Особенности конструкций вентилей для различных параметров рабочей среды

Каждый из описанных выше типов вентилей изготовляют в нескольких вариантах (исполнениях) с учетом конкретных условий их применения.

Конструкции вентилей одного типа в зависимости от величины парамет­ров могут значительно отличаться друг от друга.

При конструировании вентилей учитываются параметры среды: макси­мальное рабочее давление; максимальный перепад давления на дроссельной паре; температура среды; агрессивность среды; пожаро- и взрывоопасность среды; ручное или автоматическое управление.

Рабочее давление в основном учитывают при конструировании корпуса, крышки и сальникового устройства.

В зависимости от величины рабочего давления корпус изготовляют литым (при давлении до 64 кгс/см²) или кованым (при давлении выше 100 кгс/см^г). Корпусы вентилей, работающих при давлениях до 6—10 кгс/см², могут быть изготовлены из специальной пластмассы. Вентили из чугуна, как правило, изготовляют для давлений до 16 кгс/см².

Перепад давлений на золотнике, незначительно отличающийся от рабочего давления, существенно влияет на направление подачи рабочей среды к золот­нику и на его конструкцию.

Поток подается через входной патрубок. Как правило, среда подается под золотник. При этом усилие, необходимое для уплотнения прохода, довольно большое, так как для обеспечения герметичности прохода и положения «за­крыто» необходимо одновременно не только преодолевать усилие, возникаю­щее под действием перепада давления, но и дополнительно создавать усилие уплотнения на запорных кромках дроссельной пары. Поэтому в конструк­циях вентилей, предназначенных для работы при повышенных давлениях ра­бочей среды, а также в вентилях с относительно большими условными проходами среда подается «на золотник». При этом уплотнение прохода полу­чается более герметичным. Однако в такой конструкции сальниковое устрой­ство постоянно находится под действием полной величины рабочего давления, что ухудшает его работу, увеличивает трение между шпинделем и набивкой и в случае прорыва сальника приводит к серьезным последствиям.

В вентилях этой конструкции заменять набивку сальника при эксплуата­ции, не отключая линию, практически невозможно. В вентилях с подачей сре­ды «под золотник» эти недостатки полностью исключены. Для замены набив­ки в таких вентилях обычно достаточно перекрыть проход и произвести соот­ветствующие операции.

Кроме того, в регулирующих вентилях, работающих при высоком давле­нии, сальник практически постоянно работает под действием намного меньше­го давления, чем полное давление рабочей среды, что также увеличивает его надежность.

Золотник обычно выполняют в виде тела вращения. По геометрической форме различают золотники: тарельчатый, пробковый и юбочный.

Золотник тарельчатого типа (см. рис. IV. 1) состоит из та­релки и узла соединения со шпинделем. На золотнике, как правило, укреп­ляют уплотняющее кольцо, выполненное из резины, кожи или фторопласта. В конструкциях, работающих при высоких перепадах давлений или температу­рах, уплотняющее кольцо отсутствует. При этом на тарелке обработкой полу­чают уплотнительную кромку. Эту кромку в особых случаях при высоких ско­ростях рабочей среды и ее загрязненности получают наплавкой специальными износостойкими сплавами (например, стеллитом). При этом срок службы зо­лотника и надежность вентиля резко увеличиваются.

Конструкция узла соединения тарелки золотника со шпинделем обеспечи­вает возможность смещения оси тарелки по отношению к оси шпинделя. Это необходимо для плотного прилегания уплотнительной поверхности золотника к уплотнительной поверхности седла.

Вследствие того, что в основном в вентилях шпиндель совершает винтовое движение, такая конструкция соединения одновременно уменьшает износ уплотнительных поверхностей, так как исключает жесткую связь шпинделя с золотником, который практически остается неподвижным после соприкосно­вения с седлом.

Тарельчатые золотники широко применяют в запорных вентилях с любыми диаметрами условных проходов. В конструкциях вентилей, предназначенных для работы при невысоких рабочих давлениях, тарелку выполняют облегчен­ной формы.

Золотник пробкового типа в основном применяют в запорно-регулирующих вентилях (см. рис. IV. 11, а) или в вентилях, работающих при высоких перепадах давлений, а также в вентилях с очень малыми диамет­рами условных проходов.

Рабочую поверхность золотника обычно профилируют или изготовляют в виде конуса. Недостатком такой конструкции золотника является высокое гидравлическое сопротивление, а также большой расход металла, что уве­личивает его стоимость, массу и усложняет обработку.

Золотник юбочного типа — разновидность тарельчатого золот­ника и встречается в конструкциях вентилей весьма редко. Основное преи­мущество такой конструкции заключается в том, что седло одновременно служит направляющей движения золотника. При этом после небольшой пред­варительной притирки надежность герметизации прохода возрастает.

Гидравлическое сопротивление такого золотника значительно ниже, чем золотника пробкового типа, расход металла и масса его также невысоки. Однако необходимость точной обработки седла и поверхности направляющей части и высокой точности монтажа шпинделей несколько усложняет изго­товление такого золотника.

Золотники, в которых направляющая представляет, собой ребра, сходя­щиеся в центре тарелки, широко применяют в вентилях с большими диамет­рами условных проходов.

В конструкциях вентилей с пробковыми и юбочными золотниками проход, как правило, герметизируют по коническим кромкам, полученным при обра­ботке золотника и седла. Иногда такие золотники выполняют составными. При этом между верхней и нижней частями золотников закрепляют уплот-нительное кольцо.

В качестве приводов вентилей обычно используют устройства, имеющие вращающийся выходной резьбовой элемент, что обеспечивает четкую фикса­цию положения золотника (затвора) относительно седла даже в случае ава­рии в сети питания привода, а также дает возможность применять компакт­ные конструкции. Приводы к вентилям могут быть ручными и электрически­ми. Ручным приводом для небольших вентилей служит маховик, для больших вентилей — редуктор.

Электрический привод предназначен для дистанционного управления вен­тилем. Привод состоит из электродвигателя, редуктора, муфты ограничения крутящего момента и путевого выключателя.

На выбор материалов, из которых изготовляют основные детали и узлы
вентилей, в основном влияют температура и показатели агрессивности рабо­
чей СреДЫ.

Дата добавления: 2015-07-20