Что такое клапана: Клапаны двигателя

Клапаны двигателя: конструктивные особенности и назначение

Клапанный механизм – это основной исполнительный компонент ГРМ (газораспределительный механизм) современного двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Именно этот узел отвечает за безупречно точную работу мотора и обеспечивает в процессе работы:

• своевременную подачу подготовленной топливовоздушной смеси в камеры сгорания цилиндров;
• последующий отвод выхлопных газов.

Клапаны – ключевые детали механизма, которые должны гарантировать полную герметизацию камеры сгорания при воспламенении в ней топлива. Во время работы мотора они испытывают постоянно высокую нагрузку. Вот почему к процессу их изготовления, а также особенностям конструкции, регулировкам и непосредственно самой работе клапанов ДВС предъявляются жесткие требования.

Общее устройство

Для нормальной работы двигателя в конструкции газораспределительного механизма предусмотрена установка двух типов клапанов: впускных и выпускных. Первые отвечают за пропуск в камеру сгорания топливовоздушной смеси, вторые – за отвод отработанных газов.

Клапанная группа (одновременно является оконечным элементом системы ГРМ) включает в себя основные детали:

• стальная пружина;
• устройство (механизм) для крепления возвратного механизма;
• втулка, направляющая движение;
• посадочное седло.

Эксперты MotorPage.Ru обращают внимание автовладельцев на тот факт, что именно сопряжение «седло-клапан» при работе мотора подвергается самой высокой степени воздействия экстремальных температур и разнонаправленным (вверх, вниз, в стороны) механическим нагрузкам.

Кроме того, из-за скоростной работы образуется недостаточное количество смазки. В результате – интенсивный износ и необходимость проведения ремонта двигателя, замены и установки новых деталей ГРМ с последующей регулировкой зазоров.

К каждой паре и группе клапанов предъявляются следующие требования:

• минимально возможный вес;
• антикоррозийная устойчивость;
• безупречная теплоотдача клапана;
• устойчивость к высоким температурам;
• герметичность работы при контакте с седлом;
• повышенная механическая прочность и жесткость одновременно;
• отличный показатель стойкости к механическим и ударным нагрузкам;
• максимальный уровень обтекаемости при поступлении рабочей смеси в камеру сгорания и выпуске отработанных газов.

Конструктивные особенности

Главное предназначение клапана – своевременное открывание и закрывание технологических отверстий в блоке цилиндров для выпуска отработанных газов и впуска очередной порции топливовоздушной смеси.

В процессе работы двигателя основание выпускного клапана нагревается до высоких температур. У бензиновых моторов этот параметр достигает 800 — 900°С, у дизельных силовых агрегатов – 500 — 700°С. Впускные работают при температуре порядка 300°С.

Чтобы обеспечить необходимый уровень устойчивости к таким нагрузкам, для изготовления выпускных клапанов используют специальные жаропрочные сплавы и материалы, содержащие большое количество легирующих присадок.

Конструктивно деталь состоит из двух частей:

• головка, изготавливаемая из материала, устойчивого к экстремальным нагревам;
• стержень из высококачественной легированной углеродистой стали.

Для защиты от коррозии поверхность выпускных клапанов в местах контакта с цилиндром покрывается специальным сплавом толщиной 1,5 – 2,5 мм.

К впускным клапанам требования не столь жесткие, поскольку в процессе работы двигателя они охлаждаются свежей топливовоздушной смесью. Для изготовления стержней используются низколегированные марки сплавов с повышенными параметрами прочности, а тарелки делают из жаропрочных сталей.

Требования к изготовлению пружин и втулок

Пружины. В системе ГРМ эта деталь работает в условиях экстремально высоких температурных и механических нагрузок. Задача – обеспечить плотный и надежный контакт между клапаном и седлом в момент их стыковки.

Нередко в процессе работы пружины ломаются, испытывая повышенные нагрузки, зачастую это происходит по причине вхождения ее в резонанс. Как отмечают эксперты Моторпейдж, риск подобных неисправностей гораздо ниже при использовании пружин с переменным шагом витков. Также достаточно эффективны конические или двойные (усиленные) модели.

Пружины для клапанов изготавливают из специальной легированной стальной проволоки. Ее закаляют и подвергают отпуску (технологические операции, используемые в металлургическом производстве). Защиту от коррозии обеспечивает дополнительная обработка оксидом цинка или кадмия.

Втулки. Обеспечивают отвод излишков тепловой энергии от стержня клапана, а также его перемещение в заданной (возвратно-поступательной) плоскости. Эти направляющие элементы системы постоянно омываются раскаленными парами и отработанными выхлопными газами. Функционируют также в условиях экстремальных температур.

Потому к материалу изготовления втулок тоже предъявляются высокие требования – хорошая износоустойчивость, стойкость к максимально допустимым температурам и трению. Данным запросам соответствуют некоторые виды чугуна, алюминиевая бронза, высокопрочная керамика. Именно эти материалы и используются для производства втулок.

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Мощность двигателя, при прочих равных условиях, прямо пропорциональна количеству горючей смеси или воздуха и топлива, поступающего в его цилиндры через впускные клапаны и качества очищения цилиндра от отработанных газов через выпускные клапаны.
Для улучшения наполнения двигателя диаметр впускного клапана выполняется обычно большим, чем выпускного. Так как при выпуске скорость потока отработанной смеси выше, чем свежей впускной, за счет выталкивания отработанных газов поршнем на такте выпуска. При много клапанной системе, например у двигателя AUDI ADR, диаметр выпускной тарелки клапана больше чем у впускных, но устанавливается 3 впускных клапана и 2 выпускных, таким образом, общая площадь впускных клапанов все равно больше. Уменьшение диаметра выпускных клапанов позволяет снизить их температуру и уменьшить величину движущихся масс, приходящихся на один клапан.

Основными элементами клапана являются головка (тарелка) и стержень (шток). С целью уменьшения гидравлических потерь на впуске и выпуске переход от головки клапана к стержню делается, возможно, более плавным.

Впускные и выпускные клапаны разделяются на :

• Цельнометаллический (монометаллический) клапан. Эти клапаны производятся только из одного материала. При этом выбирается такой материал, который подходит к предъявляемым требованиям, это высокая теплостойкость и антифрикционные свойства.
• Биметаллический клапан. Биметаллические клапаны это соединение двух металлов: материала тарелки клапана с высокой теплостойкостью и материала штока клапана, который закалён со стороны конца стержня клапана, и при этом обладающего высокими антифрикционными свойствами для скольжения внутри направляющей втулки клапана. Соединение этих двух материалов выполняется при помощи сварки трением.

Особенности расчета систем отопления с термостатическими клапанами

Эти клапаны управляются термочувствительным элементом (термоголовкой), внутри которого находится сильфонная ёмкость, заполненная рабочим телом (газ, жидкость, твёрдое вещество) с высоким коэффициентом объемного расширения. При изменении температуры воздуха, окружающего сильфон, рабочее тело расширяется или сжимается, деформируя сильфон, который, в свою очередь, воздействует на шток клапана, открывая или закрывая его (

Рис. 1. Схема работы термостатического клапана

Основной гидравлической характеристикой термостатического клапана является пропускная способность Kv. Это расход воды, который способен пропустить через себя клапан при перепаде давления на нем в 1 бар. Индекс «_V» обозначает, что коэффициент отнесен к часовому объемному расходу и измеряется в м³/ч. Зная пропускную способность клапана и расход воды через него, можно определить потерю давления на клапане по формуле:

ΔP_к = (V / K_v)² · 100, кПа.

Регулирующие клапаны, в зависимости от степени открытия, имеют разную пропускную способность. Пропускная способность полностью открытого клапана обозначается Kvs. Потери давления на термостатическом радиаторном клапане при гидравлических расчетах, как правило, определяются не при полном открытии, а для определенной зоны пропорциональности – Xp.

Xp – это зона работы термостатического клапана в интервале от температуры воздуха при полном закрытии (точка S на графике регулирования) до установленного пользователем значения допустимого отклонения температуры. Например, если коэффициент

Отсюда можно сделать вывод, что температура воздуха в помещении будет колебаться в пределах от 20 до 22 ˚С. Показатель Xp влияет на точность поддержания температуры. При Xp = (S – 1) диапазон поддержания температуры внутреннего воздуха будет в пределах 1 ˚С. При Xp = (S – 2) – диапазон 2 ˚С. Зона Xp = (S – max) характеризует работу клапана без термочувствительного элемента.

В соответствии с ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», в холодный период года в жилой комнате оптимальные температуры лежат в пределах от 20 до 22 ˚С, то есть, диапазон поддержания температуры в жилых помещениях зданий должен быть 2 ˚С. Таким образом, для расчёта жилых зданий требуется выбор значений пропускной способности при Xp = (S – 2).

Рис. 2. Термостатический клапан VT.031

На рис. 3 показаны результаты стендового испытания термостатического клапана VТ.031 (рис. 2) с термостатическим элементом VТ.5000 с установленным значением «3». Точка S на графике это теоретическая точка закрытия клапана. Это температура, при которой клапан имеет настолько маленький расход, что его можно считать, практически, закрытым.

Рис. 3. График закрытия клапана VT.031 с термоэлементом VT.5000 (поз. 3) при перепаде давлений 10 кПа

Как видно на графике, клапан закрывается при температуре 22 ˚С. При понижении температуры воздуха, пропускная способность клапана увеличивается. На графике показаны значения расхода воды через клапан при температуре 21 (S – 1) и 22 (S – 2) ˚С.

В табл. 1 представлены паспортные значения пропускной способности термостатического клапана VТ.031 при различных

Таблица 1. Паспортные значения пропускной способности клапана VT.031

Клапаны испытываются на специальном стенде, показанном на рис. 4. В ходе испытаний поддерживается постоянный перепад давления на клапане равный 10 кПа. Температура воздуха имитируется при помощи термостатической ванны с водой, в которую погружается термоголовка. Температура воды в ванне постепенно повышается, при этом фиксируются расходы воды через клапан до полного закрытия.

