Тръбопроводна мрежа
Продуктът се движи между блоковете на централата по тръбопроводната мрежа.
Мандрата разполага и с проводими системи за други среди - вода, пара, почистващи разтвори, хладилен агент и сгъстен въздух. Наличието на система за изхвърляне на отпадъчни води също е наложително. Всички тези системи не се различават по принцип една от друга. Единствената разлика е в материалите, от които са направени, в дизайна на частите и в размерите на тръбите.
Всички части в контакт с продукта са изработени от неръждаема стомана. Други системи използват различни материали - например чугун, стомана, мед, алуминий. Пластмасите също се използват за производството на водопроводи и въздухопроводи, а керамиката за дренажни и отпадъчни тръбопроводи.
В този раздел ще говорим само за тръбопровода на продукта и неговите части. Спомагателните тръбопроводи са описани в раздела за спомагателното оборудване.
Продуктовата тръбна система включва следните фитинги: • Прави тръби, колена, тройници, редуктори и съединители
• Специални фитинги - очила, лакти за инструменти и др.
• Клапани за спиране и промяна на посоката на потока
• Клапани за контрол на налягането и дебита
• Скоби за тръби.
По хигиенни причини всички части, които са в контакт с продукта, са изработени от неръждаема стомана. Използват се две основни марки: AISI 304 и AISI 316. Последният често се нарича киселина устойчива стомана. Следните марки шведска стомана отговарят (макар и не напълно) на тях:
| САЩ | AISI 304 | AISI 316 | AISI 316L |
| Швеция | ШИС 2333 | ШИС 2343 | ШИС 2359 |
Фиг. 1 Някои видове фитинги, които са заварени в тръбопроводи. 1 Тройници 2 Редуктори 3 Лакти
Обратна работа на клапана
Обратният клапан много рядко се повреди преждевременно. Въпреки това, той все още има своя собствена продължителност на живота. Може да има много причини за повредата на клапанното устройство. Основните причини за износване и повреда на възвратния клапан:
- лоша плътност на блокиращия елемент;
- фабричен дефект на пружината;
- прекомерно високо ниво на налягане в тръбите;
- измиване на чужди предмети в канализацията;
- неправилно проектиран тръбопровод;
- запушвания и натрупване на мръсотия, натрупване в тръби;
- високо ниво на подпочвените води (в частна къща);
- потъване на основата;
- неправилна инсталация (твърде висока или ниска, наклонена).
Всяко отклонение в работата на възвратния клапан е лесно да се забележи по външните признаци на функционирането на водоснабдителната система. Кантовете на клапана се износват най-бързо - по неговото състояние може да се прецени дали си струва смяната на клапана. Ако в системата има постоянни вибрации и шум, тогава вътрешната пружина или затвор най-вероятно не работи. Те могат да се сменят, оставяйки стария цилиндър, но експертите съветват в такива случаи да смените клапана напълно.
По този начин възвратният клапан е важен компонент на нормалната функционалност на всички системи за отопление, канализация и водоснабдяване. Отпадъчните води в частна къща също трябва да се изпускат по тръбопровод със задължителното инсталиране на възвратен клапан. Този евтин и надежден водопровод ще ви помогне да направите всяка система с вода под налягане, въздух, газ или пара по-безопасна и по-трайна за използване. Цената на щетите от аварии, причинени от липсата на възвратен клапан, е значително по-висока от цената на това устройство.
Връзки
Постоянните фуги са заварени (фиг. 1). Там.когато се изисква откачване, връзката обикновено се осъществява под формата на резбован нипел, върху който се плъзга междинен пръстен и се завинтва гайка, или като нипел с междинен пръстен и скоба (фиг. 2).
Наличието на съединение позволява откачане, без да се нарушават други части на тръбопровода. Следователно този тип фитинги се използват за свързване на елементи от технологично оборудване, инструменти и др., Които рано или късно трябва да бъдат премахнати за почистване, ремонт или подмяна.
Различните страни имат различни стандарти за обков. Тези стандарти включват SMS (шведски стандарт за млечно оборудване), който също е международно признат, DIN (Германия), BS (Англия), IDF / ISO * и ISO скоби (широко използвани в САЩ).
Предлагат се колена, тройници и подобни фитинги, позволяващи монтаж чрез заваряване и разполагащи с места за заваряване. В последния случай фитингите могат да бъдат поръчани с гайка или вътрешна част на връзката или със затягащ конектор.
Всички фитинги трябва да бъдат добре запечатани, за да се предотврати изтичането на течности от системата или въздухът да се изтегли в системата, което ще доведе до проблеми в процеса надолу по веригата.
Видове и свойства
Дизайнът на възвратните клапани, за монтажа на които се използват фланци, може да бъде различен. Изборът на фланцов клапан с определен тип спирателен елемент зависи от това за какви задачи е предназначено такова устройство.
Така че, в зависимост от дизайна на спирателния елемент, те се разграничават:
- ротационен клапан;
- повдигащ клапан за повдигане;
- възвратен клапан със заключващ елемент със сферичен елемент;
- двукрилен възвратен клапан;
- крачен възвратен клапан, снабден с мрежа.
