Редукционный клапан
Редукционный клапан
Редукционный клапан — это автоматически действующий пневматический или гидравлический дроссель, предназначенный для поддержания на постоянном уровне давления на выходе. Сопротивление редукционного клапана в каждый момент пропорционально разности между переменным давлением на входе и постоянным (редуцированным) давлением на выходе.
Виды редукционных клапанов:
- Редукционный клапан прямого действия (не требует внешнего источника питания).
- Клапаны, управляемые пневмо- или электроприводом.
Особенности конструкции редукционных клапанов Ari-Predu
- Диапазон номинальных диаметров расширен до DN150
- Компактная конструкция;
- Простая и точная настройка;
- Привод с гофрированной мембраной;
- Изменение входного давления балансируются сильфоном из нержавеющей стали;
- Шток клапана уплотнен сильфоном из нержавеющей стали;
- Герметизация затвора по конической кромке седла;
- Комплектуется конденсационным сосудом (при необходимости);
- Вторичное уплотнение штока (опционально);
- Разделитель потока для дополнительного шумопонижения (опционально);
- Затвор с мягким уплотнением из PTFE (опционально).
РЕДУКЦИОННЫЙ КЛАПАН В МАСЛЯНОЙ СИСТЕМЕ
Редукционные клапаны используются и в масляной системе и не зависит от марки автомобиля, ведь это наиболее эффективный и простой способ сброса давления. Если он отсутствует или не функционирует, то давление в системе постоянно растет, что приводит к снижению эффективности смазки и постепенному разрушению механизма.
В масляной системе располагаются два подобных элемента: клапан давления масла и масляного насоса. Первый из них расположен в верхней части конструкции и служит для спуска рабочего тела в картер. Он открывается при давлении в 0,40 Мн/м2.
Что касается второго, то он расположен в нижней секции и отрегулирован на то же давление. Если оно превысит данный порог, то масло попросту начнет циркулировать в системе насоса, постепенно снижая количество жидкости до необходимого порога. На картинке изображен именно такой, где можно видеть расположение элементов и примерный путь масла в процессе работы.
Крайне важно следить за работоспособностью этих элементов. В современном автомобиле имеются специальные датчики давления масла, позволяющие контролировать его в необходимых пределах. Если же оно преодолеет эти величины, то стоит сразу же проверить работу редукционных элементов.
Принцип работы и установка редуктора давления
Принцип работы редукционного клапана не включает в себя ничего сложного. В основе лежит выравнивание усилий – пружина с клапаном сопротивляются диафрагме. Получается, если в комнате включили воду, выходной напор упадёт и клапан откроется, а давление будет нарастать до того времени, пока напряжения диафрагмы и пружины не сравняются.
p, blockquote 14,0,0,0,0 —>
Что касается установки редуктора, необходимо придерживаться определённых правил:
- Монтаж должен осуществляться только в тёплом помещении с обогревом. При этом должен быть обеспечен лёгкий доступ к прибору.
- Корпус прибора не должен деформироваться.
- Направление потока воды обязано соответствовать стрелке на регуляторе давления воды.
- Перед установкой обязательно проводят чистку труб, удаляют изнутри разные загрязнения.
- Для последующего использования понадобится вентиль .
Установив сетчатый фильтр, вы тем самым избежите засорения конструкции, известковым налётом и прочим мусором.
p, blockquote 16,0,0,0,0 —>
Если по шагам расписать суть монтажа клапана, получится приблизительно такой список:
- Первоначально убеждаемся, что вода в системе перекрыта, дабы избежать потопа.
- Открываем все выходы для спуска воздуха и последующей промывки системы.
- Производим монтаж вентилей до и после клапана для последующего обслуживания.
- Сверяемся с направлением потока и стрелкой на корпусе.
- Регулируем водяной редукционный клапан.
Замена редукционного клапана также не должна вызвать у вас трудностей.
p, blockquote 18,0,0,1,0 —>
p, blockquote 19,0,0,0,0 —>
Диагностика неисправностей
Редукционный клапан чаще всего выходит из строя по двум основным причинам. Первая — его неспособность поддерживать в системе нормальное давление. Это обычно связано с механическими повреждениями составляющих его элементов. Чаще всего выходит из строя пружина. За время эксплуатации она растягивается и не может удержать клапан, который открывается даже при незначительном изменении давления. Это, в свою очередь, приводит к недостатку масла в двигателе и выходу из строя других его узлов и деталей.
