Конструкція вентилів запірних для повітря, оливи і води, їх несправності

Тема: Ремонт вентилів запірних для повітря, оливи і води. Тема уроку: Конструкція вентилів запірних для повітря, оливи і води, їх несправностіВикладач Віктор БІЛОКІНЬ

Вентиль - один із часто використовуваних видів запірно-регулювальної арматури. Його головна відмінна конструктивна характеристика в тому, що замикальний елемент рухається паралельно потоку робочого середовища. Нинішній стандарт “Арматура трубопровідна” вказує на неприпустимість застосування терміну “вентиль” і вимагає позначати такий пристрій словом “клапан”, проте і монтажники, і проєктувальники, і продавці наразі все ж таки найчастіше використовують слово “вентиль”. Сьогодні в техніці, опаленні та водопостачанні, якщо треба забезпечити просто припинення потоку рідини, здебільшого використовуються кульові крани. Вони мають цілу низку переваг, але їх заборонено використовувати як регулювальну арматуру. І в таких ситуаціях купити вентиль запірно-регулювальний  - найоптимальніше рішення.

ДСТУ 2611-94 Арматура трубопровідна загальнопромислового призначення Терміни та визначення. Трубопрові́дна армату́ра — пристрої, що встановлюються на трубопроводах, агрегатах, посудинах під тиском і призначені для керування (вимкнення, розподілу, регулювання, скидання, змішування, розділення) потоками робочих середовищ (рідких, газоподібних, сипучих, суспензій тощо) шляхом зміни площі прохідного перерізу. Кла́пан (від нім. Kláppen), у 1920-х роках пропонувався термін хлипа́к — деталь, заслінка або пристрій для регулювання витрати газу, пари або рідини в машинах і трубопроводах шляхом зміни площі прохідного перерізу.

Призначення. В інженерних системах вентилі застосовуються як запірна трубопровідна арматура з можливістю регулювання витрати. Існують вироби і більш цільового призначення - тільки запірні або тільки регулюючі, але вони більше застосовуються в певних галузях промисловості. Яскравий приклад побутового застосування таких пристроїв  - ручні. Можливість регулювання проходу теплоносія через опалювальний прилад дозволяє не тільки підтримувати комфортну температуру в приміщенні, а й економити енергоносії. Практично всі виробники трубопровідних систем мають у своєму асортименті такі вироби, але слід зазначити, що купують вентилі значно рідше, ніж кульові крани. Типові  завдання для вентиля в побутовому секторі:  треба мати можливість регулювати тиск на вході в квартиру або будинок, системи поливу і краплинного зрошення, управління подаванням теплоносія на прилади опалення.

КонструкціяІснує багато різновидів вентилів, які класифікуються за: • за матеріалом виготовлення: чавун, сталь, латунь, нержавіюча сталь;• конструкцією ущільнення: сальникове, сильфонне, мембранне;• способом управління: ручний або з електроприводом; • типом приєднання до трубопроводу: нарізне, фланцеве, приварне.

Конструкція та умови застосування вентилів. Основна відмінність вентиля від засувки криється в конструктивних деталях і умовах експлуатації. Вентиль монтується за допомогою різьбового, фланцевого, цапкового роз'ємного з'єднання або нероз'ємного зварювального. Виходячи з матеріалу корпусу, вентилі бувають сталеві та чавунні, рідше - з кольорових сплавів. Передбачається шпиндель під гвинтову нарізку і рукоять або баранчик для його обертання. Як відсікаючий елемент виступає односідельний або двосідельний клапан. За місцем розташування вхідних і вихідних патрубків клапани бувають:кутові - осі патрубків схрещуються під прямим кутом;прохідні - осі патрубків розташовані паралельно відносно один одного. Вентилі мають багато типів, виходячи з призначення і сфери застосування. Серед найбільш поширених різновидів:запірні;регулювальні;зворотні. Голівка цапкова ГЦ-80

Конструкція клапана. Запірний елемент (плаский диск, циліндричний, конусоподібний або радіальний)Різьбова штанга / шпиндель зі сталі або нержавіючої сталіКорпус (прямий або кутовий з чавуну, сталі або бронзи)Керуючий елемент (маховик або електропривід)За типом ущільнення штоку розрізняють три конструкції клапанів:

Сальникове ущільнення штока є найпростішою та поширеною конструкцією вентиля, що відрізняється низькою вартістю, придатністю до ремонту та необхідністю технічного обслуговування. Герметичність ущільнення штока досягається за рахунок м'якої набивки (сальника), яка заповнює простір між рухомим штоком та корпусом вентиля. Набивка стискається гільзою сальника та з часом потребує періодичного підтягування та заміни. Вентилі із сальниковим ущільненням штока застосовуються на водо- та паропроводах.

