В современном промышленном мире управление жидкостями имеет огромное значение. Будь то чистая вода или агрессивные химикаты, точные системы ОВКВ или нефть и газ под высоким давлением - каждый раз, когда жидкость нужно запустить, остановить, отвести, смешать или дросселировать, она зависит от эффективной и надежной арматуры. Среди них важное место занимают поворотные затворы с приводом, поскольку они обладают уникальными преимуществами. Это не только переключатели; они необходимы для автоматизации и повышения эффективности работы. В этой статье мы расскажем все о поворотных дисковых затворах с приводом, включая принципы их работы, типы, области применения, способы выбора, советы по обслуживанию и распространенные проблемы. Она предназначена для того, чтобы дать вам подробные советы, которые помогут вам принять точное решение в области управления промышленными жидкостями.
Что такое поворотный клапан с приводом и как он работает
Сущность дроссельного клапана
Прежде чем разбираться в устройстве дроссельного клапана с приводом, необходимо понять, что такое дроссельный клапан. Диск внутри дроссельного клапана имеет форму крыла бабочки. Он направляет поток жидкости, поворачиваясь на 90 градусов вокруг вала (или штока). Когда диск находится на одной линии с трубой, жидкость течет без препятствий. Когда диск поворачивается на 90 градусов и становится перпендикулярным к трубе, он полностью останавливает поток жидкости. Благодаря такой компактной конструкции поворотные затворы имеют небольшие размеры, вес, низкое сопротивление потоку (что приводит к минимальному перепаду давления) и просты в эксплуатации, в основном для больших труб. Некоторые усовершенствованные конструкции могут иметь уникальное седло с волновой линией для повышения эффективности уплотнения.
Роль привода
На многих предприятиях ручное управление клапанами в некоторых зонах нецелесообразно и небезопасно. Привод - это то, что делает все это возможным. Привод - это машина, которая преобразует энергию в движение. Он получает управляющие сигналы (например, электрические или пневматические) и перемещает клапан для открытия, закрытия или регулирования. Привод и дроссельный клапан вместе создают так называемый дроссельный клапан с приводом, который позволяет автоматизировать управление клапаном.
Как они работают вместе
Принцип работы дроссельного клапана с приводом прост: привод клапана крепится к штоку дроссельного клапана с помощью муфты. Когда система управления посылает команду на привод, его внутренний двигатель, пневмоцилиндр или гидроцилиндр производит вращательное или линейное движение. Движение штока клапана заставляет диск вращаться и регулировать поток жидкости.
К распространенным типам поворотных затворов относятся:
- Поворотный клапан вафельного типа: Корпус этого клапана не имеет фланцев. Он зажимается между фланцами труб с помощью болтов. Он компактен и прост в установке, но для его демонтажа требуется разобрать часть трубопровода.
- Поворотный клапан с наконечником: На корпусе клапана имеются выступы, каждый из которых имеет резьбовое отверстие. Он может крепиться болтами непосредственно к фланцам труб. Это облегчает монтаж и демонтаж, позволяя проводить техническое обслуживание, не затрагивая другую сторону трубопровода.
- Поворотный клапан фланцевого типа: Корпус клапана имеет фланцы на обоих концах, которые крепятся болтами непосредственно к фланцам труб. Такое соединение является прочным и подходит для применения при высоком давлении и больших диаметрах.
- Двухпозиционный поворотный клапан: Шток клапана смещен относительно центра диска и центра корпуса клапана. Когда клапан открывается, диск быстро отходит от седла, уменьшая момент открытия и износ, а также повышая эффективность уплотнения.
- Поворотный клапан с тройным смещением: В развитие конструкции с двойным смещением уплотнительная поверхность седла также имеет коническую форму, создавая третье смещение. Такая конструкция обеспечивает герметичность с нулевой утечкой, что делает ее идеальной для применения при высоких температурах, высоком давлении, абразивных средах и в условиях, требующих герметичного перекрытия.
Приводы в сочетании с различными типами поворотных затворов могут удовлетворить различные сложные потребности в управлении жидкостями, от простого включения/выключения до точного регулирования расхода.
