Особенности вентилей: классификация и назначение

Вентиль и задвижка: чем отличаются

Некоторые виды запорной арматуры схожи внешне и по назначению, что усложняет выбор подходящей детали для трубопровода. Разобраться, чем отличаются вентиль и задвижка можно путём рассмотрения особенностей их конструкций.

Запорная арматура в широком ассортименте представлена у нас на сайте.

Конструкция и особенность вентиля

Чтобы правильно выбрать трубопроводный вентиль, нужно знать, как он устроен. Конструкция включает следующие узлы:

  • шпиндель;
  • штурвал;
  • корпус;
  • седло;
  • сальник;
  • крышку;
  • золотниковый затвор.

Управляется арматура с помощью штурвала (или приводным электродвигателем). При его прокрутке начинает двигаться шпиндель, передавая силу воздействия на золотниковый затвор. Таким образом, происходит перекрытие седла, находящегося внутри корпуса.

Различают следующие виды вентилей:

устройство задвижки вентиля фото

  • шаровой;
  • клапанный.

Первый вариант может только перекрывать/открывать поток, второй способен дополнительно выполнять регулировку для ограничения прохода воды/газа в трубе.

По способу подключения патрубков к трубе арматура бывает:

  • фланцевая;
  • штуцерная;
  • муфтовая.

Классификация по способу изготовления и материалу:

  • методом литья (чугун, алюминиевые, латунные сплавы);
  • штамповано-сварные (сталь).

Поток среды в запорной арматуре перекрывается в два оборота на 90 градусов против направления движения, что создаёт высокое гидравлическое сопротивление. По этой причине применение вентилей ограничивается короткими трубопроводами, системами агрегатов.

Особенности рассматриваемого вида арматуры:

  • минимальный износ уплотнений;
  • короткий ход шпинделя при закрытии затвора;
  • надёжная герметичность.

Справка! Проходной диаметр вентилей ограничен. На трубопроводах диаметром более 150 мм их не применяют.

К нюансам использования арматуры относится наличие застойных зон, где могут скапливаться загрязнения.

Конструкция и особенности задвижки

Данный вид арматуры применяют для закрытия хода среды в трубе, его восстановления. Сфера применения схожая с оппонентом – магистрали, короткие ветки трубопроводов хозяйственного назначения.

типы вентилей и задвижек картинка

  • корпус;
  • седло;
  • клиновидный затвор;
  • крышку;
  • сальник;
  • шпиндель;
  • штурвал.

Просвет внутри трубы перекрывается клином, который движется перпендикулярно потоку рабочей среды. Корпус имеет цилиндрическую форму. Вода/газ проходят через него прямо. Благодаря такой конструкции существенно снижается гидравлическое сопротивление. При этом расширяется область применения: диаметр трубопроводов может достигать от 15 мм до 2 м. Большое сечение используется преимущественно в магистральных коммуникациях, где ценятся низкие энергетические потери при подаче газов или жидкостей на большие расстояния.

Справка! Виды задвижек и вентилей по способу подсоединения к трубопроводу одинаковые (муфтовые, фланцевые, под приварку).

Из нюансов задвижек выделяются:

  • быстрый износ уплотнителей в процессе эксплуатации;
  • выдвижной шпиндель требует запаса свободного пространства над трубой;
  • опасность заклинивания из-за загрязнения или при низких температурах;
  • интервал времени, требуемый для закрытия/открытия штурвала.

По типу затвора задвижки классифицируются по категориям:

  • клиновидные – сёдла по отношению друг к другу располагаются под углом;
  • параллельные – диски затвора, сёдла расположены параллельно;
  • шиберные – конструкция с единственным запирающимся диском;
  • шланговые – перекрытие потока осуществляется путём передавливания затвором гибкого шланга.

Классификация по способу изготовления и материалу запорная арматура делится на две группы:

  • литые (чугун, алюминиевые, стальные сплавы);
  • штамповано-сварные (сталь).

Отличие задвижки и вентиля

Оба вида запорной арматуры применяются для перекрытия/открытия потока среды. Однако вентили способны при этом регулировать его интенсивность. Нет разницы и в способе управления. Оба варианта работают в ручном режиме или с применением приводных механизмов. Отсутствуют изменения в видах подсоединений к трубам.

