Регулирующий клапан, запорно- и терморегулировочный вентиль: виды и конструкция

Регулирующий клапан, запорно- и терморегулировочный вентиль: виды и конструкция

Регулирующий вентиль является одной из разновидностей запорной арматуры и представляет собой специальное устройство, которое насаживается на шпиндель. Его основная функция – перекрытие потока жидкости либо иных рабочих сред, например, воды (холодной, горячей), пара и т. д. Запорно-регулировочные вентили рекомендуется устанавливать в случае диаметра условного прохода труб (стальных, пластиковых и прочих) от 25 до 35 см и давления не больше 2,5 тыс. кг/см2. Перекрытие возможно только в горизонтальной плоскости.

Регулирующие вентили устанавливаются на трубопроводах разного масштаба и назначения

• 1 Разновидности регулирующих вентилей
• 2 Характеристики запорно-регулирующих клапанов
• 3 Особенности терморегулирующего вентиля
• 4 Регулирующий проходной вентиль

1. Условный диаметр

Регулирующая арматура никогда не подбирается по диаметру трубопровода. Однако диаметр трубопровода до и после клапана необходимо рассчитывать для подбора обвязки регулирующих клапанов. Так как регулирующий клапан подбирается по величине Kvs, часто условный диаметр клапана оказывается меньше условного диаметра трубопровода, на котором он установлен, особенно при большом перепаде на клапане. В этом случае допускается выбирать клапан с условным диаметром меньше условного диаметра трубопровода на одну-две ступени. При большей разнице рекомендуется использовать клапаны с пониженной пропускной способностью Kvs. Данное решение позволяет снизить стоимость оборудования, а также при таком подборе оборудование оказывается более компактным по габаритам и массе.

• w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;
• Q — рабочий объемный расход среды м 3 /ч;
• d — диаметр трубопровода, м.

Виды и их устройство

В распределительном термостатическом клапане, устанавливающемся на тёплый пол, из обратной трубы производится подмес к нагретой воде остывшей. Этот процесс беспрерывен, пока включён обогрев.

Смесительные клапаны для тёплых полов бывают: двухходовые и трёхходовые. А также, они различаются способом подмеса и направлением потока.

Двухходовой

Двухходовой термостатический клапан — усовершенствованная модель ручного типа. Он бывает гидравлическим, пневмоническим и с электроприводом.

Конструкция простая, но способная эффективно регулировать температурный уровень теплоносителя в автоматическом режиме. Прибор монтируется в отопительной системе, вместо ручного вентиля.

1. Автоматическое снижение температурного уровня жидкости;
2. Простота конструкции и невысокая цена;
3. Несложный монтаж.

Недостатки — возможность установки его на трубопроводах с небольшим размером. Если использовать данный кран при обустройстве обогрева в помещении с большой площадью, то термостат будет функционировать с перебоями. Двухходовой клапан чаще применяется, если тёплые полы выступают дополнительным отоплением.

Устройство клапана — это латунный или бронзовый корпус, с одним или двумя сёдлами. Двухседальный вентиль может полностью перекрывать поступление воды.

Прибор оснащён терморегулирующей головкой со шкалой. Смена расположения головки производится в ручную или автоматически. Ручные модели просты и стоят недорого. Более современные устройства срабатывают автоматически.

Двухходовой клапан функционирует по следующему принципу — теплоноситель из обратной магистрали вновь подаётся в трубы пола, но перед этим, срабатывает устройство открывающее подачу нагретой воды. Два потока смешиваются внутри корпуса до нужного градуса, затем происходит срабатывание термодатчика, и автоматически затвор перекрывает отверстие с горячим теплоносителем.

Затвор состоит из плунжера и седла. Плунжер имеет тарельчатую, игольчатую и стержневую форму. Он расположен перпендикулярно по отношению к движению жидкости.

Трёхходовой клапан

Принцип функционирования трёхходового термостатического клапана для полового отопления — к горячей воде, идущей от котла, подмешивается охлаждённая из обратки.

Вентиль предназначен для греющих систем, которые устанавливаются в больших помещениях. Они обладают теме же плюсами, что и двухходовые краны. Особенно стоит отметить — удобство регулировки температурного показателя воды для тёплых полов.

Но у данного термостатного клапана есть и минус — если срабатывает термостат, то вентиль открывается полностью, тем самым горячий теплоноситель поступает в контуры. А это может вызвать перегрев отопительной системы, и даже разрыв труб. Кроме того, у него ниже пропускная способность, чем у двухходового крана.

Трёхходовые термостатические смесительные клапаны бывают латунные и бронзовые. Они оборудованы термоголовкой или термостатом, могут иметь электропривод или сервопривод. Конструкция — кран, имеющий два входа и выход. Внутри корпуса есть смесительная камера, на ней размещён термостат с регулятором, на котором есть цифровая панель. Подсоединяется термоклапан перед коллектором.

Принцип работы трёхходового термостатического вентиля:

• нагретая вода движется по правому и фронтальному патрубкам — если её градус нагрева отвечает нужным параметрам;
• если температура жидкости повышается или понижается, то в работу вступает термостат, он приводит в движение шток, в результате к горячей воде подмешивается охлажденная;
• после достижения заданной температуры, происходит полное открытие фронтального отверстия.

Следует сказать, что при включении прибора, напряжение потока воды не меняется. Это приводит к равномерному изменению температуры жидкости, подающейся в магистраль.

По методу смешивания

Смесительные краны для тёплого пола, в зависимости от способа подмеса, бывают:

• С функцией термостата — с ним возможно достигать и удерживать нужный градус нагрева у теплоносителя, так как прибор способен регулировать оба потока (нагретый и охлаждённый). Термостат в смесителе реагируя на уровень нагрева жидкости, производит открывание или закрывание отверстия, через которые подаётся нагретый или остывший теплоноситель. Кроме того, механизм устроен так, что при отсутствии холодной воды, автоматика перекрывает поступление горячей.

