Преимущества и недостатки 4 распространенных типов клапанов в проектах водоснабжения и водоотведения

Являясь основными регулирующими элементами в системах городского водоснабжения, водоотведения и транспортировки жидкостей, арматура широко применяется в городском водоснабжении, очистке сточных вод, сетях ливневой канализации, системах водоснабжения и водоотведения зданий, а также в других областях водного хозяйства. Она выполняет важнейшие функции, включая перекрытие, открытие и закрытие трубопроводов, регулирование расхода, дросселирование и изменение направления потока.

Задвижки, клапаны-бабочки, шаровые краны и клапаны с цилиндрическим седлом являются основными типами клапаны для систем водоснабжения. Эти четыре типа арматуры значительно различаются по принципам конструкции, эксплуатационным характеристикам, допустимому давлению воды и условиям качества воды, что напрямую определяет надежность работы и срок службы систем водоснабжения и водоотведения.

Чтобы обеспечить правильный подбор арматуры и её рациональное сочетание в водохозяйственной сфере, а также избежать утечек в трубопроводах, неплавного открытия и закрытия, высокого энергопотребления и других проблем, вызванных неправильным подбором, в данной статье систематически рассмотрены рабочие характеристики четырёх широко используемых видов водопроводной арматуры и всесторонне проанализированы их основные преимущества, недостатки и специфические области применения в проектах водоснабжения и водоотведения.

Задвижка

Задвижка — это арматура, закрывающий элемент которой (затвор) перемещается вертикально вдоль оси проходного канала трубопровода. Она в основном используется для перекрытия потока среды в трубопроводе и имеет только два рабочих состояния: полностью открытое и полностью закрытое; как правило, она не подходит для регулирования расхода. Благодаря широкому выбору материалов изготовления он может эксплуатироваться как в условиях низких температур и низкого давления, так и в условиях высоких температур и высокого давления. Однако задвижки, как правило, не применимы для трубопроводов, по которым транспортируются шламы и другие загрязнённые среды.

Преимущества

• Низкое сопротивление прохождению жидкости, что не приведет к заметной потере давления в трубопроводе.
• Для открытия и закрытия требуется небольшой крутящий момент, что позволяет сэкономить усилия при эксплуатации.
• Отсутствует ограничение на направление потока в среде, что позволяет использовать систему в кольцевых трубопроводных сетях с двунаправленным потоком.
• В полностью открытом состоянии уплотнительная поверхность подвергается меньшей эрозии со стороны рабочей среды по сравнению с шаровыми кранами.
• Простая общая конструкция, отличающаяся превосходной технологичностью, а также удобством в производстве и обработке.
• Небольшая конструкционная длина, что позволяет сэкономить место при прокладке трубопровода.

Недостатки

• Большие габаритные размеры и значительная высота проёма, что требует большого монтажного пространства.
• При открывании и закрывании на уплотнительной поверхности возникает относительное трение, что в условиях высоких температур приводит к значительному износу и даже появлению царапин.
• Большинство задвижек оснащены двумя уплотнительными поверхностями, что усложняет их обработку, шлифовку и последующее техническое обслуживание.
• Длительное время открытия и закрытия, невозможность быстрого переключения рабочей среды в трубопроводе.

Заслонка

Дроссельный клапан имеет дискообразный рабочий элемент, который совершает возвратно-поступательное вращение на угол около 90° для открытия, закрытия и регулирования прохождения потока. Это распространенный регулирующий и запорный клапан, широко применяемый в системах водопроводов среднего и большого диаметра.

Преимущества

• Простая конструкция, компактные размеры, небольшой вес и низкий расход материала, что обеспечивает значительные преимущества с точки зрения стоимости, особенно при изготовлении клапанов большого диаметра.
• Высокая скорость открытия и закрытия, а также низкое сопротивление потоку, обеспечивающие плавную циркуляцию среды.
• Он может применяться для сред, содержащих взвешенные твердые частицы, а также адаптироваться к порошкообразным и гранулированным средам в зависимости от прочности уплотняющей поверхности. Широко используется для двунаправленного открытия, закрытия и регулирования вентиляционных и пылеудаляющих трубопроводов, газопроводов и водопроводов в металлургии, легкой промышленности, электроэнергетике, нефтехимической промышленности и других отраслях.

Недостатки

• Узкий диапазон регулирования расхода; при степени открытия свыше 30% расход может достигать более 95% от максимального значения, что приводит к низкой точности регулирования.
• Ввиду ограничений, связанных с конструкцией и материалами уплотнения, данное изделие не подходит для трубопроводных систем, работающих при высоких температурах и давлениях: максимальная рабочая температура не превышает 300 ℃, а номинальное давление — PN40.
• Герметичность данного устройства уступает шаровым и проходным клапанам, поэтому его можно использовать только в условиях эксплуатации с невысокими требованиями к герметичности.

Шаровой кран

Шариковые краны, являющиеся усовершенствованной версией пробковых кранов, используют шарообразный элемент в качестве компонента, обеспечивающего открытие и закрытие. Шарообразный корпус поворачивается на 90° вокруг оси штока крана, что позволяет открывать и закрывать трубопровод. Обычные шариковые краны в основном используются для перекрытия, распределения и изменения направления потока рабочей среды, тогда как V-образные шариковые краны обладают превосходными характеристиками регулирования расхода.

