Как выбрать подходящий клапан для конкретной задачи?

I. Важные факторы, влияющие на выбор клапана

Выбор клапана может показаться сложной задачей из-за множества типов клапанов, которые могут быть даже изготовлены по индивидуальному заказу. Независимо от особенностей применения, влияние на безопасность и эффективность всегда является главным приоритетом. Вот несколько важных факторов, которые следует учитывать при выборе подходящего клапана.

01 Давление в линии

Не все жидкостные системы находятся под одинаковым давлением. Тип обслуживания варьируется, как и требуемое давление. Однако вся система должна быть способна справиться с требуемым обслуживанием в пределах разумного запаса прочности.

Exceeding the design pressure limit means failure of valve operation. Fluid leakage is a common consequence of exceeding pressure limits and can lead to line losses and safety issues. Any additional stress beyond the valve’s design parameters can also damage sealing components and may lead to valve degradation.

При выборе клапана на основе линейного давления в трубопроводной системе инженер-технолог должен оценить требуемый перепад давления на клапане и во всей трубопроводной системе. Внутренняя структура и технические характеристики арматуры должны обеспечивать минимальное сопротивление трению, чтобы перепад давления на арматуре был низким и снижал потери давления в трубопроводе, которые могут повлиять на последующие производственные процессы. Именно поэтому задвижки предпочтительнее шаровых кранов в промышленных трубопроводных системах, где необходимо поддерживать постоянное давление в линии.

02 Расход

Различные типы клапанов и их различные механизмы работы требуют управления потоком жидкости разными способами. Например, шаровые краны обеспечивают превосходное уплотнение для запорных устройств. Однако игольчатые клапаны могут обеспечить более высокую точность управления определенным расходом. В зависимости от внутреннего устройства клапана можно понять, как контролируется рабочая жидкость и как выполняется необходимая функция.

Switching applications require the valve to allow or restrict flow. An excellent example of a ball valve that operates with a quick response is the hollow spherical sphere, in which case it either opens or blocks the flow of fluid. Gate valves provide the same function – shutting off flow – using a plate or as a blocking tool for the gate. Butterfly valves can also provide open and shut off fluid service using a metal disk (butterfly) that completes a quarter-turn rotation around a fixed axis to open or shut off the fluid.

03 Температура

Как и давление, температура влияет на характеристики среды, протекающей по трубопроводу, и самого клапана. Температура варьируется, как и количество энергии рабочей жидкости. Экстремальные температурные условия также могут усиливать коррозионное воздействие жидкостей на некоторые материалы. Отдельные компоненты клапана могут также состоять из нескольких материалов с различными допусками на высокие и низкие температуры.

При повышении температуры жидкости, особенно газы, обычно занимают больше места. Газы расширяются и сжимаются в зависимости от температуры. Высокотемпературный воздух и другие газы имеют более низкую плотность, что может увеличить номинальное давление, если жидкость ограничена, или увеличить скорость потока, если жидкость просто проходит через него. В этом случае необходимо рассмотреть возможность использования клапанов для повышения давления или более точного постепенного регулирования расхода.

Помимо влияния на жидкость, протекающую через систему, температурные показатели также влияют на клапан и его компоненты. Материалы обычно сжимаются при низких температурах и расширяются при высоких. Поскольку клапаны состоят из множества различных материалов, разница температур может привести к неравномерным изменениям в компонентах клапана.

04 Бюджет

При выборе клапана необходимо учитывать бюджетные ограничения. Различные типы клапанов имеют разную стоимость изготовления. Тип материала клапана и предполагаемая регулирующая среда будут влиять на материал конструкции клапана, чтобы удовлетворить любые специальные требования и бюджет. Управление клапаном и автоматизация также могут повлечь за собой дополнительные расходы. Использование приводов требует более специализированных компонентов, что также может означать увеличение расходов.

II. Учет типа клапана

Выбор клапана не является выбором, обусловленным предпочтениями. Вместо этого большинство соображений обусловлено соответствием техническим требованиям и условиям эксплуатации.

Шаровые краны разработаны для применения в промышленных жидкостях и являются хорошей отправной точкой для выбора клапана. Они обеспечивают надежное уплотнение и подходят для применения в режиме "включено-выключено". Поскольку полая часть шара позволяет беспрепятственно пропускать поток жидкости в открытом состоянии, перепад давления на кране сводится к минимуму. Хотя большинство шаровых кранов подходят для среднего и высокого давления, в больших системах могут использоваться шаровые краны с цапфой, обеспечивающие дополнительную механическую поддержку для устойчивости.

Если пользователь желает, чтобы поток был более медленным, отключите все клапаны, задвижки являются подходящим выбором. Это предпочтение более применимо к системам водоснабжения, где требуется дополнительный учет эффекта гидроудара. Для любых других применений задвижки также имеют то преимущество, что они дешевле других клапанов.

Для функций управления потоком, игольчатые клапаны обеспечивают высокую точность. Типичные области применения включают калибровку газа и трубопроводы для чистых жидкостей, таких как пропан. Для промышленных трубопроводов с высоким расходом шаровые краны являются более экономичным выбором.

Шаровые клапаны препятствовать или пропускать поток с помощью заслонки, которая линейно регулирует свое положение. Этот элемент обычно сочетается с винтовым регулирующим устройством, обеспечивающим постепенное увеличение расхода. Увеличение или уменьшение степени открытия пропорционально влияет на расход, что позволяет осуществлять управление. Различные конфигурации шаровых клапанов также позволяют создавать различные схемы потока, например, перекрестный или Y-образный поток.

Заслонки являются еще одним альтернативным вариантом для промышленных трубопроводных систем. Они имеют компактную и легкую конструкцию, которая позволяет им лучше реагировать на изменения давления в трубопроводе, обеспечивая при этом отличные характеристики герметичности. Существует широкий спектр конструкций поворотных затворов, отвечающих требованиям давления и температуры промышленных жидкостных систем.

В различных областях применения при проектировании необходимо выбрать подходящий материал клапана, независимо от его типа. Токсичность и любые коррозионные свойства жидкости требуют материалов, способных противостоять химическим потерям. Высокие или низкие температуры также требуют соответствующего типа материала.

Ⅲ. Заключение

Независимо от типа конструкции клапана, который в итоге будет использован, поддержание безопасной и эффективной работы всегда является приоритетом. При выборе клапанов для различных жидкостей рекомендуется поддерживать связь и сотрудничество со специалистом по клапанам, чтобы обеспечить выбор правильных спецификаций и максимальную производительность промышленного процесса.