Как работает клапан смесительный клапан: Трехходовой клапан принцип его работы и схемы установки

Содержание

смесительные и разделительные, особенности конструкции

В статье мы поговорим про 3-х ходовые клапаны с электроприводом и без таковых. Существует большое количество запорной арматуры, но именно такие устройства используются довольно редко. Конструкция чем-то напоминает тройник, но только функции у прибора иная. Для чего же нужен клапан такой конструкции и как он работает? Давайте постараемся ответить на эти непростые вопросы.

Как работает клапан?

Устанавливается клапан на участках магистрали, где необходимо выполнить разделение потока жидкости на контуры с постоянным и переменным гидравлическим режимом. Очень часто случается так, что постоянный поток необходим в случае, когда производится подача высококачественной жидкости в строго определенных объемах. А переменный поток используется, как правило, на тех объектах, на которых качество жидкости не играет большую роль. Больше уделяется внимание коэффициенту качества.

3-х ходовой смесительный клапан

Обратите внимание на то, что двухходовые клапаны также являются запорной арматурой. Но отличие от 3-х ходового клапана в том, что принцип работы несколько иной. В конструкции имеется шток, который не перекрывает поток теплоносителя с постоянными гидравлическими показателями. Получается так, что он постоянно находится в открытом положении, настраивается на определенный объем теплоносителя. С помощью прибора можно скорректировать необходимый объем теплоносителя как в плане качества, так и количества.

Смесительные устройства

Приборы можно разделить на две больших подгруппы:

  1. Смесительные.
  2. Разделительные.

Особенности функционирования можно видеть из названий. Смесительное имеет один вход и два выхода. Иными словами, с помощью таких приборов производится смешивание двух потоков теплоносителя. Обычно это необходимо для случаев, когда требуется понизить температуру жидкости. Обычно такие конструкции используются при осуществлении регулировки температуры теплого пола.

3-х ходовой клапан с электроприводом

Процесс регулировки прост, достаточно знать показатели температур потоков, которые входят в клапан. Остается просто вычислить пропорцию, а это школьный курс математики. Кстати, если правильно осуществить монтаж и регулировку, то можно сделать так, что устройство без труда сможет разделять потоки.

Разделительные клапаны

Что касается второго типа клапанов, то они способны один поток разделить на два. У него конструкция предусматривает наличие одного входа и двух выходов. Прибор применяется, как правило, если необходимо осуществить разделение потока горячей жидкости в системе ГВС. Нередко его можно встретить и в обвязках воздухонагревателей.

Конструктивные особенности

Конструктивно оба типа клапанов схожи. Но если посмотреть на чертеж, который приведен в нашей статье, то отличия сразу же бросаются в глаза. В смесительном клапане устанавливается шток с одним шаровым краном. Находится он в центре и закрывает основной проход. В разделительных приборах у штока два таких же клапана, устанавливаются они в выходных отверстиях.

3-х ходовой клапан с приводом

Работа происходит следующим образом:

  1. Один из клапанов придавливается к седлу и закрывает проход.
  2. Второй клапан, наоборот, открывает проход.

Существуют ручные и электрические устройства. Это один из вариантов классификации приборов.

Ручные и электрические

Чаще всего используются приборы с ручным управлением, внешне они схожи с простыми шаровыми кранами. Вот только на них ставятся три выходных патрубка для подключения к магистралям. Электрические устройства имеют полностью автоматическое управление, обычно они используются в частных домах. Причем позволяют такие приборы распределять тепло максимально равномерно. А система управления позволяет установить свой микроклимат в отдельных помещениях. Довольно часто такие приборы монтируют для функционирования системы теплого пола.

клапан регулирующий 3-х ходовой

Обязательно при установке 3-х ходового клапана с электроприводом нужно учитывать давление в системе и диаметр магистралей. Эти параметры должны полностью соответствовать.

Покупка клапана: что важно?

Ручное управление потоками выполняется при помощи простых шаровых кранов. Внешний вид такой, как у обычного вентиля. Но есть «лишний» выход. Подобная арматура используется для того чтобы осуществлять принудительное ручное управление.

Автоматические устройства оснащаются электрическим мотором или реле. Они позволяют изменить положение штока. Этот привод соединяется с термостатом, чтобы можно было осуществлять корректировку температуры в магистрали. При покупке 3-х ходового клапана с приводом нужно обратить внимание на такие моменты:

  1. Диаметр патрубков для соединения с отопительной магистралью. Как правило, значения лежат в интервале 20..40 мм. Но все зависит от конкретной магистрали и ее особенностей. В том случае, если не получается найти подходящие по диаметру приборы, можно смонтировать переходники.
  2. Можно ли установить сервопривод на прибор. Ведь если есть такая возможность, то ручной клапан можно без особого труда превратить в автоматический.
  3. Какая пропускная способность у магистрали.

Монтаж смесительных устройств

Схема используется, как правило, на котельных, подсоединенных к гидроразделителям или безнапорным коллекторам. Циркуляция теплоносителя при этом осуществляется за счет работы насоса. В случае, если клапан подключается непосредственно к источнику тепла на байпасе, то нужно подключать прибор с гидросопротивлением, как у котла. В том случае, если не учесть этот нюанс, расход жидкости будет колебаться в широком диапазоне.

клапан регулирующий

Не рекомендуется осуществлять монтаж 3-х ходового смесительного клапана к напорному коллектору или теплосетям. Но только в том случае, если нет приборов, дросселирующих чрезмерный напор. В противном случае будут наблюдаться существенные колебания расхода жидкости. Для того чтобы избавиться от чрезмерного напора, допускается устанавливать перемычку параллельно подмесу клапана.

Особенности монтажа разделяющего клапана

Схема установки приведена в статье. Основная задача этого устройства заключается в том, чтобы выполнить количественную регулировку за счет изменения затраты теплоносителя. Ранее мы рассматривали принцип функционирования таких приборов, поэтому упоминать о них больше не будем. Установку следует производить в местах, где возможен переброс теплоносителя в обратку. При этом не допускается остановка циркуляции.

Обратите внимание, что потери на клапане-балансире байпаса и потребителя должны быть равны. Это позволит увязать гидроконтуры. Напор в системе создается за счет работы насоса. Установка 3-х ходового регулирующего клапана позволяет распределить потоки жидкости под напором в две магистрали. Но возможно реализовать такое исключительно в системах, в которых постоянно высокое давление. То есть, при условии наличия насоса.

Трехходовой клапан | Школа ремонта. Ремонт своими руками

Клапан трехходовой смесительный. Схемы и описания. Принцип работы.

Также мы рассмотрим схемы и клапаны, которые способны стабилизировать заданную температуру воды, как для отопления, так и для водоснабжения. Рассмотрим схемы для теплых водяных полов.

Регулирующий трехходовой клапан — это устройство, предназначенное для переключения или смешивания двух разных потоков в один общий поток. В принципе — это основная работа трехходового клапана.
Для чего это нужно?

А если по конкретнее?

В качестве регулирующего элемента в клапане, обычно, применяется либо шток специальной конструкции, который может двигаться в вертикальном направлении, либо шар, который может поворачиваться вокруг оси. При этом регулирующий элемент не осуществляет полное перекрытие клапана, а перераспределяет потоки жидкостей, тем самым производя их смешивание.
Имейте в виду, что на рынке продаются трехходовые клапаны, которые не способны стабилизировать выходную температуру. Это обычные краны, которые только меняют потоки, служат в качестве балансировочной настройки потоков. Перед тем как покупать убедитесь в функциональности данного клапана. Лучше по паспорту ознакомиться с характеристиками таких клапанов.
Пример обычных клапанов, не способных стабилизировать температуру:

Хотя такие клапаны часто ставят на смесительные узлы теплых полов. Также на такие клапаны могут быть установлены электроприводы для их регулирования в автоматическом режиме. Об этом подробнее:

Чертежная схема трехходового клапана:

Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, разложим его на два балансировочных клапана:
Что такое балансировочный клапан Вы можете узнать здесь.

