Запорно-регулирующая арматура: разновидности и назначение устройств

Любая система периодически требует отключения некоторых участков, например, для ревизии или технического обслуживания. Для этого в трубопроводах устанавливают запорно-регулирующую арматуру, с помощью которой можно не только перекрывать движение рабочей среды в трубах, но и регулировать оптимальные значения параметров функционирования для поддержания ее качественной работы.

Характеристика и назначение

Запорно-регулирующей арматурой называют приспособления, которые предназначены перекрывать, изменять и контролировать параметры внутренней среды трубопровода. Такую арматуру устанавливают в системах водоснабжения, отопления, канализации и газоснабжения.

Устройства применяются на всех уровнях: от больших магистралей, до индивидуальных трубопроводов, находящихся внутри дома или квартиры.

В каждой системе есть несколько параметров, которые можно регулировать. К ним относятся объем и скорость потока, давление, температура.

Запорно-регулирующая арматура используются для того, чтобы можно было изменять эти параметры, не отключая систему.

Назначением таких деталей является перенаправление потока жидкости или газа в другие ветви системы. Для этого устройство устанавливается в месте, где имеются разветвления. По мере необходимости одни ветви перекрывают, а другие открывают.

Другие виды запорно-регулирующей арматуры способны снижать давление внутри системы, если оно возрастает или уменьшать температуру. Некоторые из них работают автоматически, согласно законам физики.

Например, выпускной клапан пропускает газ только тогда, когда давление внутри системы повышается. Это позволяет сохранять этот параметр на одном уровне. Другие устройства регулируются вручную, например, с помощью вентилей.

Основная характеристика запорно-регулирующей арматуры — ее пропускная способность. Для оптимального применения вычисляют относительную, действительную, максимальную, начальную и условную пропускную способность.

Обратите внимание! Пропускная способность — это физическая величина, которая отражает объем среды постоянной плотности, проходящей в единицу времени через участок поперечного сечения трубы при давлении 1 бар. Проще говоря, это количество жидкости или газа, которое может пройти через трубу за определенный промежуток времени.

Кроме того, запорно-регулирующая арматура характеризуется диапазоном и зоной регулирования, а также настройкой регулятора. Эти параметры отражают различия между максимальными и минимальными данные пропускной способности: тот диапазон значений, который поддается регулировке.

Еще одна важная характеристика — относительная утечка. Она отражает теоретическую способность деталей отклоняться от заданных параметров герметичности. Проще говоря, это количественное отражение негерметичности изделия.

Требования к запорной арматуре

К запорно-регулирующим устройствам, независимо от того, устанавливаются они у конечного потребителя или на больших магистралях, предъявляют ряд общих требований. Их учитывают при конструировании.

Каждое из этих требований является гарантийным, то есть, имеет определенные сроки и параметры отклонения. Производитель гарантирует, что при правильной установке, требования будут соблюдены, а отклонения в параметрах работы не будут превышать указанные значения.

Требования, которые предъявляются к запорно-регулирующим устройствам:

• Точность регулирования. Деталь должна работать точно при указанных значениях. Например, пропускать в единицу времени только тот объем жидкости, которые задан или сохранять внутри системы заданное давление. Отклонение этих параметров от указанных говорит о неисправности арматуры.
• Прочность. Устройство не должно иметь деформации до ее установки в систему и быть устойчивым к механическим нагрузкам. Прочность обуславливает долговечность детали.
• Температурная и химическая резистентность. Эти требования необходимы не для всех видов изделий. В системе отопления важно устанавливать детали, которые способны функционировать при высоких температурах, а для холодного водоснабжения, этот параметр можно опустить. Химическая резистентность важна там, где внутренней средой являются химически активные вещества, т.е это целиком зависит от свойств материалов, из которых изготовлено устройство.
• Герметичность. Есть два вида герметичности: относительно внешней и относительно внутренней среды. Относительно внешней среды все устройства должны быть абсолютно герметичными. Это означает, что в местах их установки утечек во внешнюю среду жидкости или газа быть не должно. Герметичность относительно внутренней среды отражает возможность перераспределения жидкости или газа по обе стороны арматуры вне указанных параметров, например, если через запорную арматуру проходит какое-то количество жидкости в тот участок трубопровода, который выключен из системы.
• Долговечность. Каждый вид арматуры, в зависимости от особенностей конструкции, материала, из которого он изготовлен и параметров эксплуатации, имеет свой гарантийный срок. Поскольку замена запорных клапанов и вентилей представляет определенную сложность, предпочтение стоит отдавать наиболее износоустойчивым деталям.

Обратите внимание! Большинство видов запорно-регулирующей арматуры при правильной их эксплуатации могут прослужить не менее 30 лет, хотя производители дают гарантию на меньший срок эксплуатации.

• Простота эксплуатации. Все участки системы необходимо периодически проверять, ремонтировать, чистить. Деталь должна быть достаточно простой, чтобы уменьшить трудозатраты на обслуживание.

Виды запорно-регулирующей арматуры

Запорно-регулирующие детали различаются по назначению и способу работы.

По назначению выделяют три разновидности:

1. Исключительно запорные используются, чтобы перекрывать поток жидкости или газа. Есть два положения клапан: пропускает поток внутренней среды и не пропускает поток внутренней среды.
2. Исключительно регулирующие. Они не могут полностью перекрывать поток, только регулировать его параметры.
3. Запорно-регулирующие детали. Крайние положения арматуры соответствуют запорным, то есть, либо пропускают, либо не пропускают жидкость или газ. Промежуточные положения соответствуют регулирующим — пропускают внутреннюю среду в соответствии с заданными параметрами.

