Uzavírací ventil regulující úhlový směr proudění. Uzavírací a regulační ventily. Princip fungování. Účel a rozsah

Ovládací (uzavírací a regulační) ventily

Ventily jsou určeny k řízení průtoku kapalných a plynných médií dopravovaných potrubím.

Řídicí a uzavírací ventily plynule mění průtok regulovaného průtoku od minimálního při plně zavřeném ventilu až po maximální při plně otevřeném ventilu.

Ovládání uzavíracích nebo uzavíracích ventilů nastavitelný průtok ne spojitě, ale diskrétně (ventil plně otevřený nebo zcela uzavřený). Oba regulátory a uzavírací ventily při zavřeném ventilu dochází k malým únikům regulovaného média.

Nutno podotknout, že rozdělení armatur na regulační, uzavírací a uzavírací a regulační armatury je pouze u nás, stejně jako samostatné normy pro netěsnost pro regulační a uzavírací armatury. Zbytek světa vyrábí pouze regulační ventily, které mají šest tříd těsnosti, čím vyšší číslo třídy, tím menší únik. Poslední tři třídy se týkají ventilů, kterým říkáme uzavírací a uzavírací a regulační ventily.

Jmenovitým průměrem průchodu ventilu (DN) je třeba rozumět jmenovitý vnitřní průměr vstupního a výstupního potrubí ventilu (v některých případech může průměr výstupního potrubí přesahovat průměr vstupu). Každá hodnota jmenovitého průměru průchodu ventilu odpovídá maximálnímu možnému průtoku regulované látky, který v obecném případě závisí na řadě parametrů (tlaková ztráta, hustota atd.). Pro usnadnění porovnání ventilů a výběru požadované velikosti ventilu na základě výsledků hydraulického výpočtu byl zaveden koncept podmíněné průchodnosti.

Jmenovitá kapacita ventilu (Kvy) ukazuje, kolik vody při teplotě 20 °C může ventil propustit s tlakovou ztrátou 0,1 MPa (1 kgf / cm2) při plně otevřeném šoupátku.

Řídicí ventil se skládá ze tří hlavních bloků: tělesa, sestavy škrticí klapky a pohonu ventilu. Typický design brány

uzavírací a regulační ventil bez instalovaného pohonu je znázorněn na obrázku 1.

Uvnitř těla ventilu 1 je instalována sestava škrticí klapky, která se skládá ze sedla 2 a plunžru 3 připojeného k vřetenu 4. Sedlo může být vyrobeno v různých provedeních: lze jej zašroubovat do těla ventilu, jak je znázorněno na obrázku 1, zalisovat proti tělu se speciálním pouzdrem nebo vytvořeným integrálně s tělem .

Plunžr se posouvá po vodítku vytvořeném ve víku 5. Mezi tělesem 1 a víkem 5 je instalováno těsnicí těsnění 6. Vřeteno 4 je vyvedeno skrz sestavu ucpávky 7, což je sada odpružených chevronových kroužků vyrobených fluoroplastu-4 nebo jeho modifikací. Na krytu 5 je instalován pohon, jehož vřeteno je spojeno s dříkem ventilu. Pohon může být pneumatický, ruční, elektrický nebo elektromagnetický.

Sestava škrticí klapky je regulačním a blokovacím prvkem ventilu. V tomto uzlu je realizován úkol změnit průtokovou část ventilu a v důsledku toho změnit jeho průtokovou charakteristiku.

Konkrétní kombinace objímka-sedlo-kulička se volí na základě provozních podmínek ventilu: diferenční tlak, nastavitelný

médium a jeho teplota, přítomnost mechanických nečistot, hodnota průtoku, viskozita média atd.

Ve většině případů je správný směr průtoku nezbytný pro provoz ventilu. Je označena šipkou na vnějším povrchu pouzder. Pokud je médium přiváděno levým kanálem v pouzdře znázorněném na obrázku 1, pak se tento směr přívodu nazývá „pod bránou“ (médium se přibližuje k pístu zespodu), a pokud je médium přiváděno přes pravý kanál, pak se tento směr přívodu nazývá „k bráně“ (médium přitlačí píst proti sedlu v zavřeném stavu). Hlavní parametry a charakteristiky standardních regulačních ventilů vyráběných domácími podniky jsou uvedeny v tabulkách 1 a 2.

Stůl 1.

Hlavní parametry uzavíracích a regulačních armatur

Tabulka 2

Podmíněná průchodnost uzavíracích a regulačních ventilů

AKTUÁTORY

Jsou navrženy pohony a pohony uzavíracích a regulačních, regulačních a uzavíracích potrubních armatur

pro převod řídicího signálu (pneumatického, elektrického nebo mechanického) na mechanický (lineární nebo rotační) pohyb hnací tyče a blokovacího tělesa pevně spojeného s tyčí (ventil, kulový kohout, škrticí klapka, šoupátko atd.).

