Клапаны используются во всем мире для управления потоками жидкостей. Они используются для управления различными типами жидкостей. Существует несколько типов клапанов, и мембранный клапан — один из них. Мембранные клапаны используются для закрытия, открытия и дросселирования потока жидкости. В этой статье мы расскажем о работе мембранного клапана, его типах, деталях и многих других аспектах.
Что такое мембранный клапан?
Мембранный клапан — это тип клапана, в котором для регулирования потока жидкости используется гибкая мембрана. Мембранный клапан также известен как мембранный клапан.
Мембрана или диафрагма — это гибкая часть, реагирующая на давление. Эта часть обеспечивает усилие для регулирования, закрытия или открытия клапана. Этот тип клапана очень похож на запорный клапан, но в нем используется эластичная мембрана вместо гибкого вкладыша для изоляции потока жидкости от закрывающей части.
Мембранные клапаны бывают двух типов:
- Водосливной клапан
- Прямоточный клапан
Плотиковый клапан является наиболее часто используемым мембранным клапаном. Линейный или прямоточный клапан требует дополнительного расширения мембраны, что сокращает срок службы мембраны. Поэтому прямоточный клапан встречается реже, чем водосливной.
Основное преимущество мембранного клапана заключается в том, что вы можете изолировать части клапана от рабочей жидкости. Эта конструкция также не нуждается в сальниковых уплотнениях (набивках) для остановки утечек рабочей жидкости, как это используется в других типах клапанов.
Мембрана клапана соединяется с компрессором с помощью болтов, вмонтированных в мембрану.
Этот компрессор перемещает шток клапана в направлениях вверх и вниз. Таким образом, мембрана перемещается вверх и вниз при движении компрессора вверх и вниз.
Эти типы клапанов также могут использоваться для дросселирования. Клапан водосливного типа обладает хорошим дросселированием, но его диапазон ограничен. Благодаря большой площади закрытия вместе с седлом клапана, поведение дросселирования в основном соответствует поведению быстрооткрывающегося клапана.
Работа мембранного клапана
Мембранный клапан использует метод «защемления» для регулирования потока жидкости через клапан. Мембрана соединяется с компрессором. Далее этот компрессор соединяется со штоком.
Когда оператор клапана хочет увеличить скорость потока жидкости, он перемещает шток вверх. Когда шток движется вверх, он перемещает компрессор в направлении вверх. Далее этот компрессор передает свое движение соединенной с ним мембране, и мембрана также начинает двигаться вверх.
По мере того как мембрана движется вверх, поток жидкости увеличивается в соответствии с требованиями оператора.
Когда оператор хочет уменьшить или перекрыть поток жидкости, он поворачивает шток и перемещает его вниз. Шток передает свое движение компрессору, который еще больше давит на мембрану в направлении вниз и уменьшает или закрывает поток.
Некоторые клапаны также имеют дросселирование потока жидкости. В этом случае мембрана частично закрыта и частично открыта.
Чтобы лучше понять принцип работы мембранного клапана, посмотрите следующее видео:
Типы мембранных клапанов
- Водосливной клапан
- Прямоточный клапан
1) Вентильный мембранный клапан
Это один из самых известных типов мембранных клапанов. Эта конструкция идеально подходит для небольших регуляторов расхода без утечек благодаря наличию крышки на приводе и мембране.
Наклонная конструкция корпуса этого клапана обеспечивает уникальную функцию самоосушения, причем это осушение может происходить в обоих направлениях клапана. Поэтому он не подходит для некоторых специфических применений.
Эти клапаны лучше всего подходят для коррозийных или опасных газов и жидкостей, поскольку крышка клапана контролирует разрушение мембраны или любую утечку через клапан.
Плотинные клапаны в основном используются для однородных, чистых жидкостей, поскольку вязкий осадок и загрязнения могут скапливаться на стороне седла. Они чаще всего используются в таких областях, как вода, коррозия, газодобыча, химикаты и пищевая промышленность.
2) Прямоточный мембранный клапан
Прямоточный или рядный клапан имеет идентичную структуру, что и клапан водосливного типа, но вместо характерного седла он имеет абсолютно прямой путь.
Эти клапаны имеют более гибкие мембраны. Эти мембраны соприкасаются с дном клапана, что может увеличить расстояние перемещения мембраны. Из-за гибкости мембраны эти клапаны обычно имеют более короткий срок службы, чем конструкция плотины, и требуют частого ремонта/замены.
Рядные или прямоточные мембранные клапаны используются для вязких жидкостей, водного осадка и других применений, где необходимо уменьшить засорение. Они также полезны при двунаправленном потоке, поскольку отсутствует седло, препятствующее быстрому переключению с впуска на выпуск.
Дополнительные типы мембранных клапанов
- Технологический клапан: Это наиболее распространенные механические мембраны, предназначенные для остановки, запуска или регулирования потока жидкости.