Запорно-регулирующая арматура, в свою очередь, подразделяется на несколько типов:

• Седельный клапан. Чаще его используют на больших магистральных трубопроводах. В качестве подвижной детали внутри такого клапана служит плунжер. Это поршень, который способен передвигаться, регулируя таким образом параметры потока.
• Шаровые устройства. Внутри таких деталей расположен шарик, имеющий сквозное отверстие. Он способен поворачиваться на 900 вокруг своей оси. Когда отверстие параллельно потоку, среда проходит через устройство, когда перпендикулярно — не проходит, промежуточные значения обусловливают частичную пропускную способность.
• Клиновая арматура. Внутри этой детали есть клин, который движется перпендикулярно потоку жидкости или газа. Принцип его работы схож с принципом устройства заслонки, которая движется сверху вниз. При максимально высоком положении весь поток проходит через арматуру, при полном опускании — не проходит ничего. Промежуточные положения пропускают часть жидкости или газа.
• Поворотно-дисковые устройства. Представляют собой клапан, который выглядит как диск, к которому прикреплен регулировочный вентиль. Диаметр диска соответствует сечению арматуры. Если диск расположен перпендикулярно потоку — жидкость не проходит, если параллельно — проходит вся. Промежуточные положения являются регулировочными.

Запорно-регулирующие устройства для систем отопления

Системы отопления отличаются от других систем, в которых используются устройства, способные работать в высокотемпературном режиме. Материал, из которого изготовлены детали, должен обладать значительной термоустойчивостью, например, из нержавеющей стали или бронзы.

На разных участках системы отопления устанавливаются запорно-регулирующие, только запорные или только регулирующие устройства.

Каждое из них имеет свое предназначение:

• Краны нужны там, где труба имеет ответвления. С помощью крана можно полностью или частично перенаправить поток теплоносителя в другое русло или перекрыть магистраль.
• Кран Маевского — это усовершенствованная шариковое устройство. Он нужен для сброса воздуха из системы. В закрытом состоянии он создает полностью герметичный заслон, а в открытом — пропускает исключительно воздух.
• Обратные клапаны устанавливаются на трубы там, где возможен нежелательный обратный заброс теплоносителя. Они пропускают жидкость только в одну сторону по ходу потока и препятствуют ее возвращению обратно.
• Смесительные узлы позволяют смешивать холодную и горячую воду. От положения вентиля зависит температура в дистальном участке трубы.

infotruby.ru

Регулирующая арматура

Каталог регулирующей арматуры АРМАТЭК

Регулирующая трубопроводная арматура предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода или проходного сечения. Она не обязательно должна обеспечивать полное перекрытие проходного сечения, и ее не следует применять в качестве запорной арматуры. Равно как нежелательно, а иногда недопустимо, перекладывать «обязанности» регулирующей арматуры на запорную арматуру. Для одновременного выполнения функций запорной и регулирующей арматуры существует комбинированный вид ─ запорно-регулирующая арматура.

В действующем ныне «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» не рекомендуется называть регулирующую арматуру дроссельной или дроссельно-регулирующей, а запорно-регулирующую арматуру ─ запорно-дроссельной. И совсем недопустимо применение таких «терминов» как «регулируемая арматура» и «запорно-регулируемая арматура».

Какой бывает регулирующая арматура

Производятся различные виды (или правильнее — разновидности) регулирующей арматуры. Из четырех основных типов трубопроводной арматуры в этом качестве используются три — клапаны, краны и дисковые затворы. Только относящиеся преимущественно к запорной арматуре задвижки для регулирования применяются ограниченно. В ряде нормативных документов специально оговаривается нежелательность использования запорной арматуры в качестве регулирующей. Но, как известно, правил без исключений не бывает.

Регулирующая арматура может быть реализована в виде регуляторов. Хотя считать регуляторы самостоятельным типом регулирующей арматуры по конструкции затвора неправильно, поскольку тип арматуры определяется направлением перемещения запирающего или регулирующего элемента относительно потока рабочей среды. А регуляторы ─ это устройства, в которых один из перечисленных выше типов арматуры (например, клапан) является всего лишь частью конструкции.

Основной «массив» регулирующей арматуры формируют регулирующие клапаны, нередко являющиеся наиболее значимым и дорогостоящим элементом контура регулирования.

Регулирующие клапаны могут быть предназначены для выполнения конкретных задач. Например, т. н. дыхательный клапан (другие названия ─ впускной клапан, выпускной клапан) служит для герметизации емкостей, содержащих газ, воздух или пар, обеспечивая поддержание в пространствах этих емкостей заданных параметров давления. С помощью редукционного клапана за счет увеличения гидравлического сопротивления осуществляется снижение рабочего давления в системе.

Существует большое разнообразие конструкций регулирующих клапанов. Они могут иметь один затвор — односедельный клапан или проходное сечение, образованное двумя и более последовательно расположенными на одной оси затворами, ─ многоступенчатый клапан, например, регулирующий двухседельный клапан.

В получающих все большее распространение клеточных клапанах затвор выполнен в виде неподвижной детали, которую из-за наличия в ней профилированных отверстий для пропуска рабочей среды называют клеткой. Перемещающийся внутри клетки плунжер изменяет суммарную площадь открытых сечений этих отверстий, что позволяет клеточному клапану эффективно выполнять регулирующие функции.

Золотник ─ запирающий элемент затвора клапанов, обеспечивающий регулирование расхода рабочей среды, ─ может быть тарельчатым, поршневым (цилиндрическим), сферическим, игольчатым. В последнем случае регулирующий клапан носит название игольчатый клапан.

В качестве регулирующей арматуры применяют обладающие целым рядом преимуществ дисковые затворы. Они требуют мало места для установки, обеспечивают высокую производительность, не приводят к потере давления, с металлическим уплотнением могут применяться в широком диапазоне температур, имеют сравнительно небольшую стоимость.

Хорошо подходят для регулирования вязких жидкостей и пульп шаровые краны. Для управления регулирующей арматурой используются разные приводы: пневматические, гидравлические, электрические.

Основные параметры регулирующей арматуры

Одним из основных параметров регулирующей арматуры является пропускная способность, численно равная расходу рабочей среды с плотностью 1000 кг/м, протекающей через арматуру, при перепаде давлений 0,1 МПа (1 кгс/см). Она послужила базисом, на основе которого сформировано целое семейство параметров, содержащих словосочетание «пропускная способность»: условная пропускная способность, начальная пропускная способность, минимальная пропускная способность, относительная пропускная способность, действительная пропускная способность.