чем отличается задвижка от вентиля схема

Чем отличается задвижка от вентиля

КритерииВентильЗадвижка
Гидравлическое сопротивлениевысокоенизкое
Строение корпусасложная конструкцияпростая конструкция
Направление движения запорапараллельно средеперпендикулярно среде
Наличие застойных зонестьнет
Сложность обеспечения герметичностилегкосложно
Места установкина прямых трубах и угловых соединениях (угол 90°)только на прямых участках трубопровода
Нужно ли учитывать ход среды при монтажеда (метка на корпусе должна соответствовать направлению хода среды)нет
Строительная длинапревышает показатель оппонента в 1,5 разамалая

Типы вентилей и задвижек различные. Расхождения объясняются формой запоров и принципом их функционирования.

Чем отличается кран от других видов арматуры

Разобраться, чем отличается кран от вентиля и задвижки можно, рассмотрев особенности их конструкций.

Устройство задвижки, вентиля и крана во многом схожи. Между тем имеются принципиальные отличия, которые наблюдаются в функциональности, принципе работы.

В качестве затвора крана используется шар или конус в виде пробки. Благодаря особенному устройству есть возможность осуществлять регулировку потока, как и в случае с вентилем. Но преимущество последнего заключается в плавной настройке и способности частичного перекрытия среды. Кран такими функциями не обладает. Задвижки действуют только на открытие/перекрытие.

Справка! Для установки на трубы большого диаметра подходят задвижки. У оппонентов параметры сечения трубопровода ограниченные.

Краны оснащаются рукояткой, а не маховиками. Частые перетягивания затвора провоцируют быстрый износ уплотнителей у запорной арматуры любого вида, но срок эксплуатации шарового крана выше. По части ремонтопригодности он проигрывает, так как после выхода из строя подлежит замене.

Если резюмировать, чем отличается задвижка от вентиля простыми словами – конструкцией запорного элемента, направлением его движения. Это главное отличие, вносимое корректировки в область применения арматуры, порядок её эксплуатации.

Клапан запорный (вентиль)

Клапан запорный (вентиль) – служит для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе, движущегося в одном направлении. Направление движения рабочей среды по стрелке на корпусе. Запирающий элемент перемещается параллельно оси потока.

Применяют запорные клапаны, чаще всего, на паро- и водопроводах, поскольку они создают высокое сопротивление потоку, выше чем задвижки. При течении поток искривляется, меняет свое направление, сужается, затем расширяется до первоначальных размеров. При этом возникают интенсивные вихреобразования.

Поэтому их применяют когда движение среды происходит только в одном направлении и не вызывает больших гидравлических сопротивлений. Специальные клапаны применяют для ручного дросселирования давления (например, редукционный вентиль на установках термического крекинга).

Следует заметить, что до 1982 года клапаны, в которых затвор перемещается при помощи резьбовой пары шпиндель – ходовая гайка, назывались вентилями. В настоящее время клапаном называют и арматуру с резьбовым шпинделем и с гладким штоком.

Запорные клапаны должны соответствовать требованиям ГОСТ 5761 (в части клапанов сальниковых и сильфонных, стальных и из цветных металлов), ТУ и КД.

Номинальные давления от PN1,6 МПа (PN16) до PN25МПа (PN250) включительно.

Конструкция

Клапан состоит из следующих основных элементов:

  • корпус
  • крышка
  • штурвал
  • сальник
  • шпиндель (шток)
  • затвор (золотник)
  • седло

Запорным органом является затвор, поступательно перемещающийся в вертикальной плоскости. Уплотнительные поверхности затвора запорного клапана могут иметь форму:

  1. Плоскую (золотник) – хорошо работают в жидких и газообразных средах, не содержащих взвешенных частиц;
  2. Конусовидную – используются для высоких давлений со взвешенными частицами.

Клапан запорный (вентиль)

Седло клапана ввинчивается или вваривается в корпус изделия.

