Сильфонные клапаны.

Сильфонными называют клапаны, в которых в качестве уплотнительного элемента, разделяющего рабочую полость и окружающую атмосферу в месте выхода шпинделя, используют сильфоны (прочный гофрированный элемент).

Сильфонный запорный клапан состоит из литого корпуса, на котором закрепляется крышка. Уплотнение и центрирование между крышкой и корпусом осуществляется при помощи фланца промежуточного корпуса, внутри которого смонтирован сильфон, который с одной стороны соединен со шпинделем, а с другой – приварен к верхней части промежуточного корпуса. Последний, таким образом, является защитой сильфона от механических повреждений при эксплуатации и препятствует проникновению среды в полость крышки даже при прорыве сильфона.

Сильфонные клапаны предназначены для работы в средах, утечка которых в окружающую атмосферу недопустима из-за ее высокой стоимости, агрессивности, токсичности, взрыво- или пожароопасности, ядовитости и др. Основные преимущества сильфонных клапанов – полное исключение утечки рабочей среды и надежность уплотнительного элемента.

К недостаткам, общим для всех конструкций сильфонных клапанов, относятся: высокие сложность и стоимость конструкции; трудность ремонта в условиях эксплуатации и большая величина усилия, необходимого для перекрытия потока.

Сильфонные клапаны должны удовлетворять следующим требованиям:

- в целях исключения разрушения сильфона шпиндель должен совершать только поступательное движение, вращение его вокруг оси недопустимо;

- в крышке должно быть предусмотрено дополнительное аварийное сальниковое устройство, препятствующее утечке среды из рабочей полости вентиля в случае усталостного разрушения сильфона;

- шпиндель должен быть надежно связан с сильфоном;

- при перемещении шпинделя сильфон должен работать только на сжатие;

- давление среды допустимо только снаружи сильфона;

- уплотнение между сильфоном, корпусом и шпинделем должно быть надежным и герметичным;

Краны.

Кран – это запорное устройство, в котором запорный элемент (пробка) имеет форму тела вращения с отверстием для пропуска потока, для перекрытия которого вращается вокруг своей оси.

В зависимости от геометрической формы уплотнительных поверхностей пробки и корпуса (затвора) краны разделяют на три основных типа: конические (см.рисунок 12.10а), цилиндрические (см. рисунок 12.10б) и шаровые или сферические (см. рисунок 12.10в).

в

а – конический, б – с цилиндрическим затвором, в – шаровой цельносварной

Рисунок 12.10 - Краны

Однако краны классифицируют и по другим конструктивным признакам, например: по способу создания удельного давления на уплотнительных поверхностях, по форме окна прохода пробки, по числу проходов, по наличию или отсутствию сужения прохода, по типу управления и привода, по материалу уплотнительных поверхностей и т. д.

Конические краны.

Конусность пробки (корпуса) конических кранов в практике отечественного и зарубежного арматуростроения принимают обычно 1: 6 или 1 :7. При назначении конусности руководствуются следующими соображениями: чем меньше угол конусности, тем меньшее осевое усилие вдоль пробки требуется для создания на уплотнителных поверхностях необходимого удельного давления, обеспечивающего герметичность. Однако при этом возрастает опасность заклинивания пробки в корпусе и возможность задира уплотнительных поверхностей. При увеличении угла конусности наблюдается обратная картина. Поэтому краны из материалов, имеющих хорошие антифрикционные свойства (например, чугун, латунь, бронза), имеют конусность 1 : 7, при этом легче создать необходимое удельное давление на уплотнительных поверхностях и получить требуемую герметичность.

Натяжные краны– из конических кранов простейшие по своей конструкции.

Их подразделяют по способу создания удельного давления между корпусом и пробкой. В кранах с затяжкой через резьбовое соединение упорная шайба садится на ось пробки и вращается вместе с ней. При затяжке гайки шайба образует опору, в которую упирается гайка, и передает усилие затяжки на нижний торец корпуса. Кроме того, на шайбе имеются выступы, которые вместе с упорами на корпусе крана ограничивают поворот пробки в пределах 900 (от открытого до закрытого положения).

В натяжном кране с пружиной усилие затяжки создается пружиной, упирающейся в крышку.

Сальниковые краны характеризуются тем, что необходимые для герметичности удельные давления на конических уплотнительных поверхностях корпуса и пробки создаются при затяжке сальника. Усилие затяжки сальника передается на пробку, прижимая ее к седлу

Сальниковые краны обеспечивают более надежную защиту от утечки рабочей среды в атмосферу (благодаря сальнику), но имеют быстро изнашивающийся элемент – мягкую набивку. В связи с этим сальниковые краны применяют на более высокие параметры среды по сравнению с натяжными кранами. Однако сальниковые краны требуют более частого обслуживания (подтяжка сальника по мере износа набивки и смена набивки при необходимости).

Краны со смазкой. При давлениях среды свыше 40 кГс/см2 на пробку крана действуют большие усилия, прижимающие ее к уплотнительной поверхности корпуса.

Кроме того, при высоких давлениях среды удельные давления на уплотнительных поверхностях возрастают до таких значений, при которых может произойти задир уплотнительных поверхностей. Эти причины, а также необходимость в защите уплотнительных поверхностей от коррозии вызвали появление кранов со смазкой.

Смазку набивают в центральный канал хвостовика пробки. При завинчивании болта смазка через горизонтальное сверление продавливается в кольцевую уплотнительную проточку на пробке, а оттуда через четыре вертикальные узкие канавки на корпусе крана в канавки, расположенные по обе стороны окна пробки.

В процессе работы крана смазка частично выдавливается в проход и вымывается средой, поэтому ее необходимо периодически добавлять.

Краны с подъемом пробки. В них, в отличие от обычных кранов, перед поворотом пробка отрывается от корпуса, а после поворота прижимается к нему. Иногда в практике такие краны называют кран-задвижка.

Такое устройство позволяет решить сразу несколько задач:

- уменьшается крутящий момент, необходимый для поворота пробки;

- пробка поворачивается при отсутствии контакта ее с корпусом, что исключает опасность задирания уплотнительных поверхностей;

- усилие прижатия пробки к корпусу и удельные давления на уплотнительных поверхностях регулируются в очень широких пределах независимо от затяжки сальника.