Клапан мембранный и его применение

Клапан мембранный и его применение

Описание и характеристики клапана мембранного

Клапаны этого типа представляют собой вентиль, в котором на штоке между корпусом и крышкой располагается гибкая мембрана (сильфон). Посредством штока сильфон перемещается, регулируя проходное сечение клапана или полностью перекрывая его. В этой конструкции движущиеся детали клапана изолированы от потока жидкости, и потому такой клапан не нуждается в замене уплотнений или затвора. Клапаны этого типа предназначены для работы с агрессивными жидкостями или жидкостями, содержащими взвесь твердых частиц.

Мембранный клапан , запорно-регулирующая трубопроводная арматура, механическое устройство для пропускания, перекрытия или регулирования потока жидкости, пара или газа в трубопроводах. По существу, такое устройство представляет собой временное препятствие в трубе.

Трубопроводная арматура находит широкое применение в разнообразных технических устройствах и системах с расходом рабочего тела. Например, поворотом крана газовой плиты регулируется расход газа (дроссель), клапан в автомобильной шине позволяет ее накачивать и в то же время не дает воздуху выходить обратно (обратный клапан), а краны в паровых радиаторах позволяют стравливать воздух из радиатора и замещать его паром (дренажно-предохранительный клапан).

Размер клапана может составлять от миллиметров до значительных величин, в зависимости от размеров трубы, на которой он установлен. Соединения клапанов с трубопроводом могут быть резьбовыми, фланцевыми или сварными.
Сжатый воздух перемещает мембрану со штоком в одном направлении, а пружина – в противоположном.среда проходит и вытекает с другой стороны корпуса. При этом поток может сохранять направление движения или поворачиваться под углом.

В зависимости от материалов, которые применяются для изготовления, мембранные клапана имеют различные свойства и отличаются по стоимости:

Материал Различия мембранных клапанов
серый литейный или ковкий чугун Низкая цена, хрупкость
бронза Придает мембранному клапану высокую устойчивость к коррозии
углеродистая или нержавеющая сталь Выдерживает высокие давления.
сплавы на основе никеля ( монель и инконель ) Придает мембранному клапана повышенную жаропрочность. Наиболее высокая цена.

Все материалы из которых изготавливаются материалы мембранные клапана различаются по стоимости, диапазону рабочих температур и коррозионной стойкости и перечислены в таблице в порядке возрастания стоимости.

Преимущества материалов

  • Серый чугун пригоден для большинства не очень ответственных приложений, особенно в водопроводах.
  • Бронза обладает высокой коррозионной стойкостью и применяется для коррозионно-активных сред.
  • Углеродистая сталь прочна и может использоваться при высоких давлениях.
  • Хромомолибденовая сталь отличается жаропрочностью и применяется при высоких температурах (порядка 600° с), например на теплоцентралях.
  • Нержавеющая сталь и сплавы никеля обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем бронза, и высокой жаропрочностью.

Мембранный клапан из этих материалов используются при различных давлениях и значительном диапазоне рабочих температур. Дешевые материалы типа серого чугуна иногда покрывают эпоксидной смолой для защиты от коррозии.
Внутренние части клапана могут быть выполнены из тех же материалов, что и корпус, но используются также пластмассы, резина и упрочняющие покрытия. В качестве уплотняющих материалов, герметизирующих седло, шток и затвор, обычно применяют хлопок, тефлон, резину или графит в зависимости от вида рабочей среды и температуры. Уплотняющие материалы должны обеспечивать хорошую герметизацию и в то же время низкое трение для обеспечения свободного перемещения штока.

Типы клапанов

В зависимости от принципа работы различают два больших класса клапанов – с линейным и поворотным движением затвора. В клапанах первого типа при открытии клапана затвор поднимается и открывает седло. В клапанах второго типа (кранах) затвор поворачивается вокруг оси, открывая или закрывая проход.
В зависимости от назначения различают дроссельные, обратные, регулирующие и редукционные клапаны. обычно клапаны рассчитаны на многократное использование, но бывают и клапаны одноразового действия (например, мембранные пироклапаны).

Мембранные клапаны обычно имеют тот или иной привод. Простейшим приводом является маховичок линейного клапана или рычаг поворотного. Для вращения маховичка могут быть использованы специальные устройства, например зубчатая передача. Часто применяются силовые гидро- или пневмоприводы. Такие приводы могут развивать значительные усилия, необходимые для перемещения штока клапанов, работающих в системах с высоким давлением либо расположенных в удаленных местах, а также для управления работой нескольких клапанов с одного пульта. В приводах мембранных клапанов с пружиной обычно используется сжатый воздух. Сжатый воздух перемещает мембрану со штоком в одном направлении, а пружина – в противоположном. В качестве приводов часто используются также электродвигатели.