Чтобы проще было давайте назовем вход 1 — точкой 1 (Т1), вход 2 — точкой 2 (Т2), выход 3 — точкой 3 (Т3) и будем на схеме обозначать Т1, Т2, Т3. То есть:

А проходы в виде балансировочных клапанов назовем Б1 и Б2.
Рассмотрим график обычного трехходового клапана без температурной стабилизации:

При повороте рукоятки трехходового клапана на 50%, входные клапаны становятся равны друг другу. И смешивание происходит равномерно. Если рукоятку повернуть до 100%, то по графику видно, что в точке 1 клапан поджат на 100% и поток в этом направлении не идет.
Это был общий график для всех трехходовых клапанов без стабилизации температуры. А поворот рукоятки у каждой модификации свой, поэтому я выразился в процентном соотношении. Такой трехходовой клапан является обычным балансировочным клапаном. Так как производится настройка проходимого сечения между двумя потоками. То есть настраивается баланс между двумя входными потоками.

Трехходовой клапан с поддержкой заданного уровня температуры или с функцией термостата.

Давайте теперь рассмотрим трехходовой клапан с функцией поддержания заданной температуры.
Чтобы это понять рассмотри такую схему:

Очень важно понять, что каждая точка имеет свое предназначение:

Обычно у большинство трехходовых клапанов со стабильным поддержанием заданной температуры точки имеют неизменные входы Т1, Т2, Т3. Эти точки всегда конкретные. Бывают, конечно, исключения, но для начала Вы должны осознать этот момент, что путать точки между собой нельзя. В схеме эти точки имеют конкретное значение.
Когда вы научитесь понимать принцип работы трехходовых клапанов, Вы сами сможете механическим путем проверить правильность заданных точек, либо прочитать это в паспорте.
И так вернемся к данной схеме:

Здесь t°1, t°2, t°3, в кружочке это термометры, которые показывают температуру проходящей жидкости.
Q1, Q2, Q3, — это расходомеры, которые показывают количество проходящего объема воды в единицу времени.
Q3=Q1+Q2
То есть количество проходящей жидкости в точке 3 всегда равно сумме проходящей жидкости в точке 1 и в точке 2.
(t3*Q3) = (t1*Q1) + (t2*Q2)
Следовательно:
t3 = ((t1*Q1) + (t2*Q2))/Q3
График регулирующего трехходового клапана с функцией термостата:

График построен при условии: Заданная температура настроена на 40 градусов.
Далее график для проходного сечения входных точек:

При условии, что в точке 2 температура неизменна и равна 20 градусам.
На графике видно, что температура входящего потока в точке 1 перекрывает сечение так, чтобы стабилизировать температуру на выходе в точке 3. При достижении температуры 40 градусов в точке 1, начинает прикрываться проходное сечение точки 1, тем самым уменьшая расход горячей воды в точке 1. Но, и в тоже, самое время начинает открываться точка 2, которая впускает холодный поток. Далее уже при 60 градусах, происходит интенсивное перемешивание двух поток на 50%. Тем самым разбавляя горячую воду с холодной, на выходе в точке 3, и получаем стабилизированную температуру.

Как работает трехходовой клапан?

То есть в трехходовом клапане с термостатом имеется такой механизм, который чувствуя выходную температуру стремиться производить балансирующую настройку входных потоков с целью стабилизировать выходную температуру. Открывая поток больше либо для точки 1, либо для точки 2.
Для водоснабжения это дает возможность иметь постоянно одну заданную температуру воды для горячего водоснабжения. В то время как водонагреватель в себе имеет воду с постоянно изменяющейся температурой.
Для систем отопления, это дает возможность иметь в некоторых контурах постоянно заданную температуру циркуляции. Например, для питания теплых полов с заданной температурой, или например, для стабилизации выходной температуры от котла или в котел.
Вот, например, клапан трехходовой esbe с функцией термостата:

Важный момент!
Большинство клапанов с функцией термостата имеют одну неприятную особенность, это проходное сечение входных точек. Они, как правило, сильно заужены. Это говорит об их значительном местном гидравлическом сопротивление. Даже если резьба у них 1. Или внутренний проход трубки 25мм. У них проходное сечение от резьбы в 4 раза меньше, а то и больше. Для точки 2 вообще, проходное сечение еще меньше. Ну, это для клапанов, предназначенных для водоснабжения. Для водоснабжения, как правило, не нужен большой расход в точке 2. Поэтому в точке 2 проходное сечение, намного ниже. Но даже такой клапан, можно поставить на смесительный узел теплых полов. Но, по особой схеме подключения, о которой будет рассказано ниже.
Вообще этот клапан с термостатом является универсальным устройством. Его можно использовать как для водоснабжения, так и для отопления. Нужно только правильно подобрать параметры и правильно подключить. Об этом ниже.
Даже если Вам консультанты магазина говорят, что этот клапан нужен только для водоснабжения. Уверяю Вас, я знаю, как сделать так, чтобы и это устройство служило для отопления. Нужно соблюсти некоторые правила, о которых будет описано ниже.
Да и еще чуть не забыл!
На рынке существуют еще альтернативы трехходовым клапанам — это трехходовой термостатический клапан. Они их обзывают также, но несут в себе термостатический клапан. То есть, если посмотреть на схему, то выглядит это так:

В комплекте, должна быть термоголовка с выносным датчиком. Точка 2 и точка 3 — открыты постоянно. Регулируется только точка 1. Этот трехходовой клапан подойдет только для смесительного узла теплых полов. Если решитесь брать себе такой, то убедитесь, нет ли заужений в точке 2. Способен ли поток, проходящий из точки 2 в точку 3, пройти без значительного гидравлического сопротивления. Проверьте наличия проходимого сечения, нет ли там заужений. Если есть заужения, то примите это во внимания. И не стоит делать ставку на хороший проход в этих точках. Можно для смесительного узла сделать альтернативное кольцо циркуляции, о котором расскажу ниже.
Схема подключения трехходового клапана различны, но принцип работы для всех один.

Собираем схемы для водоснабжения.

Самая распространенная схема подключение трехходового клапана для стабилизации температуры воды — это:

Здесь обратные клапаны служат для того, чтобы не производить обратные потоки течения. То есть, чтобы из динамического перепада давления между холодной и горячей водой не происходило течение горячей воды в холодную и наоборот. Обычно это редкое явление и может его и не быть, но иногда случаются такие казусы.
О том, как работает обратный клапан, Вы можете узнать здесь.
Вот фото где смонтирована такая схема:

Регулирующая барашка спрятана под черной крышкой, которая снимается.
На сегодняшний день для водоснабжения существует пока одна распространенная схема для стабилизации температуры.

Собираем схемы, используя трехходовой клапан для отопления.

Для отопления существуют пока только три направления, где такой клапан необходим:

Рассмотрим схему. Трехходовой клапан для теплого пола:

Давайте обозначим сам смесительный блок:

Основная задача смесительного узла, сделать дополнительный контур с отдельным кольцом циркуляции. Поэтому у каждого смесительного блока имеются 4 точки. Два слева (С1, С2) это циркуляция для получение тепла по мере надобности. А два справа (С3, С4) это непосредственное соединение распределительного коллектора для питания отдельных контуров теплого пола. Таким образом, на выходе (С3, С4) имеется постоянная циркуляция теплоносителя. А на входе (С1, С2) происходит поток по мере надобности для поддержания температуры на заданном уровне.