Проектиране на някои клапани с фланцов тип
Люлеещият се възвратен клапан е заключващо устройство, основната част от което е стоманен удрящ диск, фиксиран на пружинна ос. В момента, когато такъв възвратен клапан е отворен, дискът във вътрешната му част е успореден на движението на работната среда, а когато е затворен - перпендикулярно. Фланцовият люлеещ се възвратен клапан има проста структура и съответно ниска цена. Ако говорим за недостатъците на този тип възвратни клапани, то най-същественият от тях е, че техният въртящ се механизъм в момента на затваряне удря твърде много заключващия диск, което в крайна сметка води до износване на седалката. Ротационните възвратни клапани, оборудвани със специален механизъм, които осигуряват плавно затваряне на спирателния диск, са лишени от такъв недостатък. Такива подобрени фланцови ротационни клапани са по-скъпи, което донякъде ограничава тяхното приложение.
Устройство за възвратен клапан
При фланцови повдигателни клапани за повдигане се използва специална макара като затварящ елемент, който под натиска на работния поток се издига по вертикалната ос и когато налягането намалява, пада на мястото си, блокирайки движение на средата, транспортирана през тръбопровода. Трябва да се има предвид, че такива клапани, поради особеностите на техния дизайн, могат да бъдат инсталирани само във вертикално положение.
Свързващите клапани, както подсказва името им, използват макара с форма на топка като затварящ елемент. Големият им размер не позволява да се използват като заключващи устройства между фланците.
Обратен клапан с фланцова топка
Възвратният клапан, който се произвежда главно във формата на вафли, включва използването на две клапи едновременно в своя дизайн.Всеки от тях е свързан с пружина, която регулира силата на тяхното съпротивление на налягането на работния поток. Благодарение на малкия размер на затварящите елементи - клапите, вафленият клапан е с много компактни размери.
Възвратните клапани, чиято конструкция е допълнително оборудвана с цедка, се използват за монтаж на тръбопроводни системи за изпомпване на нефт, газ или вода от подземни източници. Такива устройства, най-популярният модел на които е 16CH42R, решават едновременно два важни проблема: техният спирателен механизъм не позволява течността или газът да се върнат обратно към източника, а мрежата предпазва тръбопровода от попадане на големи отломки в него.
Дизайнът на клапана 16CH42R се различава в зависимост от размерите на продукта
Модел 16CH42R, корпусът на който е направен от стомана или чугун, се характеризира с широка гъвкавост и може да бъде инсталиран на тръбопроводи или помпи, използвани за изпомпване както на течни, така и на газообразни среди.
Габаритни и присъединителни размери на клапана 16h42r
Специални фитинги
Очилните очила се монтират на място на местата, където е необходима визуална проверка на наличността на продукта.
Коляните с фитинги за устройства се използват за инсталиране на термометри и манометри. Сензорът трябва да бъде инсталиран нагоре по течението, за да осигури най-точното отчитане. Специални накрайници са предназначени за вкарване на клапани за вземане на проби. Инструментните връзки могат да бъдат снабдени и със специални гнезда за заваряване директно към тръбата по време на монтажа.
Фиг. 3. Пробоотборник.
Фиг. 4 Тапа за вземане на проби за микробиологичен анализ.
Пробоотборник
Такива тела трябва да се инсталират в стратегически точки на производствената линия, за да се вземат проби от продукти за анализ. За целите на контрола на качеството, като например определяне на съдържанието на мазнини в млякото или нивото на киселинност (pH) на ферментирали млечни продукти, могат да се вземат проби с помощта на пробовземач, показан на фигура 3.
При определяне на санитарното състояние на производствената линия, практикуваният метод за вземане на проби трябва напълно да елиминира риска от навлизане на замърсяване от външната среда в тръбата. За тази цел се използва смукателна пробка (виж фиг. 4). В долната част на този щепсел има гумена тапа. Първо запушалката се отстранява и всички части на запушалката, които могат да доведат до замърсяване в пробата, се дезинфекцират старателно (обикновено с тампон, напоен с разтвор, съдържащ хлор непосредствено преди вземането на пробата). След това в продукта се вкарва игла на медицинска спринцовка през гумена тапа и с нея се взема проба.
Проби от асептични продукти (термично обработени при толкова високи температури, че са практически стерилни) винаги се вземат проби през асептичен клапан за вземане на проби, за да се предотврати повторно заразяване.
Клапани. Клапанни системи
В тръбопроводната мрежа има много съединения, през които продуктът преминава от една линия към друга, но понякога трябва да се припокриват, така че два потока от различни течности да могат да се движат по тези две линии, без да се смесват помежду си.
Когато линиите са изолирани една от друга, всяко изтичане трябва да отиде в канализацията и всяка възможност за попадане на една течност в друга трябва да бъде изключена.
Това е често срещан проблем при проектирането на млекопреработвателните предприятия. Млечните продукти и почистващите разтвори се подават по различни тръбопроводи и не трябва да се допират. Фигура 5 показва четири възможни решения на този проблем.
Фиг. 5 Системи за смесителни клапани, използвани в хранително-вкусовата промишленост.1 Въртящ се лакът за ръчно превключване на потока към друг канал 2 Три спирателни клапана могат да изпълняват една и съща функция 3 Един спирателен клапан и един превключващ клапан могат да изпълняват същата работа 4 Един смесителен клапан е достатъчен за изключване и смяна на поток
Глобусни клапани
Корпусът на клапана има седалка на стеблото на клапана в края на стеблото. Стъбло, което се задейства от манивела или пневматичен механизъм, повдига клапата от седалката и го спуска обратно (виж фигура 6).
Фиг. 6 Ръчно седящ спирателен вентил и пневматичен седящ превключващ клапан. Задвижванията на спирателните и превключващите клапани са взаимозаменяеми.
