Трехходовой клапан – назначение, виды, устройство

Клапаны регулирующие трехходовые разделительные (смесительные) предназначены для управления технологическими процессами на различных производствах и в коммунальном хозяйстве. Они действуют в автоматическом режиме и в зависимости от исполнения обеспечивают разделение или смешивание потоков рабочей среды.

САЗ «Авангард» предлагает фланцевые трехходовые клапаны разделительные и смесительные собственного производства на выгодных для клиентов условиях. Ассортимент клапанов представлен моделями с номинальным диаметром от 15 до 100 мм, которые могут использоваться для регулировки рабочей среды в трубопроводах с давлением не более 1,6 МПа.

Оглавление статьи

1. Сфера использования
2. Виды и варианты комплектации
3. Нюансы конструкции и принцип действия
4. Перечень выпускаемых моделей
5. Основные критерии выбора

Сфера использования

Фланцевые клапаны 3-х ходовые применяют для регулировки рабочей среды на технологических трубопроводах пищевого, химического и нефтеперерабатывающего производства. Они также востребованы:

• в сетях горячего водоснабжения и отопления;
• в газопроводах;
• в системах кондиционирования и приточной вентиляции тепличных хозяйств.

Рабочей средой могут быть вода, природный газ, пар, нефтепродукты, аммиак, и другие жидкие и газообразные вещества, в которых скорость коррозии материала корпуса составляет не более 0,2 мм в год.

Область применения клапанов зависит от типа и конструктивного решения, а допустимые условия эксплуатации — от используемых материалов и климатического исполнения арматуры по ГОСТ 15150-69.

Виды и варианты комплектации

Назначение трехходовых клапанов определяется особенностями конструкции. Трехходовой смесительный клапан имеет два входных и один выходной патрубки, и смешивает проходящие через него потоки. В результате получают рабочую среду с заданными параметрами, а суммарный расход жидкости или газа остается неизменным.

У трехходового разделительного клапана один входной патрубок и два выходных. Он разделяет рабочую среду, при этом общий ее расход остается прежним. Клапаны 3-х ходовые не могут использоваться в качестве запорной арматуры, поскольку не обеспечивают полное перекрывание рабочей среды.

Управление клапанами осуществляется следующими исполнительными механизмами:

• Мембранным (пневматическим). Его конструкция включает мембранную головку, стойку и подвижную систему. Рабочие элементы трехходового клапана с мембранным исполнительным механизмом (МИМ) приводятся в движение с помощью пневматического входного сигнала. Он поступает из питающей сети и воздействует на мембрану.
• Электрическим. Он состоит из электродвигателя, редуктора и системы управления. При комплектации клапана электрическим исполнительным механизмом (ЭИМ) регулировка выполняется с помощью внешнего устройства, подающего сигналы для открытия или закрытия затвора.

Трехходовые клапаны с мембранным исполнительным механизмом (МИМ) энергонезависимы и могут использоваться в сложных условиях. Однако пневматический привод подвержен появлению конденсата, а его производительность меньше аналогичного показателя электропривода. Если клапаны 3-х ходовые с МИМ используют для взрывопожароопасных сред, то исполнительный механизм должен быть укомплектован электропневматическим позиционером во взрывозащищенном исполнении.

Фланцевые клапаны трехходовые с электроприводом сочетаются с измерительным оборудованием и отличаются точностью настроек. Они предусматривают возможность дистанционного управления и не наносят вреда экологии, но не могут выполнять свои функции при отключении электроэнергии и отсутствии альтернативного источника. Клапаны трехходовые с электроприводом чувствительны к уровню влажности воздуха, а при работе с взрывопожароопасными средами, должны быть укомплектованы ЭИМ во взрывозащищенном исполнении.

Нюансы конструкции и принцип действия

Клапаны трехходовые разделительные и смесительные производства САЗ «Авангард» имеют прочный литой корпус и три патрубка. Подача среды — односторонняя и совпадает с направлением стрелки на корпусе арматуры. Основной разъем «корпус-крышка» представляет собой фланцевое неподвижное соединение, для крепления которого используют шпильки, гайки и шайбы.

Помимо крышки и корпуса конструкция клапана 3-х ходового включает:

• Узел, позволяющий регулировать процессы в трубопроводе. Он состоит из двух седел и плунжера, направление которого обеспечивает крышка.
• Шток исполнительного механизма, который соединяется с плунжером с помощью резьбовой муфты.
• Мембранный или электрический исполнительный механизм. Он преобразует внешние сигналы в механическое перемещение, и обеспечивает возможность движения рабочих органов клапана.