Сильфонне ущільнення штока - характеризується високою надійністю, повною герметичністю, не потребує технічного обслуговування, але відрізняється вищою ціною, ніж у вентилів з сальником. Повна герметичність ущільнення забезпечена сильфоном з нержавіючої сталі, що розділяє порожнину корпусу, що контактує з робочим середовищем, і кришку вентиля, на якій закріплена нерухома гайка штока. Вентилі з сильфонним ущільненням штока застосовують на трубопроводах, що транспортують воду, пар, стиснуте повітря. Сильфонне ущільнення штока клапана повністю ізолює шток і сальниковий вузол від робочого середовища. Це особливо важливо для застосування на високотемпературних (пар, термальне масло), вибухонебезпечних та токсичних робочих середовищах.

Мембранне ущільнення штока - характеризується повною герметичністю, високою надійністю, простою формою проточної частини, високою вартістю та, як правило, низькими температурами робочого середовища. Вентилі з мембранним ущільненням штока використовуються для водопровідної води, в'язких та газоподібних середовищ.

За матеріалом корпусу. Чавунні вентилі, як запірна арматура загальнотехнічного призначення, отримали найширше застосування, вони виготовляються у фланцевому або різьбовому виконанні, відрізняються легкодоступністю та невисокою вартістю, але чавун крихкий метал та схильний до корозії. Сталеві вентилі виготовляються у фланцевому виконанні та частіше застосовуються в технологічних установках з високими параметрами робочого середовища та високими вимогами до надійності. Сталеві вентилі також, як і чавунні, схильні до корозії, але сталь більш пластична. Бронзові та латунні вентилі переважно виготовляються у різьбовому виконанні та відрізняються високою корозійною стійкістю, що дозволяє їх використовувати в системах опалення, холодного та гарячого водопостачання. За типом управління. Для ручного управління вентилем використовують маховики, а для автоматичного - редукторні електроприводи. Вентилі з електроприводами застосовують для автоматизації технологічного процесу, дистанційного управління, а також для клапанів з великим діаметром умовного проходу. Для відкриття вентиля, електроприводу необхідно зробити велику кількість обертів, це дозволяє використовувати електроприводи малої потужності, але виключає можливість швидкого відкриття або закриття. Ця особливість робить неможливим застосування вентилів з електроприводами для швидкого перекриття потоку, але дає їм велику перевагу у системах, що не допускають гідравлічні удари.

Вентиль складається з наступних основних конструктивних частин:корпусшпиндельголовка корпусусальник, гайка сальника, набивка сальниказолотник з прокладкоюмаховик. При обертанні маховика завдяки нарізі в корпусі клапана і на шпинделі пересувається золотник з прокладкою. При обертанні проти годинникової стрілки шток піднімається і отвір відкривається,  при обертанні за годинниковою стрілкою навпаки, закривається. Напрямок руху рідини має відповідати стрілці, нанесеній на корпус. Вентилі можуть встановлюватись на трубопровід у будь-якому положенні (вертикально, горизонтально…).

Переваги У порівнянні з іншими подібними пристроями (кульовим краном, засувкою, дисковим затвором) вентилі виділяються такими перевагами:проста, зрозуміла конструкціявисока надійність при експлуатації у важких умовах (пар, агресивні середовища, висока температура)хороша ремонтопридатністьвідсутність тертя запірного елемента при відкриванні/закриванніможливість забезпечити високу герметичність. Головні недоліки вентилів: підвищений гідравлічний опір, схильність до появи застійних зон і засмічення.

