Supapă de conductă (din olandezul kraan - „macara”) - un tip de fitinguri de conductă , în care elementul de blocare sau de reglare (numit adesea dop), având forma unui corp de revoluție sau o parte a acestuia, se rotește în jurul său. axă, situată arbitrar în raport cu direcția de curgere a mediilor de lucru [1] [2] [3] .
Supapele pot fi dispozitive de închidere , control sau distribuire și sunt proiectate să funcționeze cu medii gazoase și lichide , inclusiv cele vâscoase și contaminate, suspensii , paste , nămoluri . Sunt utilizate în conductele principale de gaze și conducte de petrol , în sistemele urbane de alimentare cu gaz, pe rezervoare , cazane și în alte zone.
Macaralele au o serie de avantaje, printre care:
Diferite tipuri de macarale au alte avantaje și dezavantaje, care vor fi discutate mai jos.
Macaralele sunt actionate manual sau prin intermediul unei actionari mecanice: electrice , pneumatice si hidraulice . În supapele cu bilă instalate pe conductele principale de gaz, se folosesc și actuatoare pneumohidraulice, în care un lichid ( ulei ) acționează asupra pistonului din cilindru sub presiunea gazului preluat din conductă , ceea ce asigură o acționare lină și fără șocuri a actuatorului. .
În direcția de curgere, supapele pot fi cu flux, adică direcția de curgere nu se schimbă, unghiulară, adică direcția de curgere se modifică cu 90 ° și cu trei căi, adică au o singură ieșire și două orificii de admisie, care permit amestecarea fluxurilor de medii cu parametri diferiți. Această proprietate a robinetelor cu trei căi este folosită în instalații sanitare într-un dispozitiv numit mixer .
Principalele diferențe în designul supapelor sunt sub forma obturatorului, acesta poate fi sub formă de bilă , con sau cilindru . Un reprezentant modern și progresiv al macaralelor este o supapă cu bilă , tradițională și, prin urmare, încă des folosită în ciuda unor defecte semnificative de proiectare - o supapă conică . Supapele cilindrice au o utilizare extrem de limitată [4] [5] [6] .
Principalele părți ale robinetului sunt corpul și dopul ( oblonul ) sub formă de minge, con sau cilindru. Un orificiu de trecere este prevăzut în poartă pentru trecerea mediului. Macaraua este controlată prin rotirea ștecherului. La rotirea cu 90°, fluxul de mediu este complet blocat, la rotirea la unghiuri mai mici - parțial, ceea ce permite utilizarea supapei ca supape de control, cu excepția conductelor cu un debit mare de fluid, pentru a evita cavitația . Există, de asemenea, supape cu trei căi, unde dopul are găuri suplimentare, ceea ce le permite să fie folosite pentru a redirecționa fluxul de mediu: prin rotirea dopului, mediul este direcționat de la intrare la una dintre cele două ieșiri. În poziția intermediară, în funcție de designul supapei , mediul poate fi direcționat fie în ambele direcții, fie complet blocat.
Acesta este un fel de robinet, al cărui element de blocare sau reglare are formă sferică [2] . Elementul mobil ( obturatorul ) al unor astfel de supape este un dop sferic - o bilă, de-a lungul axei căreia se realizează o gaură rotundă pentru trecerea mediului. În supapele de trecere , pentru a închide sau deschide complet pasajul, este suficient să rotiți mingea cu 90 ° . Diametrul găurii corespunde cel mai adesea cu diametrul interior al conductei pe care este instalată supapa, care în acest caz se numește pas total . Pierderile hidraulice în timpul trecerii mediului de lucru printr-o supapă complet deschisă sunt foarte mici, aproape la fel ca atunci când mediul trece printr-o țeavă de lungime egală cu corpul supapei, care este de multe ori mai mică decât în supapele și supapele cu gură . Această calitate valoroasă a făcut din supapele cu bilă principalul dispozitiv de închidere pe partea liniară a conductelor principale de gaz. Cu toate acestea, pentru a reduce dimensiunea și cuplul necesar pentru operarea supapei, uneori sunt utilizate supape reduse. Pe lângă cele comune macaralelor, supapele cu bilă au o serie de avantaje specifice, printre care:
Șaule din corp sunt realizate sub formă de inele din diverse tipuri de materiale plastice (în principal fluoroplastice ), ceea ce asigură etanșeitatea fiabilă, ușurința și rotirea lină a dopului cu bilă, dar limitează utilizarea unor astfel de supape pentru medii cu temperaturi care nu depășesc 200 ° C.
Robinetele cu bilă au o mare varietate de modele, dar principalele lor diferențe sunt în designul corpurilor de închidere: cu bilă plutitoare (pentru diametre mici ) și cu bilă în suport [5] [6] .
Acesta este un fel de robinet, al cărui element de blocare sau reglare are forma unui con [2] .
O gaură de trecere într- un dop , care, spre deosebire de supapele cu bilă, de obicei nu este rotundă, ci trapezoidală , permite trecerea mediului atunci când o astfel de supapă este deschisă. Șaua reprezintă suprafața interioară a corpului. Astfel, suprafețele de etanșare ale corpului de închidere sunt suprafețe conice - dopul exterior și corpul interior.
În supapele cu con, sunt îndeplinite două cerințe foarte greu de combinat - să creeze un contact strâns și ermetic între suprafețele conice ale perechii corp-dop și, în același timp, să asigure o rotație lină și liberă a dopului, prevenind blocarea acestuia. și ruperea suprafețelor de etanșare. Ultima cerință dictează necesitatea fabricării carcasei și dopurilor din materiale cu proprietăți anti-fricțiune bune ( alama , bronz , fontă ). Astfel de materiale limitează utilizarea în practică a supapelor conice cu o presiune de 1,6 MPa și un diametru de 100 mm . Uneori, supapele conice sunt fabricate și din oțel carbon cu un diametru de până la 200 mm, dar în aceste cazuri dopul este din fontă sau se folosește un sistem special de lubrifiere pentru etanșarea suprafețelor.
O supapă conică este foarte dificil de fabricat și reglat pentru a oferi orice cantitate stabilă de forță necesară pentru a roti dopul, astfel încât acestea sunt practic nepotrivite pentru utilizare cu actuatoare electrice sau pneumatice și sunt acționate manual.
Pe lângă cele de mai sus, macaralele cu con au o serie de alte dezavantaje:
Supapele conice diferă în ceea ce privește metoda de etanșare a cutiei de presa și tensiune și au o serie de modele specifice:
Elementul de închidere al robinetului poate fi realizat din cermet pe bază de oxid de aluminiu . Oxidul de aluminiu are o duritate mare, dar există tehnologii pentru lustruirea lui, care fac posibilă obținerea unei suprafețe de puritate ridicată. Acest lucru vă permite să utilizați efectele atracției intermoleculare și să renunțați la glande sau dispozitive de tensionare, precum și utilizarea unui element de blocare în formă plată.