Клапан — это аксессуар в системе транспортировки жидкости, который имеет такие функции, как отключение, регулирование, отвод, предотвращение обратного потока, стабилизация давления, отвод или сброс давления перелива. Обычные клапаны включают в себя шаровые клапаны, задвижки, шаровые краны, обратные клапаны, предохранительные клапаны и регулирующие клапаны. Понимая типы и конструкции различных клапанов, можно выбрать подходящие клапаны в соответствии с требованиями условий производственного процесса.

01
Функция клапанов
1. Функция открытия и закрытия – перекрытие или соединение потока жидкости в трубопроводах;
2. Регулирующая функция – регулирование скорости потока и расхода жидкости в трубопроводе;
3. Эффект дросселирования. После того, как жидкость проходит через клапан, происходит значительный перепад давления.

02
Классификация клапанов
В зависимости от их различных функций в трубопроводах клапаны можно разделить на проходные клапаны (также известные как запорные клапаны), дроссельные клапаны, обратные клапаны, предохранительные клапаны и т. д.;
По конструктивной форме клапаны можно разделить на задвижки, пробковые клапаны (обычно называемые кранами), шаровые краны, дроссельные клапаны, мембранные клапаны, футерованные клапаны и т. д.
В зависимости от материалов, из которых изготовлены клапаны, они могут быть далее делятся на клапаны из нержавеющей стали, клапаны из литой стали, чугунные клапаны, пластиковые клапаны, керамические клапаны и т. д.
Обычно используемые клапаны в химическом производстве включают задвижки, шаровые клапаны, обратные клапаны, шаровые краны, редукционные клапаны, пробковые клапаны, мембранные клапаны. клапаны и регулирующие клапаны.

1. Задвижка.
Основным компонентом задвижки является задвижка, которая открывает и закрывает трубопровод посредством подъема и опускания задвижки. Этот тип клапана имеет низкое гидравлическое сопротивление, широкий диапазон применимого давления и температуры, неограниченное направление потока среды и хорошие характеристики уплотнения. Задвижки чаще всего используются на трубопроводах большого диаметра в качестве открывающей и закрывающей арматуры, а также используются в качестве регулирующей арматуры на трубопроводах малого диаметра. Задвижки не следует использовать для жидкостей, содержащих твердые частицы или материалы, склонные к седиментации, во избежание износа уплотнительной поверхности и нарушения закрытия затвора. Задвижки можно разделить на параллельные задвижки, клиновые задвижки, подъемные задвижки, задвижки с поворотным штоком, задвижки быстрого открытия и закрытия, задвижки с термоусадочной горловиной, плоские задвижки и т. д.

2. Шаровой клапан
Основными компонентами шарового клапана являются диск клапана и седло клапана, а жидкость проходит через седло клапана снизу вверх. Его структура относительно сложна, обладает высоким сопротивлением жидкости, но обладает хорошими герметизирующими и регулирующими характеристиками. Проходные клапаны не подходят для сред с высокой вязкостью и содержанием легкоосаждаемых частиц. В процессе открытия и закрытия запорного клапана трение между уплотнительными поверхностями небольшое, прочное, высота открытия небольшая, проста в изготовлении и обслуживании. Он подходит не только для трубопроводов среднего и низкого давления, но и для трубопроводов высокого давления.

