РазноеКлапан как работает: для чего нужен, принцип действия, виды

Клапан как работает: для чего нужен, принцип действия, виды

Содержание

для чего нужен, принцип действия, виды

Обязательным элементом оснащения автономных водопроводных систем на дачах и в загородных домах является обратный клапан. Именно такое техническое устройство, которое может иметь различное конструктивное исполнение, обеспечивает движение жидкости по трубопроводу в требуемом направлении. Обратные клапаны, устанавливаемые в системе автономного водоснабжения, надежно защищают ее от последствий нештатных ситуаций. Относящиеся к арматурным устройствам прямого действия, обратные клапаны срабатывают автоматически, для чего используется энергия рабочей среды, транспортируемой по трубопроводной системе.

Обратный клапан нужен для защиты водопроводной системы в случае возникновения внештатных ситуаций

Назначение и принцип действия

Основная функция, которую выполняет обратный клапан для воды, состоит в том, что он защищает систему водоснабжения от критических параметров потока жидкости, транспортируемой по трубопроводу. Наиболее частой причиной критических ситуаций является остановка насосной установки, что может привести к целому ряду негативных явлений – сливу воды из трубопровода обратно в скважину, раскручиванию крыльчатки насоса в обратном направлении и, соответственно, поломке.

Защитить водопроводную систему от перечисленных негативных явлений позволяет установка обратного клапана на воду. Кроме того, обратный клапан для воды предотвращает последствия, которые вызывает гидравлический удар. Использование обратных клапанов в трубопроводных системах позволяет сделать их работу более эффективной, а также обеспечить корректное функционирование насосного оборудования, которым такие системы оснащены.

Принцип работы обратного клапана

Принцип работы обратного клапана достаточно прост и заключается в следующем.

  • Поток воды, поступающий в такое устройство под определенным давлением, воздействует на запорный элемент и отжимает пружину, при помощи которой данный элемент удерживается в закрытом состоянии.
  • После сжимания пружины и открытия запорного элемента вода начинает свободно перемещаться через обратный клапан в требуемом направлении.
  • Если уровень давления рабочего потока жидкости в трубопроводе падает или вода начинает двигаться не в том направлении, пружинный механизм клапана возвращает запорный элемент в закрытое состояние.

Действуя таким образом, клапан обратный предотвращает образование нежелательного обратного потока в трубопроводной системе.

Обратный клапан пружинного типа с золотниковой тарелкой из нейлона

При выборе модели затвора, устанавливаемого на водопровод, важно знать нормативные требования, которые предъявляют к таким устройствам производители насосного оборудования. Техническими параметрами, по которым в соответствии с этими требованиями выбирают обратный клапан для воды, являются:

  • рабочее, пробное и номинальное давление закрытия;
  • диаметр посадочной части;
  • условная пропускная способность;
  • класс герметичности.

Информация о том, каким техническим требованиям должен соответствовать обратный клапан для воды, как правило, содержится в документации на насосное оборудование.

Клапан обратный однодисковый муфтовый

Для оснащения систем водоснабжения бытового назначения используют обратные клапаны пружинного типа, диаметр условного прохода входит в интервал 15–50 мм. Несмотря на свои компактные размеры, такие устройства демонстрируют высокую пропускную способность, обеспечивают надежность эксплуатации трубопровода, низкий уровень шума и вибрации в трубопроводной системе, на которой их устанавливают.

Еще одним положительным фактором использования обратных клапанов в системе водоснабжения является то, что они способствуют снижению давления, создаваемого водяным насосом, на величину 0,25–0,5 Атм. В связи с этим обратный клапан для воды позволяет снижать нагрузку как на отдельные элементы оснащения трубопроводов, так и на всю систему водоснабжения в целом.

Конструктивные особенности

Одним из наиболее распространенных материалов, из которого делают корпусную часть клапанов обратного хода воды, является латунь. Выбор данного материала не случаен: этот сплав демонстрирует исключительно высокую устойчивость к воздействию химически агрессивных веществ, которые могут находиться в транспортируемой по трубопроводу воде в растворенном или взвешенном состоянии. К таким веществам, в частности, относятся минеральные соли, сера, кислород, марганец, соединения железа и др. Наружную поверхность затворов, которая в процессе их эксплуатации также подвергается воздействию негативных факторов, часто защищают специальным покрытием, наносимым гальваническим методом.

Устройство обратного клапана предполагает наличие золотника, для изготовления которого также может использоваться латунь или прочный пластик. Уплотнительная прокладка, присутствующая в конструкции обратного клапана, может быть резиновой или силиконовой. Для изготовления важного элемента запорного механизма – пружины – используют, как правило, нержавеющую сталь.

Устройство пружинного обратного клапана

Итак, если говорить о конструктивных элементах пружинного обратного клапана, то данное устройство состоит из:

  • корпуса составного типа, элементы которого соединяются между собой посредством резьбы;
  • запорного механизма, конструкция которого включает в себя две подвижные золотниковые тарелки, установленные на специальном штоке, и уплотнительную прокладку;
  • пружины, установленной между золотниковыми тарелками и посадочным седлом на выходе из пропускного отверстия.

Принцип действия пружинного обратного клапана также достаточно прост.

  • Поток воды, поступающий в обратный затвор под требуемым давлением, воздействует на золотник и отжимает пружину.
  • При сжатии пружины золотник перемещается по штоку, открывая пропускное отверстие и предоставляя потоку жидкости возможность свободно перемещаться через устройство.
  • При падении давления потока воды в трубопроводе, на котором стоит обратный клапан, или в тех случаях, когда такой поток начинает двигаться не в том направлении, пружина возвращает золотник на его посадочное место, закрывая пропускное отверстие устройства.

Устройство поворотного обратного клапана

Таким образом, схема работы обратного клапана достаточно проста, но тем не менее обеспечивает высокую надежность подобных устройств и эффективность их использования в трубопроводных системах.

Основные виды

Разобравшись с тем, как работает обратный клапан, устанавливаемый в водопроводной системе, следует также понять, как правильно его выбирать. На современном рынке предлагаются различные виды обратных клапанных устройств, конструкция, материал изготовления и схема работы которых могут серьезно различаться.

Пружинный обратный клапан муфтового типа

Корпус затворов данного типа состоит из двух цилиндрических элементов, соединяемых между собой при помощи резьбы. В запорный механизм входят пластиковый шток, верхняя и нижняя золотниковые тарелки. Положение элементов запорного механизма в закрытом состоянии, а также их открытие в тот момент, когда давление потока воды достигнет требуемого уровня, обеспечивает пружина. Между собой составные элементы корпуса соединяются с использованием уплотнительной прокладки.

Конструкция муфтового обратного клапана с металлическим седлом

Пружинный обратный клапан с латунным золотником и золотниковой камерой сферической формы

Отличительные особенности затворов этого типа легко заметить даже на фото. Латунный корпус такого клапана в его средней части, где располагается золотниковая камера, имеет сферическую форму. Такая конструктивная особенность позволяет увеличить объем золотниковой камеры и, соответственно, пропускную способность обратного клапана. Запорный механизм водяного клапана данного типа, основу которого составляет латунный золотник, работает по такому же принципу, что и в клапанных устройствах любого другого типа.

Устройство латунного обратного клапана со сферической камерой

Комбинированный обратный клапан пружинного типа c дренажом и воздухоотводчиком

У многих из тех, кто решил самостоятельно заняться монтажом трубопроводной системы, нередко возникает вопрос о том, для чего нужен обратный клапан, оснащенный дренажной и воздухоотводной системами. Использование обратных клапанов данного типа (в особенности для оснащения трубопроводов, по которым транспортируются горячие рабочие среды) позволяет упростить процесс монтажа и технического обслуживания таких систем, повысить их надежность, снизить суммарное гидравлическое давление, уменьшить количество монтажных соединений.

На корпусе затворов данного типа, что можно увидеть даже на фото, имеется два патрубка, один из которых используется для монтажа воздухоотводчика, а второй выполняет функцию дренажного элемента. Патрубок для воздухоотводчика, на внутренней поверхности которого нарезана резьба, располагается на корпусе устройства над золотниковой камерой (ее приемной частью). Необходим такой патрубок для стравливания воздуха из трубопроводной системы, для чего дополнительно используется кран Маевского. Назначение патрубка, который располагается на противоположной стороне корпуса – на выходе из клапана, состоит в том, чтобы сливать из системы жидкость, скопившуюся после клапанного устройства.

Комбинированный обратный клапан сокращает количество монтажных соединений

Если установить горизонтальный обратный клапан, то его патрубок для отвода воздуха можно использовать для монтажа манометра. Если поставить комбинированный обратный клапан на трубопроводе вертикально, то его дренажный патрубок можно будет применять для слива воды, скопившейся после такого устройства, а патрубок воздухоотводчика – для удаления из той части трубопровода, которая расположена до обратного клапана, воздушных пробок. Именно поэтому, решая, как установить обратный клапан комбинированного типа, следует четко понимать, какие функции должен выполнять такой затвор.

Пружинные клапаны с полипропиленовым корпусом

Обратные клапаны, корпус которых выполнен из полипропилена, даже если взглянуть на фото таких устройств, внешне очень напоминают косые отводы. Такие типы обратных клапанов, для монтажа которых используется метод полифузионной сварки, устанавливают на трубопроводах, также изготовленных из полипропилена. Дополнительный косой отвод в конструкции затворов данного типа необходим для размещения в нем элементов запорного механизма, что облегчает техническое обслуживание такого устройства. Благодаря этому конструктивному решению выполнять техническое обслуживание и ремонт обратного клапана данного типа несложно – достаточно извлечь из его дополнительного отвода элементы запорного механизма, не нарушая целостности корпуса устройства и герметичности его установки в трубопроводной системе.

Доступность камеры полипропиленового обратного клапана позволяет легко контролировать его состояние и осуществлять чистку

Обратные клапаны других типов

В трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки воды, могут устанавливаться и другие виды обратных клапанов.

  • Обратный лепестковый клапан оснащен особым запорным элементом – подпружиненным лепестком. Большим недостатком затворов данного типа является то, что при их срабатывании создаются значительные ударные нагрузки. Это негативно отражается на техническом состоянии самого затворного устройства, а также может стать причиной возникновения в трубопроводной системе гидравлического удара.
  • Обратные клапанные устройства двухстворчатого типа отличаются компактными размерами и небольшим весом.
  • Подъемный муфтовый обратный клапан включает в качестве запорного элемента золотник, свободно перемещающейся по вертикальной оси. В основу работы запорного механизма может быть положен гравитационный принцип, когда золотник возвращается в закрытое состояние под действием собственного веса. Для этой цели может также использоваться пружина. Если вы решили установить на трубопроводе гравитационный обратный клапан, имейте в виду, что выполнять монтаж такого устройства можно только на вертикальных участках системы. Между тем гравитационный клапан отличается простотой конструкции, при этом демонстрирует высокую надежность в процессе эксплуатации.
  • Существуют обратные клапаны, запорным элементом которых служит подпружиненный металлический шарик. Поверхность такого шарика может быть дополнительно покрыта слоем резины.

Обратный клапан с сетчатым фильтром для насосных станций

Решая, какой обратный клапан лучше и нужен ли в трубопроводной системе дорогостоящий затвор более сложной конструкции, следует в первую очередь познакомиться с техническими характеристиками такого устройства и сопоставить их с параметрами работы трубопроводной системы. Основное назначение обратного клапана, как уже говорилось выше, состоит в том, чтобы пропускать воду по трубопроводу в нужном направлении и не давать потоку жидкости двигаться в обратную сторону. В связи с этим выбирать обратный клапан на воду следует исходя из того, под каким давлением в трубопроводе двигается поток воды. Естественно, что надо обязательно учитывать и диаметр труб, на которые такой клапан должен быть установлен.

Выполняя монтаж трубопровода, следует также иметь в виду, что ставить обратный клапан можно различными способами. На трубах значительного диаметра устанавливаются обратные клапаны фланцевого и межфланцевого типа, а на трубах небольшого диаметра – муфтовые затворные устройства. Сварной метод установки обратных клапанов используется преимущественно при монтаже на полипропиленовых и металлопластиковых трубах.

Если правильно выбрать обратный клапан и способ его установки, такое устройство не только прослужит длительное время, но и обеспечит корректную работу всей трубопроводной системы.

Как правильно выполнить установку

Разобравшись с вопросом о том, зачем нужен обратный клапан, и с его ролью в трубопроводной системе, следует также изучить правила его установки на уже работающем или только создаваемом трубопроводе. Монтируются такие устройства на различных элементах трубопроводных систем:

  • на трубопроводах автономного и централизованного водоснабжения;
  • на всасывающих линиях, обслуживаемых глубинными и поверхностными насосами;
  • перед бойлерами, емкостными водонагревателями и счетчиками расхода воды.

Схема установки обратных клапанов при подключении счетчиков водоснабжения

Если вас интересуют обратные клапаны, которые могут устанавливаться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, выбирайте не гравитационные, а пружинные модели. Узнать о том, в каком направлении через клапан должен двигаться поток воды, можно по специальной стрелке, нанесенной на корпус устройства. При установке обратных клапанов муфтового типа для хорошей герметизации обязательно используйте ФУМ-ленту. Кроме того, не следует забывать, что обратные затворы нуждаются в регулярном обслуживании, поэтому устанавливать их необходимо в доступных местах трубопровода.

При монтаже обратного клапана на всасывающую магистраль погружного насоса следует позаботиться о том, чтобы перед таким устройством был установлен фильтр грубой очистки, который не даст попасть во внутреннюю часть устройства механическим примесям, содержащимся в подземной воде. В качестве такого фильтра также может быть использована перфорированная или сетчатая обойма, в которую помещают обратный клапан, установленный на входном конце всасывающей магистрали погружного насоса.

При установке обратного клапана на уже работающем трубопроводе следует предварительно отключить систему от подачи воды и только затем заниматься монтажом затворного устройства.

Как самостоятельно изготовить обратный клапан

Несложная конструкция обратного клапана позволяет в случае необходимости изготовить его своими руками.

