Мембранный клапан принцип работы
Мембранный клапан принцип работы
Принцип работы впускной арматуры с мембранным клапаном
Использовать мембранный клапан в запорной арматуре унитазов придумал явно не советский инженер. Технические решения советских инженеров всегда отличались простотой, что обеспечивало надежность работы системы, а в случае поломки — легкость устранения проблемы. И это касалось не только унитазов но и космических аппаратов, конструкцией которых до сих пор восхищаются американцы. В унитазах советского периода использовалась запорная арматура с штоковым поплавковым клапаном, основанным на принципе противодавления. Вода в бачки советских унитазов набиралась (да и сейчас набирается) шумно, иногда очень шумно: с воем, скрежетом и тарахтеньем, медленно и неравномерно, впрочем это еще не все недостатки старой арматуры. Но зато отремонтировать унитаз старого образца мог практически любой взрослый мужчина и даже моя теща любила покопаться в бачке, не дожидаясь советов специалистов.
Совсем другое дело впускная арматура с мембранным поплавковым клапаном, основанным на принципе попутного давления. Работает тихо, особенно брендовая, вода набирается быстро, перекрывается сразу. Но и у впускной арматуры с мембранным поплавковым клапаном есть недостатки, как впрочем и у всего в этом мире. Связаны они с тем, что для нормальной работы арматуры требуется более-менее постоянное давление в водопроводной сети не менее 0.05-0.1 МПа (0.5-1 атмосфера) и не более 1-2 МПа и чистая вода. Понятное дело, что соблюсти оба эти условия, особенно в сельской местности, да и вообще в частном секторе и на всяких там дачах, не всегда возможно. Кроме того, на надежность работы запорной арматуры с мембранным клапаном очень сильно влияет качество изготовления арматуры. Так что мембранную арматуру как и штоковую приходится чинить, а чаще просто менять, как использованный картридж, для такой арматуры новую прокладку из старой шины не сделаешь. Для тех, кто все-таки решил сначала покопаться в арматуре для очистки совести, попробую изложить устройство и принцип работы впускной арматуры с мембанным поплавковым клапаном. Не то, чтобы это так уж сложно, но на пальцах объяснить не получится.
Унитаз с мембранной арматурой есть чуть ли не в каждой второй квартире, а вот толковых описаний и иллюстраций устройства арматуры с мембранным клапаном в сети практически нет. Наиболее информативными являются следующие схемы, характеризующие только 2 вида впускной арматуры производства Словении:
Но разобраться в таких чертежах человеку без технического образования не всегда просто. Возможно, обладатели унитазов Jika, в которых чаще всего стоит подобная запорная арматура, разберутся в этих чертежах, а всем остальным представляю следующую, более наглядную, на мой взгляд, модель работы мембранного клапана. Но для начала давайте посмотрим на мембрану, что она из себя представляет, после этого понять, о чем идет речь, будет намного проще:
Положение 1. