Редукционные клапаны YOSHITAKE

Понятие редукционного клапана

Редукционный клапан представляет собой разновидность регулирующей трубопроводной арматуры, и предназначен для понижения (редуцирования) давления рабочей среды, для получения на выходе клапана более низкого (пониженного, редуцированного) давления, в сравнении с подаваемым давлением на вход клапана.

Основными задачами, которые решаются с помощью редукционных клапанов, являются:

• обеспечение расходом среды рабочей (нагрузочной) трубопроводной аппаратуры, которая работает на более низком давлении, чем давление подающей магистрали;
• обеспечение подключения к подающей магистрали нескольких нагрузочных аппаратов или абонентских сетей;
• защита рабочей (нагрузочной) аппаратуры от колебаний и перегрузок в системе по давлению.

Редукционные клапана являются трубопроводной арматурой автоматического действия, которые осуществляют беспрерывное регулирование давления среды на выходе из клапана под воздействием значения давления среды на входе клапана (некоторые варианты конструкции – также на выходе из клапана).

Часто редукционные клапаны применяются для снижения давления и температуры пара перед пластинчатыми теплообменниками таких производителей как TRANTER, OPEKS, Alfa Laval и других. Снижение температуры обеспечивает продолжительный срок службы уплотнений теплообменников.

Типы и разновидности редукционных клапанов

В зависимости от характера привода клапана, редукционные клапана могут быть:

1. Прямого действия, в которых инициирование открывания и закрывания клапана осуществляется непосредственным воздействием давления рабочей среды на механизм его привода. Редукционные клапана прямого действия характеризуются простотой и надежностью конструкции, но в то же время имеют небольшой диапазон регулирования, не отличаются высокой точностью работы и быстротой реакции. В зависимости от конструкции привода клапанного механизма, могут быть: мембранного, сильфонного, поршневого, плунжерного типа.
2. Пилотные, в которых управление работой клапана осуществляется опосредовано, через дополнительный управляющий механизм (аппарат) – пилот. Клапанные пилоты, в свою очередь, могут быть: автоматические, в виде дополнительного пилотного клапана прямого действия, или в виде дистанционно управляемого механизма с электромагнитным (моторизованным, соленоидным), пневматическим или гидравлическим приводом. Пилотные редукционные клапана характеризуются высокой точностью работы и скоростью реакции, значительным диапазоном регулирования давления. В то же время они отличаются сложностью конструкции и эксплуатации, дороговизной.

Принципиальная конструкция редукционного клапана прямого действия

Существует целый ряд конструкционных вариантов редукционных клапанов, реализующих различные принципы работы. В продукции компании Yoshitake наибольшее распространение получила конструкция мембранного редукционного клапана (и его разновидностей: сильфонного, поршневого), с внешними или внутренними импульсными трубками.

Основными элементами конструкции такого редукционного клапана прямого действия являются:

1. Проходной корпус, как правило, с двух-поворотным каналом, и внутренним седлом клапана. Проходной корпус обеспечивает крепление в сборе деталей клапанного механизма, и монтажное подсоединение к трубопроводу с помощью присоединительных муфт (резьбовых или фланцевых).
2. Клапанный затвор (конусный, тарельчатый, игольчатый, шариковый) со штоком привода открывания и закрывания клапана.
3. Пружина задатчика, которая, воздействуя на клапанный затвор, удерживает его в нормально открытом положении.
4. Мембрана (сильфон, поршень), образующая рабочую камеру. Гибкая мембрана (сильфон) или подвижный поршень через толкатель (или напрямую) воздействуют на шток затвора, противодействуя при этом задающей пружине.
5. Импульсная трубка (наружная, внутренняя), которая осуществляет забор давления среды на выходе из клапана, и подает его в рабочую замембранную (подпоршневую) камеру.

Принцип работы мембранного редукционного клапана прямого действия

Принцип работы редукционного клапана по понижению выходного давления следующий. Под воздействием задающей пружины исходное положение редукционного клапана – нормально открытый. С подачей рабочего давления на вход редукционного клапана, давление на его выходе через импульсную трубку подается в замембранную камеру, и заставляет ее расширяться, двигая шток затвора в противодействие задающей пружины. Усилия задающей пружины и мембраны постоянно находят положение взаимного равновесия, при этом приоткрытый затвор образует с седлом клапана дросселирующую щель. Сопротивление движению среды со входа редукционного клапана на его выход через переменную дросселирующую щель является основным фактором понижения давления на выходе из клапана.

При повышении давления на выходе из клапана выше заданного, усилие мембраны увеличивается, она преодолевает сопротивление пружины до нахождения нового положения равновесия. В результате затвор клапана уменьшает размер дросселирующей щели с седлом (или полностью закрывает клапан), сопротивление движению среды через щель увеличивается, что приводит к понижению давления на выходе. Понижение давления на выходе редукционного клапана, в свою очередь, приводит к ослаблению усилия мембраны, пружина задатчика приоткрывает клапан, увеличивая дросселирующую щель, и увеличивая тем самым подачу через нее среды, что приводит к повышению выходного давления.