Рис. 4. Стендовые испытания клапана VT.032 на пропускную способность по ГОСТу 30815-2002

Кроме значений пропускной способности термостатические клапаны характеризуются таким показателем, как максимальный перепад давления. Это такой перепад давления на клапане, при котором он сохраняет паспортные регулировочные характеристики, не создает шум, а также при котором все элементы клапана не будут подвержены преждевременному износу.

В зависимости от конструкции, термостатические клапаны имеют различные значения максимального перепада давления. У большинства представленных на рынке радиаторных термостатических клапанов эта характеристика составляет 20 кПа. При этом, согласно п. 5.2.4 ГОСТ 30815-2002, температура, при которой клапан закроется, при максимальном перепаде давления, не должна отличаться от температуры закрытия при перепаде давления 10 кПа более чем на 1 ˚С.

Из графика на рис. 5 видно, что клапан VТ.031 при перепаде давления 10 кПа и уставке термоэлемента «3» закрывается при 22 ˚С.

Рис. 5. Графики закрытия клапана VT.031 с термоэлементом VT.5000 при перепаде давления 10 кПа (синяя линяя) и 100 кПа (красная линия)

При перепаде давления 100 кПа клапан закрывается при температуре 22,8˚С. Влияние дифференциального давления составляет 0,8 ˚С. Таким образом, в реальных условиях эксплуатации такого клапана при перепадах давления от 0 до 100 кПа, при настройке термоэлемента на цифру «3», диапазон температур закрытия клапана составит от 22 до 23 ˚С.

Если в реальных условиях эксплуатации перепад давления на клапане вырастет больше максимального, то клапан может создавать недопустимый шум, а также его характеристики будут существенно отличаться от паспортных.

Из-за чего же происходит увеличение перепада давления на термостатическом клапане во время эксплуатации? Дело в том, что в современных двухтрубных системах отопления расход теплоносителя в системе постоянно меняется, в зависимости от текущего теплопотребления. Какие-то терморегуляторы открываются, какие-то – закрываются. Изменение расходов по участкам приводит к изменению распределения давлений.

Для примера рассмотрим простейшую схему (рис. 6) с двумя радиаторами. Перед каждым радиатором установлен термостатический клапан. На общей линии находится регулирующий вентиль.

Рис. 6. Расчетная схема с двумя радиаторами

Допустим, что потери давления на каждом термостатическом клапане составляет 10 кПа, потери давления на вентиле – 90 кПа, общий расход теплоносителя – 0,2 м³/ч и расход теплоносителя через каждый радиатор – 0,1 м³/ч. Потерями давления в трубопроводах пренебрегаем. Полные потери давления в этой системе составляют 100 кПа, и они поддерживаются на постоянном уровне. Гидравлику такой системы можно представить следующей системой уравнений:

где V_о – общий расход, м³/ч, V_р – расход через радиаторы, м³/ч, kv_в – пропускная способность вентиля, м³/ч, kv_т.к. – пропускная способность термостатических клапанов, м³/ч, ΔP_в – перепад давления на вентиле, Па, ΔP_т.к – перепад давления на термостатическом клапане, Па.

Рис. 7. Расчетная схема с отключенным радиатором

Предположим, что в помещении, где установлен верхний радиатор, температура увеличилась, и термостатический клапан полностью перекрыл поток теплоносителя через него (рис. 7). В этом случае весь расход будет идти только через нижний радиатор. Перепад давления в системе выразится следующей формулой:

где V_о′ – общий расход в системе после отключения одного термостатического клапана, м³/ч, V_p′ – расход теплоносителя через радиатор, в данном случае он будет равен общему расходу; м³/ч.

Если принять во внимание, что перепад давления поддерживается постоянным (равным 100 кПа), то можно определить расход, который установится в системе после отключения одного из радиаторов.

Потери давления на вентиле снизятся, так как общий расход через вентиль уменьшился с 0,2 до 0,17 м³/ч. Потери давления на термостатическом клапане наоборот вырастут, потому что расход через него вырос с 0,1 до 0,17 м³/ч. Потери давления на вентиле и термостатическом клапане составят:

Из приведенных расчетов можно сделать вывод, что перепад давления на термостатическом клапане нижнего радиатора при открытии и закрытии термостатического клапана верхнего радиатора будет варьироваться от 10 до 30,8 кПа.

Но что будет, если оба клапана перекроют движение теплоносителя? В этом случае потери давления на вентиле будут нулевыми, так как движения теплоносителя через него не будет. Следовательно, разница давлений до золотника/после золотника в каждом радиаторном клапане будет равна располагаемому напору и составит 100 кПа.

Если используются клапаны с допустимым перепадом давлений меньше этой величины, то клапан может открыться, несмотря на отсутствии реальной потребности в этом. Поэтому перепад давлений на регулируемом участке сети должен быть ниже максимально допустимого перепада давления на каждом терморегуляторе.

Предположим, что вместо двух радиаторов в системе установлено некое множество радиаторов. Если в какой-то момент все терморегуляторы, кроме одного, закроются, то потери давления на вентиле будут стремиться к 0, а перепад давления на открытом термостатическом клапане будет стремиться к располагаемому напору, т.е., для нашего примера, к 100 кПа.

В этом случае расход теплоносителя через открытый радиатор будет стремиться к значению:

То есть в самом неблагоприятном случае (если из множества радиаторов открытым останется только один) расход на открытом радиаторе вырастет более чем в три раза.

Насколько же измениться мощность отопительного прибора при таком увеличении расхода? Теплоотдача Q секционного радиатора считается по формуле:

где Q_н – номинальная мощность отопительного прибора, Вт, Δt_ср – средняя температура отопительного прибора, ˚С, t_в – температура внутреннего воздуха, ˚С, V_пр – расход теплоносителя через отопительный прибор, n – коэффициент зависимости теплоотдачи от средней температуры прибора, p – коэффициент зависимости теплоотдачи от расхода теплоносителя.

Предположим, что отопительный прибор имеет номинальную теплоотдачу Qн = 2900 Вт, расчётные параметры теплоносителя 90/70 ˚С. Коэффициенты для радиатора принимаются: n = 0,3, p = 0,015. В расчётный период при расходе 0,1 м³/ч такой отопи- тельный прибор будет иметь мощность:

Чтобы узнать мощность прибора при Vр’’=0,316 м³⁄ч необходимо решить систему уравнений:

Методом последовательных приближений получаем решение этой системы уравнений:

Отсюда можно сделать вывод, что в системе отопления при самых неблагоприятных условиях, когда все отопительные приборы, кроме одного, на участке перекрыты, перепад давления на термостатическом клапане может вырасти до располагаемого напора. В приведенном примере при располагаемом напоре 100 кПа расход увеличится в три раза, при этом мощность прибора возрастёт всего на 17 %.

Повышение мощности отопительного прибора приведёт к увеличению температуры воздуха в отапливаемом помещении, что, в свою очередь, вызовет закрытие термостатического клапана. Таким образом, колебание перепада давления на термостатическом клапане во время эксплуатации в пределах паспортного максимального значения перепада является допустимым, и не приведет к нарушению в работе системы.

В соответствии с ГОСТ 30815-2002 максимальный перепад давления на термостатическом клапане определяется производителем из соблюдения требований бесшумности и сохранения регулировочных характеристик. Однако, изготовление клапана с широким диапазоном допустимых перепадов давления сопряжено с определенными конструктивными трудностями. Особые требования так же предъявляются к точности изготовления деталей клапана.

Большинство производителей выпускают клапаны с максимальным перепадом давления 20 кПа.

Исключение составляют клапаны VALTEC VT.031 и VT.032 (клапан термостатический прямой) с максимальным перепадом давления 100 кПа (рис. 8) и клапаны фирмы Giacomini серии R401–403 с максимальным перепадом давления 140 кПа (рис. 9).

Рис. 8. Технические характеристики радиаторных клапанов VT.031, VT.032

Рис. 9. Фрагмент технического описания термостатического клапана Giacomin R403

Рис. 10. Фрагмент технического описания термостатического клапана

При изучении технической документации необходимо быть внимательным, так как некоторые производители переняли практику банкиров — вставлять мелкий текст в примечаниях.

На рис. 10 представлен фрагмент из технического описания одного из типов термостатических клапанов. В основной графе указано значение максимального перепада давления 0,6 бара (60 кПа). Однако в сноске есть примечание, что действительный диапазон работы клапана ограничен всего лишь 0,2 барами (20 кПа).

Рис. 11. Золотник термостатического клапана с осевым креплением уплотнителя

Ограничение вызвано шумом, возникающим в клапане при высоких перепадах давления. Как правило, это касается клапанов с устаревшей конструкцией золотника, в котором уплотнительная резинка просто крепится по центру заклепкой или болтом (рис. 11).

При больших перепадах давления уплотнитель такого клапана начинает вибрировать из-за неполного прилегания к золотниковой тарелке, вызывая акустические волны (шум).

Повышенный допустимый перепад давления в клапанах VALTEC и Giacomini достигнут за счёт принципиально иной конструкции золотниковых узлов. В частности, у клапанов VT.031 использован латунный золотниковый плунжер, «футерованный» эластомером EPDM (рис. 12).

Рис. 12. Вид золотникового узла клапана VT.031

Сейчас разработка термостатических клапанов с широким диапазоном рабочих перепадов давления является одной из приоритетных задач специалистов многих компаний.

Исходя из изложенного, можно дать следующие рекомендации по проектированию систем отопления с термостатическими клапанами:
1. Коэффициент пропускной способности термостатического клапана рекомендуется определять, исходя из допустимого диапазона температур обслуживаемого помещения. Например, для жилых комнат по ГОСТ 30494-2011 оптимальные пара- метры внутреннего воздуха находятся диапазоне 20–22 ˚С. Значение Kv в этом случае принимается при Xp = S – 2.
   В помещениях категории 3а (помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды) оптимальный диапазон температур 20–21 ˚С. Для этих помещений значение Kv рекомендуется принимать при Xp = S – 1.
2. На циркуляционных кольцах системы отопления должны быть установлены устройства (перепускные клапаны либо регуляторы перепада давления), ограничивающие максимальный перепад давления таким образом, чтобы перепад давления на клапане не превысил предельного паспортного значения.