Схема смесительного узла с трехходовым клапаном с функцией термостата:

Стрелками обозначены направления потоков.
У Вас возникнут два вопроса! Зачем нужна линия 2 и зачем нужен перепускной клапан?
По поводу перепускного клапана можно прочитать здесь.
Линия 2, нужна для того, чтобы увеличить расход насоса. Это сделано потому, что у большинства трехходовых клапанов имеются заужения в точке 2, которые создают гидравлическое сопротивления. Тем самым как не крути, а расход насоса будет маленьким, если не поставить линию 2. А если расход насоса будет маленьким, то Вы получите не экономическую систему. Насос будет работать на большую нагрузку, что ведет к дополнительному расходованию электроэнергии. Также Вы не сможете прокачать большое количество контуров (например, 6-8 контуров).
Если Вы найдете трехходовой клапан, имеющий хороший проход в точке 2, то можно не ставить линию 2.
Не бойтесь про линию 1. На линии 1 всегда будет идти поток, даже, если Вы поставите на линию 2, трубу с максимальным диаметром. Например, 32мм. Обязательно проход линии 2 должен быть выполнен из оригинального диаметра, что и подходы к насосу.
При уменьшении потока или расхода на линии 1 до критического, может возникнуть ситуация, когда притока тепла в смесительный узел будет не достаточно. И контура теплого пола могут быть не достаточно нагретыми.
Если такое получается, и полы не могут нагреться, то это происходит по причине, того что маленькая циркуляция между точками С1 и С2. И соответственно тепла приходит не достаточно.
По каким причинам это происходит:

Если Вы подозреваете, что на линии 1 происходит не достаточный поток, то можно, либо заузить линию 2, либо поставить на линию 2, балансировочный клапан.
Балансировочным клапаном, Вы сможете настроить более точнее поток через клапан.

Обычно расход на циркуляции (С1, С2) всегда меньше расхода на циркуляции (С3, С4). Поджимая балансировочный клапан вы увеличиваете расход через линию 1, тем самым увеличивая расход на циркуляции (С1, С2). А также увеличиваете нагрузку на насос. Главное добиться хорошего баланса, между благоприятной нагрузкой на насос и циркуляции между (С1, С2).
Существует и такая схема:

Данная схема позволяет избавиться от балансировочного клапана. Только насос уже стоит за место линии 2. Имейте в виду, что при такой схеме выходной поток из смесительного узла будет равен температуре на вход к теплым полам. То есть точки С2 и С3 будут одинаковыми по температуре. Обратите внимание, что С3 и С4 поменял местами. То есть на данной схеме точка C3 внизу, а точка С4 наверху.
Вы можете, конечно, с экономить на материалах, и сделать теплый пол обычным трехходовым балансировочным клапаном, как на схеме:

К тому же обычные трехходовые балансировочные клапаны имеют хороший проход, что позволяет не использовать дополнительную линию 2.
Но согласитесь, с поддержанием заданной температуры куда надежней для системы теплого пола.
Давайте рассмотрим схему, как подключить другой трехходовой клапан с термостатическим клапаном, у которого есть термоголовка с выносным датчиком.

Выносной датчик прикладывается к подающему трубопроводу точки С3. На данной схеме вход точки 2 можно заглушить, так как она при выносном датчике совсем не играет роли. Данная схема может быть заменена двухходовым термостатическим клапаном:

Существуют, конечно, еще всякие модификации схем, но мы их рассматривать не будем, так как другие схемы, которые я видел, меня не впечатлили особым функционалом в полезности их действия.
Ну ладно пару схем покажу, которые мне не особо нравятся:

Как можно использовать трехходовой клапан с термостатом для одного контура?

К примеру, возьмем ситуацию: У Вас в частном доме имеется одно маленькое место, где Вы хотите сделать теплый водяной пол. Например, это ванная комната. Чтобы не городить сверхтяжелый смесительный узел, вы можете сделать теплый пол всего из одного контура. Вот схема:

Есть некоторые условия! Длинна трубы, не должна превышать 30-40 метров. Все зависит от загруженности вашей системы контурами. Превысив длину трубы, Вы получите слишком большое гидравлическое сопротивление и жидкость в трубе просто будет очень слабо бежать. Трехходовой клапан с термостатом, нужно ставить на обратный остывший трубопровод. По направлению как указано на схеме. Поток идет от точки 1 к точке 3. Точка 2 глушится и остается свободной. Таким образом, получается автоматическая регуляция температуры теплого пола. Остывший термостат пытается открывать поток, тем самым увеличивая расход, а когда приходит горячий поток, то это означает, что труба нагрета и поток прикрывается, тем самым уменьшая расход.
Но, если у вас большая площадь пола, то можно сделать параллельно два одинаковых контура по длине не превышающих 30-40 метров. Очень важно сделать два одинаковых контура по длине, чтобы они имели одинаковое гидравлическое сопротивление. Тогда жидкость по обоим контурам будет протекать равномерно:

Трехходовой клапан для котла.

Ну и напоследок покажу, как соединить котел для того, чтобы на входящий трубопровод котла не входил холодный поток. А для чего это надо? Спросите Вы меня!
И я отвечу! Для того, чтобы не образовывался конденсат на входящем трубопроводе и не было больших перепадов температур, которые способны привести к деформации трубопровода на местах соединения.
Вот схема:

Обычно по такой схеме подключают твердотопливные котлы, где температура может колебаться от 50 до 90 градусов. По такой схеме выполняется условие, при котором на вход котла не может попасть температура ниже 50 градусов. Это дает маленький перепад температур, при котором меньше возникает конденсата и перегрузки по температурному воздействию.
Конденсат не желателен, так как он разрушает железные трубы. То есть трубы могут зарастать ржавчиной и быстро войти в негодное состояние. Трубы при конденсате быстро ржавеют.
Обычно такую схему ставят на твердотопливные котлы большой мощности от 30кВт.
Да и еще на рынке существуют трехходовые клапаны для больших расходов. Например, существует трехходовой клапан с электроприводом. Обычно в таких клапанах хорошая проходимость и хороший расход.
Подробнее: Трехходовой клапан с электроприводом ESBE
Также, если у вас стоит твердотопливный котел, и имеются пластиковые трубы, то в таких схемах рекомендуется ставить трехходовой клапан, с целью устранить попадания в пластиковые трубы высокой температуры, дабы сберечь трубы от разрушения. Для пластиковых труб температура 85 градусов и выше пагубно действует. Поэтому не рекомендуется превышать 85 градусов. А лучше термостат настроить на 75 градусов.
Вот схема, которая препятствует проходу высокой температуры от котла в систему с пластиковыми трубами:

Про гидрострелку будет описано в других статьях, скажу лишь, что гидрострелка, необходима для разделения потоков при возможности передачи тепла. То есть гидрастрела около себя образует два циркуляционных кольца, которые перемешиваться друг с другом.
Для этой схемы не подойдут клапаны с функцией термостата, так как они имеют очень маленький проход сечения. Имейте ввиду! Может Вы, и найдете клапаны с хорошей проходимостью. Но я так на всякий случай Вас предупреждаю. Чтобы Вы обратили внимание на хороший проход в этих клапанах, чтобы расход в системе отопления был достаточным.
А так, Вы, конечно, сможете найти клапаны с большим расходом. Но обязательно при покупке спрашивайте и изучайте характеристики клапанов по графикам расходов. Чтобы не возникли те самые заужения, которые будут уменьшать расход системы отопления.
О том, как сделать теплые водяные полы можно прочитать здесь.
На этом мы закончим. Надеюсь, данная статья помогла Вам понять принцип работы этих клапанов. А дальше Вы уже сами сможете подбирать клапаны для вашей конкретной цели.
Схема подключения трехходового клапана уже для Вас известна. Подбор трехходового клапана по характеристикам уже ложится на ваши плечи. Я надеюсь, что кто-то и сам сможет производить монтаж трехходового клапана. Так как установка трехходового клапана не таит в себе чудо секретов. Достаточно намотать его на лен или ленту фум и прикрутить к трубопроводу как указано на схемах.
Главное понять физику течений жидкости, а остальное приложится опытом!