Седящият глобулен клапан също се предлага в дизайн за смяна.
Този клапан има три до пет отвора. Когато вентилът е спуснат, течността тече от входа 2 към изхода 1, а когато вентилът се повдигне към горната седалка, потокът се насочва през изход 3, както е показано на фигура 7.
Фиг. 7 Спирателни и превключващи клапани с различни позиции на сърцевината и съответните обозначения на технологичната схема.
Този тип клапан може да има до пет отвора. Техният брой се определя от технологичните изисквания.
Съществуват редица опции за задвижване с дистанционно управление. Например клапан може да се отвори със сгъстен въздух и да се затвори с пружина или обратно. Може да се отваря и затваря със сгъстен въздух (виж фиг. 8).
Фиг. 8 Примери за пневматични изпълнителни механизми. 1 Клапанът се отваря с пружина и се затваря със сгъстен въздух 2 Клапан се затваря с пружина и се отваря със сгъстен въздух
Предлагат се и задвижващи механизми за междинни позиции на клапаните и за двустепенно отваряне и затваряне.
Регулаторът на клапана (фиг. 9) често се инсталира като блок на задвижващия механизъм на клапана. Този блок съдържа сензори за положение на клапана, които изпращат информация към основната система за управление. Електромагнитен клапан е вграден във въздуховода към задвижващия механизъм на клапана или към блока за управление. Електрически сигнал активира соленоидния клапан и позволява на сгъстения въздух да влезе в задвижващия механизъм. Това води до отваряне или затваряне на клапана при необходимост. Когато се подава, сгъстен въздух преминава през филтъра, освобождавайки го от масло и други замърсители, които могат да попречат на правилната работа на клапана. Когато соленоидният клапан е изключен, подаването на въздух се прекъсва и въздухът се отстранява от клапана на продуктовата тръба, през изхода на соленоидния клапан.
Фиг. 9 Индикатор за положение на запушалката на клапана, монтиран на задвижването.
Задвижващи клапани
За управление на клапаните ─ движение на заключващия или регулиращия елемент ─ се използват различни задвижващи механизми: ръчни, електрически, електромагнитни, хидравлични, пневматични или техни комбинации.
Примери за комбинирано задвижване са пневматично хидравлично задвижване, използващо компресиран газ и хидравлична мощност и електрохидравлично задвижване.
Прехвърлянето на транслационната сила от задвижването към заключващия или регулиращия елемент се извършва с помощта на пръчка (шпиндел).
Електрическите задвижвания са широко използвани за управление на управляващи клапани в отоплителни, вентилационни и климатични системи. Съвременното електрическо задвижване е сложно техническо устройство, което включва система за управление, електродвигател и скоростна кутия.
Ако в електрическо задвижване електрическата енергия се използва „директно“, то в електромагнитното задвижване нейното преобразуване в механична енергия се получава в резултат на взаимодействието на електромагнитно поле и сърцевина от феромагнитен материал.
Електромагнитен клапан, оборудван с интегрален или дистанционен електромагнитен задвижващ механизъм, е често срещан дизайн.
Електромагнитните клапани могат да се управляват от променлив ток от централизирани електрически мрежи или от постоянен ток от независими източници ─ батерии или генератори на постоянен ток.
Електромагнитните клапани се използват широко в уредите; да контролира процесите на дозиране, спиране, смесване, изхвърляне, разпределение на потоците от работни среди.
В продължение на много години пневматичните задвижващи механизми се използват за управление на клапани, приложими за почти всички, с изключение на най-големите размери на клапаните, където хидравличният задвижващ механизъм, способен да доставя висок въртящ момент, е полезен.
Използването на задвижващи механизми дава възможност за автоматизиране на работата на клапаните. Изисквания към задвижващите механизми на клапаните: гаранция за необходимите стойности на работния диапазон (въртящ момент), устойчивост на износване, херметичност, съответствие с изискванията за безопасност, устойчивост на корозия
Вентили за затваряне
Задвижващият вентил (на фиг. 10) е спирателен вентил. За превключване трябва да се използват два клапана.
Задвижващите клапани често се използват при работа с продукти, които са податливи на механичен стрес - кисело мляко и други ферментирали млечни продукти, тъй като хидравличното съпротивление на клапана е малко и следователно спадът на налягането в клапана и турбулентността са незначителни. Тези клапани са много добри за продукти с висок вискозитет и като праволинеен вентил те могат да бъдат монтирани на прави тръби.
Клапан от този тип обикновено се състои от две еднакви клапи, между които е монтиран о-пръстен. Рационализиран диск е разположен в центъра на клапана. Обикновено се опира на втулки, за да предотврати триенето на стъблото в корпуса на клапана.
Когато дискът е в отворено положение, клапанът предлага много малко съпротивление на потока. В затворено положение дискът е запечатан с гумен пръстен.
Фиг. 10 Ръчен затворен клапан в отворено (ляво) и затворено (дясно) положение.
Въведение. Състав на хидравличното задвижване
Полуконструктивни (а) и схематични (б) изображения на хидравлично задвижване
В най-общия си вид хидравличното задвижване се състои от източник на хидравлична енергия - помпа, хидравличен мотор и свързваща линия (тръбопровод).