Як працює клапан

1 - Маховик2 - Ущільнення штоку3 - Нерухома гайка4 - Різьбовий шток5 - Затвор на шарнірі6 - Сідло затвора з прохідним отвором7 - Корпус. У корпусі вентиля у площині паралельній осі потоку знаходиться прохідний отвір, а в площині перпендикулярній осі потоку, на рухомому різьбовому штоку через шарнір закріплено засув. Прохідний отвір, плаский затвір та шток співосні. Різьбовий шток разом з нерухомою гайкою у корпусі вентиля утворюють робочу пару. Обертання штока перетворюється на його поступальний рух вздовж осі прохідного перерізу. В крайньому нижньому положенні шток перекриває прохідний переріз, а в крайньому верхньому - повністю відкриває його. Ущільнення штока, як правило, виконують сальниковим, рідше сильфонним, а для вентилів у спеціальних виконаннях - мембранним. Для герметичного перекриття потоку на затворі вентиля закріплюють PTFE або гумову прокладку, а в високоякісних клапанах герметичність досягається ущільненням метал по металу за рахунок ретельної притирки засуву та сідла. Вентилі з перпендикулярним розташуванням штока відносно осі потоку називаються прямими, а вентилі з нахиленим розташуванням штока - косими і характеризуються меншим гідравлічним опором, порівняно з прямими вентилями.

Регулюючий клапан з пневмоприводом і актуатором, керування 4-20 м. А запірний, односідельний, двоходовий прямохідний регулюючий клапан. РА – лінійний пневматичний привід мембранного типу. Привід має два виконання: DA - прямої дії, нормально відкритий (тиск повітря закриває клапан) та RA - зворотної дії, нормально закритий (тиск повітря відкриває клапан). Широкий діапазон застосування дозволяє використовувати цей клапан з найбільш поширеними технологічними рідинами, такі як вода, перегріта вода, пара, повітря, гази та інші неагресивні рідини. ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ: Односідельний, двоходовий, прямої або зворотної дії. Переустановка приводу не вимагає демонтажу клапана із трубопроводу.

Технічне обслуговування. Технічне обслуговування потрібно тільки вентилям у яких шток ущільняється замінюваними кільцями, оскільки ущільнювальний матеріал зношується в процесі експлуатації. Обслуговування таких вентилів полягає у періодичному огляді з метою виявлення течі по штоку, а частоту огляду визначають індивідуально залежно від частоти виявлення протікань. Протікання усувають підтягуванням або заміною ущільнення. Шток такого вентиля треба періодично змащувати для забезпечення м'якого ходу і запобігання корозії. Вентилі з бронзовими мембранами та з сильфонним ущільненням штока не потребують періодичного обслуговування, але через обмежену ресурсність мембрани та сильфона, необхідно періодично проводити візуальний контроль їх стану. Незалежно від типу ущільнення штока, для запобігання прилипанню запірного елемента до сідла, клапан слід відкривати/закривати не менше, ніж раз на півроку, декілька разів прокрутивши запірний елемент від крайнього верхнього до крайнього нижнього положення. Пам'ятайте! Клапани не призначені для дроселювання потоку - це запірна арматура, і в процесі експлуатації запірний елемент повинен перебувати або у повністю відкритому, або повністю закритому положенні.

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Поломка. Причина. Виправлення. Вентиль не перекриває повністю потік. Пошкоджено прокладку або затвор1. Дренувати трубопровід.2. Закрити вентиль.3. Відкрутити кришку вентиля (кран буксу). Якщо відкрутити кришку не вдається, її можна розігріти горілкою або паяльною лампою. Зазвичай латунні клапани розбираються простіше чавунних.4. Замінити прокладку або затвор. Увага! Прокладка не повинна виступати за площину затвора клапана. В іншому випадку клапан у відкритому положенні може видавати гул.-//-Обірваний золотник. Замінити золотник або всю кран буксу. Послідовність заміни див. вище.-//-Під затвор потрапив бруд. Декілька разів відкрити/закрити, щоб струменем винесло потрапивший під затвор бруд. Вентиль гудить. Зношена прокладка затвора. Прокладку затвора слід замінити. Послідовність заміни див. вище. Течія по штоку. Стерлося ущільнення штока або ущільнювальна набивка. Варіант 1. Закрити вентиль та підтягнути ущільнювальну втулку штока (гайка на штоці). Увага! Надмірне затягування втулки може заблокувати шток клапана. Варіант 2. Замінити ущільнення штока, попередньо дренувавши трубопровід. Для цього потрібно відкрутити втулку ущільнення, видалити залишки старого ущільнення пінцетом або голкою та встановити нове ущільнювальне кільце або ущільнювач. Ущільнення не повинно бути занадто багато, щоб залишилося кілька витків різьби для встановлення втулки. Для ущільнювання використовують пеньку сплетеною косичкою та просочену графітовою мастилом.-//-Зтерся шток в місці тертя на ущільненніЗамінити шток або всю кран-буксу. Послідовність заміни див. вище. Можливі поломки та послідовність ремонту

Дякую за увагу!