Приведем несколько примеров подбора и установки устройств, для ограничения перепада давления на участке с термостатическими клапанами.

Пример 1. Расчётные потери давления в квартирной системе отопления (рис. 13), включая термостатические клапаны, составляют 15 кПа. Максимальный перепад давления на термостатических клапанах равен 20 кПа (0,2 бара). Потери давления на коллекторе, включая потери на теплосчётчиках, балансировочных клапанах и прочей арматуре примем 8 кПа. В итоге перепад давления до коллектора составляет 23 кПа.

Если установить регулятор перепада давления или перепускной клапан до коллектора, то в случае перекрытия всех термостатических клапанов в данной ветке, перепад на них составит 23 кПа, что превышает паспортное значение (20 кПа). Таким образом, в данной системе регулятор перепада давления или перепускной клапан должен устанавливаться на каждом выходе после коллектора, и должен быть настроен на перепад 15 кПа.

Рис. 13. Схема к примеру 1

Пример. 2. Если принять не тупиковую, а лучевую систему поквартирного отопления (рис. 14), то потери давления в ней будут значительно ниже. В приведенном примере коллекторно-лучевой системы потери в каждой радиаторной петле составляют 4 кПа. Потери давления на квартирном коллекторе примем 3 кПа, а потери давления на этажном коллекторе – 8 кПа.

В этом случае регулятор перепада давления можно расположить перед этажным коллектором и настроить его на перепад 15 кПа. Такая схема позволяет сократить количество регуляторов перепада давления и существенно удешевить систему.

Рис. 14. Схема к примеру 2

Пример 3. В данном варианте используются радиаторные термостатические клапаны с максимальным перепадом давления 100 кПа (рис. 15). Так же как и в первом примере, примем, что потери давления в квартирной системе отопления составляют 15 кПа. Потери давления на квартирном узле ввода (квартирной станции) 7 кПа. Перед квартирной станцией перепад давления составит 23 кПа. В десятиэтажном здании общую длину пары стояков системы отопления можно принять порядка 80 м (сумма подающего и обратного трубопроводов).

Рис. 15. Схема к примеру

При средних линейных потерях давления по стояку 300 Па/м, общие потери давления в стояках составят 24 кПа. Отсюда следует, что перепад давления у основания стояков составит 47 кПа, что меньше максимально допустимого перепада давления на клапане.

Если установить регулятор на перепад давления на стояк и настроить его на давление 47 кПа, то даже когда все радиаторные клапаны, подключенные к этому стояку, закроются, перепад давления на них будет ниже 100 кПа.

Таким образом, можно существенно снизить стоимость системы отопления, установив вместо десяти регуляторов перепада давления на каждом этаже, один регулятор у основания стояков.

© Правообладатель ООО «Веста Регионы», 2010
Все авторские права защищены. При копировании статьи ссылка на правообладателя и/или на сайт www.valtec.ru обязательна.

Пороки клапанов сердца: причины, симптомы, диагностика

Пороки клапанов сердца — поражения структуры клапанов, окружающих их тканей и сердца, нарушающие циркуляцию крови внутри него. Это может послужить причиной сердечной недостаточности.

Сердечные клапаны и их дефекты

У сердца четыре камеры: по два предсердия и желудочка. Из предсердий кровь попадает в желудочки, а затем через клапаны, с помощью сокращений сердечной мышцы, поступает в артерии. Клапаны обеспечивают ток крови в нужном направлении и количестве. Если они закрываются или открываются не полностью, это препятствует нормальной циркуляции крови.

В результате сердце постепенно увеличивается в объеме и растягивается, компенсируя дефицит крови и работая с постоянной перегрузкой. Изнурительная работа сердца может стать причиной развития серьезных сердечно-сосудистых заболеваний, например, аритмии или сердечной недостаточности. Кроме того, пороки клапанов сердца могут вызвать осложнения на фоне некоторых протекающих инфекционных заболеваний.

Чаще всего пороки сердца диагностируют у пациентов старше шестидесяти лет. Причина в том, что с возрастом створки клапанного аппарата теряют эластичность, а сердце увеличивается в размерах. В результате уменьшается приток крови, и она неравномерно заполняет полости сердца — развивается сердечная недостаточность.

Существует четыре разновидности сердечных клапанов, и каждый выполняет определенную функцию:

• Аортальный: предотвращает отток крови из аорты в левый желудочек сердца.

• Митральный: предотвращает отток крови из левого желудочка сердца в левое предсердие в тот момент, когда мышца сердца сокращается, а кровь выталкивается в сосуды.

• Легочный: предотвращает отток крови из легочной артерии в правый желудочек сердца.

• Трикуспидальный: вентиль между правым желудочком сердца и правым предсердием.

Если клапаны расширены, сужены, неплотно смыкаются или надорваны, им становится трудно закрываться, а кровь при каждом сокращении сердца возвращается обратно. В результате сердце испытывает огромную нагрузку и со временем теряет свою работоспособность.

По форме заболевания пороки сердечных клапанов могут проявляться в виде:

• стеноза – сужение просвета (отверстия) сосудов, по которым идет кровь. Это значительно увеличивает нагрузку на сердце, так как затрудняет выталкивание крови.

• недостаточности – повреждения створок сердечного клапана, выражающееся в их неспособности полностью закрыться. Кровь в таких случаях протекает обратно.

• сочетания стеноза и недостаточости — пораженные клапаны образуют препятствие прохождению крови. В этом случае часть крови проходит через отверстие, но возвращается обратно в следующую фазу сердечного цикла.

Пороки клапанов сердца могут быть врожденными и приобретенными. Главной причиной развития пороков сердечных клапанов являются ревматизм, инфекции, болезни миокарда и сердечно-сосудистой системы.

Врожденные пороки клапанов сердца развиваются еще до рождения и зависят от того, как протекала беременность. Врожденные пороки клапанов сердца — крайне редкий диагноз, который ставится лишь в 1% случаев. К врожденным дефектам относятся пороки аортального и легочного клапанов, которые лечат путем хирургического вмешательства в первые годы жизни больного.

Приобретенные. К приобретенным порокам клапанов сердца относятся трансформации клапанной структуры из-за инфекций, воспалений, перенесенных инфарктов и т. д. Большинство из них возникает вследствие постепенного изменения структуры сердца, в некоторых случаях к пороку приводит перенесенный ревматизм.

У всех врожденных и приобретенных пороков смежные симптомы, которые могут проявиться в любом возрасте:

• учащение сердцебиения,

• одышка,

• отеки,

• другие проявления сердечной недостаточности.

Изначально они появляются во время физических нагрузок, но по мере развития патологий начнут возникать и в спокойном состоянии.

Среди видов пороков клапана сердца чаще всего встречается пролапс митрального клапана. Он возникает во время сокращений сердца, когда происходит отвисание клапанных створок в левом предсердии. Стенки клапана теряют эластичность и он «протекает».

Пролапс может быть первичным и вторичным:

• Первичный пролапс относится к врожденным клапанным порокам. Патологии соединительной ткани в этом случае являются генетической предрасположенностью.

• Вторичный пролапс — приобретенный порок. Он возникает вследствие травмирования грудной клетки, ревматизма или инфаркта миокарда.

Пролапс не несет тяжелых последствий для здоровья, а его симптомы не мешают жизнедеятельности. Однако они могут не проявляться достаточно долго и чаще всего беспокоят в пожилом возрасте, из-за чего их списывают «на возраст». Если вовремя не обратить внимание на симптомы, то могут возникнуть осложнения, например, аритмия и сердечная недостаточность.

Среди симптомов также наблюдаются жалобы на болезненные ощущения в области сердца. Они возникают на фоне переживаний, не связаны с физической нагрузкой и не снимаются медикаментозно. Боли неинтенсивные, но длительные, сопровождаются тревогой и учащенным сердцебиением.

Диагностика и лечение

Если вы или ваши близкие испытываете описанные выше симптомы, рекомендуем пройти диагностику. Во время диагностики врач отслеживает показатели сердца в состоянии покоя и при физических нагрузках.

Пациенту назначают:

• суточное мониторирование ЭКГ,

• эхокардиографию (ЭХО-КГ),

• рентгенографию грудной клетки,

• КТ и МРТ на специальном оборудовании, позволяющем исследовать сердце фактически между ударами.

Такая диагностика осуществляется не только при первичном обследовании пациентов с подозрением на заболевание, но и в диспансерных группах больных с уже подтвержденным диагнозом.

В зависимости от результатов диагностики, врач назначает необходимое лечение: терапию или хирургическое вмешательство.

• Терапия направлена на предупреждение, профилактику и облегчение рецидивов того заболевания, которое стало первопричиной дефекта, а также лечение сердечной недостаточности.

• Хирургическое вмешательство — крайняя необходимость, которая в силу возраста или осложнений может быть назначена не всем пациентам.

Как правило, пороки клапанов сердца — механическая проблема, решить которую можно только с помощью проведенной хирургом операции.

При стенозах показана операция по разделению сросшихся створок клапана и расширению атриовентрикулярного отверстия — комиссуротомия. При недостаточности проводят протезирование: замену на биологический или механический аналог.

Профилактика

Чтобы предупредить заболевание, рекомендуем в первую очередь бережно относиться к своему здоровью и телу. Приобретенные пороки клапанов сердца возникают в том числе из-за инфекций, поэтому следует принимать профилактические меры.

Нормализуйте свой рацион питания, чтобы получать достаточное количество белков, углеводов и жиров вместе с пищей. Для этого рекомендуем употреблять преимущественно овощи, фрукты, злаковые и нежирную рыбу.

Занимайтесь спортом, но адекватно оценивайте свои возможности. При заболеваниях сердечнососудистой системы показана здоровая ходьба, а не беговые марафоны.

Поддерживайте артериальное давление на постоянном уровне: не выше 140 для систолического и 90 для диастолического. Заведите дневник, куда каждые утро и вечер будете фиксировать свое давление, и старайтесь избегать стрессовых ситуаций. Частые тревоги могут вызвать аритмию.