Не менее важный параметр ─ пропускная характеристика ─ зависимость пропускной способности от хода арматуры. Определенная экспериментальным путем, она носит название «действительная пропускная характеристика». Помимо нее есть еще линейная пропускная характеристика, равнопроцентная пропускная характеристика, специальная пропускная характеристика. А также другие характеристики: конструктивная характеристика (зависимость площади проходного сечения в затворе регулирующей арматуры от текущего хода), кавитационная характеристика, рабочая расходная характеристика.

Количественным критерием негерметичности в затворе регулирующей арматуры является параметр, носящий название относительная утечка. Конечно, регулирующая арматура должна обеспечивать герметичность при закрытии, но способность регулировать поток ─ важнее.

Поэтому для регулирующей арматуры особое значение имеют показатели, отражающие ее возможности регулирования рабочей среды, ─ диапазон регулирования, диапазон настройки регулятора, зона регулирования.

При разработке, конструировании, производстве и последующем использовании регулирующей арматуры во внимание принимаются также такие параметры, как нечувствительность, зона нечувствительности, коэффициент кавитации и другие.

Значение регулирующей трубопроводной арматуры

Регулирующей арматуре принадлежит важное место в общей номенклатуре трубопроводной арматуры. Проводимые в России и за рубежом маркетинговые исследования, основанные на анализе мирового и отечественного рынков, неизменно фиксируют высокую долю регулирующей арматуры в общем объеме других видов трубопроводной арматуры.

Регулирование параметров потока рабочей среды, необходимое для эффективного управления технологическими процессами и контроля над ними, ─ технически очень сложная задача. В т. ч. и потому, что изменение положения регулирующего органа зачастую сопровождается динамичным изменением параметров рабочей среды ─ давления и скорости потока.

Без регулирующей арматуры невозможно обеспечить стабильность номинальных режимов и «штатное» протекание переходных процессов. Эффективно работающая регулирующая арматура ─ гарант нормального функционирования трубопроводного транспорта, оборудования энергетической и множества других отраслей.

Так, в теплоэнергетике ее использование помогает обеспечить эффективное управление работой котлов, их безопасную и экономичную эксплуатацию в расчетных режимах. Регулирующая арматура должна быть установлена на питательных линиях каждого котла. Регуляторы давления — обязательный атрибут тепловых пунктов с переменным расходом пара. Использование запорной арматуры для регулирования давления пара не допускается. Чтобы адекватно отвечать на вызовы времени, обусловленные общим усложнением технологий, повышением требований к экономичности и экологической безопасности промышленных систем, регулирующая арматура должна постоянно совершенствоваться. Основными приоритетами являются увеличение ее надежности, уменьшение энергоемкости, рост точности регулирования и быстродействия, повышение коррозионной стойкости. И при этом устройство регулирующей арматуры не может чрезмерно усложняться, поскольку она должна иметь приемлемую стоимость, оставаться удобной в эксплуатации, не требовать сложного и дорогостоящего технического обслуживания в межремонтный период.

Требования к регулирующей трубопроводной арматуре

К регулирующей арматуре предъявляется широкий комплекс требований, которым она должна отвечать на протяжении всего жизненного цикла. В частности, это требования по виду регулировочной характеристики и точности регулирования параметров. Например, регулирования продолжительности циклов закрывания и открывания, а также фиксации затвора в нужном промежуточном положении.

Регулирующая арматура должна быть прочной и жесткой, без пластических и упругих деформаций переносить высокие механические нагрузки.

Как и любая другая трубопроводная арматура, регулирующая арматура не вправе не быть герметичной. Как по отношению к внешней среде, так и к разделяемым затвором участкам трубопровода.

Регулирующая арматура должна быть надежной и долговечной, т. е. способной на протяжении заданного срока гарантированно выполнять свои функции. Гарантированно ─ значит с допустимой интенсивностью отказов, с заданной вероятностью выполняя установленное число циклов срабатывания до первого отказа.

Эксплуатация регулирующей арматуры должна быть удобной и не сопровождаться значительными эксплуатационными расходами. Это означает, что обслуживание регулирующей арматуры не предполагает частой и трудоемкой регулировки, смазки и т. д. Это особенно важно для арматуры, расположенной в необслуживаемых помещениях, установленной на удаленных участках трубопроводов или производствах непрерывного цикла, остановка которых для проведения профилактических работ крайне нежелательна.

Запорно-регулирующая арматура

Широкое распространение получили технические устройства, не ограничивающиеся решением задач, стоящих перед регулирующей арматурой, а способные служить еще и в качестве запорной арматуры, обеспечивая перекрытие потока рабочей среды с определенной герметичностью, что дало повод выделить отдельный вид комбинированной арматуры. Запорно-регулирующая арматура ─ то трубопроводная арматура, сочетающая функции регулирующей и запорной арматуры.

Ее наглядной иллюстрацией могут служить запорно-регулирующие клапаны. Например, клапаны КЗР, предназначенные для регулирования и перекрытия потоков регулируемой среды. Они демонстрируют, как в одном техническом устройстве могут быть успешно объединены запорная и регулирующая арматура для систем отопления.

Запорно-регулирующая арматура для отопления, дающая возможность регулировать параметры теплоносителя, а при необходимости на время отключать отдельные контуры отопления, позволяет сделать централизованные и автономные системы теплоснабжения более удобными, безопасными и энергоэффективными. Это одинаково справедливо как для «малой» сантехнической арматуры, так и для арматуры, используемой в «больших» тепло- и электроэнергетике. В т. ч. в технологических системах, включая системы безопасности, таких сложных и ответственных объектов, как атомные станции любого типа. А также в системах приточной вентиляции, горячего водоснабжения, центральных и индивидуальных тепловых пунктах (ЦТП и ИТП), при регулировании широкого круга технологических процессов в самых разных областях технологий.

