Отсечной клапан - назначение, конструкция, принцип работы

К востребованным видам арматуры относятся запорные устройства, которые используются при прокладке промышленных и бытовых трубопроводов разного назначения. Запорная арматура применяется для перекрывания потоков транспортируемой среды и занимает до 80 % от общего количества трубопроводного оснащения. Она обеспечивает функционирование инженерных сетей и объектов для перемещения технологической жидкости и других веществ в заданном режиме, защищая от деформаций и протечек.

Примером запорной арматуры служит клапан отсечного типа, незаменимый во время аварий. Он также может использоваться по технологическим требованиям, и предназначен для быстрого отключения трубопроводов или их отдельных участков. Отсечные клапаны применяют в системах, по которым перекачивают ценные жидкости. При повреждении на одном из участков запорный клапан отсекает поток перемещаемой среды и позволяет минимизировать потери.

Примеры применения отсечных клапанов

Аварийные ситуации, при которых востребована отсечная запорная арматура, возникают из-за повреждений трубопроводов разного назначения. Среди причин поломок выделяют:

• несоблюдение технологии при монтаже трубопроводных систем;
• нарушение техники безопасности и правил при эксплуатации объектов, транспортирующих различные виды рабочих сред;
• увеличение объема перемещаемых жидкостей и повышение давления в трубах;
• использование расходных материалов, запорной арматуры и сменных частей по окончании срока службы;
• применение при прокладке трубопровода основного и дополнительного оборудования низкого качества;
• деформация прокладок и других сменных элементов из резины. 

К повреждению труб приводят и нарушения инструкций, которые описывают установку различного оборудования согласно рекомендациям изготовителей. Причиной появления протечек в трубопроводах могут стать несоблюдение технологии монтажа систем фильтрации и очистки воды, ошибки при замене картриджей и внесение изменений в конструкцию оснащения.

Чтобы снизить вероятность повреждения трубопроводов, необходимо соблюдать правила установки оборудования и расходных элементов. Кроме того, следует обращать внимание на качество сборки и характеристики материалов, которые использовались при изготовлении фильтров, устройств очистки и других видов оснащения. Однако самой надежной защитой является установка отсечных клапанов, позволяющих снизить ущерб и обеспечивающих своевременное устранение повреждений. Арматура запорного типа способствует увеличению срока функционирования трубопроводов и упрощает эксплуатацию сооружений.

Нюансы конструкции и принцип действия

Функционирование клапанов основано на отсечении при аварийных ситуациях перемещаемой по трубам среды. Нюансы конструкции отсечных клапанов способствуют быстрому реагированию при изменениях в трубопроводе, обеспечивая перекрывание транспортируемых веществ.

Изучить особенности отсечной запорной арматуры можно на основе одноразового клапана, который востребован в системах для очистки воды и других видах оборудования. Он включает:

• верхнюю часть, укомплектованную специальным «седлом», предназначенным для размещения запорного элемента;
• систему подходов, которая находится в боковых частях клапана и обеспечивает быстрое протекание среды;
• центральную клапанную часть;
• основной элемент, оснащенный абсорбирующей прокладкой. 

При авариях транспортируемая по трубопроводам среда достигает клапана и попадает на специальную прокладку. Она отличается абсорбирующими свойствами и значительно изменяется в размерах при впитывании влаги. После увеличения прокладка отсечной запорной арматуры перекрывает поток перемещаемой жидкой среды и препятствует появлению протеканий. Поскольку клапан рассчитан на одноразовое использование, то после срабатывания и устранения неполадок его заменяют новым устройством. Расходы на приобретение запорной арматуры компенсируются снижением вероятности протечек и уменьшением ущерба при аварийных ситуациях.

Критерии выбора клапанов отсечного типа

При покупке клапанов одним из определяющих параметров является скорость срабатывания устройства. Этот показатель важен для трубопроводов высокого давления, во время функционирования которых секундное замешательство приводит к значительным утечкам. Среди других критериев выбора клапанов отсечного типа выделяют:

• Сферу применения и условия эксплуатации. Клапаны подбирают с учетом области использования трубопровода и характеристиками перемещаемой среды, к которым относятся состав, максимально допустимое давление и диапазон температур.
• Пропускную способность. Ее подбирают в соответствии с размером сечения труб.
• Герметичность. Чтобы отсечное устройство надежно защищало от протечек, оно должно иметь высокий класс герметичности. 

На продолжительность функционирования клапанов влияет прочность корпуса, которая зависит от материала изготовления. Для выпуска запорной арматуры неоднократного использования применяют чугун, а также углеродистую сталь и другие виды металла. Одноразовые клапаны, которые устанавливают в трубопроводах бытового использования, изготавливают из пластика. При их покупке обращают внимание на качество сборки арматуры запорного типа и прочность.

Важно: информация о параметрах клапанов указывается на корпусе или в специальной табличке, прикрепленной к нему. Маркировка проводится согласно положениям ГОСТ 4666-2015 и включает сведения об используемых материалах, параметрах привода и другие характеристики.

Модификации запорной арматуры

Основной задачей отсечных клапанов является предохранение от протекания среды в жидком виде, поэтому их могут также называть «антипотоп». Выпускаемая запорная арматура классифицируется по нескольким признакам, среди которых нюансы конструкции, характеристики транспортируемых веществ и другие параметры.