Схема самодельного обратного клапана

Для решения этой задачи вам потребуются следующие материалы и инструменты:

  • тройник с внутренней резьбой, который будет выполнять функцию корпуса;
  • муфта с резьбой на наружной поверхности – седло самодельного обратного клапана;
  • жесткая пружина, изготовленная из стальной проволоки;
  • стальной шарик, диаметр которого должен быть немного меньше, чем диаметр отверстия в тройнике;
  • стальная резьбовая заглушка, которая будет выполнять функцию упора для пружины;
  • стандартный набор слесарных инструментов и уплотнительная ФУМ-лента.

Особенности приточного клапана на пластиковое окно

Популярность пластиковых окон обусловлена их герметичностью, отличной шумо- и теплоизоляцией. Эти качества очень важны для подержания в помещении комфортной температуры и создания благоприятной обстановки для работы и отдыха. Но вместе с этим, пластиковые окна могут стать причиной образования конденсата, который приводит к увеличению влажности в комнатах. Это в свою очередь негативно сказывается на здоровье людей и долговечности отделочных материалов. Оптимальным решением данной проблемы станет установка приточного клапана на пластиковые окна.

Назначение и эффективность приточного клапана

Установка пластикового окна ухудшает естественную циркуляцию воздуха. В помещение поступает недостаточно кислорода, а углекислому газу и парам влаги некуда выйти, что приводит к:

  • образованию конденсата на окнах и откосах;
  • росту плесени;
  • появлению неприятных запахов;
  • развитию заболеваний дыхательной системы.

Установка приточного клапана на окно помогает проветривать помещение без образования сквозняков и сильных теплопотерь, как бывает в случае с открытыми створками. Циркуляции воздуха через отверстия этого устройства достаточно, чтобы поддержать в жилом или офисном пространстве благоприятный микроклимат и оптимальный уровень влажности.

Благодаря оконному клапану ПВХ конструкции проявляют себя максимально эффективно. Тепло из помещений не будет уходить сквозь щели, но при этом воздух всегда будет оставаться чистым и свежим.

Существует несколько важных условий, при которых можно рассчитывать на положительный результат от работы оконного приточного клапана:

  • исправно функционирующая вытяжка;
  • температура воздуха на улице не выше +5ͦС;
  • между помещениями должен присутствовать естественный воздухообмен, который возможен при открытых дверях или при наличии промежутка от пола до нижнего края полотна не менее 1 см;
  • входная дверь герметична.

Конструкция приточного клапана

Наиболее популярные в быту приточные клапаны на пластиковые окна из следующих элементов:

  • Воздухозаборник. Исходя из названия становится ясно, что функция этого узла – прием чистого воздуха с улицы. Он располагается за пределами помещения с наружной стороны пластиковой рамы;
  • Козырек для воздухозаборника. Необходим для того, чтобы в отверстия этого элемента не попадали осадки, грязь и пыль;
  • Телескопический канал, по которому воздух проникает внутрь помещения. Представляет собой трубку, которая фрезеруется в пластиковый корпус окна и фиксируется специальной гильзой;
  • Внутренний узел, который необходим для запуска воздуха в помещение. Он комплектуется выпускной форсункой, фильтрующим элементом, регулятором. Монтируется с внутренней стороны рамы.

Как работает приточный клапан

Принцип работы, устроенного по такой схеме оконного клапана, заключается в том, что чистый уличный воздух засасывается в помещение, а углекислый газ и теплый воздух выдавливаются из него через вентиляционные отверстия под воздействием разниц давления. Именно поэтому естественная работа вентиляционного клапана для пластиковых окон возможна только при температуре воздуха на улице не выше +5ͦС. При более высоких показателях необходимая разница в давлении не возникает, поэтому клапан на окно функционирует только принудительно. Да и необходимость в нем снижается, так как можно просто открыть окно без ущерба комфорту в помещении.

Особенности монтажа

Эффективность работы вентиляционного клапана для пластиковых окон также зависит от грамотно выполненной установки. Монтаж совсем не сложный, но все же он требует проведения четких манипуляций. Например, схема установки щелевого клапана вентиляции на пластиковые окна выглядит следующим образом:

  • удаление кусочка уплотнителя на раме и створке окна, в том месте, где будет фиксироваться агрегат;
  • приклеивание нового, более тонкого уплотнителя;
  • фиксация самого клапана поверх нового уплотнителя.

Также оконный приточный клапан можно установить другим образом. Из рамы достается старый стеклопакет и на его место устанавливается новый элемент меньшего размера. Образовавшуюся щель заполняет приточная вентиляция для пластиковых окон. Этот метод более затратный и уместен, когда возникает необходимость в замене всей оконной конструкции или только стеклопакетов.

Особенности, достоинства и недостатки приточных вентиляционных устройств

Изучив вышеизложенную информацию, можно сделать вывод об особенностях, плюсах и минусах клапана проветривания для пластиковых окон.

Из достоинств пользователи и специалисты выделяют следующие качества:

  • если установка приточного клапана на окно осуществляется непосредственно в раму, то количество солнечного света, проникающего в помещение, остается неизменным;
  • клапан обеспечивает постоянный приток свежего воздуха в том объеме, который необходим для поддержания благоприятного микроклимата в жилом, офисном и другом пространстве;
  • излишняя влажность снижается за счет равномерного поступления в помещение сухого свежего воздуха;
  • в зимнее время можно отказаться от проветривания при помощи открытых окон, что исключит появление сквозняков и снизит теплопотери;
  • устройство работает беззвучно и не пропускает в помещение шум с улицы;
  • работу клапана на окно можно регулировать самостоятельно или автоматически;
  • монтаж клапана на окно ПВХ под силу даже людям без должного опыта, он прост и не отнимает много времени;
  • Легкостью отличается и процесс эксплуатации, чтобы использовать клапан не нужно читать инструкцию или изучать дополнительную информацию.

Существуют у клапана на пластиковое окно и незначительные минусы:

  • шумоизолирующие свойства конструкций ПВХ хоть и незначительно, но все же снижаются;
  • хороший клапан на окна для вентиляции обойдется недешево, особенно если выбрать модель с автоматическим регулятором;
  • иногда установки одного клапана на окно ПВХ недостаточно для обеспечения притока чистого воздуха в нужном объеме, поэтому для эффективности системы придется покупать и устанавливать несколько таких устройств;
  • в сильные морозы от — 25ͦС возможно образование инея в верхней части клапана.

Сравнительная таблица двух способов вентилирования помещения.

  Приточный клапан Проветривание при помощи открытой створки
Комфорт Проветривание происходит без образования сквозняков, теплопотерь и снижения шумоизоляции Зимой в помещении сразу становится холодно, тепло уходит в открытые створки и слышен весь шум с улицы
Безопасность Во время проветривания не нужно переживать, что недоброжелатель проникнет в окно. Дополнительная возможность незаконного проникновения для злоумышленников. Таким образом проветривать помещение можно только при личном присутствии.
Эффективность Приточная вентиляция для пластиковых окон работает непрерывно, поэтому все недостатки конструкций ПВХ сводятся к нулю. В помещении всегда присутствует свежий и чистый воздух, отсутствует конденсат на окнах. В зимнее время эффективность от обычного проветривания очень мала, так как свежий воздух поступает в помещение не постоянно, а этого недостаточно для поддержания здорового микроклимата.

Мнение о приточных вентиляционных клапанах можно составить на основании вышеперечисленных особенностей и таблицы, в которой этот агрегат сравнивается с традиционным способом проветривания по трем важным потребительским параметрам.

Разновидности приточных клапанов

Современные производители предлагают большой выбор вентиляционных клапанов на окна ПВХ. Их можно разделить на несколько категорий на основании таких критериев, как:

  • материал изготовления;
  • способ регулировки воздушного потока;
  • способ поступления воздуха в помещение.

В первой группе выделяют пластиковые, металлические или деревянные клапаны на окно для приточной вентиляции. По способу управления такие агрегаты бывают механические и автоматические. В первых образцах приток свежего воздуха нужно регулировать самостоятельно при помощи специальной шторки. Сделать это не так уж просто, придется поэкспериментировать с уровнем открытия и закрытия завесы. Автоматические модели клапанов на пластиковое окно просты в управлении, их не нужно настраивать и регулировать. Устройство самостоятельно откроет вентиляционные отверстия, когда в помещении будет достигнут предельный уровень рекомендуемой влажности.

По способу поступления свежего воздуха в помещение выделяют клапаны на окна ПВХ:

  • Фальцевые. Самый доступный вариант, но характеризуется низкой пропускной способностью. Холодный воздух проникает в помещение через отверстия, вырезанные в раме. Звукоизоляция остается на высоком уровне, монтаж осуществляется быстро и без серьезных вмешательств в конструкцию окна;
  • Щелевые. Наиболее распространенные модели. вентиляция происходит за счет движения воздуха сквозь специальный канал, который проходит в раме окна. Имеет воздухозаборник и регулирующий узел. Также устанавливается без демонтажа окна, обладает высокой пропускной способностью;
  • Накладные. Такие клапаны проветривания для пластиковых окон применяют чаще всего в производственных помещениях. Это обосновано высокой эффективностью в плане вентиляции и снижением уровня тепло- и шумоизоляции. Для его установки требуется демонтаж оконной конструкции.

Как выбрать подходящий приточный клапан

При выборе вентиляционного клапана на окна ПВХ необходимо учитывать ряд технических характеристик устройства и бюджет на покупку. Хороший агрегат должен работать на приток воздуха в объеме не менее 30м3/час из расчета на одного человека. Также он должен обеспечивать в помещении минимальный уровень шума в пределах 35 дБ. Комфорт в процессе эксплуатации зависит во многом от способа регулировки потока воздуха. Автоматический клапан на окна ПВХ в этом плане более удобен.

Такие устройства выпускают бренды из Германии, Польши, Британии и России. Более дорогими и технически сложными являются импортные клапаны на окна для вентиляции. Российские же заводы предлагают доступные образцы как механические, так и автоматические. Поэтому если есть цель сэкономить – присмотритесь к отечественным маркам.

Где купить качественный приточный клапан

Если вы решили купить клапан на окно для приточной вентиляции, определись примерно с моделью и бюджетом, но не знаете, где его приобрести, то мы предлагаем изучить ассортимент нашего интернет-магазина. В каталоге представлены устройства от ведущих отечественных и зарубежных брендов с подробным описанием и актуальными ценами. Мы работаем с покупателями из Москвы и регионов, готовы предоставить каждому клиенту профессиональную консультацию и предложить на выбор удобные способы оплаты заказанного товара.

Противопожарный вентиляционный клапан: как это работает

При проектировании офисных и общественных зданий, а также производственных цехов и прочих помещений, где постоянно находятся люди, учитывают нормы противопожарной безопасности. Эти нормы предполагают специальные требования к обустройству вентиляционных систем, которые сами по себе представляют опасность – при возгорании в каком-либо из помещений пламя и ядовитые газы могут проникнуть по воздуховоду в остальные помещения. В рамках настоящей статьи поговорим о том, как функционируют противопожарные клапаны. Эти устройства выступают в роли достаточно эффективного инструмента, способного предотвратить распространение возгорания.

Описание устройства и логика его работы

Противопожарный клапан – весьма распространенное устройство, которое признается весьма эффективным при возникновении пожароопасных ситуаций, обеспечивая «пассивную» защиту здания. Устройство монтируется внутри канала воздуховода и включает заслонку, приходящую в движение благодаря механическому приводу. Эта заслонка перекрывает воздуховод или открывает канал, действие зависит от конкретной роли клапана в определенной системе.

Противопожарный клапан UVA

Вентиляционный клапан может функционировать в ручном режиме (что на сегодняшний день можно встретить нечасто) и приводится в нужное состояние оператором, отвечающим за пожарную безопасность здания, или же в автоматическом режиме. Этот режим предполагает, что клапан реагирует на сигналы, поступающие от цифрового устройства, которое обрабатывает сигналы от датчиков дыма и тепла (комплексная автоматическая система противопожарной безопасности).

Нормативные документы

Установка и эксплуатация в офисных зданиях и на предприятиях противопожарных клапанов возможна только если устройства соответствуют ряду положений следующих нормативных документов:

  • СП 7.13130.2013 – о противопожарных требованиях к системам вентиляции.
  • СП 60.13330.2012 – о требованиях к вентиляционным системам зданий, сооружений и строений производственного и общественного назначения.
  • НПБ 241-97, ГОСТ Р 53301-2013 – об испытаниях клапанов на устойчивость к воздействию открытого пламени.

Эти нормы прописывают определение клапанов: автоматические и / или дистанционные установки, которые предназначены для экстренного и оперативного блокирования вентиляционных путей, проемов в стенах, перегородках или различных перекрытиях. В маркировке установлены пределы состояний по ограничению плотности, которые обозначены литерой «Е», и теплоизоляционной способности – литера «I». Эти же нормы устанавливают полный список предъявляемых к клапанам требований.

Примечание: в пакет тех. документации, сопровождающей каждое изделие, должен быть включен сертификат ПБ. Если требуется использовать клапаны взрывозащищенные – необходим также сертификат взрывобезопасности.

Основные разновидности клапанов

Нормы противопожарной безопасности предполагают разделение вентиляционных клапанов на следующие разновидности:

  • Нормально открытый – клапанная заслонка в штатном режиме остается открытой и переходит в закрытое состояние при возгорании, препятствуя распространению пламени и ядовитых газов по воздуховоду от блокируемого помещения.
  • Нормально закрытый – заслонка в штатном режиме перекрывает вентканал, а при возгорании открывается, за счет чего обеспечивается подкачка воздушных масс с улицы в помещение, которое задымлено.
  • Двойного действия – при возгорании заслонка перекрывает канал, тем самым противодействуя огню, а после окончания манипуляций, связанных с тушением огня, открывается. За счет этого продукты горения беспрепятственно удаляются из помещения.
  • Клапан дымоудаления – конструкционно и по принципу работы весьма похож на нормально закрытый. В данном случае заслонка при возгорании открывается, а в штатном режиме остается закрытой.

