Jak funguje klínový ventil?

Šoupátka jsou velmi oblíbeným a běžným typem ventilů. Pro svou spolehlivost a jednoduchou konstrukci jsou žádané na dopravních a procesních potrubích s nejrůznějšími pracovními médii. Podle provedení a materiálového provedení lze šoupátka použít v systémech s provozními tlaky do 25 MPa a teplotami do +565 °C. Dále je popsána konstrukce a princip činnosti šoupátek, je uvedena jejich klasifikace a jsou uvedeny vlastnosti různých modifikací tohoto šoupátka.

Z čeho je ventil vyroben?

Hlavní konstrukční prvky výztuže:

• bydlení;
• kryt;
• brána;
• závitový pár (vřeteno a matice);
• těsnění ucpávky;
• setrvačník (nebo jiný ovládací prvek).

Ventilové zařízení je velmi jednoduché. Vychází z těla a krytu – tvoří dutinu, kterou se pohybuje pracovní médium. V dutině ventilu je uzávěr a (v blízkosti ventilů) mechanismus, který zajišťuje jeho pohyb – závitový pár. Uzamykací prvek se pohybuje kolmo k ose průtoku: klesá, uzavírá lumen potrubí a stoupá, otevírá se. Mechanismus pohybu je maximálně jednoduchý – při otáčení setrvačníku se otáčí tyč (vřeteno), které je spojeno s aretačním prvkem přímo nebo přes matici. Rotační pohyby setrvačníku jsou převedeny na translační pohyby uzávěru.

V tělese ventilu jsou obvykle uspořádána sedla s těsnicími plochami pro hermetické uzavření průtoku. Když je ventil spuštěn, těsně přiléhá k sedlům a zabraňuje průchodu média dutinou ventilu. Těleso má také dva konce pro připojení k potrubním armaturám. Mohou být vybaveny přírubami, závity nebo zkosením pro svařování. Na výstupu vřetene ven je ucpávka, která zabraňuje úniku média z ventilu.

Ruční kolo je nejjednodušší a nejběžnější ovládání ventilů. Na potrubí velkých průměrů, kde je k pohybu ventilu zapotřebí velká síla, se používají další zařízení – mechanické převodovky, elektrické, hydraulické a pneumatické pohony.

Pro výrobu dílů tělesa ventilu se nejčastěji používají:

• litina;
• ocel (legovaná nebo nerezová).

Klapka bývá ocelová, která lépe snáší práci v proudění média. Materiálové provedení armatury určuje možnost jejího použití s ​​různými médii – neagresivními nebo agresivními, studenými nebo přehřátými. Přitom šoupátka (až na vzácné výjimky) slouží pouze k úplnému uzavření potrubí a nejsou vhodná pro regulaci průtoku. Při ponechání ventilu v pootevřené poloze dojde k jeho deformaci pod tlakem média, což povede k zaseknutí ventilu.

Typy ventilů

Obecný princip činnosti šoupátek je podobný – šoupátko, které přerušuje tok média, se pohybuje kolmo k tomuto toku. Existuje však několik typů kování, které se liší konstrukcí zajišťovacího prvku a umístěním závitového páru. Existují takové typy ventilů:

1. Klín (s pevným, dvoukotoučovým nebo elastickým klínem).
2. Paralelní.
3. Brána.
4. Hadice.

V závislosti na umístění pojezdové jednotky jsou ventily rozděleny do dvou typů:

• se zasouvacím vřetenem;
• s pevným vřetenem.

Zařízení klínového šoupátka

V takovém kování působí klín jako brána a sedadla v těle jsou umístěna pod úhlem. Když je ventil zavřený, klín klesá do prostoru mezi sedadly a těsně k nim přiléhá, ​​čímž zajišťuje vysokou těsnost překrytí. Klín může mít jiný design:

1. Pevný klín – kovová deska zužující se dolů. Aby byl průtok spolehlivě a pevně blokován, je při výrobě ventilu velmi přesně přizpůsoben tvaru sedel tuhý klín. Takový ventil je velmi odolný, ale díky své tuhosti se může zaseknout při kolísání teploty nebo tlaku média. Kromě toho se zde těsnicí plochy poměrně rychle opotřebovávají.
2. Dvoudiskový klín je složitější zařízení – skládá se ze dvou plochých disků. Disky jsou pevně spojeny dohromady ve stejném úhlu jako sedadla v karoserii. U takových ventilů není potřeba dokonalé dosednutí klínu k sedlům, protože prvky ventilu jsou schopny se částečně “samovyrovnat” při jeho spouštění. Tato vlastnost také poskytuje zvýšenou těsnost překrytí. Také ventily s dvojitým diskovým klínem jsou méně náchylné k zadření a opotřebení těsnicích ploch.
3. Pružný klín sestává z kotoučů upevněných nikoli napevno, ale pomocí pružného prvku. Taková závěrka má jednodušší konstrukci než dvoukotoučová, ale také je zde méně možností „samoinstalace“. Pružný klín zároveň odpouští i některé chyby při montáži sedel, je jednodušší na výrobu než tuhá závěrka.

