Вентиль устройство и принцип действия

Вентиль

Вентилем называют клапан, затвор которого перемещается при помощи резьбовой пары (ходовой гайки и шпинделя) и управление которым осуществляется вручную. Как и клапан, устройство позволяет перекрыть поток рабочей среды при помощи затвора, выполненного в форме плоской или конусной тарелки. Но в клапане перемещение затвора обеспечивается за счет поступательного движения шпинделя — элемента конструкции арматуры, осуществляющего передачу крутящего момента от исполнительного механизма (например, привода) к диску затвора. У такой конструкции есть существенный недостаток — необходимость использования дополнительных устройств для фиксации тарелки затвора. В вентиле эта конструкционная задача решена при помощи неподвижной ходовой гайки, которая прикреплена к крыше или бугелю вентиля, и в резьбу которой вкручивается шпиндель. Резьба обладает свойствами самоторможения, поэтому положение тарелки не изменяется под действием давления рабочей среды.

Устройство и принцип действия вентиля

Рабочий орган вентиля представляет собой затвор и седло. Седло — неподвижная часть, расположенная внутри корпуса арматуры, представляющая собой отверстие для прохода среды. При передаче движения от шпинделя к тарелке затвора, затвор начинает поступательное движение при закрытии вентиля и возвратное — при открытии. В положении «закрыто» тарелка затвора плотно прилегает к отверстию седла, перекрывая проход для рабочей среды. Чтобы обеспечить герметичность вентиля в закрытом положении, в конструкции вентиля используются уплотнительные поверхности. Рабочий орган вентиля располагается внутри его корпуса. От корпуса отходят два присоединительных патрубка, позволяющих подключить вентиль к трубопроводу.

Виды вентилей

Классифицировать вентили можно по следующим критериям:

• Назначение: запорный вентиль, запорно-регулирующий вентиль и специальный вентиль;
• Конструкция корпуса: проходной вентиль, угловой вентиль, прямоточный вентиль и смесительный вентиль;
• Материал изготовления: титан, чугун, бронза, сталь, цветные сплавы, латунь, а также неметаллические материалы;
• Тип герметизации: сильфонный вентиль и сальниковый вентиль.

Запорный и запорно-регулирующий вентиль характеризуются возвратно-поступательным движением запорного органа вдоль корпуса, которое обеспечивает перекрытие потока.

Запорно-регулирующие вентили посредством ручного или дистанционного управления регулируют расход среды путем изменения гидравлического сопротивления дроссельной пары с надёжно зафиксированными промежуточными положениями.

Специальные вентили используются при повышенной температуре или в коррозийной среде. Вентили для коррозионных сред применяются при высоких давлениях и температурах рабочей среды свыше 150 °C.

Проходные вентили предназначены для прямолинейных трубопроводов. К недостаткам можно отнести: сравнительно высокое гидравлическое сопротивление, наличие зоны застоя, большие строительные размеры, сложность конструкции корпуса и довольно большой вес.

Угловые вентили применяются для соединения двух частей трубопровода, расположенных перпендикулярно друг другу или для монтажа на повороте. Особенностью угловых вентилей является то, что они могут эксплуатироваться при невысоких температурах рабочей среды и номинальном давлении до 6,4 МПа.

Прямоточные вентили отличаются сравнительно малым гидравлическим сопротивлением, компактностью конструкции, отсутствием зон застоя, а также большой длиной и относительно большим весом.

Смесительные вентили обеспечивают смешивание двух потоков жидкой среды с целью разжижения основной среды, стабилизации её температуры, поддержания качества и другое. Смешивание потоков происходит непосредственно в корпусе вентиля.

Сильфонные вентили предназначены для работы в средах, утечка которых в окружающую атмосферу недопустима. Среди преимуществ выделяются такие качества, как надежность уплотнительного элемента, а также полное исключение утечки рабочей среды.

Сальниковые вентили обладают рядом достоинств, среди которых простота конструкции, возможность смены или донабивки сальника, сравнительно низкая стоимость.

Достоинства и недостатки конструкции

Основное преимущество вентилей — отсутствие трения между тарелкой затвора и уплотнительными поверхностями, поскольку затвор движется перпендикулярно им. Это обеспечивает их более высокую по сравнению с задвижками надежность в эксплуатации. Кроме того, устройство отличается простотой конструкции и высокой степенью герметичности, в силу чего они получили широкое распространение в качестве запорной арматуры. Еще одно достоинство вентиля — малая строительная длина.

Область и особенности применения

Вентили чаще всего используются при небольших диаметрах прохода, начиная от 50 мм. Уже при диаметрах 200-250 мм вентили используются редко.

Для этой конструкции арматуры принципиальную роль играет ее положение при установке, поскольку при неправильной установке давление рабочей среды будет прижимать тарелку к седлу, из-за чего для открытия вентиля будут требоваться значительные усилия. Поэтому вентили устанавливаются так, чтобы движение рабочей среды шло навстречу тарелке затвора.

Чаще всего вентили устанавливаются на трубопровод при помощи фланцевого, муфтового или цапкового присоединения. Однако в энергетических установках используются вентили, которые ввариваются в трубопровод, для чего конструкция оснащается соответствующими патрубками.

Устройство вентиля и отличие его от задвижки

В водопроводных и газовых магистралях не обойтись без такого устройства, которое называется вентилем. Вентиль – это устройство, предназначающееся для перекрытия подачи различных жидкостей и газов. Однако перекрытие подачи воды – это не основное предназначение рассматриваемого изделия. С его помощью можно также регулировать напор подачи воды или газа по трубопроводу, а также применять в качестве предохранительного устройства и конденсатоотвода.

Конструкция устройства

Устройство вентиля является достаточно простым, а состоит изделие из следующих основных частей:

1. Корпус.
2. Запорное устройство.
3. Маховик или запорная ручка.

