Клапаны запорные

В арматуростроении клапаном называют все устройство, служащее для перекрытия потока среды в трубопроводе с помощью затвора, имеющего вид диска (тарелки клапана, золотника), при поступательном движении шпинделя (штока) вдоль оси потока, перпендикулярно к плоскости седла. Классификация запорных клапанов приведена на рисунке ниже:

	Классификация клапанов запорных

Поступательное движение шпинделя обеспечивает простоту конструкции и возможность быстрого перемещения затвора, но требует значительного перестановочного усилия для управления клапаном и дополнительных устройств для фиксации его в требуемом положении.
Клапан запорный представляет собой затвор со шпинделем, ввинчиваемым в резьбу неподвижной ходовой гайки, расположенной в крышке или бугеле. Клапан управляется вручную. Применение ходовой резьбы, обладающей свойствами самоторможения, позволяет оставлять затвор в любом положении с уверенностью, что это положение сохранится и не будет самопроизвольно изменяться под действием давления среды. Использование резьбы позволяет применять малые усилия на маховике для управления клапаном. Клапан запорный отличается простотой конструкции и создает хорошие условия для надежной герметичности запорного органа в закрытом состоянии. В связи с этим клапаны получили широкое распространение в запорной арматуре. Наиболее широко клапаны запорные применяются на трубопроводах малого диаметра. По мере увеличения условного диаметра прохода трубопровода, начиная с D_y 50 мм они уступают место задвижкам. При диаметрах D_y 200...250 мм клапаны используются редко, так как при больших условных диаметрах прохода и высоких давлениях усилие на шпинделе возрастает настолько, что клапан становится трудноуправляемым. Кроме того, запорные клапаны обычной конструкции имеют, как правило, высокий коэффициент гидравлического сопротивления (3÷5 и более). При больших условных диаметрах прохода применение клапанов создает большие потери энергии в связи с большим количеством транспортируемой по трубопроводу среды. Это вызывает излишние расходы из-за необходимости соответственно повышать начальное давление в системе.

Положительным качеством клапана является сравнительно небольшой ход затвора, необходимый для полного открытия запорного органа. Для этой цели тарелку клапана достаточно поднять на 1А диаметра отверстия в седле, тогда как для открытия задвижки необходимо клин или диск переместить на величину, равную диаметру отверстия, т.е. увеличить ход в четыре раза. Поэтому клапан имеет значительно меньшую строительную высоту, чем задвижка того же диаметра прохода, но строительная длина его (расстояние между наружными торцами присоединительных фланцев) больше, чем в задвижке, причем с увеличением диаметра прохода эта разница увеличивается.

Клапаны общепромышленного назначения изготовляются с сальниковым уплотнением шпинделя, корпусные детали из серого чугуна, ковкого чугуна, стали, латуни, бронзы.

По конструкции корпуса и расположению на трубопроводе различают проходные, угловые и прямоточные клапаны Проходные и прямоточные устанавливаются на горизонтальном или вертикальном участках трубопроводу угловые - на месте поворота трубопровода. Последние имеют меньшее гидравлическое сопротивление, но область их применения ограничена поворотными участками трубопроводов. Прямоточные клапаны, шпиндель которых расположен под углом к оси прохода (обычно под 45°), имеют относительно малое сопротивление.

Клапаны, как правило, конструируются и устанавливаются так, чтобы движение среды происходило "под клапан", т.е. навстречу движению затвора при закрывании запорного органа. Серьезным недостатком конструкции клапана с подачей среды "на клапан" является то обстоятельство, что при этом сальник все время находится под действием давления среды - даже при закрытом положении запорного органа.

На рисунке ниже изображены чугунный и стальной запорные клапаны и даны их монтажные размеры.
В таблице внизу страницы приведены выпускаемые в СНГ исполнения запорных клапанов по классификации ЦКБА.

	Клапаны запорные: а - проходной 15кч16пЗ (12361, 36-06.001); б - прямоточный 15с58нж (12362, 36-06.003)

Клапаны запорные электромагнитные (ЗЭ) предназначены для быстрого дистанционного отключения или включения трубопровода. В связи с ограниченными тяговыми усилиями применяемых электромагнитов условные проходные диаметры электромагнитных клапанов прямого действия обычно имеют небольшое значение D_y 6...40 мм. Применение мембранных усилителей позволяет создавать электромагнитные клапаны с D_y 100.. .200 мм.

Электромагнитные запорные клапаны применяются в трубопроводных системах, агрегатах, аппаратах с автоматическим управлением и при управлении процессами вручную - оператором. Они отличаются быстродействием и малыми габаритными размерами. При выборе электромагнитного клапана необходимо учитывать его технические данные, назначение, конструктивные особенности, так как не все электромагнитные клапаны допускают любое направление рабочей среды. Некоторые конструкции предназначены для работы только при заданном направлении потока, как правило, под золотник, в противном случае они полностью или частично теряют работоспособность или не обеспечивают герметичность запорного органа.
Классификация запорных электромагнитных клапанов приведена на рисунке ниже:

	Классификация ЗЭ клапанов

Различают сальниковые и бессальниковые конструкции электромагнитных клапанов. В зависимости от вида действия -положения запорного органа при обесточенной обмотке привода - клапаны подразделяются на нормально открытые (НО) и нормально закрытые (НЗ). В клапанах с видом действия НО при обесточенной обмотке электромагнита проход открыт, в клапанах с видом действия НЗ - проход закрыт. Имеются конструкции клапанов, которые могут настраиваться для работы на требуемый вид действия - НО или НЗ.

