Редукційні клапана

Що таке редукційний клапан

У багатьох гідравлічних і парогазових, в т. ч. пневматичних системах (транспортних, розподільних, теплообмінних, паро - газо - і гідроприводах), для забезпечення їх штатної та безаварійної роботи потрібне постійне підтримання робочого тиску на певному рівні (стабілізація). Водночас нагнітальні агрегати (насоси, помпи, компресори, турбіни, котли) часто мають великий запас потужності і продуктивності по відношенню до пропускної здатності такої системи, і не дозволяють самостійно забезпечити в ній постійний (стабільний) тиск робочого середовища. Також на стабільність підтримки робочого тиску в гідравлічній або пневматичній системі впливають зміни в робочих режимах споживачів (сервоприводів, виконавчих механізмів, розбірної арматури) , і можливі нештатні або аварійні ситуації в їх роботі.

В переважній більшості випадків побудови гідро - і парогазових систем, реалізувати в них ручне управління робочим тиском не представляється можливим. Таке завдання під силу тільки автоматиці. Редукційні (знижуючі) клапана якраз і покликані вирішувати такі завдання.

Редукційний гідравлічний або парогазовий (пневматичний) клапан – це автоматичний регулюючий прилад, завданнями якого є:

• зниження поданого від нагнітача тиску середовища в системі до необхідного для її споживачів рівня. Тиск на вході в редукційний клапан називається поданим (нагнітаємим), на виході з нього – редукованим (робочим, номінальним).
• автоматична підтримка (стабілізація) робочого тиску в системі.

Будова та принцип дії редукційного клапана

Принцип роботи практично будь-якого редукційного клапана заснований на зміні прохідного перерізу трубопроводу (напору середовища, гідравлічного опору) регулюють дроселем (або золотником, затвором), від повного його відкривання (коли редукований тиск нижче необхідного в системі) до повного закривання (коли тиск, що нагнітається перевищує поріг настройки клапана). Відмінності редукційних клапанів різної конструкції – тільки в реалізації механізму автоматики приводу регулюючого дроселя.

Серед основних, найпоширеніших принципових схем побудови редукційного клапана, розрізняють наступні:

Редукційний клапан прямої дії. У цій конструкції тиск, що нагнітається на вході в клапан тисне на врівноважуючий поршень дроселя, намагаючись його закрити, йому протидіюче зусилля задає пружина, яка намагається повністю відкрити дросель. Під впливом цих протилежно спрямованих змінних сил автоматично встановлюється поточне значення прохідного перерізу дросельної щілини, і відповідно, автоматично підтримується задане значення редукованого тиску. Необхідне значення редукованого тиску задається механізмом (гвинтом) регулювання пружності задаючої пружини.

при малих значеннях витрати робочого середовища клапан прямої дії показує цілком прийнятні результати по точності і стабільності регулювання тиску в системі. Але при великих значеннях витрати робочого середовища такий клапан регулює тиск з великими похибками. Причиною таких похибок є велика турбулентність потоку навколо дроселюючої головки, і викликані цією турбулентністю скачки тиску в клапані. 

Схема:

Рн – тиск напору;

Рред – тиск редукований;

1 – золотник;

2 – корпус;

3 – задаюча пружина;

4 – регулювальний гвинт

Редукційний клапан непрямої дії. В схему клапана непрямої дії вводиться відвідна лінія з постійним дроселем і додатковим перепускним клапаном, в ролі якого, як правило, виступає підпружинена кулька. Якщо редукований тиск після основного золотника починає перевищувати певне значення (зростає витрата середовища і основний золотник дає похибки), підпружинена кулька відкриє зливний канал, і частина рідини по відвідній лінії через постійний дросель піде на злив, тим самим знижуючи збільшену витрату середовища, і відповідно, знижуючи редукований тиск. Таким чином, клапан непрямої дії зменшує негативний вплив великої витрати середовища, підвищує точність регулювання і стабілізації редукованого тиску в системі. Але і в роботу клапана непрямої дії можуть вкрастися похибки, якщо продуктивність постійного дроселя відвідній лінії не буде справлятися із збільшеним тиском потоку.