Поворотные затворы с электрическим и пневматическим приводом
Приводные поворотные затворы обычно управляются электрическими или пневматическими приводами. Каждый тип управления имеет свои преимущества. Решение обычно принимается в зависимости от области применения, требуемой производительности, бюджета и соображений безопасности.
Поворотные затворы с электрическим приводом
Двигатель в электроприводе приводит в движение шестерню или червячную передачу, которая преобразует электричество в движение для открытия или закрытия клапана. Большинство из них оснащены концевыми выключателями, защитой от крутящего момента и сигналами, показывающими их положение (например, 4-20 мА или 0-10 В). Это позволяет точно контролировать положение робота и управлять им на расстоянии.
Преимущества:
- Точное управление: Они обеспечивают многопозиционную регулировку и точное управление потоком, что идеально подходит для приложений, требующих точного регулирования.
- Дистанционное управление и автоматизация: Они легко интегрируются с системами автоматизации, такими как DCS (распределенные системы управления) и PLC (программируемые логические контроллеры), обеспечивая удаленный мониторинг и централизованное управление.
- Энергоэффективность: Им не требуется постоянное питание для удержания позиции, поэтому потребление энергии относительно невелико.
- Функция самоблокировки: Как правило, они оснащены функцией самоблокировки, сохраняющей положение клапана при отключении электроэнергии.
- Высокий крутящий момент: Подходит для клапанов, требующих высокого крутящего момента.
Недостатки:
- Медленная реакция: Их скорость открытия и закрытия обычно ниже, чем у пневматических приводов, что делает их непригодными для применения в системах, требующих быстрого отключения или аварийной остановки.
- Более высокая первоначальная стоимость: Они обычно дороже пневматических приводов, особенно во взрывозащищенном исполнении или с высокой степенью защиты.
- Сложность: Их внутренняя структура сложнее, поэтому для устранения неполадок и обслуживания могут потребоваться специальные знания.
- Зависимость от власти: Они нуждаются в стабильном питании.
Поворотные затворы с пневматическим приводом
Пневматический привод работает на сжатом воздухе, перемещая клапан с помощью поршня или мембраны цилиндра. Способ их работы определяет, являются ли они реечными или скотч-игольными. Часто в них используются электромагнитные клапаны, концевые выключатели и процессоры источников воздуха.
Преимущества:
- Быстрый отклик: Они имеют очень высокую скорость открытия и закрытия, что делает их идеальными для аварийного отключения (ESD) и быстродействующих приложений.
- Простая структура: В них меньше внутренних деталей, что снижает частоту отказов и упрощает обслуживание.
- Искробезопасно: В легковоспламеняющихся или взрывоопасных средах пневматические приводы не требуют электричества, что делает их искробезопасными и предпочтительным выбором для взрывоопасных зон.
- Низкая стоимость: Их первоначальная стоимость обычно ниже, чем у электрических приводов.
Недостатки:
- Требуется источник воздуха: Они зависят от стабильной подачи сжатого воздуха, что означает наличие дополнительного оборудования, такого как воздушные компрессоры, резервуары для хранения, фильтры и осушители, что увеличивает сложность системы и затраты на обслуживание.
- Нижний контроль точности: Если они не оснащены точными позиционерами, их точность регулирования обычно ниже, чем у электроприводов.
- Непрерывное потребление воздуха: Некоторые пневматические приводы могут постоянно потреблять небольшое количество сжатого воздуха для поддержания положения клапана.
- Ограничения по крутящему моменту: Для клапанов большого диаметра или дифференциалов высокого давления может потребоваться цилиндр большего размера, что приведет к увеличению габаритов.
