Клапаны давления прямого действия после себя. Клапаны регуляторы давления

Перекачивание жидкостей достаточно сложный, динамический процесс. В течение времени из-за воздействия внешних факторов может меняться направление движения, скорость потока, давление в трубопроводе. Также очень сильно влияние местных сопротивлений возникающих в местах установки арматуры, поворота трубопровода и при изменении проходного сечения.

Для стабильной и безопасной работы подключаемого оборудования необходима стабилизация внутрисетевого давления. Для этого необходима установка дополнительного оборудования регулирующего давление воды в сети.

Модельный ряд регулирующих клапанов

Компания Dorot производит ряд клапанов, осуществляющих регулирование режима потока в сетях водоснабжения различного назначения. Принцип действия регулятора давления воды послужил основой для классификации модельного ряда:

• клапан уменьшения давления PS - осуществляет регулирование на входном участке трубопровода (до себя);

• клапан поддержания давления PR - регулирование давления на выходе (после себя);

• дифференциальный клапан DI - поддерживает постоянную разницу величин давления на входе и выходе.

• особняком стоит регулирующий клапан QR, предназначенный для сброса аварийного избыточного давления. Данная модель выполняет функцию предохранителя и монтируется не в самом магистральном трубопроводе, а на отдельном отводе.

Как происходит регулирование давления

Принцип работы регулятора давления воды основан на передаче давления из трубопровода в регулирующую камеру клапана. В зависимости от того превышает это давление или ниже установленного порогового значения запорная мембрана уменьшает или увеличивает проходное сечение. Необходимая величина давления, которая будет определять работу арматуры, выставляется на пилотном регуляторе.

Можно выделить несколько режимов работы клапана

Поддержание постоянного давления до себя - клапан полностью закрывается при уменьшении входного давления ниже пороговой величины. При увеличении давления клапан будет открываться, увеличивая проходное сечение тем самым уменьшая давление в системе;

Принцип действия регулятора давления воды после себя противоположный. При уменьшении давления ниже установленного значения клапан будет в полностью открытом положении. При увеличении давления на входе клапан начнет автоматически закрываться, сохраняя давление на выходном участке сети постоянным;

Поддержание постоянной разницы давлений на входе и выходе реализуется изменением проходного сечения. При увеличении входного давления клапан прикрывается, при уменьшении наоборот - начинает открываться.

Конструктивное исполнение

В общем, приближенном виде конструкция клапана состоит из следующих элементов:

• корпус;

• регулирующая камера;

• запорный элемент;

• регулирующий пилотный элемент.

По конструктивному исполнению регулирующие клапана Dorot выпускаются в сериях 100, 300, 500. Основное различие состоит в том, как работает регулятор давления воды. Т.е. в зависимости от типа серии варьироваться конструкция и ориентация рабочего запирающего элемента:

• серия 100 - подпружиненная мембрана, перемещающаяся в вертикальной плоскости;

• серия 300 - подпружиненный шток с вертикальным перемещением;

• серия 500 - наклонно перемещающийся шток.

Корпуса регуляторов давления могут быть выполнены из чугуна или бронзы. По типу присоединения к трубопроводу может быть реализовано фланцевое, резьбовое или быстроразъемное соединение на зажимах (виктаулик).

Достоинства арматуры

Клапаны регулирования давления Dorot отличаются

• простотой и надежностью конструкции;

• применением высокопрочных коррозионностойких материалов;

• легкость и простотой монтажа и обслуживания;

• длительным периодом эксплуатации.

Принцип работы регулятора давления воды основан на работе мембранной коробки за счет энергии рабочей среды в трубопроводе. Регуляторы давления прямого действия состоят из трех основных элементов: корпуса клапана, мембранного блока и пружинного задатчика. Внутри мембранного блока жестко закреплена чувствительная мембрана, которая делит мембранное пространство на две части. Мембрана жестко закреплена с конусом регулятора, таким образом, воздействуя на мембрану конус клапана закрывает или открывает проходное сечение регулятора и регулирует давление. На мембрану (через импульсную трубку (для регуляторов перепада давления RD122), или непосредственно отбор осуществляется через корпус клапана (как у RD102V и RD103V)) действует рабочая среда (вода, пар или др.), с противоположной стороны мембрана испытывает усилие пружины. Направления давления пружины и рабочей среды определяются типом регулятора давления: «перепада давления», «регулятора давления до себя» или «регулятора после себя».

