В сектора за контрол на индустриални флуиди,дроселови клапииграят ключова роля в регулирането, насочването и изолирането на потока от течности, газове и шлами в тръбопроводите. Фланцовият дроселов клапан е един вид връзка, характеризиращ се с вградени фланци от двата края на тялото на клапана, което позволява сигурни болтови връзки към фланци на тръбите.
Механизмът за въртене на четвърт оборот нафланцова дроселова клапаго отличава от линейните клапани, като например шибърни или сферични клапани, предлагайки предимства по отношение на скоростта и пространствената ефективност.
Тази статия ще разгледа подробностите за фланцовите дроселови клапи, като обхване техния дизайн, видове, материали, приложения, предимства и недостатъци, монтаж, поддръжка, сравнения с други клапани и бъдещи тенденции.
1. Определение и принцип на действие
Фланцовият дроселов клапан е клапан с въртеливо движение на 90 градуса, характеризиращ се с диск, който контролира потока на флуида чрез въртене на стеблото. Корпусът на клапана е с фланци от двата края за директни болтови връзки към тръбопровода. Фланцовите дроселови клапани имат повдигнати или плоски фланци с отвори за болтове, осигуряващи по-здрава и стабилна връзка, подходяща за приложения с ниско, средно и високо налягане, както и за малки, средни и големи диаметри.
Принципът на действие е прост и ефективен. Вентилът се състои от тяло на вентила, диск на вентила, стебло на вентила, легло на вентила и задвижващ механизъм. Когато дръжка или зъбно колело се задейства или стеблото на вентила се завърти от автоматичен задвижващ механизъм, дискът на вентила се завърта от положение, успоредно на пътя на потока (напълно отворено), до перпендикулярно положение (напълно затворено). В отворено положение дискът на вентила е подравнен с оста на тръбопровода, което минимизира съпротивлението на потока и загубата на налягане. Когато е затворен, дискът на вентила уплътнява леглото вътре в тялото на вентила.
Този механизъм позволява бързо задействане на клапана, обикновено изискващо само завъртане на 90 градуса, което го прави по-бърз от многооборотните клапани. Фланцовите дроселови клапани могат да обработват двупосочен поток и обикновено са оборудвани с еластични или метални седалки, за да се осигури плътно затваряне. Дизайнът им ги прави особено подходящи за системи, изискващи често превключване или където пространството е ограничено.
2. Компоненти
Основните компоненти включват:
- Корпус на клапанаВъншният корпус, обикновено с двоен фланец, осигурява структурни връзки и помещава вътрешните компоненти. Въглеродна стомана се използва за обща употреба, неръждаема стомана за устойчивост на корозия, никел-алуминиев бронз за морска среда и легирана стомана за екстремни условия.
- Диск на клапана:Въртящият се елемент, предлаган в обтекаем или плосък дизайн, контролира потока. Дискът може да бъде центриран или изместен за подобряване на производителността. Неръждаема стомана, алуминиев бронз или покрит с найлон за подобрена износоустойчивост.
- СтъблоВалът, свързващ диска на клапана със задвижващия механизъм, предава въртяща сила. Неръждаемата стомана или високоякостните сплави издържат на въртящ момент.
Обикновено се използват проходни или двукомпонентни стебла, оборудвани с уплътнения за предотвратяване на течове.
- СедалкаУплътнителната повърхност е изработена от еластомерен материал, като например EPDM или PTFE. EPDM (-20°F до 250°F), BUNA-N (0°F до 200°F), Витон (-10°F до 400°F) или PTFE (-100°F до 450°F) се използва за меки уплътнения; метални материали като неръждаема стомана или Inconel се използват за твърди уплътнения, работещи с висока температура.
- Задвижващ механизъмУправлява се ръчно (дръжка, зъбно колело) или механично (пневматично, електрическо).
- Опаковка и уплътненияОсигурете херметични уплътнения между компонентите и фланцовите съединения.
Тези компоненти работят заедно, за да осигурят надежден контрол на потока.
3. Видове фланцови дроселови клапи
Фланцовите дроселови клапи могат да бъдат категоризирани както следва въз основа на подравняването на диска, метода на задействане и типа на корпуса.