Такая ситуация встречается в случаях, если:
- продолжительность работы клапана без замены превышает срок, регламентированный производителем;
- в клапан установлена пружина от другой конструкции;
- пружина или сам клапан установлены неправильно.
Вторая причина выхода из строя клапана — превышение давлением масла максимально допустимого значения. Низкое качество масла и его нерегулярная замена приводит к накоплению на корпусе редукционного клапана и масляного насоса грязи и последующему заклиниванию входного отверстия в корпусе механизма. Таким образом, несвоевременная замена масла может привести к капитальному ремонту двигателя.
Работоспособность редукционного клапана проверяется по уровню давления масла. При избыточном уровне на корпусе двигателя появляются следы вытекающего масла. Недостаточное давление определяется с помощью жидкостного манометра. Оптимальные значения давления можно найти в технической документации на автомобиль, причём эти значения индивидуальны для каждой марки и модели авто. Так, на «Таврии», клапан масляного насоса срабатывает при давлении 0,55 МПа. Аналогичные показатели у многих автомобилей семейства ВАЗ.
Видео: измерение давления масла
Клапан редукционный прямого действия
Редукционный клапан давления предназначен для поддержания в некоторой части гидросистемы пониженного давления относительно давления в основной нагнетательной магистрали и независящего от него.Так же, как и предохранительные клапаны, редукционные клапаны подразделяются на клапаны прямого и непрямого действия, а по количеству линий присоединений клапана – на двухлинейные и трехлинейные.
Устройство двухлинейного редукционного клапана прямого действия
Схема двухлинейного редукционного клапана прямого действия приведена на рис.1. В корпусе 1 размещается регулирующий золотник 2, который под действием пружины 3 стремится занять крайнее нижнее положение и находится в нем до тех пор, пока давление Р1 в канале “б”, действующее на нижний торец золотника, не в состоянии преодолеть усилие пружины редукционного клапана (рис.1 а). На котором показано состояние клапана, когда усилие от давления Р1 из-за малой величины давления на входе в клапан, в канале “а” меньше усилия пружины.
Принцип работы двухлинейного редукционного клапана прямого действия
Принцип работы двухлинейного редукционного клапана заключается в следующем, по мере роста давления Р наступает момент , когда усилие от давления Р , превысит начальное усилие пружины, регулируемое с помощью винта 4 и золотника 2 начнет смещаться вверх, частично перекрывая канал “б” на выходе клапана. С этого момента давление на выходе клапана будет поддерживаться постоянным, независимо от дальнейшего нарастания давления на входе в клапана в канале “а”.
Принцип работы трехлинейного редукционного клапана прямого действия
Принцип работы трехлинейного редукционного клапана давления прямого действия отличается от двухлинейного тем, что у него, помимо, канала “а” подводящего жидкость и отводящего канала “б”, имеется и канал “в” сообщенный со сливной магистралью. На рис.2 показана схема такого клапана, в котором, в отличие от описанного ранее, поддержание редуцированного давления достигается путем частичного перекрытия подводящего канала “а”, что не принципиально. Благодаря наличию сливного канала “в”, редуцированное давление в канале “б” будет поддерживаться постоянным даже в том случае, когда полностью перекрытом канале “а” давление на выходе клапана будет стремиться возрастать по какой-либо причине, например из-за обратного тока жидкости из системы. На рис.2 а показан клапан в режиме нормального редуцирования, а на рис.2 б – в режиме перелива жидкости из-за обратного тока в канал “б”.
Устройство трехлинейного редукционного клапана прямого действия
Устройство трехлинейного редукционного клапана давления модульного исполнения приведена на рис. 3. В корпусе 1 установлена втулка 3 с каналами “а” и “б”, связанными магистралями подвода жидкости Р и редуцированного давления Р!. Канал “в”, в свою очередь, связан с каналом “б” и установленным в нем демпфером , с помощью которого жидкость подводиться в полость, образованную втулкой 3 и пробкой 4. В расточке втулки размещен золотник 2, который пружинами 5 и 6 в исходном состоянии прижат к пробке 4, так что каналы “а” и “в”, а значит и магистрали Р и Р1оказываются сообщенными друг с другом.