Конструкция верхнего уплотнения защищает сальниковую набивку, когда клапан находится в полностью открытом положении, чем исключается долговременное воздействие давления рабочей среды на набивку. Сальниковая набивка выполнена из терморасширенного графита и имеет хорошую уплотнительную способность.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Дисковый затвор

Крышка крепится на корпусе при помощи шпилек с навернутыми на них шестигранными гайками, что позволяет быстро и удобно производить разборку изделия. Спирально навитая прокладка надежно уплотняет соединение крышки с корпусом даже при высокотемпературных условиях эксплуатации.

На клапанах высокого давления возможно применение металлической прокладки овального или восьмиугольного сечения. Втулка шпинделя изготавливается из латуни, что позволяет обеспечивать свободное и мягкое открытие клапана.

Уплотнение шпинделя

По способу герметизации соединения шпиндель-крышка, клапаны делятся на:

Сальниковая – для уплотнения места прохода шпинделя используется сальниковая набивка – пропитанная антисептическими и гидрофобными составами специальная формованная лента из материалов растительного происхождения. Набивка сжимается в направлении оси штока или шпинделя и, благодаря своим упругим свойствам, расширяется в радиальном направлении, плотно заполняя пространство зазора между стенкой и штоком. Сальниковое уплотнение наиболее распространенный тип уплотнения благодаря своей простоте, низкой стоимости и возможности ремонта.

Сальниковое уплотнение вентиля

Сильфонная, мембранная – отличается отсутствием подвижных соединений с зазорами, через которые рабочая среда может вытечь наружу, благодаря тому, что устройство управления движением затвора находится по одну сторону упругого элемента, а рабочая среда – по другую сторону. Иначе говоря, стенка сильфона или мембрана выступают в роли герметизирующего элемента подвижного соединения.

Классификация

Проходные

Самые распространенные. В таком вентиле поток делает два поворота на 90°, что приводит к высокому сопротивлению и появлению застойных зон в корпусе.

Иногда ось выходного патрубка смещена относительно входного.

Угловые

Размещаются на поворотных участках трубопровода, в них поток поворачивает на 90° один раз, что позволяет снизить сопротивление по сравнению с проходными.

Прямоточные (вентиль Косва)

Для снижения гидравлического сопротивления применяют вентили со шпинделем расположенным под углом 45 градусов к потоку (вентиль Косва). Это позволяет выпрямить поток внутри вентиля и уменьшить его сопротивление. Но при этом увеличивается ход штока, строительная длина и масса изделия.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Отличия полнопроходного и неполнопроходного крана

вентиль Косва

Принцип работы

При вращении штурвала происходит поступательное (перпендикулярно потоку) перемещение шпинделя, который прижимает золотник к седлу.

Вентиль

Основной особенностью конструкции запорного клапана является уплотнение затвора. При закрытии клапана золотник плотно прилегает к седлу.

Коэффициенты местного сопротивления

Коэффициенты местного сопротивления для различных элементов трубопровода:

Подбор запорного клапана (вентиля)

Поскольку запорные клапаны создают высокое сопротивление потоку применяют их, чаще всего, на паро- и водопроводах.

Выбор запорного клапана будет зависеть от следующих параметров:

  • Назначение и условия работы.
  • Управление: ручное, редукторное, электрическое
  • Гидравлические характеристики: класс герметичности, удельный расход и прочие.
  • Монтажные условия: масса и размеры, вид соединения с трубопроводом, условный диаметр прохода.
  • Дополнительные требования, если имеются.

Движение потока рабочей среды относительно запорного клапана, выбирается в зависимости от давления:

  • При низком давлении – движение потока над седлом
  • При высоком давлении – движение потока над золотником

В клапанах низкого давления рабочая среда протекает непосредственно над седлом. Крутящий момент при закрытии клапана будет более высоким.

В клапанах высокого давления поток рабочей среды поднимается над золотником, создавая прижимающие усилия, уменьшающие крутящий момент при закрытии затвора. При открытии золотник поднимается на расстояние 25-40% от своего полнопроходного положения.

Преимущества и недостатки

По сравнению с задвижками клиновыми, также являющимися запорной трубопроводной арматурой, конструкция клапанов позволяет использовать внутреннее рабочее пространство изделия более рационально.