- Задвижки с мембранным приводом: Это двунаправленный предохранительный клапан для потока. В нем используется комбинированный метод задвижки и мембранного клапана для создания очень надежного гибрида.
- Санитарные мембранные клапаны: Помогают остановить загрязнение жидкости. Для изготовления этих мембранных клапанов используются стерильные материалы. Они обладают способностью поддерживать стерильную атмосферу.
- Клапаны с нулевой статикой: Этот клапан лучше всего подходит для чистых рабочих приложений, поскольку он способен устранить застой потока и возможность роста бактерий.
- Запорные клапаны: Это наиболее распространенный тип клапана, который использует принудительное закрытие для остановки потока жидкости.
- Мембранный соленоидный клапан: Это разновидность обычного соленоидного клапана, который представляет собой электромеханический клапан, используемый для управления потоком. Помимо катушки соленоида, в корпусе этого клапана имеется резиновая мембрана. Она открывается и закрывается относительно твердого седла. Она может действовать косвенно или прямо.
- Мембранные электромагнитные клапаны косвенного действия: Его также называют пилотным электромагнитным клапаном. Для его работы необходимо давление на мембрану. Когда жидкость, протекающая через клапан, получает достаточное давление, положение мембраны изменяется. Проще говоря, давление жидкости действует как пилот, управляющий положением мембраны.
- Мембранные электромагнитные клапаны прямого действия: Когда электромагнитная катушка начинает работать, мембранный электромагнитный клапан прямого действия изменяет положение мембраны. Мембрана открывается и закрывается в зависимости от того, является ли клапан нормально закрытым или нормально открытым.
Части мембранного клапана
Мембранный клапан состоит из следующих основных компонентов:
1) Шток
Шток клапана может быть неиндикаторным или индикаторным. Если шток неиндикаторный, маховик вращает втулку штока клапана, чтобы зацепить резьбу штока. Это зацепление помогает перемещать компрессор, соединенный со штоком, вверх и вниз и соединяет мембрану с компрессором. В штоке без индикации используются уплотнительные втулки с герметичными шляпками.
Шток индикации имеет такую же конструкцию, как и шток без индикации, но у него более длинный шток, протянутый вверх через маховик. В индикаторном корпусе используется уплотнительная крышка с уплотнительным кольцом и уплотненная втулка.
2) Компрессор
Компрессор является наиболее важной частью мембранного клапана. Он используется для приведения в действие мембраны. Один конец компрессора соединяется со штоком, а другой — с мембраной.
Когда вы поворачиваете маховик, чтобы переместить шток вверх или вниз, шток передает свое движение компрессору. Когда компрессор получает движение, он заставляет мембрану двигаться вверх или вниз, регулируя поток жидкости в соответствии с вашими требованиями.
3) Крышка
Она выступает в качестве корпуса клапана и содержит несмачиваемые части клапана, такие как компрессор, шток и механизм маховика. Она привинчивается к корпусу клапана.
Крышка мембранного клапана приводится в действие с помощью рычага. Он имеет характер быстрого открытия. В случае обычного типа плотины эти колпаки могут быть заменены стандартным колпаком.
При использовании колпаков с максимальным размером 10 см мембранный клапан можно использовать для работы в вакууме. При использовании больших клапанов необходимо использовать вакуум-непроницаемую крышку.
4) Привод
Эта часть клапана используется для приведения в действие штока, который далее открывает или закрывает тарелку клапана для регулирования потока жидкости. Различные типы приводов используются в соответствии с требованиями приложений, такими как требуемый крутящий момент, автоматика и скорость, необходимые для работы клапана.
Различные приводы выполняют различные функции, такие как позиционеры, электрические реле положения клапана и регулируемые отверстия для точного управления потоком.
Методы управления потоком
Мембранный клапан имеет гибкую мембрану, соединенную с компрессором через болт, вмонтированный в мембрану. Вместо того чтобы сжимать и закрывать вкладыш, компрессор толкает мембрану в направлении вниз, чтобы она соприкоснулась с нижней стороной корпуса и остановила поток жидкости.
Ручной мембранный клапан контролирует перепад давления через клапан и обеспечивает переменную и точную степень открытия. Поэтому это один из лучших клапанов для управления потоком.
Этот тип клапана имеет маховик. Оператор поворачивает маховик до тех пор, пока в системе не будет протекать необходимое количество жидкости.
Для открытия и закрытия потока жидкости маховик используется для перемещения компрессора вверх и вниз. При вращении маховика компрессор толкает мембрану к нижней части корпуса клапана и останавливает поток или поднимает ее вверх до тех пор, пока в систему не поступит необходимое количество жидкости.
Конструкционные материалы мембранных клапанов
Для изготовления мембранных клапанов используются различные типы материалов. Выбор материала зависит от его свойств, таких как эффективность, рабочая частота, давление и температура.
Мембрана из эластичного материала обладает отличной химической стойкостью при высоких температурах. Однако механические характеристики эластичных материалов снижаются при высоких температурах (т.е. более 150°F) и высоком давлении. Концентрация среды, которую может контролировать мембрана, является еще одним фактором, влияющим на функциональность мембраны.