Princip činnosti paralelních, šoupátkových a škrticích ventilů

Paralelní šoupátka jsou někdy považována za druh klínových šoupátek. Jejich závěrka není klínového tvaru, ale je designově podobná dvoudiskovému klínu. V tomto případě jsou uzavírací kotouče paralelních ventilů vzájemně rovnoběžné. Při zablokování průtoku jsou přitlačovány k těsnicím plochám sedel speciální klínovou houbou, která je umístěna uprostřed.

Šoupátka lze považovat za paralelní s jedním kotoučem. Jedná se o velmi jednoduchá zařízení, ve kterých je proud média přerušen plochým uzávěrem, který funguje jako gilotina. Některé jejich modifikace jsou dokonce vybaveny nožovým uzávěrem pro ničení částic média, které se dostaly do tělesa při odstávce potrubí. Takové tvarovky se používají se znečištěnými médii, ve kterých je mnoho mechanických nečistot. Z hlediska těsnosti překrytí je výrazně horší než klínová šoupátka.

Hadicová zařízení se zásadně liší od ostatních typů jak v konstrukci, tak v principu činnosti. Jsou klasifikovány jako šoupátka, protože se zde provádí klasický princip činnosti ventilu – při spouštění vřetene kolmo k průtoku dochází k zablokování vůle potrubí. Hadicové modely nemají uzávěr jako takový, ale tělem je vedena pružná hadice. Když je potřeba vypnout potrubí, při otáčení ručního kola se vřeteno spustí, čímž se tato hadice jednoduše stlačí.

Tato konstrukce je užitečná v potrubích přepravujících velmi korozivní média. Přítomnost hadice v dutině ventilu vylučuje kontakt kovových prvků s médiem a zabraňuje jejich korozi.

Jak fungují stoupací a nestoupající dříkové ventily

Pohon šoupátka je závitové spojení vřeteno-matice – hlavní prvek, který přenáší sílu z otáčení setrvačníku na šoupátko. Tento uzel může být umístěn jak v dutině výztuže, tak vně:

1. Výsuvné vřeteno je svým spodním koncem spojeno s uzávěrem. Matice je umístěna na vnější straně a při otáčení ručního kola se vřeteno posune nahoru o velikost zdvihu závěrky. Tato konstrukce eliminuje kontakt pojezdové jednotky s pracovním médiem, což prodlužuje životnost ventilu a umožňuje jeho použití s ​​agresivnějšími médii (nebo při vysokých teplotách). Ventily se stoupajícím vřetenem jsou spolehlivější a snadněji se udržují, protože je snadný přístup k ucpávce. Jedinou nevýhodou takových zařízení je zvýšená hmotnost a vysoká konstrukční výška a také nutnost ponechat nad setrvačníkem volný prostor pro vysunutí vřetena při otevírání ventilu.
2. U šoupátek s nestoupajícím vřetenem je pojezdová jednotka umístěna v dutině ventilu. Tyč je fixována svým horním koncem a při otevírání a zavírání zařízení nemění svou polohu. Během rotace setrvačníku se klapka spolu s běžící maticí pohybuje nahoru nebo dolů vzhledem k vřetenu. Protože taková zařízení mají v pracovním prostředí závitové připojení a přístup k ucpávce je uzavřen, jsou méně odolná vůči agresivním médiím a obtížným pracovním podmínkám. Neinstalují se v kritických zařízeních, ale používají se tam, kde je důležitá nízká stavební výška a nízká hmotnost.

Srovnávací tabulka pro stoupací a nestoupající vřeteno ventilů

Navzdory podobnému principu činnosti mají různé typy ventilů mírně odlišný design a rozsah. Každý z nich má své výhody a nevýhody. Jsme však připraveni vybrat optimální ventily pro instalaci na vaše potrubí. Seznamte se s naším katalogem a volejte +7 (812) 920-05-98 – specialisté společnosti Sever Vám pomohou s výběrem armatur pro vhodné zařízení.