Простота конструкции клапанов обеспечивает быстроту их производства и обслуживания. Надежное уплотнение затвора и незначительная сила трения сопрягаемых поверхностей позволяют эксплуатировать вентиля в течение продолжительного периода.

Основные преимущества клапанов запорных:

  • Высокие эксплуатационные характеристики изделия совместно с его простой и надежной конструкцией позволяют эффективно эксплуатировать запорные клапаны в различных отраслях промышленности.
  • малый ход затвора для полного открытия (обычно не более 0,25 номинального диаметра, в то время как у задвижек – не менее диаметра) и, соответственно, малая строительная высота и масса;
  • в клапанах гораздо проще, чем в задвижках, обеспечить требуемую герметичность затвора (путём применения уплотнительных колец из различных неметаллических материалов);
  • при закрытии и открытии клапана в отличие от задвижки практически исключается трение уплотнения затвора о седло, что существенно уменьшает износ уплотнительных поверхностей;
  • возможность применения сильфона в качестве уплотнения арматуры по отношению к внешней среде.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Клиновая задвижка

  • высокое (по сравнению с шаровыми кранами и задвижками) гидравлическое сопротивление, что при больших диаметрах прохода и высоких скоростях среды создаёт большие потери энергии и вызывает необходимость соответственно повышать начальное давление в системе;
  • ограничение пределов применения по диаметру, о котором было сказано выше;
  • наличие в большинстве конструкций застойных зон, в которых скапливаются механические примеси из рабочей среды, шлам, что приводит к интенсификации процессов коррозии в корпусе арматуры.

Технические характеристики

Основные технические характеристики клапанов запорных:

  • Управление клапанными запорными: ручное, редукторное, электрическое.
  • Технические условия по ГОСТ 3326, ГОСТ 9697,
  • Номинальный диаметр: DN 15-400 мм,
  • Номинальное давление: от вакуума 5·10−3 мм рт. ст. до 250 МПа.
  • Температура: от -200 до +600 °C

Материальные исполнения из сталей:

  • углеродистая,
  • легированная холодостойкая,
  • жаростойкая нержавеющая,
  • нержавеющая сталь со специальными свойствами.

Типы вентилей и их устройство

В современных трубопроводах используются различная запорная арматура. При ее выборе нужно изучить устройство вентиля. Это поможет избежать ошибок при проведении строительных работ.

Виды вентилей

Если человек решил разобраться, к какому виду трубной арматуры относится вентиль, он должен знать, что это клапан, затвор которого перемещается благодаря резьбовой паре. Управление им осуществляется вручную. Устройство способствует перекрытию потока рабочей среды. Это происходит благодаря затвору, который выполнен в форме плоской или конусовидной тарелки.

виды вентилей фото

Механизмы классифицируют по ряду признаков:

  1. Назначение. Сюда относят: запорные, регулирующие и специальные устройства.
  2. Конструктивные особенности корпуса. К ним можно отнести: проходные, угловые, прямоточные и смесительные вентили.
  3. Материал изготовления. Титан, чугун, латунь, сталь, неметаллические материалы.
  4. Тип герметизации: сильфонный и сальниковый.

Размеры вентилей могут быть различными.

Конструктивные особенности шарового вентиля

Корпус шарового устройства может быть изготовлен из различных материалов. В основном их производят из:

  • стали (нержавеющей или конструктивной);
  • латуни;
  • бронзы;
  • силумина.

По конструкции корпуса бывают цельными, которые выполнены методом сварки или разборными. Последний имеет ряд преимуществ, основным из которых является ремонтопригодность. Если на трубопроводе установлен шаровой механизм с цельным корпусом, при выходе устройства из строя, его можно лишь заменить, но не отремонтировать.

Основными конструктивными элементами здесь являются:

виды и устройство вентилей фото

  1. Запорный элемент. Он выполняется в форме шара, который производится из латуни. Этот материал способен выдержать длительный контакт с жидкостью или газом. В середине шара имеется проходное отверстие для рабочей среды.
  2. Уплотнительные кольца. Они располагаются между запорным элементом и корпусом. Прокладки для колец производятся из резины, фторопласта или тефлона. Последние считаются наиболее прочными, т.к. не разрушаются под воздействием высоких температур и химических веществ.
  3. Соединительный элемент. Вентиль встраивается в трубопровод при помощи гаек (муфт), фланцев или сварочных швов.

