Непростой выбор простых вещей
Этот простой по своей конструкции поворотный клапан будет еще очень продолжительное время востребован на молокоперерабатывающих заводах.
Все осталось в неизменном виде: компактный клапан, работающий в диапазоне давлений от вакуума до 10 бар, в некоторых случаях, когда технологический процесс не требует высокой точности, возможно осуществлять регулирование потока жидкости, поворачивая на несколько градусов диск клапана.
Сколько же всего существует типов клапанов бабочка? Условно, все клапаны бабочка можно разделить на три группы:
- Половинки корпуса клапана скрепляются при помощи болтов. Это самое распространенное на сегодняшний день решение.
- Половинки корпуса клапана скрепляются при помощи болтов, но к конструкции клапана добавлено еще два фланца, которые образуют, так называемое межфланцевое исполнение.
- Половинки корпуса клапана скрепляются друг с другом при помощи накидного хомута. Как правило, клапаны в таком исполнении изготавливаются в соответствии со стандартом 3А. В качестве любопытного дополнения можно добавить, что данный стандарт, помимо соблюдения определенной шероховатости поверхностей, также требует, чтобы сервисный инженер был способен собрать и разобрать клапан одной рукой, стоя на десятиметровой лестнице. Подобный стандарт применяется, например, в фармацевтической промышленности в Дании.
- Половинки скрепляются при помощи болтов
- Межфланцевый клапан бабочка
- Половинки клапана скрепляются накидным хомутом
На самом деле, существует и четвертая группа клапанов бабочка – это клапаны бабочка с контролем протечки, которые являются на сегодня самым бюджетным противосмесительным решением.
Начинать сравнительный анализ нужно с фланцев, которые образуют корпус клапана. Существует две методики изготовления этих фланцев: штамповка и токарная обработка предварительно отлитой заготовки.
В активе первого метода будет, безусловно, цена, а результат, с учетом последних достижений в высокоточной ковке, будет относительно приемлемым.
Токарная обработка требует бóльшего времени на изготовление, но конечный результат будет много выше, чем при штамповке, т.к. автоматизированная токарная обработка обладает, практически, безупречной точностью.
Для того, чтобы избежать возможных негативных последствий, вызванных отклонениями в размерах фланцев при ковке, производители устанавливают на шток диска клапана бабочка втулки из фторопласта, которые исключают прямой контакт диска и корпуса клапана бабочка при незначительной производственной деформации последнего. В клапанах с точеными фланцами такие втулки устанавливать не нужно.
При проектировании дисков клапана бабочка определяющими являются 2 параметра штока: а) толщина штока, которую можно косвенно оценить по длине стороны квадрата в месте крепления ручки или пневматического привода клапана; б) относительная длина штока (насколько глубоко он находится в корпусе клапана). В данном случае можно сказать, что чем толще шток и чем больше места он занимает в корпусе клапана, тем будет лучше, но во всем необходимо соблюдать разумную достаточность.
Наличие проточки на торцах штока клапана, по которой можно определить положение смонтированного в линию клапана при снятой ручке или установленном пневматическом приводе с демонтированной индикацией положения – это всегда удобно.
Для замены уплотнений межфланцевого клапана бабочка (1) не нужно разжимать в разные стороны трубопровод, в отличие от клапана с резьбовыми подсоединениями (2)
При рассмотрении типов и конструкций уплотнений клапанов бабочка уместна шутка, что в данном случае «размер имеет значение». Чем шире уплотнение, тем равномернее по поверхности уплотнения распределяются напряжения, вызванные температурным расширением материала, тем меньше уплотнение выступает, а значит, тем меньше оно изнашивается при срабатывании клапана. Как правило, более широкие уплотнения диска клапана лучше закреплены в его корпусе, что дает пользователю дополнительную уверенность, что при резком перепаде давления в линии, уплотнение останется на своем месте и клапан продолжит свою безотказную работу.
Вне зависимости от ширины установленного в клапане уплотнения, для его замены на смонтированном в трубопроводе клапане, требуется организовать зазор, размер которого должен быть не менее 25 мм. Для этого, как правило, требуется или частично разбирать линию, или разжимать в разные стороны трубопровод или выгибать трубу. Все это многотрудные операции, зачастую требующие серьезных физических усилий, как правило нескольких человек. Для того, чтобы исключить выполнение всех этих операций, на линиях монтируются клапаны бабочка в межфланцевом исполнении. При демонтаже корпуса межфланцевого клапана из трубопровода не нужно выполнять никаких манипуляций с трубой или организовывать минимальный зазор – нужно просто вытащить корпус из линии. К недостаткам этого типа клапанов относилась необходимость замены уплотнений между корпусом клапана и приваренными к трубе фланцами, при каждой замене уплотнения диска клапана. Этот недостаток успешно решила компания Кизельманн, установив уплотнения из запатентованного материала к-флекс, изготавливаемого на основе фторопласта. Результатом этой разработки явилось отсутствие необходимости менять уплотнения фланцев, одновременно, с заменой уплотнения диска клапана. Теперь, эту операцию нужно делать, как минимум, втрое реже.