Подбор редукционного клапана

При подборе редукционного клапана руководствуются следующими параметрами:

1. для какой рабочей среды предназначен: для пара, сжатого воздуха, горячей, холодной воды, масел, других газов и жидкостей. Определяется особенностями конструкции, прочностными характеристиками, термостойкостью, применяемыми коррозионностойкими материалами.
2. тип управления: автоматический прямого действия, автоматический с дополнительным пилотным клапаном, пилотный с дистанционным управлением;
3. диапазон входного давления, МПа;
4. диапазон понижения давления на выходе, МПа;
5. максимальная температура среды, град.С;
6. требуемый расход среды через клапан, м3/час или кг/час;
7. номинальный монтажный размер DN, в мм;
8. характер присоединения: резьбовое (размер резьбы) или фланцевое (стандарт фланцев);
9. наружные габариты (для мест с ограниченным доступом).

Редукционные клапана компании Yoshitake

Перечень моделей редукционных клапанов компании Yoshitake достаточно велик, и перекрывает очень широкий спектр условий их практического применения. В данном перечне можно найти и подобрать изделия:

• по рабочей среде: для пара, сжатого воздуха, углекислого газа, азота, аргона, горячей и холодной воды, масел;
• прямого действия и пилотные, мембранного, сильфонного, поршневого или плунжерного типа;
• для условий давления на входе от 0,1 до 2 МПа;
• с диапазоном редуцированного давления (на выходе) от 0,02 до 1,4 МПа;
• для экстремально низких давлений (0,5 – 300 кПа на входе, до 0,5 – 20 кПа на выходе);
• для рабочих температур 0 – 90 град.С (вода, масло, воздух, промышленные газы), до 220 град.С (для пара);
• с широким диапазоном номинальных размеров (от малых 8А-25А до больших 150А – 300А) и пропускной способности;
• с резьбовыми и фланцевыми присоединительными муфтами (фланцы стандартов 10 RFF 20KRF, имеются варианты фланцев евро-стандарта 1092-4).

Основные серии редукционных клапанов Yoshitake:

1. Серия GP-2000 – для паровой среды, мембранного типа с пилотным управлением. Характеризуется высокой производительностью, высокоточным регулированием низкого давления. Оптимален для условий с резкими скачками входного давления.
2. Серия GP-1000 – универсального применения (для пара и воздуха), поршневого или плунжерного типа, с пилотным управлением. Характеризуется исключительно высокой надежностью в работе, продолжительными сроками службы.
3. Серия GD-30 – для пара, прямого действия. Характеризуется простотой конструкции, компактный, с ограниченной производительностью. Является оптимальной для подключения нагрузочной аппаратуры небольшого размера и пропускной способности.
4. Серия СP-2000 – многофункциональный (комбинированный) агрегат, для паровой среды, мембранного типа с пилотным управлением. Представляет собой комбинацию редукционного клапана с другими функциональными устройствами: терморегулятором и дистанционно управляемым соленоидным клапаном PRV. Для применения в местах с ограниченным пространством.
5. GD-41, GD-43 – для горячей и холодной воды, прямого действия, мембранного типа. Компактные и легкие, с проточной частью из нержавеющей стали. Являются оптимальными вариантами для применения в пищевой промышленности.
6. GD-24 – для горячей и холодной воды. Подвесной клапан прямого действия мембранного типа, без скользящих и трущихся деталей. Характеризуется исключительно высокой надежностью и продолжительными сроками службы.
7. Серия GD-26 (GD-27 GD-28 GD-29) – для горячей и холодной воды, прямого действия, мембранного типа. Характеризуется большой универсальностью применения для водной среды. Серия GD-26S – универсальные редукционные клапана для среды сжатого воздуха.
8. Серия GD-200 – для воды, воздуха и масел, прямого действия, мембранного типа. Высокопроизводительные редукционные клапана для высоких давлений. Являются оптимальным выбором для применения в производственном оборудовании.
9. Серии GD-4 (поршневой), GD-400 (мембранный) – для воздушной среды, прямого действия. Характеризуются очень высокой степенью редуцирования давления, до 1:400. Предназначены для регулирования экстремально низких давлений.

Кроме этого, в предложении компании Yoshitake имеется еще целый ряд интересных моделей редукционных клапанов: GD-45 (сильфонный, для пара), GР-50 (управляемый, для больших размеров (до 300А) и производительности), малоразмерные с рукояткой ручной настройки GD-6, GD-8, GD-9, повышенной герметичности GD-7, и другие.