В хидравличната схема фиг. 1.4 полуструктурно (а) и схематично (б) показва просто хидравлично задвижване, при което помпа 2, задвижвана от електродвигател 11, засмуква работната течност от резервоар 1 и чрез филтър 4 я подава към хидравличната система, и максималното налягане е ограничено от регулируемата сила на пружината на предпазния клапан 3 (контролиран манометър 10). За да се избегне ускорено износване или счупване, регулиращото налягане на предпазния клапан не трябва да бъде по-високо от номиналното налягане на помпата.
В зависимост от положението на дръжката на разпределителя 5, работният флуид през тръбопроводи (хидравлични тръбопроводи) 6 навлиза в една от камерите (бутало или пръчка) на цилиндъра 7, принуждавайки буталото му да се движи заедно с пръта и работния елемент 8 скорост v и течността от противоположната камера през разпределителя 5 и регулируемо съпротивление (дросел) 9 се измества в резервоара.
При напълно отворена дроселна клапа и незначително натоварване на работното тяло, цялата работна течност, подавана от помпата, влиза в цилиндъра, скоростта е максимална и стойността на работното налягане зависи от загубите във филтъра 4, устройства 5 и 9, цилиндър 7 и хидравлични линии 6. Покривайки дросела 9, скоростта може да се намали, докато работното тяло напълно спре. В този случай (както и когато буталото лежи върху капака на цилиндъра или прекомерно увеличаване на натоварването върху работния елемент), налягането в хидравличната система се повишава, топката на предпазния клапан 3, компресирайки пружината, се отдалечава от седалката и работната течност, подавана от помпата (поток на помпата), частично или изцяло се байпасира чрез предпазен клапан в резервоара под максималното работно налягане.
По време на продължителна работа в байпасен режим, поради големи загуби на мощност, работната течност в резервоара бързо се загрява.
Хидравличната схема показва под формата на обозначения:
- хидравличен източник на енергия - - помпа 2;
- хидравличен мотор - цилиндър 7;
- хидравлично направляващо оборудване - разпределител 5;
- оборудване за хидравлично управление - клапан 3 и дросел 9;
- контролни устройства - манометър 10;
- резервоар за работна течност - резервоар 1;
- климатик за работна среда - филтър 4;
- тръбопроводи — 6.
Хидравличните задвижвания на стационарните машини се класифицират според налягането, метода на управление, вида на циркулацията, методите за управление и контрол.
Автоматично управление
За автоматично управление на плъзгащата врата се използва въздушно задвижване (фиг. 11). Възможни са следните режими на работа:
• Пружина за затваряне / въздух за отваряне (клапанът е затворен в неутрално положение)
• Отворена пружина / затваряне на въздуха (отворен клапан в неутрално положение)
• Въздушно отваряне и затваряне.
Дискът се върти лесно, докато докосне О-пръстена. Освен това се изисква повече сила за компресиране на каучука. Конвенционален пружинен задвижващ механизъм произвежда максимална сила в началото на движението, когато се изисква минимална сила,
а в края на удара, когато усилието трябва да е по-голямо, то просто отслабва. Следователно е за предпочитане да се използват задвижвания, които осигуряват необходимата сила във всеки момент на работа.
Друг тип затворен вентил е фланцов клапан (виж фиг. 12).
Всъщност той е подобен на вече описания тип затворен вентил, но се различава по това, че е фиксиран между два фланца, заварени към тръбопровода. Той функционира по същия начин като конвенционалния затворен вентил. По време на работа той се завинтва към фланците. По време на поддръжката винтовете се разхлабват и вентилът може лесно да се свали за работа.
Фиг. 11 Принцип на действие на въздушното задвижване на плъзгащия амортисьор.
Фиг. 13 Включващ се с две седалки, балансиран затворен клапан с вградена подвижна седалка. 1 задвижващ механизъм 2 горен порт 3 горен щепсел 4 дренажна камера 5 кухи вал, свързващ се с атмосферата 6 долен порт 7 долна тапа с везна
Класификация на възвратния клапан
За да знаете точно кой реверсивно действащ клапан трябва да бъде монтиран в битовите водопроводни инсталации, трябва да се запознаете с широката гама от тези продукти на пазара днес. Основните видове възвратни клапани:
- фланцов - по своя дизайн той има странични фланцови опори и е предназначен за монтаж в хоризонтални и ъглови водопроводи;
- топка - елементът на затвора на такъв клапан е направен не под формата на плоча, а под формата на топка. Такъв клапан има способността да контролира количеството вода, постъпваща в системата и се използва в битовите водопроводни инсталации;
- диск - често това са големи видове възвратни клапани с затворен елемент под формата на диск на гумирана основа. Те се използват в автоматични канализационни и водоснабдителни системи за промишлена употреба. Регулира се от външна механична сила;
- крекер - специфичен възвратен клапан, който има ос на седлото и ъгъл на затварящ затвор в своя дизайн. Използва се в сложни автоматични системи за водоснабдяване;
- Вафла - лек и минимален по размер клапан, характеризиращ се с наличието на фланцови закрепвания към дюзите на тръбопровода. Лесен за инсталиране, лесна подмяна и дългосрочна работа на системата.
Горната класификация на възвратните клапани има определени разлики, свързани с дизайна, устройството и инсталирането на отделни модели. Почти всички опции за клапани са подходящи за битова употреба, но най-популярни са фланцови и вафлени механизми.
Смесителни клапани
Клапани от този тип (фиг. 13) могат да бъдат едно- или двуместни, но тук ще говорим за опцията за двойно седене (фиг. 13) като по-характерна за този тип клапани.
