ФОРМА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

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.

Трехходовой клапан
Трехходовой клапан производства САЗ «Авангард»

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.

Трехходовой разделительный клапан
Трехходовой разделительный клапан. На корпусе закреплен заводской шильдик, где показано разделение потоков

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.

Трехходовой клапан с МИМ
Трехходовой клапан с мембранным исполнительным механизмом (МИМ)

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.

Трехходовой клапан с ЭИМ
Трехходовой клапан с электрическим исполнительным механизмом (ЭИМ)

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.

Схемы распределения потоков в смесительных и разделительных клапанах
Схемы распределения потоков рабочей среды в смесительных и разделительных клапанах

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

Наименование деталей Материальное исполнение
л лс нж
Корпус и крышка Сталь 25Л Сталь 20ГЛ Сталь 12Х18Н9ТЛ
Седла и плунжер Сталь 20Х13 Сталь 14Х17Н2
Сальниковое уплотнение Фторопласт-4, ТРГ
Прокладка ТРГ
Гайка и шпилька Сталь 35 Сталь 20ХН3А Сталь 14Х17Н2

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

Наименование параметров Материалы корпуса и крышки
л лс нж
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69
У1 ХЛ1 УХЛ1
Класс опасности рабочей среды 3,4 3,4 2,3,4
Температура рабочей среды от -40 °C до + 425 °C от -60 °C до + 425 °C от -60 °C до + 560 °C
Температура наружного воздуха с МИМ от -35 °C до +40 °C
с ЭИМ от -25 °C до +50 °C
от -40 °C до +40 °C от -50 °C до +40 °C

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.