Сводная таблица: Поворотные затворы с электрическим и пневматическим приводом
| Характеристика | Поворотный клапан с электрическим приводом | Поворотный клапан с пневматическим приводом |
| Источник питания | Электричество | Сжатый воздух |
| Скорость реакции | Медленный, подходит для регулирования и неаварийного переключения | Очень быстро, подходит для аварийного отключения и быстрого переключения |
| Точность управления | Высокий, точный контроль положения и расхода | Относительно низкая, для большей точности требуется позиционер |
| Первоначальная стоимость | Выше | Ниже (но учитывайте стоимость системы с воздушным источником) |
| Долгосрочные эксплуатационные расходы | Низкая (нет постоянного потребления энергии, но обслуживание может быть более специализированным) | Выше (постоянное потребление воздуха, обслуживание системы источников воздуха) |
| Безопасность | Требуется взрывозащита, опасность электрических искр | Искробезопасный, подходит для работы во взрывоопасных зонах |
| Структурная сложность | Относительно сложный | Относительно просто |
| Функция самоблокировки | Да, сохраняет положение при выключенном питании | Необходимые принадлежности (например, клапан удержания) |
| Крутящий момент | Подходит для клапанов с высоким крутящим моментом | Достижение высокого крутящего момента за счет увеличения диаметра цилиндра |
| Техническое обслуживание | Требуется специализированное обслуживание электрооборудования | Обслуживание системы воздушных источников, проверка уплотнений |
| Типовые применения | Точное регулирование расхода, дистанционное управление, высокая степень автоматизации | Аварийное отключение, быстрое переключение, опасные зоны |
Гидравлические приводы - еще один тип приводов, наряду с электрическими и пневматическими. Они работают под давлением гидравлического масла для управления клапанами, в основном для тех, где требуется большой крутящий момент и сила, например, для больших водяных затворов или тяжелого промышленного оборудования. Однако они сложнее в изготовлении и дороже.
Распространенные области применения поворотных затворов с приводом
Приводные поворотные затворы важны для многих отраслей промышленности, поскольку они хорошо работают и хорошо адаптируются. Они отвечают за стабильный контроль жидкостей и сбалансированную работу системы.
- Очистка воды и сточных вод: Используется для управления потоком, дозирования химических веществ и переключения трубопроводов.
- Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: Управляйте распределением холодной/горячей воды, потоком воздуха и циркуляцией градирни для обеспечения точной температуры и влажности.
- Химическая промышленность: Надежный контроль коррозионных, высокотемпературных, высоконапорных или абразивных химических жидкостей.
- Нефтегазовая промышленность: Применяется для быстрого перекрытия трубопроводов, регулирования потока и аварийного отключения (ESD) при добыче, транспортировке и переработке нефти.
- Энергетическая промышленность: Контроль охлаждающей воды, пара, топливного газа и дымовых газов на электростанциях.
- Пищевая промышленность и производство напитков: Контролируйте санитарные жидкости, такие как молоко и сок, соблюдая гигиенические нормы.
- Горнодобывающая промышленность: Управляют абразивными шламами, снижая износ и продлевая срок службы оборудования.
- Промышленность паропроводов: Регулируют поток высокотемпературного пара или служат запорными клапанами в паровых системах.
- Производство оборудования: Предпочтительны для встраивания в промышленное оборудование благодаря компактности и экономичности.
- Другие отрасли: Широко используется в фармацевтике, бумажной промышленности, судостроении, металлургии и в любой области, где требуется автоматизированное управление жидкостями.
Почему стоит выбрать поворотные клапаны с приводом?
Среди различных типов клапанов в промышленности часто выбирают поворотные затворы с приводом по нескольким веским причинам. Они обладают множеством уникальных преимуществ, которые, подобно точным зубчатым передачам, помогают повысить эффективность промышленности.
- Компактный и легкий: Конструкция поворотных затворов меньше и легче, чем у задвижек или шаровых кранов того же размера. Это означает, что они занимают меньше места при монтаже, уменьшают потребность в тяжелых опорах для труб, их легче транспортировать и устанавливать. Это особенно важно в промышленных условиях с ограниченным пространством.
- Экономичность: Поворотные затворы с приводом обычно дешевле в производстве, чем задвижки или шаровые краны того же размера. Поэтому они очень привлекательны для проектов с ограниченными средствами, в основном для арматуры большого диаметра, где разница в стоимости еще больше.