Двуместният клапан има две независими седалки с дренажна камера между тях.Тази камера трябва да се отвежда към атмосферата, за да осигури пълни гаранции срещу смесване на потоци - в случай на изтичане на някое от седалките. Когато е заповядано да работи клапанът с двойно седалище, камерата между горните и долните му тела се затваря, след което клапанът се отваря, свързвайки горния и долния тръбопровод. Когато вентилът е затворен, първо горната запушалка на клапата прекъсва подаването на течност от горния тръбопровод и след това дренажната камера комуникира с атмосферата. Това не води до значителни загуби на продукта по време на работа.
Важно е долният щепсел да е хидравлично балансиран, за да се избегне отваряне на клапана и последващо смесване на течности в резултат на воден чук.
По време на измиването се отваря едно от затварящите клапани или към дренажната камера се свързва външна CIP линия. Някои клапани могат да бъдат свързани към външен източник за почистване на онези части на клапана, които са били в контакт с продукта.
Едноместният несмесващ клапан има едно или две седалки, но за един и същ щепсел. Пространството между двете ядра комуникира с атмосферата. Преди този клапан да започне да работи, тази дренажна камера се затваря от малки възвратни клапани. Когато е необходимо промиване, външна CIP линия е свързана към дренажната камера през тези клапани.
Фиг. 14 Три типа несмесващи се клапани. 1 Двуместен клапан с шайба за подвижна седалка 2 Двуместен клапан с външно измиване 3 Едноместен кран с външно измиване
Характеристики и приложения на възвратните клапани
Обратни клапани от различен тип (включително фланцови) се използват за защита на тръбопровода от:
- появата на обратни потоци на работната среда в нея;
- хидравлични удари.
Обратният поток в тръбопроводите, както става ясно от името му, е движението на работната среда в обратна посока. Това може да се случи, по-специално, когато помпата, която осигурява подаването на работната среда и нейното движение, е изключена. Ако за отоплителни системи такова явление като обратен поток не е особено критично, то в канализационните и водоснабдителните системи, както и в тръбопроводите, през които се транспортират петролни продукти и други среди, не може да се допусне. Ето защо използването на възвратни клапани в такива тръбопроводни системи е задължително.
Фланцов възвратен клапан от неръждаема стомана за използване в петролни продукти
Друго нежелано явление, от последиците от което тръбопроводните системи могат да бъдат защитени с фланцов, вафлен или друг клапан, е водният чук. Характеризира се с факта, че в тръбопровода възниква рязък спад на налягането на транспортираната среда, което води до образуване на ударна вълна, преминаваща по цялата дължина на тръбопроводната система.
Водният чук в крайна сметка може да доведе до разрушаване на отделни участъци от тръбопровода и отказ на елементите, които се използват за осигуряване на нормалната му работа. С помощта на възвратни клапани, монтирани посредством фланци или по какъвто и да е друг начин, системата е разделена на отделни изолирани сектори, което ефективно я предпазва от въздействието на воден чук.
Обратна връзка и управление на клапана
Индикация на позицията
На клапана могат да бъдат инсталирани различни видове инструменти, показващи неговото положение (виж фиг. 15), в зависимост от системата за управление на целия комплекс. Това включва микропревключватели, индуктивни превключватели за близост, сензори на Хол. Тези превключватели изпращат сигнали за обратна връзка към системата за управление.
Когато на клапаните са монтирани само ключове, е необходимо всеки клапан да има съответен електромагнитен клапан в монтирания на стената шкаф за електромагнитен клапан. Когато се получи сигнал, соленоидният клапан насочва сгъстен въздух към клапана, монтиран в тръбопровода, а когато сигналът е прекъснат, соленоидният клапан спира подаването на въздух.
В такава система (1) всеки клапан е снабден с индивидуален електрически кабел и собствен въздушен маркуч.
Комбинираният блок (2) обикновено е монтиран на задвижващия механизъм на клапана. Той включва същите датчици за положение като горните, а електромагнитният клапан е инсталиран заедно със сензорите. Това означава, че един въздушен маркуч може да подава въздух към няколко клапана, но всеки клапан все още се нуждае от отделен кабел.
Фиг. 15 Системи за индикация на положението на клапаните. 1 Само сензори 2 Комбиниран блок на задвижващия механизъм на клапана 3 Система за показване и управление
Конструкции на клапани
Общият принцип на клапанното устройство е един и същ - преместването на движещите се части на затвора спрямо неподвижните води до промяна в областта на потока и следователно до промяна в производителността. Но устройството за затваряне на клапана е различно.
Например подвижният елемент на затвора ─ макарата ─ може да бъде игла (под формата на тесен конус), бутало (цилиндрично), сферично, изпъкнало.
Понякога в името на клапана се намира препратка към типа на плъзгача на клапана. Например иглена клапа или бутален клапан.
Игленият клапан предлага висока производителност и ефективен контрол на потока.
В предпазен бутален клапан буталото е чувствителен елемент, който усеща ефекта от налягането на работната среда.
В клапана за управление на клетката затворът е неподвижна част, наречена клетка поради големия брой профилирани отвори, които служат за преминаване на работната течност. Бутало, движещо се вътре в клетката, променящо площта на отворените им секции, регулира производителността на клапана.
По брой седалки се различават едноместни и двуместни клапани, когато две седалки са на една и съща ос.
Ако областта на потока на клапана е оформена от две или повече последователно затворени врати, тя се нарича многостепенен вентил.