3.1 Подравняване
- Концентрично (нулево отместване): Стеблото на клапана преминава през центъра на диска и е с еластично седло. Този клапан е подходящ за приложения с ниско налягане и температури до 250°F (250°F).°F.
- Двойно отместване: Стеблото на клапана е отместено зад диска и е извън центъра, което намалява износването на седалката. Този клапан е подходящ за приложения със средно налягане и температури до 400°F (400°F).°F.
- Тройно отместване: Увеличеният ъгъл на конусното седло създава метално уплътнение. Този вентил е подходящ за високо налягане (до клас 600) и висока температура (до 1200°F) приложения и отговаря на изискванията за нулево течене.
3.2 Метод на задействане
Видовете задвижване включват ръчно, пневматично, електрическо и хидравлично, за да се отговори на различните експлоатационни изисквания.
4. Приложения в индустрията
Фланцовите дроселови клапи се използват широко в следните сектори:
- Пречистване на вода и отпадъчни води: Използва се за регулиране на дебита в пречиствателни станции и отклонителни системи. - Химическа обработка: Работата с киселини, основи и разтворители изисква устойчиви на корозия материали.
- Нефт и газ: Тръбопроводи за суров петрол, природен газ и рафиниращи процеси.
- ОВК системи: Контролира потока на въздух и вода в отоплителните и охладителните мрежи.
- Производство на електроенергия: Управлява пара, охлаждаща вода и гориво.
- Храни и напитки: Хигиеничен дизайн за асептична работа с течности.
- Фармацевтика: Прецизен контрол в стерилна среда.
- Морска и целулозно-хартиена промишленост: Използва се за морска вода, целулоза и химическа преработка.
5. Предимства и недостатъци на фланцовите дроселови клапи
5.1 Предимства:
- Компактен и лек, което намалява разходите за монтаж и изискванията за пространство.
- Бързо завъртане на четвърт оборот и бърза реакция.
- По-ниска цена за по-големи диаметри.
- Ниска загуба на налягане в отворено състояние, енергийно ефективно и ефикасно.
- Подходящ за превключване на флуиди с отлични уплътнителни характеристики.
- Лесен за поддръжка и съвместим със системи за автоматизация.
5.2 Недостатъци:
- Дискът на клапана блокира пътя на потока, когато е отворен, което води до известна загуба на налягане. - Ограничен дроселиращ капацитет при приложения с високо налягане, което потенциално причинява кавитация.
- Меките легла на клапаните се износват по-бързо в абразивни среди.
- Твърде бързото затваряне може да причини воден удар.
- Някои конструкции изискват по-високи начални въртящи моменти, което изисква по-мощни задвижващи механизми.
6. Как да инсталирате дроселова клапа
По време на монтажа, подравнете фланеца на вентила с фланеца на тръбата, като се уверите, че отворите за болтове съвпадат.
Поставете уплътнение за уплътняване.
Закрепете с болтове и гайки, като ги затягате равномерно, за да предотвратите деформация.
Двуфланцовите вентили изискват едновременно подравняване на двете страни; вентилите с уши могат да се завинтват от едната страна наведнъж.
Проверете свободата на движение на диска, като завъртите и завъртите клапана, преди да го нагнетите.
Когато е монтиран вертикално, стеблото на клапана трябва да бъде разположено хоризонтално, за да се предотврати натрупването на утайки.
Винаги следвайте указанията на производителя и стандартите за изпитване, като например API 598.
7. Стандарти и разпоредби
Фланцови дроселови клапитрябва да отговарят на стандартите за безопасност и оперативна съвместимост:
- Дизайн: API 609, EN 593, ASME B16.34. - Тестване: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- Фланци: ASME B16.5, DIN, JIS.
- Сертификати: CE, SIL3, API 607(пожарна безопасност).
8. Сравнение с други клапани
В сравнение с шибърните клапани, фланцовите дроселни клапани работят по-бързо и предлагат дроселиращи възможности, но са малко по-малко устойчиви на потока.
В сравнение със сферичните кранове, те са по-икономични за по-големи диаметри, но изпитват по-голяма загуба на налягане по време на отваряне.
Кълбовидните вентили предлагат по-прецизно дроселиране, но са по-големи и по-скъпи.
Като цяло, дроселовите клапи се отличават с ограничено пространство и чувствителни към разходите приложения.