Не применяя современную регулирующую арматуру, нельзя обеспечить одновременно надежную и максимально экономичную работу оборудования в самых разных направлениях современных технологий: во всех отраслях энергетики, включая находящуюся в ее авангарде ядерную, трубопроводном транспорте, химической промышленности и других.

armatek.ru

Регулирующая арматура — это… Что такое Регулирующая арматура?

Регулирующая арматура — это вид трубопроводной арматуры, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды. В понятие регулирования параметров входит регулирование расхода среды, поддержания давления среды в заданных пределах, смешивание различных сред в необходимых пропорциях, поддержание заданного уровня жидкости в сосудах и некоторые другие. Выполнение всех своих функций регулирующая арматура осуществляет за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой, чаще всего при этом используются внешние источники энергии и управление по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Используется также автоматическое управление непосредственно от рабочей среды. В современной промышленности уже редко, но все же встречается, основной способ управления регуляторами в прошлом — ручное управление (см. рисунок справа).

В зависимости от параметров рабочей среды (давления, температуры, химического состава и др.) к каждому виду регулирования предъявляются различные требования, что привело к появлению множества конструктивных типов регулирующей арматуры. С точки зрения автоматизации промышленных предприятий каждый из них рассматривается как элемент системы автоматического управления технологическим процессом, протекающим с участием жидких и газообразных рабочих сред и регулирующимся под воздействием получаемой командной информации^[1][2][3].

Основные виды конструкций

Блок подготовки воздуха Современный регулирующий клапан с электрическим приводом.

Регулирующий клапан

Эти устройства получили наибольшее распространение среди различных типов регулирующей арматуры. Большинство из них весьма схожи по конструкции с запорными клапанами, но есть и свои специфические виды.

По направлению потока рабочей среды регулирующие клапаны делятся на:

• проходные — такие клапаны устанавливаются на прямых участках трубопровода, в них направление потока рабочей среды не изменяется;
• угловые — меняют направление потока на 90°;
• трехходовые (смесительные) — имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу (два входных и один выходной) для смешивания двух потоков сред с различными параметрами в один. В сантехнике такое устройство имеет название смеситель.

Основные различия регулирующих клапанов заключаются в конструкциях регулирующих органов, по этому признаку они разделяются на:

• односедёльные;
• двухседёльные;
• клеточные;
• мембранные;
• золотниковые^[1][2].

Для управления регулирующими клапанами используются электроприводы, электромагнитные приводы и пневмоприводы. Чтобы усилия от среды и сила трения в направляющих и уплотнении не приводили к снижению точности работы клапана, используются дополнительные устройства — позиционеры^[3].

Запорно-регулирующий клапан

С помощью этого устройства осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто»; такая конструкция является двухседёльной^[1][2].

Смесительные клапаны

Используются в тех случаях, когда необходимо в определенных пропорциях смешивать различные среды, например холодную и горячую воду, выдерживая постоянным какой-либо параметр (например, температуру) или изменяя его по заданному закону. Отличие смесительных клапанов от регулирующих заключается в том, что управляющее воздействие, задающее положение плунжера в первых, определяет расходы одновременно двух сред, а не одной, как в регулирующих клапанах^[1].

Также как и регулирующие клапаны, смесительные могут управляться с помощью электрического или пневматического привода (см. рис).

Регулятор с мембранным пневматическим приводом и электронным позиционером.

Регуляторы давления прямого действия

Регуляторы прямого действия служат для поддержания постоянного давления в трубопроводе, эта необходимость может возникнуть в реальных рабочих условиях, когда в нём происходят колебания давления рабочей среды, недопустимые для нормальной работы технологической системы или установки.

В отличие от арматуры непрямого действия, в которой для непрерывного регулирования нужно отслеживать специальными датчиками состояние контролируемого параметра и при его отклонении от нормы выдавать командный сигнал приводу, регулятор прямого действия срабатывает непосредственно от среды в контролируемом участке трубопровода без использования посторонних источников энергии. Кроме таких регуляторов, арматурой прямого действия являются предохранительные клапаны, относящиеся к предохранительной арматуре и обратные клапаны, относящиеся к защитной арматуре.

Регулирование давления может производиться после регулятора (по направлению потока среды), в этом случае регулятор называют «После себя», или перед ним, в этом случае он называется «До себя».

Принцип работы:

Предположим, что заданному номинальному давлению в трубопроводе соответствует установившийся поток среды через регулятор, при этом усилие от давления среды на чувствительном элементе компенсируется задатчиком нагружения (пружиной или грузом), то есть система находится в равновесии. При изменении давления в трубопроводе это равновесие нарушается и затвор арматуры перемещается, преодолевая усилие от задатчика, или наоборот, поддаваясь ему, при этом изменятся степень открытия регулирующего органа, а следовательно и расхода среды. С изменением расхода меняется давление и, при достижении исходного его значения, система снова приходит в равновесие и затвор прекращает двигаться.

Наиболее часто встречаются регуляторы прямого действия, оснащенные мембранными приводами. Присоединение регуляторов к трубопроводу, как правило, фланцевое, однако, встречаются регуляторы малых диаметров с резьбовым соединением (муфтовые)^[1][2][3].

Регулятор уровня

Регуляторы уровня используются в сосудах, применяемых в энергетических, холодильных и других установках. Управляются они поплавком, по команде от которого происходит впуск дополнительного количества жидкости («регулятор питания») или выпуск избыточного количества жидкости («регулятор перелива»)^[1][2].

Другие типы

Также могут использоваться в качестве регулирующей арматуры, но значительно реже, другие типы:

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7} Поговорим об арматуре. Р. Ф. Усватов-Усыскин — М.: Vitex, 2005.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5} Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д. Ф. Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.
3. ↑ ^{1 2 3 4} Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С.И.Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.

dic.academic.ru

Запорно регулирующая арматура для отопления, шаровые краны

Нормальное функционирование любой системы водяного отопления невозможно без запорно — регулирующей арматуры. Эти элементы присутствуют на всех участках схемы начиная от обвязки котельной установки и заканчивая самым последним радиатором. Данный материал посвящен вопросу, какая применяется запорная арматура для отопления и что за функции она выполняет в том или ином случае.