Корпус изделия изготавливается путем литья. Внутри корпуса установлено запорное устройство, а наружу выведен маховик. Корпус также имеет резьбу с двух сторон, посредством которой происходит соединение вентиля с водопроводным или газовым трубопроводом. Схема запорной арматуры в разрезе имеет следующий вид:

Классификация изделий

Вентиль для воды классифицируется по ряду различных признаков, к которым относятся:

1. Тип и конструкция запорного устройства.
2. Материал изготовления.
3. Особенности соединения с водонапорными или газовыми трубопроводами.

По типу и конструкции запирающего устройства вентили подразделяются на следующие виды:

• Клапанные.
• Пробковые или конусные.
• Шаровые.

Выясним основные особенности каждого типа вентилей, а также определим их предназначение.

Клапанные устройства

Клапанный вентиль еще называют вентильным краном, так как корпус изделия разделяется на две части горизонтальной и наклонной перегородками. В конструкции изделия с наклонной перегородкой имеется отверстие, которое имеет проточку под клапан. Такое отверстие называется седлом.

Клапан представляет собой часть штока, который располагается в нижней части изделия. В конструкцию изделия вставлена эластичная прокладка, упирающаяся в седло. Посредством такого упора в седло происходит перекрытие подачи жидкости, протекающей через устройство. В верхней части шток оснащен резьбой, которая соединяется с резьбовым соединением посадочной гайки. При помощи этого резьбового соединения происходит поднятие и опускание клапана, тем самым перекрывая и регулируя напор подающей жидкости.

У изделий такого типа имеются преимущества и недостатки. К плюсам относятся:

1. Выдерживание высокого давления.
2. Регулировка объема и напора воды.
3. Простота в управлении.
4. При выходе из строя запорного устройства, его можно заменить.

Недостатками такого устройства считаются:

1. Высокая скорость стирания прокладки, так как при частом открытии и закрытии устройства, происходит контакт резины с металлом.
2. Относительно небольшой срок эксплуатации.
3. Для полного перекрытия подачи жидкости нужно долго вращать маховик.

Изделие конусного типа

Конусный вентиль – это разновидность клапанного изделия. Различия между этими двумя устройствами заключаются в конструкции запорного механизма. Если в предыдущем варианте запорный механизм представлен в виде перегородки, то в данной конструкции прибор имеет пробку в виде конуса. При вращении штока происходит опускание запорного клапана в отверстие перегородки, тем самым прекращается подача жидкости.

Преимущества и недостатки такого типа изделия аналогичные, как и у вентиля клапанного типа. Конусный вентиль имеет следующую конструкцию, как показано ниже.

Устройство шарового типа

Принцип работы такого типа вентиля полностью отличается от функционирования предыдущих вариантов. Если предыдущие изделия обеспечивают перекрытие воды перпендикулярно трубопроводу, то с устройством шарового типа все по-другому.

Основным запирающим устройством является шар, которые имеет сквозную прорезь, пропорциональную потоку жидкости. Перекрытие подачи жидкости обеспечивается за счет перемещения шара с прорезью в перпендикулярное положение. Такие вентили еще называют кранами задвижками.

К преимуществам таких изделий относят:

1. Простота конструкции, что позволяет эксплуатировать устройство продолжительное время.
2. Герметичность конструкции. С водой контактирует только запорный шар, что также влияет на длительный срок службы изделия.
3. Перекрытие и открытие подачи жидкости осуществляется путем поворота ручки на 90 градусов или половину оборота. Такие устройства благодаря быстрому перекрытию подачи жидкости еще называют пол оборотными.

Как показывает практика, существенную роль на срок службы оказывает качество производства вентиля. Водяные вентили европейского производства имеют срок службы до 10 лет, в то время как китайские дешевые аналоги выходят из строя спустя несколько лет.

К недостаткам рассматриваемых видов вентилей относятся:

1. Невозможность отремонтировать водопроводный шаровой вентиль. В китайских изделиях нарушается целостность соединения ручки с запорным шаром. Это приводит к тому, что ручка продолжает вращаться, а шар остается на месте в заклинившем положении.
2. Невозможность регулирования потока жидкости. Регулировать поток жидкости с помощью такого изделия можно, но производители в таком случае не гарантируют продолжительный срок службы устройства.

Чем отличается вентиль от крана и задвижки

Разница заключается не в типе задвижек, как привыкли думать многие, причем даже сантехники. Краны и вентили отличаются, хотя их часто называют одним названием. Это отличие заключается в конструкции корпуса. Если вентиль предназначается для установки на стыке двух труб, чтобы при необходимости обеспечить перекрытие подачи жидкости, то кран располагается на окончании трубопровода. Кран – это своего рода концевик, который служит для подачи воды при возникновении такой необходимости.

Теперь нужно выяснить, в чем отличие вентиля и задвижки. Многие считают, что разницы между вентилем и задвижкой нет, однако, это не так. Что такое вентиль и для чего он нужен, уже известно. Теперь проанализируем задвижку, чтобы выяснить основные ее отличия от вентиля.

Задвижка выполняет аналогичные задачи, что и рассматриваемые в материале устройства. Однако задвижка не способна регулировать скорость потока, поэтому она только закрывает и открывает поток. Регулировать напор жидкости задвижка не может в силу своих конструктивных особенностей. Заслонка в таком устройстве перемещается только вверх и вниз. Чем отличается задвижка от вентиля, можно посмотреть наглядно на фото ниже.

Из чего изготавливают запорные устройства

Перед тем, как выяснить из чего изготавливаются вентили, необходимо разделить их на два вида:

• устанавливающиеся во внутренних водопроводных сетях;
• монтируемые на наружных водопроводах и газопроводах.

Если изделие предназначается для внутренних сетей водоснабжения, то применяются приборы из латуни, бронзы, нержавеющей стали и пластика. Если изделия применяются для выполнения наружных работ, то для этого используются вышеперечисленные материалы, а также дополнительно сталь и чугун.

