Көбелек клапандар құбырлар арқылы сұйықтықтардың немесе газдардың ағуын іске қосу, тоқтату немесе реттеу үшін қолданылады. Олар өз атын көбелектің қозғалысына ұқсайтын клапан корпусының ішінде айналатын қанат тәрізді дискіден алады. Көбелек клапандарының әртүрлі түрлерінің ішінде жоғары өнімді көбелек клапандары (HPBV) және концентрлі көбелек клапандары ең көп таралған екі дизайн болып табылады. Бұл салыстыру олардың өнеркәсіптік және муниципалдық қолданбалардағы рөлдерін нақтылау үшін бірнеше өлшемдерден екеуінің арасындағы айырмашылықтарды бұзады.
| Ерекшелік | Концентрлік көбелек клапан | Жоғары өнімді көбелек клапан |
| Дизайн | Орталық өзек және диск | Металл орындықпен офсетті өзек |
| Тығыздау механизмі | Жұмсақ эластомерлік орындық | RPTFE орны |
| Қысым рейтингі | 250 PSI дейін | 600 PSI дейін |
| Температура рейтингі | 180°C (356°F) дейін | 260°C (536°F) дейін |
| Тозу | Орындықтың жанасуына байланысты жоғары | Офсеттік дизайнға байланысты төменірек |
| Қолданбаның жарамдылығы | Төмен қысымды сұйықтықтар | Орташа қысымды, жоғары температуралы сұйықтықтар |
| Құны | Төмен | Жоғарырақ |
1. Жобалау және құрылыс
Концентрлі көбелек клапандары мен өнімділігі жоғары көбелек клапандарының арасындағы негізгі айырмашылық олардың құрылымдық дизайнында, атап айтқанда клапанның өзегі мен клапан дискінің клапан корпусына және қолданылатын материалдарға қатысты орналасуында.
1.1 Концентрлік көбелек клапандар
Концентрлік дизайн клапанның өзегі мен клапан дискісін тікелей клапан корпусының және құбыр тесігінің ортасына туралайтын «нөлдік ығысу» немесе «серпімді орындық» клапан ретінде белгілі. Бұл орталықты туралауда ауытқу жоқ.
1.1.1 Диск қозғалысы
Диск клапан діңінің осі айналасында 90° айналады және бүкіл қозғалыс ауқымында толық ашықтан (құбырға параллель) толық жабық күйге (құбырға перпендикуляр) ауысады.
1.1.2 Тығыздау механизмі
Тығыздау клапан дискінің жиегі мен клапан корпусының ішкі бетін қаптайтын серпімді резеңке тәрізді клапан орнының (мысалы, EPDM, акрил немесе фторрезеңке) арасындағы кедергіні орнату арқылы қол жеткізіледі.
1.1.3 Материалдар
Клапанның корпусы әдетте аз талап етілетін қолданбалар үшін шойын, иілгіш темір немесе тіпті тот баспайтын болат сияқты берік және коррозияға төзімді материалдардан жасалады, себебі резеңке клапан орны сұйықтықтың клапан корпусына тиюіне жол бермейді.
Сұйықтықтың коррозиялық қасиетіне байланысты диск тот баспайтын болаттан, алюминий қоладан, иілгіш темірмен қапталған немесе толығымен металмен қапталған болуы мүмкін.
1.2 Жоғары өнімді көбелек клапандар
Әдетте екі негізгі ығысулары бар қос офсетті дизайн:
Өзек дискінің ортасы арқылы емес, дискінің артында орналасқан және
Диск пен өзек жинағы құбыр тесігінің орта сызығынан ығысқан.
Кейбір жетілдірілген нұсқалар үш есе ығыстыруды қамтиды, бірақ қос ығысу өнімділігі жоғары үлгілерде стандартты болып табылады.
1.2.1 Диск қозғалысы
Офсетке байланысты диск жұдырықша тәрізді әрекетте айналады, бұл орындықпен жанасуды азайтады.
1.2.2 Тығыздау механизмі
Орын жоғары қысым мен температураға төтеп беру үшін күшейтілген тефлон сияқты берік материалдардан жасалған. Концентрлік клапандағы резеңке орындықтан айырмашылығы, тығыздағыш тығызырақ және деформацияға аз тәуелді.