По принципу работы привода электромагнитные клапаны подразделяют на клапаны прямого действия и с мембранным или поршневым усилителем. Усилители действуют с использованием энергии рабочей среды. В электромагнитных клапанах прямого действия перестановочное усилие, действующее на золотник, создается только тяговым усилием, развиваемым электромагнитом, поэтому действие их не зависит от перепада давления рабочей среды на клапане и обеспечивается на всем диапазоне перепадов давления.

Клапаны прямого действия имеют простую конструкцию, обладают высоким быстродействием и надежны в работе. Они могут быть использованы на вязких или сильно загрязненных средах. В зависимости от разгрузки золотника от одностороннего давления рабочей среды различают клапаны с неразгруженным и с разгруженным золотником.

С увеличение D_y и р_у возрастают силы сопротивления в клапане и в них применяются мембранные или поршневые усилители, преобразующие энергию рабочей среды в перестановочное усилие.

Различают клапаны со свободно плавающим золотником и клапаны с принудительным подъемом золотника.

Запорные электромагнитные клапаны общепромышленного назначения изготовляют из серого и ковкого чугуна, стали, латуни.

На рисунке ниже изображен чугунный запорный электромагнитный клапан.
В таблице приведены выпускаемые в СНГ исполнения ЗЭ клапанов по классификации ЦКБА.