3. Обратный клапан
Обратный клапан, также известный как обратный клапан или односторонний клапан. Обратные клапаны, установленные на трубопроводах, пропускают жидкость только в одном направлении и не допускают обратного течения. Это автоматический закрывающийся клапан с диском или коромыслом внутри корпуса клапана. Когда среда течет вниз по потоку, жидкость автоматически толкает тарелку клапана в открытое положение; Когда жидкость течет обратно, жидкость (или сила пружины) автоматически закрывает диск клапана. По конструкции обратных клапанов обратные клапаны делятся на два типа: подъемные и поворотные. Диск подъемного обратного клапана перемещается вертикально вдоль канала корпуса клапана и обычно используется на горизонтальных или вертикальных трубопроводах; Диск поворотного обратного клапана часто называют поворотной пластиной. Одна сторона поворотной пластины соединена с валом, и поворотная пластина может вращаться вокруг вала. Поворотные обратные клапаны обычно устанавливают на горизонтальных трубопроводах, а на вертикальных трубопроводах можно устанавливать и клапаны небольшого диаметра, но скорость потока не должна быть слишком большой. Обратные клапаны обычно подходят для трубопроводов с чистой средой и не подходят для трубопроводов с твердыми частицами и средами с высокой вязкостью. Герметизирующие свойства обратного клапана подъемного типа лучше, чем у обратного клапана поворотного типа, но гидравлическое сопротивление обратного клапана поворотного типа меньше, чем у подъемного типа. В целом обратные клапаны подходят для трубопроводов большого диаметра. При установке обратите внимание на направление потока жидкости.

4. Шаровой кран
Сердечник шарового крана имеет сферическую форму, с соединительным отверстием посередине, которое соответствует внутреннему диаметру трубы. Конструкция проще, чем у задвижек и проходных клапанов, с быстрым открытием и закрытием, удобным управлением, небольшим объемом, легким весом, меньшим количеством компонентов и низким гидравлическим сопротивлением. Полнопроходные шаровые краны практически не имеют гидравлического сопротивления. Шаровые краны подходят для сред с низкой температурой, высоким давлением и высокой вязкостью, но не подходят для регулирования скорости потока.

5. Пробковый клапан
Пробковый клапан — это самый ранний тип используемого клапана, имеющий простую конструкцию, быстрое открытие и закрытие и низкое гидравлическое сопротивление. Основная часть представляет собой вращающуюся коническую заглушку с отверстием посередине. При повороте пробки на 90° канал потока полностью закрывается, что требует большого вращательного момента. Пробковые клапаны склонны к заклиниванию при больших перепадах температур и не могут использоваться при высоком давлении.

6. Предохранительный клапан.
Для обеспечения безопасности химического производства в трубопроводных системах, находящихся под давлением, всегда устанавливаются предохранительные устройства, то есть выбирается металлический лист определенной толщины и устанавливается на конце или тройнике трубопровода наподобие заглушки. Когда давление внутри трубопровода увеличивается, тонкая пленка разрывается для достижения цели сброса давления. Взрывные пластины обычно используются в трубопроводах низкого давления и большого диаметра, но в большинстве химических трубопроводов используются предохранительные клапаны. Существует множество типов предохранительных клапанов, которые можно условно разделить на две категории: пружинные и рычажные. Предохранительный клапан пружинного типа, показанный на рисунке, в основном опирается на силу пружины для достижения уплотнения. Когда давление внутри трубы превышает эластичность пружины, клапан открывается средой, и жидкость внутри трубы выбрасывается, вызывая снижение давления. Как только давление внутри трубы падает ниже силы пружины, клапан снова закрывается. Предохранительный клапан рычажного типа в основном опирается на силу тяжелого молотка, воздействующую на рычаг, для достижения уплотнения, а принцип работы такой же, как и у пружинного типа. Выбор предохранительных клапанов определяется номинальным уровнем давления, основанным на рабочем давлении и рабочей температуре, а размер их диаметра можно рассчитать и определить, ссылаясь на соответствующие правила. Конструктивный тип и материал предохранительной арматуры следует выбирать в зависимости от свойств среды и условий работы. Давление на взлете, испытания и приемка предохранительных клапанов определяются и регулярно проверяются отделом безопасности с печатью свинцовой печати. Их нельзя произвольно регулировать во время использования для обеспечения безопасности. В основном их применяют в паровых котлах и оборудовании под давлением.

