Плунжерный клапан — это тип клапана, в котором для регулирования потока жидкости через систему используется коническая или цилиндрическая «пробка». Плунжер клапана вращается внутри корпуса клапана. Эта пробка имеет один или несколько полых проходов или отверстий.
Когда клапан открывается, жидкость проходит через эти полые каналы плунжера. Плунжерные клапаны имеют простую конструкцию и, как правило, очень недороги. Если пробка имеет коническую форму, то к концу пробки большего диаметра обычно присоединяется ручка или шток.
Такой клапан не содержит колпака, но обычно имеет рукоятку, присоединенную к концу плунжера. Эту рукоятку можно увидеть снаружи корпуса клапана. Ручка и шток клапана обычно объединены в единую деталь с простой конструкцией. Ручка обычно имеет L-образную форму.
Другой конец плунжера также выдвинут наружу, но имеется механизм для фиксации плунжера внутри корпуса клапана.
- Открытое положение для пропускания потока жидкости
- Закрытое положение для остановки потока
Порты служат отверстиями в корпусе клапана, через которые жидкость может входить и выходить. Поскольку порты обычно устанавливаются на противоположных концах корпуса клапана. Поэтому для перехода из открытого положения в закрытое плунжеру требуется 1/4 оборота. Поэтому такой клапан также известен как четвертьоборотный. Обычно он имеет механизм, ограничивающий движение ручки на 1/4 оборота.
Слегка конический металлический пробковый клапан также используется в качестве простой запорной арматуры в бытовых газопроводах.
Работа пробочного клапана
Корпус пробочного клапана имеет параллельное или коническое седло, в которое устанавливается пробка. Эта пробка имеет одно или несколько отверстий. Положение этих портов определяет открытое или закрытое положение клапана. Порт клапана также называется проходом или отверстием, через которое среда входит и выходит.
Поворот плунжера на 90 градусов полностью закрывает или открывает поток жидкости. Эффективность этих клапанов не так высока, как у шаровых кранов. Они могут работать только в полностью закрытом или полностью открытом положении.
Когда отверстия плунжера совпадают с отверстиями всасывания и нагнетания, жидкость начинает течь внутри клапана. При этом потеря давления может происходить на уменьшенной площади отверстия. Эта потеря давления может быть уменьшена за счет использования цилиндрического плунжера полной площади.
Когда оператор поворачивает рукоятку на полный 90° поворот (или на четверть оборота), отверстия плунжера составляют угол 90° к протекающей жидкости, а концы плунжера поворачиваются через уплотнительное устройство (смазка, втулка и т.д.).
По завершении поворота плунжера на 90° порт плунжера становится перпендикулярным потоку, полностью перекрывает поток жидкости и закрывает клапан.
В случае дросселирования плунжер поворачивается на 45°. В таком положении плунжер может снижать давление в два раза больше, чем обычно.
По мере удаления плунжера от положения полного порта площадь потока во входном отверстии уменьшается в точке падения давления. После этого поток попадает в полнопортовую зону плунжера, где и происходит процесс восстановления давления.
Простые пробковые клапаны идеально подходят как для низкотемпературных, так и для низконапорных систем. Они могут быть изготовлены в различных размерах от 240 мм до 310 мм.
При многочисленных изменениях температуры рабочей среды неизбежны дифференциальные расширения пробковых клапанов, приводящие к потере герметичности или чрезмерной эксплуатационной жесткости.
Чтобы лучше понять принцип работы пробкового клапана, посмотрите приведенное ниже видео:
Типы плунжерных клапанов
- Смазанный клапан
- Несмазываемый клапан
- Многопортовый плунжерный клапан
- Эксцентриковый клапан
- Расширительный клапан
1) Плунжерный клапан со смазкой
Название плунжерного клапана со смазкой означает, что в нем используется смазка для легкой работы в широком диапазоне рабочих давлений. В нем используется слой смазки между корпусом и плунжером. Этот слой смазки обеспечивает герметичность и предотвращает утечку жидкости.
Клапан необходимо регулярно смазывать. Правильная смазка клапана также продлевает срок его службы.
Уплотнитель должен обладать способностью выдерживать температуру жидкости, даже мусор или твердую смесь с жидкостью. Максимально смазанные плунжерные клапаны имеют пластиковые уплотнители.
Важно использовать эффективный герметик, обладающий достаточной эластичностью, химической стойкостью и способностью создавать водонепроницаемое уплотнение вокруг любой части корпуса. Смазочный слой также останавливает образование коррозии на металлической поверхности между корпусом и пробкой.
2) Плунжерные клапаны без смазки
Название несмазываемого пробкового клапана означает, что для его работы не требуется смазочная пленка. Эти типы плунжерных клапанов чаще всего используются в линиях низкого давления. Этот клапан имеет эластомерную втулку или вкладыш. Эта втулка или вкладыш устанавливается в полость корпуса клапана.
Полированный конический плунжер работает как клин и прижимает гильзу к корпусу. Таким образом, втулка уменьшает трение между корпусом и плунжером.
Плунжерные клапаны без смазки требуют меньшего обслуживания, чем клапаны со смазкой. Поэтому такие клапаны используются вместо смазываемых пробковых клапанов в системах, требующих минимального обслуживания, или в системах, в которых жидкость может застыть или застрять и засорить клапан.
- Полностью футерованные пробковые клапаны
- Плунжерные клапаны с рукавами из эластомера
- Клапаны подъемного типа
3) Многопортовые плунжерные клапаны
Эти типы клапанов используются для транспортных линий и отводов. Один многопортовый клапан может обслуживать 3 или 4 задвижки или другие запорные клапаны.
В некоторых случаях эти клапаны не могут полностью перекрыть поток жидкости. Для их правильной работы необходима надлежащая безопасность и уход.
