Что такое клапан? (видео)

Кла́пан — устройство, предназначенное для открытия, закрытия или регулирования потока чего-либо, при наступлении определённых условий (повышении давления в сосуде, изменении направления тока среды в трубопроводе). Поток (ток) может быть потоком жидкости (вода, кровь, жидкие металлы и др.), газа (воздух, азот, углекислый газ и др.), электронов или других частиц в трубе, проводнике, полупроводнике, вакууме или другой среде.

В технике

Клапан является одним из типов трубопроводной арматуры, которая в английском языке собирательно именуется valves, но включает в себя также задвижки, краны и дисковые затворы. В отличие от них запирающий или регулирующий элемент клапана перемещается параллельно оси потока рабочей среды.

Виды клапанов по принципу работы

• Запорный клапан
• Регулирующий клапан
• Обратный клапан
• Предохранительный клапан
• Редукционный клапан
• Балансировочный клапан
  • Импульсный предохранительный клапан
  • Клапан прямого действия
  • Непрямого действия
• Гидроклапан
• Тупой клапан
• Игольчатый клапан

В электро-, радио- и электронной технике

В вентиляции

• Клапан инфильтрации воздуха

Что такое клапан?

Клапан — это устройство, которое регулирует, контролирует или направляет поток жидкости, открывая, закрывая или частично перекрывая поток жидкости. Клапан — это механическое устройство, которое контролирует поток и давление жидкости в системе или процессе. Так что в основном он контролирует поток и давление.

Материалы для производства

Чугунный клапан

Для изготовления таких конструкций используют материалы, которые соответствуют необходимым требованиям, выставляемым для определенного вида труб и рабочих составов.

Клапан может быть изготовлен с использованием следующих материалов:

• чугуна для ковки или литейного (серого);
• нержавеющей или углеродистой стали;
• бронзы;
• инконеля, монеля и других металлов, в основу которых входит никель.

Материалы, которые годятся для такого производства, отличаются по цене, и степени стойкости к температурным перепадам и образованию ржавчины.

Из серого чугуна, например, в большинстве случаев изготавливают низкопробные приспособления. Бронза, ввиду своей высокой стойкости к коррозии, применяется для работы с коррозионно-активными материалами. Углеродистую сталь, как наиболее прочный из перечисленных металлов, используют там, где поддерживается высокое давление. Жаропрочный хромомолибденовый материал используют на производствах, где температура воздуха может подниматься до 600°С.

Клапаны, состоящие из вышеперечисленных металлов, применяются для оснащения городских гидросистем. Элементы, вмонтированные во внутрь конструкции, могут быть изготовлены из тех же сплавов, что и корпус, а могут состоять из пластмассовых (чаще всего используются в гравитационных моделях) и резиносодержащих материалов.

Для уплотнения и улучшения герметизации седла, штока клапана и затвора, в большинстве случаев используют графит, хлопок, резину или тефлон (все зависит от разновидности и температуры содержимого труб, а также от условий, в которых используется прибор).

Функции клапанов

Клапан выполняет различные функции в системе трубопроводов. Такие как:

• остановка и запуск потока жидкости. В зависимости от того, открыт клапан или закрыт, он пропускает технологическую жидкость или останавливает ее.
• дросселирование потока жидкости. Некоторые клапаны позволяют регулировать расход жидкости в зависимости от% открытого открытия. Меньшее отверстие выше дросселирования и прочее.
• контроль направления потока жидкости. Многопортовый клапан позволяет вам решить, как пойдет жидкость.
• регулирование потока или давления в трубопроводной системе. Некоторые из автоматических регулирующих клапанов поддерживают поток и давление в системе, регулируя открытие и закрытие.
• сбросить давление или вакуум в трубопроводной системе и оборудовании. Клапан сброса давления и вакуума защищает технологическую систему от избыточного давления и в условиях вакуума.

Различные типы клапанов выполняют эти функции. Эти клапаны могут быть классифицированы:

• по функциональному назначению
• по концевым соединениям
• как работает
• по типу привода, который используется

Классификация клапанов по функции

В приведенной выше таблицы можно увидеть типы клапанов и их функции.

Запорный клапан изолирует или перекрывает подачу жидкости при необходимости. Шиберная задвижка, шаровый, поршеневый, мембранный, дроссельная заслонка и пережимной клапан подпадают под эту категорию.

Регулирующий клапан, который регулирует поток жидкости, попадает в категорию регулирования. В качестве регулирующего клапана используются шаровый, игольчатый, дроссельная, диафрагма и пережимной клапан. Некоторые клапаны служат двойному назначению, например, шаровой может использоваться в качестве изоляции, а также в качестве регулирующего клапана.

Клапан сброса давления и вакуума используется для предотвращения избыточного давления и вакуума в системе, которая может повредить трубопровод и оборудование. Обратный клапан, такой как обратный клапан поворота и подъема, предотвращает обратный поток в системе. Принимая во внимание, что некоторые клапаны предназначены для специального назначения. Например, многопортовый, ножевой и линейный глухой клапан.