Конструктивное исполнение уплотнения в затворе — конусное «металл по металлу». Сальниковое уплотнение и прокладки обеспечивают герметичность клапана относительно внешней среды.

Для фиксации трехходовых клапанов на месте монтажа используют фланцевое соединение. Конструкция, размеры и технические требования к фланцам — тип 21 по ГОСТ 33259-2015. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей соответствуют исполнению B ряд 2 или согласуются с заказчиком.

Ответные фланцы клапанов — приварные плоские тип 01 исполнение B ряд 2 по ГОСТ 33259-2015б или по согласованию с заказчиком. Фланцевое соединение отличается надежностью фиксации и может выполняться без использования специального оборудования. Оно легко демонтируется и позволяет многократно снимать и устанавливать клапаны при проведении ремонтных и профилактических работ.

Принцип работы трехходовых клапанов заключается в преобразовании внешнего электрического или пневматического сигнала в механическое движение. В зависимости от типа исполнительного механизма он подается:

• от внешнего автоматического регулятора давления или температуры;
• из питающей сети или через пневмопозиционер.

Усилие, которое развивают электрический или мембранный исполнительный механизм, передается на плунжер, который перемещается вверх и вниз. В результате перемещения он открывает и закрывает проходные отверстия седел, регулируя расход рабочей среды. При этом суммарный расход жидкости или газа на выходе AB у смесительных и на выходах A и B у разделительных клапанов остается неизменным.

При этом суммарный расход жидкости или газа на выходе AB у смесительных и на выходах A и B у разделительных клапанов остается неизменным.

Перечень выпускаемых моделей

САЗ «Авангард» производит трехходовые регулирующие клапаны для смешивания и разделения транспортируемой среды, которые согласно таблице фигур обозначаются цифрами 27 и 23 соответственно.

В качестве уплотнительной поверхности затвора клапанов используют коррозионно-стойкую сталь. Материальное исполнение остальных элементов отражено в таблице 1.

Таблица 1

В клапанах трехходовых смесительных и разделительных с корпусом из нержавеющей стали, которые используются для регулирования рабочих сред с температурой более +350 °C плунжер и седло изготовлены из стали 12Х18Н10Т.

В зависимости от диаметра клапаны комплектуются мембранным исполнительным механизмом (МИМ) 200, 250 и 320 или электрическим — ST mini, ST 0 и ST 0,1. Допустимые условия эксплуатации клапанов трехходовых смесительных и разделительных с электрическим или пневматическим приводом приведены в таблице 2.

Таблица 2

Основные критерии выбора

Собираясь купить клапан 3-х ходовой, нужно определиться с его назначением и условиями эксплуатации. Для смешивания потоков жидких и газообразных рабочих сред требуются смесительные модели, а для разделения — разделительные. Интервалы допустимых температур транспортируемых веществ и наружного воздуха зависят от материального и климатического исполнения арматуры.

Основными характеристиками клапанов являются:

• величина условного прохода и пропускная способность;
• максимально допустимое и рабочее давление;
• тип и параметры исполнительного механизма.

Все необходимые данные указаны в сопроводительной документации и с помощью маркировке на корпусе клапана, которая должна соответствовать ГОСТ 4666-2015. Маркировка выполняется:

• С помощью литья на лицевой стороне корпуса указывают давление, условный диаметр и материальное исполнение. Товарный знак производителя располагают с обратной стороны.
• В виде таблички, зафиксированной на корпусе трехходового клапана, где отражена схема подачи рабочей среды.
• На крышке клапана. На ней закрепляют табличку с более полными данными, которые помимо диаметра и давления включают дату изготовления и наименование изготовителя. Также должны быть указаны заводской номер и маркировка трехходового смесительного клапана или разделительного по таблице фигур.

Способ обработки наружной поверхности корпуса арматуры определяет степень защиты металла от появления коррозии.

Трехходовые смесительные и разделительные клапаны производства САЗ «Авангард» окрашены эмалью НЦ-132, цвет которой подбирается в соответствии с ГОСТ 4666-2015 или согласно требованиям заказчика. Она надежно предохраняет корпус от воздействия влаги, препятствует образованию коррозии и продлевает ресурс оборудования. Для трехходовых регулирующих клапанов также характерно:

• безупречное качество изготовления;
• наработка на отказ не менее 10 000 часов и полный средний ресурс не менее 80 000 часов.

Благодаря тщательному отбору материалов и многоступенчатому контролю производства клапаны прослужат не менее 10 лет, сохраняя заявленные производителем функции и технические характеристики.