Различные варианты исполнения ручек для клапанов бабочка могут удивить своим разнообразием форм и цветов. Все ручки можно разделить на три группы по количеству положений, в которых они фиксируются:
- Четырехступенчатая – ручка фиксируется в четырех положениях, с шагом в 90° (иногда встречается двухступенчатая разновидность этой модификации)
- Многоступенчатая – фиксатор ручки имеет зубчатую структуру, которая фиксирует положение ручки через равные малые углы
- Бесступенчатая – ручка может фиксироваться в произвольном положении.
Ручка может быть изготовлена, как из пластика, так и из нержавеющей стали. Эксплуатационная надежность пластиковой ручки, мало чем уступает ручкам из нержавеющей стали, при этом, существенно переигрывая их в цене. Стоит добавить, что заменить пластиковую ручку нержавеющей можно без каких-либо проблем.
К начальной ступени автоматизации клапанов бабочка относится оснащение ручных клапанов датчиками обратной связи.
Ручной клапан бабочка с датчиками положения
При выборе клапанов бабочка с пневматическими приводами, необходимо обращать внимание на несколько моментов. Одной из важнейших задач современного производства, всегда было сохранение технологической безопасности, поэтому крайне важно наличие на клапанах средств визуального контроля за текущим положением. Для упрощения визуального контроля, на пневматические приводы устанавливают, так называемые, флажки индикации. Как правило, эти же флажки индикации используются и при монтаже на клапан датчиков обратной связи. У некоторых производителей – это может быть несколько отдельных комплектов: один – флажок индикации с крепежом на клапан, а другой – кронштейн для монтажа датчиков положения.
.jpg)
Электрополированный пневматический привод Кизельманн с установленным флажком индикации и кронштейнами для монтажа датчиков положения
Но, есть производители, например, компания Кизельманн, которые поставляют свои пневматические приводы с уже смонтированным на приводе комплектом из флажка индикации и кронштейна для монтажа датчиков положения. К приятным дополнениям пневматических приводов Кизельманн, можно отнести обработку их поверхности электрополировкой, которая существенно увеличивает коррозийную стойкость привода, а значит, продлевает срок его эксплуатации.
Клапаны бабочка для пищевой промышленности изготавливаются из нержавеющей стали двух марок: кислотоупорной нержавеющей стали, которая имеет маркировку AISI 316L или 1.4404 (из этой стали изготавливают все, контактирующие с продуктом детали) и некислотоупорная нержавеющая сталь, которая маркируется как AISI 304L или 1.4301. Если область применения клапана бабочка не подразумевает контакта с кислотами высокой концентрации, то, как правило, можно обойтись использованием некислотоупорной стали, которая делает клапан дешевле, более чем на 15%, что дает существенную экономию.
Выбор материала уплотнения диска клапана может быть сделан с использованием таблиц резистивности материалов, которые есть у каждого производителя клапанов.
- Внутренняя часть управляющей головки с установленным светодиодным кольцом индикации положения капана
- Управляющая головка с крышкой из пластика
- Управляющая головка с крышкой из нержавеющей стали
«Вишенкой на торте» при составлении необходимой конфигурации клапана бабочка будет выбор типа управления клапаном. Как всегда, существует несколько вариантов: отдельно стоящий соленоидный клапан или пневматический остров, воздух от которых приводит в действие пневматический привод клапана. Установленные на клапане один или два датчика положения, сигналы от которых поступают в систему управления или на пневматический привод, устанавливается управляющая головка, в которой уже есть соленоидные клапаны и датчики положения. Крышка управляющей головки может быть из пластика, а также некоторые производители могут поставлять крышки для управляющих головок из нержавеющей стали. Отдельно, стоит упомянуть, про индикацию положения клапана бабочка, оснащенного управляющей головкой. Как правило, положение клапана отображается на самой управляющей головке одним или двумя светодиодами и лишь некоторые компании, например, Кизельманн, могут оснастить свои управляющие головки светодиодными кольцами индикации, что делает текущее положение клапана хорошо различимым с достаточного расстояния.
Все вышеперечисленное, может быть легко дополнено эксплуатационным опытом, чтобы еще раз подтвердить простую истину: на современном производстве – нет места для мелочей.
Цитаты дня