В бытовых трубопроводах стараются использовать муфтовое соединение. В Промышленных – фланцевое. Приваренные устройства практически не применяются из-за сложности их установки.

Принцип действия шарового устройства прост. Повернув ручку, расположенную на корпусе, человек тем самым начинает вращать расположенный внутри шар. Проходное отверстие поворачивается по направлению потока. В таком положении механизм открыт. При повороте шара перпендикулярно потоку, проходное отверстие перекрывает поступление жидкости или газа.

Конструктивные особенности клапанного вентиля

Клапанный вентиль имеет более сложное устройство, чем шаровой. Корпус может быть изготовлен из различных материалов. Он дополнительно оборудован крышкой. Между конструктивными элементами располагается прокладка, основное назначение которой в обеспечении герметичности механизма. Прокладка выполняется из резины или иных материалов.

В корпусе располагается выемка для клапана, который выполняет роль запорного механизма. Для повышения герметизации, а также полного перекрытия потока, седло оборудовано уплотнительной прокладкой. Такой же элемент расположен и в нижней части клапана.

виды вентилей водопроводных фото

К запорному клапану гайкой закрепляется втулка и шпиндель, на корпусе которого расположена резьба. Она регулирует управление запорным конусом.

Шпиндель совмещен с маховиком, который приводит в движение клапан. На корпусе он закрепляется с помощью гайки. В месте их соединения установлен сальник. Он зафиксирован отдельной гайкой с уплотнительным кольцом.

После начала вращения маховика возвратно-поступательными движениями начинает перемещаться шпиндель. Он поднимает либо опускает сам клапан. Клапанный – это один из видов вентиля водопроводного.

Принцип работы вентиля

Клапанный вентиль бывает угловым и проходным. Первый устанавливается на сгибах трубопроводов. По устройству и принципу действия он практически идентичен проходному. Их разница лишь в форме корпуса и расположении седла.

Классификация вентилей

Промышленность производит несколько разновидностей запорных устройств. Они отличаются друг от друга формой и принципом работы, а также еще рядом признаков. Каждый механизм предназначен для выполнения определенного спектра задач. Виды и устройства вентилей также могут различаться.

По направлению потока

По конструктивным особенностям корпуса, а также расположению на трубопроводе, которое продиктовано направлением потока рабочей среды, вентили делятся на 3 большие группы:

виды задвижек и вентилей фото

  1. Проходные. Здесь направление потока на входе и выходе совпадает друг с другом. Правда ось выходного патрубка иногда смещают параллельно входному. Благодаря этому рабочая среда внутри корпуса дважды делает поворот на 90 о . Это приводит к появлению застойных зон, а также повышает гидросопротивление.
  2. Угловые. В таких механизмах поток совершает поворот на 90 0 , однако происходит это один раз, благодаря чему снижается гидросопротивление. Применение таких клапанов ограничивается поворотами на участках трубопроводов.
  3. Прямоточные. Они похожи на проходные, однако ось шпинделя здесь расположена под наклоном относительно оси прохода. Устройство позволяет спрямить поток и уменьшить сопротивление.

По способу герметизации шпинделя

В зависимости от вида уплотнений в рабочей среде шпинделя или штока вентили бывают:

  1. Сальниковыми. Место прохода шпинделя уплотнено специальной набивкой.
  2. Мембранная, сильфонная и шланговая. Шток не соприкасается с рабочей средой. Между ними находится прослойка из плотного вещества.

Вентиль прост в эксплуатации и не требует специализированного обслуживания. Каждая модель предназначена для выполнения определенных функций и контактом с конкретными веществами. Ремонт некоторых механизмов можно производить вручную, другие вентили являются неремонтопригодными.

Если вам требуются клапаны муфтовые латунные, то обращайтесь в нашу компанию.

Кирилл Мантуров
Меня зовут Кирилл! А это мой блог про строительство и ремонт!Я простой работяга, больше 10 лет работаю на стройках. Люблю свою жену Людмилу и сына Олега! Всем мир! :)
Оцените автора
Блог РемСтрой-Про
Добавить комментарий