Дополнительные конструктивные отличия

По виду клапаны заслонки подразделяются на стандартные и многостворчатые. От обычных клапанов многостворчатые отличаются меньшим выносом заслонки за пределы корпуса – это является преимуществом в случае установки приспособления в местах, где можно выделить под вылет заслонки весьма небольшое пространство.

Противопожарный клапан UVS

Есть также различия по форме корпуса – устройства могут иметь в разрезе круглую или же (прямоугольную) форму. Привод может размещаться, как внутри корпуса, так и снаружи. Кроме того, клапан может быть разделен на две секции огнестойким материалом.

Типы приводов

Вне зависимости от своего назначения клапаны принято различать по виду используемого привода. Как уже отмечалось, устройства функционируют в ручном режиме или же в автоматическом, перечислим наиболее популярные их виды:

  • электромеханический;
  • электромагнитный;
  • реверсивный;
  • плавкая вставка теплового замка.

Особенности монтажа

Существуют клапаны канальные и стеновые. Стеновые оснащаются крепежным фланцем, который обеспечивает их установку на стенах (простенках капитального типа), воздуховодах, поверхностях потолка, пр. Канальные имеют по обеим сторонам фланцы, которые нужны для крепления клапана в систему трубопровода.

Устройства могут монтироваться по вертикальной, горизонтальной и наклонной плоскости, к ним должен быть обеспечен легкий доступ для обслуживания и диагностики.

Условия эксплуатации и нормы

Особенности эксплуатации противопожарных клапанов определяются государственными нормами и стандартами

Можно выделить положения, которые являются общими, независимо от конкретного типа и конструктивных особенностей клапанов:

  • Диапазон температур (в штатном режиме) ограничен отметками -30 °С и +40 °С.
  • При размещении клапана необходимо предусмотреть, чтобы на заслонке не конденсировалась влага и на нее не попадали атмосферные осадки.
  • Недопустима работа клапанов в боксах, где в воздухе присутствуют агрессивные химические соединения в такой концентрации, что могут стать причиной коррозии, разрушения красочного слоя на поверхности или изолирующих материалов.
  • Недопустима установка простых клапанов в помещения, которые по взрывобезопасности относят к категориям А и Б (для подобных условий существуют специальные модификации клапанов).

Характеристики огнестойкости

Главной характеристикой, демонстрирующей способность клапанов сопротивляться разрушению под действием пламени, является показатель огнестойкости, определяющий временной промежуток от момента начала воздействия пламени до предельного состояния. При испытаниях учитывается предельное состояние и давление в условиях закрытой заслонки.

Показатель определяет две разновидности предельных состояний клапана – таковой является потеря плотности (обозначается литерой «Е») и потеря теплоизоляции (обозначается литерой «I»). В сертификате, который сопровождает поставки оборудования, непременно должен присутствовать показатель огнестойкости, который нужно читать следующим образом:

EI 60 – означает, что клапан противопожарный может сопротивляться огню по перечисленным параметрам («Е» и «I») в течение 60 минут. Причем, условия испытания не предусматривают приоритета в этих параметрах, устройство считается вышедшим из строя по достижению одного из них. Сегодня производители выпускают противопожарные клапаны для вентиляционных систем со стойкостью к огню от 30 до 120 минут.

Ограничения по тепловым замкам

Положения п. 9.3. СНиП 2.04.05-91 говорят о том, что противопожарные клапаны (для защиты от дыма) должны быть оснащены одновременно ручным, дистанционным, а также автоматическим элементами управления. Подобные требования, предполагающие, по факту, тройное дублирование механизмов управления, вызваны повышенными требованиями к надежности клапанов при возгорании. В частности, положениям упомянутого документа соответствуют в полной мере электромеханические приводы и их разновидность – электромагнитные.

В свою очередь, возможность эксплуатации клапанов с приводами на пружинах и тепловым замком вызывает определенные вопросы. Эта разновидность устройств способна срабатывать автоматически при достижении тепловым замком заданной температуры, например, 80 °С.

Считается, что данная конструкция является недостаточно эффективной при возгорании, так как замок перекроет канал только тогда, когда пойдет нагретый дым, который будет сообщать механизму требуемую для срабатывания температуру. И вплоть до этого момента более холодный дым с температурой до 60-70 °С, неспособный в достаточной степени нагреть тепловой замок, будет беспрепятственно проходить в вентиляцию, проникая в смежные помещения. Что, в свою очередь, будет наносить вред людям, которые на тот момент окажутся в помещении.

Клапаны электроприводные, напротив, способны по сигналу, поступившему от цифрового устройства, в начале пожара немедленно перекрыть воздуховодный канал и не позволить продуктам сгорания разойтись по всей вентиляции. В случае электроприводных клапанов действует термодатчик, играющий роль дублирующего механизма управления, который обеспечит срабатывание даже при выходе из строя противопожарной автоматики.

Скорость срабатывания клапана

Поскольку клапаны, в случае возникновения пожароопасной ситуации, должны в помещениях здания перекрываться одновременно, единственным приемлемым способом организации управления ими можно считать использование единовременного дистанционного (автоматического) сигнала. Этот сигнал должен быть подан после того, как вентиляционная система отключена полностью (или тот ее сегмент, продолжение работы которого представляет опасность).

Электромеханические приводы, которые чаще всего монтируются на противопожарные клапаны, это устройства с возвратной пружиной способные продолжительное время функционировать при повышенной температуре. Должный уровень надежности подобных устройств обеспечивается благодаря скорости, с которой пружина способна закрыть заслонку и перекрыть канал.

Сегодня отсутствуют какие-либо регламенты относительно времени срабатывания клапанов. Однако испытания различных устройств наглядно демонстрируют преимущества электроприводных клапанов – время полного перехода заслонки в открытое состояние составляет примерно 2 секунды, тогда как электромеханические приводы закрывают заслонку клапана за 10 секунд. С другой стороны, последние также нельзя назвать недостаточно эффективными, так как и этой скорости вполне хватает для эффективной противопожарной защиты.

Принцип работы импульсных клапанов


    При необходимости обслуживания систем или трубопроводов, где требуется сброс сразу большого объема рабочей среды при избыточном давлении, применяются импульсные предохранительные клапаны. Причем они идут в одном из двух исполнений: встроенный непосредственно в главный с меньшим, чем у него сечением и отдельный элемент системы (вынесенный). В общем же виде они представляют собой один из видов предохранительной арматуры, которую при наличии определенных особенностей можно считать управляющим элементом.


    Когда в системе возникает давление выше определенного, установленного для нормальной ее работоспособности и функционирования, ИК срабатывает/открывается. За счет этого рабочая среда перенаправляется, как правило, в привод именно главного клапана, в результате чего происходит его открытие и сброс избытков этой самой среды. В основном все вышеописанное характерно для устройств, соединяющих в себе сразу и главный, и импульсный клапана в единой конструкции.


    В случае с вынесенным ИК, в его конструкции обязательно присутствуют электромагниты, что повышает их надежность в целом. При этом там присутствует манометр электроконтактного типа. Он необходим для того чтобы отправлять импульс на их сброс импульсному клапану при повышении давления выше настроенного уровня. То есть в большинстве случаев клапаны этого вида функционируют, как устройства непрямого действия. Однако, при аварийном отключении электропитания или выходе из строя самих магнитов клапаны наоборот начинают работать, как предохранительная арматура прямого действия.


    С другой стороны, в самой конструкции управление питанием электромагнитов идет не от манометра, а от датчика, через который передает сигнал. Благодаря этому функционал импульсного клапана существенно расширяется и появляется возможность управлять им непосредственно дистанционно. То есть открытие/закрытие запирающего клапана можно инициировать без превышения показателей давления рабочей среды при определенной необходимости в этом.

Термостатические смесительные клапаны, принцип работы, схемы подключения.

Трехходовой смесительный клапан предназначен для смешивания двух входящих в него потоков (холодного и горячего) в один исходящий с заданной температурой. Данные клапаны особенно востребованы в бытовых системах горячего водоснабжения для защиты потребителей от ошпаривания. Они также могут обеспечивать горячее водоснабжение непосредственно от водонагревателей проточного или накопительного типа или использоваться на предварительном этапе подмешивания. Не менее часто применяются и для поддержания стабильной температуры подачи в системах теплых полов.

Принцип работы.

Внутреннее регулирование клапанов осуществляется автоматически благодаря наличию термочувствительного элемента, который контактирует со смешанным потоком и сжимается или расширяется в зависимости от отклонения температуры смеси от заданного выходного значения, тем самым, увеличивая, либо уменьшая входные отверстия горячей или холодной воды.

Как действует защита от ожогов?

Большинство присутствующих сейчас на рынке термостатических клапанов имеют устройство температурной защиты – «защита от ошпаривания». В случае неожиданного прекращения подачи холодной воды в клапан автоматически перекрывается и подача горячей воды, тем самым исключается возможность подачи горячей воды без предварительного подмеса потребителю.

Направление потоков.

Существует две схемы направления потоков в термостатическом клапане – симметричная и асимметричная. Выбор определенной схемы зависит от типа установки и удобства монтажа в той или иной системе отопления или ГВС. Рассмотрим подробнее каждую из них.

ГВ — горячая вода;

ХВ — холодная вода;

СВ — смешанная вода.

Симметричная Т- образная схема направления потоков


Подача холодной и горячей воды производится с противоположных сторон, смешение происходит в середине. Данная схема очень распространена в Европе, что связано с компактностью клапанов.

Асимметричная L – образная схема направления потоков


Подача горячей воды осуществляется сбоку, холодной- снизу. Получила свое распространение благодаря универсальности и простоте получаемого смесительного узла.

 

Примеры внешнего вида термостатических клапанов c симметричной и асимметричной схемой направления потоков:

Именно о термостатических клапанах с асимметричной схемой расположения потоков далее и пойдет речь.

Сферы применения термостатических смесительных трехходовых клапанов.

Термостатические смесительные клапаны являются универсальными приборами. Их используют как для горячего водоснабжения, так и в системах отопления. Все зависит от правильности выбора самого клапана и его подключения. Ниже приведены различные схемы подключения данного типа клапанов. Это далеко не все возможные варианты, но чаще всего используемые.

Водоснабжение

Самая простая и используемая схема подключения трехходового термостатического клапана в водоснабжении выглядит следующим образом:

А: обратный клапан
В: трехходовой термостатический смесительный клапан.
1: линия ГВС
2: линия ХВС
3: смешанный поток

Данная схема предназначена для стабилизации температуры в подающей линии на горячее водоснабжение. Как это выглядит на практике:

Рис. 3


Рис. 3 Данная схема подключения используется в тех случаях, когда циркуляционная линия горячей воды отсутствует. В этом случае термостатический клапан должен обязательно комплектоваться обратными клапанами на линиях подачи горячей и холодной воды.

Рис. 4

Рис. 4 Пример установки в систему горячего водоснабжения с циркуляционной линией. Рециркуляционный контур в данном примере служит для подачи нагретой воды к потребителям, без каких- либо задержек.

Рис. 5

Рис. 5 В данном примере одна из водоразборных точек устанавливается перед термостатическим клапаном. При такой схеме перед патрубком подачи горячей воды в смесительный клапан обязательно должен быть установлен обратный клапан.

Схемы подключения термостатических клапанов в напольном отоплении.

Теперь переходим к схемам использования трехходовых термостатических смесителей в системах отопления. Чаще всего клапан используется в смесительном узле для теплых полов.

Схема с одним контуром напольного отопления рис.6

Рис. 6 Термостатический смесительный клапан поддерживает постоянную температуру, установленную в настройках клапана. На контуре напольного отопления в обязательном порядке должен быть установлен собственный циркуляционный насос.

Схема с несколькими контурами напольного отопления рис.7

Остановимся на смесительном блоке поподробнее (рис 8).

Рис. 8

Рис. 8 Главной задачей смесительного узла является присутствие дополнительного контура с отдельным кольцом циркуляции. По этой причине у смесительного блока имеются две входящие и две выходящие точки. Две точки справа- это соединение распределительного коллектора для питания контуров теплого пола. Две точки слева — это циркуляция теплоносителя для получения тепла по мере необходимости.

Ниже приведены два варианта схемы смесительного блока (на самом деле этих вариантов может быть множество, но остановимся на самых распространенных).

Рис. 9

Рис 9 В данной схеме линия №2 необходима для увеличения расхода насоса. Так как у термостатических трехходовых клапанов низкая пропускная способность, что может создавать гидравлическое сопротивление и, как результат — расход насоса будет маленьким, что приведет к неэкономичности системы (насос будет работать с лишними нагрузками и потреблять лишнюю энергию). Также без линии 2 будет проблематично прокачать большое количество контуров. Если предполагается установка термостатического клапана с большой пропускной способностью, то необходимость в линии 2 отпадает.

При такой схеме может возникнуть ситуация, при которой поток на линии 1 опустится ниже критического и контуры теплых полов будут недостаточно нагретыми. Самые распространенные причины такой ситуации:

а) Недостаточный напор на линии 1, вследствие чего клапан слабо пропускает поток в точке 1.

б) Клапан по своим характеристикам не способен пропустить достаточный поток в точке 1. В этом случае единственным вариантом будет замена клапана на прибор с большей пропускной способностью (KVs).

Если предполагается первая причина, то можно сузить сечение линии 2, либо поставить на линию 2 балансировочный клапан (рис.10).

Рис. 10

Рис. 10 Балансировочным клапаном вы сможете регулировать величину потока через линию 2 и, тем самым, увеличивать или уменьшать подачу на линии 1.

Надеемся, эта статья помогла вам понять основные принципы работы и использования трехходовых термостатических клапанов. Подводя итог, хотим особо отметить, что главными преимуществами данных приборов являются относительно невысокая цена и простота установки, а недостатком – низкая пропускная способность самого клапана (Kvs), что ограничивает его использование в системах с большими потоками теплоносителя.

Сейчас на рынке присутствуют более совершенные альтернативы с хорошей пропускной способностью, но все эти варианты значительно дороже и требуют некоторых навыков при их монтаже. Об этом и многом другом мы расскажем в следующих статьях.

