Регулировка дроссельной заслонки в трубопроводах

3-28-2021
Регулировка дроссельной заслонки в трубопроводах

Задвижки и заслонки — незаменимые компоненты трубопроводных систем. Несмотря на совершенно разную конструкцию, на практике оба типа клапанов используются как для регулирования расхода, так и для отсечки. Возможности регулирования клапанов значительно ограничены, поэтому проектировщики и пользователи систем водоснабжения в местах, где может потребоваться регулировка, должны использовать только дроссельные заслонки или другие клапаны с благоприятными регулирующими и кавитационными характеристиками. Это будет способствовать длительной и безотказной работе всей системы. Рекомендую чугунную задвижку покупать тут https://www.armcomplect.ru/31ch6br по лучшей цене.


Задвижки В

соответствии с их назначением и рекомендациями производителя задвижки используются только для перекрытия потока в трубопроводах, что означает, что они могут работать в полностью открытом или полностью закрытом положении. Однако при работе на водоочистных сооружениях, насосных станциях и сетях водоснабжения клапаны также часто используются для регулирования (дросселирования) расхода. Последствиями таких действий являются значительные трудности в получении требуемых параметров потока, появление кавитации и связанное с этим повреждение уплотнений и металлических элементов задвижек.

Сегодня существует множество конструктивных решений для задвижек. Их можно разделить по конструкции закрывающего элемента, так называемого клин. Различают задвижки с жестким уплотнением и мягким уплотнением. Задвижки первого типа встречается в основном в промышленных установках, где высокая температура или химическая агрессивность могут быстро повредить гибкий клин. Чаще всего они изготавливаются из высококачественной стали (например, 316 по AISI). Однако задвижки с жестким клиновым уплотнением больше не используются в технике водоснабжения — их заменили задвижки с прорезиненным клином, введенные в производство в 1960-х годах.

Гидравлические и кавитационные характеристики клапанов водоснабжения

В литературе по данной теме мало информации о гидравлических и кавитационных характеристиках современных водяных клапанов. Производители не видят необходимости обозначать их и ограничиваются качественными тестами, указанными в стандарте [9], или другими тестами, требуемыми независимыми учреждениями, такими как, например, GSK.

Они предполагают, что клапаны предназначены для работы в полностью открытом или полностью закрытом положении и не используются для регулирования расхода. Информацию о гидравлических характеристиках можно найти в литературе десятка или даже нескольких десятков лет назад, и это в основном работы, выполненные в советских и американских центрах. С другой стороны, результаты кавитационных испытаний можно найти, среди прочего в работах Болла и Таллиса [3, 8].

Однако существует много конструктивных различий между задвижками с твердым уплотнением, результаты испытаний которых доступны, и существующими устройствами с резиновым клином. Эти различия могут иметь большое влияние на гидравлические и кавитационные свойства клапана. Наиболее важные из них [4]:

  • конструкция клина клапана, в частности его толщина и геометрия,
  • конструкция прохода клапана, в частности нижняя часть — у клапана старого типа есть седло, а у нового типа дно прохода гладкое,
  • конструкция верхней части прохода задвижки: в устройствах старого типа при полном открытии имеется зазор между корпусом клапана и нижней частью клина, а в современных клапанах приподнятый клин плотно прилегает к корпусу клапана;
  • Задвижки старого типа имеют проход того же диаметра, в то время как в новых задвижках диаметр прохода уменьшен вблизи плоскости, в которой движется клин.


Поэтому стремление узнать полные гидравлические характеристики и условия возникновения и развития кавитации в современных гидрораспределителях представляется полностью оправданным. Выбранные в зависимости от полученных результатов испытаний и кавитационные гидрораспределители водоснабжения E-производства так называемого Hawle. с мягким клиновым уплотнением (в диапазоне диаметров от DN 40 до DN 100, с габаритной длиной F5 согласно PN-EN 558-1: 2008 [11], из чугуна, класс 400 согласно PN-EN 1563: 2000 [10], внутри и снаружи с покрытием EWS в соответствии с рекомендациями GSK [12]).

Интерпретация результатов и выводы

На рис показывает изменение объемного расхода для различных настроек клапана. Сплошная линия относится к закрытию клапана, пунктирная линия — к открытию. Красная линия указывает настройку, при которой возникает явление кавитации. Результаты испытаний показывают, что появление начальной кавитации в задвижках происходит при остановке примерно на 60%, а развитая кавитация — при остановке примерно на 80%.

Регулирующие характеристики клапанов значительно отличаются от характеристик идеально регулирующего клапана, поэтому задвижки не обладают свойствами, полезными для регулировки гидравлической системы. Эффективное управление заслонкой [4] начинается с степени закрытия примерно 60%. Следовательно, можно сделать вывод, что установка необходимых параметров дросселирования неточная — при относительно небольшом повороте ручки клапана (незначительное изменение положения клина) можно получить большое изменение степени дросселирования.

Более того, эффективный диапазон регулировки почти полностью находится в области кавитации. Таким образом, очевидно, что эффективное регулирование дросселирования может сопровождаться вибрациями, а определенная интенсивность явления кавитации — кавитационной эрозией, которая может привести к повреждению клапана. Поэтому следует согласиться с мнением производителей об отсутствии возможности использования клапанов для управления дроссельной заслонкой.