Pohony používané k ovládání uzavíracích a regulačních armatur podle principu činnosti a druhu energie použité k vytvoření potřebné mechanické síly na pracovní vrata se dělí na:

Pneumatický

Elektrický

hydraulické

Kombinovaný

Pneumatické pohony

Pneumatické pohony zaujímají vzhledem k zavedené tradici poměrně velké místo mezi pohony pro různé typy regulačních ventilů. Je to dáno především tím, že masová průmyslová automatizace byla až do 50. a 60. let minulého století založena převážně na pneumatice. Pneumatické automatizované řídicí systémy dnes, v době mikroprocesorů a rozšířeného používání digitální elektroniky, vypadají poněkud archaicky, a navíc jsou značně objemné, vyžadují organizaci sítí pro přípravu a distribuci stlačeného vzduchu, který se také spotřebovává při provozu pneumatických systémů.

Zároveň jednoduchost konstrukce pneumatických pohonů a v důsledku toho jejich dostatečně vysoká spolehlivost a udržovatelnost umožňují úspěšné použití takových pohonů v moderní systémy automatizované řízení procesu.

Pneumatické pohony jsou určeny k přeměně změn tlaku vzduchu P na výstupu z regulátoru na pohyb regulačního tělesa - ventilu, klapky, šoupátka, ventilu atd. Regulátor mění rychlost proudění kapaliny, plynu, páry atd. na řídicím objektu, a tím způsobit změnu v řízené procesní proměnné.

Podle druhu pohonu se pneumatické pohony dělí na membránové, pístové, rotační, rotační pneumatické motory.

Pohon membrány (MIM)

Schéma membránového aktuátoru (MIM) je znázorněno na obrázku 2. Pohyb výstupní tyče 2, připojené k regulačnímu tělesu, je prováděn v jednom směru silou vytvářenou tlakem P, ve druhém - prostřednictvím síla pružiny 3. Signál P vstupuje do utěsněné membrány "hlava", ve které je membrána z pogumované tkaniny tloušťky 2-4 mm s tuhým středem. Zespodu na membránu tlačí pružina 3. U membránových pohonů (obr. 2) působí tlak ovládacího vzduchu na membránu 4, upnutou po obvodu mezi kryty pohonu, a vytváří sílu, která je vyvážena pružinou 3. zdvih ovládací tyče 2 je úměrný velikosti ovládacího tlaku. Tuhost a předpětí pružiny určuje rozsah síly aktuátoru a jmenovitý zdvih.

Membránové aktuátory jsou klasifikovány podle velikosti membránových "hlav". MIM se obvykle dodávají společně

s regulačními ventily. Vzhledem k tomu, že membrána se vždy po odstranění tlaku P pohybuje nahoru, v závislosti na konstrukci regulačního orgánu se rozlišují normálně otevřené NO a normálně uzavřené NC ventily.

Obrázek 2 Membránový pohon namontovaný na regulačním ventilu:

1 - regulační orgán; 2 - zásoba; 3 - pružina; 4 - membrána; 5 - ucpávka

Statické charakteristiky většiny MIM se blíží lineární, nicméně mají hysterezní zónu 2-15% největší hodnoty P. Tato hodnota závisí na třecích silách v ucpávce 5, na poklesu tlaku na regulátoru o vlastnostech pružiny a účinné ploše membrány.

Pro snížení hysterezní zóny a zlepšení dynamických charakteristik MIM jsou na aktuátoru instalovány přídavné výkonové zesilovače, nazývané polohovače. Existují polohovadla pracující podle schématu kompenzace posunutí a podle schématu kompenzace síly. U polohovadel obou typů je MIM pokryta záporem zpětná vazba podle polohy táhla, čímž se eliminuje vliv na statické charakteristiky třecích sil v ucpávce, pokles tlaku na regulačním tělese apod.

Současně došlo ke zvýšení průtoku vzduchu přiváděného do MIM a znatelnému zlepšení dynamických charakteristik MIM.

Pro propojení s elektrickými signály řídicích systémů se používají elektropneumatické polohovadla, které kromě zlepšení statických charakteristik membránových aktuátorů zajišťují přeměnu elektrického signálu na impuls řídicího vzduchu přiváděného do MIM.

Hlavní technické charakteristiky MIM jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 3

Vzhled typických MIM nainstalovaných na regulačních ventilech je znázorněn na obrázku 3.

Pístové pneumatické pohony

Pístové pneumatické pohony (PPP) se používají v případech, kdy je vyžadován lineární pohyb táhla pohonu.

Regulační ventily slouží k regulaci tlaku kapalných a plynných látek procházejících potrubím. Regulační ventil umožňuje plynule nebo diskrétně řídit průtok pracovního média do potrubí.

Pro systémy, ve kterých je obzvláště důležité přesně rozdělovat průtok pracovního média, je nutná jednotka pro řízení tlaku.

To platí zejména například pro topné systémy, protože vnitřní klima závisí na objemu chladicí kapaliny vstupující do potrubí a radiátorů. Průchodnost potrubí se snižuje nebo zvyšuje se zmenšením nebo zvětšením průřezu otvoru uvnitř ventilu.

Problém je vyřešen neustálou změnou kapacity potrubí, kterým se kapalina nebo plyn pohybuje pomocí regulačního ventilu.

