Клапаны пневматические
Пневматические регулирующие клапаны являются конструктивным звеном любой пневмосистемы. Предназначены для регулирования прохождения потока воздуха под давлением. Устройства универсальны, могут использоваться для выполнения различных операций со сжатым воздухом, практически в любой области. Основным функциональным применением пневмоклапанов является:
- герметичное перекрытие потока рабочей среды;
- регулирование направления воздушных потоков сжатого воздуха в пневмоприводе;
- защита трубопроводной системы и оборудования от механических разрушений, возникающих в случаях аварийных ситуаций при превышении избыточного давления и обеспечения безопасности обслуживающего персонала;
- отключение подачи воздуха и сброса его в атмосферу.
Пневматические клапаны способны работать в тяжелых условиях. Могут использоваться в системах регулирования промышленности для сред с большим содержанием загрязняющих примесей, большой вязкостью и при высокой температуре и влажности окружающей среды. Рассчитаны на большой расход при разном перепаде давления, начиная от нулевого, и при высокой температуре среды. Устройства справляются с высоковязкими и загрязненными средами, а для безопасной работы во взрывоопасных зонах достаточно просто поместить управляющий клапан за пределами опасного участка.
Все описанные ниже пневматические устройства могут устанавливаться в любом положении, что не сказывается на их прочности и устойчивости к вибрации.
Классификация и особенности работы
В зависимости от назначения и типа выполнения стоящих задач пневмоклапаны классифицируются по следующим основным группам:
Отсечные клапаны. Представляют собой запорные устройства различного конструктивного исполнения. Используются на промышленных и бытовых трубопроводах.
Запорное отсечное оборудование служит с целью быстрого отключения трубопроводов или их отдельных участков. Занимает до 80% от общего количества существующей трубопроводной арматуры. Применяются в системах, по которым перекачивают ценные жидкости. В случае повреждения трубопровода, запорный клапан отсекает поток перемещаемой среды и позволяет минимизировать потери.
Обратные клапаны. Устройства позволяют пропускать потоки только в одном направлении. Эти клапаны нормально закрытые, открываются посредством давления проходящей среды, и позволяют держать значение давления в контуре даже при отсутствии входного давления.
Если рабочая среда по каким-либо причинам начала двигаться обратным током, происходит механическое перекрытие канала. Запорный элемент обратного пневмоклапана выполняется в виде золотника или в виде шара. Удерживается в открытом положении за счет энергии поступающей среды. Закрытие канала происходит под собственным весом (золотниковый тип) или под воздействием обратного тока воздуха.
Клапаны быстрого выхлопа. Главной задачей оборудования является ускорение выпуска остаточного воздуха в атмосферу, минуя подающий трубопровод, в момент, когда шток пневмоцилиндра возвращается после срабатывания в исходное положение. Это позволяет заметно увеличить скорость прохождения полного рабочего цикла цилиндра. Конструктивно данный тип клапана выполнен в виде мембраны, которая работает в обе стороны и толкает поток воздуха в разные выходные отверстия, в зависимости от направления движения рабочей среды.
Устройства позволяют достигать более высоких скоростей обратного хода цилиндров одностороннего и двустороннего действия.
Клапаны электромагнитные (соленоидные). Представляют собой устройства, предназначенные для дистанционного управления открытия/закрытия потока рабочей среды в трубопроводе под давлением. Работают с использованием электрического тока, подаваемого на индукционную катушку, установленную на клапане.
Клапаны производятся прямого, непрямого и косвенного принципов действия. В зависимости от положения запорного элемента клапаны бывают двух видов исполнения:
- нормально закрытые (состояние «закрыто» без подачи напряжения);
- нормально открытые (состояние «открыто» без подачи напряжения).
Устройства применяются в бытовом и промышленном секторах для автоматического перекрытия потоков воды, воздуха, пара, нефтепродуктов и других жидких и газообразных сред.
Электромагнитные катушки. Широко используются для управления соленоидными клапанами, импульсными клапанами, мультиблоками. Позволяют дистанционно управлять пневмораспределителями, подавая электрический сигнал либо прекращая его воздействие.
Логические клапаны. Предназначены для предоставления доступа рабочей среды в пневмосеть только при условии работы одного из нескольких источников сжатого воздуха (клапан «или»), либо при условии двух работающих линий (клапан «и»). По конструктивному исполнению различают клапаны с распределительными механизмами мембранного, шарикового и золотникового типов.
Устройства выполняют логические операции и предоставляют возможность выхода в пневматическую сеть без участия человека, позволяют реализовать функции автоматического управления пневматического привода.
Логические элементы применяются в технологическом оборудовании: в станках, промышленных роботах, автоматизированных линиях.
Клапаны управления давлением. Использование устройств заключается в обеспечении контроля значений давления входа до показателя, которые были ранее установлены на выходе базовых устройств.
Клапаны представлены клапанами-регуляторами, узлами для сброса давления и дифференциальными комплексами.
Устройства, управляющие процессами управления давления, защищают оборудование и трубопроводные магистрали от аварийных ситуаций, возникающих при резких изменениях показателей давления.
Клапаны седельные. Один из конструктивных видов регулирующей трубопроводной арматуры. Это наиболее часто применяющийся тип регулирующей арматуры как для непрерывного (аналогового), так и для дискретного регулирования расхода и давления. Выполнение задач регулирования осуществляется за счет изменения расхода среды через свое проходное сечение.
Наиболее часто применяются двухседельные клапаны. Их затвор хорошо уравновешен, это позволяет использовать их для непрерывного регулирования давления до 6,3 МПа в трубопроводах диаметром до 300 мм, при этом используя исполнительные механизмы меньшей мощности. Односедельные клапаны применяются для небольших диаметров прохода из-за своего неуравновешенного плунжера.
Пропорциональные клапаны. Представляют собой устройства с электронными приводами, в которых выходная величина (давление, расход) изменяются пропорционально изменению входной величины. Существует множество различных конструкций и типов пропорциональных клапанов, как с электрическим, так и с электропневматическим приводом для работы с различными рабочими давлениями и расходами.
Подходят для широкого спектра применений в области управления машинным оборудованием, для использования в основных технологических процессах, а также в гидропневматических системах.
Клапаны выдержки времени. Предназначены для изменения направления или пуска/остановки потока сжатого воздуха. Регулирование осуществляется через заданный промежуток времени после подачи управляющего сигнала.
Для этой цели используется специальное инерционное звено клапана, которое состоит из емкости с дроссельной заслонкой. Регулировка времени отсроченного срабатывания клапана выполняется путем настройки проходного сечения или изменением объема пневмоемкости.