При равенстве настроенного давления в регуляторе действительному давлению в системе (то есть система находится в равновесии) усилие настроенной пружины равно давлению рабочей среды. Чем выше давление в системе нужно поддерживать, тем больший коэффициент сжатия имеет пружина. При изменении давления в системе, импульс по импульсному трубопроводу напрямую воздействует на мембрану, а та в свою очередь воздействует на конус регулятора. Регулятор при росте давления в зависимости от типа (регулятор давления «до себя» или «после себя) соответственно открывается или закрывается.

Например, регулятор давления после себя, при отсутствии давления в системе (Рис. 1.1), нормально открыт. При повышении давления и превышении значения, настроенного с помощью настроечной пружины по показаниям манометра за регулятором, конус клапана начинает закрываться до тех пор, пока давление, предварительно установленное с помощью пружинного блока, не станет равно действительному давлению после регулятора.

Клапан регулятора давления после себя (Рис. 1.2.) при отсутствии давления нормально открыт. (На рисунке изображена схема установки регулятора на входной ветви). Импульсы давлений подаются через импульсные трубки из прямого (+) и обратного (-) трубопроводов. Данные импульсы воздействуют на мембрану, и (в зависимости от установленного заранее перепада давления с помощью настроечного винта) изменение перепада давления приводит к сдвигу конуса регулятора (3) и его закрытию или открытию до момента, когда величина перепада давления достигнет величины, установленной на пружинном блоке.

Расчёт регулятора давления "после себя" заключается в определении пропускной способности регулятора, требуемого диапазона настройки, проверке на возникновения шума и кавитации.

Расчёт пропускной способности

Зависимость потерь напора от расхода через регулятор давления называется пропускной способностью - Kvs.

Kvs - пропускная способность численно равная расходу в м³/ч, через полностью открытый затвор регулятора давления, при котором потери напора на нём равны 1бар.

Kv – то же, при частичном открытии затвора регулятора.

Зная, что при изменении расхода в «n» раз потери напора на регуляторе изменяются в «n» в квадрате раз не сложно определить требуемый Kv регулятора давления подставив в уравнение расчётный расход и избыток напора.

Некоторые производители рекомендуют выбирать регулятор давления с ближайшим большим значением Kvs от полученного значения Kv. Такой подход выбора позволяет с большей точностью регулировать расходы ниже заданного при расчёте, но не даёт возможности увеличить расход выше заданного значения, которое довольно часто приходится превышать. Мы не критикуем вышеописанный метод, но рекомендуем подбирать регуляторы давления "после себя" таким образом, чтобы требуемое значение пропускной способности находилось в диапазоне от 50 до 70% хода штока. Регулятор давления, рассчитанный таким образом, сможет с достаточной точностью как уменьшить расход относительно заданного, так и несколько увеличить его.

Выше приведенный алгоритм расчёта выводит список регуляторов давления "после себя", для которых требуемое значение Kv попадает в диапазон хода штока от 40 до 70%.

В результатах подбора приведен процент открытия затвора регулятора давления, при котором дросселируется заданный избыток напора на заданном расходе.

Подбор диапазона настройки

Диапазон настройки регулятора давления зависит от силы сжатия пружины. Некоторые регуляторы давления серийно комплектуются одной пружиной и имеют всего лишь один диапазон настройки по давлению, а некоторые могут быть укомплектованы пружинами различной жёсткости и имею несколько диапазонов настройки. Давление которое будет поддерживать регулятор давления "после себя", должно находиться, примерно, в средней трети диапазона регулирования.

Выше приведенный алгоритм подбора регулятора давления выводит список регуляторов у которых заданное давление попадет в диапазон от 20 до 80% диапазона поддерживаемых давлений.

При выборе диапазона настройки необходимо учитывать, что допустимая погрешность калибровки пружины на граничных значениях диапазона настройки составляет 10%.

Расчёт регулятора на возникновение кавитации

Кавитация – образование пузырьков пара в потоке воды проявляющееся при снижении давления в нём ниже давления насыщения водяного пара. Уравнением Бернулли описан эффект увеличения скорости потока и снижения давления в нём, возникающий при сужении проходного сечения. Проходное сечение между затвором и седлом регулятора давления является тем самым сужением, давление в котором может опуститься до давления насыщения, и местом наиболее вероятного образования кавитации. Пузырьки пара нестабильны, они резко появляются и также резко схлопываются, это приводит к выеданию частиц метала из затвора регулятора, что неизбежно станет причиной его преждевременного износа. Кроме износа кавитация приводит к повышению шума при работе регулятора.

