото на вентила, за да се постигне отваряне и затваряне. Пробковият вентил има опростена структура, бързо отваряне и затваряне, лесна работа, малко съпротивление на флуида, малко части и леко тегло. Пробковите вентили се предлагат в директен, трипътен и четирипътен тип. Директните пробкови вентили се използват за прекъсване на потока на средата, а трипътните и четирипътните пробкови вентили се използват за промяна на посоката на потока на средата или за отклоняване на средата.

2.6 Дроселова клапа

Дъпферната клапа е плоча тип „дъпферна клапа“, която се завърта на 90° около фиксирана ос в тялото на клапана, за да завърши функцията на отваряне и затваряне. Дъпферната клапа е с малки размери, леко тегло, проста конструкция и се състои само от няколко части.

И може да се отваря и затваря бързо чрез завъртане на 90° и е лесен за работа. Когато дроселовата клапа е в напълно отворено положение, дебелината на дроселовата плоча е единственото съпротивление, когато средата тече през тялото на клапана. Следователно, падът на налягането, генериран от клапана, е много малък, така че има добри характеристики за контрол на потока. Дроселовите клапа се разделят на два вида уплътнения: еластично меко уплътнение и метално твърдо уплътнение. При еластичните уплътнителни клапани уплътнителният пръстен може да бъде вграден в тялото на клапана или прикрепен към периферията на дроселовата плоча. Той има добри уплътнителни характеристики и може да се използва за дроселиране, както и за средни вакуумни тръбопроводи и корозивни среди. Клапаните с метални уплътнения обикновено имат по-дълъг експлоатационен живот от клапаните с еластични уплътнения, но е трудно да се постигне пълно уплътняване. Те обикновено се използват в случаи, когато падът на потока и налягането варират значително и се изисква добра дроселираща характеристика. Металните уплътнения могат да се адаптират към по-високи работни температури, докато еластичните уплътнения имат недостатъка да бъдат ограничени от температурата.

2.7 Възвратен клапан

Възвратният клапан е клапан, който може автоматично да предотврати обратния поток на флуид. Дискът на възвратния клапан се отваря под действието на налягането на флуида и флуидът тече от входната към изходната страна. Когато налягането от входната страна е по-ниско от това от изходната страна, дискът на клапана се затваря автоматично под действието на фактори като разлика в налягането на флуида и собствената гравитация, за да предотврати обратния поток на флуида. Според структурната форма, те се разделят на повдигащ възвратен клапан и люлеещ се възвратен клапан. Повдигащият възвратен клапан има по-добро уплътнение от люлеещия се възвратен клапан и по-голямо съпротивление на флуида. За смукателния отвор на смукателната тръба на помпата трябва да се избере долен клапан. Неговата функция е: да напълни входната тръба на помпата с вода преди стартиране на помпата; да поддържа входната тръба и тялото на помпата пълни с вода след спиране на помпата, за да се подготви за рестартиране. Долният клапан обикновено се монтира само на вертикалната тръба на входа на помпата, а флуидът тече отдолу нагоре.

2.8 Мембранен вентил

Отварящата и затварящата част на диафрагмения клапан е гумена диафрагма, която е поставена между тялото на клапана и капака на клапана.

Изпъкналата част на диафрагмата е фиксирана върху стеблото на клапана, а тялото на клапана е облицовано с гума. Тъй като флуидът не навлиза във вътрешната кухина на капака на клапана, стеблото на клапана не се нуждае от салникова кутия. Диафрагменият клапан има проста структура, добри уплътнителни характеристики, лесна поддръжка и ниско съпротивление на флуида. Диафрагмените клапани се разделят на преливни, директни, ъглови и постояннотокови.

3 Общи инструкции за избор на клапан

3.1 Инструкции за избор на шибърен вентил

Обикновено първо трябва да се изберат шибърни клапани. В допълнение към пара, масло и други среди, шибърните клапани са подходящи и за среди, съдържащи зърнести твърди частици и висок вискозитет, и са подходящи за вентили за вентилационни и нисковакуумни системи. За среди с твърди частици, тялото на шибърния клапан трябва да има един или два отвора за продухване. За нискотемпературни среди трябва да се избере специален нискотемпературен шибърен клапан.

3.2 Инструкции за избор на спирателен вентил

Спирателният вентил е подходящ за тръбопроводи с ниски изисквания за устойчивост на флуид, т.е. загубата на налягане не се взема предвид голяма, както и за тръбопроводи или устройства с високотемпературни и високонапорни среди. Подходящ е за пара и други среди с DN < 200 мм; малките клапани могат да използват спирателни клапани, като иглени клапани, инструментални клапани, клапани за вземане на проби, манометрични клапани и др.; спирателните клапани имат регулиране на дебита или регулиране на налягането, но точността на регулиране не е висока и диаметърът на тръбопровода е сравнително малък, така че трябва да се изберат спирателни клапани или дроселни клапани; за силно токсични среди трябва да се изберат спирателни клапани с мехово уплътнение; спирателните клапани обаче не трябва да се използват за среди с висок вискозитет и среди, съдържащи лесно утаяващи се частици, нито трябва да се използват като обезвъздушителни клапани и клапани за системи с нисък вакуум.

