19. Устройство и классификация регулирующих органов

Все многообразие применяемых в промышленности типов РО можно разбить на группы, различающиеся по виду регулируемой среды, по типу привода, конструктивному исполнению и принципу действия.

По виду регулируемой среды РО можно подразделить на РО, предназначенные для регулирования расхода жидкости, газов, водяных и других паров, сыпучих твердых тел.

По типу привода различаются РО с ручным приводом, с моторным отдельным и встроенным приводами. В свою очередь РО с моторным приводом в зависимости от вида потребляемой энергии могут быть с электрическим приводом (двигательные, соленоидные), с пневматическим приводом (двигательные, поршневые, мембранные), с гидравлическим приводом.

По конструктивному исполнению и принципу действия РО можно подразделить на следующие основные типы: золотниковые поворотные клапаны, клапаны с поступательным перемещением штока, которые в свою очередь могут быть золотниковыми, игольчатыми, тарельчатыми, шиберными, дроссельные заслонки, шиберные направляющие аппараты, направляющие аппараты осевого действия.

19. Шиберы

В шиберах затвор, выполненный в виде полотна 1, перемещается перпендикулярно направлению потока Q (рис......). Шиберы широко применяют для регулирования расходов воздуха и газа при небольших статических давлениях (до 10 кПа). Шиберы устанавливают на трубопроводах, коробах и каналах любой формы сечения, но чаще всего их применяют на трубопроводах и каналах прямоугольного 2 и круглого 3 сечений.

Шиберы в прямоугольных каналах (рис.......) имеют обычно линейную конструктивную характеристику 1 (рис.......). Но путем изменения профиля сечения канала или шибера можно получить конструктивную характеристику любой формы. Шиберы, устанавливаемые на трубопроводах круглого сечения (рис.........), имеют нелинейные конструктивные характеристики 2 и 3 (рис.......). Конструктивные характеристики круглых шиберов с помощью вставок в канале и вырезов полотна могут быть получены любой формы. Наибольшее применение имеют шиберы прямоугольного и круглого сечений без вставок с простейшей формой рабочего полотна.

Шиберы изготавливают из различных материалов в зависимости от условий работы. Для работы на инертных газах с температурой до 300 С шиберы делают из листовой стали, с температурой выше 300 С - из чугуна. Для регулирования агрессивных газов применяют шиберы из легированных сталей или со специальным покрытием.

При расчете шиберов кроме пропускной характеристики определяют также усилие, необходимое для перемещения дроссельного органа. Мощность привода выбирают с большим запасом, так как коэффициент трения значительно возрастает из-за загрязнения опорной поверхности в процессе эксплуатации.

21. Поворотные заслонки

Поворотные заслонки (ПЗ) могут применяться на трубопроводах как круглого, так и прямоугольного сечения для регулирования расходов воздуха и газов при небольших статических давлениях. В некоторых случаях заслонки применяют для регулирования расходов жидкости и пара. Изменение проходного сечения заслонки осуществляется путем ее вращения вокруг оси, расположенной перпендикулярно направлению потока.

ПЗ имеют ряд преимуществ перед шиберами и другими типами РО. Так, в ПЗ затвор в значительной мере разгружен, так как силы. Создаваемые давлением среды на обе его половины, частично уравновешиваются. Поэтому для поворота затвора нужен ИМ относительно небольшой мощности. Кроме того, ПЗ выгодно отличаются от других РО простотой конструкции, небольшими габаритными размерами и массой.

Конструктивная и пропускная характеристики ПЗ показаны на рис..... Конструктивные характеристики ПЗ для прямоугольных и круглых трубопроводов определяются уравнением

Fз.с. = Fс cos ,

где Fз.с. - площадь прохода между затвором и седлом; Fс - площадь прохода в седле, примерно равная площади условного прохода трубопровода;  - угол поворота затвора от положения, при котором проход закрыт.

По конструкции ПЗ могут быть с одним затвором (однолопастные) или несколькими (многолопастные), безупорными и упорными. В безупорных заслонках (рис.......) затвор имеет форму окружности и при закрытом проходе находится в вертикальном положении, причем диаметр окружности затвора несколько меньше диаметра прохода в корпусе, поэтому проход полностью не закрывается. Безупорные заслонки являются только регулирующими. Однако при помощи дополнительных устройств в безупорных заслонках достигается герметичность, при которой они могут быть использованы как запорно-регулирующие.

В упорных заслонках затвор имеет эллиптическую форму и закрывает проход с меньшими зазорами. В закрытом положении в упорной заслонке (рис......) затвор находится под углом 10...15 к вертикали. Упорные заслонки могут быть использованы как запорно-регулирующие, но их нельзя применять для работы на загрязненных газах и жидких растворах, из которых могут выделяться твердые частицы.

Негерметичность (расход среды через полностью закрытую заслонку в процентах расхода среды через заслонку при ее полном открытии) упорных заслонок в 3-4 раза меньше, чем у безупорных.

По конструкции опор вала ПЗ подразделяются на двухопорные и четырехопорные. Первые применяются для легких условий работы, вторые - для тяжелых (при больших перепадах давлений, повышенной температуре, агрессивных средах и др.).

В промежуточном положении открытия на диск заслонки действует реактивный вращающий момент, стремящийся повернуть его таким образом, чтобы закрыть проход.

Многолопастные заслонки (жалюзи) при одинаковых размерах с однолопастными имеют существенно меньший реактивный вращающий момент. Однако в связи с более сложной конструкцией и очень большим пропуском в положении «Закрыто» многолопастные заслонки применяют относительно редко.