Виды запорно-регулирующей арматуры

Для начала оговоримся, что в данной теме мы рассматриваем только элементы отопительных схем частных домов и квартир, поскольку в общем случае спектр применяемой арматуры достаточно широк. Провести ее обзор в рамках одной статьи будет затруднительно.

Виды кранов для отопления

Итак, запорно-регулирующая арматура – это элементы системы, предназначенные для управления потоком теплоносителя путем частичного или полного перекрывания проходного сечения трубопроводов.

По большому счету, все элементы управления потоками, устанавливаемые в отопительных системах частных домов, можно разделить на такие группы:

• запорные;
• запорно-регулирующие;
• смесительно-регулирующие.

Не стоит смешивать такие понятия, как запорно-регулируемая арматура и контрольно-измерительные приборы (термометры, манометры). Также никакого отношения к управлению теплоносителем не имеют различные предохранительные и воздухоотводные клапаны, фильтры – грязевики и приборы учета.

Запорная арматура

Самым распространенным примером запорного устройства может служить простой шаровой кран. Рабочих положений у него только 2: «открыто» или «закрыто». Благодаря своей конструкции в открытом состоянии кран пропускает через себя поток жидкости без изменения ее направления и проходного сечения. Представляет собой корпус из латуни со встроенным элементом в виде шара с отверстием, вращающегося штоком с рукояткой, как показано на схеме:

Разрез запорной арматуры

Стальной полированный шар уплотнен полимерным материалом и способен поворачиваться на 90º. Как видно из схемы, устройство регулирующей арматуры также позволяет перекрывать поток не полностью, но такой способ регулирования использовать не принято. Во-первых, он слишком грубый, а во-вторых, отверстие шара, повернутое на какой-то угол, создает высокое гидравлическое сопротивление потоку жидкости.

Запорный кран с фильтром

Для справки. Современные шаровые краны производятся в многофункциональных исполнениях: со встроенным сливным штуцером, краном Маевского, сетчатым фильтром и даже электроприводом. Кроме того, существуют трехходовые шаровые краны, могущие переключать потоки в разных направлениях. Последние 2 модификации применяются в индивидуальных системах достаточно редко.

Кран с тремя ходами

В системах водяного отопления запорные шаровые краны используются в таких местах:

• отсечения радиаторов от системы с целью их периодического обслуживания;
• для отключения ветвей и стояков;
• перекрывания потока для снятия или ремонта теплового и насосного оборудования, расширительных баков;
• для опорожнения и пополнения системы.

Кран с электроприводом

Также к запорным устройствам относятся обратные и различные отсечные клапаны с электрическим приводом. Следует отметить, что в системах частных домов и квартир очень редко устанавливается запорная и регулирующая арматура с электроприводом, разве только в сложных и разветвленных схемах, управляемых автоматикой.

Клапан

Что же до обратных клапанов, то их задача – пропускать в одну сторону теплоноситель в полном объеме, а в другую – наглухо перекрывать. Место установки элементов – схемы обвязки котлов и другие частные случаи, когда нужно избежать обратного движения воды.

Запорно-регулирующие элементы систем

К таковым относятся следующие устройства:

• балансировочные вентили;
• автоматические регуляторы перепада давления;
• термостатические радиаторные клапаны.

Балансировочный вентиль

Перечисленные типы запорно-регулирующей арматуры призваны осуществлять количественное регулирование теплоносителя. То есть, частично перекрывая проходное сечение трубопровода, эти элементы обеспечивают определенный расход воды, поступающей на участок системы или в отопительный прибор. Балансировочные вентили ставятся как на выходе из батарей, так и в начале ветви или стояка системы, как правило, – на обратной магистрали.

Схема клапана

При большом количестве батарей диспозиция может измениться и установка запорно-регулирующей арматуры производится с применением автоматических регуляторов перепада давления. Они ставятся совместно с вентилями и соединяются с ними капиллярной трубкой. Балансовый вентиль обеспечивает потребный расход теплоносителя на ветку или стояк, а регулятор корректирует его в соответствии с работой радиаторных термостатов.

Применение автоматического клапана

Автоматические термостатические клапаны – это арматура для радиаторов, уменьшающая или увеличивающая проток горячей воды через батарею в зависимости от температуры в помещении.

Клапаны с термоголовками

Устанавливается на подающей подводке и может дополнительно оснащаться термоголовкой и выносным терморегулятором для более точного управления расходом теплоносителя. Считается неотъемлемым элементом современных схем и одним из главных средств экономии энергоносителей.

Клапан термостатический

Смесительно-регулировочная арматура

Ярким представителем этой группы устройств является термостатический трехходовой клапан. Его задача – качественное регулирование теплоносителя, то бишь, по температуре, а не по расходу. Трехходовой клапан действует не так, как запорно-регулирующий кран, он работает как смесительный узел. Настроенный выдавать теплоноситель определенной температуры, элемент смешивает два потока в необходимых пропорциях.

Смесительный узел отопления

Устройство представляет собой латунный корпус с тремя патрубками, внутри которого находится шток, управляемый термостатическим приводом. Шток проходит через 2 седла, регулируя протекание сквозь них нужного количества воды из двух патрубков, чтобы в третьем получить смесь установленной температуры.

Принцип работы трехходового клапана

Надо сказать, что не каждая система отопления нуждается в подобной арматуре. Сфера применения смесительных устройств – поддержание температуры в контурах теплых полов, отдельных радиаторах или целых группах отопительных приборов, а также в малых циркуляционных контурах твердотопливных котлов. А вообще, все частные случаи использования смесительных клапанов перечислить довольно трудно, поскольку их может быть очень много в современных схемах водяного отопления.

Заключение

Функции, что выполняет запорная и регулирующая арматура для систем отопления, являются жизненно важными. Еще не придумано ни одной схемы обогрева частного дома либо квартиры, где можно было бы обойтись без кранов, вентилей и клапанов. До тех пор, пока будет существовать водяное отопление, арматура не потеряет своей актуальности.

cotlix.com

запорно регулирующая арматура для радиаторов, регулировочная арматура

Содержание:

При обустройстве теплоснабжения в частных домовладениях, многоквартирных зданиях и для организации работы центральных теплосетей задействуют запорно — регулирующую арматуру для радиаторов отопления и систем. Ее устанавливают в контуре, в результате чего обеспечивается максимальная эффективность обогрева и его экономичность.