Преимущества

• Чрезвычайно низкое сопротивление потоку (практически нулевое) и лучшие характеристики пропускания жидкости среди широко используемых клапанов.
• Отсутствие заклинивания во время работы даже без смазки; подходит для коррозионных сред и условий эксплуатации с низкокипящими жидкостями.
• Он обеспечивает полную и надежную герметизацию в широком диапазоне значений давления и температуры.
• Обеспечивают сверхбыстрое открытие и закрытие: время переключения для некоторых конструкций составляет всего 0,05–0,1 с, не оказывают влияния на работу оборудования и подходят для автоматизированных систем, таких как испытательные стенды.
• Сферическая запорная деталь обеспечивает автоматическое позиционирование в крайнем положении.
• Надежное двустороннее уплотнение для рабочих сред.
• В полностью открытом или полностью закрытом положении уплотнительная поверхность шара и седла клапана изолированы от рабочей среды, что позволяет избежать эрозии, вызванной высокоскоростным потоком жидкости.
• Компактная конструкция и небольшой вес делают его оптимальным вариантом клапана для систем с низкотемпературными средами.
• Симметричный корпус клапана (особенно сварной) способен хорошо выдерживать нагрузки, возникающие в трубопроводе.
• Закрывающая часть способна выдерживать значительный перепад давления во время закрытия.
• Полностью сварные шаровые краны можно устанавливать непосредственно под землей, что обеспечивает защиту внутренних деталей крана от коррозии и гарантирует срок службы до 30 лет, что делает их идеальным выбором для нефте- и газопроводов.

Недостатки

• Основным уплотнительным материалом седла шаровых кранов является ПТФЭ (тефлон), который отличается химической инертностью, низким коэффициентом трения, стабильными эксплуатационными характеристиками и превосходными уплотнительными свойствами. Однако такие недостатки, как высокий коэффициент расширения, чувствительность к холодному течению и низкая теплопроводность, ограничивают условия эксплуатации. Надежность уплотнения снижается по мере старения и упрочнения материала.
• По сравнению с клапанами-глобусами шаровые краны демонстрируют худшие характеристики регулирования расхода, особенно пневматические и электрические шаровые краны.

Поворотный клапан

Клапан шарового типа — это клапан, закрывающая часть которого (клапанный диск) перемещается вдоль оси седла клапана. Изменение проходного сечения клапанного седла прямо пропорционально ходу клапанного диска. Благодаря небольшому ходу открытия и закрытия, надёжной герметичности при перекрытии, а также регулируемому проходному сечению, шаровые краны отлично подходят для перекрытия, регулирования расхода и дросселирования среды в трубопроводах и широко используются в системах водоснабжения, водоотведения и паропроводах.

Преимущества

• Трение между диском клапана и уплотняющей поверхностью корпуса клапана при открытии и закрытии меньше, чем у задвижек, при этом износостойкость выше.
• Высота открытия составляет всего 1/4 прохода седла клапана, что значительно меньше, чем у задвижек, что позволяет сэкономить место при монтаже.
• Как правило, для корпуса клапана и тарелки клапана предусмотрена только одна уплотнительная поверхность, что обеспечивает простоту изготовления и удобство последующего технического обслуживания.
• Уплотнение в основном представляет собой смесь асбеста и графита, обладающую высокой термостойкостью, благодаря чему этот клапан является предпочтительным вариантом для паропроводов.

Недостатки

• При прохождении через клапан направление потока среды изменяется, что приводит к более высокому минимальному сопротивлению потоку по сравнению с большинством других типов клапанов и к значительным потерям давления в трубопроводе.
• Большой рабочий ход приводит к более низкой скорости открытия по сравнению с шаровыми кранами, что не позволяет обеспечить быстрое перекрытие и циркуляцию среды.

Правильный подбор арматуры и качественное согласование арматурных изделий являются основными факторами, обеспечивающими стабильную работу систем транспортировки жидкостей. Эффективная и безопасная эксплуатация промышленных и гидротехнических систем немыслима без точного согласования и надёжной поддержки со стороны различных высокопроизводительных арматурных изделий.

Компания XVS Valve специализируется на разработке и производстве оборудования общепромышленного назначения клапаны. Обладая глубоким пониманием различий в эксплуатационных характеристиках и требований к адаптации к условиям эксплуатации различных типов арматуры, мы строго соблюдаем стандартизированные производственные спецификации и тщательно контролируем каждый этап производственного процесса. Мы предлагаем полный ассортимент арматуры, включая задвижки, клапаны-бабочки, шаровые краны и клапаны с продольным проходом, отличающиеся высокой герметичностью, высокой износостойкостью и высокой адаптивностью.

Наша продукция, разработанная с учетом различных условий эксплуатации в сфере городского водоснабжения и водоотведения, полностью удовлетворяет потребности систем водопроводных сетей в открытии, закрытии, дросселировании и регулировании. Если вы хотите избежать ошибок при выборе, подобрать высококачественные арматурные изделия, подходящие для ваших условий эксплуатации, а также получить гарантию стабильных поставок, профессиональные рекомендации по выбору в соответствии с условиями эксплуатации и безупречное послепродажное техническое обслуживание, пожалуйста, обращайтесь к нам для установления сотрудничества. Обратитесь к нам прямо сейчас чтобы получить индивидуальное точное ценовое предложение, индивидуальную схему подбора и комплексную услугу по закупке клапанов «под ключ» без лишних хлопот!