Регулирующий клапан - это устройство для контроля расхода и давления рабочей среды в трубопроводе. Существует несколько основных видов данной запорной-регулирующей арматуры.
Принцип действия: на привод подается управляющий электрический сигнал, в результате чего механические части привода начинают перемещаться и передают усилие на шток клапана, который в свою очередь связан с плунжером (запорной частью клапана). Плунжер опускается на седло клапана, закрывая, таким образом, проход внутри клапана. В результате этого, уменьшается количество рабочей среды, проходящей через клапан, а значит, и давление на участке после клапана. В случае регулирующих клапанов поток просто уменьшается до заданной величины, в случае запорной-регулирующих клапанов поток можно полностью перекрыть.
Важно помнить о том, что при сужении прохода клапана возникает область повышенных нагрузок, которая может привести к разрушению трубопроводной арматуры, если при подборе оборудования не были учтены следующие факторы:
- KVS - объем рабочей среды (в кубических метрах), проходящий через клапан в течение часа;
- Перепад давления - перепад давления до и после клапана в результате сужения проходного сечения;
- Температура рабочей среды - повышенное давление и температура могут привести к ускоренному выходу из строя, поэтому необходимо правильно подобрать материал корпуса и запорной части;
- Плотность рабочей среды - влияет на скорость потока, также требуется для правильного подбора материала корпуса и запорной части.
По назначению различают три основных вида регулирующих клапанов:
- Двухходовой проходной – служит только для управления расходом жидкости или газа, используется на прямых участках трубопровода;
- Двухходовой угловой – регулирует напор и изменяет его направление, используется на местах поворота трубопровода;
- Трехходовой – смешивает два вида рабочей среды в общий поток или разделяет один поток на два.
Конструкционно обычно выделяют седельные клапаны (односедельные и двухседельные), клеточные, мембранные и золотниковые.
В седельных клапанах подвижным элементом служит плунжер, который бывает игольчатым, стержневым или тарельчатым. Плунжер перемещается перпендикулярно оси потока, через седло, изменяя проходное сечение. Наиболее часто встречаются двухседельные клапаны, так как их затвор хорошо уравновешен и их можно использовать для больших диаметров труб и при давлениях до 6,3 МПа.
Односедельные клапаны применяются чаще всего для небольших диаметров трубы.
В клеточных клапанах подвижным элементом является полый цилиндр, который перемещается внутри клетки, являющейся направляющим устройством и, одновременно, седлом в корпусе. В клетке имеются отверстия, дающие возможность регулировать расход среды.
В мембранных регулирующих клапанах используются встроенные или вынесенные мембранные пневмо- или гидроприводы. В случае встроенного привода расход рабочей среды напрямую изменяется за счёт перекрытия прохода в седле гибкой мембраной из резины, фторопласта или полиэтилена, на которую воздействует давление управляющей среды. Чтобы усилия от среды и сила трения в направляющих и уплотнении не приводили к снижению точности работы клапана, в такой арматуре часто используются дополнительные устройства — позиционеры, контролирующие положение штока. Основным достоинством таких клапанов является высокая герметичность подвижного соединения и коррозионная стойкость материалов, из которых изготавливаются мембраны.
Клапаны регулирующие золотникового типа обычно используются в теплоэнергетике. В них затвор клапана состоит из дискового седла и золотника с притёртыми поверхностями, изготовленного в виде двух лепестков, которые, поворачиваясь, открывают в плоском седле профилированные отверстия, через которые проходит рабочая среда. Подобные клапаны могут работать при давлениях до 7 МПа, а при пиковых нагрузках и до 45 МПа.