Ниже перечислены некоторые известные материалы, используемые для изготовления мембранного клапана:
1) Материалы мембраны
- С резиновой прокладкой или без прокладки: Витон, кожа, силиконовый каучук, натуральный каучук, Buna — N или нитрил.
- Тип фторсодержащего пластика: PFA с EPDM-подложкой, PTFE с EPDM-подложкой или FEP с EPDM-подложкой.
2) Материалы корпуса клапана
- Дерево
- Латунь
- Пластик: Поливинилиденфторид, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, акрилонитрил-бутадиен-стирол.
- Сталь: Углеродистая сталь, нержавеющая сталь, чугун, ковкий чугун и сплав 20.
Типы соединений мембранных клапанов
- Резьбовое: Концы резьбового клапана содержат внутреннюю или внешнюю резьбу, которая позволяет накручивать трубу на или в конец клапана. Резьбовая конструкция является одной из самых простых и распространенных конструкций мембранного клапана.
- Металлическое поверхностное уплотнение: Металлическое поверхностное уплотнение использует металлическую прокладку между двумя секциями арматуры. Прокладка создает торцевое уплотнение с обеих сторон фитинга.
- Компрессионные фитинги: Эта арматура способна уплотнять трубные соединения без резьбы или сварки. Уплотнение образуется при затягивании гайки, а шайба сжимается вокруг 2-й трубы, создавая плотное уплотнение.
- Муфтовая сварка/пайка: Раструбное соединение двух частей спаивается и его трудно потерять.
- Стыковая сварка: Эта сварка фиксирует стыковое соединение. Такое стыковое соединение располагается между двумя секциями, прутками или пластинами. Таким образом, стыковое соединение соединяет две детали без зацепления или
- Болтовые фланцы: Этот тип соединения используется на выходе или входе клапана.
- Трубный фитинг: Обеспечивает прямое соединение трубопровода с клапаном.
- Зажимной фланец: Это фланец с пружинной петлей, обернутый вокруг трубы для соединения.
Применение мембранных клапанов
- Мембранные клапаны используются в коррозионных средах.
- Они используются для регулирования грязного или чистого воздуха и воды.
- Эти типы клапанов используются в энергетической промышленности.
- Они используются в системах деминерализованной воды.
- Мембранный клапан используется в системе водоподготовки.
- Они используются в системах химической и пищевой промышленности.
- Они используются в вакуумных системах.
- Они используются в системах фармацевтического производства.
Преимущества и недостатки мембранных клапанов
Преимущества мембранного клапана
- Их можно использовать как для дросселирования, так и для включения-выключения потока.
- Он имеет множество накладок, благодаря чему обеспечивает хорошую химическую стойкость.
- Отсутствуют проблемы с утечкой штока.
- Он обеспечивает герметичность.
- Эти клапаны не содержат карманов для задержания загрязнений.
- Это лучший выбор для вязких жидкостей и шламов.
- Мембранный клапан — лучший выбор для радиоактивных жидкостей и опасных химикатов.
- Они не пропускают примеси в поток жидкости. Поэтому они чаще всего применяются в пивоварении, фармацевтике, пищевой промышленности и других областях.
Недостатки мембранного клапана
- Плотина клапана может остановить полный дренаж трубопровода.
- Корпус этого клапана должен быть изготовлен из коррозионностойкого материала.
- Этот тип клапана не подходит для применения при очень высоком давлении (более 300 фунтов на кв. дюйм).
- Мембрана может корродировать, когда он наиболее широко используется для тяжелых дросселирующих услуг с загрязнением.
- Он эффективно работает только при умеренном давлении (до 300 фунтов на кв. дюйм).
- Эти клапаны не лучшим образом подходят для многооборотных операций.
- Его можно использовать только в условиях умеренной температуры (до 400 F).
- Он может ограничивать гидростатическое давление.
Разница между мембранным клапаном и пинч-клапаном
Раздел часто задаваемых вопросов
Для чего используется мембранный клапан?
Основная функция мембранного клапана заключается в регулировании потока различных жидкостей. Эти клапаны используют резиновую мембрану для управления потоком жидкости. Эта мембрана перемещается вверх и вниз, закрывая или открывая поток жидкости.
Как по-другому называется мембранный клапан?
Мембранный клапан также известен как мембранный клапан. В нем используется резиновая мембрана или диафрагма для управления потоком жидкости.
Каковы типы мембранных клапанов?
- Прямоточный клапан
- Водосливной клапан
- Задвижки с мембранным приводом
- Санитарные мембранные клапаны
- Нулевые статические клапаны
Какой самый распространенный материал для мембраны?
EPDM является наиболее популярным материалом, используемым для изготовления диафрагм.
Он обладает превосходной химической стойкостью к воздействию многих агрессивных элементов, таких как горячая вода, едкие щелочи и кислоты.