Смесительный клапан трехходовой, как применяется

Смесительный клапан смешивает потоки с разными температурами, позволяет на выходе получить нужную температуру. Важность устройства большая. Именно смесительные клапана  поддерживают требуемую  температуру теплоносителя — и для всего дома, и для теплого пола и возможно в какой то точке или  контуре при необходимости.

Трехходовой смесительный клапан с сервоприводом

 

Трехходовой клапан может смешивать или разделять потоки

Трехходовые клапана принципиально различаются по внутреннему устройству и действию. Одна разновидность может смешивать два сходящихся потока, другая, наоборот, — разделять.

Специалист рекомендует: на корпусе клапана нанесены стрелки указывающие направление движения жидкости. Необходимо внимательно отнестись к выбору и представлять, что предстоит делать клапану в схеме — разделять или смешивать.

Путаница возникает потому, что оба устройства позволяют добиться одинакового результата. Выбор лишь в месте установки. Например, установленный на подаче распределительный клапан, будет часть потока сбрасывать на обратку. Наоборот — на обратке смесительное устройство примет такую же часть потока с подачи. В обоих случаях устройства создадут одинаковую температуру. Но если пользователь перепутает места установки (названия клапанов) — то ничего не создастся.

Также имеется еще другое похожее оборудование, которое не является смесительным, а просто переключающим —  трехходовые  шаровые клапаны поворотного действия, которое здесь не рассматривается.

 

Особенности работы двухховодого клапана

Подобный результат в отдельных гидравлических схемах может дать и применение двухходового регулировочного клапана. Принцип заключается в том, что это  устройство регулирует количество проходящего теплоносителя (расход жидкости) только в одной ветви смесительного узла. Например, устанавливается на байпасе и регулирует расход через него по температуре на обратке, что возможно при стабильной разности давлений между подачей и обраткой, которая обычно создается отдельным насосом для данного узла. Двухходовые клапана дешевле, поэтому их установка по возможности целесообразней.

 

Как смесительный клапан работает в паре с термоголовкой

Термоголовка умеет при изменении температуры вдвигать или выдвигать шток. Установленная на трехходовой клапан, она будет регулировать его положение, в зависимости от температуры. Если речь идет об измерении температуры теплоносителя, то применяются термоголовки с выносной термоколбой (датчиком температуры), которая устанавливается на трубе в том месте, где должны выполняться измерения.

Управляясь колбой, термоголовка будет изменять положение клапана таким образом, чтобы была достигнута заданная температура, — настройка выполняется поворотной ручкой на устройстве. Далее на практических примерах рассмотрим принцип действия трехходового клапана с термголовкой.

 

Регулировка температуры теплого пола с помощью смесительного клапана

На приведенной схеме имеется двухходовой регулировочный клапан, которым изменяется температура в системе теплых полов, со своим насосом. Производители подобного оборудования предлагают сразу готовые решения — насосно-смесительные узлы, которые умеют создавать на выходе +30 — +55 градусов при стабильном давлении для работы теплого пола , когда на входе от котла — +60 — +80 град.

 

Стабилизация работы и защита твердотопливного котла

Для всех котлов желателен режим работы, при котором температура в обратке не ниже +60 град, тогда теплообменник окажется теплее чем точка росы и на нем не будет образовываться влага. Особенно важно это для твердотопливных котлов, работающих на инерционную систему отопления частного дома, когда в газах много разных веществ в результате смешения которых с водой образовываются кислоты, смолы, засоряющие и разрушающие котел. Трехходовой клапан с термоголовкой спасает положение и поддерживает на обратке нужную температуру.

 

Установка стабильной температуры для всего дома

Если в системе отопления присутствует теплоаккумулятор — буферная емкость, то тогда, не зависимо от работы твердотопливного котла, можно поддерживать на подаче в дом условно- стабильную  температуру, например +70 град С. Регулировка может осуществляться и автоматизированной системой с термостатом (измерителем комнатной температуры), который управляет сервоприводом. Система может быть с плавной регулировкой напряжения — регулировка клапана будет в зависимости от напряжения, что предпочтительнее, когда речь идет о регулировке температуры всего дома,  по сравнению с дешевыми вариантами сервопривод-термостат по типу «включил-выключил».

 

Какой смесительный клапан выбрать

Выбор смесительного клапана осуществляется в комплекте с другим оборудованием, в точности с требованиями проекта.  Исходными данными для выбора клапана, как минимум являются диаметры подключения, способ управления (выдвижной-поворотный), тип устройства (смесительный — распределительный), расход, температура… и др.

 

 

Смесительный клапан для тёплого пола: как работает трехходовой клапан

Систему жидкостного напольного обогрева устанавливают в домах, которые не подключены к центральной магистрали. Жидкость нагревается в теплообменнике в котле. Её температура может достигать 80 0С, но для напольного отопления она слишком высока: по полу невозможно будет ходить.

Смесительный клапан для тёплого пола

Для того чтобы довести состояние теплоносителя до нормального режима 45 0С, необходимо установить коллекторную группу. Она предусматривает наличие терморегулирующего оборудования: трёхходового клапана с термоголовкой. Как он работает? Как его подключают к системе отопления?

Схема оборудования

Для организации обогрева пола в доме площадью до 200 м2 в качестве устройства, которое регулирует тепловой режим теплоносителя, используют двухходовой клапан.

Трёхходовой смеситель устанавливают в системе отопления больших коттеджей. У него увеличенная пропускная способность жидкости, он более эффективный; можно достичь определённого теплового режима в помещении.

При двухходовом смесителе точную температуру воды в трубопроводе поддерживать сложно, но оборудование более надёжное. Поломки случаются редко. Что представляет собой трёхходовой клапан?

  • Корпус и все элементы выполнены из латуни. Материал хорошо выдерживает перепады температур.
  • Смеситель состоит из 3 выходов. Они предназначены для контура с горячим теплоносителем, для трубы с холодной жидкостью и для подачи охлаждённой воды в напольную магистраль.
  • Потоки с разной температурой соединяются в камере смешивания, поэтому устройство называют смесителем.
  • Сечение выходов для горячего теплоносителя жидкости из обратной трубы регулируют тарельчатые клапаны.
  • К штоку клапанов подсоединена термоголовка с термодатчиком, который устанавливают на обратном или на подающем контуре. Автоматика контролирует их работу. Термоголовка оснащена измерительной шкалой; с её помощью выставляют определённый тепловой режим в помещении.

Смесительный клапан для тёплого пола

Трёхходовой клапан предназначен не только для системы обогрева «тёплый пол», но и для радиаторного отопления, для горячего водоснабжения.

Оборудование подключают при комбинированном обогреве дома, если водяной контур функционирует от теплоносителя из обратной трубы радиаторов. Некоторые мастера заменяют смесителем коллекторную группу. Трубу для напольного контура подключают напрямую к выходам вентиля.

Как работает смесительный узел?

На термоголовке устанавливают определённый параметр температуры для теплоносителя, который циркулирует в напольной магистрали. При включении системы обогрева горячая вода проходит через смеситель беспрепятственно, и поступает в контур «тёплого пола».

Когда тепловой режим жидкости превышает установленную норму, то срабатывает термостат. В нём находится смесь, чувствительная к температуре. Она расширяется и давит на шток, который в свою очередь опускает стержень с тарельчатыми клапанами.