По способу перемещения среды клапаны бывают:

• угловыми;
• проходными.

В запорной арматуре седельного типа в качестве запорного устройства служит плунжер, который может быть разной конструкции. Односедельные клапаны востребованы в инженерных сетях и аналогичных сооружениях малого диаметра, а модели с двумя седлами устанавливают на трубопроводах с сечением значительных размеров.

По способу отсечения потока транспортируемой среды различают следующие варианты:

• устройства, которые закрываются благодаря наличию пружинного механизма;
• клапаны, выполняющие свои функции за счет пневматического привода;
• электромагнитные модели.

Клапаны рассчитаны на разную продолжительность срока эксплуатации и бывают механическими или автоматическими.

Важно: для фиксации клапанов обычно используют фланцевое соединение. Варианты конструктивных особенностей крепежа клапанов, характеристики применяемых материалов и другие параметры регламентирует ГОСТ 33259-2015.

Одноразовые устройства

Клапаны запорной арматуры для одноразового использования чаще всего востребованы в трубопроводах бытового назначения. Во время эксплуатации необходимо регулярно проводить осмотр клапанов, а при необходимости следует обеспечить своевременную замену оснащения. Технические возможности и показатели абсорбции одноразовых запорных клапанов отсечного типа определяют в соответствии с заводской инструкцией и рекомендациями изготовителей.

Автоматические системы

При выборе клапанов, срабатывающих в автоматическом режиме, следует учитывать сферу их применения, условия эксплуатации и конструктивные особенности. Различают следующие варианты автоматических клапанных систем отсечного типа:

• Проходные. Относятся к востребованному виду отсечных клапанов и применяются для предотвращения протечек в трубопроводах, по которым перемещаются жидкости с примесями и различными загрязнениями. Клапан пропускает среду, не создавая перерывов в работе сетей и магистралей, и не накапливает отложений и частиц грязи во время использования.
• Угловые. Такие клапаны устанавливают в трубопроводах, по которым транспортируется среда в жидком состоянии под большим напором. Они изготавливаются из прочной стали, способной выдерживать высокое давление в трубах, и могут быть оснащены гидравлическим приводом.

К популярным моделям относятся автоматические клапаны с паровыми заслонками, которые срабатывают в течение 1,5-10 секунд со времени появления неполадок в работе трубопровода. Для изготовления корпуса запорной арматуры применяют прочную сталь, устойчивую к механическим повреждениям и появлению коррозии.

Эффективность функционирования отсечных клапанов достигается за счет специальных прокладок. Их производят из стали и навивают по спирали на корпус, увеличивая его прочность и герметичность. В некоторых случаях клапаны комплектуются контроллерами, упрощающими управление запорной арматурой. Надежные автоматические клапанные системы отличаются продолжительным сроком службы и неподвержены деформациям.

Новые модификации клапанов

Наряду с традиционными моделями запорной отсечной арматуры, которые пользуются стабильным спросом, в продаже представлены и новые варианты клапанов. При их разработке и изготовлении использовались современные материалы и технологии, позволяющие выпускать более эффективные отсечные клапаны. Если сравнить клапаны старого образца и новые модели запорных клапанов, то можно выявить следующие отличия:

• Клапанные системы новой модификации комплектуются регулировочной шайбой и пружинной силиконовой прокладкой, которые обеспечивают высокую степень герметичности. Применение новых материалов при изготовлении клапанов позволяет обеспечить надежную защиту от появления протечек и нерационального расхода рабочей среды.
• Использование новых клапанов отсечного типа в трубопроводах позволяет транспортировать жидкую среду с загрязнениями и примесями. Клапаны легко пропускают жидкость, не накапливая отложений и посторонних частиц. При аварийных ситуациях они удерживают загрязненную среду, предотвращая протечки.
• Благодаря улучшению конструкции новые модели отсечных клапанов отличаются повышенной скоростью срабатывания. Они более оперативно реагируют при сбое в работе трубопровода: максимальное время до полного перекрывания перемещаемой среды составляет 10 секунд с момента повреждений.
• Особая конструкция новых клапанов позволяет перекрывать транспортируемую жидкость в двух направлениях.

При использовании электромагнитных клапанов прямого действия, позволяющих отсекать рабочую среду с двух сторон, следует учитывать некоторые нюансы. Во-первых, у них ограниченный диапазон максимально допустимых давлений и размеров сечения. Кроме того, для корректного функционирования клапанов может потребоваться соленоид большей мощности.

Благодаря инновационным изменениям в новых модификациях отсечных клапанов они широко применяются в различных сферах. Их используют в современных системах, обеспечивающих эффективную фильтрацию и очистку воды от посторонних примесей. Кроме того, клапаны отсечного типа востребованы на предприятиях целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности при транспортировке технологических жидкостей. Клапаны применяют в энергетике и устанавливают на индивидуальных и центральных тепловых пунктах. Они способствуют оперативному устранению повреждений сетей отопления и препятствуют утечке теплоносителя.

Важно: транспортировка отсечных клапанов к месту монтажа должна осуществляться в упаковке изготовителя, причем проходные отверстия в корпусе закрывают специальными заглушками.