1.2.3 Материалдар
Корпус пен диск қатал жағдайларға төтеп беру үшін баспайтын болат, көміртекті болат немесе қорытпалар сияқты күшті металдардан жасалған.
1.3 Қысқаша мазмұны: Жобалау салдары
Концентрлік клапанның қарапайымдылығы оны жеңіл және ықшам етеді, бұл оны тікелей орнатуға өте ыңғайлы етеді. Дегенмен деформацияланатын резеңке орындыққа сүйену оның икемділігін шектейді.
Офсеттік дизайн және жоғары өнімді клапандардың күшті материалдары олардың беріктігі мен бейімделгіштігін арттырады, бірақ күрделілік пен салмақтың жоғарылауы есебінен.
---
2. Өнімділік мүмкіндіктері
Өнімділік - бұл клапандардың ең өзгермелі аспектісі және пайдаланушылар ең көп бағалайтын және оған мән беретін. Атап айтқанда, ол қысым, температура, тығыздау әсері және қызмет ету мерзімі бойынша талданады.
2.1 Концентрлік көбелек клапандар
2.1.1 Қысым көрсеткіштері
Концентрлік көбелек клапандар әдетте PN16-ға дейінгі қысымға төтеп бере алады, бірақ бұл өлшем мен материалға байланысты өзгереді. Бұл қысымнан жоғары резеңке орындық деформациялануы немесе істен шығуы мүмкін.
2.1.2 Температура көрсеткіштері
Ең жоғары температура резеңке немесе PTFE орындықтың термиялық шектеулерімен шектелген 356°F (180°C). Жоғары температура эластомердің өнімділігін төмендетеді және тығыздауды нашарлатады.
2.1.3 Тығыздау өнімділігі
Ол төмен қысымды жүйелерде сенімді жабуды қамтамасыз ете алады, бірақ клапан дискі мен клапан орны арасындағы үздіксіз үйкеліс тозуды тудырады, бұл тиімділікті төмендетеді.
2.1.4 Тығыздау
Көбелек клапандары толық ашу және жабу үшін қолайлы болғандықтан, егер олар ағынды реттеу үшін пайдаланылса, ұзақ мерзімді дроссель клапан орнының тозуын тездетеді, бұл оның дәлдігі мен төзімділігін азайтады.
2.1.5 Төзімділік
Металл немесе арматураланған клапан орындықтары резеңкеге қарағанда серпімдірек болғандықтан берік. Офсеттік дизайн үйкелісті шектеу арқылы қызмет ету мерзімін одан әрі ұзартады.
2.2 Жоғары өнімді көбелек клапан
2.2.1 Қысым көрсеткіші
Оның берік құрылымы мен офсеттік дизайнының арқасында клапан орынындағы кернеуді азайтады, ол PN16 қысымына төтеп бере алады.
2.2.2 Температура көрсеткіштері
Клапан орны RPTFE пайдаланатындықтан, ол 536°F (280°C) дейінгі температурада тиімді жұмыс істей алады.
2.2.3 Тығыздау өнімділігі
Офсеттік клапан дискісінің және ұзаққа созылатын клапан орнының дәл сәйкестігіне байланысты ағып кету нөлге тең және әдетте ауа өткізбейтін жабуға жақын болады. Бұл оны маңызды қолданбалар үшін тамаша етеді.
2.2.4 Тығыздау
Жоғары өнімді көбелек клапандарда қолданылатын конструкция мен материалдар оларға тіпті жоғары қысымда да ағынды дәл басқаруға мүмкіндік береді. Азайтылған орындық контакті тозуды азайтады және бірнеше цикл ішінде тығыздағыштың тұтастығын сақтайды.
2.2.5 Төзімділік
Металл немесе арматураланған орындықтар резеңкеге қарағанда төзімдірек. Офсеттік дизайн үйкелісті шектеу арқылы қызмет ету мерзімін одан әрі ұзартады.