Выбрать термостатический смеситель у нас >>

Отсечной клапан, типы и особенности конструкции

При установке и использовании как промышленного, так и бытового трубопровода, требуется надежная запорная арматура, отличающаяся высокой надежностью и безопасностью. Качественная и проверенная арматура обеспечивает трубопроводным системам различного назначения эффективную защиту от протеканий и поломок.

Такой вид арматуры запорного типа, как отсечной клапан, используется в экстренных ситуациях и выступает в качестве активного предохранителя от протечек и затопления при возникновении неисправностей в трубопроводе и других элементах системы. Также, специалисты рекомендуют устанавливать клапан отсечного типа в трубопроводах легкой конструкции, в которых перекачиваются ценные жидкости, чтобы при выходе из строя отдельного участка магистрали потери были минимальными.

Конструкция и принцип работы клапана

Принцип работы клапана отсечного типа заключается в буквальном «отсечении» дальнейшего прохода содержимого труб в экстренных ситуациях. Данный агрегат сконструирован таким образом, чтобы мгновенно срабатывать при воздействии на него обслуживающего персонала или в автоматическом режиме.

Лучшим примером конструкции запорной арматуры подобного типа является одноразовый отсечной клапан. Устройство такого агрегата предусматривает наличие четырех основных составляющих:

  • верхушка клапана, оборудованная специальным «седлом» для установки запорного устройства;
  • система подходов в боковых частях агрегата для быстрого протока жидкости;
  • центральная клапанная часть;
  • базовый элемент с впитывающей влагу прокладкой для предотвращения протечек и проявлений конденсата.

Такая простая и одновременно надежная конструкция позволяет эффективно перекрывать подачу содержимого в трубах. Приоритетным направлением использования отсечных клапанов являются системы фильтрации, а также очистки воды. Частые аварийные ситуации в указанных контурах стали основным толчком для разработки запорной арматуры подобного типа.

Примеры аварийных ситуаций

Самым наглядным примером действия отсечных клапанов в фильтрующих и очистных системах водного снабжения, являются аварийные ситуации. Рассмотрим наиболее распространенные причины поломок трубопроводов, в которых просто необходимо использовать клапаны отсечного типа:

  • неправильно выполненный монтаж трубопровода;
  • игнорирование и не соблюдение правил техники безопасности;
  • неверное следование основным этапам инструкции по установке системы фильтрации и очистки воды;
  • замена картриджей фильтров с неверной установкой деталей;
  • окончание срока эксплуатации сменных частей, расходных материалов в трубопроводах;
  • выход из строя резиновых элементов, прокладок;
  • резкий скачок давления и изменение напора жидкости;
  • установка низкокачественных основных и вспомогательных элементов трубопровода – труб, прокладок и прочих составных частей системы;
  • самостоятельное изменение конструкции систем фильтрации без надлежащей квалификации.

Всегда необходимо обращать внимание на качество материалов и сборки таких важных систем водного снабжения, как трубопроводы систем очистки и фильтрации. Установка отсечного клапана способствует повышению срока службы, а также практичности и качества эксплуатации подобных систем в целом.

Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций, сбоев в работе трубопровода, а также минимизации негативных последствий от таких нештатных ситуаций, следует четко придерживаться инструкции по монтажу и установке гидроаппаратуры. Если вы не обладаете надлежащей квалификацией и требуемыми знаниями, то лучше обратитесь к профессионалам, ведь от этого зависит последующая надежность использования фильтрационных, очистных и других водных систем, независимо от их назначения.

Классификация запорной арматуры

Запорный клапан отсечного типа часто называют «антипотоп» из-за его основной функции – предотвращения протекания жидкости. На рынке арматуры запорного типа выделяют клапаны различных конструкций в зависимости от места их установки, а также выполняемых функций.

Отсечную запорную арматуру классифицируют по конструктивным особенностям на:

  • угловую;
  • проходную;
  • с одним седлом для запорного устройства;
  • двухседельную.

По способу закрытия, одноразовые запорные устройства классифицируются в зависимости от способа отсечения потока содержимого трубопровода на:

  • приборы, в которых перекрытие осуществляется посредством грузового воздействия;
  • клапаны, закрывающиеся с помощью пружинного механизма;
  • агрегаты с наличием пневматического привода;
  • приборы с установленным клапаном электромагнитного типа.

Каждый вид отсечной запорной арматуры выбирается и устанавливается только с помощью квалифицированных специалистов, которые хорошо разбираются в комплектации и предназначении того или иного элемента трубопроводных систем. Автоматические или механические клапаны могут иметь различное предназначение, что напрямую определяет сферу использования данной запорной арматуры.

Одноразовый клапан в работе

Очень важно понимать, как работает отсечной одноразовый клапан для предотвращения поломок и протеканий в основных трубопроводах бытового и промышленного назначения. Итак, когда жидкость течет по трубам и достигает запорного клапана, она попадает на прокладку, выполняющую абсорбирующую функцию. Далее впитывающий элемент клапана наполняется влагой и увеличивается в объеме, после чего прокладка в буквальном смысле отсекает дальнейший проход жидкости, а также предотвращает ее вытекание наружу.

При использовании запорных клапанов одноразового типа в бытовых условиях необходимо следить за своевременным обслуживанием и заменой приборов, установленных на трубопроводе. В любом случае, при достаточно продолжительной эксплуатации клапана, предотвращающего проход жидкости в систему очитки или фильтрации, стоит учитывать его предельные возможности к абсорбции согласно заводской инструкции.

С учетом особенностей использования одноразового клапана в качестве запорной арматуры, затраты на его приобретение и установку всегда оправдываются. Экстренные ситуации и сбои в работе водопроводов возникают хоть и не так часто, но зачастую несут в себе значительные негативные последствия. Поэтому если конструкция клапана выполнена из качественных и надежных материалов, а его монтаж осуществлен правильно, то удается избежать более серьезных последствий. Единожды использованный клапан подлежит замене, однако его стоимость всегда будет меньше цены ремонта после затопления и даже небольшой протечки воды.

Автоматическая клапанная система

Для верного выбора запорной арматуры, а также учета особенностей той или иной системы, стоит детально разобраться в нюансах работы автоматических клапанов отсечного типа. К примеру, клапан угловой конструкции эффективно устанавливать в трубопроводах, в которых постоянно присутствует высокое давление и большой напор жидкости. Угловой клапан выполняется, как правило, из стали, а также зачастую комплектуется гидравлическим приводом.

Популярной моделью отсечной запорной арматуры выступает клапан с проходным корпусом. Обычно такие агрегаты эффективно справляются с нагрузкой в трубопроводах, по которым протекают жидкости с различными примесями или грязью. При этом сам клапан не накапливает в себе частицы примесей и грязевых отложений, эффективно пропуская жидкость и не создавая застоев в работающей системе.

Самой ходовой конструкцией клапанов с автоматической системой являются модели с паровыми заслонками. Клапан с установленной надежной заслонкой, выполненной из прочного материала, срабатывает при воздействии на него пара всего за 1,5-10 секунд с момента возникновения сбоя. Прокладка на металлическом корпусе такого клапана накручена спиральным типом, что удваивает плотность агрегата и в разы повышает его эффективность, а также безопасность функционирования трубопровода в целом. В таких приборах могут быть установлены специальные контролеры scpw типа. Эти прочные и надежные клапанные системы, выполненные в металлическом корпусе, отличаются автоматическим принципом работы и характеризуются длительным сроком эксплуатации, а также высокой устойчивостью к повреждениям и деформациям.

Новые модификации отсечного клапана

На рынке запорной арматуры многие годы используются проверенные приборы и технологии, а новинки появляются достаточно редко. Однако новые и наиболее совершенные модели отсечных клапанов уже активно поступают в продажу и пользуются небывалым спросом. В чем состоят инновации и отличия в конструкции старых и новых модификаций клапанов? В этом попробуем разобраться далее.

Новые приборы, появляющиеся на рынке, обладают следующим набором преимуществ по сравнению с давно используемыми классическими моделями запорной отсечной арматуры:

  • клапаны старого типа не всегда способны справиться с высокими нагрузками, создаваемыми грязевыми потоками и жидкостями с различными примесями. Клапаны нового типа без труда пропускают и удерживают загрязненную воду, не создавая при этом проблем в работе системы;
  • степень герметичности новейших отсечных клапанов значительно возросла за счет установки дополнительных материалов. В результате герметичность системы в несколько раз превышает аналогичные показатели, обеспечиваемые клапанами старых модификаций;
  • скоростной режим при возникновении экстренных ситуаций повышен в несколько раз в новых моделях клапанов – время срабатывания при сбоях и поломках системы максимально составляет 10 с;
  • в отличие от старых клапанов запорной арматуры, новые отсечные механизмы способны перекрывать течение жидкости в трубопроводе сразу в двух направлениях;
  • новейшие модификации клапанов содержат в своей комплектации помимо основных деталей также пружинную силиконовую прокладку и уникальную регулировочную шайбу.

Инновационная конструкция удобных, прочных и надежных клапанных систем отсечного типа очень популярна и активно применяется в современных фильтрационных системах. Также, подобные клапаны стали незаменимыми на промышленных предприятиях – в пищевой, целлюлозно-бумажной, энергетической сфере.

Выбор отсечных клапанов

Для покупателей очень важно знать, на какие критерии стоит обращать внимание при выборе новой запорной арматуры. Самыми важными параметрами клапанов, которые желательно и нужно учитывать, являются:

  • герметичность – отсечной клапан обязан обладать высочайшими характеристиками герметизации, являющимися основными показателями его качественной работы в трубопроводах любого типа;
  • скорость срабатывания – данный параметр также критичен при выборе клапанов, особенно для трубопроводов с высоким напором. Несколько секунд могут стать решающими в экстренной ситуации, чтобы предотвратить потоп и даже минимальные утечки содержимого из труб;
  • предназначение – всегда консультируйтесь со специалистами о точном предназначении конкретного клапана из широкой линейки классификаций и моделей. Тот или иной прибор может отлично послужить в газовом, но не подойдет для жидкостного трубопровода. Учтите также способность данных элементов к выдержке определенного температурного режима;
  • основной материал изготовления корпуса – главной деталью запорной арматуры всегда выступает корпус. В самых надежных и прочных клапанах отсечного типа корпуса выполняются из стали, а также уплотняются витыми прокладками.

Обратите внимание, что клапаны одноразового использования для бытовых целей чаще всего изготавливают из пластика. При выборе одноразовых клапанов стоит детально изучить их конструкцию и оценить прочность изделия, а также качество сборки и используемых материалов.

Как работает перепускной клапан масляного фильтра

Масло необходимо для смазки двигателя. Но загрязненное масло может приводить к сильному и дорогостоящему повреждению двигателя. Это значит, что рабочий масляный фильтр крайне важен для хорошего состояния вашего двигателя.

Масляный фильтр выполняет три основные задачи:

  • Удаляет загрязнения из масла. В том числе грязь, окисленное масло, частицы металла.
  • Улавливает и удерживает загрязнения до следующей замены масляного фильтра.
  • Устраняет избыточное сопротивление, позволяя достаточному количеству чистого масла попадать в двигатель для обеспечения оптимальной работы.

Можно увеличить срок службы масляного фильтра, если использовать хорошее синтетическое масло – оно лучше очищено, чем обычное масло, поэтому служит дольше, и в нем меньше загрязнений. Однако этого не всегда достаточно.

Назначение перепускного клапана масляного фильтра

Со временем фильтр забивается, и масло больше не может свободно проходить через него. Кроме того, иногда масляный насос в соответствии с потребностями двигателя подает больше масла в фильтр, чем фильтр может пропустить. Если в двигателе не окажется масла для смазки всех движущихся деталей, он будет серьезно поврежден. Даже грязное нефильтрованное масло лучше, чем никакого. Поэтому в хороших масляных фильтрах есть перепускной клапан, гарантирующий постоянную подачу масла при любых условиях.

Перед тем как рассмотреть принцип работы перепускного клапана, начнем с того, что является нормальными условиями работы масляного фильтра. В этом случае масло проходит через фильтр, очищающий его от загрязнений для защиты двигателя.

Однако если двигатель не прогрет или работает с высокой частотой оборотов, масла, проходящего через фильтр, недостаточно для полной смазки. В этом случае масло проходит через перепускной клапан, что гарантирует подачу достаточного количества масла для смазки. Если масло проходит через перепускной клапан, это означает, что оно отфильтровано лишь частично.

Кроме того, если фильтр забит, то пружина в масляном фильтре открывает подачу масла через перепускной клапан без какой-либо фильтрации.

Следует отметить, что при низкой частоте вращения двигателя, и если двигатель прогрет, перепускной клапан не открывается, и в двигатель попадает только очищенное масло.

Смотрите больше с Garage Gurus

Хотите узнать подробнее? Посмотрите ролик, в котором эксперт Garage Gurus рассказывает подробно о масляном фильтре и перепускном клапане.

Как работает электромагнитный клапан

Что такое электромагнитный клапан?

Соленоидный клапан представляет собой электромеханический клапан, который обычно используется для управления потоком жидкости или газа. Существуют различные типы электромагнитных клапанов, но основными вариантами являются пилотные или прямого действия. Пилотные клапаны, наиболее широко используемые, используют линейное давление системы для открытия и закрытия главного отверстия в корпусе клапана.

В то время как электромагнитные клапаны прямого действия напрямую открывают или закрывают отверстие главного клапана, которое является единственным путем потока в клапане. Они используются в системах, требующих низкой пропускной способности, или в системах с низким перепадом давления на отверстии клапана.

Принцип работы электромагнитных клапанов

Принцип работы электромагнитного клапана заключается в управлении потоком жидкости или газа в положительном, полностью закрытом или полностью открытом режиме. Они часто используются для замены ручных клапанов или для дистанционного управления.Функция электромагнитного клапана заключается в открытии или закрытии отверстия в корпусе клапана, что либо пропускает, либо предотвращает поток через клапан. Плунжер открывает или закрывает отверстие, поднимая или опуская трубку втулки, возбуждая катушку.

