По способу герметизации

По способу герметизации узла прохода шпинделя или штока через крышку или корпус ТА подразделяется на следующие основные группы:

• сальниковая;

• сильфонная;

• мембранная;

• шланговая.

Сальниковая ТА. Для уплотнения места прохода шпинделя или штока используется упругая 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 получило наибольшее распространение благодаря своей простоте, низкой стоимости и возможности ремонта.

Сильфонная, мембранная и шланговая ТА отличается отсутствием подвижные соединения 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, шланга или мембрана выступают в роли герметизирующего элемента подвижного соединения.

По расположению

По расположению (способу монтажа) ТА подразделяется на следующие основные группы:

• только на горизонтальных трубопроводах с вертикальном положении шпинделем или крышкой вверх;

• на горизонтальных и вертикальных трубопроводах в любом положении;

• только на вертикальных трубопроводах.

Так например, пробковый кран может работать в любом положении, обратный шаровой клапан должен устанавливаться только на вертикальных трубопроводах, а тарельчатый обратный клапан должен устанавливаться только на горизонтальных трубопроводах крышкой вверх.

Лекция 7

Типы и параметры трубопроводной арматуры

По назначению трубопроводная арматура различается на:

• запорную арматуру;

• регуляторы (различается по назначению);

• конденсатоотводчики (различается по назначению).

Запорная арматура

Запорная арматура служит для перекрытия трубопроводов в целях прекращения движения среды и открытия трубопровода для возобновления течения.

Запорная арматура, предназначенная для выполнения одних и тех же функций, отличается конструкцией затвора. По этому признаку выделяют следующие основные типы ТА:

• задвижки;

• клапаны;

• заслонки;

• краны;

• мембранный (диафрагмовый) клапан;

• шланговый клапан (различается по конструкции затвора);

Сравнительная характеристика различных конструкций арматуры приведена в табл. 1.

Запорная арматура подразделяется на приводную и автоматическую. У приводной арматуры открытие и закрытие прохода происходит под действием внешней силы от руки, электродвигателем, соленоидом, гидро- или пневмоприводом. У автоматической арматуры открытие и закрытие прохода происходит под действием транспортируемой среды.

В известной степени запорная арматура допускает также регулирование величины потока. Однако оно недостаточно точно. Когда же требуется изменять расход потока среды с большой точностью, применяют специальную регулирующую арматуру.

Регуляторы

Регулирующая арматура – промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода (ГОСТ 24856-81).

Автоматический регулятор – это совокупность устройств, присоединяемых к объекту регулирования для автоматического поддержания на заданном значении регулируемой (выходной) величины объекта. Автоматические регуляторы преобразуют сигнал рассогласования (разность между сигналом, характеризующим заданное значение, и сигналом, определяющим текущее значение регулируемой величины) в регулирующее воздействие в соответствии с типовыми законами регулирования.

• Регуляторы предназначены для автоматического поддержания заданного значения какого-либо параметра рабочей среды.

Таблица 1. Сравнительные характеристики различных типов арматуры

Наименование	Принципиальная схема	Краткая характеристика
Задвижка		Затвор движется возвратно-поступательно вдоль уплотнительной поверхности. Большая строительная высота, малая строительная длина. Медленное срабатывание. Большое усилие на привод затвора. Сильный износ поверхности седла на загрязненных жидкостях. Малое гидравлическое сопротивление. Отсутствие противодавления рабочей среды.
Клапан (вентиль)		Затвор движется по нормали к уплотнительной поверхности. Малая строительная высота, большая строительная длина. Быстрое срабатывание. Большое усилие на привод затвора. Большое гидравлическое сопротивление. Наличие противодавления рабочей среды. Высокая герметичность.
Кран		Затвор движется вращательно на 90° вдоль уплотнительной поверхности. Малая строительная высота, малая строительная длина. Быстрое срабатывание. Большое усилие на привод затвора. Сильный износ поверхности седла и пробки на загрязненных и агрессивных жидкостях. Малое гидравлическое сопротивление. Отсутствие противодавления рабочей среды.
Заслонка		Затвор движется вращательно на 90°. Малая строительная высота, малая строительная длина. Быстрое срабатывание. Малое усилие на привод затвора. Малая герметичность. Малое гидравлическое сопротивление. Отсутствие противодавления рабочей среды. Применяется на газах.
Диафрагмовый (мембранный) клапан		Затвор движется возвратно-поступательно по нормали к уплотнительной поверхности. Малая строительная высота, большая строительная длина. Быстрое срабатывание. Малое усилие на привод затвора. Применяется на агрессивных жидкостях. Большое гидравлическое сопротивление. Наличие противодавления рабочей среды.
Шланговый клапан		Затвор движется возвратно-поступательно по нормали к уплотнительной поверхности. Малая строительная высота, большая строительная длина. Быстрое срабатывание. Малое усилие на привод затвора. Применяется на агрессивных жидкостях. Малое гидравлическое сопротивление. Наличие противодавления рабочей среды.
Золотниковая арматура		Открытие и закрытие прохода осуществляется с помощью золотника, движущегося перпендикулярно продольной оси потока и открывающего и закрывающего при этом отверстие, расположенное в перегородке, которое разделяет корпус на две части – входную и выходную.