1. Водопроводные устройства из латуни и бронзы относятся к дорогостоящим вариантам. Однако их стоимость оправдана качеством и долговечностью. Такие устройства имеют небольшой вес, малые габариты, а также могут быть установлены не только на водопровод для подачи холодной воды, но и горячей. Используются такие изделия и в системах отопления, так как на их поверхностях не оседает накипь.
2. Вентили из нержавейки. Еще один хороший вариант, который имеет продолжительный срок службы. Они дешевле в несколько раз, чем латунные и бронзовые устройства.
3. Пластиковые изделия являются одними из самых дешевых, но они ничуть не уступают по качеству вышеперечисленным моделям. Их недостатком является возможность установки только в пластиковые трубопроводы.

Устройства из нержавейки не рекомендуется устанавливать в систему ГВС и отопления. Ведь от воздействия горячей воды происходит образование накипи, которая впоследствии снижает диаметр пропускного канала.

Чугунные и стальные вентили пользуются популярностью для их установки на наружных трубопроводах. Для изготовления таковых изделий используется чугун и сталь, что позволит значительно удешевить цену устройства. Ведь аналогичные изделия из латуни и бронзы обойдутся в десятки раз дороже.

Соединение устройств с трубами

Вентили по способу монтажа подразделяются на два вида:

1. Муфтовые и резьбовые. Главный соединительный элемент при таком способе соединения – это резьба. Она может быть внутренней и внешней на вентиле (в народе называют «мама-папа»). Арматура такого типа устанавливается в трубопроводы с давлением не более 1,6 Мпа.
2. Фланцевые. На торцевых частях патрубков имеются фланцы, при помощи которых осуществляется соединение чугунных или стальных изделий. Монтаж таких устройств осуществляется на магистральных и промышленных трубопроводах, в которых давление воды превышает 10 МПа.

Пластиковые вентили соединяются с трубопроводами посредством специальной сварки. Зная особенности рассматриваемых устройств, можно подобрать оптимальный вариант для соответствующего монтажа. В последнее время широкой популярностью пользуются шаровые вентили, которые имеют высокий срок службы, несмотря на отсутствие возможности проведения их ремонта.

Особенности вентилей: классификация и назначение

Для современных трубопроводов применяются разные подвиды устройств запорного типа. Чтобы правильно выбрать приспособление для того или иного трубопровода, нужно точно знать, для чего произведен этот механизм и уметь различать его по имеющимся характерным чертам.

Устройство и принцип работы

Запорные устройства производят:

• Для трубопроводов, что подводят к строениям газ или воду и при этом еще отводят от них стоки канализации. Это наиболее часто встречающаяся область их эксплуатации.
• Для труб, через которые идут вредные вещества. Приспособления для химотрасли и нефтегазового направления имеют отменную герметичность и устойчивость к коррозии.
• Для сетей бытового снабжения водой, для труб теплоснабжения и канализационной системы. Устройства, что монтируются на частных сетях, имеют негабаритные параметры и ими просто управлять.

Запорные клапаны (вентили) имеют структуру из прочного корпуса с 2 концами для закрепления и седло, которое перекрывается особым затвором.

Пробковый вентиль, его еще называют конусным, это один из самых старых видов водопроводных кранов. Выпускается для того, чтобы полностью перекрыть или отрегулировать силу потока воды. Такие краны выпускаются и с коническим затвором, и с цилиндрическим. Эти изделия могут достигать 34 дюймов и чаще всего их можно заметить в магистралях, имеющих рабочее давление до 70 МПа.

Шаровой вентиль отличается наличием сферического плунжера. На сегодня область использования шаровых изделий существенно расширена. К очевидным плюсам этого устройства можно отнести доступную цену, а также возможность закрывания и открывания всего лишь поворотом ручки на одну четвертую от целого оборота. Шаровый вентиль гарантирует беспроблемное движение потока при условии его полного открытия с самым низким перепадом уровня давления. Простота при разборке и обслуживании, возможность вытереть плунжер и быстро убрать грязь для обеспечения качественного закрытия – это тоже можно считать весомым преимуществом шарового вентиля.

Фланцевый вентиль имеет структуру из одного или двух дисков, обычно без расширяющего механизма. Ряд фланцевых устройств выпускается с использованием мягкого седла, что позволяет компенсировать различные дефекты и гарантировать самое плотное дисковое прилегание. Чаще эти устройства можно встретить в магистралях, где предусмотрен низкий уровень давления, где в тугом закрытии нет нужды. Они эксплуатируются в среде газов, их можно применять в сфере жидкостей. Фланцевые изделия обычно бывают размером от 2 дюймов и могут запросто выдержать давление до 3 МПа.

Клапанный вентиль. Наиболее важной частью устройства можно считать седло с особым затвором, что двигается механически с помощью шпинделя. Клапанное изделие водопроводного типа имеет резьбу в своем корпусе и на штоке, а эта резьба может притормозить движение носителя. В итоге диск затвора максимально плотно должен быть подогнан к седлу, перекрыв поток носителя, когда вентиль будет закрываться.

Вентиль можно открыть обычным поворотом рукоятки. Шпиндель тогда смещается, высвобождая путь для носителя. Если осуществлять движение против стрелки часов, вентиль быстро закроется. Соединение механизма с трубой происходит через особые патрубки. Друг с другом они различаются присутствием стрелки, что должна указывать ход потока.

Виды и спецификация

Классификация вентилей для воды делается по ряду критериев, главным из которых можно считать вид конструкции.

На этом основании такого рода устройства делятся на:

• прямоточные изделия;
• проходные вентили;
• смесительные устройства;
• угловые конструкции.

Область использования смесительных моделей – это смешивание различных жидкостей, например, двух потоков воды, что имеют разную температуру. Современные предприятия выпускают особые виды вентилей, например, бескамерные, которые устанавливаются в нестандартных ситуациях. В их роли могут выступать как чрезмерно высокий температурный режим, так и не совсем типичная среда.