Читайте также:  Поворот налево и направо при знаке движение прямо – как штрафуют

Мембранные клапаны

Изготовление, сборка, тестирование и испытание мембранных клапанов
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи

Общее описание

Мембранные клапаны применяются чаще всего при работе с жидкостями, которые содержат большое количество твердых частиц. Конструкция таких клапанов дает возможность избежать формирования налета, который образуется из осадков твердых частиц в результате фильтрации. Особенно это касается работы с жидкостями, которые содержат большое количество твердой фазы.

Мембранные клапаны еще называются вентилем. Его отличительной особенностью является то, что седло затвора изготовлено на торце перегородки, которая установлена поперек оси движения потока жидкости. При этом роль золотника выполняет гибкая мембрана. Такая мембрана под воздействием шпинделя или штока прогибается, чтобы перекрыть проходное сечение трубопровода. Таким образом, гибкая мембрана способна герметизировать полость арматуры, следовательно, наличие сальника не требуется. Как правило, мембранные клапаны используются для перекачки солевых растворов и агрессивных сред на тепловых станциях в системах химической подготовки.

Мембранный клапан состоит из таких деталей, как корпус, вентиляционная головка и эластичный материал. Мембрана служит защитой всех движущих функциональных частей клапана от перекачиваемого продукта. К тому же благодаря мембране на этих деталях исключается образование отложений, которые приводят к ухудшению надежности деталей, а также могут привести к выходу клапана из строя.

Для того чтобы поддерживать клапан в рабочем состоянии, необходимо вовремя проводить замену мембраны. К тому для этого не нужно отсоединять корпус от трубопровода, и замена мембраны производится в короткий срок.

К тому же с рабочей средой контактирует исключительно мембрана и корпус, поэтому мембранные клапана можно применять как в химической промышленности, так и в стерильных производствах. Однако при выборе материалов для конструкции клапана следует учитывать среды, в которых он будет применяться.

Технические характеристики (давление, размеры)

Среди технических особенностей мембранных фильтров следует выделить их размеры, которые составляют DN 4 — DN 300.

Мембранные клапана работают при температуре от -10 до +180°C.

Рабочее давление таких клапанов составляет от 0 до 10 бар.

Материальное исполнение. Привод

Мембранные клапана могут изготавливаться из различных материалов, в зависимости от того, с какими средами нужно будет работать.

Мембранные клапаны, которые изготовлены из металла, используются для работы с жидкостями, которые имеют сильное загрязнение или высокую очистку. К тому же клапаны этого вида применяются в качестве регулирующих мембран, специально для сред, содержащих частицы, а также сред, которые сильно загрязнены. Чаще всего мембранные клапаны применяются в промышленности для различных нужд.

Материал корпуса мембранных клапанов может быть серый чугун, латунь, чугун с шаровидным графитом, стекло, мягкая резина и другие.

Привод мембранного клапана может быть электрический, ручной или пневматический.

Преимущества

Мембранные клапаны отличаются от других тем, что они содержат мембранные приводы гидравлического или пневматического типа. Такие приводы различаются на внешние, а также они могут быть интегрированными в общую конструкцию клапана.

Благодаря использованию мембранного клапана со встроенным приводом можно регулировать расход рабочей среды. Для этого используется перекрытие прохода в седле мембранной перегородки, которая изготавливается из гибких материалов. Как правило, для этого используется полиэтилен или резина.

Основным преимуществом мембранного клапана является высокая степень герметичности всех двигающихся частей соединения. К тому же материал мембраны имеет высокую коррозионную устойчивость, поэтому внутренние поверхности клапана надежно защищены от воздействия рабочих сред. Данная особенность мембранных клапанов очень важна при использовании арматуры при работе с агрессивными средами.

Мембранные клапаны имеют конструкцию, в которой почти нет застойных зон, поэтому они очень популярны как для тонкой химической технологии, так и для фармацевтической и пищевой промышленности. Данная особенность мембранных фильтров положительным образом сказывается на качестве химической, медицинской и пищевой продукции.

Мембранные клапаны могут управляться и вручную, и автоматически при помощи пневматических приводов.

А благодаря высокой надежности и качеству мембранных клапанов, они успешно конкурируют с регулирующими и запорными арматурами. К тому же простота установки и обслуживания, а также возможность быстрой и простой замены частей клапана делает мембранные клапаны очень популярными для разных отраслей промышленности.

Применение

Мембранные клапаны используются в качестве регулирующей и запорной арматуры на трубопроводах, которые транспортируют абразивные и агрессивные жидкости и газы в металлургической, химической и другой промышленности.

Читайте также:  Почему не работает камера заднего вида, как устранить поломку, помехи и настроить ее

Такие клапаны могут использоваться как для нейтральных вязких, так и для абразивных сред. Основная область применения мембранных клапанов — это химическая промышленность, горнодобывающая промышленность, абразивные среды, фармацевтическая отрасль, очистные сооружения и другие виды промышленности.