  • Тарелки опускаются. При этом уменьшается сечение трубы с горячим теплоносителем и открывается выход для охлаждённой жидкости, которая поступает из напольного трубопровода.
  • Вода из «обратки» не проходит в котёл. Путь ей закрывает обратный вентиль; она подмешивается к горячему теплоносителю.
  • Охлаждённая жидкость поступает через отдельный выход в контур «тёплого пола». Это позволяет снизить температуру в трубопроводе.

Смесительный клапан для тёплого пола

Когда тепловой режим воды в напольном контуре снизится, смесь в термостате перестанет давить на шток, тарелки поднимаются, горячий поток из котла восстанавливается. Вода из «обратки» перестаёт поступать в вентиль. Она направляется в теплообменник, который находится в котле.

Для обогрева небольших комнат, таких как ванная или санузел, смесительный клапан для тёплого пола не устанавливают. Рекомендуют подключить к системе смесительный узел с отсечными клапанами.

Устройство оснащено термостатом. Его будет достаточно для регулирования температуры воды в напольном контуре. Терморегулятор выносят за пределы влажных помещений.

Как подключают оборудование?

Для регулирования температуры в системе напольного обогрева используют несколько схем подключения трёхходового клапана. В зависимости от типа разводки труб его устанавливают и на горячем, и на холодном контурах. Работает смеситель в группе с насосом, который продвигает жидкость по магистрали.

  • Установка трёхходового клапана на горячем контуре. Труба с горячей водой и «обратка» соединяются посредством байпаса.
  • К коллекторной группе подключают циркуляционный насос. Он нагнетает разогретый теплоноситель в магистраль.
  • При повышении температурного режима трёхходовой вентиль прикрывает выход жидкости из котла и открывает проход для «обратки».
  • «Обратка» проходит через байпас и подмешивается к горячей воде.
  • Через выходное отверстие охлаждённая жидкость нагнетается в коллектор.

Смесительный клапан для тёплого пола

При снижении температурного режима вентиль открывает выход для горячего контура и закрывает проход для «обратки»; она поступает в котёл.

  • Установка на холодном контуре. К обратному коллектору подключают циркуляционный насос. На байпасе, со стороны холодной трубы подсоединяют трёхходовой смеситель.
  • При повышении температуры тёплого пола срабатывает термостат.
  • Вентиль перекрывает выход для холодной воды, которая подаётся в котёл, направляя её в байпас и в подающий коллектор.
  • В теплообменник жидкость поступает в меньшем объёме, соответственно, из котла выходит сниженный поток теплоносителя.

При восстановлении теплового режима термоголовка открывает выход для «обратки». Охлаждённый теплоноситель свободно проходит в котёл, где нагревается и выходит к подающему коллектору.

  1. При использовании комбинированного отопления. Насос располагают на обратной трубе, которая идёт от радиатора.
  2. Смесительный узел подключают к байпасу, соединяющий горячую и холодную магистрали.
  3. В этом случае к теплоносителю в подающем контуре радиатора подмешивается охлаждённая жидкость, которая выходит из нагревательного прибора. Она поступает в систему «тёплый пол».
  4. При подобной схеме «тёплого пола» длина магистрали не должна превышать 60 м.

В байпасе подключают оборудование с «Т-образным» методом. Горячий и холодный поток подводятся к нему симметрично с двух сторон. При необходимости выбирают оборудование с «L-образным» соединением. Обратная труба к нему подводится с боковой стороны.

Температура в разных помещениях может быть неодинакова. В ванной рекомендуют устанавливать 30 0С, в спальне 18 0С, в гостиной 24 0С. Чтобы иметь возможность создавать оптимальный температурный режим в определённых комнатах, к коллекторам подключают отдельные устройства.

Трёхходовой блок выбирают в зависимости от пропускной способности, мощности котла и температуры теплоносителя. При обогреве от печи предпочтительнее блок «DN25». Он выдерживает температуру 110 0С. Для низкотемпературных котлов устанавливают оборудование «VRG131» или «VTC300».

Мастера используют для одноконтурной магистрали трёхходовой вентиль, который заменяет коллекторную группу. Оборудование устанавливают на подающей трубе. Трубопровод подключается напрямую к смесительному узлу. В нём предусматривают парубок для отвода воздуха и фильтр для воды.

Смесительный клапан для тёплого пола

Для системы напольного отопления приобретают трёхходовые смесители «Valtec», «ESBE», «General Vent», «Arderia». Компании имеют дилеров и сервисные центры в Москве.

Для удобства контроля над системой отопления устанавливают сервоприводы, которые с помощью приложения подключают к компьютеру; появляется возможность устанавливать определённый тепловой режим в отдельных помещениях на отдалённом расстоянии от дома.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href=»/youtube/v3/getting-started#quota»>quota</a>.

Смесительный клапан для тёплого пола Загрузка…

Как работает трехходовой термостатический смесительный клапан в системе отопления

Содержание:

Трехходовой клапан для отопления

На выходе из котельной установки теплоноситель имеет определенную температуру, которая автоматически поддерживается в пределах заданного пользователем значения. Но зачастую для нескольких контуров системы отопления требуется вода с различной температурой, что не может быть обеспечено автоматикой котла. В таком случае в схему добавляется трехходовой термостатический смесительный клапан, чьей задачей является поддержание необходимых параметров теплоносителя в малом контуре котельной установки и контурах системы отопления.

Конструкция и принцип работы трехходового крана

Чаще всего изделие напоминает с виду обычный тройник из латуни или бронзы, сверху которого установлена регулировочная шайба. Под ней находится термочувствительный элемент, который нажимает на рабочий шток, выходящий из корпуса. Внутри на штоке закреплен конус, герметично входящий в седло. Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, нужно изучить его строение в разрезе:

Трехходовой термостатический смесительный клапан

Вода циркулирует через фронтальный и правый патрубки до тех пор, пока ее температура не вырастет или понизится до заданного значения. Задача и принцип действия трехходового клапана заключается в том, чтобы удержать температуру теплоносителя на выходе в заданных пределах, подмешивая холодную или горячую воду (в зависимости от схемы) из левого патрубка. Когда параметры теплоносителя выходят за указанные пределы, внешний привод нажимает на шток. При его перемещении конус выходит из седла и открывает сообщение между всеми тремя каналами. Процесс продолжается до полного перекрывания фронтального входного патрубка, если температурные параметры воды не перестанут изменяться.

Трехходовой клапан с термоголовкой

Существует внутренний механизм клапана другого типа, по конструкции он похож на шаровой кран. Такой трехходовой переключающий клапан вместо седла с конусом имеет внутри шар с выборкой специальной формы. Для перераспределения потоков теплоносителя в таких изделиях привод должен не нажимать, а вращать шток, на котором закреплен шар. Клапаны с шаровым элементом не производятся с большой пропускной способностью и применяются, как правило, в бытовых системах отопления. Другая разновидность механизма – на штоке установлен не шар, а сектор, чья рабочая часть перекрывает полностью или частично один или два потока соответственно.