Различают регуляторы:

• давления,

• расхода,

• температуры,

• уровня.

Регуляторы уровняподразделяются на регуляторы питания, в которых уровень поддерживается за счет периодического добавлением жидкости в сосуд, и регуляторы перелива,в которых происходит слив избытка жидкости.

Существуют автоматические регуляторы:

• прямого действия, работающие без вспомогательных источников энергии,

• регуляторы непрямого действия, использующие энергию внешних источников.

Регуляторы прямого действия реализуют простейшие законы регулирования и применяются для автоматизации простых объектов с малым числом регулируемых переменных, не предъявляющих повышенных требований к качеству систем регулирования (котлов малой производительности, теплообменников индивидуальных и центральных тепловых пунктов, газосмесительных станций, нагревательных печей и т. п.). Эти регуляторы применяют для автоматической стабилизации температуры, давления и перепада давлений, расхода газообразных и жидких сред и уровня жидких сред

Регуляторы, использующие для своей работы посторонние источники энергии, включают в себя следующие основные устройства:

• измерительное устройство (первичный преобразователь) и задатчик, которые воспринимают отклонение регулируемой величины от заданного значения и вырабатывают сигнал рассогласования;

• управляющее устройство, которое преобразовывает и усиливает сигнал рассогласования, а затем использует его для подачи энергии к исполнительному механизму и управления им по заданному закону регулирования;

• исполнительный механизм (сервопривод), перемещающий регулирующий орган;

• регулирующий орган, оказывающий непосредственное воздействие на объект регулирования путем изменения расхода среды (энергии) на притоке или стоке этого объекта.

По виду источника энергии и основного носителя сигналов регуляторы непрямого действия подразделяют на электрические, пневматические, гидравлические и смешанные (электрогидравлические или электропневматические).

Регулятор с пневмо- и гидроприводом имеет специальную установочную пружину, предназначенную для подстройки регулятора на требуемое значение параметра.

Регулятор по конструкции представляет собой клапан с пневмо- или гидроприводом мембранного, сильфонного или плунжерного типа, а так же с электроприводом.

Клапан регулирующий – клапан, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода и управляемый от внешнего источника энергии (ГОСТ 24856-81).

Клапан – деталь или устройство для управления расходом газа, пара или жидкости в машинах и трубопроводах изменением площади проходного сечения. Клапан трубопровода имеет корпус и затвор, перемещающийся внутри корпуса и изменяющий площадь проходного сечения и, следовательно, пропускную способность клапана. Применяют клапан для создания перепада давления (дроссельные клапаны), для понижения давления и поддержание его постоянным (редукционные клапаны).

В некоторых клапанах конструкция предусматривает пружину или груз для открытия или закрытия клапана автоматически.

По виду действия эти клапаны подразделяются на:

• нормально открытые (НО), если пружина (груз) удерживает клапан в открытом положении,

• нормально закрытые (НЗ), если пружины (груз) удерживает клапан в закрытом положении

В регуляторах важным моментом является разгрузка клапана от одностороннего давления рабочей среды, что позволяет значительно уменьшить усилия, требуемые на перемещение рабочего органа. Наиболее совершенным вариантом разгрузки является двухседельная конструкция клапана, когда усилия, действующие на две тарелки, противоположны по направлению и взаимно компенсируются.