Po domluvě existují tři hlavní typy regulačních ventilů:

• obousměrný průchod - slouží pouze k regulaci průtoku kapaliny nebo plynu, používá se na rovných úsecích potrubí;
• dvousměrný úhlový - reguluje tlak a mění jeho směr, používá se v místech otáčení potrubí;
• třícestný - míchá dva druhy pracovního média do společného proudu nebo rozděluje jeden proud na dva.

Nejjednodušší regulační ventil je průchozí ventil, skládá se z následujících částí:

• tělo ve tvaru T s průchozím otvorem uvnitř;
• příruba nebo závit na koncích trysek;
• sestava těsnění, která udržuje těsnost ventilu;
• uzávěr - regulační těleso ventilu;
• dřík - část sloužící ke změně polohy závěrky.

K regulaci průtoku pracovního média dochází změnou velikosti průchozího otvoru při posunutí polohy uzávěru vůči průchozímu otvoru.

Konstrukce je částečně změněna a doplněna o nové prvky v závislosti na účelu regulačního ventilu.

Poznámka! Jsou zde uzavírací a regulační ventily, které byly upraveny tak, aby bylo možné zcela zastavit průtok pracovního média. V tomto případě je uzávěr vyroben tak, že v uzavřené poloze jsou jeho části hermeticky uzavřeny.

Výhody regulačních ventilů

Tento typ regulátoru se používá v domácích a průmyslových systémech zásobování vodou a plynem, topných sítích a ropovodech.

- jedná se o typ potrubních armatur, jejichž hlavním úkolem je změna tlaku v potrubní části. Změna stavu pracovního média se provádí změnou plochy průřezu průchozího otvoru v tělese ventilu. Regulační ventily se dělí na dva typy: dvoucestné a třícestné.

Dvoucestné regulační ventily. V závislosti na směru proudění pracovního média. Průchodky jsou namontovány na rovných úsecích potrubí, respektive úhlových, v těch místech, kde je potřeba otočení potrubí.

Třícestné regulační ventily současně s regulační funkcí plní úkol směšování nebo rozdělování toků pracovního média, zpravidla tento typ regulačního ventilu má podle účelu tři vstupní a výstupní trubky.

Zařízení a princip činnosti dvoucestného ventilu

Hlavním zařízením je pouzdro s průchozím otvorem umístěným uvnitř, na pouzdru je fixační systém na potrubí a ovládací mechanismus, obvykle plunžrový nebo šoupátkový ventil. Uzávěr v důsledku změny své polohy vůči průchozímu otvoru mění svou plochu, čímž reguluje objem pracovního média, které jí prochází.

Kování se dělí podle způsobu seřízení. V závislosti na typu uzávěrového zařízení:

• Sedlo;
• Zolotniková;
• Membrána;
• Kostkovaný.

Mechanismus lze nastavit jak ručně, působením na tyč, tak pomocí externího ovládacího systému.

Třícestný regulační ventil má za úkol rozdělovat nebo směšovat průtok pracovního média. Nejčastěji se používá v topných systémech.

Konstrukčně se tento typ zařízení skládá z kovového pouzdra se třemi tryskami. Vnitřní přepážka se dvěma koaxiálními průchozími otvory, jeden pro každou odbočku. Blokovací mechanismus namontovaný na řízeném dříku může regulovat tlak průtoku pracovního média procházejícího každým otvorem a tím regulovat tlak v jedné nebo dvou výstupních trubkách.

Regulační ventil lze ovládat buď ručně nebo automaticky, v závislosti na stavu systému. V tomto případě je instalováno hnací zařízení pro ovládání regulačního ventilu: termostatický pohon, který mění charakteristiku stavu pracovního média, řídí teplotu a tlak. Kromě toho se používají jiné typy pohonů, například elektromagnetické.

Hlavní výhody

Regulační ventily se instalují především do topných systémů. Materiál těla je kov, který má vysokou odolnost proti opotřebení a pevnost. Jedná se o ocel, litinu a neželezné slitiny. To umožňuje dosáhnout vysoké spolehlivosti tohoto typu kování.

Ale hlavním úkolem regulačního ventilu je regulovat průtok pracovního média, vyrovnat tlak a teplotu v systému. Třícestné navíc stále šetří energii.

Specifikace

Hlavní Technické specifikace regulační ventily, které jsou potřebné k jejich výběru a připojení k potrubnímu systému, jsou:

• Jmenovitý průměr;
• typ zámku;
• Typ upevnění na potrubí: přírubové nebo závitové. Svařovaná zařízení jsou méně běžná;
• Rozsah změny stavu pracovního prostředí. Maximálně a minimální teplota a tlak, při kterém si regulační ventil zachovává svůj výkon;
• Materiál tělesa ventilu a těsnicích ploch;
• Typ ovládání: ruční, pneumatický, hydraulický a tak dále.

Montáž regulačních ventilů se provádí především na systémech, které vyžadují přesné rozdělení průtoku pracovního média, nejčastěji se jedná o topné systémy. Také regulační ventily jsou široce používány v průmyslu, při dopravě kapalných a plynných pracovních médií.