Работа трехходового клапана

Типы приводов

В процессе работы управление трехходовым клапаном по температуре осуществляется внешним приводом, он бывает нескольких типов:

  • Простой термостатический привод нажимает на шток за счет расширения размещенной в нем жидкой среды, чувствительной к изменению температуры. Обычно бытовые трехходовые термостатические смесительные клапаны небольших диаметров изначально снабжены таким типом привода, его можно легко снимать для установки другого вида устройства.
  • Вместо штатного привода краном может управлять термостатическая головка, имеющая собственный чувствительный элемент, реагирующий на температуру окружающего воздуха. Чтобы осуществлять регулировку по температуре воды, трехходовой смесительный клапан с термоголовкой дополнительно снабжается выносным датчиком температуры. Последний помещен в трубопровод с теплоносителем и соединен с приводом капиллярной трубкой. Такое регулирование является более точным.
  • Воздействовать на шток может и электропривод, управляемый контроллером. Электрические датчики, называемые преобразователями температуры, непрерывно измеряют параметры теплоносителя и сигнализируют об их превышении контроллеру, от которого зависит работа трехходового клапана с электроприводом. Самый распространенный и наиболее точный способ регулирования.
  • Упрощенная разновидность предыдущего типа изделий — трехходовой смесительный клапан с сервоприводом. Разница заключается в отсутствии контроллера, привод управляет краном напрямую, получая сигналы от датчика температуры. Чаще всего применяется в комплекте с трехходовыми кранами, имеющими шаровой или секторный распределительный элемент.

Применение и схемы подключения

Для того чтобы холодный теплоноситель не попадал в рубашку твердотопливного котла при его разогреве, применяется схема подключения трехходового клапана с первичным контуром циркуляции:

Подключение трехходового клапана

Трехходовой кран отсекает холодную воду из обратного трубопровода, чтобы на внутренних стенках камеры твердотопливного котла не появлялся конденсат, который может значительно сократить срок службы агрегата. Теплоноситель циркулирует в первичном контуре, пока не нагреется до температуры, установленной на термоэлементе клапана, обычно это 40—50 ⁰С. По достижении этой температуры термостат воздействует на шток, постепенно приоткрывая поток холодной воды из системы отопления. Для гидравлической настройки всей системы в малый контур врезан балансировочный вентиль. Для правильной работы схемы обвязки котла циркуляционный насос должен устанавливаться после трехходового крана, а не перед ним, это очень распространенная ошибка.

Продолжением этой схемы может быть организация вторичного контура циркуляции, в котором задействован собственный насос и трехходовой клапан для отопления. Подключение осуществляется по такой схеме:

Трехходовой переключающий клапан

Во вторичном контуре происходит подмешивание в систему отопления горячей воды от котла по мере необходимости, а насос обеспечивает циркуляцию в этом контуре. Трехходовой кран и насос управляются контроллером, который получает данные о параметрах теплоносителя от датчиков. Отбор воды для бойлера производится между двумя контурами, где теплоноситель имеет максимальную температуру, подключение трехходового клапана к котлу в первичном контуре выполняется, как это было показано в предыдущей схеме.

Многие производители котельного оборудования устанавливают в своих отопительных агрегатах дополнительный контур для обеспечения потребителей ГВС. С целью выдержать параметры горячей воды на подаче в дом оборудование для переключения основного теплообменника на контур ГВС и обратно устанавливается внутри котла. Принцип работы и устройство трехходового клапана газового котла, задействованного в этом процессе, мало чем отличается от изделий, описанных выше. Есть небольшая разница в конструкции, которая представляет собой прямой коллектор, внутри него движется элемент, перекрывающий боковые патрубки. Шток вращается с помощью сервопривода по команде от встроенного блока управления котла.

Еще одна сфера применения – управление напольным отоплением, для этого обычно применяется трехходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком температуры. Общая схема выглядит таким образом:

Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой

Схема обеспечивает подачу во все комнаты теплоносителя с одинаковой температурой. Трехходовой кран нужен для того, чтобы не допустить перегрева, так как для напольных систем отопления не требуется такая горячая вода, какая поступает из котельной установки. Насос создает циркуляцию во всех контурах, а клапан подмешивает в подающий коллектор горячий теплоноситель по мере необходимости. Такой смесительный узел – один из самых простых вариантов подключения, схема усложняется, когда требуется регулировка температуры в каждом помещении отдельно.

Заключение

 

Трехходовые клапаны, как устройства для приготовления теплоносителя требуемых параметров, не имеют себе альтернативы. Они применяются в смесительных узлах любого типа и для различных температур воды. Нужно только правильно , схему подключения и тип привода, задействованного в этой схеме.

Источник

Как работают запорные клапаны?

Проходные клапаны ограничивают поток жидкости, изменяя расстояние между подвижной заглушкой и неподвижным седлом (в некоторых случаях парой заглушек и подходящими седлами).

Жидкость течет через отверстие в центре седла и более или менее ограничивается близостью плунжера к этому отверстию. Конструкция шарового клапана является одной из самых популярных конструкций клапанов с поступательным движением штока, используемых в дросселировании.

Как работают запорные клапаны?

Здесь представлена ​​фотография небольшого (2 дюйма) корпуса шарового клапана:

Globe Valve Pictures

Globe Valve Pictures

Набор из трех фотографий, на которых показан корпус шарового клапана Masoneilan модели 21000 в разрезе, показывает, как подвижный плунжер и неподвижное седло работают вместе дросселировать поток в шаровом клапане прямого действия.

На левой фотографии показан корпус клапана в полностью закрытом положении, на средней фотографии показан наполовину открытый клапан, а на правой фотографии показан полностью открытый клапан:

How Globe Valves Work ?

How Globe Valves Work ?

Как вы можете видеть судя по этим фотографиям, плунжер клапана направляется штоком для сохранения совмещения с центральной линией седла. По этой причине шаровой клапан этого особого типа называется шаровым клапаном с направляемым штоком.

Игольчатый клапан

Разновидностью конструкции шарового клапана со штоком является игольчатый клапан, в котором плунжер очень мал в диаметре и обычно хорошо входит в отверстие седла, а не просто сидит на нем.

Игольчатые клапаны очень распространены в качестве клапанов с ручным приводом, используемых для управления небольшими расходами воздуха или масла.

Набор из трех фотографий показывает игольчатый клапан в полностью закрытом, средне открытом и полностью открытом положениях (слева направо):

Needle Valve Pictures

Needle Valve Pictures

Клапан с направляющими отверстиями

Еще одна вариация на Конструкция шарового клапана представляет собой клапан с направляющими отверстиями, в котором плунжер имеет необычную форму, выступающую в седло.

Таким образом, седло действует как направляющая для плунжера, чтобы всегда выровнять центральные линии плунжера и седла, сводя к минимуму направляющие напряжения, которые в противном случае были бы приложены к штоку.

Это означает, что диаметр штока может быть меньше, чем если бы трим клапана был направлен по штоку, что минимизирует трение скольжения и улучшает управляемость.

port-guided globe valve body

port-guided globe valve body

фотография, показывающая небольшой порт наведения появляется шар плунжера клапана в следующей фотографии:

globe valve plug

globe valve plug

Некоторые шаровые клапаны используют пару вилка (на тот же стебель) и соответствующие пары мест в поток дроссельной жидкости. Такие клапаны называются двухпортовыми.

Проходные клапаны с двумя отверстиями

Назначение шаровых клапанов с двумя отверстиями — минимизировать силу, прикладываемую к штоку за счет давления технологической жидкости на заглушках:

double-ported globe valve body

double-ported globe valve body

Перепад давления технологической жидкости (P1 — P2) через плунжер клапана будет создавать силу, параллельную штоку, как описано формулой F = PA, где A — это эффективная площадь плунжера, представленная для давления, на которое воздействует.

В однопроходном шаровом клапане будет только одна сила, создаваемая давлением процесса.В двухпортовом шаровом клапане будет два противоположных вектора силы: один создается на верхнем затворе, а другой — на нижнем затворе.

Если площади пробок приблизительно равны, то силы также будут приблизительно равны и, следовательно, почти компенсируются. Благодаря этому регулирующий клапан легче приводится в действие (т. Е. На положение штока меньше влияет падение давления на клапане).