При возникновении усилия от давления Р 1 , действующего на торец золотника 2, большего суммарного усилия двух пружин, определяемого положением регулировочного винта 8 относительно резьбового стакана 7, золотник 2 начинает смещаться влево, частично перекрывая канал “а”. Тем самым поддерживается постоянное давление Р1 в канале “в”. Если почему-либо давление Р 1 будет стремиться возрастать, золотник 2 еще больше сместиться влево так, что его первый поясок выйдет в полость “с” и через канавки на втором пояске жидкость из канала “в” начнет поступать на слив через сверление из полости “с” в магистраль “Т”.
Принцип работы трехлинейного редукционного клапана прямого действия
Принцип работы трехлинейного редукционного клапана давления прямого действия отличается от двухлинейного тем, что у него, помимо, канала “а” подводящего жидкость и отводящего канала “б”, имеется и канал “в” сообщенный со сливной магистралью. На рис.2 показана схема такого клапана, в котором, в отличие от описанного ранее, поддержание редуцированного давления достигается путем частичного перекрытия подводящего канала “а”, что не принципиально. Благодаря наличию сливного канала “в”, редуцированное давление в канале “б” будет поддерживаться постоянным даже в том случае, когда полностью перекрытом канале “а” давление на выходе клапана будет стремиться возрастать по какой-либо причине, например из-за обратного тока жидкости из системы. На рис.2 а показан клапан в режиме нормального редуцирования, а на рис.2 б – в режиме перелива жидкости из-за обратного тока в канал “б”.
Устройство трехлинейного редукционного клапана прямого действия
Устройство трехлинейного редукционного клапана давления модульного исполнения приведена на рис. 3. В корпусе 1 установлена втулка 3 с каналами “а” и “б”, связанными магистралями подвода жидкости Р и редуцированного давления Р!. Канал “в”, в свою очередь, связан с каналом “б” и установленным в нем демпфером , с помощью которого жидкость подводиться в полость, образованную втулкой 3 и пробкой 4. В расточке втулки размещен золотник 2, который пружинами 5 и 6 в исходном состоянии прижат к пробке 4, так что каналы “а” и “в”, а значит и магистрали Р и Р1оказываются сообщенными друг с другом.
При возникновении усилия от давления Р1, действующего на торец золотника 2, большего суммарного усилия двух пружин, определяемого положением регулировочного винта 8 относительно резьбового стакана 7, золотник 2 начинает смещаться влево, частично перекрывая канал “а”. Тем самым поддерживается постоянное давление Р1 в канале “в”. Если почему-либо давление Р1будет стремиться возрастать, золотник 2 еще больше сместиться влево так, что его первый поясок выйдет в полость “с” и через канавки на втором пояске жидкость из канала “в” начнет поступать на слив через сверление из полости “с” в магистраль “Т”.
Редукционные клапаны YOSHITAKE
Редукционный клапан представляет собой разновидность регулирующей трубопроводной арматуры, и предназначен для понижения (редуцирования) давления рабочей среды, для получения на выходе клапана более низкого (пониженного, редуцированного) давления, в сравнении с подаваемым давлением на вход клапана.
Основными задачами, которые решаются с помощью редукционных клапанов, являются:
- обеспечение расходом среды рабочей (нагрузочной) трубопроводной аппаратуры, которая работает на более низком давлении, чем давление подающей магистрали;
- обеспечение подключения к подающей магистрали нескольких нагрузочных аппаратов или абонентских сетей;
- защита рабочей (нагрузочной) аппаратуры от колебаний и перегрузок в системе по давлению.
Редукционные клапана являются трубопроводной арматурой автоматического действия, которые осуществляют беспрерывное регулирование давления среды на выходе из клапана под воздействием значения давления среды на входе клапана (некоторые варианты конструкции – также на выходе из клапана).
Часто редукционные клапаны применяются для снижения давления и температуры пара перед пластинчатыми теплообменниками таких производителей как TRANTER, OPEKS, Alfa Laval и других. Снижение температуры обеспечивает продолжительный срок службы уплотнений теплообменников.