Электромагнитные клапаны состоят из катушки, плунжера и втулки. В нормально закрытых клапанах возвратная пружина плунжера удерживает плунжер напротив отверстия и предотвращает поток. Как только на катушку соленоида подается напряжение, результирующее магнитное поле поднимает поршень, открывая поток.Когда электромагнитная катушка находится под напряжением в нормально открытом клапане, плунжер перекрывает отверстие, что, в свою очередь, предотвращает поток.

Для чего используется электромагнитный клапан?

В большинстве приложений управления потоком необходимо запускать или останавливать поток в контуре для управления жидкостями в системе. Для этой цели обычно используется электромагнитный клапан с электронным управлением. Приводимые в действие соленоидом, электромагнитные клапаны могут быть расположены в удаленных местах и ​​могут удобно управляться простыми электрическими переключателями.

Электромагнитные клапаны являются наиболее часто используемыми элементами управления в гидротехнике. Они обычно используются для отключения, выпуска, дозирования, распределения или смешивания жидкостей. По этой причине они используются во многих областях применения. Соленоиды обычно обеспечивают быстрое и безопасное переключение, длительный срок службы, высокую надежность, низкую мощность управления и компактный дизайн.

Где используется электромагнитный клапан?

Соленоидные клапаны применяются в широком диапазоне промышленных установок, включая общее двухпозиционное управление, контуры управления предприятиями, системы управления технологическими процессами и различные приложения производителей оригинального оборудования, и это лишь некоторые из них.

Электромагнитные клапаны используются во многих отраслях, в том числе:

  • Водоснабжение
  • Очистка питьевой воды
  • Очистка сточных вод
  • Очистка/обработка серой и черной воды
  • Машиностроение и производство оборудования
  • Охлаждение,
  • Смазка и дозирующие
  • Строительные услуги
  • Большие системы отопления
  • Большие системы отопления, климат-контроль
  • Техника безопасности
  • Сетевые системы безопасности
  • Системы пожаротушения
  • Компрессоры
  • Сброс давления и дренаж
  • Топливный поставку
  • Транспортные средства
  • системы
  • Управление жидкотопливными и газовыми горелками
  • Газовая хроматография
  • Регуляция газовой смеси
  • Приборы для анализа крови
  • Контроль процессов очистки

Замена электромагнитных клапанов

Для правильного и точного управления работой электромагнитных клапанов должны быть сконфигурированы и выбраны в соответствии с конкретным приложением.Наиболее важными параметрами для выбора электромагнитного регулирующего клапана являются значение Kv (указывается в кубических метрах в час) и диапазон давления применения.

Чем меньше отверстие клапана или чем прочнее катушка, тем выше давление, которое клапан может перекрыть. На основе рассчитанного значения Kv и диапазона давления для планируемого применения можно определить соответствующий тип клапана и его требуемое проходное сечение.

Что такое электромагнитный клапан NAMUR?

NAMUR — это аббревиатура от Ассоциации пользователей технологий автоматизации в обрабатывающей промышленности, которая служит стандартом для технологии автоматизированных клапанов.Стандартные интерфейсы полезны для монтажа исполнительных механизмов, поскольку они помогают снизить затраты на производство и установку соленоидов. Компания Bürkert предлагает широкий выбор электромагнитных клапанов NAMUR, доступных для покупки. Посетите наш веб-сайт сегодня, чтобы ознакомиться с полным ассортиментом электромагнитных клапанов.

Где купить электромагнитный клапан

Клапаны Bürkert можно найти практически в любой отрасли. От сварочных роботов до гидротехнических сооружений, от обеспыливания в горнодобывающей промышленности до контроля давления в кабине самолета — все возможно с нашими клапанами в качестве надежного компонента вашей системы.Нужен ли вам отдельный клапан, блоки клапанов или индивидуальные решения, вся наша линейка продуктов ориентирована на обеспечение контролируемого обращения с жидкостями и газами.

Наша продукция обеспечивает:

  • Высокая гибкость благодаря модульной конструкции
  • Широкий выбор материалов
  • Высокая надежность и длительный срок службы
  • Низкое воздействие на окружающую среду

Купите высококачественные электромагнитные клапаны в интернет-магазине Burkert уже сегодня . Или, для получения дополнительной информации, позвоните нам по телефону 1-800-325-1405, отдел продаж по электронной почте[email protected] или заполните нашу контактную форму.

Таблица выбора Электромагнитные клапаны

Таблица выбора Электромагнитные клапаны

504,58 КБ

Как работают клапаны | Типы клапанов

Какой самый любимый вид транспорта в мире? Машина? То велосипед? Реактивный самолет? Если бы мне пришлось рискнуть предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер.Ты можешь не замечаю трубы, но они транспортируют огромное количество жидкости (жидкости и газа) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной. Для эффективной работы трубам нужен способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стекать полностью. Это работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические выключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать их количество жидкости, протекающей через них. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо.Колесо, подобное этому, облегчает открытие клапана, потому что оно увеличивает усилие, которое вы прикладываете к ободу. производят большую и более полезную силу в центре. Если вы не уверены, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по верхней части бутылки с напитками, чтобы впускать и выливать воду, когда вы тянете или толкаете его зубами.

Клапан представляет собой механическое устройство, которое частично перекрывает либо полностью изменить количество жидкости, проходящей через него. Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, который позволяет воде под давлением выходить из трубы. По аналогии, когда вы спускаете воду в унитазе, вы открываете два клапана: один (сифон) пропускает воду чтобы сбежать, чтобы опорожнить поддон и еще один (называемый шаровым краном или шаровой кран), который пропускает больше воды в резервуар, готовый к следующему румянец.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас включена газовая плита (плита) В вашей плите органы управления, которые включают или выключают газ, представляют собой клапаны. Когда вы увеличиваете температуру, вы открываете клапан, который позволяет большему количеству газ поступает по трубе. Больше газа горит большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны практически гарантированно есть в любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который поворачивается подача воды включается или выключается каждый раз, когда барабан ополаскивается.Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открытие и закрытие несколько раз в секунду впустить воздух и топливо и дать сгоревшим выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивые важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь в ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем по всему телу.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА на сайте Commons. 2) Этот гораздо меньший дроссельный клапан работает точно так же, открываясь в центре, чтобы пропустить воздух через трубу.Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды запорным клапаном. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую через нее воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входе холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящих из них. Запорные клапаны очень полезны во время чрезвычайной ситуации (например, при прорыве водопроводной трубы) или для проведения планового технического обслуживания.Как только клапан закрыт, вы можете безопасно выполнять ремонт без выливания всей жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет цельнометаллический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан делает закрытие абсолютно герметичным. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпус и вписывается в седло, когда клапан закрыт.Также существует некоторая форма механизм для открытия и закрытия клапана — либо ручной рычаг, либо колесо (как в кране или запорном кране) или автоматический механизм (как в в автомобильном или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны, которые были отключены, не допускали абсолютно никакого выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химических веществ (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас вода по счетчику). Вот почему уплотнение на клапане должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — физически тяжелая работа: иными словами, нужно приложить много силы, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны управляются рычагами (например, тот, что изображен здесь, но некоторые могут быть намного длиннее, чтобы дать вам больше силы поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют слишком большой силы для подачи человеком, они приводятся в действие гидроцилиндрами.

Правильный выбор материала

Не все клапаны большие, мощные, промышленно прочные, сделанные из металла.Внимательно осмотрите контейнеры для пищевых продуктов на своей кухне, и вы обнаружите у многих есть клапаны. Бутылки с водой (например, та, что я изобразил выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо клапанов. винтовые колпачки. Крышка банки с едой, которую я сфотографировал ниже, является еще одним действительно оригинальным примером клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный, синтетический, силиконовый каучук). Он запечатывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому теоретически еда может просто вылиться на стол внизу! Этот хитроумный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, чтобы пропускать пищу, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете при сжатии, проталкивает пищу через четыре прорези, которые открываются. Когда вы сбросите давление, эластичность клапана заставляет прорези снова опускаться вниз, и банка снова закрывается. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, никогда этого не замечали, но это гениальная инженерная разработка, основанная на очень тщательном подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный пищевой клапан. Слева: вид снизу на закрытый клапан. Посередине: вид сверху на тот же герметичный клапан. Справа: взгляд сверху с поднятым пальцем, чтобы показать, как работает механизм самоуплотняющейся щели. (Если вам интересно, я полагаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические детали того, как это работает в их US10287066B2: Раздаточный клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут функционировать в течение всего срока службы, а что с ними происходит после этого.Например, при упаковке пищевых продуктов переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на кофейных пакетах. После того, как кофе обжарен и расфасован по пакетам, он может лежать на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на пакете он может раздуться и потенциально лопнуть в магазине (или на вашей кухне), разбрасывая кофе повсюду. Итак, на кофейных пакетах есть эти оригинальные односторонние «дегазационные» клапаны, сделанные из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», фактически не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть снаружи, он сплющивает мембрану и плотно запечатывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет переработки? Если вы начнете ставить на пакеты сложные пластиковые клапаны, сумки гораздо труднее перерабатывать. Какой ответ? В настоящее время производители изготавливают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Как работают кофейные клапаны.Верхний ряд: Слева: типичный клапан на внутренней стороне пакетика с кофе. Посередине: этот компостируемый клапан из биопластика (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с газовым клапаном. Справа: разберите его, и вы обнаружите, что внутри него тоже есть пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя CO2 выходит наружу, а затем сглаживается, чтобы предотвратить попадание воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Иллюстрация: восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть – клапан и его ручка или регулятор; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость, когда клапан открыт.

Различные типы клапанов имеют разные названия. То наиболее распространенными являются бабочка, кран или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

  • Шар : Полая сфера (шар) плотно сидит в шаровом кране. внутри трубы, полностью блокируя поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
  • Дроссельная заслонка : Дроссельная заслонка представляет собой диск, который находится в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или вертикально (чтобы полностью перекрыть поток).
  • Кран или пробка : В кране или пробке поток блокируется конусообразной заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
  • Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы путем опуская через них металлические ворота.Большинство клапанов этого типа быть полностью открытым или полностью закрытым и не может работают должным образом, когда они открыты только наполовину. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
  • Глобус : Водопроводные краны являются примерами глобуса. клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы через него проходило больше или меньше жидкости.
  • Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулировать поток жидкости в машинах, таких как карбюраторы автомобильных двигателей и системы центрального отопления.
  • Тарельчатый клапан : Клапаны в цилиндрах автомобильных двигателей представляют собой тарельчатые клапаны. Этот Тип клапана похож на крышку, сидящую на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
  • Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Подобные клапаны скользят назад и вперед, чтобы сделать поток жидкости в том или ином направлении по контуру трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов, например, токсичных химикатов, легковоспламеняющихся нефтепродуктов, пара под высоким давлением, или сжатый воздух — ни в коем случае нельзя допускать утечки. по идее клапан должен быть совершенно безопасным и после закрытия не должен пропускать жидкость или газ. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, работающий от водяного котла, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который можно открыть, дать пару выйти и безопасно сбросить давление до того, как все кончится. котел катастрофически взрывается. Клапаны, которые работают таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открыть вручную для той же цели).

Работа: Пример предохранительного клапана, встроенного в обычный кран горячей воды.

В обычном кране вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы поднять или опустить клапан. Это позволяет воде течь слева направо по горизонтальной трубе, вокруг изгиба (через щель, где был клапан) и выходить через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу есть дополнительный предохранительный клапан, окрашенный в зеленый цвет. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, обвитой вокруг него. Однако, если давление воды становится слишком большим, она давит на конус, открывает клапан, и вода уходит вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1,449,472: Предохранительный кран Пола Б. Вессона и компании Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011 г. Подробное руководство по различным типам клапанов, их выбору, размерам и проблемам, которые могут возникнуть при их использовании.
  • Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство покупателя.
  • Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Дикенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Артикул

  • Создание лучшего клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
  • Британец получает искусственное пластиковое сердце: выбор NHS, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
  • Предохранительные клапаны снижают риск ожогов: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических клапанов для кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты дают отличное представление о технических тонкостях того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

  • US3425439: Клапан-бабочка от Don W Duffey.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Jean Gachot. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности, разработанный Джеймсом Старесом. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
  • US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльза Питера де Клера. Colder Products Co., 16 марта 2004 г.
  • .
  • US10287066B2: Раздаточный клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Какой самый любимый вид транспорта в мире? Машина? То велосипед? Реактивный самолет? Если бы мне пришлось рискнуть предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаю трубы, но они транспортируют огромное количество жидкости (жидкости и газа) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной.Для эффективной работы трубам нужен способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стекать полностью. Это работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические выключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать их количество жидкости, протекающей через них. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Колесо, подобное этому, облегчает открытие клапана, потому что оно увеличивает усилие, которое вы прикладываете к ободу. производят большую и более полезную силу в центре.Если вы не уверены, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по верхней части бутылки с напитками, чтобы впускать и выливать воду, когда вы тянете или толкаете его зубами.