По вида на уплътнението, което осигурява необходимата плътност на връзките на клапаните спрямо външната среда, е възможно да се отбележат пълнителната кутия и клапаните на духалите. В предпазен клапан за маншон, маншонът служи не само за уплътняване на стеблото, но също така служи като чувствителен или силов елемент. Уплътненията с маншон се използват в много клапани: спиране, управление, безопасност.
Според начина на действие клапаните могат да бъдат нормално затворени (NC клапан) и нормално отворени (NO клапан). NC клапаните при отсъствие или спиране на подаването на енергия, създаващи сила за придвижване на заключващия (регулиращ) елемент, автоматично осигуряват "затворено" положение, а NO клапаните, при същите условия, осигуряват "отворено" положение.
Пълен контрол
Извършва се с помощта на датчик за позиция, показан на фиг. 9, който е специално проектиран за компютърно управление. Това устройство включва индикатор за положение, електромагнитен клапан и електронно устройство, което може да управлява до 120 клапана само с един кабел и един въздушен маркуч (елемент 3 на фигура 15). Това устройство може да бъде програмирано централно и е евтино за инсталиране.
Някои системи могат също така, без да получават външни сигнали, да отворят клапани за измиване на седалките. Те също могат да преброят броя на ходовете на клапаните.
Тази информация може да се използва за планиране на сервизни дейности.
Съставът на хидравличното задвижване на примера на силовата глава на модулния машинен инструмент
Powerhead хидравлична система на powerhead машина
В зависимост от метода за изобразяване на механизми и оборудване на схематични диаграми, те могат да бъдат полуконструктивни, пълни и напречни.
Хидравличната система на всеки вариант има поне две основни линии - налягане и дренаж. Към тях са свързани целеви маршрути, които свързват хидравлични двигатели от едно или друго действие с магистралите. Разграничаване на маршрути: първоначално, свободно движение, прецизно движение, нерегулирано движение, контрол и блокиране.
На фиг. 244 са показани полуструктурни, пълни и напречни диаграми на силовата глава на модулен машинен инструмент, който извършва три прехода за цикъл на работа: бърз подход, работен ход и бързо прибиране. На полуструктурната диаграма (фиг. 244, а), по време на прехода "Бързо подаване", и двете макари се изместват чрез натискане на електромагнитите: основната макара 1 надясно, а макарата 2 с бързи движения вляво. В това положение маслото от помпата през първата лява шийка на макарата 1 навлиза във външната кухина на цилиндъра 5, а от противоположната кухина на същия цилиндър през гърлото на макарата 2 и втората шийка на макарата 1 се изпраща в резервоара.
При прехода "Работен ход" макарата електромагнит 2 се изключва, което принуждава маслото от края на пръта на цилиндъра 3 да се оттича през регулатора на скоростта 4 и след това през третото гърло на макарата 1 в резервоара.
По време на прехода "Бързо прибиране" електромагнитът на макарата 1 се изключва и електромагнитът на макарата 2 се включва отново и това променя посоката на потока на маслото: от помпата през втората шийка на макарата 1 до кухината на пръта на цилиндър и от противоположната кухина през първата шийка на макарата 1 към резервоара. В положение "Стоп" и двата електромагнита се разединяват, макарите стават в положението, показано на диаграмата, и напорната линия от помпата през втората шийка на макарата 1, гърлото на макарата 2 и пръстеновидният жлеб около най-десният барабан на макарата 1 е свързан към резервоара.
В пълната схематична диаграма (фиг. 244, б) всички елементи на хидравличната система имат обозначения, подобни на полуструктурната схема, поради което в този случай може да се използва горното описание на работата на хидравличното задвижване. Сравнявайки диаграмите, можете да видите, че дизайнът на втората диаграма е по-опростен и освен това ясно показва функцията на макарите в различните им позиции.
На напречните диаграми (фиг. 244, д) са показани едни и същи елементи и освен това знаците "+" и "-" и стрелките с различна дължина позволяват да се изяснят действията на електромагнитите и мощността цилиндър. Всъщност от разглеждането на схема 1 следва, че и двата електромагнита са свързани и маслото от напорната линия NM през едната шийка на макарата 1 навлиза във външната кухина на цилиндъра 3, а от противоположната кухина се отделя през шийки на макарата 2 и 1. Буталото се движи в посока "Стъблото напред" ускорено (дълга стрелка).
От схема II следва, че при този преход работи само макара 1, която остава в същото положение, а изключването на макарата 2 с бързи движения свързва регулатора на скоростта 4, състоящ се от клапан за намаляване на налягането и дросел. Буталото при този преход се движи в същата посока, но с работна скорост (къса стрелка). Диаграма III показва, че макарата 2 се включва отново и макарата 1 е изключена, но тя участва в този преход. При това превключване на макарите маслото от линията NM през шийките на двете макари навлиза в кухината на пръта на цилиндъра, а от противоположната кухина се източва през втората шийка на макарата 1. Буталото променя скоростта и посоката си . От схема IV следва, че и двете макари са деактивирани и напорната линия е свързана към резервоара през техните вратове и следователно, в това положение, дори когато помпата работи, хидравличното задвижване е изключено.
Регулиращи клапани
Спирателните и отклонителните клапани са прости - те или
отворен или затворен. За контролен клапан диаметърът на отвора може да се променя постепенно. Този клапан е проектиран да контролира точно потока и налягането в различни точки на системата.