Типы и разновидности редукционных клапанов
В зависимости от характера привода клапана, редукционные клапана могут быть:
- Прямого действия, в которых инициирование открывания и закрывания клапана осуществляется непосредственным воздействием давления рабочей среды на механизм его привода. Редукционные клапана прямого действия характеризуются простотой и надежностью конструкции, но в то же время имеют небольшой диапазон регулирования, не отличаются высокой точностью работы и быстротой реакции. В зависимости от конструкции привода клапанного механизма, могут быть: мембранного, сильфонного, поршневого, плунжерного типа.
- Пилотные, в которых управление работой клапана осуществляется опосредовано, через дополнительный управляющий механизм (аппарат) – пилот. Клапанные пилоты, в свою очередь, могут быть: автоматические, в виде дополнительного пилотного клапана прямого действия, или в виде дистанционно управляемого механизма с электромагнитным (моторизованным, соленоидным), пневматическим или гидравлическим приводом. Пилотные редукционные клапана характеризуются высокой точностью работы и скоростью реакции, значительным диапазоном регулирования давления. В то же время они отличаются сложностью конструкции и эксплуатации, дороговизной.
Принципиальная конструкция редукционного клапана прямого действия
Существует целый ряд конструкционных вариантов редукционных клапанов, реализующих различные принципы работы. В продукции компании Yoshitake наибольшее распространение получила конструкция мембранного редукционного клапана (и его разновидностей: сильфонного, поршневого), с внешними или внутренними импульсными трубками.
Основными элементами конструкции такого редукционного клапана прямого действия являются:
- Проходной корпус, как правило, с двух-поворотным каналом, и внутренним седлом клапана. Проходной корпус обеспечивает крепление в сборе деталей клапанного механизма, и монтажное подсоединение к трубопроводу с помощью присоединительных муфт (резьбовых или фланцевых).
- Клапанный затвор (конусный, тарельчатый, игольчатый, шариковый) со штоком привода открывания и закрывания клапана.
- Пружина задатчика, которая, воздействуя на клапанный затвор, удерживает его в нормально открытом положении.
- Мембрана (сильфон, поршень), образующая рабочую камеру. Гибкая мембрана (сильфон) или подвижный поршень через толкатель (или напрямую) воздействуют на шток затвора, противодействуя при этом задающей пружине.
- Импульсная трубка (наружная, внутренняя), которая осуществляет забор давления среды на выходе из клапана, и подает его в рабочую замембранную (подпоршневую) камеру.
Принцип работы мембранного редукционного клапана прямого действия
Принцип работы редукционного клапана по понижению выходного давления следующий. Под воздействием задающей пружины исходное положение редукционного клапана – нормально открытый. С подачей рабочего давления на вход редукционного клапана, давление на его выходе через импульсную трубку подается в замембранную камеру, и заставляет ее расширяться, двигая шток затвора в противодействие задающей пружины. Усилия задающей пружины и мембраны постоянно находят положение взаимного равновесия, при этом приоткрытый затвор образует с седлом клапана дросселирующую щель. Сопротивление движению среды со входа редукционного клапана на его выход через переменную дросселирующую щель является основным фактором понижения давления на выходе из клапана.
При повышении давления на выходе из клапана выше заданного, усилие мембраны увеличивается, она преодолевает сопротивление пружины до нахождения нового положения равновесия. В результате затвор клапана уменьшает размер дросселирующей щели с седлом (или полностью закрывает клапан), сопротивление движению среды через щель увеличивается, что приводит к понижению давления на выходе. Понижение давления на выходе редукционного клапана, в свою очередь, приводит к ослаблению усилия мембраны, пружина задатчика приоткрывает клапан, увеличивая дросселирующую щель, и увеличивая тем самым подачу через нее среды, что приводит к повышению выходного давления.
Подбор редукционного клапана
При подборе редукционного клапана руководствуются следующими параметрами:
- для какой рабочей среды предназначен: для пара, сжатого воздуха, горячей, холодной воды, масел, других газов и жидкостей. Определяется особенностями конструкции, прочностными характеристиками, термостойкостью, применяемыми коррозионностойкими материалами.