Клапан представляет собой механическое устройство, которое частично перекрывает либо полностью изменить количество жидкости, проходящей через него.Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, который позволяет воде под давлением выходить из трубы. По аналогии, когда вы спускаете воду в унитазе, вы открываете два клапана: один (сифон) пропускает воду чтобы сбежать, чтобы опорожнить поддон и еще один (называемый шаровым краном или шаровой кран), который пропускает больше воды в резервуар, готовый к следующему румянец.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас включена газовая плита (плита) В вашей плите органы управления, которые включают или выключают газ, представляют собой клапаны.Когда вы увеличиваете температуру, вы открываете клапан, который позволяет большему количеству газ поступает по трубе. Больше газа горит большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны практически гарантированно есть в любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который поворачивается подача воды включается или выключается каждый раз, когда барабан ополаскивается. Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открытие и закрытие несколько раз в секунду впустить воздух и топливо и дать сгоревшим выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивые важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь в ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем по всему телу.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА на сайте Commons. 2) Этот гораздо меньший дроссельный клапан работает точно так же, открываясь в центре, чтобы пропустить воздух через трубу.Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды запорным клапаном. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую через нее воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входе холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящих из них. Запорные клапаны очень полезны во время чрезвычайной ситуации (например, при прорыве водопроводной трубы) или для проведения планового технического обслуживания.Как только клапан закрыт, вы можете безопасно выполнять ремонт без выливания всей жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет цельнометаллический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан делает закрытие абсолютно герметичным. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпус и вписывается в седло, когда клапан закрыт.Также существует некоторая форма механизм для открытия и закрытия клапана — либо ручной рычаг, либо колесо (как в кране или запорном кране) или автоматический механизм (как в в автомобильном или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны, которые были отключены, не допускали абсолютно никакого выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химических веществ (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас вода по счетчику). Вот почему уплотнение на клапане должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — физически тяжелая работа: иными словами, нужно приложить много силы, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны управляются рычагами (например, тот, что изображен здесь, но некоторые могут быть намного длиннее, чтобы дать вам больше силы поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют слишком большой силы для подачи человеком, они приводятся в действие гидроцилиндрами.

Правильный выбор материала

Не все клапаны большие, мощные, промышленно прочные, сделанные из металла.Внимательно осмотрите контейнеры для пищевых продуктов на своей кухне, и вы обнаружите у многих есть клапаны. Бутылки с водой (например, та, что я изобразил выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо клапанов. винтовые колпачки. Крышка банки с едой, которую я сфотографировал ниже, является еще одним действительно оригинальным примером клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный, синтетический, силиконовый каучук). Он запечатывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому теоретически еда может просто вылиться на стол внизу! Этот хитроумный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, чтобы пропускать пищу, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете при сжатии, проталкивает пищу через четыре прорези, которые открываются. Когда вы сбросите давление, эластичность клапана заставляет прорези снова опускаться вниз, и банка снова закрывается. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, никогда этого не замечали, но это гениальная инженерная разработка, основанная на очень тщательном подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный пищевой клапан. Слева: вид снизу на закрытый клапан. Посередине: вид сверху на тот же герметичный клапан. Справа: взгляд сверху с поднятым пальцем, чтобы показать, как работает механизм самоуплотняющейся щели. (Если вам интересно, я полагаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические детали того, как это работает в их US10287066B2: Раздаточный клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут функционировать в течение всего срока службы, а что с ними происходит после этого.Например, при упаковке пищевых продуктов переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на кофейных пакетах. После того, как кофе обжарен и расфасован по пакетам, он может лежать на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на пакете он может раздуться и потенциально лопнуть в магазине (или на вашей кухне), разбрасывая кофе повсюду. Итак, на кофейных пакетах есть эти оригинальные односторонние «дегазационные» клапаны, сделанные из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», фактически не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть снаружи, он сплющивает мембрану и плотно запечатывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет переработки? Если вы начнете ставить на пакеты сложные пластиковые клапаны, сумки гораздо труднее перерабатывать. Какой ответ? В настоящее время производители изготавливают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Как работают кофейные клапаны.Верхний ряд: Слева: типичный клапан на внутренней стороне пакетика с кофе. Посередине: этот компостируемый клапан из биопластика (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с газовым клапаном. Справа: разберите его, и вы обнаружите, что внутри него тоже есть пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя CO2 выходит наружу, а затем сглаживается, чтобы предотвратить попадание воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Иллюстрация: восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть – клапан и его ручка или регулятор; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость, когда клапан открыт.

Различные типы клапанов имеют разные названия. То наиболее распространенными являются бабочка, кран или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

  • Шар : Полая сфера (шар) плотно сидит в шаровом кране. внутри трубы, полностью блокируя поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
  • Дроссельная заслонка : Дроссельная заслонка представляет собой диск, который находится в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или вертикально (чтобы полностью перекрыть поток).
  • Кран или пробка : В кране или пробке поток блокируется конусообразной заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
  • Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы путем опуская через них металлические ворота.Большинство клапанов этого типа быть полностью открытым или полностью закрытым и не может работают должным образом, когда они открыты только наполовину. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
  • Глобус : Водопроводные краны являются примерами глобуса. клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы через него проходило больше или меньше жидкости.
  • Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулировать поток жидкости в машинах, таких как карбюраторы автомобильных двигателей и системы центрального отопления.
  • Тарельчатый клапан : Клапаны в цилиндрах автомобильных двигателей представляют собой тарельчатые клапаны. Этот Тип клапана похож на крышку, сидящую на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
  • Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Подобные клапаны скользят назад и вперед, чтобы сделать поток жидкости в том или ином направлении по контуру трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов, например, токсичных химикатов, легковоспламеняющихся нефтепродуктов, пара под высоким давлением, или сжатый воздух — ни в коем случае нельзя допускать утечки. по идее клапан должен быть совершенно безопасным и после закрытия не должен пропускать жидкость или газ. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, работающий от водяного котла, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который можно открыть, дать пару выйти и безопасно сбросить давление до того, как все кончится. котел катастрофически взрывается. Клапаны, которые работают таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открыть вручную для той же цели).

Работа: Пример предохранительного клапана, встроенного в обычный кран горячей воды.

В обычном кране вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы поднять или опустить клапан. Это позволяет воде течь слева направо по горизонтальной трубе, вокруг изгиба (через щель, где был клапан) и выходить через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу есть дополнительный предохранительный клапан, окрашенный в зеленый цвет. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, обвитой вокруг него. Однако, если давление воды становится слишком большим, она давит на конус, открывает клапан, и вода уходит вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1,449,472: Предохранительный кран Пола Б. Вессона и компании Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011 г. Подробное руководство по различным типам клапанов, их выбору, размерам и проблемам, которые могут возникнуть при их использовании.
  • Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство покупателя.
  • Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Дикенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Артикул

  • Создание лучшего клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
  • Британец получает искусственное пластиковое сердце: выбор NHS, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
  • Предохранительные клапаны снижают риск ожогов: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических клапанов для кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты дают отличное представление о технических тонкостях того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

  • US3425439: Клапан-бабочка от Don W Duffey.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Jean Gachot. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности, разработанный Джеймсом Старесом. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
  • US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльза Питера де Клера. Colder Products Co., 16 марта 2004 г.
  • .
  • US10287066B2: Раздаточный клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Какой самый любимый вид транспорта в мире? Машина? То велосипед? Реактивный самолет? Если бы мне пришлось рискнуть предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаю трубы, но они транспортируют огромное количество жидкости (жидкости и газа) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной.Для эффективной работы трубам нужен способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стекать полностью. Это работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические выключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать их количество жидкости, протекающей через них. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Колесо, подобное этому, облегчает открытие клапана, потому что оно увеличивает усилие, которое вы прикладываете к ободу. производят большую и более полезную силу в центре.Если вы не уверены, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по верхней части бутылки с напитками, чтобы впускать и выливать воду, когда вы тянете или толкаете его зубами.

Клапан представляет собой механическое устройство, которое частично перекрывает либо полностью изменить количество жидкости, проходящей через него.Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, который позволяет воде под давлением выходить из трубы. По аналогии, когда вы спускаете воду в унитазе, вы открываете два клапана: один (сифон) пропускает воду чтобы сбежать, чтобы опорожнить поддон и еще один (называемый шаровым краном или шаровой кран), который пропускает больше воды в резервуар, готовый к следующему румянец.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас включена газовая плита (плита) В вашей плите органы управления, которые включают или выключают газ, представляют собой клапаны.Когда вы увеличиваете температуру, вы открываете клапан, который позволяет большему количеству газ поступает по трубе. Больше газа горит большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны практически гарантированно есть в любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который поворачивается подача воды включается или выключается каждый раз, когда барабан ополаскивается. Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открытие и закрытие несколько раз в секунду впустить воздух и топливо и дать сгоревшим выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивые важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь в ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем по всему телу.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА на сайте Commons. 2) Этот дроссельный клапан гораздо меньшего размера работает точно так же, открываясь в центре, чтобы пропустить воздух через трубу.Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды запорным клапаном. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую через нее воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входе холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящих из них. Запорные клапаны очень полезны во время чрезвычайной ситуации (например, при прорыве водопроводной трубы) или для проведения планового технического обслуживания.Как только клапан закрыт, вы можете безопасно выполнять ремонт без выливания всей жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет цельнометаллический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан делает закрытие абсолютно герметичным. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпус и вписывается в седло, когда клапан закрыт.Также существует некоторая форма механизм для открытия и закрытия клапана — либо ручной рычаг, либо колесо (как в кране или запорном кране) или автоматический механизм (как в в автомобильном или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны, которые были отключены, не допускали абсолютно никакого выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химических веществ (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас вода по счетчику). Вот почему уплотнение на клапане должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — физически тяжелая работа: иными словами, нужно приложить много силы, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны управляются рычагами (например, тот, что изображен здесь, но некоторые могут быть намного длиннее, чтобы дать вам больше силы поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют слишком большой силы для подачи человеком, они приводятся в действие гидроцилиндрами.

Правильный выбор материала

Не все клапаны большие, мощные, промышленно прочные, сделанные из металла.Внимательно осмотрите контейнеры для пищевых продуктов на своей кухне, и вы обнаружите у многих есть клапаны. Бутылки с водой (например, та, что я изобразил выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо клапанов. винтовые колпачки. Крышка банки с едой, которую я сфотографировал ниже, является еще одним действительно оригинальным примером клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный, синтетический, силиконовый каучук). Он запечатывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому теоретически еда может просто вылиться на стол внизу! Этот хитроумный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, чтобы пропускать пищу, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете при сжатии, проталкивает пищу через четыре прорези, которые открываются. Когда вы сбросите давление, эластичность клапана заставляет прорези снова опускаться вниз, и банка снова закрывается. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, никогда этого не замечали, но это гениальная инженерная разработка, основанная на очень тщательном подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный пищевой клапан. Слева: вид снизу на закрытый клапан. Посередине: вид сверху на тот же герметичный клапан. Справа: взгляд сверху с поднятым пальцем, чтобы показать, как работает механизм самоуплотняющейся щели. (Если вам интересно, я полагаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические детали того, как это работает в их US10287066B2: Раздаточный клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут функционировать в течение всего срока службы, а что с ними происходит после этого.Например, при упаковке пищевых продуктов переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на кофейных пакетах. После того, как кофе обжарен и расфасован по пакетам, он может лежать на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на пакете он может раздуться и потенциально лопнуть в магазине (или на вашей кухне), разбрасывая кофе повсюду. Итак, на кофейных пакетах есть эти оригинальные односторонние «дегазационные» клапаны, сделанные из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», фактически не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть снаружи, он сплющивает мембрану и плотно запечатывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет переработки? Если вы начнете ставить на пакеты сложные пластиковые клапаны, сумки гораздо труднее перерабатывать. Какой ответ? В настоящее время производители изготавливают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Как работают кофейные клапаны.Верхний ряд: Слева: типичный клапан на внутренней стороне пакетика с кофе. Посередине: этот компостируемый клапан из биопластика (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с газовым клапаном. Справа: разберите его, и вы обнаружите, что внутри него тоже есть пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя CO2 выходит наружу, а затем сглаживается, чтобы предотвратить попадание воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Иллюстрация: восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть – клапан и его ручка или регулятор; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость, когда клапан открыт.

Различные типы клапанов имеют разные названия. То наиболее распространенными являются бабочка, кран или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

  • Шар : Полая сфера (шар) плотно сидит в шаровом кране. внутри трубы, полностью блокируя поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
  • Дроссельная заслонка : Дроссельная заслонка представляет собой диск, который находится в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или вертикально (чтобы полностью перекрыть поток).
  • Кран или пробка : В кране или пробке поток блокируется конусообразной заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
  • Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы путем опуская через них металлические ворота.Большинство клапанов этого типа быть полностью открытым или полностью закрытым и не может работают должным образом, когда они открыты только наполовину. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
  • Глобус : Водопроводные краны являются примерами глобуса. клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы через него проходило больше или меньше жидкости.
  • Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулировать поток жидкости в машинах, таких как карбюраторы автомобильных двигателей и системы центрального отопления.
  • Тарельчатый клапан : Клапаны в цилиндрах автомобильных двигателей представляют собой тарельчатые клапаны. Этот Тип клапана похож на крышку, сидящую на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
  • Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Подобные клапаны скользят назад и вперед, чтобы сделать поток жидкости в том или ином направлении по контуру трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов, например, токсичных химикатов, легковоспламеняющихся нефтепродуктов, пара под высоким давлением, или сжатый воздух — ни в коем случае нельзя допускать утечки. по идее клапан должен быть совершенно безопасным и после закрытия не должен пропускать жидкость или газ. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, работающий от водяного котла, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который можно открыть, дать пару выйти и безопасно сбросить давление до того, как все кончится. котел катастрофически взрывается. Клапаны, которые работают таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открыть вручную для той же цели).

Работа: Пример предохранительного клапана, встроенного в обычный кран горячей воды.