В отоплении также можно встретить балансировочные механизмы. Это обычное устройство, при его помощи можно регулировать подачу теплоносителя. В дополнение к устройству в корпусе изделия есть 2 штуцера. Они нужны для того, чтобы измерить уровень давления до и после механизма регулировки и чтобы подключить капиллярную трубку и способствовать ее взаимодействию с иными элементами при управлении.

Среди арматуры запорного типа для систем отопления есть 1 элемент, что можно увидеть довольно редко. Его форма напоминает тройник, но при этом он выполняет иные функции. Это трехходовой вентиль, имеющий специальный принцип эксплуатации. Данное изделие монтируется в тех местах трубы, где есть нужда разбить поток циркуляции на 2 контура, один с постоянным режимом гидравлическим, другой – с переменным.

Действие особого электромагнитного изделия заключено на открывании или закрывании отверстия прохода в клапанной паре, используя целенаправленное воздействие на плунжер магнитного поля от катушки электромагнитного вида.

Если учитывать особенности выполняемых функций, то вентиля также бывают:

• запорными механизмами;
• запорными регулирующими изделиями;
• деталями специального назначения.

Запорная деталь будет отличаться по структуре.

Шаровый кран имеет строение сквозной сферы, находящейся в корпусе. Когда совмещаются оси отверстия и самого корпуса, начинается движение носителя. Перпендикулярный поворот будет целиком закрывать его течение. Здесь вентиль исполняет роль лишь элемента для запирания, и чтобы осуществлять регулировку потока, он не предназначен.

Клапанный имеет запор, что связан со штоком с резьбой, а тот, в свою очередь, ввинчивается в специальную посадочную гайку. Изделие используется для регулировки расхода или для полного перекрывания идущего по трубам потока.

Игольчатый имеет поршень конического вида, им можно отрегулировать поток жидкости под довольно высоким давлением.

Устройства высокого давления можно активно применять для регулирования и запирания носителя, чаще всего они встречаются на промышленных бойлерах. Диаметр водопроводных труб, где монтируются эти изделия, обычно достигает 100–300 мм, температура может быть 450 градусов, а уровень давления – до 2,5 кг на 1 см2.

Классификацию устройств запорно-регулирующего вида также можно предложить по таким признакам:

• по строению корпуса;
• по видам запорной части изделия;
• по схеме установки конструкции в нужную вам систему;
• по типу соединения.

По форме своего корпуса изделия делятся на угловое оборудование и конструкции прямоточного типа. Угловые детали позволяют регулировать поток носителя элементом запора, повернутым навстречу (отверстие в таком случае будет гнуться под определенным углом при переходе от штуцера к седлу устройства). В оборудовании прямоточного типа регулирование потока производится поперечным смещением механизма (седло изделия будет в границах проходного отверстия).

Запорно-регулирующие механизмы для водопровода чаще всего выпускаются лишь в угловых вариантах. А прямоточного вида корпуса применяют как основу для арматуры запора.

В зависимости от способа установки конструкции делятся на следующие виды.

• Муфтовые. Идут лишь под резьбовой тип монтажа. По этой причине торцы вентиля имеют резьбу или снаружи, или внутри. Производятся механизмы этого типа из латуни и из стали. Латунные встречаются лишь в трубопроводах для бытового предназначения. Эти устройства монтируются в магистралях, что имеют небольшой уровень давления носителя – до 1,6 МПа. Можно отыскать и иную конструкцию такого рода арматуры. Вы запросто сможете приобрести муфтовый механизм из латуни под установку на обжимные фитинги с резьбой.
• Фланцевые. Имеют стальной корпус или сделаны из чугуна. Установка осуществляется по определенному принципу. Торцы корпуса этого устройства завершаются фланцами. Данное оборудование является весьма прочным. По этой причине главной областью эксплуатации этой детали можно считать коммуникации, имеющие средний уровень давления 10 МПа. Эта характерная черта помогает использовать эти устройства во всевозможных трубопроводах.

• Проходные. Устанавливаются эти механизмы на узле водопровода. Конструкция детали может быть 2-х разновидностей: сильфонная (наиболее герметична) и сальниковая.

Из минусов устройства профессионалы особо выделяют:

1. серьезное сопротивление гидравлики;
2. очень существенный вес;
3. сложную структуру, что происходит из-за того, что для упрощения действий проходной механизм часто дополняется электрическим приводом;
4. большие параметры;
5. присутствие зоны застоя – там могут накапливаться частички ржавчины, а это путь к коррозии.

Устройство и принцип работы вентиля

На любой промышленный или бытовой трубопровод устанавливается арматура. Трубопроводный вентиль позволяет регулировать или перекрывать поток проходящей жидкости или газа. Чтобы корректно подобрать вентиль для той или иной системы, необходимо знать устройство вентиля и принцип его работы.

Вентиля различных видов

Виды вентилей

Различают следующие виды вентилей:

Преимуществами шарового вентиля являются:

• простота конструкции;
• простота использования;
• долговечность устройства.

Единственным существенным недостатком шарового вентиля для воды или газа является невозможность использования устройства в качестве регулирующей арматуры. То есть шаровой вентиль может исключительно полностью перекрывать поток проходящего в трубопроводе вещества.

Запорная арматура для трубопровода

Клапанный вентиль используется в качестве запорно-регулирующей арматуры, то есть служит как для перекрытия потока вещества, так и для ограничения прохода жидкости (газа). Данный фактор является существенным преимуществом устройства по сравнению с шаровым вентилем.

Недостатками клапанного вентиля являются:

• небольшой срок использования. Перекрывающий клапан постоянно соприкасается с жидкостью, что приводит к его естественному износу;
• наличие более сложной системы управления.

Запорно-регулирующая арматура для трубопровода

Устройство и принцип действия

Устройство крана-вентиля, а также принцип его работы зависят от вида.