Принцип действия

Мембранный клапан сжимает резиновый рукав внутри корпуса. Когда клапан открыт, рукав полностью упирается в металлический кожух, что не приводит к разрыву и повреждению поверхности рукава. Таким образом, давление компенсируется телом клапана, а не рукавом. Это обеспечивает значительно улучшенную характеристику чувствительности. Полученное механическое преимущество уменьшает противодавление, необходимое для работы клапана.

Клапан для унитаза: какие его разновидности наиболее надежны

Все бачки для воды имеют такой сложный компонент, как сливной клапан для унитаза. На данный момент существует несколько разновидностей этого узла. Следует знать о них все, перед тем, как приобретать прибор либо его ремонтировать.

Так выглядит сливная система унитаза полностью.

Назначение узла

Назначение приспособления таково.

  1. Оно открывается и выпускает воду при опорожнении бачка.
  2. Препятствует поступлению воды после наполнения резервуара до нужной степени.
  3. Запорный элемент обеспечивает постоянный уровень жидкости в баке, если наблюдаются перепады напора в водопроводе. Когда давление в системе падает либо возрастает на 0.1 МПа, уровень воды не должен меняться больше чем на 0.4 см.

Общий принцип работы, который имеет клапан бачка унитаза, таков.

  1. По мере уменьшения уровня жидкости в резервуаре ниже допустимой величины, поплавок погружается все ниже и тем самым задействует рычаг.
  2. Давление на толкатель-стержень падает. Вследствие этого, вода начинает течь в бак.
  3. Одновременно поплавок начинает всплывать наверх.
  4. По достижении определенного уровня клапан перекрывается рычагом, вода набираться прекращает.

Разнообразие конструкций поплавковых элементов зависит от множества типов сливных систем и бачков. Например, существует обратный клапан на унитаз и прямой аналог. Принцип их работы очень отличается.

Типы запорной арматуры для бачка

Запорная фурнитура унитазов может изготавливаться из металла или пластика.

Материал изготовления

На фото пластиковый клапан.

Дорогостоящие модели сливных механизмов производятся из бронзы и латуни. Данные металлические сплавы имеют хорошую прочность и жесткость, почти не подвержены коррозии, устойчивы к химическим и механическим нагрузкам.

По конструкции они могут представлять собой как простейшие раздельные узлы (наливной и спускной клапана), так и сложные сборные блоки.

Обратите внимание!
Рычажно-клапанные узлы из сплавов производятся только для моделей унитазов класса «элит».
Для «бизнес» категории металлические запорно-сливные элементы делаются отдельными от заливного аналога.
Это существенно упрощает систему, придает ей универсальность при монтаже и позволяет ремонтировать узлы отдельно.

Чаще всего клапан бачка унитаза производится из пластика. От качественности сырья, а также точности производства элементов зависит итоговая цена узла. Иными словами, тут присутствует прямая зависимость – чем запорная арматура бака дороже, тем она будет долговечней.

Конфигурация устройств

Устройство раздельных устройств выпуска и впуска воды.

Запорная фурнитура бачка имеет лишь две конфигурации: своими руками можно установить либо раздельную, либо сборную систему.

  1. Раздельный заливной клапан для бачка унитаза и спускной аналог монтируются по очереди.
  2. Взаимная связь таких элементов осуществляется лишь через воду.
  3. Заливной элемент является простым узлом определенной формы, имеющим поплавок.
  4. Тот посредством управляющей тяги, действует при повышении уровня жидкости на задвижку, та перекрывает воду.
  5. Отдельный сливной клапан бачка унитаза может иметь кнопку-клавишу, педали, тяги и пр.
  6. Данный элемент имеет объемную горловину. С ней сопрягается воздушный либо механический клапан. Отрывается он посредством тяговой системы или через прямое воздействие (подъем, нажатие).

Обратите внимание!
Основное достоинство раздельных сливных узлов – возможность замены либо ремонта отдельных их элементов.
Данное обстоятельство существенно облегчает и удешевляет работы.

  1. Сборные механизмы, в которых наливной и спускной элементы находятся в одном корпусе и связаны меж собой прямой тягой, гарантируют максимальную безопасность и надежность эксплуатации бачка.
  2. Стоит отметить, что такие системы сложны в ремонте, кроме этого – их проблематично настроить.
  3. Однако инструкция замечает, что при точной регулировке подобный узел будет работать безукоризненно.

Разновидности клапанов по конструкции

Сливная система с клапаном «кройдон».

Всего существует три конструктивные разновидности запорной арматуры для бачков:

  • клапаны «кройдон»;
  • аналоги мембранные;
  • поршневые устройства.
Читайте также:  В сети появилась база номеров автомобилей с данными их владельцев

Устройства типа «кройдон»

Такие клапаны технологически устарели, они встречаются лишь на моделях сантехнических приборов прошлых лет.