Назначение и ассортимент запорной арматуры

Для теплоснабжающих систем данную арматуру применяют с целью контроля над подачей горячего теплоносителя и размыкания отопительного контура. Как правило, запорный кран на обогревательный прибор монтируют на участках, где производится обвязка радиаторов трубопроводом.

Подобное решение кроме функциональных преимуществ обладает практической пользой. После перекрытия запорного вентиля батареи у домашнего умельца будет возможность отремонтировать ее без остановки функционирования всей отопительной конструкции.

На сегодняшний день запорная арматура для отопления на отечественном рынке предлагается в большом ассортименте, а среди наиболее часто используемых изделий значатся такие устройства:

• запорные клапаны;
• задвижки;
• игольчатые вентили;
• шаровые краны.

Всех их производят из прочных металлов, отличающихся устойчивостью к коррозийным процессам и воздействию высоких температур. Запорного типа арматура защищает отопительный контур от возможности возникновения аварийной ситуации, повышает надежность работы системы теплоснабжения, тем самым способствуя сведению к минимуму негативных последствий в результате поломки отдельного обогревательного прибора.

Шаровые краны

Данное изделие относится к запорной арматуре для отопительных приборов. Она предназначается для регулирования поступления жидкости, которую используют в качестве теплоносителя. Шаровой кран состоит из накидной гайки, воздуховыпускного устройства, которое предназначено для спуска из системы воздуха, заглушки. У изделия имеется внутренняя резьба.

Приобретая данный вид арматуры, следует обращать внимание на материал изготовления, на наличие уплотнительных колец, увеличивающих срок службы данного элемента в контуре. Как показывает практика, повышенной износостойкостью и антикоррозийной устойчивостью выделяются именно латунные краны.

Запорные клапаны

Этот вид запорной арматуры задействуют для создания возможности замены обогревательного прибора без слива рабочей жидкости из теплоснабжающей системы. С учетом конструкционных особенностей различают прямые и угловые модификации таких клапанов.

Некоторые изделия оснащают спускным механизмом, предназначенным для плавного понижения в отопительном контуре величины давления. Запорные клапаны характеризуются наличием шланговой насадки, позволяющей осуществлять его монтаж максимально легко и быстро.

Игольчатые вентили

Функции, которые должен выполнять игольчатый кран, отличаются разнообразием. В соответствии с конструкционным устройством данное изделие может иметь запорное, регулирующее и балансировочное предназначение.

Игольчатый вентиль в отопительных системах задействуют для радиаторов. Благодаря его наличию обеспечивается плавное перекрытие потока и удается избежать последствий гидроударов, оказывающих негативное воздействие на всю теплоснабжающую конструкцию.

В отличие от шарового крана, у которого два положения, игольчатый вентиль может функционировать в трех режимах:

• «открыто»;
• «закрыто»;
• «частично закрыто».

Задвижки

Данная арматурная продукция выполняет исключительно запорную функцию. По причине конструкционных особенностей задвижки могут находиться исключительно в двух позициях, поскольку у механизма имеется запирающий элемент, расположенный перпендикулярно относительно потока теплоносителя. Если элемент арматуры имеет открытое положение, нагретая жидкость поступает в контур, а когда закрытое – не дает ей циркулировать.

Задвижка имеет ряд особенностей:

1. Обеспечивает в контуре незначительное гидравлическое сопротивление.
2. У нее оптимальный размер внутреннего диаметра, совпадающий с сечением трубопровода.
3. Ее просто монтировать.
4. Она отличается высокой надежностью.

Запорно-регулирующая арматура

Кроме запирающей функции, которая способствует предотвращению аварийных ситуаций в контуре, арматура может выполнять задачу регулировки поступления теплоносителя. Регулирующую арматуру для радиаторов отопления и систем применяют для плавной корректировки температуры нагретой жидкости, с целью стабилизации давления, а также, чтобы держать под контролем направление перемещения рабочей среды.

Данные устройства представлены следующими видами клапанов: балансировочным; обратным; подпиточным; термо-; сбросным; перепускным.

Балансировочный клапан

При монтаже систем теплоснабжения его используют с целью регулировки работы нескольких гидравлических контуров. Установка балансировочного клапана позволяет повысить эффективность отопительной конструкции, так как он помогает контролировать допустимый объем потребляемого теплоносителя.

Правильно смонтированный данный вид арматуры, у которой принцип работы заключается в равномерном распределении нагретой жидкости по всем сегментам теплоснабжающей системы, может функционировать в наиболее сложных условиях. Данное устройство способно выдерживать значительные перепады давления в контурах и высокую скорость передвижения теплоносителя по трубопроводам.

Состоит балансировочный клапан, стоимость которого для модификаций прямого действия не маленькая, из следующих основных элементов:

• корпуса, выполненного из стали, силумина или латуни;
• патрубка;
• фиксатора положения;
• мембранной перегородки;
• измерительной диафрагмы;
• индикатора затвора.

Обратный клапан

Применение данного вида регулировочной арматуры позволяет предотвращать гидроудары и тем самым способствует повышению надежности всей конструкции обогрева. Клапан не допускает обратной циркуляции нагретой жидкости по системе. Чтобы устройство оптимально сочеталось с контуром, нужно его подбирать с учетом величины внутреннего диаметра.

Главным элементом обратного клапана считается пружина, служащая для удержания штока и при возникновении аварийной ситуации в контуре закрывающая его.

Клапан подпиточный

Чтобы обеспечить эффективную циркуляцию рабочей среды в системе, в контуре должен находиться оптимальный объем теплоносителя – воды, антифриза и т.д. Поэтому подпиточное устройство относится к обязательным элементам каждой отопительной конструкции.