• Термостатические — устройство оснащено чувствительной термоголовкой, имеющей выносной термодатчик, он размещается в каждой магистрали. Работы клапана заключается в определении температуры воды, и подачи команды исполнительному механизму.

Запорная арматура – перекрывает поток рабочей среды с помощью запирающего элемента, который имеет определенную герметичную степень. В кранах, клапанах и затворах запирающую функцию выполняют элементы, которые меняют свое положение поворачиваясь вокруг своей оси. Герметичность элементов обеспечивается уплотнителями. В зависимости, от функций, которые необходимо выполнить различают виды запорной арматуры – задвижка, клапан, затвор, вентиль и кран. Благодаря этим механизмам можно перекрыть или отрегулировать поток среды в магистрали.

Обеспечивает нормальную и безопасную работу инженерных сетей с рабочими средами — арматура регулирующая. К ней не всегда предъявляется требование герметичности. Устройство выбирают по основным критериям:

• пропускные характеристики;
• относительная утечка.

Регулирующие клапаны служат для поддержки штатного режима потока рабочей среды, безопасной эксплуатации оборудования и экономного расхода ресурсов. При их установке необходимо учитывать:

• Перепады давления и температуры среды в магистрали.
• Технические характеристики прочности.
• Необходимые нормативные показатели.

Основываясь на вид решаемых задач определяются участки установки регулирующих клапанов данного типа.

Содержание

На поясняющем рисунке справа изображен простейший проходной односедёльный регулирующий клапан в разрезе. Где:

• B — корпус арматуры;
• F — фланец для присоединения арматуры к трубопроводу.
• P — узел уплотнения, обеспечивающий герметичность арматуры по отношению к внешней среде;
• S — шток арматуры, передающий поступательноеусилие от механизированного или ручного привода затвору, состоящему из плунжера и седла;
• T — плунжер, своим профилем определяет характеристику регулирования арматуры;
• V — седло арматуры, элемент, обеспечивающий посадку плунжера в крайнем закрытом положении.

Усилие от привода с помощью штока передается на затвор, состоящий из плунжера и седла. Плунжер перекрывает часть проходного сечения, что приводит к уменьшению расхода через клапан. Согласно закону Бернулли при этом увеличивается скорость потока среды, а статическое давление в трубе падает. При полном закрытии плунжер садится в седло, поток перекрывается, и, если затвор будет полностью герметичен, давление после клапана будет равно нулю [1] .

Применение регулирующей арматуры

Основная функция регуляторов: обеспечение нормальной работы инженерных сетей. К ним не всегда предъявляется требования герметичности. Критериями при выборе устройств являются пропускные характеристики и относительная утечка. В различных отраслях промышленности регулирующая арматура помогает поддерживать штатный режим, безопасную эксплуатацию и экономичный расход.

Места установки регуляторов зависят от типа их задач. При проектировании предусматриваются участки контроля на вводах и секциях. Расчеты включают:

• характеристики прочности;
• нормативные показатели;
• возможные перепады давления и температуры в сети.

Выявление неисправностей

Холодильная система – это множество взаимосвязанных компонентов, узлов. Выход из строя любой «детали» холодильника, кондиционера, другого климатического устройства вызывает расстройства, по признакам, перекликающимся с поломками других элементов.

Среди наиболее частых поломок ТРВ :

• банальная протечка сильфона. Причины разгерметизации – всевозможные, но результат определяется степенью утечки. Сильфон без хладагента инициирует перекрытие клапаном ТРВ магистрали циркуляции хладагента;
• частичная утечка характерна пульсирующим режимом работы системы – игла клапана периодически открывает/перекрывает путь хладагенту под воздействием остающегося объема хладагента;
• неисправность дросселирующего узла/дюзы выявляются легко, если этот элемент сменный. Дюзу просто извлекают, а затем возвращают на место, фиксируя наличие сопротивления. Отсутствие такового – признак избыточного расстояния между иглой и седлом сильфона. Единственный выход – заменить весь ТРВ ;
• залив компрессора хладагентом – признак зависшего ТРВ , работающего с максимальной пропускной способностью. Прибор не реагирует на термобаллон , ручное управление. Здесь тоже требуется замена ТРВ ;
• очень часто, греша на ТРВ , впоследствии выявляют недостаток хладагента в системе. Реабилитация устройства проста
• отключается компрессор, а соленоид оставляется открытым. Выровнявшееся давление по обе стороны вентиля – признак утечки в системе;
• в системах с выносным конденсатором вентили иногда оказывают излишнее сопротивление хладагенту. На поверку оказывается, что причиной является большая протяженность магистрали – компрессор неспособен преодолеть её сопротивление, а затор происходит вроде в ТРВ . Аналогично ведет себя система с конденсатором, смонтированным ниже агрегата;
• сильные колебания давления на всасе – больше, например, 2.5 бар – тоже воспринимаются, как дефект вентиля. Обычно виновником является излишний объем заправки системы;
• неудовлетворительный теплосъем с испарителя проявляется хронических заниженным давлением всаса . Перегрев при этом остается нормальным либо пониженным. Начинать тестировать ТРВ здесь бессмысленно – следует заняться очисткой фильтров, промывкой испарителя. Заниженное давление всаса провоцируется льдообразованием на трубах испарителя.

Если запуск холодильной системы сопровождается образованием вакуума на всасе , то рекомендуется сначала проверить положение вентиля ресивера, соленоидного клапана, беспрепятственность следования хладагента через фильтр и только потом разбираться с ТРВ .