  1. Они включают в себя поршень с седловиной, ось рычага и клапанный корпус.
  2. Подается вода и отсекается при помощи поршня, который перемещается по вертикали.
  3. Приводит в действие его рычаг поплавка.

Такая конструкция достаточно быстро изнашивается. Поэтому, с течением времени, клапан в унитазе не перекрывает воду, она протекает и разбрызгивается из бака унитаза.

Поршневые аналоги

  1. Впускной клапан унитаза поршневого типа обладает осью в виде рычага.
  2. Фиксируется она в шплинте (раздвоенном).
  3. Когда рычажок перемещается горизонтально, он побуждает к движению поршень.
  4. Тот периодически касается седловины. Это регулирует поступление воды в накопительный резервуар.
  5. Поршень обладает на своем окончании уплотнением.
  6. Когда он сопрягается с седловиной, уплотнение пресекает подачу воды.

Современные узлы с мембраной

Конструкция мембранного устройства.

  1. Такой клапан в бачок унитаза вместо прокладки оснащается мембраной.
  2. Производят их из резины либо силикона.
  3. В ходе перемещения поршня сдвигается и мембрана.
  4. Поэтому она, в необходимый момент, пресекает поступление воды в бачок.

Подобные клапана являются самыми современными. Ими оснащаются все новые модели сантехнических приборов. Исходя из этого, на мембранных устройствах стоит остановиться подробней.

Они обеспечивают наиболее быстрое наполнение бачка водой и ее перекрывание. Исходя из качественности узла и точности его регулировки, процесс набора жидкости и ее слива может быть бесшумный либо очень громкий.

Обратите внимание!
Главный минус мембранного типа клапанов – для эффективной их эксплуатации в водопроводной системе не должно быть значительных перепадов давления.
Их величина не должна превышать 0.1 МПа.

Помимо этого, чтобы механизм функционировал нормально и максимально долго, важно чтоб вода в сети была чистой.

Как работает мембранный клапан

Основные фазы работы устройства представлены ниже.

Первая фаза

Клапан в открытом положении – происходит набор воды.

  1. В первой фазе клапан открыт. Во время нее вода поступает в бачок. Мембрана, повинуясь направлению течения жидкости, отодвигается. Следовательно, вода без препятствий может наполнять резервуар.
  2. Сначала жидкость течет лишь в предварительную секцию.
  3. Чтоб она попала непосредственно в бак, в данном отсеке есть особое отверстие. Процесс похож на тот, который идет в бачках, оборудованных штоковыми клапанами, однако тут есть мембрана, натянутая на поршень.
  4. В ней есть просвет, сквозь него пропущен шток из пластика. Он также имеет просвет сечением в 1 мм. Благодаря ему вода частично течет в наполнительную секцию.
  5. Когда поплавок находится в опущенном состоянии, в поршне образуется маленькое отверстие, имеющее диаметр всего-навсего в 0.5 миллиметра. Через него небольшой объем жидкости перетекает в бачок.
  6. Благодаря подобному принципу работы мембранного клапана, создается одинаковое давление в предварительной и наполнительной секции и в части бачка за ними. В этом заключается принципиальная разница между таким механизмом и аналогом, имеющим штоковый клапан.

Второй этап

Набираясь, вода поднимает поплавок.

  1. На данной стадии вода поступает в накопительный резервуар, с этим одновременно всплывает наверх шаровый поплавок.
  2. В ходе процесса увеличивается и уровень штока с резиновым уплотнением.
  3. Уплотнитель закупоривает отверстие.
  4. При последующем перемещении штока, поршень с мембраной прижимаются к седловине. Тем самым, наполнительная секция герметизируется.

Исходя из того, что водяное давление в наполнительной части бачка связано с давлением всплывающего поплавка, мембрана очень плотно придавливается к седловине. Так пресекается поступление воды в накопительную емкость.

Третья стадия

  1. Третий этап – это слив воды после использования унитаза.
  2. В тот момент, когда жидкость спускается из бака и вытекает в чашу унитаза, давящее воздействие поплавка на шток исчезает.
  3. Прорезь в поршне в это время не перекрывается штоком. Исходя из этого, и в наполнительной секции давление резко уменьшается.
  4. Напор остается лишь от водопровода, он-то и действует на поршень с мембраной, перемещая их в сторону.
  5. Благодаря этому, сливной механизм опять переходит в первую стадию.

Вывод

Конструкция сливной системы и в том числе ее клапана имеет большое значение для эффективности и надежности работы унитаза. Выбирая сантехнический прибор, не забудьте убедиться, что он оснащен современной ее моделью.

Видео в этой статье содержит много дополняющей информации.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector