Сложное движение жидкостей в промышленных системах невозможно без использования промышленных арматур. Что касается выбора арматуры, то задвижки и дроссельные клапаны являются двумя наиболее популярными типами, которые применяются во многих отраслях промышленности. Эти механические устройства, которые обычно упускают из виду при общем управлении производственными процессами, регулируют скорость, направление и объем потока. Выбор неподходящего клапана может привести к целой цепочке проблем, начиная от потерь энергии, высокого энергопотребления и заканчивая выходом клапана из строя и даже возникновением опасных ситуаций. Таким образом, важно знать различия между этими двумя типами клапанов, а также их преимущества и недостатки; кроме того, инженерам и операторам в различных отраслях промышленности крайне важно обладать этими знаниями, чтобы избежать возможных сложностей при выборе между задвижкой и дроссельной заслонкой для конкретных задач.
Что такое задвижка?
Задвижка сконструирована таким образом, что в ней имеется затвор, который открывается и закрывается для регулирования потока жидкостей. Она в основном предназначена для работы в режиме «открыто/закрыто» и обеспечивает полное сечение прохода и низкий перепад давления в полностью открытом положении. Задвижка работает по очень простому принципу. В ней используется затвор или клин, расположенный перпендикулярно направлению потока, для перекрытия потока жидкости. В полностью открытом положении затвор полностью убирается из потока и создает минимальное сопротивление. Основными частями задвижки являются корпус, седло, затвор, шток и крышка.
Типы задвижек
Задвижки бывают разных типов в зависимости от конструкции; они схожи по принципу действия, но предназначены для различных областей применения. Задвижка с цельным клином, как следует из названия, имеет затвор, представляющий собой единое целое, и благодаря своей простоте и прочности подходит для общего применения. Такие задвижки могут изготавливаться из таких материалов, как нержавеющая сталь, для повышения долговечности оборудования. В случаях, когда расширение трубопровода или нагрузка могут привести к заклиниванию, задвижка с гибким клином имеет прорезь или паз в клине, что позволяет ему изгибаться и обеспечивать более надежное уплотнение даже в таких условиях. Задвижка с разъемным клином, состоящая из двух отдельных частей, которые вклиниваются в седла клапана, обеспечивает более надежное уплотнение по сравнению с другими типами клапанов, особенно при работе с взвешенными твердыми частицами. Наконец, задвижки с параллельными затворами используют два параллельных диска с пружинным механизмом или давлением в линии для поддержания контакта дисков с седлами; они применяются в системах с паром при высоких температурах и давлениях, поскольку легко выдерживают тепловые деформации.
Что такое клапан-бабочка?
Дроссельная заслонка — это клапан с поворотом на четверть оборота, который регулирует поток жидкости за счет вращения диска. Этот диск расположен в середине трубы и вращается на штоке. В полностью открытом положении диск поворачивается примерно на 90 градусов, обеспечивая свободный поток жидкости.
Типы клапанов-бабочек
Дроссельные клапаны также бывают различных типов в зависимости от требований конкретного технологического процесса. Наиболее распространенным типом дроссельного клапана является клапан “вафельного” типа, который устанавливается между двумя фланцами и крепится болтами, проходящими через фланцы. Дроссельные клапаны «с ушками» имеют резьбовые вставки или «ушки», что позволяет крепить их болтами к одному фланцу независимо от другого, благодаря чему они подходят для тупиковых установок. Дроссельные клапаны имеют фланцы на обоих концах диска, совместимые с фланцами трубопровода, что упрощает центрирование и обеспечивает прочное соединение, особенно для крупных размеров или при высоком давлении. Еще одним типом являются высокопроизводительные дроссельные клапаны, которые могут иметь смещенный диск и специальный материал седла, позволяющий им работать при более высоких давлениях и температурах, чем стандартные модели.
Сравнение задвижки и клапана-бабочки: основные различия
Конструктивный принцип
Основное различие в их конструкции заключается в способе перекрытия потока. Задвижка представляет собой клапан, затвор которого открывается и закрывается по прямой линии, перемещаясь либо в поток, либо из него. В открытом положении она практически не создает препятствий для потока. С другой стороны, в клапане-бабочке используется диск, расположенный в потоке. Однако даже в полностью открытом состоянии диск остается внутри прохода трубы, но находится в положении, параллельном направлению потока. Это принципиальное различие в конструкции определяет их применимость в различных условиях эксплуатации и влияет на их рабочие характеристики. Задвижка имеет прямопроходную конструкцию, которая отличается от более компактной и вращающейся конструкции клапана-бабочки.