Устройство и принцип работы шарового вентиля

Как устроен вентиль шарового типа? Основными элементами устройства являются:

1. корпус вентиля (1). Корпус может быть изготовлен из таких материалов, как латунь, бронза, нержавеющая или конструктивная сталь, силумин. Корпус может быть цельным, то есть изготовленным методом сварки, или разборным. Разборный корпус имеет некоторое преимущество – при необходимости вентиль можно отремонтировать. Если установлен шаровой вентиль с цельным корпусом, то при наличии неисправностей устройство подлежит замене;

Основные элементы шарового вентиля

1. запорный элемент – шар (2). В большинстве случаев шар изготавливается из латуни, так как этот материал считается более прочным и долговечным. Шар имеет проходное отверстие для жидкости (газа);
2. между запорным элементом и корпусом установлены уплотнительные кольца (3), обеспечивающие герметичность устройства. Прокладки могут быть изготовлены из тефлона, фторопласта или резины. Наиболее прочными считаются тефлоновые уплотнители, которые практически не подвержены воздействию температуры и химической среды;
3. к трубопроводу вентиль может присоединяться при помощи гаек (муфт), фланцев или сварки (4).

Вентиль с фланцевым соединением

1. запорный шар приводится в движение штоком (5), который соединен с управляющей ручкой (6). Между штоком и ручкой также устанавливаются уплотнительные элементы;
2. ручка крепится к корпусу при помощи гайки (7).

Принцип действия вентиля шарового типа следующий. При повороте ручки, закрепленной на корпусе, вращается запорный элемент устройства – шар. Если проходное отверстие шара повернуть по направлению потока проходящего вещества, то вентиль будет открыт. Если проходное отверстие повернуть перпендикулярно потоку, то вентиль будет находиться в закрытом положении.

Принцип действия шарового вентиля

Устройство шарового крана, а также моменты, на которые необходимо обратить внимание при покупке изделия, подробно рассмотрены на видео.

Устройство и принцип работы клапанного вентиля

Теперь разберемся, как устроен вентиль, оборудованный клапаном. Устройство состоит из следующих элементов:

1. корпус вентиля (2), изготавливаемый из различных материалов, оборудован крышкой (3). Для герметичности между корпусом и крышкой установлена прокладка (12). Как правило, прокладка изготавливается из прочной резины, но может быть выполнена и из других материалов;

Основные рабочие элементы вентиля с клапанным запорным элементом

1. в корпусе оборудовано седло (1) для клапана (6), который является запорным механизмом устройства. Для полного перекрытия потока и герметизации седло дополняется уплотнительной прокладкой (16);
2. на нижней части клапана также располагается уплотнитель (15);
3. к запорному клапану при помощи гайки (14) крепится втулка (7) и шпиндель (11);
4. на корпусе шпинделя располагается резьба (4), которая служит для управления запорным конусом;
5. шпиндель совмещен с маховиком (8), приводящим в движение клапан. Маховик закрепляется на корпусе устройства при помощи гайки (13);
6. для герметичного соединения маховика и корпуса вентиля устанавливается сальник (10), фиксирующийся отдельной гайкой (5), дополненной уплотнительным кольцом (9).

Устройство задвижки обуславливает и принцип ее действия. При вращении маховика поступательными движениями вверх или вниз перемещается шпиндель, который опускает или поднимает клапан.

Принцип работы клапанного вентиля

Клапанный вентиль может быть проходным (на рисунках выше) и угловым. Угловой вентиль рекомендуется устанавливать на сгибе трубопровода. Устройство и принцип действия углового вентиля практически не отличаются от проходного устройства. Основное отличие заключается в форме корпуса и расположении седла.

Устройство углового вентиля клапанного типа

Шаровой и клапанный вентили имеют различное устройство и отличаются принципом работы. Однако оба вида изделий можно устанавливать на бытовые трубопроводы различного назначения.

Что такое вентиль водопроводный? Устройство, чертеж и схема подключения

Для изменения расхода перемещаемых сред до полной остановки применяется запорно-регулирующая арматура. Вентиль водопроводный для воды отличается следующими свойствами:

• простота конструкции и эксплуатации;
• применение при больших перепадах давления;
• небольшие размеры и вес;
• возможность установки на любом участке трубопровода;
• небольшой ход затвора обеспечивает удобное обслуживание.

Типы вентилей

Запорно-регулирующая арматура классифицируется по трем признакам:

• форма корпуса;
• вид запорной части;
• способ монтажа в системе.

По форме корпуса вентили бывают следующими:

• прямоточные — поток перекрывается седлом вентиля в поперечном направлении;
• угловые — запорный элемент перемещается навстречу движению среды;
• смесительные — для получения заданной температуры воды.

Запорный элемент различается по конструкции:

1. Шаровый — сквозная сфера в прямоточном корпусе. При совмещении продольных осей отверстия и корпуса движение потока полностью открывается. Поворот в перпендикулярном направлении на 100% перекрывает течение жидкости. Вентиль выполняет функцию только запорного элемента, а для регулирования он не подходит. Применение устройства связано с его высокой надежностью, быстротой перекрытия потока и компактностью. В нем практически ничего не ломается, поскольку деталей очень мало.
2. Клапанный — с запором, связанным с резьбовым штоком, ввинчиваемым в посадочную гайку. Узел применяется для регулирования расхода и для полного перекрытия потока (в крайнем нижнем положении).
3. Игольчатый — конический поршень с регулированием потока жидкости под высоким давлением (около 220 Бар).

• шаровые: латунь, нержавеющая или конструкционная сталь;
• клапанные: чугун, латунь.

Новые материалы также применяются для изготовления вентилей. Корпус из полипропилена делает устройство долговечным и одновременно дешевым. Фторопластовые покрытия позволяют повысить стойкость к коррозии и воздействию агрессивной среды.