Основные факторы, влияющие на возникновение кавитации:

• Температура воды – чем она выше, тем большие вероятность возникновения кавитации.


• Давление воды – перед регулятором давления, чем оно выше, тем меньше вероятность возникновения кавитации.


• Дросселируемое давление – чем оно выше, тем выше вероятность возникновения кавитации.


• Кавитационная характеристика регулятора – определяется особенностями дросселирующего элемента регулятора. Коэффициент кавитации различен для различных типов регуляторов давления и должен указываться в их технических характеристиках, но так, как большинство производителей не указывают данную величину, в алгоритм расчёта заложен диапазон наиболее вероятных коэффициентов кавитации.

В результате проверки на кавитацию может быть выдан следующий результат:

• «Нет» - кавитации точно не будет.
• «Возможна» – на клапанах некоторых конструкций возникновение кавитации возможно, рекомендуется изменить один из вышеописанных факторов влияния.
• «Есть» – кавитация точно будет, измените один из факторов влияющих на возникновение кавитации.

Расчёт регулятора на возникновение шума

Высокая скорость потока во входном патрубке регулятора давления может стать причиной высокого уровня шума. Для большинства помещений в которых устанавливаются регуляторы давления допустимый уровень шума составляет 35-40 dB(A) который соответствует скорости во входном патрубке клапана примерно 3м/c. Поэтому, при подборе регулятора давления рекомендуется не превышать выше указанной скорости.

Компания «НЕМЕН» предлагает приобрести регуляторы давления «до себя» различных типоразмеров. У нас Вы можете купить оборудование с пропускной способностью (Kvs) от 3,2 до 400 м³/ч.

Назначение

Регулятор «до себя» — это вид , предназначенный для изменения параметров рабочей среды в контуре системы или заданном диапазоне на определенном ее участке, расположенном до клапана, путем увеличения или уменьшения величины проходного сечения. Регулятор управляется непосредственно от рабочей среды.

Конструкция регулятора

Клапан. Состоит из:

— корпуса, изготовленного из:

• стали марки GP240GH,
• серого чугуна EN-GJL-250 ,
• сфероидального чугуна EN- GJS-400-18LT ;

— тарелки и седла из нержавеющей стали X17CrNi6-2 , X6CrNiMoTi 17-12-2 и уплотнения из металла или полимеров (PTFE, EPDM, NBR).

Сервопривод. Состоит из корпуса, изготовленного из нержавеющей кислотостойкой стали X6CrNiTi18-10 , и мембраны. Корпус мембраны изготовлен из стали С22, уплотнитель — из армированного полимера EPDM или других материалов в зависимости от рабочей среды.

Агрегат задатчиков. Состоит из стальных пружин и элементов задатчика, изготовленных из углеродистой стали.

Виды регуляторов

Прямого действия. Регулирующий орган перемещается при использовании энергии, которой обладает регулируемый поток рабочей среды. Регуляторы давления прямого действия — дроссельные устройства, которые приводит в действие мембрана, находящаяся под регулируемым давлением. Любые изменения давления среды вызывают смещение мембраны, благодаря чему меняется проходное сечение дроссельного устройства. Ввиду этого уменьшается или увеличивается количество среды, пропускаемой регулятором.

Непрямого действия. Регулирующий орган перемещается под воздействием энергии от стороннего источника. Регуляторы этого типа оснащаются вспомогательным устройством — командным прибором. Уравновешивание усилий от давления среды на мембрану осуществляется при помощи давления, устанавливаемого командным прибором. В таких устройствах имеется усилитель, который воспринимает и усиливает измерительный импульс.

Схема подключения

Монтируется на горизонтальных участках системы. Направление потока рабочей среды должно соответствовать показанию стрелки на корпусе прибора. Если температура среды в трубопроводе не превышает 100 °С, то положение регулятора выбирается произвольно. При температуре среды свыше 100 °С устройство монтируется приводом вниз. Для обеспечения стабильной работы запорной арматуры перед регулятором устанавливается сеточный фильтр, а в точке отбора импульса монтируется сальниковый клапан ZWD.