В обычном кране вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы поднять или опустить клапан. Это позволяет воде течь слева направо по горизонтальной трубе, вокруг изгиба (через щель, где был клапан) и выходить через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу есть дополнительный предохранительный клапан, окрашенный в зеленый цвет. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, обвитой вокруг него. Однако, если давление воды становится слишком большим, она давит на конус, открывает клапан, и вода уходит вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1,449,472: Предохранительный кран Пола Б. Вессона и компании Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011 г. Подробное руководство по различным типам клапанов, их выбору, размерам и проблемам, которые могут возникнуть при их использовании.
  • Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство покупателя.
  • Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Дикенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Артикул

  • Создание лучшего клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
  • Британец получает искусственное пластиковое сердце: выбор NHS, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
  • Предохранительные клапаны снижают риск ожогов: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических клапанов для кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты дают отличное представление о технических тонкостях того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

  • US3425439: Клапан-бабочка от Don W Duffey.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Jean Gachot. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности, разработанный Джеймсом Старесом. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
  • US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльза Питера де Клера. Colder Products Co., 16 марта 2004 г.
  • .
  • US10287066B2: Раздаточный клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Какой самый любимый вид транспорта в мире? Машина? То велосипед? Реактивный самолет? Если бы мне пришлось рискнуть предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаю трубы, но они транспортируют огромное количество жидкости (жидкости и газа) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной.Для эффективной работы трубам нужен способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стекать полностью. Это работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические выключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать их количество жидкости, протекающей через них. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Колесо, подобное этому, облегчает открытие клапана, потому что оно увеличивает усилие, которое вы прикладываете к ободу. производят большую и более полезную силу в центре.Если вы не уверены, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по верхней части бутылки с напитками, чтобы впускать и выливать воду, когда вы тянете или толкаете его зубами.

Клапан представляет собой механическое устройство, которое частично перекрывает либо полностью изменить количество жидкости, проходящей через него.Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, который позволяет воде под давлением выходить из трубы. По аналогии, когда вы спускаете воду в унитазе, вы открываете два клапана: один (сифон) пропускает воду чтобы сбежать, чтобы опорожнить поддон и еще один (называемый шаровым краном или шаровой кран), который пропускает больше воды в резервуар, готовый к следующему румянец.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас включена газовая плита (плита) В вашей плите органы управления, которые включают или выключают газ, представляют собой клапаны.Когда вы увеличиваете температуру, вы открываете клапан, который позволяет большему количеству газ поступает по трубе. Больше газа горит большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны практически гарантированно есть в любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который поворачивается подача воды включается или выключается каждый раз, когда барабан ополаскивается. Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открытие и закрытие несколько раз в секунду впустить воздух и топливо и дать сгоревшим выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивые важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь в ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем по всему телу.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА на сайте Commons. 2) Этот гораздо меньший дроссельный клапан работает точно так же, открываясь в центре, чтобы пропустить воздух через трубу.Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды запорным клапаном. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую через нее воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входе холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящих из них. Запорные клапаны очень полезны во время чрезвычайной ситуации (например, при прорыве водопроводной трубы) или для проведения планового технического обслуживания.Как только клапан закрыт, вы можете безопасно выполнять ремонт без выливания всей жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет цельнометаллический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан делает закрытие абсолютно герметичным. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпус и вписывается в седло, когда клапан закрыт.Также существует некоторая форма механизм для открытия и закрытия клапана — либо ручной рычаг, либо колесо (как в кране или запорном кране) или автоматический механизм (как в в автомобильном или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны, которые были отключены, не допускали абсолютно никакого выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химических веществ (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас вода по счетчику). Вот почему уплотнение на клапане должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — физически тяжелая работа: иными словами, нужно приложить много силы, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны управляются рычагами (например, тот, что изображен здесь, но некоторые могут быть намного длиннее, чтобы дать вам больше силы поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют слишком большой силы для подачи человеком, они приводятся в действие гидроцилиндрами.

Правильный выбор материала

Не все клапаны большие, мощные, промышленно прочные, сделанные из металла.Внимательно осмотрите контейнеры для пищевых продуктов на своей кухне, и вы обнаружите у многих есть клапаны. Бутылки с водой (например, та, что я изобразил выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо клапанов. винтовые колпачки. Крышка банки с едой, которую я сфотографировал ниже, является еще одним действительно оригинальным примером клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный, синтетический, силиконовый каучук). Он запечатывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому теоретически еда может просто вылиться на стол внизу! Этот хитроумный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, чтобы пропускать пищу, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете при сжатии, проталкивает пищу через четыре прорези, которые открываются. Когда вы сбросите давление, эластичность клапана заставляет прорези снова опускаться вниз, и банка снова закрывается. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, никогда этого не замечали, но это гениальная инженерная разработка, основанная на очень тщательном подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный пищевой клапан. Слева: вид снизу на закрытый клапан. Посередине: вид сверху на тот же герметичный клапан. Справа: взгляд сверху с поднятым пальцем, чтобы показать, как работает механизм самоуплотняющейся щели. (Если вам интересно, я полагаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические детали того, как это работает в их US10287066B2: Раздаточный клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут функционировать в течение всего срока службы, а что с ними происходит после этого.Например, при упаковке пищевых продуктов переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на кофейных пакетах. После того, как кофе обжарен и расфасован по пакетам, он может лежать на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на пакете он может раздуться и потенциально лопнуть в магазине (или на вашей кухне), разбрасывая кофе повсюду. Итак, на кофейных пакетах есть эти оригинальные односторонние «дегазационные» клапаны, сделанные из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», фактически не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть снаружи, он сплющивает мембрану и плотно запечатывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет переработки? Если вы начнете ставить на пакеты сложные пластиковые клапаны, сумки гораздо труднее перерабатывать. Какой ответ? В настоящее время производители изготавливают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Как работают кофейные клапаны.Верхний ряд: Слева: типичный клапан на внутренней стороне пакетика с кофе. Посередине: этот компостируемый клапан из биопластика (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с газовым клапаном. Справа: разберите его, и вы обнаружите, что внутри него тоже есть пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя CO2 выходит наружу, а затем сглаживается, чтобы предотвратить попадание воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Иллюстрация: восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть – клапан и его ручка или регулятор; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость, когда клапан открыт.

Различные типы клапанов имеют разные названия. То наиболее распространенными являются бабочка, кран или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

  • Шар : Полая сфера (шар) плотно сидит в шаровом кране. внутри трубы, полностью блокируя поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
  • Дроссельная заслонка : Дроссельная заслонка представляет собой диск, который находится в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или вертикально (чтобы полностью перекрыть поток).
  • Кран или пробка : В кране или пробке поток блокируется конусообразной заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
  • Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы путем опуская через них металлические ворота.Большинство клапанов этого типа быть полностью открытым или полностью закрытым и не может работают должным образом, когда они открыты только наполовину. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
  • Глобус : Водопроводные краны являются примерами глобуса. клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы через него проходило больше или меньше жидкости.
  • Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулировать поток жидкости в машинах, таких как карбюраторы автомобильных двигателей и системы центрального отопления.
  • Тарельчатый клапан : Клапаны в цилиндрах автомобильных двигателей представляют собой тарельчатые клапаны. Этот Тип клапана похож на крышку, сидящую на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
  • Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Подобные клапаны скользят назад и вперед, чтобы сделать поток жидкости в том или ином направлении по контуру трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов, например, токсичных химикатов, легковоспламеняющихся нефтепродуктов, пара под высоким давлением, или сжатый воздух — ни в коем случае нельзя допускать утечки. по идее клапан должен быть совершенно безопасным и после закрытия не должен пропускать жидкость или газ. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, работающий от водяного котла, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который можно открыть, дать пару выйти и безопасно сбросить давление до того, как все кончится. котел катастрофически взрывается. Клапаны, которые работают таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открыть вручную для той же цели).

Работа: Пример предохранительного клапана, встроенного в обычный кран горячей воды.

В обычном кране вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы поднять или опустить клапан. Это позволяет воде течь слева направо по горизонтальной трубе, вокруг изгиба (через щель, где был клапан) и выходить через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу есть дополнительный предохранительный клапан, окрашенный в зеленый цвет. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, обвитой вокруг него. Однако, если давление воды становится слишком большим, она давит на конус, открывает клапан, и вода уходит вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1,449,472: Предохранительный кран Пола Б. Вессона и компании Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011 г. Подробное руководство по различным типам клапанов, их выбору, размерам и проблемам, которые могут возникнуть при их использовании.
  • Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство покупателя.
  • Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Дикенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Артикул

  • Создание лучшего клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
  • Британец получает искусственное пластиковое сердце: выбор NHS, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
  • Предохранительные клапаны снижают риск ожогов: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических клапанов для кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты дают отличное представление о технических тонкостях того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

  • US3425439: Клапан-бабочка от Don W Duffey.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Jean Gachot. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
  • US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности, разработанный Джеймсом Старесом. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
  • US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльза Питера де Клера. Colder Products Co., 16 марта 2004 г.
  • .
  • US10287066B2: Раздаточный клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Что такое электромагнитный клапан и как он работает?

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое управление потоком жидкости. Они находят все более широкое применение в самых различных типах установок и оборудования. Разнообразие различных доступных конструкций позволяет выбрать клапан в соответствии с конкретной областью применения.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое управление потоком жидкости.Они находят все более широкое применение в самых различных типах установок и оборудования. Разнообразие различных доступных конструкций позволяет выбрать клапан в соответствии с конкретной областью применения.

СТРОИТЕЛЬСТВО

Электромагнитные клапаны представляют собой блоки управления, которые при подаче или отключении питания либо перекрывают, либо пропускают поток жидкости. Привод выполнен в виде электромагнита. При подаче питания создается магнитное поле, которое тянет плунжер или поворотный якорь против действия пружины.В обесточенном состоянии плунжер или поворотный якорь под действием пружины возвращаются в исходное положение.

РАБОТА КЛАПАНА

По способу срабатывания различают клапаны прямого действия, клапаны с внутренним управлением и клапаны с внешним управлением. Еще одним отличительным признаком является количество соединений портов или количество путей потока («путей»).

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

В электромагнитном клапане прямого действия уплотнение седла прикреплено к сердечнику электромагнита.В обесточенном состоянии отверстие седла закрыто, которое открывается, когда клапан находится под напряжением.

2-ХОДОВЫЕ КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Двухходовые клапаны представляют собой запорные клапаны с одним входным и одним выходным портами (рис. 1). В обесточенном состоянии пружина сердечника с помощью давления жидкости удерживает уплотнение клапана на седле клапана, перекрывая поток. При подаче питания сердечник и уплотнение втягиваются в катушку соленоида, и клапан открывается. Электромагнитная сила больше, чем объединенная сила пружины и силы статического и динамического давления среды.

фигура 1

3-ХОДОВЫЕ КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Трехходовые клапаны имеют три портовых соединения и два седла клапана. Одно уплотнение клапана всегда остается открытым, а другое закрытым в обесточенном режиме. Когда катушка находится под напряжением, режим меняется на противоположный. Трехходовой клапан, показанный на рис. 2, выполнен с сердечником плунжерного типа. Различные операции клапана могут быть получены в зависимости от того, как текучая среда подключена к рабочим отверстиям на рис. 2. Давление жидкости увеличивается под седлом клапана.Когда катушка обесточена, коническая пружина плотно прижимает нижнее уплотнение сердечника к седлу клапана и перекрывает поток жидкости. Порт A выпускается через R. Когда на катушку подается питание, сердечник втягивается внутрь, седло клапана в порту R закрывается подпружиненным верхним уплотнением сердечника. Текучая среда теперь течет от Р к А.

фигура 2 В отличие от версий с сердечниками плунжерного типа, задвижки с поворотным якорем имеют все присоединительные отверстия в корпусе задвижки. Изолирующая диафрагма предотвращает контакт жидкой среды с камерой катушки.Клапаны с поворотным якорем могут использоваться для обеспечения работы любого трехходового клапана. Основной принцип конструкции показан на рис. 3. Клапаны с поворотным якорем в стандартной комплектации снабжены ручным управлением.

цифра 3

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ УПРАВЛЕНИЕМ

В клапанах прямого действия силы статического давления увеличиваются с увеличением диаметра отверстия, что означает, что магнитные силы, необходимые для преодоления сил давления, соответственно становятся больше.Поэтому электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются для переключения более высоких давлений в сочетании с отверстиями большего размера; в этом случае перепад давления жидкости выполняет основную работу по открытию и закрытию клапана.

ДВУХХОДОВЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ УПРАВЛЕНИЕМ

Электромагнитные клапаны с внутренним управлением оснащаются 2- или 3-ходовым пилотным электромагнитным клапаном. Мембрана или поршень обеспечивают уплотнение седла главного клапана. Работа такого клапана показана на рис.4. Когда пилотный клапан закрыт, давление жидкости увеличивается с обеих сторон диафрагмы через выпускное отверстие. Пока существует перепад давления между впускным и выпускным отверстиями, запирающее усилие доступно благодаря большей эффективной площади в верхней части диафрагмы. Когда пилотный клапан открывается, давление с верхней стороны диафрагмы сбрасывается. Большая эффективная сила чистого давления снизу теперь поднимает диафрагму и открывает клапан. Как правило, клапаны с внутренним управлением требуют минимального перепада давления для обеспечения удовлетворительного открытия и закрытия.Компания Omega также предлагает клапаны с внутренним пилотированием, в конструкции которых используется соединенный сердечник и диафрагма, которые работают при нулевом перепаде давления (рис. 5).

цифра 4

МНОГОХОДОВЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ УПРАВЛЕНИЕМ

4-ходовые электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются в основном в гидравлических и пневматических устройствах для приведения в действие цилиндров двойного действия. Эти клапаны имеют четыре патрубка: впускной патрубок P, два патрубка цилиндра A и B и один патрубок выпускного патрубка R.4/2-ходовой тарельчатый клапан с внутренним управлением показан на рис. 6. В обесточенном состоянии пилотный клапан открывается на соединении входа давления с пилотным каналом. Обе тарелки главного клапана теперь находятся под давлением и переключаются. Теперь соединение порта P подключено к A, а B может выпустить воздух через второй ограничитель через R.

цифра 5

КЛАПАНЫ С ВНЕШНИМ УПРАВЛЕНИЕМ

В этих типах для приведения в действие клапана используется независимая пилотная среда.На рис. 7 показан поршневой клапан с угловым седлом и запорной пружиной. В безнапорном состоянии седло клапана закрыто. 3-ходовой соленоидный клапан, который может быть установлен на приводе, управляет независимой управляющей средой. Когда на электромагнитный клапан подается питание, поршень поднимается против действия пружины, и клапан открывается. Нормально открытый вариант клапана может быть получен, если пружина размещена на противоположной стороне поршня привода. В этих случаях независимая управляющая среда подключается к верхней части привода.Версии двойного действия, управляемые 4/2-ходовыми клапанами, не содержат пружины.