Различие между вентилем и краном

Водопроводные краны и вентили различаются, хотя их часто отождествляют. Последний устанавливается между стыками двух труб, образуя линию. Кран включает в себя непосредственно вентиль и излив, через который вода вытекает наружу.

Устройство и работа клапанного вентиля

Самым важным рабочим органом вентиля является седло с затвором, перемещаемым вручную шпинделем. Клапанный вентиль водопроводный, устройство которого приведено ниже, содержит резьбу в корпусе и на штоке, обладающую свойством торможения. В результате диск затвора плотно прижимается к седлу, перекрывая поток, когда вентиль закрыт. В открытом состоянии проходное сечение остается неизменным при движении потока воды.

Обычно в корпусе резьба не делается, поскольку она быстро изнашивается. Для этого к нему крепят ходовую гайку, внутрь которой вворачивается шпиндель. Тогда вместо изношенного узла можно установить другой, а корпус при этом сохранится. Все детали взаимозаменяемы на вентиль водопроводный (ГОСТ 12.2.063-81, ГОСТ 5761-74).

Вентиль открывается вращением ручки. При этом шпиндель поступательно перемещается, освобождая проход для жидкости. Если вращение производить в обратном направлении, вентиль закроется.

Соединение устройства с трубопроводом производится через входной и выходной патрубки. Между собой их можно различать наличием стрелки, указывающей направление потока.

Угловые вентили

Для перпендикулярного изменения направления передачи жидкости с возможностями перекрытия и регулировки применяется угловой вентиль водопроводный (чертеж ниже: а — проходной; б — угловой).

Перпендикулярное расположение входного и выходного патрубков определяет назначение вентиля для трубопроводов, изменяющих направление на 90 о . Принцип его работы тот же самый, что и у проходного. Ход затвора производится соосно с входным патрубком.

Сфера применения угловых вентилей:

1. При подводе труб к отопительному радиатору, когда его перекрывает или регулирует расход теплоносителя вентиль водопроводный (фото см. ниже). Модели из высокотемпературного полипропилена удобнее и дешевле латунных при соединении с пластиковыми трубами.
2. Предотвращение вибрации и раскачки трубопроводов.
3. Снижение скорости потока жидкости без высокочастотного шума.
4. В противопожарных водопроводах при эксплуатации в любых положениях.
5. Упрощение монтажа труб за счет снижения расхода фурнитуры.

Устройство и принцип действия шарового вентиля

Основным рабочим органом вентиля является шар со сквозным отверстием. При положении ручки вдоль трубы кран открыт. Если ее повернуть перпендикулярно трубе, он закроется. Отверстие в шаре может быть круглым, квадратным, в виде трапеции или овала. В вентилях небольшого диаметра кран выполнен плавающим, а для крупногабаритных устройств его делают на специальных опорах. Высокая герметичность затвора обеспечивается эластичным уплотнителем. Это позволяет устанавливать данный тип моделей на газопроводах.

Вентиль водопроводный шаровый работает в двух крайних положениях при повороте на 90 о , когда он полностью открыт или закрыт. Попытка регулирования расхода приведет к быстрому износу уплотнения.

Шаровые вентили имеют более широкие возможности присоединения патрубков при монтаже систем водоснабжения:

• проходные;
• угловые;
• с тремя и более отводами с целью перенаправления транспортируемых потоков.

Соединения с трубами делаются штуцерными, фланцевыми и приварными. Последний вариант позволяет стационарно установить вентиль водопроводный в систему.

Вентили-смесители для душа

Устройство выполняется однорычажным шаровым или в виде двух клапанных вентилей. В комплект входят сменная душевая головка с присоединенным гибким шлангом и изливом в ванну. Смеситель выполняют скрытым, выводя наружу только вентили управления температурой воды.

Классическим вариантом является двухвентильный аксессуар с ручной настройкой температуры. Холодная и горячая вода смешиваются в специальной камере, а затем поступают в шланг душа или на излив. Основными элементами прибора являются две кран-буксы со сменными прокладками.

Становится популярным однорычажное устройство с удобной регулировкой воды. Основным элементом смесителя является сменный картридж. При выходе из строя он легко снимается и заменяется новым.

Со встроенным термостатом упрощается регулировка. Он настраивается предварительно, что гарантирует выход воды с заданной температурой. Для этого в корпусе находится термостатический элемент, распределяющий потоки. Единственным недостатком таких моделей является высокая цена.

Монтаж

Вентили небольшого диаметра устанавливаются на резьбу (до 60 мм). На трубе имеется сгон, соединение уплотняется пенькой или фторопластовой пленкой. Намотка производится в направлении закручивания резьбы. За счет этого создается плотное соединение, способное выдержать высокое давление.

Труба большого диаметра соединяется фланцем с шайбой прямоточного или углового вентиля через уплотнительную прокладку. Стягивание их между собой производится болтами с гайками. Соединение фланца с трубой осуществляется посредством дуговой сварки.

Вентиль водопроводный: ремонт

При повреждении запорного элемента вентиля его заменяют аналогичным неизношенным или новым узлом. Для этого участок трубопровода освобождают от жидкости, перекрывая его с обеих сторон. Затем производится демонтаж запорного элемента клапанного типа. Шаровый вентиль снимается полностью рожковыми или разводными ключами. На фланцах гайки скручивают параллельно и постепенно — по 3-4 витка на каждой.

Сначала следует проверить исправность уплотнителей, которые заменяют при износе. Протечки большей частью происходят по причине деформации прокладок и при срыве резьбы при неправильной установке. Затем производится осмотр корпуса и седла. При отсутствии трещин узел собирается снова. Корпус ремонту не подлежит, если на нем появятся механические повреждения. Прирастание к трубопроводу требует его обрезки и необходимости проведения в дальнейшем сварочных работ.

В этом случае придется устанавливать вентиль водопроводный новый или отремонтированный. Неподготовленному человеку браться за сложный ремонт не стоит из-за незнания его особенностей.