Это все — общие советы по профилактике. То, что подходит именно вам, сможет подобрать только лечащий врач.

Если вы или ваши близкие перенесли тяжелую болезнь или обнаружили симптомы пороков клапанов сердца, обязательно обратитесь к врачу.

В центре сердечной медицины «Черная речка» работают профессиональные кардиологи, действующие согласно национальным и международным клиническим рекомендациям. Мы выполним обследование сердца на современном диагностическом оборудовании, назначим адекватное лечение болезней сердца, а также подскажем, если потребуется хирургическое лечение. После операции, если она необходима, проведем курс специализированной кардиологической реабилитации.

Внимательно следите за своим здоровьем и не болейте!

Клапаны вен — что это?

09 июня 2020 г.

Одним из самых важных компонентов венозной системы, участвующих в правильном течении крови по венам, являются клапаны.
Именно от работы клапанов зависит направление тока крови. Створки клапана смыкаются в момент попытки обратного возвращения тока крови и обеспечивают прямолинейность кровотока по направлению от конечностей к сердцу. Соответственно, когда эти клапаны не работают как положено, кровь идет не к сердцу, как должно быть физиологически, а в обратном направлении. Возникает рефлекс. А в результате этого рефлекса формируются прочие проблемы, которые мы называем венозной недостаточностью.

Клапан, который отвечает за пусковой механизм варикозной болезни, находится в большой подкожной вене в области паха и/или у малой подкожной вены в области подколенной ямки. Ситуаций, при которых клапан перестает работать, может быть несколько. Наиболее распространенная – когда увеличивается венозное давление (статическая нагрузка, избыточная масса тела, тяжелая физическая нагрузка, беременность и роды и т. п.).

Бывают состояния (обусловленные генетическими факторами), при которых происходит расширение просвета вены – створки клапана «не достают» друг до друга и возникает несостоятельность.

Третий вариант — когда вена воспаляется. Чаще всего это сопровождается тромбозом вены. И даже когда просвет вены восстанавливается (такое случается нередко), клапанный аппарат в этой области исчезает или перестает функционировать.

Ранее в медицине предпринимали множество попыток для восстановления клапана. Но подобные операции широкого применения не нашли. И по-прежнему применяются крайне редко и по строгим показаниям.

Тем не менее, цель врача – не просто выяснить, где и конкретно какой клапан в настоящее время перестал функционировать, а избавить Вас от патологического венозного застоя.

Если у вас остались вопросы по данной проблеме, наши специалисты Отделения сосудистой хирургии готовы вам помочь и проконсультировать.

Получить более подробную информацию

Вы можете по телефону:

8(495) 727–00–03

Что такое дыхательный клапан?

03. 10.18

Дыхательный механический клапан, совмещенный с огнепреградителем, – устройство, используемое для установки в резервуарах,в которых хранят нефтепродукты. Срок службы защитной арматурыэтого вида составляет 15 лет. По окончаниизапланированного периода клапан необходимо либо заменить, либо провести испытательные мероприятия, перечень и методику которых разрабатывает предприятие-производитель.

Функции СМДК

Дыхательный совмещенный клапан выполняет две важные функции. Первая – это регулирование давления газо-воздушной смеси в резервуарах для нефтепродуктов при приеме и выдачетоплива или при перепадах температуры.

Второе важное назначение дыхательного клапана – исключение попадания искр и пламени при пожаре на АЗС или другом предприятии нефтепродуктообеспечения.

Устройство и принцип работы дыхательных клапанов

Для изготовления арматуры используются коррозионностойкие стали, латунь и высокопрочные сплавы на основе алюминия и магния.

В корпусе располагаются две подпружиненные тарелки для малого и большого дыхания клапана.   Малое дыхание это дыхание при выдаче топлива, а большое при  приеме из бензовоза. Пружины в заводских условиях тарируются и обеспечивают оптимальный  уровень давления в резервуаре.

• СМДК устанавливается на линии деаэрации на резервуарах АЗС и резервуарах объектов нефтепродуктообеспечения.
• По устойчивости к воздействию климатических факторов внешней среды, СМДК-1М изготавливается в исполнении УХЛ категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69.
• Условия эксплуатации: относительная влажностью до 95% и температурой от –50°С до +50°С.

Типы дыхательных клапанов по диаметру прохода

Защитные устройства приобретают, в зависимости от необходимого условного диаметра прохода – Ду40, Ду50, Ду100. Первые два вида клапанов обычно используются на автозаправочных станциях, модели Ду100 – на нефтебазах.

Таблица технических характеристик СМДК

Показать все

Для чего нужна регулировка клапанов и что она дает

Двигатели внутреннего сгорания, которые устанавливаются на современных автомобилях, это достаточно сложные механизмы с множеством деталей.  Поэтому для нормальной работы на протяжении длительного времени они требуют правильного обслуживания.

К сожалению, многие автомобилисты не уделяют этому должного внимания. Например, они не очень хорошо понимают, для чего нужна регулировка клапанов и часто игнорируют эту процедуру, что приводит к дополнительным поломкам и большим расходам на ремонт. В данной материале мы расскажем о том, что такое регулировка клапанов, каким двигателям она нужна и как она выполняется.

Что такое регулировка клапанов?

Прежде чем ответить на вопрос, что такое регулировка клапанов, необходимо сначала выяснить, что же представляю собой клапаны двигателей внутреннего сгорания, где они находятся, и выполнение каких функций на них возложено. Конструктивно эти важные детали современных двигателей представляют собой «тарелки» цилиндрической формы с достаточно длинными стержнями. Они устанавливаются в блоке цилиндров, причем в количестве как минимум два на каждый из них. Клапаны в закрытом состоянии прилегают к седлам, которые изготавливаются из стали и запрессовываются в головку блока цилиндров (ГБЦ). Поскольку в процессе функционирования эти детали испытывают значительные механические и тепловые нагрузки, то они изготавливаются из специальных, устойчивых к такого рода воздействиям сталей.

Клапаны являются составными частями газораспределительных механизмов автомобилей (ГРМ), которые нередко называются клапанными. Они подразделяются на впускные и выпускные. Функцией первых является, как нетрудно догадаться по самому названию, впуск горючей смеси в цилиндры, а вторых — выпуск из них отработавших газов. В процессе работы двигателя клапаны расширяются, их стержни удлиняются, соответственно, изменяются размеры зазоров, которые должны быть между их торцами и толкающими кулачками (в двигателях старых конструкций — коромыслами). В процессе эксплуатации ДВС размеры этих отклонений нарастают, и именно тогда, когда они начинают превышать предельно допустимые значения, следует производить регулировку клапанов. Она состоит в том, чтобы привести зазоры в норму.

Если клапаны периодически не регулировать, то это может привести к весьма нерадостным последствиям. В том случае, когда зазор чересчур мал, то неизбежно будет происходить «подгорание». Это означает, что на поверхностях клапанов будет образовываться достаточно плотный слой продуктов сгорания топливной смеси. Из-за него нарушается нормальная работа системы газораспределения, а, следовательно, и двигателя в целом. К тому же этот нагар достаточно трудно поддается удалению.

В тех случаях, когда зазор чрезмерно велик, клапаны открываются не полностью, и поэтому мощность двигателя существенно падает. Кроме того, они начинают «стучать», и этот стук опытные водители слышат, даже находясь в салоне, за рулем своего авто. Само собой разумеется, что увеличенные клапанные зазоры влияют на работу двигателя внутреннего сгорания ничуть не менее негативно, чем чрезмерно малые.

Каким двигателям и когда нужна регулировка клапанов?

Следует заметить, что далеко не всем двигателям внутреннего сгорания требуется периодическая регулировка клапанов. Дело в том, что сейчас во многих современных ДВС, которыми оснащаются легковые автомобили, в системах их газораспределительных механизмов устанавливаются таки называемые гидрокомпенсаторы. Эти устройства самостоятельно, в режиме реального времени регулируют зазоры, и поэтому их величина всегда является оптимальной.

Если в двигателе транспортного средства гидрокомпенсаторов нет, то регулировать клапана необходимо вручную. О том, что пришла пора заняться этим делом, довольно легко узнать по некоторым симптомам. Одним из них является характерное «цокание» клапанов, которое уже было упомянуто выше, а другим — то, что двигатель начинает «троить», в его цилиндрах или существенно падает, или же полностью пропадает компрессия. Как только проявляется хотя бы один из этих симптомов, необходимо проверить размеры промежутков в клапанном механизме.

Делать это нужно также и не дожидаясь «тревожных звоночков», в рамках проведения мероприятий по текущему техническому обслуживанию автомобиля. Периодичность проверки клапанных зазоров указывается в технической документации на каждое транспортное средство, и, как правило, составляет один раз на каждые 25000 – 30000 километров пробега. Ее обычно проводят на станциях технического обслуживания, но, обладая определенными навыками, проверку клапанных зазоров можно осуществить и самостоятельно. 

Процедура регулировки клапанов

Производить регулировку клапанов необходимо только на холодном двигателе, причем со строгим соблюдением определенной последовательности действий. В противном случае зазоры будут отрегулированы неправильно со всеми вытекающими из этого последствиями.

Процесс регулировки начинается с того, что поршень цилиндра устанавливается в самую верхнюю точку сжатия. Чтобы привести его в такое положение, необходимо провернуть коленчатый вал или же за пусковую рукоятку, или же за винт крепления шкива привода генератора. Следует заметить, что вращение нужно производить только по часовой стрелке. После того, как поршень установлен, необходимо произвести проверку величины зазора. Делается это с помощью специального щупа.

Если выясняется, что зазор или чрезмерно велик, или слишком мал, то необходимо его изменить. Для этого на соответствующем болте или винте необходимо сначала освободить контргайку, а затем установить зазор до требуемого предела. Он определяется толщиной соответствующего щупа. Как только величина зазора установлена, нужно зафиксировать это положение, затянув контргайку. Делать это нужно аккуратно и осторожно, чтобы не сбить настройку. После этого надо обязательно проверить правильность регулировки клапана с помощью щупа: он должен входить в зазор, однако не свободно, а с некоторым усилием. Если так и есть, то это означает, что регулировка конкретного клапана конкретного цилиндра произведена правильно, и нужно проделать всю описанную выше процедуру для всех оставшихся клапанов и цилиндров.