- Быстрое управление: Для полного открытия или полного закрытия дроссельному клапану достаточно повернуться на 90 градусов. С помощью привода он может достигать очень высоких скоростей открытия и закрытия. Это очень важно для систем, требующих аварийного отключения или быстрого переключения потока, например, в системах блокировки безопасности или быстро реагирующих процессах.
- Хорошие характеристики контроля потока: Диск дроссельного клапана обеспечивает хорошие характеристики регулирования потока при различных углах открытия. Благодаря точному управлению приводом возможна точная регулировка потока жидкости, что отвечает строгим технологическим требованиям к управлению потоком.
- Простая автоматизация и интеграция: Поворотные затворы с приводом предназначены для автоматизации. Как электрические, так и пневматические приводы легко интегрируются в современные промышленные системы управления (такие как DCS, PLC, SCADA). Это позволяет осуществлять дистанционное управление, автоматическую работу и мониторинг данных, что значительно повышает автоматизацию производства и эффективность работы.
- Относительно простое обслуживание: Поворотные затворы имеют относительно простую конструкцию с меньшим количеством движущихся частей, что означает меньший объем работ по техническому обслуживанию. Замена уплотнений обычно не требует особых усилий, что помогает снизить долгосрочные эксплуатационные расходы.
- Широкий диапазон пригодности для работы со средой: Различные материалы корпуса, диска и уплотнений позволяют поворотным затворам с приводом управлять различными жидкостями, включая чистую воду, сточные воды, газы, масла, суспензии и агрессивные жидкости. Они могут использоваться в условиях высоких или низких температур, высокого давления или в вакууме.
- Энергоэффективность (электрические приводы): Когда клапан достигает заданного положения, двигатель останавливается и потребляет очень мало электроэнергии для его удержания. В некоторых случаях это лучший выбор по сравнению с пневматическими приводами, которые всегда используют сжатый воздух.
В целом, поворотные затворы с приводом полезны в современной промышленности, поскольку они компактны, доступны по цене, быстро работают, легко автоматизируются и могут использоваться во многих ситуациях.
Как выбрать дроссельный клапан с приводом
Выбор подходящего дискового затвора с приводом подобен подбору лучших инструментов для сложной операции. Все решения должны быть тщательно обдуманы, поскольку неправильное решение может привести к неэффективности, увеличению затрат или даже к опасности. Выбирая профессионалов, помните об этих моментах:
- Характеристики носителя:
- Тип: Вода, нефть, газ, пар, шлам или агрессивные химические вещества?
- Температура: Каков диапазон рабочих температур жидкости? Это определяет выбор материала для корпуса клапана, диска и уплотнений (например, для высоких температур требуются металлические уплотнения или специальные термостойкие эластомеры; для низких температур - низкотемпературная углеродистая или нержавеющая сталь).
- Давление: Каковы максимальное рабочее давление и перепад давления в трубопроводе? Это определяет номинальное давление клапана.
- Коррозионная активность: Является ли среда агрессивной? При сильной коррозии выбирайте коррозионностойкие материалы (например, нержавеющую сталь 316, сплав Хастеллой или футеровку из ПТФЭ).
- Абразивность: Содержит ли среда твердые частицы или шлам? Для этого необходимы износостойкие материалы диска и седла, такие как керамика или твердые сплавы.
- Вязкость: Для сред с высокой вязкостью может потребоваться более высокий крутящий момент привода.
- Оперативные требования:
- Включение/выключение против дросселирования: Требуется ли клапану только полное открытие или закрытие, или же необходимо регулирование потока? Для дросселирования обычно требуются более точные приводы и позиционеры.
- Рабочая частота: Часто или периодически эксплуатируется клапан? Высокочастотная эксплуатация требует более высокого срока службы и надежности привода.
- Скорость отклика: Необходимо быстрое открытие или закрытие? Для систем аварийного отключения (ESD) обычно требуются пневматические приводы.
- Требуемый крутящий момент: Рассчитайте необходимый минимальный рабочий момент, исходя из размера арматуры, давления среды, характеристик жидкости и частоты работы. Затем выберите привод с выходным моментом, превышающим это значение.
- Условия окружающей среды:
- Температура окружающей среды: Диапазон температуры окружающей среды в месте установки.