Схема:

1 – кулька перепускного клапана;

2 – пружина перепускного клапана;

3 – задаюча пружина;

4 – постійний дросель;

5 – дросель (золотник);

6 – регулювальний гвинт;

7 – зливний канал;

8 – камера;

9 – підвідний канал;

10 – відвідна лінія.

 редукційний клапан з пілотним управлінням. Принцип роботи редукційного клапана з пілотним керуванням заснований на тому, що переміщення дроселя клапана відбувається частково за рахунок тиску робочого середовища, і частково за рахунок зусилля пружини, як в клапанах прямої або непрямої дії. В схему такого редукційного клапана вводиться додатковий пілотний клапан (пілот), який контролює добір редукованого середовища і його подачу в камеру над підпружиненим поршнем (мембраною в клапанах мембранного типу) дроселя або затвора.

Якщо редукований тиск починає перевищувати задане значення (пружина дроселя не справляється з протидією зростанню потоку середовища), то пілотний клапан відкривається, подаючи частину потоку в запоршневу (замембранну) камеру. Під впливом тиску середовища на поршень (або на мембрану) дросель (затвор) клапана буде опускатися, зменшуючи дросельну щілину між своєю головкою (затвором) і сідлом. Таким чином, потік середовища, і відповідно, редукований тиск, будуть зменшуватися.

Вважається, що редукційний клапан з пілотним керуванням забезпечує найкращу точність і стабільність регулювання тиску в системі. Також дана схема дозволяє регулювати тиск у системі дистанційно, керуючи відкриттям або закриттям пілотного клапана за допомогою пневматичного або електромеханічного приводу.

Схема:

1, 2, 3 – запірні крани;

4 – пристрій контролю;

5 – пілотний клапан;

9 – вихідний канал для редукованого потоку

10 – надмембранна камера;

11 – затвор клапана;

12 – сідло клапана.

Сфери застосування

Мало яка газова або гідравлічна система обходиться без системи регулювання тиску, основу якої складають редукційні клапана різної конструкції. Набагато простіше систематизувати їх по робочому середовищу, для роботи з якою вони призначені:

• редукційні клапана для роботи з водою – застосовуються в різноманітних водопровідних системах забору, транспортування, розбору (розподілу) води, системах зрошення, мийних машинах, системах водяного опалення та охолодження;
• клапана для роботи з парою – для систем з паровим приводом, паровим опаленням, очищення паром та ін;
• редукційні клапани для роботи з олією – застосовуються переважно в технічних агрегатах з гідроприводом;
• для холодоагентів і фреонів – застосовуються в холодильних установках і системах клімат-контролю;
• для технічних і спеціальних рідин – в системах транспортування, зберігання та розподілу спецжидкостей, забезпечення технологічних та технічних процесів за їх участю;
• редукційні клапани для повітря – застосовуються в системах повітряного охолодження, вентиляції, кондиціонування, пневмоприводах;
• редукційні клапани для промислових, технічних, паливних газів – застосовуються у відповідних газових системах транспортування, зберігання, застосування.

Переваги редукційних клапанів компанії  Yoshitake

Японська компанія Yoshitake більше семидесяти років спеціалізується на виробництві надійної та енергозберігаючої апаратури для гідравлічних, пневматичних, водяних і газових канальних (трубопровідних) систем різного складу, призначення, режимів роботи. Гарантована якість продукції Yoshitake підтверджується високою діловою репутацією і авторитетом, які завойовані компанією в усьому світі.

Редукційні клапана Yoshitake характеризуються:

• технічною досконалістю, продуманістю і компактністю конструкції;
• високою точністю і стабільністю підтримання необхідних робочих параметрів;
• енергоефективністю застосування;
• використанням тільки якісних конструкцій, міцних й корозійностійких матеріалів;
• загальною технічною надійністю і довговічністю.

Якщо ви зацікавлені в тривалій і безаварійній роботі своєї канальної (трубопровідної) системи, вам обов'язково слід укомплектувати її трубопровідною регулюючою апаратурою Yoshitake.