цифра 6

МАТЕРИАЛЫ

Все материалы, используемые в конструкции клапанов, тщательно отбираются в соответствии с различными видами применения. Материал корпуса, материал уплотнения и материал соленоида выбраны для оптимизации функциональной надежности, совместимости с жидкостями, срока службы и стоимости.

МАТЕРИАЛЫ КОРПУСОВ

Корпуса клапанов нейтральной жидкости изготавливаются из латуни и бронзы.Для жидкостей с высокими температурами, например пара, доступна коррозионностойкая сталь. Кроме того, полиамидный материал используется в различных пластиковых клапанах по экономическим причинам.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Все детали соленоидного привода, контактирующие с жидкостью, изготовлены из аустенитной коррозионностойкой стали. Таким образом гарантируется устойчивость к коррозионному воздействию нейтральных или слабоагрессивных сред.

УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Конкретные механические, термические и химические условия применения влияют на выбор материала уплотнения.стандартным материалом для нейтральных жидкостей при температурах до 194°F обычно является FKM. Для более высоких температур используются EPDM и PTFE. Материал ПТФЭ универсально устойчив практически ко всем жидкостям, представляющим интерес с технической точки зрения.

НОМИНАЛЬНЫЕ ДАВЛЕНИЯ — ДИАПАЗОН ДАВЛЕНИЙ

Все значения давления, приведенные в этом разделе, относятся к манометрическому давлению. Номинальные значения давления указаны в фунтах на квадратный дюйм. Клапаны надежно работают в заданных диапазонах давления. Наши цифры относятся к диапазону от 15 % пониженного напряжения до 10 % повышенного напряжения.Если 3/2-ходовые клапаны используются в другом режиме, допустимый диапазон давления изменяется. Более подробная информация содержится в наших технических паспортах.

В случае работы с вакуумом необходимо убедиться, что вакуум находится на стороне выхода (A или B), а более высокое давление, т. е. атмосферное давление, подключено к входному отверстию P.

ЗНАЧЕНИЕ РАСХОДА

Скорость потока через клапан определяется характером конструкции и типом потока.Размер клапана, необходимый для конкретного применения, обычно определяется номинальным значением Cv. Эта цифра рассчитана для стандартных единиц измерения и условий, т. е. расхода в галлонах в минуту и ​​использования воды при температуре от 40°F до 86°F при перепаде давления 1 фунт/кв. дюйм. Приведены значения Cv для каждого клапана. Стандартизированная система значений расхода также используется для пневматики. В этом случае поток воздуха в SCFM выше по потоку и перепад давления 15 PSI при температуре 68°F.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИВОД

Общей чертой всех соленоидных клапанов Omega является соленоидная система, залитая эпоксидной смолой.В этой системе вся магнитопроводная катушка, соединения, ярмо и направляющая трубка сердечника объединены в одном компактном блоке. Это приводит к тому, что высокая магнитная сила удерживается в минимальном пространстве, обеспечивая первоклассную электрическую изоляцию и защиту от вибрации, а также от внешних коррозионных воздействий.

КАТУШКИ

Катушки Omega доступны для всех широко используемых напряжений переменного и постоянного тока. Низкое энергопотребление, особенно при использовании небольших соленоидных систем, означает, что возможно управление с помощью полупроводниковой схемы.

цифра 7 Доступная магнитная сила увеличивается по мере уменьшения воздушного зазора между сердечником и гайкой заглушки, независимо от того, задействован ли переменный или постоянный ток. Система соленоидов переменного тока имеет большую магнитную силу, доступную при большем ходе, чем сопоставимая система соленоидов постоянного тока. Характерные графики зависимости хода от силы, показанные на рис. 8, иллюстрируют эту взаимосвязь.

Потребляемый ток соленоида переменного тока определяется индуктивностью. С увеличением хода индуктивное сопротивление уменьшается и вызывает увеличение потребляемого тока.Это означает, что в момент обесточивания ток достигает своего максимального значения. Противоположная ситуация применима к соленоиду постоянного тока, где потребление тока зависит только от сопротивления обмоток. Сравнение характеристик включения соленоидов переменного и постоянного тока во времени показано на рис. 9. В момент подачи питания, т. е. когда воздушный зазор максимален, соленоидные клапаны потребляют гораздо более высокие токи, чем когда сердечник полностью закрыт. втянут, т. е. воздушный зазор закрыт.Это приводит к высокой производительности и расширенному диапазону давления. В системах постоянного тока после включения тока поток увеличивается относительно медленно, пока не будет достигнут постоянный ток удержания. Таким образом, эти клапаны способны регулировать только более низкие давления, чем клапаны переменного тока при тех же размерах отверстия. Более высокое давление может быть получено только за счет уменьшения размера отверстия и, следовательно, пропускной способности.

ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ

Когда катушка соленоида находится под напряжением, всегда выделяется определенное количество тепла.Стандартная версия соленоидных клапанов характеризуется относительно низким превышением температуры. Они рассчитаны на достижение максимального повышения температуры 144°F в условиях непрерывной работы (100%) и при 10% перенапряжении. Кроме того, обычно допустима максимальная температура окружающей среды 130°F. Максимально допустимая температура жидкости зависит от конкретных указанных материалов уплотнения и корпуса. Эти цифры можно получить из технических данных.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ (VDE0580) ВРЕМЯ ОТВЕТА

Небольшие объемы и относительно высокие магнитные силы, связанные с электромагнитными клапанами, позволяют получить быстрое время отклика.Для специальных применений доступны клапаны с различным временем срабатывания. Время отклика определяется как время между подачей сигнала переключения и завершением механического открытия или закрытия.

НА ПЕРИОД

Период включения определяется как время между включением и выключением тока соленоида.

ПЕРИОД ЦИКЛА

Суммарное время включенного и обесточенного периодов является периодом цикла. Предпочтительный период цикла: 2, 5, 10 или 30 минут.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАБОЧИЙ ЦИКЛ

Относительный рабочий цикл (%) представляет собой процентное отношение периода включения к общему периоду цикла. Непрерывная работа (100% рабочий цикл) определяется как непрерывная работа до тех пор, пока не будет достигнута установившаяся температура.

РАБОТА КЛАПАНА

Код работы клапана всегда состоит из заглавной буквы. В сводке слева подробно описаны коды различных операций клапана и указаны соответствующие стандартные символы контура.

ВЯЗКОСТЬ

Технические данные действительны для вязкостей до указанной цифры.Допустимы более высокие значения вязкости, но в этих случаях диапазон допустимых значений напряжения уменьшается, а время отклика увеличивается.

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР

Температурные ограничения для текучей среды всегда детализированы. Различные факторы, напр. Тем не менее, условия окружающей среды, езда на велосипеде, скорость, допуск по напряжению, особенности установки и т. д. могут, однако, повлиять на температурные характеристики. Поэтому приведенные здесь значения следует использовать только в качестве общего руководства. В случаях, когда речь идет об эксплуатации в экстремальных температурных диапазонах, вам следует обратиться за консультацией в технический отдел компании Omega.

Техническое обучение Техническое обучение

Как работают электромагнитные клапаны — инженерное мышление

Как работают электромагнитные клапаны

Как работают электромагнитные клапаны, в этой статье мы рассмотрим, как работают электромагнитные клапаны.Мы рассмотрим основные принципы работы двух типов электромагнитных клапанов. Мы также расскажем, как выглядят настоящие электромагнитные клапаны, почему используются электромагнитные клапаны, где используются электромагнитные клапаны и как работают электромагнитные клапаны.
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть видео на YouTube по этой статье

Если вы работаете с электромагнитными клапанами, вам нужно загрузить приложение Magnetic Tool от Danfoss.
Приложение Magnetic Tool, входящее в состав Danfoss CoolApps Toolbox, позволяет быстро и легко тестировать катушки электромагнитных клапанов и доступно по всему миру для Android и iPhone.

🎁 Скачать магнитный инструмент для бесплатно – нажмите здесь

Электромагнитные клапаны используются для преобразования электрической энергии в механическую.

Часть электромагнитного клапана

Электромагнитные клапаны имеют весьма характерный вид. Как и следовало ожидать, у них есть корпус клапана, но сверху у них есть блок с выходящими проводами. Эта верхняя часть является соленоидом, а нижняя часть — клапаном, поэтому получается электромагнитный клапан.

Эти клапаны бывают разных форм и размеров. Ниже я покажу вам несколько примеров.Изменение формы зависит от пропускной способности клапана, давления, с которым он работает, и различных внутренних механизмов.

Типы электромагнитных клапанов

Почему мы используем электромагнитные клапаны

Почему мы используем электромагнитные клапаны? Эти клапаны позволяют инженерам автономно и дистанционно управлять потоком жидкости в системе. Эта жидкость может быть жидкостью или газом. Например, вода, воздух, природный газ, масло, пар, хладагент и т. д. список можно продолжать и продолжать.

Электромагнитная катушка используется для управления клапаном, пропуская через нее электрический ток для создания электромагнитного поля и управления клапаном.Это означает, что если он подключен к контроллеру, им можно управлять автономно и удаленно с помощью компьютера без необходимости для инженеров физически открывать и закрывать клапаны. Это позволяет системам работать намного эффективнее и безопаснее.

Где мы используем электромагнитные клапаны

Где мы используем или находим электромагнитные клапаны? Короткий ответ — ВЕЗДЕ! Электромагнитные клапаны можно найти везде, от стиральных машин до космических ракет, хотя в этом видео мы сосредоточимся на промышленных приложениях и системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Давайте посмотрим несколько примеров.

В коммерческих холодильных системах мы почти наверняка найдем по крайней мере один электромагнитный клапан в системе, и он обычно находится в жидкостной линии рядом с расширительным клапаном. Ранее мы также рассказывали о том, как работают расширительные клапаны, проверьте это, нажав здесь.

Пример электромагнитного клапана AHU

Пример: вентиляционная установка.
Он имеет двойной охлаждающий змеевик прямого испарения внутри для контроля температуры воздуха, проходящего по зданию.Верхний расширительный клапан и охлаждающий змеевик всегда включены, когда система работает, а второй расширительный клапан и змеевик включаются только летом, когда охлаждающая нагрузка слишком велика для одного змеевика. Поэтому электромагнитный клапан используется здесь для изоляции второго змеевика и расширительного клапана до тех пор, пока они не потребуются. Затем контроллер посылает сигнал клапану открыться и обеспечить дополнительное охлаждение.

Электромагнитный клапан оттаивания горячим газом

Пример: оттайка горячим газом
Другим очень распространенным применением электромагнитных клапанов в холодильных системах является линия оттайки горячим газом для управления потоком горячего хладагента в испаритель во время цикла оттайки.Когда влага из воздуха конденсируется на трубках испарителя, она замерзает и вызывает образование льда. Нам нужно удалить это, чтобы обеспечить эффективную работу, поэтому мы открываем электромагнитный клапан, чтобы направить горячий хладагент из компрессора и через испаритель вместо конденсатора. Затем, когда разморозка завершена, электромагнитный клапан закрывается, и система продолжает работать в обычном режиме в режиме охлаждения.

Электромагнитный клапан завода по производству напитков

Пример: производство напитков
В промышленности мы можем использовать эти клапаны для точного управления потоком и смешиванием жидкостей, например, чтобы налить необходимое количество газированного напитка в бутылку на производственной линии.

Мы также можем найти электромагнитные клапаны, используемые на производственной линии для предотвращения утечек. Если датчик обнаруживает утечку из трубопровода, то электромагнитный клапан в этой части технологической линии автоматически перекрывается, чтобы предотвратить потери продукта и защитить производственное оборудование, пока инженеры не смогут его устранить.

Как они работают

Существует несколько вариантов работы клапана в зависимости от требуемой производительности и рабочего давления. Мы собираемся сосредоточиться на клапане прямого действия, который является самой простой версией.

В клапане прямого действия у нас есть соленоид сверху, который в основном представляет собой катушку провода. Как вы, возможно, видели в наших обучающих видео по электрике. Когда мы пропускаем электрический ток через катушку, мы генерируем электромагнитное поле. Это магнитное поле управляет клапаном.

Как работает электромагнитный клапан

У нас есть два типа клапанов: нормально открытый и нормально закрытый. Сначала рассмотрим нормально закрытый тип.

Нормально закрытые электромагнитные клапаны

Внутри клапана у нас есть арматура.Соленоид помещается над ним и полностью окружает якорь, так что он находится в центре его магнитного поля. Внутри цилиндра якоря находится плунжер и пружина.

Как работают нормально закрытые электромагнитные клапаны

Пружина толкает плунжер вниз в клапане нормально закрытого типа. Поскольку поршень толкается пружиной, он остается в нижнем положении, закрывая клапан на неопределенный срок. Но если на катушку подается электрический ток, она будет генерировать электромагнитное поле, и это магнитное поле проходит через поршень и заставляет его двигаться вверх против пружины, тем самым открывая клапан.(Подробную анимацию смотрите в видео на YouTube)

В центре катушки линии магнитного поля самые компактные и, следовательно, самые сильные. Вот почему мы помещаем поршень в центр.

Как только электрический ток прекращается, магнитное поле исчезает, и пружина снова заставляет поршень опускаться, чтобы закрыть клапан.

Нормально открытые электромагнитные клапаны

Нормально открытый электромагнитный клапан

С нормально открытыми клапанами у нас снова есть катушка вокруг якоря, но на этот раз пружина толкает плунжер в верхнее положение, так что клапан всегда открыт, если только на катушку соленоида не подается питание.

Если затем пропустить через катушку ток, он снова создаст электромагнитное поле, но на этот раз поле будет толкать поршень, а не тянуть его. Когда поршень нажимается, он закрывает клапан и останавливает поток жидкости в системе.

Когда электрический ток прекращается, пружина возвращает поршень в верхнее положение и снова открывает клапан.

.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.