4) Эксцентриковый плунжерный клапан
Этот тип клапана содержит половину пробки. Поэтому такие клапаны выгодны в тех случаях, когда требуется высокое усилие на седле и минимальное трение от открытого до запорного положения. Клапан с динамометрическим седлом также обладает отличной закрывающей способностью.
Эти клапаны используются в различных областях регулирования потока и перекрытия, таких как воздух, ил, шламы, сточные воды, грязная и чистая вода и многие другие.
5) Расширяющиеся плунжерные клапаны
Этот клапан имеет сложную конструкцию. Он имеет множество компонентов для механического расширения клапана, чтобы обеспечить настоящую двойную функцию блокировки и слива с помощью одного клапана.
Этот тип плунжерного клапана использует механизм, вращающийся между открытым и запорным положениями для защиты уплотнений от потока. Поскольку корпус и уплотнительный элемент не касаются друг друга во время поворота, это предотвращает истирание или износ уплотнения.
Расширяющиеся плунжерные клапаны также используются в тех случаях, когда не требуется двойная изоляция, чтобы избежать загрязнения среды.
Компоненты плунжерного клапана
- Корпус клапана
- Шток
- Рукоятка
- Порты плунжера
- Диск плунжера
1) Корпус клапана
Корпус клапана также известен как кожух или корпус. В нем находятся все внутренние части клапана.
Он предохраняет внутренние детали от повреждения в результате падения внешнего предмета или любого другого внешнего предмета. Корпус клапана соединяется с трубой через концевое соединение.
2) Шток
Шток используется для соединения привода с диском затвора. Шток соединен с рукояткой или приводом. Эта часть плунжерного клапана передает движение рукоятки на диск.
Когда диск получает движение, он открывает или закрывает клапан в соответствии с требованиями. Узел «воротник — мембрана» или сальник помогает остановить утечку штока.
Утечка через седло клапана может быть остановлена путем вдавливания плунжера в гильзу или другим способом уплотнения.
3) Рукоятка
Это внешняя часть клапана. Рукоятка играет большую роль в открытии или закрытии клапана. Для управления рукояткой требуется оператор.
Когда оператор поворачивает рукоятку, она передает свое движение штоку, который далее передает движение диску плунжера.
4) Порты плунжера
Диск плунжера имеет одно или несколько отверстий. Эти порты также известны как проходы или каналы. Когда жидкость начинает течь по системе, она проходит через эти порты.
5) Диск плунжера
Диск плунжера имеет коническую конструкцию. Этот диск содержит одно или несколько отверстий. Он соединяется со штоком. Через шток он получает движение от ручки клапана.
Плунжерный клапан содержит цельный металлический диск с коническими концами. Конструкция диска клапана отличает его от других клапанов, таких как шаровой клапан и шаровой кран.
Конструкционные материалы плунжерного клапана
- Пластик
- Латунь
- Бронза
- Нержавеющая сталь
- Сталь
Символ плунжерного клапана
Символ плунжерного клапана приведен на рисунке ниже. Этот символ используется для того, чтобы отличить плунжерный клапан от других типов клапанов.
Символ плунжерного клапана
Преимущества и недостатки плунжерных клапанов
Преимущества плунжерного клапана
- Он имеет простую конструкцию и эксплуатацию.
- В нем меньше вращающихся частей.
- Этот клапан очень быстро открывает и закрывает поток жидкости.
- Он требует очень низкого технического обслуживания.
- Плунжерные клапаны оказывают очень низкое сопротивление потоку.
- Он обеспечивает более плотное уплотнение, чем шаровой клапан.
- Он имеет низкую начальную стоимость.
- Эти клапаны просты в обслуживании.
- Его можно легко снять для обслуживания и очистки.
Недостатки плунжерного клапана
- Он имеет больший вес, чем шаровой клапан.
- Большие плунжерные клапаны не могут управляться вручную. Поэтому для управления ими необходим привод.
- Они не подходят для дросселирования.
- Этот клапан требует большого рабочего усилия из-за высокой силы трения.
- Происходит потеря давления из-за уменьшения отверстий.
Применение плунжерного клапана
- Плунжерный клапан используется для открытия и закрытия потока жидкости.
- Плунжерные клапаны используются для сточных вод, грязи, шламов, углеводородов, паров и газообразных сред.
- Они также используются в различных компрессорах и насосах.
- Они используются в системах низкого давления, низкой температуры, высокого давления и высокой температуры.
Плунжерный клапан в сравнении с шаровым клапаном
Ниже приведены основные различия между шаровым и пробковым клапаном:
Раздел часто задаваемых вопросов
Сколько оборотов у плунжерного клапана?
Плунжерный клапан имеет конический диск плунжера. Этот диск поворачивается на 90°, чтобы закрыть клапан и остановить поток жидкости.
Для чего используется пробковый клапан?
Пробковые клапаны чаще всего используются в системах с низкой температурой и низким давлением. Эти клапаны лучше всего подходят для легкой промышленности и коммерческих услуг, таких как управление направленным потоком, перекачка жидкого или газообразного топлива.
Пробковые клапаны используются во многих областях благодаря многопортовому исполнению, минимальному сопротивлению потоку, герметичности, возможности поточного обслуживания и гладкой конструкции.
Можно ли использовать пробковые клапаны для изоляции?
Штекерные, шаровые и шиберные клапаны обычно используются для обеспечения превосходного и герметичного перекрытия. Поворотные затворы и задвижки не могут обеспечить герметичное перекрытие, как плунжерные клапаны, из-за износа их седла или плунжера.
Для чего используется пробковый клапан?
Плунжерные клапаны используются в различных областях для открытия и закрытия потока жидкости.
