Типы регулирующих клапанов 101: руководство для начинающих по системам управления

Что такое регулирующие клапаны? Основное введение

Изучение типов регулирующих клапанов

На основе характеристик падения давления

• Шаровые регулирующие клапаны: Это наиболее распространенные шаровые регулирующие клапаны для точного регулирования расхода в системах с высоким перепадом давления. Благодаря линейному перемещению они позволяют осуществлять точную регулировку, что делает их пригодными для использования в таких процессах, как химическая обработка или управление паром. Например, шаровые регулирующие клапаны способны работать при перепадах давления свыше 20 бар и очень точны в своей работе.
• Заслонки: Поворотные затворы идеально подходят для использования там, где желателен низкий перепад давления, а также там, где важны пространство и стоимость. Обычно они устанавливаются в системах ОВКВ, вентиляционных установках и крупных трубопроводах. Хотя они не так точны, как шаровые клапаны, они очень эффективны, поскольку пропускают поток с минимальным сопротивлением.
• Шаровые краны: Шаровые краны характеризуются низким перепадом давления и способностью достигать высокого уровня перекрытия. Они идеально подходят для использования в тех случаях, когда требуется частая эксплуатация, например, при регулировании потока газа или при работе со шламами. Благодаря низкому сопротивлению потоку они энергоэффективны в больших системах.

На основе профиля движения управляющего элемента

• Шаровые клапаны: Используют прямолинейное движение для открытия или закрытия позиций и идеально подходят для использования в системах, где требуется точная настройка потока.
• Задвижки: Задвижки не предназначены для дросселирования, а используются для включения-выключения. В полностью открытом состоянии они обеспечивают плавное движение потока и поэтому подходят для использования в трубопроводах, транспортирующих жидкости или суспензии.
• Мембранные клапаны: Это клапаны с линейным перемещением, наиболее подходящие для использования в условиях высокой коррозионной или абразивной среды. Гибкая мембрана разделяет рабочие среды и обеспечивает необходимую долговечность и чистоту работы.

• Заслонки: К ним относятся вращающиеся диски, которые применяются в системах, где требуется частая работа при небольшом перепаде давления.
• Шаровые краны: Они имеют сферический запорный элемент, который поворачивается на 90 градусов, чтобы открыть или закрыть поток. Они очень эффективны для быстрого и надежного перекрытия.
• Плунжерные клапаны: Плунжерные клапаны работают через цилиндрический или конический плунжер, который имеет резьбу и вращается в корпусе клапана. Они небольшие и прочные, подходят для частого использования в химической или нефтяной промышленности.

Поворотные клапаны, как правило, быстрее и компактнее линейных и используются в тех случаях, когда требуется быстрое реагирование и ограничено пространство.

На основе функциональности

• Смесительные клапаны: Используются для смешивания двух или более потоков жидкости до нужной температуры или концентрации. Они широко используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, где стабильность температуры имеет первостепенное значение.
• Отводные клапаны: Отводные клапаны помогают перевести поток из одного трубопровода в другой. Они обычно применяются в системах, где технологические среды должны распределяться избирательно, например, при производстве лекарств.
• Плунжерные клапаны: Долговечные и простые в использовании, плунжерные клапаны применяются в химической и нефтяной промышленности. Их конструкция делает их надежными в условиях, которые характеризуются высоким давлением или коррозионными условиями.
• Мембранные клапаны: Эти клапаны идеально подходят для использования в системах, где применяются шламы, жидкости высокой вязкости и высокоагрессивные жидкости. Они относительно просты в использовании и могут обеспечивать герметичность, что делает их пригодными для использования в пищевой промышленности, производстве напитков и фармацевтике.

На основе метода приведения в действие

• Ручные клапаны - это те, которые управляются вручную, как правило, с помощью маховика или рычага. Они просты и дешевы, подходят для небольших систем или условий, где настройка производится редко. Они гораздо медленнее и менее точны в работе, чем автоматические, но обеспечивают надежность, необходимую для систем с низкой и умеренной скоростью регулирования потока.

• Пневматические клапаны - это клапаны, в которых управление клапаном осуществляется с помощью сжатого воздуха. Они очень предпочтительны в промышленности, например, на химических заводах и нефтеперерабатывающих предприятиях, где скорость срабатывания и простота использования имеют первостепенное значение. Пневматические клапаны также используются в опасных условиях из-за отсутствия электрических искр. Однако они всегда нуждаются в свежем сжатом воздухе и могут быть менее точными, чем электрические.

• Электрические клапаны управляются электродвигателями, они очень точны и легко встраиваются в систему автоматизации. Они особенно подходят для использования в системах, где необходима высокая степень контроля, например, в водоочистных установках или системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Электрические клапаны, как правило, работают немного медленнее пневматических, но обеспечивают очень высокое разрешение и используются в основном там, где нет сжатого воздуха, а окружающая среда очень чистая.

• Они используются в областях, где требуется большое усилие, в том числе в тяжелом промышленном оборудовании, на морских судах или в нефтяной и газовой промышленности. Гидравлические приводы способны выдерживать высокое давление и большие нагрузки, поэтому они идеально подходят для применения в сложных условиях с высокими нагрузками. Тем не менее, чтобы избежать утечек и обеспечить эффективную работу устройства, необходимо управлять системой гидравлической жидкости.

Применение регулирующих клапанов в различных отраслях промышленности

• Шаровые клапаны: Благодаря точной регулировке расхода они повышают точность управления и подходят для регулирования расхода химических веществ или реакций под высоким давлением.
• Мембранные клапаны: В основном используются для агрессивных и абразивных сред, поскольку их конструкция не допускает загрязнения и устойчива к химическим веществам.
• Плунжерные клапаны: Популярные благодаря своей надежности плунжерные клапаны применяются в системах с высокой частотой циклов и в процессах, связанных с жидкостями с высокой вязкостью или коррозионной активностью.