7. Дроссельный клапан
Дроссельный клапан, также известный как лепестковый клапан, представляет собой простой регулирующий клапан, который можно использовать для трубопроводных сред низкого давления. Клапаны могут использоваться для регулирования потока различных типов жидкостей, таких как воздух, вода, пар, различные агрессивные среды, буровые растворы, нефтепродукты, жидкие металлы и радиоактивные среды. В основном он выполняет функцию резки и дросселирования на трубопроводах. Компонент открытия и закрытия дроссельной заслонки представляет собой дисковую пластину в форме диска, которая вращается вокруг своей оси внутри корпуса клапана для достижения цели открытия и закрытия или регулировки.

8. Редукционный клапан.
Редукционный клапан – это автоматический клапан, снижающий давление среды до определенного значения. Как правило, давление за клапаном должно составлять менее 50% давления перед клапаном. В основном он основан на таких компонентах, как мембраны, пружины и поршни, которые контролируют зазор между диском клапана и седлом клапана за счет использования разницы давлений среды, достигая цели снижения давления. Существует много типов редукционных клапанов давления, обычно в том числе поршневого и мембранного типа.

9. Мембранный клапан.
Конструктивная форма мембранного клапана сильно отличается от обычных клапанов и представляет собой клапан нового типа. Это запорный клапан особой формы, а его открывающаяся и закрывающаяся части представляют собой диафрагму из мягкого материала, которая отделяет полость корпуса клапана от полости крышки клапана и приводных компонентов. Мембранные клапаны в настоящее время широко используются в различных областях. Открытие и закрытие клапана, показанного на рисунке, осуществляется с помощью специально изготовленной резиновой диафрагмы, которая зажата между корпусом клапана и крышкой клапана. В закрытом состоянии диск под штоком клапана прижимает диафрагму к корпусу клапана, обеспечивая герметичность. Этот тип клапана имеет простую конструкцию, надежное уплотнение, простоту обслуживания и низкое гидравлическое сопротивление. Подходит для транспортировки кислых сред и трубопроводов для жидкостей со взвешенными твердыми частицами, но, как правило, не подходит для трубопроводов с более высоким давлением или температурой выше 60 ℃, а также не подходит для трубопроводов, транспортирующих органические растворители и сильные окислительные среды.

10. Дроссельный клапан
Дроссельный клапан относится к типу проходных клапанов. Форма головки клапана коническая или обтекаемая, что позволяет эффективно регулировать поток жидкости или выполнять дросселирование и регулировку давления. Клапан требует высокой точности изготовления и хороших характеристик уплотнения. В основном используется в трубопроводах контроля приборов или отбора проб, но не подходит для трубопроводов с высокой вязкостью и средами с твердыми частицами.

11. Футерованный клапан.
Чтобы предотвратить коррозию среды, некоторые клапаны должны быть покрыты коррозионностойкими материалами (такими как свинец, резина, эмаль и т. д.) в корпусе и головке клапана. Выбор облицовочных материалов должен основываться на свойствах среды. Для удобства футеровки большинство футерованных клапанов изготавливаются прямоугольными или прямоточными.

12. Дренажный клапан
Пароотделитель, также известный как автоматический слив или слив конденсата, можно разделить на паровую систему и газовую систему, в основном включая тип перевернутого ковша, тип рычажного поплавкового шара, тип свободно плавающего шара и другие типы.
Сливной клапан открывается и закрывается по принципу плавучести, который автоматически различает пар и воду. Он обычно используется в ситуациях, когда требуется непрерывный дренаж, высокие скорости потока, а сбрасываемую воду необходимо собирать и повторно использовать. Конструкция рычажной поплавковой ловушки и ловушки с перевернутым ковшом сложна. Свободно плавающий шаровой сливной клапан имеет простую конструкцию и не пропускает воздух. Обычно используется для дренажа трубопроводов или оборудования.

При транспортировке пара высокого давления из-за потери тепла пар конденсируется с образованием пароводяной смеси, что приводит к ухудшению транспортировки пара в трубопроводе. Установка конденсатоотводчика в трубопроводе позволяет слить конденсат из трубопровода и обеспечить плавную подачу пара.