Следует отметить, что регулировка клапанов двигателей внутреннего сгорания — процедура весьма кропотливая, требует аккуратности, не терпит спешки. Предпочтительнее всего не производить ее самостоятельно, а обратиться на станцию технического обслуживания и доверить эту работу профессионалам, имеющим соответствующий опыт и необходимые навыки.  

Читайте также: Что такое ГБЦ в автомобиле.

Видео на тему

Похожие публикации

Как работают клапаны | Типы клапанов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 29 ноября 2020 г.

Какой вид транспорта самый любимый в мире? Машина? В велосипед? Реактивный самолет? Если бы я рискнул предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты мог бы не замечаем трубы, но по ним транспортируется огромное количество жидкости (жидкость и газ) по всему миру тихо и эффективно, день за днем выходной. Для эффективной работы трубам необходим способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стечь полностью.Именно такую ​​работу выполняет клапанов : клапаны похожи на механические переключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать количество жидкости, протекающей через них. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Такое колесо облегчает открытие клапана, потому что оно увеличивает силу, прилагаемую к ободу. производят большую и более полезную силу в центре. Если вы не знаете почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах.Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по бутылке с напитками, позволяя воде входить и выходить, когда вы тянете или толкаете ее зубами.

Клапан — это механическое устройство, которое частично блокирует трубу. или полностью изменить количество проходящей через него жидкости. Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, позволяющий воде под давлением выходить из трубы.Так же, когда вы спускаете воду в туалете, вы открываете два клапана: один (сифон), который пропускает воду чтобы убежать, чтобы опорожнить кастрюлю, а другой шаровой кран), который впускает больше воды в бак для следующего промывать.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас есть газовая варочная панель (варочная панель) Ваша плита, регуляторы, которые включают или выключают газ, являются клапанами. Когда вы увеличиваете огонь, вы открываете клапан, который позволяет больше газ поступает через трубу. Больше газа горит с большим пламенем так вы получите больше тепла.

практически гарантированно установлены на любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который вращается подача воды включается или выключается при каждой промывке барабана. Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открывающиеся и закрывающиеся несколько раз в секунду, чтобы впустить воздух и топливо и дать сгорел выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть довольно важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем вокруг вашего тела.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Эта дроссельная заслонка диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ней! Фото любезно предоставлено НАСА в Общинном сообществе 2) Этот гораздо меньший по размеру дроссельный клапан работает точно так же, откидываясь в центре, чтобы пропустить воздух через трубу. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

фотография отключая воду с запорным клапаном.Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекание воды. В большинстве домов есть такие клапаны на входящей «подаче» холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящие из них. Запорные клапаны очень полезны во время чрезвычайной ситуации (например, при разрыве водопровода) или для выполнения планового обслуживания. После закрытия клапана вы можете безопасно проводить ремонт, не допуская вытекания жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько разные части.Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет прочный металлический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение так клапан закрывается абсолютно плотно. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпусом и подходит для седло, когда клапан закрыт. Также есть некоторая форма механизм открытия и закрытия клапана — ручной рычаг или колесо (как кран или запорный кран) или автоматизированный механизм (как в автомобильном двигателе или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны были выключены, чтобы не допустить выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химикатов (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас есть вода с дозатором). Вот почему уплотнение клапана должно быть надежно закреплено, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт. Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — это физически тяжелая работа: другими словами, вам нужно приложить много усилий, чтобы сделай это.Вот почему некоторые клапаны управляются с помощью рычагов (как на фото здесь, но некоторые могут быть намного длиннее, чтобы обеспечить большее усилие поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют от человека слишком большого усилия, они управляются гидроцилиндрами.

Выбор подходящего материала

Не все клапаны — большие, мощные, промышленные изделия из металла. Внимательно посмотрите на контейнеры для еды на кухне, и вы обнаружите во многих из них есть клапаны.Бутылки с водой (как та, которую я изображал выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо винтовые колпачки. Верхняя часть емкости для еды, которую я сфотографировал ниже, — еще один действительно гениальный пример клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный синтетический силиконовый каучук). Он закрывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому, теоретически, еда может просто капать на стол внизу! Этот оригинальный клапан останавливает его. В резиновом материале есть четыре прорези, через которые проходит еда, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку.Давление, которое вы оказываете, когда вы сжимаете, заставляет пищу проходить через четыре щели, которые открываются. Когда вы отпускаете давление, эластичность клапана заставляет щели снова опуститься вниз и снова закрыть банку. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, даже не замечали этого, но это гениальная инженерная разработка, основанная на подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный клапан для герметизации пищевых продуктов. Слева: вид снизу на запечатанный клапан.В центре: вид сверху на тот же запечатанный клапан. Справа: глядя сверху, мой палец поднимается вверх, чтобы увидеть, как работает самоуплотняющийся щелевой механизм. (Если вам интересно, я считаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические детали того, как это работает, в их US10287066B2: Дозирующий клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут работать в течение всего срока службы, но что с ними происходит после этого.Например, в случае упаковки пищевых продуктов переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на пакетиках для кофе. После того, как кофе обжаривается и разливается по пакетам, ему, возможно, придется простоять на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на сумке он взорвался бы и потенциально лопнул в магазине (или на вашей кухне), разбросав кофе повсюду. На пакетиках с кофе есть оригинальные односторонние «дегазирующие» клапаны, состоящие из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», даже не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть внутрь, он сглаживает мембрану и плотно закрывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет переработки? Если вы начнете ставить сложные пластиковые клапаны на пакеты, это сделает сумки намного сложнее утилизировать. Какой ответ? Сейчас производители делают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Принцип работы кофейных клапанов.Верхний ряд: Слева: Типичный клапан внутри мешка с кофе. В центре: этот компостируемый клапан из биопласта (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с отверстием для газа. Справа: Разберите его, и вы обнаружите, что внутри него также пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя Углекислый газ улетучивается, затем снова становится плоской, чтобы не допустить попадания воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Изображение: Восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть — это клапан и его ручка или элемент управления; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость при открытом клапане.

Многие типы клапанов имеют разные названия. В самые распространенные — бабочка, петух или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

• Шар : В шаровом кране полая сфера (шар) плотно прилегает внутри трубы, полностью перекрывая поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
• Butterfly : Дроссельная заслонка — это диск, который сидит в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или в вертикальном положении (чтобы полностью перекрыть поток).
• Кран или пробка : В кране или пробке расход заблокирован конической заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
• Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы опускать через них металлические ворота.Большинство клапанов этого типа разработан, чтобы быть полностью открытым или полностью закрытым и не может функционируют должным образом, когда они открыты лишь частично. В трубах водоснабжения используются такие клапаны.
• Globe : Водопроводные краны (краны) являются примерами глобуса клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы пропускать через него больше или меньше жидкости.
• Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулируют поток жидкости в таких машинах, как карбюраторы двигателей автомобилей и системы центрального отопления.
• Тарелка : Клапаны в цилиндрах двигателя автомобиля являются тарелками. Эта тип клапана похож на крышку, сидящую на вершине трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
• Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Клапаны, подобные этому, скользят назад и вперед, чтобы поток жидкости в одном или другом направлении вокруг контура трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов — возможно, токсичных химикатов, легковоспламеняющейся нефти, пара высокого давления, или сжатый воздух — его нельзя выпускать ни при каких обстоятельствах. Теоретически клапан должен быть полностью защищен и, будучи закрытым, никогда не должен пропускать жидкость или газ через него. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины. Например, если у вас есть паровой двигатель, приводимый в действие водогрейным котлом, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который бы открылся, позволил пару уйти и безопасно сбросить давление до того, как все произойдет. котел катастрофически взрывается. Клапаны, которые работают таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открывать вручную для той же цели).

Изображение: Пример предохранительного клапана, установленного в обычный водопроводный кран (кран).

В обычном смесителе вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы повернуть клапан вверх или вниз. Это позволяет воде течь слева направо через горизонтальную трубу, вокруг изгиба (через зазор, где находился клапан) и наружу через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу есть дополнительный предохранительный клапан зеленого цвета. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте обвитой вокруг него желтой пружиной. Однако, если давление воды возрастает слишком сильно, она давит на конус, открывает клапан, и вода уходит вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1 449 472: предохранительный кран Пола Б. Вессона и компании Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Справочник по клапанам Филиппа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011. Исчерпывающее руководство по различным типам клапанов, их выбору, размеру и типам проблем, которые могут возникнуть с ними.
• Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство для покупателя.
• Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Диккенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Статьи

• Создание улучшенного клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
• Мужчина из Великобритании получил искусственное пластиковое сердце: NHS Choices, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
• Предохранительные клапаны предотвращают опасность ожога: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты дают отличное понимание технических деталей того, как все работает на самом деле. Есть тысячи, охватывающие множество различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

• US3425439: Дроссельная заслонка Дона В. Даффи.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Жана Гашо. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности от Джеймса Стареса. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
• US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления от Charles Peter deCler. Colder Products Co, 16 марта 2004 г.
• US10287066B2: Дозирующий клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Что такое клапан? | Garlock

Клапан — это устройство, которое может контролировать, перекрывать, направлять или регулировать поток внутри трубопровода, частично или полностью препятствуя его направлению потока, в зависимости от типа приложения .

• Насосы используются для перемещения среды по трубопроводу или увеличения скорости потока среды
• Клапаны могут уменьшать или останавливать скорость потока среды

Чек vs. четверть оборота vs.Подъемный шток

Обратные клапаны

Обратные клапаны позволяют среде течь только в одном направлении и автоматически предотвращают обратный поток (обратное направление). Обратные клапаны работают автоматически и не требуют помощи для открытия или закрытия. Они используются в бытовых отстойниках — они позволяют насосу откачивать воду из вашего подвала, но не позволяют воде возвращаться в трубу.