Смотрите также: Проходной клапан Animation

Следующая фотография показывает разобранный Фишер «A-тело» дважды перенесенный плунжерных клапанов, с двойной пробкой ясно виден справа:

globe valve packing

globe valve packing

Это особенно двойного шаровой клапан с отверстиями управляется штоком, при этом втулки направляют верхний шток, а также нижний шток (на нижней стороне корпуса клапана).

Также существуют двухпортовые регулирующие клапаны с направляемыми отверстиями, с двумя наборами заглушек с направляемыми отверстиями и седлами, дросселирующими поток жидкости. Хотя двухпортовые шаровые клапаны, безусловно, обладают преимуществом более легкого срабатывания по сравнению со своими однопортовыми собратьями, они также страдают от явного недостатка: почти невозможность плотного закрытия.

Поскольку две заглушки должны одновременно находиться в двух гнездах для достижения герметичного уплотнения, остается очень мало места для ошибок или нестабильности размеров.

Даже если двухходовой клапан подготовлен в цехе для обеспечения наилучшего возможного отключения, он может не отключиться полностью при установке из-за изменений размеров, вызванных нагревом технологической жидкости или охлаждением штока и корпуса клапана.

Это особенно проблематично, когда шток сделан из другого материала, чем корпус. Штоки запорных клапанов обычно изготавливаются из прутков из нержавеющей стали, а корпуса запорных клапанов — из литой стали. Нержавеющая сталь, полученная методом холодной штамповки, имеет другой коэффициент теплового расширения, чем сталь, полученная горячим литьем, что означает, что плунжеры больше не будут одновременно сидеть, когда клапан сильно нагреется или остынет от температуры, при которой он был при плотной посадке.

Проходные клапаны с направляющими клетками

В более современной версии шаровых клапанов используется поршневая заглушка внутри окружающей клетки с отверстиями, отлитыми в ней или обработанными на станке.

Эти шаровые клапаны с направляющими клеткой дросселируют поток, открывая большую или меньшую часть площади порта в окружающей клетке при перемещении плунжера вверх и вниз. Клетка также служит для направления плунжера, поэтому шток не должен подвергаться боковым силам, как в конструкции клапана с направляемым штоком.

На фотографии регулирующего клапана в разрезе показан внешний вид клетки (в данном случае с заглушкой в ​​полностью закрытом положении).Обратите внимание на Т-образные порты в клетке, через которые жидкость течет при перемещении плунжера вверх и в сторону:

cut-away control valve

cut-away control valve

Преимущество конструкции с направляющими клетками состоит в том, что характеристики потока клапана могут быть легко изменены. изменены, просто заменив клетку другой с другим размером или формой отверстий.

Напротив, проходные клапаны с направляющими штоком и направляющими отверстиями характеризуются формой плунжера, который требует дальнейшей разборки для замены, чем клетка в проходном клапане с направляющей клеткой.

Для большинства клапанов с направляющими клеткой все, что необходимо для замены клетки, — это отделить крышку от остальной части корпуса клапана, после чего клетку можно вынуть из корпуса и заменить другой клеткой.

Для того, чтобы изменить штепсель шарового клапана, вы должны сначала отделить крышку от остальной части тела, а затем де-пару вилки и шток плунжера от штока привода, соблюдая осторожность, чтобы не нарушить упаковку внутри капота, как ты так и сделаешь.

После замены плунжера «стендовая установка» клапана должна быть повторно отрегулирована для обеспечения надлежащего давления посадки и калибровки хода.

Проходные клапаны с направляющими клетками доступны как со сбалансированными, так и с несбалансированными плунжерами. Сбалансированный плунжер имеет одно или несколько отверстий, просверленных сверху вниз, что позволяет выравнивать давление жидкости с обеих сторон плунжера. Это помогает минимизировать силы, действующие на плунжер, которые должны преодолеваться приводом:

Cage-guided globe valves

Cage-guided globe valves

Несбалансированные плунжеры создают силу, равную произведению перепада давления на плунжере и площади плунжера (F = PA), которая может быть довольно существенным в некоторых приложениях.

Сбалансированные заглушки не создают такую ​​же силу, потому что они уравновешивают давление с обеих сторон заглушки, однако они демонстрируют недостаток еще одного пути утечки, когда вентиль находится в полностью закрытом положении (через уравновешивающие порты, за поршневое кольцо и отверстия в клетке):

Cage-guided globe valves principle

Cage-guided globe valves principle

Таким образом, уравновешенные и несбалансированные шаровые клапаны с направляющими в клетке обладают характеристиками, аналогичными двухпортовым и однопортовым шаровым клапанам с направляющими штоком или отверстиями, и по тем же причинам.

Клапаны со сбалансированной клеткой и направляющими легко устанавливаются, как и двухходовые шаровые клапаны с направляющими штоком и направляющими отверстиями.

Однако уравновешенные клапаны с направляющими клеткой имеют тенденцию протекать больше, когда они находятся в закрытом положении из-за большего количества путей утечки, почти так же, как в двухканальных шаровых клапанах с направляющими штоком и направляющими отверстиями.

Смесительный или переключающий клапан

Другой тип корпуса шарового клапана — это трехходовой корпус, который иногда называют смесительным или переключающим клапаном. Эта конструкция клапана имеет три порта на нем, причем заглушка (в данном конкретном случае заглушка с направляющими клеткой) регулирует степень, в которой два порта соединяются с третьим портом:

3-way globe valve principle

3-way globe valve principle

На этом двойном рисунке показан трехходовой клапан в двух крайних положениях штока.Если шток расположен между этими двумя крайними точками, все три порта будут «соединены» в разной степени.

Трехходовые клапаны используются в тех случаях, когда поток потока должен быть отведен (разделен) между двумя разными направлениями или где два потока потока должны сходиться (смешиваться) внутри клапана, чтобы сформировать единый поток.

Здесь представлена ​​фотография трехходового шарового клапана, смешивающего горячую и холодную воду для регулирования температуры:

three-way globe valve

three-way globe valve

Области применения

  • Подходит для большинства жидкостей, паров, газов, коррозионных веществ
  • Доступны стандартные размеры: От 1/2 до 8 дюймов.
  • Ограничения по давлению относительно высоки, от 1480 до 1500 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от материалов конструкции, размера и температуры.
  • Минимальные и максимальные температуры также очень широки: от -425 ° F до 1100 ° F, в зависимости от материалов конструкции.
  • В зависимости от конкретной конструкции и применения шаровой клапан может соответствовать требованиям по отсечке ASME класса II, III, IV, V или VI.
  • Легко автоматизирован и доступен с позиционерами, концевыми выключателями и другими принадлежностями.

Преимущества

  • Эффективное и точное дросселирование
  • Точное регулирование расхода

Недостатки

  • Низкое восстановление и относительно низкий коэффициент расхода (Cv).
  • Большой перепад давления, более высокая производительность насоса и износ системы
  • Дороже, чем другие клапаны
  • Уплотняющее устройство представляет собой заглушку, которая обеспечивает ограниченные возможности перекрытия, не всегда отвечающие требованиям по герметичности.

Смотрите также: седельный клапан Animation

.Принцип работы дыхательного клапана

| КИПиА

Дыхательный клапан , также известный как предохранительные клапаны прямого / вакуумного действия, представляют собой специальные типы предохранительных клапанов, которые специально разработаны для защиты резервуаров.

Ассортимент включает только клапаны давления, только вакуума и комбинированные клапаны давления / вакуума, все доступные с фланцевыми выходами или с выходом в атмосферу.

Клапаны сброса давления / вакуума широко используются в резервуарах для хранения наливных материалов, включая резервуары с фиксированной крышей и плавающими крышками, для минимизации потерь от испарения.Клапаны предотвращают создание избыточного давления или вакуума, которое может вывести систему из равновесия или повредить емкость для хранения.