Jak funguje klínový ventil? Klínový ventil je typ víceotáčkového ventilu, který používá stoupající nebo nestoupající vřeteno. Vřeteno se několikrát otočí, aby se ventil spustil nebo zastavil. Ventil se spustí otáčením ručního kola ve směru hodinových ručiček. Rotace setrvačníku způsobí, že se tyč otáčí a pohybuje se nahoru. Pohyb dříku nahoru také způsobí, že se disk ventilu posune nahoru. Tím se ventil otevře a kapalina jím protéká. Proud tekutiny pokračuje, dokud se ventil nezavře. Ventil se uzavře, když se ruční kolo otáčí proti směru hodinových ručiček. V tomto případě se tyč otáčí a pohybuje se dolů. Lineární pohyb vřetene směrem dolů nutí kotouč ventilu, aby se vrátil do své dosedací polohy. Tím se zablokuje centrální otvor ventilu, kterým prochází kapalina, což ventil zastaví. Poté se ventil uzavře a kapalina neteče.
Obrázek: Činnost klínového ventilu. Aplikace klínového šoupátka Klínové ventily se používají v ropných rafinériích.
Používají se při přepravě ropy a plynu.
Tyto ventily se používají v chemickém průmyslu.
Klínové ventily se používají v parních elektrárnách k řízení průtoku vody používané pro chlazení a vytápění.
Používají se při výrobě papíru a buničiny, jelikož se prakticky nezanášejí.
Tyto ventily se používají v těžebním průmyslu k řízení toku řízků a bahna. Výhody klínových ventilů Tyto ventily jsou vhodné pro vysokotlaké i vysokoteplotní aplikace.
Klínové ventily zajišťují obousměrný průtok tekutiny bez mechanického poškození ventilu.
Tyto ventily mají nízkou tlakovou ztrátu, což pomáhá šetřit energii a zlepšit provozní účinnost.
Tyto ventily jsou vysoce spolehlivé při zastavení a umožnění průtoku kapaliny.
Tyto ventily jsou k dispozici v různých velikostech, aby poskytovaly různé průtoky a tlaky.
Klínové ventily jsou univerzální, protože jsou vhodné pro použití v různých průmyslových odvětvích.
Tyto ventily jsou odolné, hlavně při použití jako uzavírací ventily. Nevýhody klínových ventilů Tyto ventily nejsou vhodné pro škrcení průtoku kapaliny.
Klínové ventily se otevírají a zavírají pomalu, na rozdíl od jiných ventilů, jako jsou kulové ventily.
Sedla a kotouč těchto ventilů podléhají opotřebení.
Nejsou-li zcela otevřeny, podléhají hluku a vibracím. Odstraňování závad klínových ventilů Otevření/zavření ventilu vyžaduje velký provozní krouticí moment. Nesouosost příruby olejového těsnění. Namontujte zpět přírubu olejového těsnění. Zkontrolujte také, zda není poškozená představka, a pokud ano, vyměňte ji.
Šroub olejového těsnění je pod velkým tlakem. Povolte šroub olejového těsnění, abyste snížili tření těsnění. Nepovolujte jej však příliš, aby nedošlo k úniku kapaliny.
Mezi přírubou ucpávky a dříkem jsou ucpané pevné látky. Otevřete šroub olejového těsnění a odstraňte z něj cizí předměty. Ventil se zcela nezavírá/neotevře. Ve ventilu je zaseknutý cizí materiál. Demontujte ventil podle pokynů výrobce ventilu a odstraňte veškeré cizí předměty.
Sedla jsou poškozená. Vyměňte sedla ventilů.
Poškozená tyč. Vyměňte stopku. Netěsnost těsnění vřetene Příruba ucpávky není vyrovnána. Namontujte přírubu těsnění oleje správně.
Uvolněný šroub olejového těsnění. Utáhněte šroub olejového těsnění.
Opotřebované vycpávky. Vyměňte obal. Netěsné těsnění Nesouosost víčka. Správně vyrovnejte kapotu a tělo.
Uvolněné šrouby/šrouby. Utáhněte spojovací šrouby nebo šrouby.
Opotřebované těsnění. Vyměňte těsnění. Těleso ventilu/kryt netěsný Nadměrný tlak kapaliny. Ujistěte se, že tlak kapaliny je v rozmezí doporučeném výrobcem ventilu.
Uvolněné spojení. Je-li to nutné, utáhněte šrouby/šrouby spojující těleso s trubkou nebo těleso nahoře.
Opotřebovaná sedla. Vyměňte sedla ventilů. Shrnutí Klínová šoupátka jsou ventily, které fungují pomocí klínového disku ke spuštění nebo zastavení toku tekutiny. Ventil používá klínovitou zátku (kotouč) pro zvětšení plochy sedla, aby bylo zajištěno dokonalé utěsnění ventilu k tělesu. Tento typ ventilu funguje pomocí ručního kola nebo pohonů, jako jsou elektrické nebo pneumatické. Bez ohledu na to, zda je ventil ovládán ručně nebo pomocí pohonů, princip činnosti spočívá v otáčení dříku ventilu tak, aby se kotouč ventilu mohl pohybovat nahoru nebo dolů. Jak se tyč otáčí nahoru, nutí disk otevřít ventil, aby mohla tekutina proudit. Na druhou stranu, když je tyč otočena tak, aby se pohybovala dolů, způsobí to pohyb disku směrem dolů, kde nakonec uzavře jakýkoli tok tekutiny. Volba úrovně teploty závisí na materiálu sedla ventilu. Kovové sedačky jsou ideální pro teploty nad 65oC, pro teploty pod 65oC pak gumové nebo plastové sedačky. Klínová šoupátka jsou vhodná pro použití v prostředí s vysokou a nízkou teplotou.