Редукционен клапан (на фиг. 17) поддържа необходимото налягане в системата. Ако падне, пружината притиска клапана към седалката. Веднага щом налягането се повиши до определено ниво, налягането върху запушалката на клапана преодолява пружината и клапанът се отваря. Чрез регулиране на напрежението на пружината клапанът може да се отвори при определено хидравлично налягане.
Клапан за ръчно управление (фиг. 18) има стъбло със специално оформена тапа.
Завъртането на копчето за регулиране движи клапана нагоре или надолу, намалявайки или увеличавайки прохода и следователно дебита или налягането. Клапанът има градуирана скала.
Фиг. 19 Клапан с пневматично управление на потока.
Фиг. 20 Клапан за постоянно налягане.
Фиг. 21 Принцип на работа на клапан с постоянно налягане при регулиране на налягането пред клапана. 1 Равновесие между въздух и продукт 2 Налягането на продукта намалява, клапанът се затваря и налягането на продукта отново се повишава, повишавайки се до зададеното ниво 3 Налягането на продукта се повишава, клапанът се отваря и продуктовото налягане спада до зададеното ниво
Фиг. 22 Клапан за постоянно налягане с бустерна помпа за регулиране на налягането на продукта, което надвишава действителното налягане на сгъстен въздух
Пневматичен контролен клапан (фиг. 19) функционира по същия начин, както е описано по-горе. Сглобката на клапана-седалка също е подобна на ръчна клапа. Докато вентилът се спуска към седалката, пътят на потока постепенно се стеснява.
Този тип вентил е проектиран за автоматично регулиране на налягането, дебита и нивото по време на процеса. В производствената линия е вграден сензор, който непрекъснато отчита стойностите на измерения параметър на управляващото устройство, което прави необходимите корекции в позицията на портата, за да поддържа зададената стойност.
Клапан за постоянно налягане - един от най-често използваните (фиг. 20). Сгъстеният въздух се подава през редуциращ клапан в пространството над мембраната. Налягането на въздуха се променя от редуциращия клапан, докато манометърът на продукта покаже необходимата стойност. След това налягането на целевия продукт се поддържа постоянно, независимо от промените в работните условия. Принципът на действие на клапан с постоянно налягане е показан на фигура 21.
Клапанът реагира незабавно на промени в налягането на продукта. Намаленото налягане на продукта води до повишено усилие върху мембраната от страната на въздушното налягане, което
остава постоянна. След това запушалката на клапана се премества надолу с мембраната, потокът се ограничава и налягането на продукта се увеличава до предварително определено ниво.
Повишеното налягане на продукта кара ефекта, който оказва върху диафрагмата, да надвишава налягането на сгъстения въздух отгоре. В този случай затворът се избутва нагоре, увеличавайки диаметъра на канала, през който преминава продуктът. Дебитът ще се увеличава, докато налягането на продукта падне до предварително определено ниво.
Този клапан се предлага в две версии - за поддържане на постоянно налягане нагоре или надолу от клапана. Клапанът не може да регулира налягането на продукта, ако наличното въздушно налягане е по-ниско от необходимото налягане на продукта. В такива случаи може да се монтира бустерна помпа над клапана и след това клапанът може да работи при двойно налягане на продукта от действителното налягане на сгъстен въздух.
Клапани, осигуряващи постоянно налягане нагоре по течението, често се инсталират след сепаратори и пастьоризатори. А тези, които поддържат постоянно изходно налягане, се използват в линиите пред опаковъчните машини.
Разновидности на клапани
Спирателни клапани
Спирателните клапани са един от най-често използваните видове фитинги за тръбопроводи. Устройството е изградено върху заключващ механизъм, движещ се реципрочно успоредно на оста на водния поток. Най-известното име, дадено на спирателни клапани, е клапан, но в действителност, в съответствие с ГОСТ 24856-81, използването на наименованието "клапан" не се счита за правилно.
Спирателните кранове са изработени от метали като чугун, месинг, бронз, алуминий, титан и неметални сплави. Клапанният механизъм може да бъде ъглова, праволинейна и иглена.
Голямо предимство на този тип спирателен вентил е малко, в сравнение с други видове ход на затвора, което е необходимо за пълно отваряне на спирателния механизъм.
За тази цел е достатъчно да повдигнете клапанната плоча с 1/4 от диаметъра на отвора в седалката. Но за да се отвори клапанът, клинът или дискът се преместват с количество, равно на диаметъра на отвора. Това обяснява факта, че спирателните клапани се произвеждат със значително по-ниска височина от вентила със същия диаметър на прохода. Но запасът му е по-голям от този на затварящия вентил.
Люлеещи се възвратни клапани
Люлеещи се възвратни клапани; устройства с обратен въртящ се дизайн работят в автоматичен режим и са проектирани да предотвратяват обратния поток на работната среда в тръбопровода. Люлеещите се възвратни клапани имат два дизайна: повдигане и люлеене. Клапаните се състоят от диск, който предизвиква възвратно-постъпателно движение. Люлеещите се възвратни клапани са оборудвани със специален затвор, който се върти около оста в хоризонтална посока. Оста е разположена в центъра на седалката и тръбния механизъм.
На тръбопровод с хоризонтална посока възвратните клапани са поставени в положение с повдигнат капак. На тръбопровод с вертикална посока фитингите са разположени в съответствие с посоката на стрелката нагоре. Средният поток в тръбопровода трябва да бъде насочен под клапата. Обратните клапани имат следните технически данни:
DN - от 15 до 2200 мм; PN - от 2,5 до 250 kgf / cm2; Температурата на работната среда трябва да бъде до 600 ° C.