Направление потока жидкости
Еще одной важной характеристикой является направление потока среды. Задвижки относятся к двунаправленному типу, что означает их способность перекрывать поток среды в обоих направлениях в зависимости от направления потока по отношению к затвору. Это является значительным преимуществом в случаях, когда направление потока может изменяться или требуется изоляция в любом из направлений. Дроссельные клапаны, хотя и способны в целом пропускать поток в любом направлении, могут иметь предпочтительное направление потока для обеспечения оптимальной герметичности, особенно при высоком давлении. Конструкция диска и седла иногда может вызывать небольшой перепад давления, когда поток идет в обратном направлении.
Возможности управления расходом
Задвижки не подходят для регулирования расхода, поскольку не обладают способностью регулировать поток. При частичном открытии задвижки возникают вибрация, износ затвора и седел из-за высокой скорости проходящей жидкости через суженное отверстие, что также может привести к повреждению самого клапана. Они используются для работы в режиме «включено/выключено», то есть либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положении. Дроссельные клапаны, напротив, идеально подходят для дросселирования и регулирования расхода и обеспечивают более точное управление. Степень открытия диска прямо пропорциональна степени ограничения потока, и расход можно регулировать с относительно высокой точностью. Однако длительное нахождение клапана в частично открытом положении также приводит к износу диска и седла.
Конструктивные размеры и вес
Дроссельные клапаны, как правило, более компактны и легче, чем задвижки того же номинального размера и класса. Это различие в габаритных размерах и весе может стать важным фактором в условиях ограниченного пространства или там, где вес имеет решающее значение, например, на морских платформах или в переносном оборудовании. Уменьшенное межфланцевое расстояние дроссельных клапанов также упрощает их монтаж и эксплуатацию, а также сокращает занимаемое трубопроводной системой пространство. Задвижки, ввиду движения затвора, как правило, длиннее и тяжелее, особенно в крупных трубопроводных системах, рассчитанных на трубы большого диаметра.
Герметизирующие характеристики
Как задвижки, так и дроссельные клапаны могут обеспечивать герметичное перекрытие при правильном подборе и техническом обслуживании, однако принцип их работы различается. Конструкция задвижек предусматривает плотное прилегание затвора к седлам клапана, что часто достигается за счет давления рабочей среды, обеспечивающего герметичное закрытие клапана. Дроссельные клапаны обеспечивают герметичность за счет прессовой посадки края диска на седло, которое может быть изготовлено из различных упругих материалов. Хотя оба типа клапанов могут обеспечивать хорошую герметичность, уплотнение дроссельного клапана может быть более уязвимо к повреждениям от посторонних частиц в потоке из-за открытого седла. Дроссельные клапаны с высокими эксплуатационными характеристиками и специальной конструкцией седла в определенных условиях эксплуатации могут быть не хуже, а порой даже лучше, чем другие типы клапанов.
Стоимость
В большинстве случаев клапаны-бабочки обходятся дешевле задвижек, особенно в больших размерах. Это объясняется тем, что их конструкция относительно проще, они состоят из меньшего количества деталей и имеют меньший вес, что снижает затраты на их производство. Разница в стоимости становится ещё более заметной в трубопроводах большого диаметра, поэтому клапаны-бабочки предпочтительны в тех случаях, когда их эксплуатационные характеристики соответствуют условиям эксплуатации. Однако если размеры чрезвычайно малы или давление очень высокое, разница в стоимости может оказаться не столь значительной, и выбор будет зависеть от других факторов, таких как герметичность и регулирование расхода.
Преимущества и недостатки задвижек и дроссельных клапанов
-
Преимущества задвижек
Задвижки отлично подходят для применений, требующих минимальной утечки, благодаря своей высокой герметичности. Они идеально подходят для использования в условиях высокого давления и высоких температур, характерных для промышленных и трубопроводных систем. В полностью открытом положении они обеспечивают прямой проход, благодаря чему падение давления в них минимально. Эти задвижки рассчитаны на длительный срок службы и поэтому подходят для эксплуатации в суровых условиях.
-
Недостатки задвижек
Еще одним недостатком задвижек является медленность их работы, поскольку для полного открытия или закрытия требуется несколько оборотов. Кроме того, они имеют большие размеры и массивную конструкцию, что затрудняет их монтаж и техническое обслуживание. Также они не подходят для регулирования расхода, поскольку частичное открытие задвижки может вызвать турбулентность и вибрацию, которые могут привести к повреждению задвижки. Уплотнительные поверхности не являются долговечными и со временем могут изнашиваться, в связи с чем может потребоваться их замена или техническое обслуживание.
-
Преимущества клапанов «бабочка»
Поворотные клапаны отличаются небольшими размерами и легким весом, поэтому их проще устанавливать и управлять ими по сравнению с задвижками. Они обеспечивают быстрое управление, так как могут быстро открываться и закрываться, что крайне важно в случаях, когда требуется регулировать расход. В отличие от задвижек, они обладают хорошими дросселирующими свойствами, что делает их пригодными для регулирования расхода. Кроме того, их конструкция проще, а для изготовления требуется меньше материала, что делает их более экономичным вариантом для многих систем.