Запорная арматура создает дополнительное сопротивление, поэтому в местах соединений могут образоваться засоры. Снимать вентили не всегда следует. Порой достаточно просто промыть трубопроводы, открыв все краны.

Замену сальника можно сделать аккуратно своими руками. Для этого надо перекрыть подачу воды со стояка, разобрать запорный механизм, заменить прокладки и смазать подвижные части.

Заключение

Вентиль водопроводный отличается простотой эксплуатации и не требует особого обслуживания. Каждую модель следует применять по целевому назначению. Простой ремонт вентиля можно производить своими руками, если действовать аккуратно и правильно.

Технические характеристики, конструкции вентилей

Вентили(клапаны) — это запорные устройствас поступательным движением затвора в направлении, параллельном потоку транспортируемой среды. Затвор перемещается с помощью системы «винт — ходовая гайка». К надежности и герметичности перекрытия прохода предъявляются высокие требования. Вентилиприменяют для перекрывания потоков газообразных и жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов менее 400 мм при рабочих давлениях до 250 МПа и температурой сред от минус 200 до 450 °С. На рис. 2.8 показан общий вид вентиля.

Рис. 2.8. Общий вид вентиля ALV — 4 Dy 6 — 1000 мм.

По сравнению с другими видами запорной арматуры вентили имеют следующие преимущества:

• возможность работы при высоких перепадах давлений на золотнике и при больших величинах рабочих давлений;
• простота конструкции, обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации;
• меньший ход золотника (по сравнению с задвижками), необходимый для полного перекрытия прохода (обычно 0,25 Dy);
• относительно небольшие габаритные размеры и масса;
• применение при высоких и сверхнизких температурах рабочей среды;
• герметичность перекрытия прохода; использование в качестве регулирующего органа;
• установка на трубопроводе в любом положении (как в вертикальном, так и горизонтальном);
• исключение возможности гидравлического удара.

Ниже приводятся краткие технические характеристики, габаритные и некоторые монтажные размеры запорных вентилей из числа наиболее часто применяемых конструкций.

К недостаткам, общим для всех конструкций вентилей, относятся:

высокое гидравлическое сопротивление (по сравнению с задвижками, дисковыми затворами и кранами); невозможность применения на потоках сильно загрязненных сред, а также сред с высокой вязкостью; большая строительная длина (по сравнению с задвижками и дисковыми затворами);

подача среды только в одном направлении, определяемом конструкцией вентиля.

По конструкции корпуса вентили подразделяются на проходные, прямоточные, угловыеи смесительные. На рис. 2.9 — 2.13 соответственно показаны конструкции этих вентилей. По назначению вентилибывают запорными, запорно-регулирующими и специальными. Конструкция запорного вентиля представлена на рис. 2.9. Регулирующие вентили подразделяют по конструкции дроссельных устройств на вентили с профилированными золотниками и игольчатые вентили. Запорные вентили подразделяют на вентили тарельчатые и диафрагмовые. Уплотнения шпинделя бывают сальниковые и сильфонные.

Рис. 2.10. Прямоточный вентиль: 1 — корпус; 2 — золотник; 3 — шток; 4 — крышка; 5 — сальник; 6 — стойка; 7 — маховик; 8 — ходовая гайка; 9 — шпиндель; 10 — сцепка.

Рис. 2.11. Вентиль угловой ВУ 50414.

Рис. 2.12. Смесительный вентиль.

Рис. 2.13. Вентиль запорный стальной Ру = 16 МПа, Dy = 15, 20, 25 мм.

Проходные вентили имеют корпус с соосными или параллельными патрубками и широко применяются на практике. В этих вентилях поток рабочей жидкости делает, по крайней мере, два поворота (что и приводит к большому гидравлическому сопротивлению). Нижняя часть корпуса усилена ребром жесткости, что повышает надёжность корпуса. Это наиболее распространенная форма вентилей.

Прямоточные вентили имеют корпус с соосными патрубками и практически прямолинейное движение потока жидкости, а ось шпинделя расположена под углом к оси прохода. Эти вентили имеют малое гидравлическое сопротивление, компактны, не имеют в корпусе застойных зон, но имеют большую строительную длину и большую массу.

Угловые вентили имеют корпус с перпендикулярно расположенными патрубками. Один из патрубков может быть соосен или параллелен оси шпинделя. Эти вентили монтируются на поворотах трубопроводов. Они имеют большое гидравлическое сопротивление, большие габариты (высоту) и массу. Рассчитаны на работу при давлениях рабочей среды до 6,4 МПа и обычных температурах окружающей среды.

Смесительные вентили предназначены для смешивания двух потоков А и Б в одном корпусе. По габаритным размерам, массе и стоимости смесительные вентили не отличаются от проходных, но их гидравлическое сопротивление в 1,5 . 2 раза ниже. Эти вентили можно использовать и в качестве разделительных. Корпус вентиля имеет «трехходовую» конструкцию. Смесительных вентилей выпускается пока ограниченное количество.

Запорно-регулирующие вентили — устройства, обеспечивающие управление подачей жидкости путем изменения гидравлического сопротивления дроссельной пары с надёжным фиксированием промежуточных положений. Кроме регулирования потока эти вентили и перекрывают его. Конструкция запорно-регулирующих вентилей аналогична конструкции проходных или угловых запорных вентилей. В них запорное устройство изготавливается в виде профилированного золотника, чаще всего типа конической пробки, и которые хорошо обработаны и притерты друг к другу. Золотник и седло изготавливают из специальных сплавов. Вентили с золотником в виде конуса называются игольчатыми. В этой конструкции отсутствуют специальные седла, а герметизация обеспечивается притиркой поверхности пробки к уплотнительной поверхности корпуса. Недостатки: заедание затвора, притирка исключает взаимозаменяемость.