Классификация ЦКБА	PN, Мпа	DN, мм
13лс63нж	32; 40	50, 65, 80, 125
13лс64нж	32; 40	50, 65, 80, 125
13лс68п	2,5	10, 15
13лс963нж	32; 40	50, 65, 80, 125
13лс964нж	32; 40	50, 65, 80, 125
13с7мн	1,6	50
13с27бк	4	50
13с42п	1...1,6	50
13с54бк	16	25, 50
13с65бр	4	100
13с65нж	6,3	15, 20, 25
13с72п	0,6	25, 32, 50
	0,63	25, 32, 50
13с72п1	1,6	25, 32, 50
13с76п	0,63	15
13с657р	4	100
13с672п1	1,6	25, 32, 50
13с673п	0,63	25, 32, 50
13с810р	5...23 мм рт. ст.	10, 15
13с975п	0,63	50
14с17ст	1	15, 25, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150
14с17стЗ	1; 2,5	10, 15, 20, 25, 32
14с20п	2,5	25, 32, 200
14с22п	2,5	25
14с27п	2,5	6, 10, 15, 20
14с64нж	16	6, 15
14с98п	2,5	6, 10, 15, 20
14с99п	2,5	25, 32
14с917ст	1	15, 25, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150
	1; 2,5	10, 15, 20, 25, 32
15Б1бк	1,6	15, 20, 25, 32, 40, 50
15Б1п	1,6	15, 20, 25, 32, 40, 50
	1	15
15Б1р	1	15, 20, 50
15Б1п	1	15, 20, 50
15Б2бк	2,5	6
15БЗр	1	15, 20, 25, 32, 40, 50
15БЗр	1	15, 20
15БЗп	1,6	15, 20
15Б8бк	40	6, 10, 20
15Б14п	17; 20	6, 10, 20, 32
15Б14бк	17; 20	6, 10, 20, 32
15Б24р	0,25..1x10-5 мм рт. ст.	25
15Б43р	1	15, 20
15Б43п	1,6	15, 20
15Б50рЗМ	0,25..1х10-5 мм рт. ст.	3, 10, 20
15Б63п	1	32
15Б64п	2,5	25, 50
15Б80бр	0,5...2,3	10, 15
15Б816р	0,03...0,1	10
15Б817р	0...0,05	10
15Б818р	0,5...2,3	15
15Б859п	0...0,6	10, 15
15Б862бк	0,05...1,6	25
15Б876п	0,6	6
15Б877р	0,8	15
15вч14п	1,6	50, 65, 80, 100, 150, 200
15вч14бр	1,6	50, 65, 80, 100, 150, 200
15вч16бр	2,5	50, 65, 80, 100
15вч16п	2,5	50, 65, 80, 100
15кчО22нж	4	50
15кч11р	1,6	50
15кч12пМ	2,5	20, 25
15кч16п	2,5	32, 40, 50, 65, 80
15кч16п1	2,5	32, 40, 50, 65, 80
15кч16нж	2,5	32,40, 50, 65, 80
15кч18п, п1, п2, р, р2	1,6	15, 20, 25, 32, 40, 50
15кч19п1,п2, Р,р2	1,6	25, 32, 40, 50
15кч22нж	4	40, 50, 65, 80
15кч32пШ	2,5	20, 25
15кчЗЗп, р1	1,6	15, 20, 25, 32, 40, 50, 65
15кч34п, р1	1,6	25, 32, 40, 50
15кч35нж	1,6	15, 20, 25, 32
15кч36нж	1,6	15, 20, 25, 32
15кч37пМ	2,5	20, 25
15кч80пМ	2,5	32, 40, 50
15кч801п	2,5	32, 40, 50
15кч835р, р1	0,1	25
15кч843р, р1	0,1	65
15кч848п, п1	2,5	25, 40, 50, 65
15кч883рМ, p1М	0,1	25, 40, 50
15кч888р, р1	1,6	25, 40, 50, 65
15кч892п1M...п4М	1,6	25, 50, 65
15кч892рЗ	1,6	25, 50, 65
15лс22нж, нж1	4	100
15лс50нж, нж1	1,6	80, 150
15лс57нж	16	15, 20, 25
15лс68нж	16	15, 20, 25
15лс93бк	1,6	5
15лс96нж	40; 70	3
15с1нж	6,3	15, 20, 25
15с1нж	4	20, 25
15с9бк	10	10, 15
15с10п	2,5	15
15с11п	2,5	10
15с13бк	2,5	6
15с13бк, бк1,п	2,5	6, 10, 10М
15с18п	2,5	40, 50, 80, 100, 125, 150, 200
15с22нж	4	40, 50, 80, 100, 150, 200
15с23п	2,5	20, 25, 50, 80, 100
15с27нж	6,3	15, 20, 25, 32, 40
15с39п,нж	4	40, 50
15с40п	4	32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150
15с48п, нж	4	50, 80, 100
15с49нж	16	50, 40, 32
15с51п	2,5	20, 25, 32
15с52нж9, нж9М	6,3	15, 20, 25, 32, 40
15с52нжЮ, нж10М	6,3	15, 20, 25, 32, 40
15с53бк	4	6
15с54бк	16	15, 20, 25
15с54бк, бк1	16	6, 15, 20, 25
15с54бк1...5	16	15
15с54бк2	16	6, 15, 20, 25
15с54нж	16	6, 15, 20, 25
15с57бк	16	15, 20, 25
15с57нж	16	15, 20, 25
15с65п	1,6	15; 20; 25; 32; 40; 50; 65; 80; 100; 125; 150
15с65нж	1,6	32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150
15с66п	2,5...4	15, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150
15с67бк	16	6, 15, 20, 25
15с68нж	16	15, 20, 25
15с80бк	1,6	6
15с89п	1,6	25, 32, 50
15с92бк1	2,5	10,15
15с94бк1,бкЗ, бк4	2,5	20, 25, 32
15с920нж1	40	10, 15, 25, 32, 40
15с922нж	4	40, 50, 80, 100, 150, 200
15с948нж, п	4	50, 80, 100
15с963нж	1,6	50, 80, 100, 150
15ч9п1,п2, р	1,6	25, 32, 40, 50
15ч14п	1,6	65, 80, 100, 125, 150,200
15ч14п, бр	1,6	50, 65, 80, 100, 150, 200
15ч14р, п1	1,6	65, 80
15ч40п, р	1,6	50
15ч47эм,эм1	0,6	50, 65, 100
15ч63гм	0,6	125, 150, 200, 250, 300
15ч63Ор	1,6	50
15ч631р	1,6	80
15ч73гм	0,6	80, 100
15ч74п	1,6	15
15ч75п	1	25, 32, 50
15ч76п	0,63	80, 100
15ч91эм2, эмЗ	0,6	150, 200
15ч93эм	0,6; 0,7; 1; 1,6	10, 15, 20, 25, 32,40, 50, 65, 80, 100
15ч94эм	0,6; 0,7; 1; 1,6	10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100
15ч95эм	0,6;0,7; 1; 1,6	10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100
15ч96эм	0,6; 0,7; 1; 1,6	10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100
15ч98р	1	15, 20
15ч994эм1	0,6; 1	50, 65, 80, 100
15ч995эм1	0,6; 1	50, 65, 80, 100
15ч998п	0,63	80, 100
	1	50
22Б16п	вакуум...2,5	6, 10, 15
22Б17п	вакум...2,5	6, 10, 15
22Б603р	0...0.5	25, 50
22Б604р	0,05...0,8	15, 25, 40
22Б607р	0,2... 0,6	15
22Б815р	0,075х10-5	50
22Б821р	1,6	10
22Б828р	0,4	10
22лс69нж, нж1	40	6, 10, 15, 25, 32, 40
22лс70нж	40	6, 10, 15, 25, 32, 40
22лс82нж	20; 40	6, 10, 15, 25, 32, 40
22лс86п	2,5	10, 15
22лс87п	2,5	10, 15
22лс693п, п1	6	50,80, 100, 150
22с40п	4	50, 150, 250, 350
22с79п	4	50, 80, 100, 150, 200
22с620п	1,6	15, 25
22с668п	1,6	25
22с992п	2,5	50
22с993р	0,1	50, 100, 150
22ч6п	0,6	50, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300
22ч7р	0,6	50, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300