Данный вид клапанов позволяет компенсировать потери жидкости в результате протечки в обогревательных приборах и использования спусковых клапанов и кранов Маевского.

Основное назначения данного элемента подпитки состоит в контроле количества теплоносителя в контуре, а при необходимости он должен восполнять его потери. Лучше всего остановить свой выбор на автоматическом устройстве, оснащенном редукционным механизмом и мембраной, которая находится под давлением рабочей среды.

Если в контуре понижено давление, жидкость не оказывает воздействия на мембрану, падает толкаемый пружиной шток, открывая в седле просвет. В итоге контур начинает подпитываться из водопроводной трубы до того момента, пока в системе не нормализуется давление.

Термоклапан

Он считается самой эффективной регулировочной арматурой для радиаторов отопления. Данное устройство увеличивает функциональность контура и делает процесс обогрева несложным, удобным, а главное – рациональным. Термоклапан бывает механическим или автоматическим. Изделия первого вида состоят из термоголовки и клапана.

У автоматических моделей более сложная конструкция, они состоят из таких элементов:

• термодатчика — встроенного или выносного;
• программатора;
• автоматической системы управления.

Механизм автоматического типа предназначается для регулировки температурного режима в контуре в соответствии с настройками, которые предварительно задаются потребителями тепловой энергии. Это устройство продается по высокой цене, но она полностью себя оправдывает, поскольку с его помощью можно максимально оптимизировать функционирование теплоснабжающей системы.

Сбросной клапан

Превышение нормальной величины давления в системе приводит к возникновению аварийных ситуаций, повреждению целостности контура и в отдельных случаях к взрыву нагревательного котла. По этой причине при обустройстве отопительных систем монтируют клапан сброса давления.

При выборе места для размещения данного устройства нужно учитывать, что чаще всего рост давления при перегреве жидкости случается в котле. Даже самые современные агрегаты, оснащенные газовым клапаном, не застрахованы стопроцентно от аварийных ситуаций.

Сбросной клапан специалисты рекомендуют размещать максимально близко к нагревательному котлу и на подающем трубопроводе. При выборе модели этого устройства следует уделить внимание дополнительным опциям таким, как наличие манометра и воздухоотводчика. Клапаны с ними отличаются большей надежностью и практичностью.

Перепускной клапан

Такой тип регулировочных устройств используют для приведения в норму разницы в давлении между трубами обратки и подачи. Использование перепускного клапана в системах теплоснабжения, у которых в контурах подключены термоклапаны, является обязательным, поскольку они создают на определенных участках перепады давления и тем самым понижают эффективность обогрева.

Запорно регулирующая арматура для радиаторов и контуров отопления на современном рынке представлена широким выбором клапанов самой разной конструкции. Приобретать конкретные устройства нужно в соответствии с проектом обустройства отопительной системы, который рассчитывают и разрабатывают для конкретного жилого дома или здания в зависимости от его назначения.

Такой подход объясняется тем, что в каждом строении монтируют разные типы труб и обогревательных приборов. С их учетом и осуществляют подбор арматуры.

teplospec.com

7. Виды запорно-регулирующей арматуры. Назначение. Принцип работы.

Запорно-регулирующей (трубопроводной) арматурой называются устройства, предназначенные для перекрытия или распределения потока среды, регулирования различных параметров технологических процессов (давления, напора, температуры, количества подаваемого вещества и т.д.). Регулирование технологических процессов осуществляется за счёт изменения расхода транспортируемой среды.

Классифицироваться запорно-регулирующая арматура может абсолютно по-разному, в зависимости от области применения, температурного режима работы, способу присоединения к трубопроводу (муфтовая, цапковая, штуцерная и др.), и даже по способу управления. Мы же с вами рассмотрим, как классифицируется запорно-регулирующая арматура по шести ее видам.

1. Регулирующая арматура.

Регулирующая арматура регулирует параметры рабочей среды в трубопроводе, изменяя ее расход. К этому виду относят различные регулирующие клапаны, регуляторы уровня жидкости, регуляторы давления и т. д.

2. Распределительно-смесительная арматура.

Распределительно-смесительная арматура, в свою очередь, подразделяющаяся на трехходовую и многоходовую, применяется для распределения рабочей среды в трубопроводах по различным направлениям или для их смешения. Именно к этому виду относятся бытовые смесители, смешивающие холодную и горячую воду. Кроме этого, к этому виду причисляют распределительные краны и клапаны.

3. Предохранительная арматура.

Предохранительная арматура используется для защиты оборудования и трубопроводов в автоматическом режиме, в частности, для защиты от повышенного давления путем сброса избыточной рабочей среды из трубопровода в окружающую среду. К предохранительной арматуре относятся клапаны, предохранительные импульсные устройства, разрывные мембранные устройства и перепускные клапаны.

4. Защитная арматура.

Защитная арматура используется для защиты оборудования и трубопроводов в автоматическом режиме от недопустимых или, напротив, предусмотренных технологией изменений параметров процессов или изменения направления движения рабочей среды. Защитная арматура способна остановить поток рабочей среды в трубопроводе без выброса ее излишков из общей системы. К защитной арматуре относятся всевозможные отключающие и обратные клапаны.

5. Контрольная арматура.

Контрольная арматура применяется для проверки присутствия и уточнения уровня жидкостей в рабочих емкостях, каковыми являются всевозможного рода и назначения котлы, сосуды и резервуары. Контрольная арматура используется для присоединения к трубопроводам гидро- и пневмосистем контрольно-измерительных приборов. В число контрольной арматуры входят клапаны и краны для манометров, пробно-спусковые краны, указатели уровня жидкости и др.

6. Фазоразделительная арматура.

Фазоразделительная арматура применяется для разделения рабочих сред в автоматическом режиме в зависимости от их состояния и фазы. К фазоразделительной арматуре относятся разного рода воздухоотводчики, конденсатоотводчики и маслоотделители.

Запорно регулирующая арматура предназначена для регулирования расхода путем изменения количества протекающей по трубопроводу рабочей среды. Регулирующая арматура управляется от постороннего источника энергии.