Четвертьоборотные клапаны

Четвертьоборотные клапаны работают по простому принципу: вы поворачиваете ручку (и шток) на четверть, чтобы открыть или закрыть клапан.Обычными типами неполноповоротных кранов являются шаровые краны, пробковые краны и дроссельные заслонки.

Шаровой кран

Пробка клапана

Клапан-бабочка

Клапаны с выдвижным штоком

Клапаны с выдвижным штоком имеют шток с резьбой, который вращается для открытия или закрытия клапана. Когда шток вращается, он поднимает или опускает механизм закрытия клапана, чтобы пропустить среду или закрыть клапан. Распространенными типами клапанов с выдвижным штоком являются шаровые краны, задвижки, пережимные клапаны (мембранные клапаны — это разновидность пережимных клапанов) и игольчатые клапаны.

Клапан запорный

Задвижка

Пережимной клапан

Включение / выключение по сравнению с регулирующим клапаном

Двухпозиционные клапаны используются либо для обеспечения прохождения среды через нее, либо для ее остановки. Их можно использовать для ограничения количества среды, проходящей через трубу; однако это не самое эффективное их использование и может даже повредить клапан. Все клапаны могут использоваться как двухпозиционные, но не все клапаны могут использоваться в качестве регулирующих клапанов.Задвижки и пробковые клапаны должны использоваться только в качестве двухпозиционных клапанов и не должны использоваться в качестве регулирующих клапанов.

Регулирующие клапаны используются для регулирования или ограничения расхода. Они часто присоединяются к электрическому или пневматическому приводу, который выполняет частые небольшие регулировки для точного контроля количества проходящей среды. Клапаны с выдвижным штоком обычно используются в качестве регулирующих клапанов, поскольку вращение происходит медленно и стабильно, что упрощает точное управление или ограничение количества среды, проходящей через трубопровод.За исключением задвижек и пробок, большинство клапанов можно использовать для управления средой; однако некоторые из них более эффективны, чем другие. Самый распространенный тип регулирующего клапана — это запорный клапан.

Шаровые и задвижки обычно используются в домашних водопроводах. Обратите внимание, что тип ручки (зеленый рычаг или красный маховик) может измениться; однако рычажные ручки обычно используются только с четвертьоборотными клапанами. Клапаны садового шланга обычно представляют собой задвижки, поэтому поток воды можно контролировать.

: какие типы клапанов наиболее распространены?

Существует бесчисленное множество типов клапанов для использования в самых разных отраслях и сферах применения. Когда доходит до регулирующих клапанов, типы клапанов варьируются от простых до сложных; некоторые клапаны достаточно сложны, чтобы автоматически адаптироваться к колебаниям давления и температуры. Независимо от их конструкции, клапаны управления потоком предназначены для регулирования потока или давления жидкостей, и они обычно реагируют на сигналы, генерируемые расходомерами или датчиками температуры.

могут выполнять ряд различных функций в гидравлической системе потока в зависимости от конкретного используемого типа. Одно из наиболее распространенных применений клапана управления потоком — регулирование скорости двигателей или цилиндров в системе. Эта функция возможна благодаря способности клапана регулирования потока влиять на скорость передачи энергии в любой заданной точке системы, влияя на скорость потока.

Способность снижать или увеличивать давление в системе имеет ряд преимуществ. Системные операторы могут использовать клапан управления потоком для быстрого сброса давления в исправном шланге и быстрой замены фитингов. Они также используются во многих потребительских приложениях, таких как душевые, краны и системы полива газонов, чтобы легко уменьшить количество потребляемой воды, не влияя на общую производительность системы. Клапаны управления потоком также известны своей надежностью и, как правило, имеют длительный срок службы, поскольку они не склонны к засорению из-за своей конструкции.

Благодаря этим гибким рабочим параметрам клапаны управления потоком нашли широкое применение в различных областях, связанных с погрузочно-разгрузочными работами, пищевой промышленностью, а также в автоматизированном заводском и складском оборудовании.

Наиболее распространенные типы клапанов в отраслях управления потоком включают:

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о каждом из этих типов клапанов управления потоком и их функциях.

1. Задвижки

— это клапаны общего назначения, используемые в основном для двухпозиционных, не дроссельных клапанов.В частности, задвижки используются в приложениях, требующих прямолинейного потока жидкости с минимальным ограничением

Задвижки могут использоваться для нескольких жидкостей. Как правило, задвижки применимы для питьевой воды, сточных вод и нейтральных жидкостей; при температуре от -20 до 70 градусов Цельсия; максимальная скорость потока 5 метров в секунду; и перепад давления до 16 бар. Задвижки также применимы для газов с температурой от -20 до 60 градусов Цельсия; максимальная скорость потока 20 метров в секунду; и перепад давления до 16 бар.

Задвижки бывают двух типов: параллельные и клиновидные. Параллельные задвижки имеют плоскую задвижку между двумя параллельными седлами. Клиновидные задвижки состоят из двух наклонных седел и наклонной задвижки, которая немного не совпадает.

Изображение с Flickr Elsie esq

2. Клапаны запорные

Клапан с линейным перемещением, шаровые клапаны останавливают, запускают и регулируют поток. Запорные клапаны инициируют закрытие через заглушку с плоским или выпуклым дном, которая опускается на горизонтальное седло, расположенное в центре клапана.Когда пользователь открывает клапан, заглушка поднимается, позволяя жидкости течь. Проходные клапаны используются для включения / выключения и дросселирования, поскольку диск клапана может быть полностью удален с пути потока или он может полностью перекрыть путь потока. Хотя этот тип клапана управления потоком создает несколько более высокие перепады давления, чем прямоточные клапаны, такие как задвижки, пробки и шаровые клапаны, они применимы в ситуациях, когда падение давления через клапан не является определяющим фактором.

Практический предел размера для шаровых клапанов составляет NPS 12 (DN 300), поскольку все давление системы, оказываемое на диск, передается на шток клапана.Однако возможны шаровые клапаны размером больше NPS 12 (DN 300), и производители и инженеры создали и использовали шаровые краны до NPS 48 (DN 1200).

3. Пережимные клапаны

Недорогой регулирующий клапан, пережимные клапаны идеально подходят для суспензий или жидкостей, содержащих значительное количество взвешенных твердых частиц. Пережимные клапаны уплотняются с помощью одного или нескольких гибких элементов, таких как резиновые трубки, которые сжимаются, перекрывая поток. Эти резиновые втулки являются единственной смачиваемой частью клапана, а их гибкость позволяет пережимным клапанам плотно закрываться вокруг захваченных твердых частиц. Воздух или гидравлическое давление подается непосредственно на эластомерную втулку для срабатывания пережимных клапанов. Корпус пережимного клапана действует как встроенный привод, что исключает использование дорогостоящих гидравлических, пневматических или электрических операторов и приводит к экономической эффективности этого типа клапана управления потоком.

4. Мембранные клапаны

Использование мембранных клапанов дает множество преимуществ: они очень чистые, имеют герметичное уплотнение, плотно закрываются, просты в обслуживании и уменьшают утечку в окружающую среду. Мембранные клапаны также можно ремонтировать, не прерывая трубопровод. С другой стороны, к недостаткам использования мембранных клапанов можно отнести возможность их использования только при умеренных температурах от -60 до 450 градусов по Фаренгейту и при умеренном давлении примерно 300 фунтов на квадратный дюйм. Мембранные клапаны не могут использоваться в многооборотных операциях и не имеют стандартных габаритных размеров. Также корпус мембранного клапана должен быть изготовлен из коррозионно-стойких материалов.

Изображение с Flickr, Уильям Херрон

5.Игольчатые клапаны

Игольчатые клапаны — это клапаны регулирования объема, которые ограничивают поток в небольших линиях. Жидкость, проходящая через клапан, поворачивается на 90 градусов и проходит через отверстие, которое служит седлом для штока с коническим наконечником. Размер отверстия изменяется, когда пользователь размещает конус относительно сиденья. Игольчатые клапаны похожи на шаровые клапаны в том, что они имеют несколько общих конструктивных особенностей и имеют аналогичные преимущества; например, как игольчатые, так и шаровые клапаны позволяют операторам изменять расход с помощью вращающегося штока с резьбой. Разница между игольчатыми клапанами и шаровыми клапанами заключается в точности, которую могут обеспечить игольчатые клапаны. Фактически, игольчатые клапаны — идеальный выбор для калибровки, поскольку они могут быть точно настроены.

Клапаны регулирования расхода являются необходимыми компонентами в широком спектре отраслей промышленности. Определение того, какой тип клапана управления потоком лучше всего подходит для вашей конкретной ситуации, зависит от множества критериев, но наиболее часто используемые типы включают задвижки, шаровые краны, пережимные клапаны, мембранные клапаны и игольчатые клапаны.
Изображение из Flickr by nalundgaard

Другие типы регулирующих клапанов

В то время как пять типов регулирующих клапанов, описанных выше, являются одними из наиболее часто используемых типов клапанов, существуют и другие типы регулирующих клапанов с особенностями, которые делают их пригодными для различных применений.Вот несколько других типов регулирующих клапанов.

Затвор дисковый. Дроссельная заслонка приводится в действие вращением диска в пределах проходного сечения, и из-за этой конструкции у него нет линейных характеристик потока. Это делает эти клапаны менее точными, чем более распространенные типы регулирующих клапанов, указанные выше. По этой причине его часто можно отклонить как выбор клапана управления потоком, хотя он полезен в некоторых приложениях, которые не требуют очень высокой степени точности.Они также являются очень доступным вариантом клапана, поэтому их стоит рассматривать в правильных приложениях.

Пробковый клапан. Пробковые клапаны бывают различных конфигураций и приводятся в действие путем вращения цилиндрической или конической пробки внутри корпуса клапана для регулирования потока через полую область пробки. Для приложений управления потоком наиболее распространенной конструкцией является эксцентриковый плунжерный клапан, в котором используется половина плунжера для создания более высокого усилия посадки с минимальным трением при открытии и закрытии.Преимущество этого заключается в большей способности отключения, что идеально для ситуаций регулирования потока.