Классификация клапанов на основе концевых соединений

На основании концевого соединения концы клапана могут быть:

• винтовые или резьбовые, которые соединяются с соответствующей резьбой на трубе. Клапан малого диаметра, используемый для подключения прибора или в качестве точки отбора проб, имеет резьбовой конец
• большинство клапанов, используемых в трубопроводах, имеют фланцевые концы.
• стыковые сварные клапаны используются при очень высоких давлениях и температурах.
• сварные клапаны с цоколем используются при низком давлении
• обратный клапан и дроссельные клапаны доступны в исполнении с пластинами и наконечниками. Эти типы концов используются, когда пространство ограничено.

Вы можете увидеть изображения всех этих типов конца клапана выше.

Классификация клапанов на основании способа их открытия и закрытия

Еще один способ классификации клапана — способ его открытия и закрытия. Каждый клапан открывается и закрывается либо линейным, либо вращательным движением, либо на четверть оборота, что является ничем иным, как вращательным движением.

На изображении ниже вы можете увидеть разницу между способами открытия клапана.

Клапаны линейного перемещения используют закрывающий элемент, который перемещается по прямой линии и обрезает поток, чтобы запустить, остановить или регулировать поток. Закрывающее устройство может представлять собой диск или гибкий материал, такой как диафрагма. Клапаны линейного перемещения работают медленнее, но они обеспечивают более высокий уровень точности и стабильности в положении закрывающего элемента.

Клапаны вращательного движения вращают диск или поворачивают его от шарнирного стержня, который удерживает диск.

Поворот штока на 90 ° в четвертьоборотных клапанах полностью открывает или полностью закрывает клапан. Благодаря такому быстрому повороту работа четвертьоборотного клапана намного быстрее, чем клапаны линейного перемещения. Некоторые поворотные клапаны также известны как четвертьоборотный клапан.

Из таблицы видно, что шаровой клапан, дроссельная заслонка и плунжерный клапан являются поворотными и четвертьоборотными клапанами. Принимая во внимание, что проверка поворота, диск наклона и другие поворотные клапаны не являются четвертьоборотными клапанами.

Классификация клапанов на основе используемых типов приводов

Последний способ классификации клапана — это типы привода, используемые для передачи движения для управления клапаном. Клапаном можно управлять вручную с помощью маховика, рычага, цепи или шестерни. Внешний источник питания, такой как электродвигатель, воздух, гидравлическая жидкость или соленоид, используется для управления клапаном из диспетчерской. Обратный клапан работает автоматически, когда подвергается обратному потоку.

Семантические свойства

Работа клапанов газораспределительного механизма ДВС

Работа клапанов сердца

Значение

Синонимы

Антонимы

Гиперонимы

Гипонимы

В одежде и упаковке

• Клапаны на карманах одежды, сумок и др.
• Клапаны на конвертах, упаковочных пакетах (зачастую используется картон).

Клапаны, оснащенные поворотным затвором

Дроссельный механизм

Изделия дроссельного типа нужны для регулировки или перекрывания доступа к газу, жидким или двухфазным потокам. Тонкая заслонка внешне напоминает две сложенные вместе глубокие тарелки. В проходном отверстии дроссельного устройства может находиться уплотняющая прослойка из мягкого материала. Шпиндель перемещается относительно заслонки. При закрытии заслонка препятствует прохождению потока, принимая перпендикулярное положение и плотно примыкая к мягкому прокладочному материалу, расположенному внутри корпуса. Когда дроссельный клапан открыт, значит, заслонка расположена параллельно потоку.

Устройство шаровой конструкции

Регулирующая деталь шарового клапана похожа на шар со сквозным отверстием. Под воздействием шпинделя он может вращаться с амплитудой 90°С. Когда механизм открыт, это значит, что внешние концы сквозного отверстия на шаре совпали с отверстиями на седлах. Когда он находится в закрытом состоянии – отверстия в шаре не совпадают с отверстиями в седлах, а седла перекрыты, потому что плотно примыкают к поверхности.

Регулирующий механизм чем-то напоминает редукционный. Он снабжен специальным приводом (как правило – электрическим или пневматическим), сопряженным с автоматическим регулятором. Касаемо характеристики блока управления регулирующего клапана, то можно отметить, что по сути, он является устройством для измерения расхода жидкости, температуры или давления с последующим сравнением уровня этих величин с требуемыми. Из блока управления поступает команда, повинуясь которой, рабочий орган принимает нужное положение. Перемещение элемента внутри клапана непрямого действия может носить поступательный или вращательный характер. По конструкции регулирующий механизм может быть вентильного или дроссельного типа.

Посредством регулирующих клапанов можно контролировать расход вещества и уровень давления, поэтому механизм практически не бывает полностью открытым или закрытым. Так как он служит для дросселирования потока (процесса, для которого характерно понижение давления). Материал, из которого изготовлено регулирующее устройство, должен отличаться высокой стойкостью к эрозии. Понижение давление иногда заканчивается кавитацией (если речь идет о жидких веществах) и шумами (если речь идет о потоках пара или газа). Современные регулирующие клапаны обладают повышенной стойкостью к кавитации и шумам, что делает их пригодными для работы в самых неблагоприятных условиях.

Этимология

Происходит от нем. Klappen (мн.) от Klappe «крышка, заслонка»; см. Бернекер 1, 509; Брандт, РФВ 21, 210. Менее вероятно влияние окончания засло́н, запо́н (Преобр. I, 311; Горяев, ЭС, 142).

Читайте также:

Что такое скрутка?... Что такое ATF?... Что такое реглоскоп?... Что такое алкид?...