Вентили

К вентилям относят запорную арматуру с поступательным перемещением' затвора в направлении, параллельном потоку транспортируемой среды. Затвор перемещается, как правило, при помощи системы винт—ходовая гайка. Если к надежности и герметичности перекрытия прохода предъявляются высокие требования, широко применяют вентили для перекрывания потоков газообраз­ных или жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов до 300 мм (а в некоторых случаях и до 400 мм) при рабочих давлениях до 2500 кгс/см² и температурах сред от —200 до +450 °С.

Иногда, в отличие от задвижек и кранов, на базе вентилей достаточно просто могут быть созданы дросселирующие устройства с любой расходной характеристикой.

По сравнению с другими видами запорной арматуры вентили имеют сле­дующие преимущества: возможность работы при высоких перепадах давле­ний на золотнике и при больших величинах рабочих давлений; простота кон­струкции, обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации; меньший ход золотника (по сравнению с задвижками), необходимый для полного перекры­тия прохода (обычно 0,25 Бу); относительно небольшие габаритные размеры и масса; применение при высоких и сверхнизких температурах рабочей сре­ды; герметичность перекрытия прохода; использование в качестве регулирую­щего органа; установка на трубопроводе в любом положении (вертикальном или горизонтальном); исключение возможности возникновения гидравличе­ского удара.

Для перекрытия потоков в трубопроводах с небольшими условными про­ходами (до 250 мм) и высокими перепадами давлений наряду с клапанами широко применяют вентили. Изготовление вентилей экономически целесооб­разно, так как их габаритные размеры, масса и стоимость при малых услов­ных диаметрах ниже, чем аналогичных задвижек.

К недостаткам, общим для всех конструкций вентилей, относятся: высокое гидравлическое сопротивление (по сравнению с задвижками, дисковыми за­творами и кранами); невозможность применения на потоках сильно загряз­ненных сред, а также на средах с высокой вязкостью; большая строительная длина (по сравнению с задвижками и дисковыми затворами); подача среды только в одном направлении, определяемом конструкцией вентиля.

Если сравнивать вентили с другими видами запорной арматуры (задвиж­ками, дисковыми затворами, кранами), применяемыми для перекрытия пото­ков сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов 250 мм и более, то они имеют большие массу, габаритные размеры и, следовательно, большую стоимость.

Вследствие того, что усилия, возникающие на золотнике под действием перепада давлений, действуют по оси шпинделя, в вентилях с большим диа­метром условного прохода возрастают усилия трения в резьбе и возникает необходимость применения мощных приводов. Кроме того, применение венти­лей на магистральных трубопроводах из-за их большого гидравлического со­противления вряд ли рационально, так как это требует повышения мощности перекачивающего оборудования для повышения давления на входе системы. Отсюда дополнительные затраты, повышение расхода электроэнергии и т. п.

Вентиль (рис. IV. 1 состоит из корпуса 1, в котором смонтирован узел за­твора, верхней 'крышки 5 с сальниковым устройством 6 и шпинделя 4). Внут­ренние поверхности корпуса 1 и верхней крышки 5 образуют рабочую полость вентиля. Корпус вентиля, представляющий собой литую конструкцию, симмет­ричную относительно продольной плоскости, снабжен двумя соосными па­трубками, имеющими фланцы для присоединения к трубопроводу. Узел затвора, состоящий из золотника 3 и кольцевого седла 2, предназна­чен для перекрытия потока среды.

Золотник по форме представля­ет собой тело вращения с плоским основанием, на котором закрепле­но уплотнительное кольцо, изготов­ленное из металла, резины или фторопласта.

Конструкция узла соединения золотника 3 со шпинделем 4 обес­печивает возможность смещения оси тарелки по отношению к оси шпинделя, что способствует плот­ному прилеганию уплотнятелыгого кольца золотника к седлу. Рабочая среда подается через входной пат­рубок (в данном случае под зо­лотник) .

1 - корпус; 2 -седло; 3 - золотник; 4 - шпиндель; 5 - крышка; 6 - сальник; 7 - стойка; 8 - ходовая гайка; 9 - маховик

Рисунок. 1в - Проходной вентиль с золотником тарельчатого типа

Уплотнение в месте выхода шпинделя из рабочей полости осу­ществляется сальником 6, конст­рукция которого не отличается от конструкции сальниковых уст­ройств, применяемых в других ви­дах запорной арматуры. Несмотря на то, что для полного закрытия вентиля приходится преодолевать усилия среды, такое конструктив­ное решение позволяет заменить набивку сальника без отключения линии (при закрытом положении затвора). Можно заменить сальни­ковую набивку и при открытом положении затвора. Для этой цели предусматривается верхнее уплотнение. В верхней части золотника имеет­ся коническая -фаска, а в крышке — соответствующая проточка, -которая вы­полняет роль уплотнительного седла. Когда шпиндель полностью поднят, эти конические поверхности соприкасаются и прекращают доступ среды по шпин­делю к сальнику. Когда сальник необходимо перенабить без остановки техно­логического процесса, это уплотнение выполняют более тщательно. Уплотни-тельные поверхности наплавляют специальными сплавами, а затем при сборке вентиля притирают.

В качестве привода использован маховик 9, соединенный со шпинделем. При вращении маховика золотник приходит в движение и перекрывает про­ход.

Система винт - гайка предназначена для преобразования вращательного движения маховика привода в поступательное перемещение шпинделя. При монтаже вентилей предусматривают дополнительное свободное место с уче­том хода шпинделя, а тчкже защищают резьбовую часть шпинделя от за­грязнения и механических повреждений резьбы. Ходовая гайка (см. рис. 1У.1) жестко крепится в зерхней части бугельской стойки. При этом шток (шпин­дель), совершая поступательное движение, еще и вращается. Это несколько ухудшает работу сальникового уплотнения.

Конструкции вентилей классифицируют по нескольким признакам, так как при проектировании различных технологических установок и схем, помимо гидравлических характеристик вентилей, большое значение имеет способ его монтажа на трубопроводе.

По конструкции корпуса вентили подразделяют на проходные, прямоточ­ные, угловые и смесительные. По назначению их классифицируют на запор­ные, запорно-регулирующие и специальные. В свою очередь регулирующие вентили подразделяют по конструкции дроссельных устройств на вентили с профилированными золотниками и игольчатые. Аналогично запорные венти­ли то конструкции затворов (золотников) -подразделяют на -вентили тарель­чатые и диафрагмавые, а по -способу уплотнения шпинделя — на сальниковые и сильфовные.

Приведенная классификация достаточно полно учитывает все остальные конструктивные типы вентилей. Ниже рассмотрены некоторые из наиболее часто встречающихся конструкций.