Шаровой кран. Шаровые краны широко используются в проточных системах во многих отраслях промышленности из-за их низкой стоимости, долговечности и отличной способности перекрытия. Подобно дроссельным клапанам, они не так эффективны для приложений управления потоком, которые требуют высокой степени точности и контроля. Одна из причин этого заключается в том, что шаровой кран требует высокого крутящего момента для открытия и закрытия, что не позволяет оператору выполнять точную регулировку. Между штоком и шаром также имеется определенный «люфт», который может затруднить определение конкретных значений расхода. Для приложений управления потоком, где возможен шаровой клапан, например, для наполнения резервуара с разумной степенью точности, обычно лучшим выбором является конструкция с цапфой или v-образным отверстием.

используются в различных приложениях, таких как водопроводные, механические и газовые. При выборе подходящего клапана регулирования потока для конкретного применения необходимо учитывать множество факторов, таких как характеристики жидкости, условия эксплуатации, частота использования клапана, техническое обслуживание и экологические соображения.Поскольку доступно множество типов клапанов, сравнение функций и характеристик различных клапанов с характеристиками вашего приложения поможет вам определить наиболее подходящий клапан управления потоком для вашего приложения.

Что такое клапан? — Мир технического обслуживания — Мир технического обслуживания — источник статей для профессионалов в области управления надежностью и техническим обслуживанием

из журнала Valve Magazine

Клапан — продукт, редко замечаемый средним человеком, но он играет важную роль в качестве нашей жизни. Каждый раз, когда вы включаете водопроводный кран, пользуетесь посудомоечной машиной, включаете газовую плиту или нажимаете педаль газа в автомобиле, вы включаете клапан. Без современных клапанных систем в вашем доме не было бы свежей чистой воды или автоматического отопления. Не было бы коммунальных услуг, а, кроме дров и угля, почти не было бы никакой энергии. О пластмассе, как и о многих недорогих потребительских товарах, ничего не слышно. По определению, клапан — это устройство, которое контролирует поток жидкости. Сегодняшние клапаны могут управлять не только потоком, но также скоростью, объемом, давлением или направлением жидкостей, газов, суспензий или сухих материалов через трубопровод, желоб или аналогичный проход.Они могут включать и выключать, регулировать, модулировать или изолировать. Они могут иметь размер от долей дюйма до 30 футов в диаметре и могут различаться по сложности от простого латунного клапана, доступного в местном хозяйственном магазине, до прецизионный и сложный регулирующий клапан системы теплоносителя, сделанный из экзотического металлического сплава, в ядерном реакторе.

могут управлять потоками всех типов, от тончайшего газа до высококоррозионных химикатов, перегретого пара, абразивных шламов, токсичных газов и радиоактивных материалов.Они могут выдерживать температуры от криогенных областей до расплавленного металла и давления от высокого вакуума до тысяч фунтов на квадратный дюйм.

Клапан — один из самых основных и незаменимых компонентов нашего современного технологического общества. Это необходимо практически для всех производственных процессов и каждой системы производства и энергоснабжения. Тем не менее, это один из старейших продуктов, известных человеку, с тысячелетней историей.

Многооборотные клапаны или клапаны с линейным перемещением
Четвертьоборотные клапаны или поворотные клапаны
Самоходные клапаны
Регулирующие клапаны
Специальные клапаны

Ручные приводы
Гидравлические и пневматические приводы
Электрические приводы

Задвижка
Задвижка — это клапан общего назначения, используемый в основном для двухпозиционных, не дросселирующих функций. Клапан закрывается плоской поверхностью, вертикальным диском или задвижкой, которая скользит вниз через клапан, блокируя поток.

Проходной клапан
Проходной клапан обеспечивает закрытие с помощью заглушки с плоским или выпуклым дном, опущенной на соответствующее горизонтальное седло, расположенное в центре клапана. Поднятие заглушки открывает клапан, позволяя жидкости течь. Шаровой клапан используется для двухпозиционных режимов работы и регулирует дросселирование.

Пережимной клапан
Пережимной клапан особенно подходит для суспензий или жидкостей с большим количеством взвешенных твердых частиц.Он герметизируется с помощью одного или нескольких гибких элементов, таких как резиновая трубка, которую можно зажать, чтобы перекрыть поток.

Мембранный клапан
Мембранный клапан закрывается с помощью гибкой диафрагмы, прикрепленной к компрессору. Когда компрессор опускается штоком клапана на водослив, диафрагма перекрывает поток. Мембранный клапан предназначен для работы в коррозионных, эрозионных и грязных средах.

Игольчатый клапан
Игольчатый клапан — это клапан регулирования объема, который ограничивает поток в небольших линиях.Жидкость, проходящая через клапан, поворачивается на 90 градусов и проходит через отверстие, которое является седлом стержня с коническим наконечником. Размер отверстия изменяется путем позиционирования конуса относительно седла.

Плунжерный клапан
Плунжерный клапан используется в основном для двухпозиционных режимов работы и некоторых дросселирования. Он регулирует поток с помощью цилиндрической или конической заглушки с отверстием в центре, которое совпадает с траекторией потока клапана, чтобы обеспечить поток. Четверть оборота в любом направлении перекрывает путь потока.

Шаровой кран
Шаровой кран по своей концепции аналогичен плунжерному клапану, но в нем используется вращающийся шар с отверстием, проходящим через него, что обеспечивает сквозной поток в открытом положении и перекрывает поток, когда шар поворачивается на 90 градусов. заблокировать проход потока. Он используется для включения-выключения и регулирования.

Дроссельная заслонка
Дроссельная заслонка управляет потоком с помощью круглого диска или лопасти, ось поворота которой расположена под прямым углом к ​​направлению потока в трубе.Дроссельная заслонка используется как для двухпозиционного, так и для дроссельного режима.

Обратный клапан
Обратный клапан предназначен для предотвращения обратного потока. Поток жидкости в желаемом направлении открывает клапан, а обратный поток заставляет клапан закрыться.

Клапан сброса давления
Клапан сброса давления предназначен для защиты от избыточного давления в линиях пара, газа, воздуха и жидкости. Клапан «выпускает пар» при превышении безопасного давления, а затем снова закрывается, когда давление падает до заданного уровня.

Регулирующий клапан
Регулирующий клапан разработан для обеспечения точного пропорционального регулирования расхода. Он автоматически изменяет скорость потока на основе сигналов, которые он получает от датчиков в непрерывном процессе. Некоторые клапаны разработаны специально как регулирующие клапаны. Однако для большинства типов клапанов можно использовать регулирующие клапаны, как линейного, так и вращательного движения, путем добавления силовых приводов, позиционеров и других принадлежностей.

Помимо этих стандартных клапанов, многие производители клапанов производят клапаны и приводы по индивидуальному заказу для конкретных применений.Клапаны доступны в широком спектре размеров и материалов. Каждая конструкция имеет свои преимущества, и выбор правильного клапана для конкретного применения имеет решающее значение. Факторы, которые обычно учитываются при выборе клапана, включают:

• Вещество, с которым нужно работать, и требуемый расход.
• Требование, чтобы клапан управлял и / или перекрывал поток в соответствии с условиями эксплуатации.
• Способность клапана выдерживать максимальное рабочее давление и температуру.
• Способность клапана противостоять коррозии или эрозии.
• Требования к приводу, если таковые имеются.
• Требования к техническому обслуживанию и ремонту.

Ручные приводы
Ручной привод использует рычаги, шестерни или колеса для облегчения движения; в то время как автоматический привод имеет внешний источник питания для обеспечения силы и движения для дистанционного или автоматического управления клапаном. Силовые приводы необходимы для клапанов трубопроводов, расположенных в удаленных районах: они также используются на клапанах, которые часто используются или дросселируются.Клапаны особенно большого размера могут быть невозможны или непрактичны для ручного управления просто из-за требований к мощности.

Некоторые клапаны могут находиться в чрезвычайно агрессивных или токсичных условиях, что исключает ручное управление. Кроме того, в качестве меры безопасности могут потребоваться некоторые типы силовых приводов, чтобы они работали быстро, отключая клапан в случае аварии.

Гидравлические и пневматические приводы
Гидравлические и пневматические приводы часто представляют собой простые устройства с минимумом механических частей, используемые на линейных или четвертьоборотных клапанах.На поршень действует достаточное давление воздуха или жидкости, чтобы обеспечить прямолинейное движение задвижки или шаровых клапанов. В качестве альтернативы тяга может быть механически преобразована во вращательное движение для управления четвертьоборотным клапаном. Большинство типов гидравлических приводов могут поставляться с функциями отказоустойчивости для закрытия или открытия клапана в чрезвычайных обстоятельствах.

Электрические приводы
Электрический привод имеет моторный привод, который обеспечивает крутящий момент для управления арматурой. Электрические приводы часто используются в многооборотных клапанах, таких как задвижки или шаровые краны.С добавлением четвертьоборотного редуктора их можно использовать на шаровых, пробковых или других четвертьоборотных клапанах.

Что такое уплотнение клапана? | Сальник штока клапана

Независимо от типа клапана, для всех регулирующих клапанов с приводом от штока требуется уплотнение той или иной формы, позволяющее перемещать шток от какого-либо внешнего устройства (привода) во время уплотнения технологической жидкости, чтобы не было утечек между подвижным штоком и корпусом клапана. Общий термин для этого уплотнительного механизма — набивка.

Эта механическая особенность мало чем отличается от сальника, используемого для защиты от попадания морской воды в лодку или судно в точке, где гребной вал проходит через корпус:

Основная проблема для корабля такая же, как и для регулирующего клапана: как позволить движущемуся валу проходить через непроницаемый барьер для некоторой жидкости (в случае корпуса корабля жидкостью является морская вода. ).Решение состоит в том, чтобы обернуть вал гибким материалом, который поддерживает плотное прилегание к валу, не ограничивая его движение.