• Задвижки: Широко распространены в системах включения/выключения трубопроводов для транспортировки сырой нефти благодаря своим характеристикам полного потока или полного перекрытия.
• Шаровые краны: Эти клапаны подходят для использования на газовых трубопроводах, поскольку они быстро действуют и обеспечивают надежное перекрытие, сводя к минимуму утечки.
• Заслонки: Применяется в процессах нефтепереработки, где желателен низкий перепад давления и малые размеры, например, в газоперерабатывающих установках.

• Заслонки: Легкие по весу и экономичные, они применяются для управления воздушным потоком в больших воздуховодах HVAC.
• Смесительные клапаны: Они управляют потоком горячей и холодной воды для достижения нужной температуры в системах отопления и охлаждения.
• Шаровые клапаны: Управление потоком воды в системах охлаждения и горячего водоснабжения для повышения энергопотребления в больших зданиях.

• Шаровые краны: Благодаря способности к очень плотному перекрытию они подходят для использования в системах с чистой водой и для работы с большими трубопроводами.
• Задвижки: Применяется для включения/выключения в больших системах водоснабжения, где вода может продолжать течь, когда клапан полностью открыт.
• Заслонки: Легко регулируют поток в системах водоотведения и обеспечивают широкий спектр долговечных и надежных услуг в коррозионных условиях.

• Шаровые клапаны: Они широко используются для регулирования пара в условиях высокого давления и высоких температур для повышения эффективности турбин.
• Клапаны с электрическим приводом: Они очень важны на электростанциях, поскольку обеспечивают точное и автоматическое управление такими процессами, как подача питательной воды в котел. Без них постоянное ручное вмешательство привело бы к потере времени, увеличению трудозатрат и повышению вероятности ошибок. Их точность гарантирует стабильную работу турбины, повышение эффективности преобразования энергии и надежности системы.
• Мембранные клапаны: Применяется для охлаждения воды и управления абразивными или химически содержащими жидкостями во вспомогательных системах электростанций.

• Мембранные клапаны: Благодаря своей чистой конструкции они не загрязняются и идеально подходят для работы с такими жидкостями, как ингредиенты, сиропы и чистящие средства.
• Смесительные клапаны: Используется для смешивания ингредиентов или регулирования тепла в таких операциях, как пастеризация.
• Заслонки: Они легкие по весу и легко моются; используются для регулирования потока при производстве напитков.

• Шаровые краны: Обычно применяется в трубопроводах для шлама, где требуется очень плотное перекрытие и высокая износостойкость.
• Плунжерные клапаны: Благодаря своей конструкции они хорошо подходят для применения в тех случаях, когда оборудование часто используется в неблагоприятных условиях.

• Мембранные клапаны: Применяется в системах, где нежелательно загрязнение, в системах, содержащих критические жидкости, такие как вакцины или лекарства.
• Шаровые клапаны: Используется в дозировании, где требуется высокая точность, или в чистых помещениях.
• Клапаны с электрическим приводом : Они широко используются в фармацевтической и биотехнологической промышленности, поскольку точный контроль необходим для таких процессов, как дозирование и смешивание. Без них ручной контроль может привести к неточности, загрязнению и несогласованности в производственном процессе.

Регулирующие клапаны используются практически во всех отраслях промышленности, и их применение зависит от требований конкретной отрасли. В фармацевтическом производстве для точного дозирования или при работе с нефтепроводами под высоким давлением каждый тип клапана, включая шаровой, бабочку, мембрану или шаровой кран, имеет свои преимущества. Знание специфических потребностей каждой отрасли полезно при выборе клапана, который обеспечит наилучшую безопасность, надежность и производительность.

Факторы, которые необходимо учитывать при выборе типов регулирующих клапанов

• Пневматические приводы используются в промышленности благодаря своей низкой стоимости, высокой надежности и короткому времени отклика. Благодаря возможности использования в температурных условиях от -40°C до 200°C, они подходят для применения в таких условиях, как химическая промышленность. Однако они нуждаются в постоянной подаче сжатого воздуха, что может быть очень дорогостоящим в установке и обслуживании. Кроме того, существует проблема потерь энергии при сжатии воздуха в системе, что может привести к высокому энергопотреблению. Однако они достаточно чувствительны и мощны, чтобы работать часто.

• Электрические приводы используются там, где требуется высокая точность и контроль, например, при производстве лекарств. Они могут достигать точности регулирования до 0,1% от заданного значения, поэтому подходят для использования в процессах, требующих высокой точности. Они непневматические, поэтому не издают шума, являются чистыми системами, не использующими сжатый воздух, что делает их идеальными для чистых сред. Хотя время отклика у них несколько меньше, чем у пневматических приводов, они более энергоэффективны и требуют меньше обслуживания в долгосрочной перспективе. Эти характеристики делают электрические приводы подходящими для использования в процессах, требующих высокой точности и чистоты.

• Гидравлические приводы идеально подходят для использования в областях, где требуется большое усилие, например, в горнодобывающей промышленности или при морском бурении. Они могут работать под давлением до 300 бар и обеспечивают отличный контроль для высокоинтенсивных применений. Однако известно, что гидравлические системы уязвимы к утечке жидкости, что требует больших затрат на устранение неисправностей и небезопасно для окружающей среды. Этот риск, а также тот факт, что они требуют более тщательного обслуживания, делает их пригодными только для определенных областей применения с высокой нагрузкой.

Советы по техническому обслуживанию и оптимизации работы регулирующих клапанов

Заключение