- тип управления: автоматический прямого действия, автоматический с дополнительным пилотным клапаном, пилотный с дистанционным управлением;
- диапазон входного давления, МПа;
- диапазон понижения давления на выходе, МПа;
- максимальная температура среды, град.С;
- требуемый расход среды через клапан, м3/час или кг/час;
- номинальный монтажный размер DN, в мм;
- характер присоединения: резьбовое (размер резьбы) или фланцевое (стандарт фланцев);
- наружные габариты (для мест с ограниченным доступом).
Редукционные клапана компании Yoshitake
Перечень моделей редукционных клапанов компании Yoshitake достаточно велик, и перекрывает очень широкий спектр условий их практического применения. В данном перечне можно найти и подобрать изделия:
- по рабочей среде: для пара, сжатого воздуха, углекислого газа, азота, аргона, горячей и холодной воды, масел;
- прямого действия и пилотные, мембранного, сильфонного, поршневого или плунжерного типа;
- для условий давления на входе от 0,1 до 2 МПа;
- с диапазоном редуцированного давления (на выходе) от 0,02 до 1,4 МПа;
- для экстремально низких давлений (0,5 – 300 кПа на входе, до 0,5 – 20 кПа на выходе);
- для рабочих температур 0 – 90 град.С (вода, масло, воздух, промышленные газы), до 220 град.С (для пара);
- с широким диапазоном номинальных размеров (от малых 8А-25А до больших 150А – 300А) и пропускной способности;
- с резьбовыми и фланцевыми присоединительными муфтами (фланцы стандартов 10 RFF 20KRF, имеются варианты фланцев евро-стандарта 1092-4).
Основные серии редукционных клапанов Yoshitake:
- Серия GP-2000 – для паровой среды, мембранного типа с пилотным управлением. Характеризуется высокой производительностью, высокоточным регулированием низкого давления. Оптимален для условий с резкими скачками входного давления.
- Серия GP-1000 – универсального применения (для пара и воздуха), поршневого или плунжерного типа, с пилотным управлением. Характеризуется исключительно высокой надежностью в работе, продолжительными сроками службы.
- Серия GD-30 – для пара, прямого действия. Характеризуется простотой конструкции, компактный, с ограниченной производительностью. Является оптимальной для подключения нагрузочной аппаратуры небольшого размера и пропускной способности.
- Серия СP-2000 – многофункциональный (комбинированный) агрегат, для паровой среды, мембранного типа с пилотным управлением. Представляет собой комбинацию редукционного клапана с другими функциональными устройствами: терморегулятором и дистанционно управляемым соленоидным клапаном PRV. Для применения в местах с ограниченным пространством.
- GD-41, GD-43 – для горячей и холодной воды, прямого действия, мембранного типа. Компактные и легкие, с проточной частью из нержавеющей стали. Являются оптимальными вариантами для применения в пищевой промышленности.
- GD-24 – для горячей и холодной воды. Подвесной клапан прямого действия мембранного типа, без скользящих и трущихся деталей. Характеризуется исключительно высокой надежностью и продолжительными сроками службы.
- Серия GD-26 (GD-27 GD-28 GD-29) – для горячей и холодной воды, прямого действия, мембранного типа. Характеризуется большой универсальностью применения для водной среды. Серия GD-26S – универсальные редукционные клапана для среды сжатого воздуха.
- Серия GD-200 – для воды, воздуха и масел, прямого действия, мембранного типа. Высокопроизводительные редукционные клапана для высоких давлений. Являются оптимальным выбором для применения в производственном оборудовании.
- Серии GD-4 (поршневой), GD-400 (мембранный) – для воздушной среды, прямого действия. Характеризуются очень высокой степенью редуцирования давления, до 1:400. Предназначены для регулирования экстремально низких давлений.
Кроме этого, в предложении компании Yoshitake имеется еще целый ряд интересных моделей редукционных клапанов: GD-45 (сильфонный, для пара), GР-50 (управляемый, для больших размеров (до 300А) и производительности), малоразмерные с рукояткой ручной настройки GD-6, GD-8, GD-9, повышенной герметичности GD-7, и другие.