3.3 Инструкции за избор на сферичен кран

Сферичните кранове са подходящи за среди с ниска температура, високо налягане и висок вискозитет. Повечето сферични кранове могат да се използват в среди със суспендирани твърди частици, а също така могат да се използват за прахообразни и гранулирани среди в зависимост от материалните изисквания на уплътнението; сферичните кранове с пълен канал не са подходящи за регулиране на потока, но са подходящи за случаи, изискващи бързо отваряне и затваряне, което е удобно за аварийно спиране при аварии; сферичните кранове обикновено се препоръчват за тръбопроводи със строги уплътнителни характеристики, износване, свиване на канали, бързо отваряне и затваряне, прекъсване при високо налягане (голяма разлика в налягането), нисък шум, феномен на газификация, малък работен въртящ момент и малко съпротивление на флуида; сферичните кранове са подходящи за леки конструкции, прекъсване при ниско налягане и корозивни среди; сферичните кранове също са най-идеалните клапани за нискотемпературни и дълбоко студени среди. За тръбопроводни системи и устройства за нискотемпературни среди трябва да се изберат нискотемпературни сферични кранове с капаци на клапаните; при използване на плаващи сферични кранове, материалът на седалката на клапана трябва да носи натоварването на сферата и работната среда. Сферичните кранове с голям диаметър изискват по-голяма сила по време на работа, а сферичните кранове с DN≥200 мм трябва да използват червячна предавка; фиксираните сферични кранове са подходящи за случаи с по-големи диаметри и по-високо налягане; освен това сферичните кранове, използвани за тръбопроводи с високотоксични технологични материали и запалими среди, трябва да имат огнеупорни и антистатични конструкции.

3.4 Инструкции за избор на дроселна клапа

Дроселните клапани са подходящи за случаи с ниска средна температура и високо налягане, както и за части, които трябва да регулират дебита и налягането. Те не са подходящи за среди с висок вискозитет и съдържащи твърди частици, както и не са подходящи за изолационни клапани.

3.5 Инструкции за избор на щуцерен вентил

Пробните вентили са подходящи за случаи, които изискват бързо отваряне и затваряне. Те обикновено не са подходящи за пара и високотемпературни среди. Използват се за среди с ниска температура и висок вискозитет, а също така са подходящи за среди със суспендирани частици.

3.6 Инструкции за избор на дроселова клапа

Дроселови клапи са подходящи за случаи с големи диаметри (като DN﹥600 мм) и изисквания за кратка конструктивна дължина, както и случаи, които изискват регулиране на потока и бързо отваряне и затваряне. Те обикновено се използват за среди като вода, масло и сгъстен въздух с температури ≤80℃ и налягане ≤1.0MPa; тъй като дроселовите клапи имат относително голяма загуба на налягане в сравнение с шибърните и сферичните кранове, дроселовите клапи са подходящи за тръбопроводни системи с по-ниски изисквания за загуба на налягане.

3.7 Инструкции за избор на възвратен клапан

Възвратните клапани обикновено са подходящи за чисти среди и не са подходящи за среди, съдържащи твърди частици и висок вискозитет. Когато DN≤40 мм, е препоръчително да се използва повдигащ се възвратен клапан (разрешен е монтаж само на хоризонтални тръби); когато DN=50～400 мм, е препоръчително да се използва повдигащ се възвратен клапан с въртящ се механизъм (може да се монтира както на хоризонтални, така и на вертикални тръби. Ако се монтира на вертикална тръба, посоката на потока на средата трябва да е отдолу нагоре); когато DN≥450 мм, е препоръчително да се използва буферен възвратен клапан; когато DN=100～400 мм, може да се използва и пластинчат възвратен клапан; въртящият се възвратен клапан може да бъде изработен за много високо работно налягане, PN може да достигне 42MPa, и може да се използва за всяка работна среда и всеки работен температурен диапазон в зависимост от различните материали на корпуса и уплътненията. Средата е вода, пара, газ, корозивна среда, масло, лекарства и др. Работният температурен диапазон на средата е между -196～800℃.

3.8 Инструкции за избор на диафрагмен вентил

Мембранните вентили са подходящи за масло, вода, киселинни среди и среди, съдържащи суспендирани вещества, с работна температура под 200℃ и налягане под 1.0MPa, но не и за органични разтворители и силни окислители. Мембранните вентили тип „преливник“ са подходящи за абразивни гранулирани среди. За избор на мембранни вентили тип „преливник“ трябва да се използва таблицата с характеристиките на потока. Директните мембранни вентили са подходящи за вискозни течности, циментови суспензии и седиментни среди. С изключение на специфични изисквания, мембранните вентили не трябва да се използват във вакуумни тръбопроводи и вакуумно оборудване.