2.3 Қорытынды: Өнімділіктің маңызды сәттері
Концентрлік клапандар төмен қысымды, тұрақты жағдайларға жарамды, бірақ орташа және жоғары қысымда істен шығады.
Жоғары өнімді клапандар жоғары бастапқы құны бойынша жоғары сенімділік пен қызмет ету мерзімін ұсынады.
---
3. Қолданбалар
Орташа сызықты көбелек клапандары мен өнімділігі жоғары көбелек клапандары арасындағы таңдау олар орнатылған жүйенің нақты қажеттіліктеріне байланысты.
3.1 Концентрлік көбелек клапандар
Құны мен қарапайымдылығы басымдық болып табылатын төмен және орташа қысым/температура жүйелері үшін.
Жалпы қолданулар:
- Су және сарқынды сулар: қалалық су құбырлары, суару және кәріз жүйелері олардың үнемділігі мен сұйықтықты оқшаулауынан пайда көреді.
- Азық-түлік және фармацевтика: резеңке орындықтар сезімтал сұйықтықтардың клапан корпусымен ластануын болдырмайды.
- Газбен жабдықтау: төмен қысымды газ желілері оны қосу/өшіруді басқару үшін пайдаланады.
- Өрттен қорғау: спринклер жүйелері орташа қысымда оның жылдам жұмысы мен сенімділігін пайдаланады.
- Төмен қысымды бу: 250 PSI және 350°F дейінгі бу үшін.
3.2 Өнімділігі жоғары көбелек клапандар
Дәлдік пен ұзақ мерзімділікті қажет ететін төмен-орташа қысымдар немесе маңызды жүйелер үшін.
Жалпы қолданулар:
- Мұнай және газ: қатты химиялық заттармен, мұнай-химиялық өнімдермен және жоғары қысымды және коррозиялық сұйықтықтармен теңіз жағдайларын өңдейді.
- Электр қуатын өндіру: турбиналар мен қазандықтардағы жоғары қысымды бу мен салқындатқыш суды басқарады.
- Химиялық өңдеу: коррозиялық сұйықтықтарға төтеп береді және ұшпа ортада тығыз жабылуды қамтамасыз етеді.
- HVAC: ағынды дәл бақылауды қажет ететін үлкен жүйелер үшін.
- Кеме жасау: теңіз жағдайларына және жоғары қысымды сұйықтықты басқаруға төтеп береді.
3.3 Қолданбалардың қабаттасуы және айырмашылықтары
Екі клапан да ағынды реттесе де, концентрлік клапандар шығынға сезімтал, аз талап ететін орталарда басым болады, ал өнімділігі жоғары клапандар сәтсіздік ауыр зардаптарға әкелуі мүмкін өндірістік процестер үшін таңдалады.
---
4. Операциялық қарастырулар
Дизайн мен қолданудан басқа, орнату, техникалық қызмет көрсету және жүйені біріктіру сияқты практикалық факторлар да рөл атқарады.
4.1 Орнату
- Концентрлік: жеңілірек салмақ пен қарапайым фланец үйлесімділігіне байланысты қарапайым орнату.
- Жоғары өнімділік: офсеттік дизайнға байланысты дәл туралау қажет, ал оның салмағы күштірек қолдауды қажет етеді.
4.2 Техникалық қызмет көрсету
- Концентрлік: Техникалық қызмет көрсету резеңке орындықты ауыстыруға бағытталған, бұл салыстырмалы түрде жылдам және арзан жөндеу әдісі. Дегенмен, жиі тозу жоғары циклді жүйелерде тоқтау уақытын арттыруы мүмкін.
- Жоғары өнімділік: Тұрақты орындықтың арқасында техникалық қызмет көрсету жиірек емес, бірақ жөндеу (мысалы, орынды ауыстыру) қымбатырақ және техникалық, әдетте арнайы құралдары бар кәсіби техникалық қызмет көрсету персоналын қажет етеді.
4.3 Қысымның төмендеуі
- Концентрлік: Орталықта орналасқан дискілер ішінара ашылғанда көбірек турбуленттілік тудырады, бұл реттелетін қолданбалардағы тиімділікті төмендетеді.