Вентиль

Вентилем называют регулирующее и запорное устройство, которое имеет отношение к трубопроводу, системе отопительных приборов, гравитационным и однотрубным системам отопления, термостатам, двухтрубным механизмам центрального отопления. Его функция — перекрывать и регулировать потоки пара, жидкостей или газов. Для этих целей имеется подвижная деталь, которая поступательно перемещается при изменении положения шпинделя, перекрывая поток. Эта деталь имеет вид иглы, тарелки или диска.

Вентиль различают по:

• материалу, из которого он изготовлен. Это может быть титан, чугун, бронза, сталь, цветные сплавы, латунь, а также неметаллы.
• назначению. Так, вентиль бывает запорным и запорно-регулирующим, а также специальным. Так, первые две разновидности представляют собой такой тип арматуры, для которого характерно возвратно-поступательное перемещение запорного органа вдоль корпуса для перекрытия потока. К тому же, второй тип еще и дросселирует поток. Специальные же вентили применяются в необычных рабочих средах: при повышенной температуре, в коррозийной среде.
• конструкции, вентиль бывает четырех типов: угловой, прямоточный, смесительный и проходной.
  • Угловой вентиль предназначен для соединения расположенных перпендикулярно по отношению друг к другу частей трубопровода.
  • Прямоточный вентиль отличается тем, что ось шпинделя лежит под углом к проходной оси, а в корпусе есть насосные патрубки.
  • Смесительный вентиль соединяет две среды для нормализации температуры, качества и концентрации в корпусе самого вентиля.
  • Проходной вентиль обычно монтируется в трубопроводах без углов (прямолинейных), потому что он имеет параллельные патрубки.
• типу герметизации — вентиль сильфонный и сальниковый. Первая разновидность исключает утечку. Поэтому такой вентиль ставят туда, где непозволителен выброс вещества в окружающую среду.

Все вентили объединяет то, что они позволяют производить ручную регулировку — пропорциональную или трехпозиционную. Вентиль необходимо устанавливать в таком положении, которое дает возможность совпадения потока жидкости и стрелки. Как правило, его ставят штоком вверх при наибольшем отклонением от вертикального стержня не более девяноста градусов. Противоположное положение запрещено. Возможно, установить шток в горизонтальном положении. Это актуально для тех случаев, когда необходимо исключить нагрев привода.

Что касается преимуществ и недостатков вентилей, то мы назовем некоторые из них. Так, основными преимуществами вентилей можно считать следующие: малая масса и габариты, элементарность конструкции и простота ремонта в рабочих условиях, возможность установки в любом месте трубопровода.

Есть и недостатки: наличие только одного направления рабочей среды, невозможность использования на сильно загрязненных средах и средах с высоким уровнем вязкости, большое гидравлическое сопротивление.

Вентили

Вентили, в отличие от кранов, устанавливаются в относительно недоступном месте, в глаза не бросаются и не требуют частого ремонта. В функции запорной арматуры – вентилей и задвижек – входит перекрытие воды перед началом ремонта канализационных сетей (рис. 34).

Рис. 34. Устройство вентиля: 1 – маховик; 2 – втулка; 3 – набивка сальника; 4 – корпус головки; 5 – резьба штока; 6 – изоляция; 7 – клапан с прокладкой.

Вентили применяются обычно в квартирной водопроводной разводке и должны постоянно находиться в рабочем состоянии. От затопления в случае аварии квартиру спасти может только вентиль.
Отдельный вентиль должен устанавливаться на отводе к каждому потребителю (элементу сантехоборудования): к смесителю, унитазному бачку или питающей трубе отопительной системы, если имеется автономное водяное отопление. На трубе с холодной или горячей водой должен быть также отдельный вентиль. Контрольный вентиль должен стоять на самом вводе или на ответвлении от стояка. Он необходим в том случае, когда возникнет необходимость в ремонте не отдельного прибора, а целых участков внутренних коммуникаций, например для внесения изменений в схему разводки.
Устройство и принцип действия вентилей сходны с обычными кранами. У них также есть окно во внутренней перегородке корпуса, через которое проходит вода, клапан с прокладкой, запирающий это отверстие, и шток с возвратно-поступательным ходом, проходящий в головке корпуса. Отличие в том, что соединение клапана со штоком может быть плавающим с помощью шарового соединения. Втулка сальника может поджиматься накидной гайкой, или роль такой гайки может выполнять спецвтулка, имеющая резьбу и вкручивающаяся в резьбу, нарезанную внутри головки. Между корпусом и вентильной головкой может находиться полужесткая прокладка, изготовленная из паронита, либо же соединение уплотняется льняной прядью с пропиткой.
Поскольку вентиль в процессе своего функционирования находится в открытом состоянии, то каждый элемент конструкции должен быть очень надежным и прочным. Большая нагрузка лежит на контрольном вентиле на вводе.
Клапан вентильной головки имеет прокладку, закрепленную гайкой с шайбой на центрирующем выступе шпинделя, в отличие от прокладки крана, которая может быть закреплена без фиксации (просто вставлена в клапан, имеющий вид диска с бортиком). Это объясняется тем, что узел вентиля постоянно находится под напором воды.
Вентиль, в отличие от крана, рассчитан на установку в магистрали, поэтому необходимо соблюдать правила установки во избежание возникновения гидравлического сопротивления. В результате несоблюдения этих правил, вода проходит внутри корпуса вентиля в обратном направлении, нежели это предусмотрено самой конструкцией. При этом возрастает давление на клапан с прокладкой и в трубопроводе перед вентилем, что приводит к увеличению нагрузки на уплотнения резьбовых соединений, напор на выходе из вентиля, напротив, снижается.
На наружной поверхности для контроля правильности установки корпус вентиля имеет стрелку, обозначающую направление нормального прохода воды. Таким образом, при установке нового вентиля нужно сверяться со стрелкой-указателем.
Для профилактики следует время от времени осматривать все вентили на предмет целостности прокладок и других элементов, надежности запирания, отсутствия просачивания из-под сальниковой набивки.