-
Недостатки клапанов «бабочка»
Однако дроссельные клапаны могут быть не столь герметичными, как задвижки, особенно при использовании в системах с высоким давлением. Это связано с тем, что диск, расположенный в потоке, вызывает более значительный перепад давления, чем в задвижках. Кроме того, они не очень подходят для условий высокого давления и высокой температуры. Помимо этого, при определённых расходах в дроссельных клапанах могут возникать проблемы с кавитацией и вибрацией, которые могут снизить их эффективность и сократить срок службы.
Как выбрать между задвижкой и дроссельной заслонкой
| Фактор | Задвижка | Дроссельная заслонка |
| Приложение | Изоляция при включении/выключении, требуется минимальный перепад давления | Регулирование пропускной способности, условия с ограниченным пространством |
| Стоимость | Как правило, выше, особенно в больших размерах | Как правило, ниже, особенно в больших размерах |
| Требования к расходу | Полный, беспрепятственный поток в открытом состоянии | Некоторое затруднение даже при полном открытии |
| Ограничения по площади | Требуется больше места для установки | Компактная конструкция, занимает меньше места |
| Техническое обслуживание | Может быть более сложным из-за наличия нескольких частей | В целом более простое техническое обслуживание благодаря меньшему количеству деталей |
| Лучший выбор | Для изоляции, где ключевым фактором является минимальная потеря давления | Для систем с регулируемой производительностью и в условиях ограниченного пространства |
Будущие тенденции использования задвижек и клапанов-бабочек
Будущее как задвижек, так и дроссельных клапанов тесно связано с внедрением автоматизации в промышленности. Оба типа клапанов легко адаптируются для использования с пневматическими и электрическими приводами, что обеспечивает дистанционное управление и совместимость со сложными системами управления. Это обусловлено растущей потребностью в повышении производительности, безопасности и точности промышленных процессов. Пневматические приводы относительно дешевле и идеально подходят для большинства применений, в то время как электрические приводы отличаются высокой точностью и подходят для областей, где сжатый воздух недоступен. В будущем эти клапаны с приводами будут дополнены интеллектуальными технологиями и датчиками, что обеспечит профилактическое техническое обслуживание и более точное регулирование расхода.
Vincer: лучшие клапаны с приводом для ваших нужд
Если предприятиям требуются качественные и долговечные клапаны с приводом для различных целей, Vincer — это надежный производитель, к которому стоит обратиться. Компания Vincer обладает полной вертикальной интеграцией процессов НИОКР, проектирования, испытаний, сборки и продаж, что гарантирует контроль качества на всех этапах производственного процесса. Ее инженерный персонал обладает высокой квалификацией и стремится создавать новые решения, которые повысят производительность оборудования при меньшем энергопотреблении. Компания Vincer предлагает широкий ассортимент электрический и пневматический приводные клапаны, такие как задвижки, шаровые краны, клапаны-бабочки и пропускные клапаны. Их электрические задвижки обеспечивают качественное управление открытием/закрытием с низким перепадом давления в полностью открытом положении, благодаря чему они подходят для задач отсечки. Аналогичным образом, пневматические задвижки компании Vincer представляют собой экономичное и надежное решение для задач отсечки. Vincer’s электрические клапаны «бабочка» идеально подходят для автоматизации и повышения надёжности систем регулирования расхода, в то время как пневматические дроссельные клапаны идеально подходят для быстрого открытия и обеспечения длительного срока службы при регулировании расхода. Независимо от того, нужна ли вам высокоэффективная изоляция с помощью задвижек с приводом или точное регулирование с помощью дроссельных клапанов с приводом, компания Vincer станет для вас идеальным партнером, поскольку она стремится предоставить вам лучшие арматурные изделия, которые полностью удовлетворят ваши потребности.
Дополнительная информация:
-
Электронная почта: sales@vincervalve.com
-
Телефон: +86 13724477011 / +86 13724477011
-
Адрес: № 203, здание 1, № 110, улица Даюань, Чжанцунь, Дунчэн, Дунгуань, провинция Гуандун, Китай
Заключение
В заключение следует отметить, что для повышения эффективности промышленных систем управления потоками жидкостей и предотвращения проблем важно сделать правильный выбор между задвижками и дроссельными клапанами. Очевидно, что с развитием технологий всё большую популярность приобретают электрические и пневматические приводы как для задвижек, так и для дроссельных клапанов. Внедрение этих автоматизированных решений будет иметь решающее значение для отраслей, стремящихся обеспечить более качественное управление, повысить безопасность и сохранить конкурентоспособность в сфере управления потоками жидкостей в будущем.