- Влагостойкость и водонепроницаемость: Необходима ли влаго- или водонепроницаемость (например, класс IP67, IP68)?
- Опасные зоны: Находится ли он в легковоспламеняющейся или взрывоопасной зоне? Если да, то необходимо выбрать взрывозащищенный привод (например, сертифицированный по ATEX, IECEx).
- Вибрация и удары: Будут ли клапан и привод подвергаться вибрации или ударам?
- Размер клапана и тип соединения:
- Номинальный диаметр: Определите номинальный диаметр клапана (DN/NPS) в зависимости от размера трубы.
- Тип соединения: Пластины, наконечники, фланцевые, сварные и т.д. должны соответствовать существующему типу соединения трубопровода.
- Пространство для установки: Учитывайте габаритные размеры клапана и привода, обеспечивая достаточное пространство для установки и обслуживания.
- Тип привода и сигнал управления:
- Электрический, пневматический или гидравлический: Выберите наиболее подходящий тип привода на основе приведенных выше сравнений.
- Сигнал управления: Какой тип управляющего сигнала принимает электропривод? (например, дискретные сигналы, аналоговые сигналы 4-20 мА, цифровые сигналы Modbus/Profibus и т.д.).
- Источник питания: Напряжение и частота, необходимые для электрических приводов.
- Стандарты и сертификаты:
- Убедитесь, что арматура и привод соответствуют соответствующим международным или отраслевым стандартам (например, API, ISO, ANSI, DIN, JIS).
- Для специальных применений могут потребоваться такие сертификаты, как CE, RoHS, SIL (уровень целостности безопасности) и FDA (пищевой класс).
Советы по установке и обслуживанию
Правильный монтаж и регулярное техническое обслуживание имеют решающее значение для поворотных затворов с приводом. Это обеспечивает долговременную стабильную работу, продлевает срок службы и снижает затраты.
Советы по установке
- Проверка перед установкой: Осмотрите клапан и привод на предмет повреждений, проверьте технические характеристики и очистите от мусора. Обеспечьте достаточное пространство для установки и обслуживания.
- Согласование и поддержка: Идеально выравнивают фланцы труб и обеспечивают дополнительную опору для тяжелых клапанов.
- Направление и затягивание: Соблюдайте направление потока, следите за правильным положением штока и равномерно затягивайте болты с помощью динамометрического ключа.
- Подключение привода: Надежно подсоедините привод к штоку клапана. Правильно подключите электрические приводы и подсоедините пневматические приводы к чистому, стабильному источнику воздуха. После установки проверьте работоспособность.
Советы по уходу
- Регулярные проверки: Периодически проверяйте на наличие утечек, коррозии или износа. Проверьте работу клапана, плотность крепления и целостность уплотнений.
- Смазка и очистка: Смазывайте движущиеся части в соответствии с рекомендациями производителя. Содержите клапан и привод в чистоте и удаляйте загрязнения из источников пневматического воздуха.
- Калибровка и запасные части: Регулярно калибруйте модулирующие клапаны для обеспечения точности. Держите под рукой запасные части для быстрой замены.
Общие вопросы и устранение неполадок
Даже у хорошо сконструированных поворотных затворов с приводом могут возникать проблемы. Знание общих симптомов неисправностей и методов их устранения является ключевым фактором для обеспечения непрерывной работы системы и сокращения потерь от простоев.
Неполное открытие или закрытие клапана
- Симптом: Привод перемещается, но диск не достигает полного открытия/закрытия.
- Возможные причины: Неправильная регулировка пределов, недостаточный крутящий момент привода, заедание клапана, низкое давление воздуха (пневматическое), нестабильное питание (электрическое) или повреждение штока/соединений.
- Устранение неполадок: Отрегулируйте пределы, проверьте крутящий момент, осмотрите на наличие мусора, проверьте подачу воздуха/питания или замените поврежденные детали.
Протечка клапана
- Симптом: Среда проходит через закрытое отверстие (внутренняя утечка) или просачивается из корпуса/ствола (внешняя утечка).
- Возможные причины: Изношенные уплотнения, застрявшие частицы, неполное закрытие, неправильная установка или повреждение корпуса клапана/упаковки.