Уровни защиты от давления и вакуума контролируются с помощью утяжеленных поддонов или пружин, и их можно комбинировать для обеспечения требуемых настроек давления / вакуума.

Обычно объединяют системы поддонов и пружин в один блок, т.е. для настройки давления требуется пружинная секция, в то время как для настройки вакуума используется метод поддона.

Дыхательный клапан

Breather Valve Working Principle

Breather Valve Working Principle

Зачем нужны дыхательные клапаны?

Дыхательный клапан — это защитное устройство, установленное на отверстии для сопла в верхней части резервуара для хранения атмосферного воздуха с фиксированной крышей.Его основная цель — защитить резервуар от разрыва или взрыва.

Без отверстия или контролируемого отверстия атмосферный резервуар с неподвижной крышей разорвался бы при повышении давления, вызванном закачкой жидкости в резервуар или в результате изменений давления пара, вызванных серьезными тепловыми изменениями. Взрыв или обрушение резервуара происходит во время процедуры откачки или тепловых изменений.

По мере того, как уровень жидкости понижается, давление парового пространства снижается до уровня ниже атмосферного.Это состояние вакуума должно быть уменьшено за счет контролируемого отверстия в резервуаре. Короче говоря, резервуар должен дышать, чтобы исключить возможность разрыва или взрыва.

Из-за своей основной функции этот клапан называется дыхательным клапаном. Выбор клапана должен производиться в соответствии со стандартом API 2000 Американского института нефти или другим применимым стандартом.

Как работают дыхательные клапаны?

Для большинства атмосферных резервуаров требуется вентиляционное устройство, которое позволит выходить большим объемам пара при относительно низком давлении.Обычно допустимое установленное давление выражается в дюймах водяного столба как для положительных, так и для вакуумных условий.

Это связано с тем, что большинство больших резервуаров для хранения имеют относительно низкое максимально допустимое рабочее давление. Эти резервуары, как правило, представляют собой сварные резервуары большого объема, изготовленные по стандарту API 650. Чтобы вместить большие объемы при низком установленном давлении, эти клапаны имеют порты, площадь которых больше, чем у впускного отверстия или патрубка сопла.

Требуемая низкая настройка требует нагрузки на клапан весом, а не пружины.Из-за вышеизложенного для дыхательного клапана требуется примерно 100% превышение установленного давления для достижения полного открытия клапана.

Breather Valve Operation

Breather Valve Operation

Тем не менее, при выборе установленного давления, максимальное рабочее давление клапана с нагрузкой должно быть как минимум вдвое больше требуемого установленного давления для получения оптимального потока. Если МДРД менее чем на 100% превышает требуемый набор, размер клапана может быть больше, чем обычно требуется.

Вероятность вибрации клапана и ускоренного износа седла и диафрагмы будет существовать, если допускается превышение давления менее 20%.Проще говоря, клапан давления / вакуума не совсем похож на предохранительный предохранительный клапан высокого давления, и его размер не должен превышать 10% или 20% давления.

При выборе клапана давления / вакуума обращайтесь к кривым потока производителя и допускайте достаточное превышение давления.

Breather Valve Theory

Breather Valve Theory

Как дыхательные клапаны защищают

Как дыхательные клапаны защищают содержимое контейнера от проникновения влаги? Ответ на этот вопрос зависит от пяти факторов:

1.Настройки давления и вакуума

Дыхательные клапаны имеют множество настроек, от 0,2 до 5,0 фунтов на кв. Дюйм или более. Эти настройки, являющиеся точками уплотнения клапанов, должны быть по крайней мере на 1,0–1,5 фунтов на кв. Дюйм ниже давления или вакуума, которые контейнер может безопасно выдерживать без утечки или деформации (см. Выбор ниже).

Вообще говоря, чем ниже настройка клапана, тем чаще он открывается, впуская наружную атмосферу и сокращая срок службы осушителя.

2. Колебания температуры

Количество открытий дыхательного клапана во время хранения зависит не только от настройки клапана, но также от величины и частоты колебаний температуры, которые могут происходить в конкретной зоне хранения. В герметичных контейнерах давление изменяется в пределах от 1,0 до 1,5 фунтов на квадратный дюйм для каждого изменения температуры на 30 ° F.

Долгосрочные испытания контейнеров на заводе AGM в Тусоне, штат Аризона, показывают, что клапаны с давлением герметизации 0 .25 фунтов на квадратный дюйм будут открываться почти каждый день, в то время как клапаны, настроенные на повторное запечатывание при 0,5 фунтов на квадратный дюйм, могут открываться до 150 раз в год, а клапаны, настроенные на 1,0 фунтов на кв. (Следует отметить, что эти испытания проводились на контейнерах с жесткими стенками, и что низкорасположенные клапаны на пластиковых контейнерах с гибкими стенками, вероятно, не будут открываться так часто при тех же условиях.)

В мире всего несколько мест. кроме Тусона, где наблюдаются более значительные колебания суточной температуры. Следовательно, в условиях хранения во всем мире клапаны с отметкой 0.Повторное запечатывание на 5 фунтов на квадратный дюйм в обоих направлениях будет открываться не более 200 раз в год, а клапаны, настроенные на повторное запечатывание на 1,0 фунт / кв.

3. Температура в зависимости от влажности

Помимо количества открытий дыхательного клапана, количество влаги, попавшей в контейнер при каждом открытии (или «глотке»), будет определять срок службы адсорбента, и это зависит от климатические условия складского помещения.

Есть места в мире, где аж 0.015 граммов воды на кубический фут контейнера можно было принимать за один «глоток». (См. Отчет NavWeps 8374, таблица XII).

Однако высокая влажность имеет тенденцию ограничивать колебания температуры, так что даже дыхательные клапаны с очень низкими настройками, вероятно, не будут открываться чаще, чем 2 или 3 раза в год в этих местах.

4. Количество авиалайнеров

Для каждого спуска с 10,7 фунтов на квадратный дюйм (нормальный уровень давления в грузовом отсеке самолета) до 14,7 фунтов на квадратный дюйм (на уровне моря) дыхательный клапан устанавливается на 0.Для повторного запечатывания 5 фунтов на квадратный дюйм в обоих направлениях потребуется примерно 0,013 грамма воды на кубический фут объема контейнера.

Более высокие или более низкие настройки клапана не повлияют существенно на величину увеличения влажности за спуск. Следовательно, количество необходимого осушителя будет частично зависеть от количества предполагаемых воздушных перевозок.

5. Количество осушителя

Выше было отмечено, что при наземном хранении каждый раз, когда контейнер должен дышать, он будет принимать до 0,015 грамма воды на кубический фут, а также во время каждого спуска с воздуха в герметичном грузовом отсеке. он будет принимать до 0.013 граммов воды на кубический фут.

Так как MIL-STD-2073-I требует 1,2 единицы влагопоглотителя на кубический фут в герметичном жестком металлическом контейнере (плюс дополнительные количества для герметика, если таковой имеется), а одна единица влагопоглотителя будет содержать 6,0 граммов воды при относительной влажности 40%. (RH) при 77 ° F, это количество осушителя защитит контейнер в общей сложности 480 «глотков» при хранении на земле, или в общей сложности 550 воздушных перевозок, или в некоторой комбинации этих двух.

Принимая во внимание вышеуказанные факторы, мы видим, что дыхательный клапан, правильно подобранный и используемый в сочетании с адекватным осушителем, может обеспечить годы защиты от влаги в легком и недорогом контейнере.

Источник: wermac & agmcontainer

Статьи, которые могут вам понравиться:
Что такое смесительный или отводной клапан?
Масштабирование регулирующего клапана PLC
Классификация регулирующих клапанов
Пневматический позиционер клапана
Что такое дисковый клапан?

.