При ручном управлении осуществляется только периодическое ступенчатое регулирование. Непрерывное и бесступенчатое регулирование осуществляется при помощи пневматических, гидравлических и электрических приводов (исполнительных механизмов). В качестве регулирующего органа могут применяться краны, шланговая арматура, мембранная арматура, задвижки, дисковые затворы, вентили запорные и клапаны: односедельные, двухседельные, клеточные, трехходовые.

studfile.net

Запорно-регулирующая арматура. Принцип действия

Запорно-регулирующая арматура используется для контроля потока среды на объектах промышленного производства, и бытовых системах жизнедеятельности. Магистральные трубопроводы, месторождения нефти и газа и заводы по их переработке, сталеплавильные и химические предприятия, очистные сооружения и городской водопровод – вот лишь небольшая часть предприятий, где требуется огромное количество запорно-регулирующей арматуры.

Существует множество типов и модификаций запорно-регулирующей арматуры. Мы рассмотрим принцип действия наиболее распространенных типов изделий, таких как шаровые краны, дисковые поворотные затворы, шиберные задвижки, запорные клапаны и мембранные клапаны.

Принцип действия всех вышеперечисленных типов запорной арматуры примерно одинаков. Все эти устройства либо ограничивают поток среды (воздуха, жидкостей, пара, газа, сыпучих тел), либо полностью перекрывает его. Различаются лишь элементы конструкции типов запорной арматуры, (мембрана, диск, шар) с помощью которых и происходит перекрытие потока.

 

Принцип действия шарового крана.

Шаровый кран – один из самых надежных элементов запорной арматуры. Краны такого типа обеспечивают очень хорошую возможность полного перекрытия потока, в случае поворота запорного элемента на четверть оборота (90°). К достоинствам шарового крана следует также отнести низкое время закрытия, и низкую вероятность протечки, в случае износа уплотнения

Шаровые краны можно разделить на неполнопроходные, и полнопроходные. Неполнопроходной кран в открытом состоянии имеет диаметр прохода меньший, чем диаметр трубопровода, полнопроходный кран имеет диаметр прохода равный диаметру трубопровода. Полнопроходный шаровый кран более эффективен, т.к. позволяет свести к минимуму падение давления в клапане.

Шаровые краны рекомендуются только для использования в полностью открытом, или полностью закрытом положении. Они не приспособлены для точного регулирования потока, или функционирования в частично открытом положении, так как создается избыточное давление на часть корпуса, что может привести к его деформированию. Деформирование корпуса приводит к протечкам и поломкам.

 

Принцип действия дискового поворотного затвора

В положении «открыто»
Шаг 1
Шаг 2
В положении «закрыто»

 

Дисковый поворотный затвор регулирует поток при помощи специального элемента – диска, закреплённого на валу, и поворачивающегося вокруг своей оси. Также, как и шаровый кран, дисковый затвор способен осуществить перекрытие за достаточно короткое время, так как диск осуществляет такой же оборот на 90 °, из-за чего этот затвор называют также четверть-оборотным.

В зависимости от положения диска и вала относительно корпуса, дисковые затворы могут быть трехэксцентриковыми и двухэксцентриковыми. Затвор со смещенным эксцентриситетом означает, что ось диска смещена относительно геометрической оси корпуса, что обеспечивает более плотное прилегание диска к уплотнению затвора, а следовательно – исключает протечки.

Дисковые поворотные затворы характеризуются простотой конструкции, легкостью веса, и компактными размерами. Но материалы, используемые при производстве затворов, могут ограничить их применение при очень высоких температурах, или крайне агрессивных средах. В основном это касается уплотнений затвора, изготовляемых из полимерных материалов.

 

Принцип действия запорно-регулирующего клапана

В положении «открыто»
Шаг 1
Шаг 2
В положении «Закрыто»

 

Запорно-регулирующий клапан подходит для использования на различных технологических  объектах, исключая лишь трубопроводы больших диаметров, для контроля и регуляции потока среды.

Принцип действия клапанов не сильно отличается от принципа действия прочей запорно-регулирующей арматуры. Достоинства этих клапанов состоят в малом ходе затвора для полного открытия, соответственно такой клапан обычно имеет малые габариты и приемлемую массу. Также клапан обладает высокой герметичностью, и отсутствием трения уплотнения затвора о седло, что значительно сокращает их износ.

Недостатки подобного типа клапанов заключаются в сильном гидравлическом сопротивлении, и, соответственно, в больших потерях энергии, ограничении максимального диаметра трубопроводов, на которые их можно установить, а также в существовании застойных зон (по причине S-образного внутреннего сечения), где могут накапливаться примеси и мусор.

 

Принцип работы шиберной задвижки

В положении «открыто»
Шаг 1
Шаг 2
В положении «закрыто»

Конструкция шиберной задвижки напоминает шлюз — поток регулируется путем его разделения при помощи металлической пластины – шибера. Шиберная задвижка – одно из наиболее простых приспособлений для регуляции потока.

Шиберные задвижки, в зависимости от конструкции запирающего элемента могут быть межфланцевыми, двусторонними и ножевыми.

К достоинствам шиберной задвижки следует отнести то, что этот тип задвижек в открытом состоянии не содержит никаких элементов, препятствующих потоку.

 

 

 

Принцип действия мембранного клапана

В положении «открыто»
Шаг 1
Шаг 2
В положении «закрыто»

Мембранные клапаны используют в качестве запорного элемента гибкую мембрану (диафрагму) метод «щипать», чтобы остановить поток клапана, используя гибкую мембрану. 

Одним из преимуществ мембранного клапана является то, что компоненты самого клапана отделены от потока среды, что в случае агрессивных сред увеличивает срок службы клапана, при условии регулярного обслуживания и своевременной замены мембраны.

Эти типы клапанов, как правило, не подходит для агрессивных сред, и сред с высокими температурами,  в основном, они применяются для водопроводных систем.

Ниже представлено видео, в котором наглядно показан принцип работы трехэксцентрикового дискового затвора

rgk-palur.ru