Методика расчёта исполнительных устройств. Конструкции исполнительных устройств, страница 2

          В том случае, когда движение среды в сечении седла направлено в сторону привода, статическое давление потока будет отжимать плунжер от седла.

          Таким образом, направление движения среды в значительной мере определяет мощность привода односедельного клапана.

          К односедельным ИУ можно условно отнести группу регулирующих органов, имеющих затворные части специальных форм (поворотные, игольчатые, тарельчатые и т.д.), изготавливаемые котлотурбостроительной промышленностью по ведомственным нормалям.

          Односедельные регулирующие клапаны выпускаются в двух исполнениях:  проходные и угловые. Они применяются  для слабозагрязненных  жидкостей (кроме волокносодержащих суспензий), причем угловые клапаны в условиях регулирования вязких кристаллизирующихся и слабозагрязненных сред работают лучше, чем проходные.

          Конструктивная схема односедельного проходного клапана показана на рисунке 8.

          3.3 Шланговые исполнительные устройства

          Наиболее важным преимуществом шланговых устройств является отсутствие каких-либо внутренних помех движению среды. Если, например, регулировать количество волокносодержащей или корусодержащей воды при помощи  клапанов с седлами, то при определенных условиях кора или волокно могут забить проходное сечение и нарушить работу клапана. У шланговых клапанов такой случай  практически не может иметь место. Кроме того, шланговые клапаны целесообразно применять при регулировании вязких или агрессивных сред. Шланговые клапаны должны выполнять функции запорно-регулирующих устройств, однако выпускаемые в настоящее время типы клапанов этому требованию удовлетворяют не всегда.

          Для шланговых РО давление среды открывает проход, а исполнительный механизм его закрывает. Следует учитывать также, что шланговые РО по сравнению с другими конструкциями имеют значительно меньший коэффициент гидравлического сопротивления. Так, например, если для двухседельных РО на Dу = 100 мм указанный коэффициент составляет от 4 до 6; то для шлангового РО того же  Dу  он равен от 0,3 до 0,4.

          При расчете шланговых РО необходимо иметь в виду, что регулируемый расход должен быть не менее 10 - 12 % от максимального. При меньших расходах резиновый патрубок может самопроизвольно закрываться и открываться, т.е. попадает в режим незатухающих колебаний.

          Допустимые пределы шланговых клапанов ограничены следующими конструктивными характеристиками: давление не более 6 - 10 кгс/см2 (0,6 - 1 МПа): температура  80- 900С; условный проход не более 150 - 300 мм. Материал шланга – резина различных марок. Конструктивная схема шлангового клапана показана на рисунке 9.

          3.4 Диафрагмовые исполнительные устройства

          Эти устройства по конструкции проходной части являются как бы промежуточными между  шланговыми клапанами и клапанами, имеющими седла.

          Корпуса этих клапанов обычно футеруются резиной, полимерными материалами или покрываются кислото- или щелочестойкой эмалью, а диафрагма  выполняется из специальной резины, фторопласта или аналогичных материалов, обеспечивающих высокую коррозионную стойкость клапана в целом.

          Однако, как и при шланговых клапанах, допустимые давление и температура ограничены используемыми материалами футеровки и диафрагмы и соответственно не должны превышать 3 - 10 кгс/см 2  (0,3 – 1 МПа) и 60 – 1300С. Условный проход этих клапанов находится в пределах от 15 до 150 мм. Для даифрагмовых клапанов, так же как и для шланговых, давление среды открывает проход, а ИМ его закрывает. Момент, который приходится  преодолевать исполнительным механизмам шланговых и диафрагмовых клапанов, зависит не от перепада давления  на этих клапанах (как это имеет место у односедельных регулирующих органов), а от давления в трубопроводе и условного прохода  клапана. Поэтому при увеличении диаметра  и давления требуемая мощность исполнительных механизмов резко возрастает, а при сохранении той же мощности приводов допустимое условное давление среды снижается.

          Основное назначение диафрагмовых клапанов – регулирование потоков вязких, загрязненных или агрессивных сред. Конструктивная схема диафрагмового клапана показана на рисунке 10.

          3.5 Заслоночные исполнительные устройства

          Заслоночные исполнительные устройства легко изготовить для любого диаметра трубопровода. Существенной особенностью заслоночных регулирующих устройств является очень большой пропуск среды в закрытом состоянии. Стандарт предусматривает, что допускаемая негерметичность заслонок не должна превышать следующих величин при условном проходе: до 200 мм –4 %; от 200 до 500 мм – 3 %; от 500 до 1000 мм – 2 %.

          Обычно заслоночные устройства применяются для трубопроводов больших размеров или прямоугольных форм, где затруднительно применение регулирующих устройств других типов. Однако вследствие простоты и дешевизны устройства заслоночного типа часто применяются и для трубопроводов малых диаметров.

          Мощность заслоночного исполнительного устройства с плоским затвором можно значительно снизить, если диск затвора выполнить специальной выпукло-вогнутой формы.

          В ЦБП заслоночные исполнительные устройства применяются для регулирования расхода волокносодержащих сред концентрацией до 4 %, а также для других сред, если по расчету диаметр исполнительного устройства  получается более 300 мм.

          Общий вид заслоночного устройства показан на рисунке 11.

          3.6 Шаровые регулирующие органы

          Шаровые регулирующие органы – это краны и клапаны, у которых затвор представляет собой шар с прорезанным цилиндрическим отверстием, что обеспечивает почти полную разгрузку приводного механизма от действия среды и исключает возможность засорения. Эти конструкции являются надежными для массных суспензий, особенно при концентрациях выше 4 %. Шаровые клапаны изготовляются диаметром до 500 мм из кислотостойкой стали с уплотнением из фторопласта или других химически стойких материалов, поэтому они пригодны при любой агрессивности среды при давлениях до 10 - 40 кгс/см 2   (1- 4 МПа) выпускаются рядом зарубежных фирм; в России пока серийный выпуск не налажен.