- Устранение неполадок: Замените уплотнения, очистите от мусора, обеспечьте полное закрытие, заново затяните сальники/болты или замените клапаны, если они сильно повреждены.
Привод не движется или движется ненормально
- Симптом: Отсутствие реакции на управляющий сигнал или медленное/нестабильное движение.
- Возможные причины: Отсутствие питания/воздуха, неисправность управляющего сигнала, неисправность электромагнитного клапана/двигателя, внутренние механические проблемы или неисправность концевого выключателя.
- Устранение неполадок: Проверьте питание/воздух, проверьте сигнал, замените неисправные компоненты или отремонтируйте внутренние детали.
Чрезмерный шум в приводе
- Симптом: Необычный шум во время работы.
- Возможные причины: Недостаточная смазка, изношенные детали, неплотная установка или нестабильный источник воздуха (пневматика).
- Устранение неполадок: Смажьте, замените изношенные детали, подтяните соединения или обеспечьте стабильную подачу воздуха.
VINCER: мировой лидер в области автоматизированных клапанных решений
С момента своего основания в 2010 году компания VINCER является ведущим брендом интеллектуальных клапанов во всем мире. Мы предлагаем комплексные решения для управления жидкостями, такие как электрические, пневматические и регулирующие клапаны, а также различные ручные клапаны и аксессуары. Наша команда имеет более чем десятилетний опыт работы и предлагает индивидуальные решения для каждого клиента.
Продукция VINCER очень экономична, что позволяет снизить затраты на закупки без ущерба для качества. Мы предоставляем быстрые котировки в течение 24 часов для простых запросов и обеспечиваем быструю доставку, даже для срочных индивидуальных заказов. Мы обеспечиваем качество, используя двойные процессы контроля и имея международные сертификаты, такие как CE, RoHS, SIL и FDA, а также сертификат ISO9001. Мы также предлагаем гибкие способы настройки функций, материалов и стандартов. VINCER регулярно вводит 2-3 новых функции каждый год, чтобы соответствовать потребностям клиентов и повышать уровень автоматизации.
VINCER предоставляет продукцию и услуги для инженерных проектов, производителей оборудования, трейдеров, дистрибьюторов и конечных пользователей в Сингапуре, Индонезии, ОАЭ, Саудовской Аравии и Австралии. Мы знаем об основных проблемах в различных отраслях промышленности и предлагаем индивидуальные решения для обеспечения бесперебойной работы систем контроля жидкостей. Мы известны своими быстрыми ответами: простые расценки предоставляются в течение 24 часов, а предварительные решения для многопродуктовых проектов - в течение 48 часов. Если у вас возникнут проблемы с вашим продуктом, команда инженеров VINCER проведет расследование и предложит решения, предоставит вам бесплатные аксессуары, дистанционную помощь, а в случае важных проектов - поддержку на месте.
Заключение
Поворотные затворы с приводом являются важными компонентами современной промышленной автоматизации. Небольшие размеры, высокие эксплуатационные характеристики, широкое применение и простая интеграция обуславливают их важность для водоподготовки, HVAC, химической и нефтегазовой промышленности. Все, начиная от знания основ и заканчивая отличием электрических приводов от пневматических, а также их правильным выбором, установкой и обслуживанием, влияет на безопасность и эффективность промышленных процессов.
Выбор подходящего дискового поворотного затвора с приводом подобен добавлению точного управления в сердце промышленного производства. Речь идет не только о покупке оборудования, но и о повышении производительности системы, снижении затрат и обеспечении ее долговечности. Очень важно выбрать надежного партнера в этой сложной и запутанной области.
Компания VINCER, поставщик автоматической арматуры, стремится предоставить своим клиентам профессиональные, эффективные и надежные решения для управления жидкостями. Мы помогаем промышленным предприятиям работать более безопасно и эффективно.
Если вам нужны надежные автоматические клапаны, VINCER - это правильный выбор.
Russian 
English 
French 
Spanish 
Italian 
German 
Dutch 
Portuguese 
Korean 
Chinese 
Finnish