Клапаны, используемые на судах - шаровый и запорный

Продолжаем важную тему – клапана, используемые на судах. Мы уже рассказали о клапанах-задвижках и дроссельных клапанах. Следующий популярный вид клапанов, широко используемый и на суше –

Шаровой клапан

Как и дроссельный, шаровой относится к «четвертьоборотным» клапанам. В чём-то они схожи и по конструкции, такой же простой и надёжной. Малые размеры – до DN100 – имеют «плавающий» шар между тефлоновыми (PTFE) сёдлами. Корпус делается из стали, нержавеющей стали или латуни, покрытой слоем никеля или хрома.

Благодаря своей конструкции шаровые клапаны могут работать в самых разнообразных средах при высоких давлении и температуре. Многие модели имеют т.н. противовыбросовый шток, который не может быть выжат наружу внутренним давлением в магистрали. Тем не менее, при намерении использовать шаровой клапан с тефлоновым седлом при повышенной температуре, всегда надо проверять значение максимального рабочего давления при данной температуре по таблицам производителя. Когда имеешь дело с горячим паром, раскалённым маслом или кипятком, всегда лучше подстраховаться.

Прямоточная конструкция гарантирует минимальные потери давления. Большинство моделей полнопроходные, хотя из соображений экономии иногда используются шаровые клапаны с уменьшенным диаметром (просветом).

Шаровые клапаны в основном используются при давлении более 25 бар, а для гидравлических систем, где давление может превышать 150 бар – это основной вариант. Вообще можно сказать, что до условного размера DN100 (внутренний диаметр приблизительно 100 мм) шаровые клапана как технически, так и экономически – наилучший выбор. При больших размерах сильно увеличивается вес и уже нужен специальный механизм для поворота, что делает такие клапана менее привлекательными.

Особая сфера применения для шаровых клапанов – топливная система. Здесь должны использоваться клапана в противопожарном исполнении, оборудованные антистатической защитой.

Шаровые клапана небольших размеров идеальны для систем удалённого управления с электрическим или пневматическим приводом, при очень малом времени отклика.

Запорный клапан

Другое название – регулирующий клапан (иногда в переводных текстах его ошибочно называют шаровым). Это и есть знакомый всем нам с детства кран с барашком, который надо откручивать на несколько оборотов, чтобы вода потекла полным потоком.

Устроен он тоже просто и надёжно, как и всё на судах (в идеале). С тех пор как эти клапана начали использоваться в паровых двигателях на заре индустриальной эры, их классическая конструкция не изменилась. Корпус с горизонтальной перегородкой, в которой есть круглое отверстие (седло). Оно закрывается диском, двигающимся вверх и вниз на шпинделе с резьбой. Диск соединён со шпинделем так, что может проворачиваться и немного качаться, что обеспечивает плотность прилегания к седлу и отсутствие проворачивания при затягивании.

Если диск не прикреплён к шпинделю, получаем обыкновенный обратный клапан.

Материалы для корпуса и крышки – чугун, бронза, нержавеющая сталь в зависимости от типа перекачиваемой жидкости.

Отличительная особенность этих клапанов – поток в них меняет направление на 180°, поэтому потери давления больше чем у других видов клапанов – шаровых, заслонок, затворов.

Замечательное свойство регулирущих клапанов – благодаря седлу «металл-металл» их можно использовать для любой среды, при высоких температуре и давлении. Герметичность закрывания обеспечивается правильным подбором материала для уплотнительного кольца седла. Как инженеры старой школы объясняли «на пальцах» - чем большее усилие вы приложили на шпиндель, для того чтобы закрыть клапан, тем правильнее был ваш выбор!

Лучшее положение для установки – горизонтально, так чтобы поток пытался поднять диск клапана. Теоретически, чтобы полностью открыть такой клапан, достаточно поднять диск на 1/4 гидравлического диаметра: 25 мм для DN100, на практике немного больше.

Для работы с паром запорные клапана – основной, а может и единственный выбор. Они используются именно как запирающие клапана, не надо путать их с иногда устанавливаемыми контрольными (управляющими) клапанами. При сходной конструкции управляющий клапан при нормальной работе никогда не перекрывает поток полностью.

Область применения на судах – охлаждающая вода, пар, чистая вода.