Традиционным упаковочным материалом для гребных валов судов является льняной канат. Обычно используется какая-то смазка, чтобы этот набивочный материал не создавал чрезмерного трения при движении вала. (Некоторые упаковочные материалы, особенно тефлон и графит, как правило, самосмазывающиеся.)

В современных морских сальниках вместо льна используются современные материалы, такие как тефлон (PTFE) или графит, которые изнашиваются дольше и пропускают меньше воды.В мире регулирующих клапанов традиционным уплотнительным материалом раньше был асбест (имеющий форму колец или веревок, во многом напоминающий лен, который использовался в сальниках), но теперь это обычно также тефлон или графит.

В случае судового сальника небольшая утечка воды не является проблемой, поскольку все суда оснащены трюмными насосами для откачивания собранной воды с течением времени. Однако утечка просто недопустима во многих применениях промышленных регулирующих клапанов, где мы должны минимизировать неконтролируемые выбросы.

«Неорганизованный выброс» — это любой нежелательный выброс технологического вещества в окружающую среду, обычно из-за утечек вокруг валов насоса и клапана. Для регулирующих клапанов, где это вызывает беспокойство, доступны специальные «экологические» комплекты уплотнений.

Уплотнение в клапане с поступательным движением штока соответствует части корпуса клапана, называемой крышкой, как показано на упрощенной схеме одинарного проходного клапана с направляющими штоком:

Здесь набивочный материал представляет собой несколько концентрических колец, установленных на штоке клапана подобно шайбам на болте.Эти уплотнительные кольца прижимаются сверху фланцем сальника для приложения сжимающей силы по окружности штока клапана.

Эта сжимающая сила необходима для создания механического напряжения в уплотнительном материале, чтобы он плотно прилегал к штоку клапана и внутренней стенке крышки.

Две гайки, навинченные на шпильки, обеспечивают надлежащее усилие на уплотнительных кольцах. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не перетянуть эти гайки и не сжать уплотнительный материал, иначе набивка создаст чрезмерное трение на штоке клапана.

Это трение не только будет препятствовать точному движению штока клапана, но также приведет к чрезмерному износу штока и набивки, увеличивая вероятность утечки уплотнения в будущем. Недостаточное усилие на фланце сальника приведет к плохому уплотнению, а технологическая жидкость может вытечь через сальник и из клапана.

При более внимательном рассмотрении крышки видно, что множество компонентов, работающих вместе, образуют герметичное уплотнение с низким коэффициентом трения для движущегося штока клапана:

На этой схеме мы видим два набора уплотнительных колец, разделенных металлической деталью, называемой фонарным кольцом.Фонарное кольцо действует как прокладка, позволяя смазке, подаваемой через отверстие для смазки, поступать в оба набора сальников из середины крышки.

Показанная здесь набивка «нагружена» сжимающей силой, оказываемой грундбуксой. Единственная эластичность этой системы заключается в самом упаковочном материале. Это называется стационарной загрузкой , также известной как упаковка для варенья. Со временем, когда набивочный материал изнашивается и изнашивается, грундбуксу необходимо повторно сжать, осторожно затянув гайки набивки.

При затягивании гаек сальника на неподвижно нагруженном сальниковом комплекте необходимо соблюдать особую осторожность. Недостаточный крутящий момент (который приводит к недостаточному напряжению, приложенному к набивке) приведет к утечке технологической жидкости. Чрезмерный крутящий момент (вызывающий чрезмерную нагрузку на сальник) приведет к высокому трению штока клапана и преждевременному выходу из строя сальника.

Последний сценарий обычно встречается на промышленных предприятиях, где благонамеренный, но не информированный персонал чрезмерно затягивает сальниковое уплотнение клапана, чтобы предотвратить утечки.Правильным средством устранения утечки в сальнике, несмотря на то, что он был правильно затянут, является замена, а не дальнейшая затяжка.

Альтернативой «стационарной» нагрузке является вставка металлической пружины в узел набивки, чтобы упругость пружины помогала поддерживать соответствующую величину напряжения набивки по мере износа и старения набивочного материала. Это называется динамической загрузкой, примеры которой показаны здесь:

В одном из этих примеров мы видим цилиндрическую пружину внутри крышки, используемую для динамической нагрузки сальника.В другом примере мы видим набор шайб из пружинной стали, известный как пружина Бельвилля.

Belleville имеют вогнутый профиль, что придает им сопротивление сжатию по оси вала. Эти пружинные шайбы всегда устанавливаются друг против друга парами (вогнутая против вогнутой, выпуклая против выпуклой), поэтому у шайб есть место для сжатия.

Фотографии реального сальника клапана в сборе, снятого с крышки (слева) и вновь собранного на штоке клапана (справа), показывают структуру сальника и связанных с ним компонентов.

В этом сальниковом узле нет фонарного кольца, но есть винтовая пружина. Это делает его упаковкой с динамической загрузкой, а не упаковкой для варенья.

В случаях сальникового уплотнения, требующих внешней смазки, лубрикатор сальника штока может быть подключен к смазочному отверстию на крышке. В этом устройстве в качестве поршня используется длинный болт с резьбой для подачи смазки в узел уплотнения:

Для работы лубрикатора ручной клапан на лубрикаторе сначала фиксируется в закрытом (закрытом) положении, затем полностью выкручивается болт, пока он не выпадет из корпуса лубрикатора.

Соответствующая консистентная смазка выдавливается в отверстие для болта в корпусе лубрикатора, и болт ввинчивается на место до затяжки вручную. Используя гаечный ключ или головку, чтобы еще немного затянуть болт (создавая давление в смазке), и открытие ручного клапана позволяет смазке попасть в камеру сальника.

Затем полностью ввинчивают болт, вталкивая всю смазку в набивку. На заключительном этапе ручной клапан полностью закрывается, поэтому технологическая жидкость не может вытечь за резьбу болта.

Два наиболее распространенных уплотнительных материала, используемых сегодня, — это тефлон (PTFE) и графит. Тефлон является лучшим из двух в отношении уплотнения жидкости, трения штока и износа штока.

Тефлон также достаточно устойчив к воздействию самых разных химических веществ. К сожалению, он имеет ограниченный диапазон температур и не может выдерживать интенсивное ядерное излучение (что делает его непригодным для использования вблизи реакторов на атомных электростанциях).

Графит — это еще один самосмазывающийся уплотнительный материал, который имеет гораздо больший диапазон температур, чем тефлон, а также способность выдерживать резкое ядерное излучение, но создает гораздо большее трение штока, чем тефлон.

Графитовая набивка также обладает неудачным свойством допускать гальваническую коррозию между металлами штока и крышки из-за своей электропроводности. Временные цинковые шайбы иногда добавляют к графическим набивным узлам, чтобы уменьшить коррозию, но это лишь откладывает, а не предотвращает коррозионное повреждение штока.

На следующих фотографиях показаны образцы плетеной графитовой (слева) и тефлоновой (справа) «веревочной» набивки, более длинные части которой обычно можно найти согнутыми вокруг штоков клапанов для образования уплотнений.

Графитовая набивка имеет блестящую поверхность и легко отслаивается, тогда как тефлоновая набивка имеет белый цвет и сохраняет свою целостность. Оба кажутся скользкими на ощупь:

Гибридные упаковочные материалы, такие как тефлон, армированный углеродом, были разработаны в попытке объединить лучшие характеристики обоих материалов.

Унаследованный материал уплотнения клапана — это асбест, вплетенный в уплотнительные кольца почти так же, как графитовые волокна вплетены в современные уплотнительные кольца.

Асбест — минерал, что делает его пригодным для высокотемпературных процессов. Его электрическая непроводимость устранила проблему гальванической коррозии, присущую графиту.

К сожалению, его классификация как опасного вещества не позволяет использовать его в качестве упаковочного материала для современных приложений.

Также читайте: Установка, обслуживание, разборка и повторная сборка регулирующего клапана

Half-Life: Alyx в Steam

Об этой игре

Играя за Аликс Вэнс, вы — единственный шанс человечества на выживание. Контроль Альянса над планетой после инцидента с Черной Мезой только усилился, поскольку они загоняли оставшееся население в города. Среди них — некоторые из величайших ученых Земли: вы и ваш отец, доктор Эли Вэнс.

Как основатели молодого сопротивления, вы продолжали свою подпольную научную деятельность — проводя критические исследования и создавая бесценные инструменты для немногих людей, достаточно храбрых, чтобы бросить вызов Синдикату.

Каждый день вы узнаете больше о своем враге, и каждый день вы работаете над поиском слабости.

ОБ ИГРЕ В VR:

Возвращение Valve во вселенную Half-Life, с которой все началось, было создано с нуля для виртуальной реальности. VR был создан для обеспечения игрового процесса, который лежит в основе Half-Life.

Погрузитесь в глубокие взаимодействия с окружающей средой, решение головоломок, исследование мира и жестокие бои.

Наклонитесь, чтобы прицелиться вокруг сломанной стены и под Barnacle, чтобы сделать невозможный выстрел.Поройтесь по полкам, чтобы найти лечебный шприц и несколько патронов для дробовика. Манипулируйте инструментами для взлома чужих интерфейсов. Бросьте бутылку в окно, чтобы отвлечь врага. Сорви хедкраба с лица и выбрось в окно.

СРЕДА, СОЗДАВАЕМЫЕ СООБЩЕСТВОМ

В игру включен набор инструментов Source 2 для создания новых уровней, позволяющий любому игроку создавать и вносить свой вклад в новые среды для сообщества с помощью Half-Life: Alyx’s Steam Workshop.Hammer, инструмент разработки уровней от Valve, был обновлен всеми игровыми инструментами и компонентами виртуальной реальности.

Описание содержимого для взрослых

Разработчики описывают контент так:

Включает насилие и кровопролитие.

Определение клапана или что такое клапан

  Клапан   существительное  - любое устройство для закрытия или изменения 
 прохода через трубу, выход, вход и т.п., 
, чтобы остановить, разрешить или контролировать поток 
 жидкая среда.