- Жоғары өнімділік: Офсеттік дискілер ағын сипаттамаларын жақсартады, кавитация мен қысымның төмендеуін азайтады, әсіресе жоғары жылдамдықта.
4.4 Іске қосу
Екі клапанды да қолмен, пневматикалық немесе электрлік жетектермен пайдалануға болады, бірақ өнімділігі жоғары клапандар көбінесе өнеркәсіптік қондырғыларда дәл автоматтандыру үшін жетілдірілген басқару элементтерімен жұптастырылған.
---
5. Құнды және өмірлік циклді талдау
5.1 Бастапқы құн
Концентрлік клапандар айтарлықтай арзанырақ, өйткені олар салыстырмалы түрде қарапайым құрастырылады және аз материалды пайдаланады. Бұл өнімділігі жоғары көбелек клапандарда болмайды.
5.2 Өмірлік цикл құны
Жоғары өнімді клапандар, әдетте, уақыт өте үнемді болады, өйткені олар аз жөндеуден өтеді және ауыстырылады. Маңызды жүйелерде олардың сенімділігі тоқтап қалу шығындарын да азайта алады.
---
6. Қорытынды: Артықшылықтары мен кемшіліктерінің қысқаша мазмұны
6.1 Концентрлік көбелек клапан
6.1.1 Артықшылықтары:
- Шығындық тиімділік: төмен өндірістік және материалдық шығындар оған бюджеттік артықшылық береді.
- Қарапайым дизайн: аз қозғалатын бөліктері бар орнату, басқару және күту оңай.
- Сұйықтықты оқшаулау: резеңке орындықтар клапанның корпусын қорғайды, бұл арзанырақ материалдарды қолдануға және сұйықтықтың тазалығын сақтауға мүмкіндік береді.
- Жеңіл салмақ: салмақ маңызды болатын қолданбалар үшін өте қолайлы.
6.1.2 Кемшіліктері:
- Шектеулі диапазон: жоғарғы шектер 250 PSI және 356°F болып табылады, бұл оны қатал жағдайларда пайдалануды шектейді.
- Тозуға бейім: орындықтың тұрақты үйкелісі жиірек техникалық қызмет көрсетуді қажет ететін өнімділіктің төмендеуіне әкелуі мүмкін.
- Жоғары қысымды реттеудің нашар өнімділігі: қысым астында дәлдікті және тығыздауды жоғалтады.
6.2 Жоғары өнімді көбелек клапандар
6.2.1 Артықшылықтары:
- Жоғары сыйымдылық: орташа және жоғары қысымды (600 PSI дейін) және температураны (536°F дейін) өңдей алады.
- Ұзақ қызмет ету мерзімі: Орындықтардың тозуы азаяды және берік материалдар қызмет ету мерзімін ұзартады.
- Дәлдік: тіпті қиын жағдайларда да тамаша дроссель және өшіру.
- Әмбебаптығы: сұйықтықтар мен орталардың кең ауқымы үшін қолайлы.
6.2.2 Кемшіліктері:
- Жоғары баға: Қымбат материалдар мен күрделі дизайн алдын ала инвестицияны арттырады.
- Күрделілігі: орнату және жөндеу қосымша тәжірибені қажет етеді.
- Салмағы: Ауыр құрылыс кейбір жүйелерді қайта жабдықтауды қиындатуы мүмкін.
Концентрлік көбелек клапандар және жоғары өнімді көбелек клапандар сұйықтықты басқаруда қабаттасатын, бірақ әртүрлі аймақтарға қызмет етеді. Концентрлік клапанның нөлдік офсеттік резеңке орындық дизайны оны сумен жабдықтау, тамақ өнімдерін өңдеу немесе өрттен қорғау сияқты қалыпты қолданбалар үшін практикалық және қолжетімді таңдау жасайды. Егер өнімділік пен икемділік келіспейтін болса, онда жоғары өнімді көбелек клапан жауап болады. Жерленген қолданбалар үшін (мысалы, жер асты құбырлары) екі әдісті де қолдануға болады, бірақ концентрлік клапанның салмағы азырақ және арзанырақ, әдетте, төтенше жағдайлар басқаша талап етпесе, басым болады.