Клапан RAF60 является редукционным клапаном пилотного действия мембранного типа, регулирующим давление «после себя». Регулятор давления RAF60 (проходной) / RAF60A (угловой) управляется пилотным клапаном, который контролирует давление на выходе и регулирует открытие-закрытие мембраны тем самым поддерживая заданной давление после регулятора. Регулятор давления RAF-60 расчитан на максимальное давление 16бар. В случае, если необходимо давление превышающее 16бар, необходимо заказываеть клапан модели G-60 (см.соответствующий раздел)

При повышении давления в пилотной линии 1 Когда давление на выходе ниже необходимого, регулятор автоматически открывается, в обратном случае регулятор автоматически закрывается. Когда избыточное давление попадает в контрольную камеру, находящуюся над диафрагмой, регулятор закрывается. В противном случае регулятор будет открываться благодаря давлению, действующему под диафрагмой.

Регулятор давления RAF60 поддерживает заданное давление в случае если сушествует расход жидкости через клапан. В случае работы "в тупик" клапан установит заданное давление плюс один бар.

Регуляторы поставляются с пилотными клапанами, имеющими различные диапазоны регулирования давления:

0,54 - 4 бар; 0,5 - 6 бар; 2 -10 бар; 2- 16 бар - стандартное исполнение (запас на складе).

Материалы: Корпус и крышка - ковкий чугун с Rilsan (Nilon11), эпоксид

или эмаль - спецзаказ.

Болты и гайки: оцинкованная сталь.

Диафрагма: натуральный каучук.

Перед установкой клапана промойте трубопровод, чтобы очистить его от отложений, грязи и прочего, что может повлиять на работу клапана.

Установите в соответствии со стрелкой на крышке клапана, указывающей направление потока.

Проверьте, нет ли подтекания, по необходимости еще раз туго затяните болты и фитинги.

1. Корпус

2. Крышка

3. Мембрана

4. Фильтр обвязки

5. Запорный кран

6. Запорный кран

7. Регулировочрый вентиль

8. Запорный кран

9. Управляющий пилот

10. Регулировочный винт

Порядок регулировки:

1. Убедитесь в том, что есть давление на входе.

2. Закройте запорные краны №6 и №8 . Откройте запорный кран №5 и подайте воду к клапану.

3. Закройте регулировочный вентиль № 7 до конца и затем откройте его снова на 1-2 оборота. Регулировочный вентиль № 7 корректирует скорость реакции клапана. Чем больше открыт регулировочный вентиль № 7 , тем быстрее эта реакция. При настройке регулировочного вентиля, пожалуйста, помните, что слишком быстрая реакция может привести к гидравлическому удару.

4. Ослабьте запорную гайку и поверните регулировочный винт №10 против часовой стрелки, чтобы почти не было давления в пружине пилота.

5. Откройте запорный кран № 6.

6. Поверните регулировочный винт № 10 по часовой стрелке, пока клапан не начнет открываться.

7. Чтобы увеличить давление на входе, продолжайте поворачивать регулировочный винт № 10 по часовой стрелке (1) поворот за раз, делая небольшие перерывы между поворотами, чтобы клапан адаптировался. Проверяйте давление на входе, пока не будет достигнуто нужное давление. Затяните запорную гайку регулировочного винта № 10.

8. Чтобы снизить давление на входе, поверните регулировочный винт № 10 против часовой стрелки (1) поворот за раз, делая небольшие перерывы между поворотами, чтобы клапан адаптировался. Проверяйте давление на входе, пока не будет достигнуто нужное давление.

Чтобы полностью открыть клапан , закройте запорные краны № 5 и № 6 и откройте запорный кран № 8 . Пожалуйста, имейте в виду, что если в таком случае давление на входе будет таким же, как на выходе.

Чтобы закрыть клапан , закройте запорные краны № 6 и № 8 , и откройте запорный кран № 5 .

Чтобы поддерживать заданное давление, откройте запорные краны № 5 и № 6 и заройте запорный кран № 8.

Цена оборудования указана в прайс-листе , который можно получить, прислав запрос на нашу электронную почту или связавшись с менеджерами нашей компании.

Внимание!

При заказе регуляторов давления модели RAF-60 обязательно указывайте входное давление и диапазон регулировки в котором необходимо поддерживать заданное давление после клапана.