Спирателни клапани
Спирателните клапани принадлежат към категорията на спирателните устройства. Основният му индикатор е моменталната реакция. Използва се, когато тръбопроводната система изисква устройство, което може да осигури минимален период от време по време на процеса на отваряне и затваряне. За тези цели електро-пневматични или електромагнитни задвижвания са монтирани в спирателните клапани.
Предпазни клапани
Предпазните клапани са проектирани за тръбопроводната система. Той служи като надеждна защита срещу разрушаването на механичния характер на разрушаването на съдовете и тръбопроводите, в които има повишено налягане. Предпазните клапани работят чрез автоматизирано изпускане на излишната течност, пари и газове от тръбите при прекомерно ниво на налягане. След освобождаването на средата индикаторът за налягане пада до отметка по-ниска от тази, когато клапанът започва да реагира. Предпазните клапани работят автоматично и остават в затворено положение, докато налягането в системата се повиши прекомерно.
Техническите характеристики на този тип включват налягането на реакция и неговата производителност, т.е. количеството среда, което се отделя за определено време, когато вентилът е в отворено положение.
Разпределителни клапани
Разпределителните клапани насочват работната среда към един или повече тръбопроводи. Разпределителните клапани са разделени на категории въз основа на броя на разклонителните тръби в тяхната схема.Разпределителните клапани са трипътни (с три дюзи), четирипътни (с четири дюзи) и многопътни.
Най-често управляващите електромагнитни клапани се използват за управление на пневматични задвижвания и хидравлични задвижвания. Използва се и за събиране на проби от въздух от множество камери. Когато работи в пневматичен задвижващ механизъм, отработеният въздух може да се изхвърля директно в атмосферата или в контейнер. След като контролната среда е оказала натиск върху цилиндъра, той трябва да бъде фиксиран. Тази операция се извършва с помощта на електромагнитно задвижване без или с резе, което фиксира положението на макарата в желаното положение. Обратните дизайни също са приложими.
Смесителни клапани
Смесителните клапани са предназначени за смесване на различни среди в правилните пропорции. Например, смесете студена и гореща струя вода, докато температурата на сместа остава на определено ниво. Или чрез промяна на температурата според необходимите параметри. Смесителните клапани принадлежат към категорията на регулиращите устройства. При смесителните клапани командният сигнал, който отговаря за положението на буталото, определя паралелния поток на две среди. При клапани с модулираща конструкция положението на буталото определя разхода само на една среда. Смесителните клапани се управляват с помощта на пневматичен задвижващ механизъм (MIM) или електрически задвижващ механизъм (EIM).
Електромагнитни клапани
Електромагнитните клапани са два вида: с директен и индиректен принцип на действие.С помощта на директно действащ електромагнитен клапан клапаните се отварят или затварят с помощта на движеща се сърцевина, когато спиралата на соленоидния клапан е под напрежение
Електромагнитните клапани, работещи въз основа на непряко действие, функционират чрез подаване на бобината на резервния клапан. А главният клапан се отваря от действието на налягане от средата и компенсацията му с минимални механични усилия. Електромагнитните клапани с механизъм за непряко действие използват енергията на работната среда, която преминава през клапана. Следователно те имат много по-голям списък на работните налягания, както и по-голям брой номинални диаметри и соленоиди с относително ниско ниво на мощност.
За надеждна работа, като правило, се избират електромагнитни клапани, по-добре е да изберете модел на клапан с пряко действие, който не реагира толкова добре на чистотата на въздуха, околната температура и има по-точно задействане и издръжливост в експлоатация. Електромагнитните клапани имат голям плюс - бърза реакция.
Юсуф Българи
Клапанни системи
За да се сведе до минимум броят на задънените улици и да може да се разпредели продуктът между различните части на мандрата, клапаните са групирани в блокове. Вентилите също изолират отделни линии, така че едната линия може да се промие, докато други тръби циркулират в продукта.
Винаги трябва да има отворен дренажен отвор между продуктовите потоци и почистващите разтвори, както и между потоците от различни продукти.
Фиг. 23 Резервоари за обслужване на гребен на клапан. Клапаните на платформата на резервоара са разположени по такъв начин, че потоците от продукти и почистващи разтвори, влизащи и излизащи от резервоарите, да не се пресичат
Скоби за тръби
Тръбопроводите са положени на два до три метра над пода на мандрата. Всички възли и части на тръбопровода трябва да бъдат лесно достъпни за проверка и поддръжка. Тръбопроводите трябва да са леко наклонени (1: 200-1: 1000), за да се осигури самоотводняване. По цялата дължина на тръбопроводите не трябва да има „торбички“, така че продуктът или почистващият разтвор да не се натрупват там.
Тръбите трябва да са здраво закрепени.От друга страна, закрепването на тръбите не трябва да бъде твърде твърдо, за да се изключи всяко изместване. При високи температури на продукта или почистващия разтвор тръбите претърпяват значително разширение. Полученото удължение и усукващите натоварвания в завои и в оборудването трябва да бъдат компенсирани по определен начин. Това обстоятелство, както и фактът, че различни възли и детайли до голяма степен затрудняват тръбопроводната система, изискват висока точност на изчисленията и висок професионализъм от дизайнерите.
Фиг. 24 Пример за стандартни тръбни опори.
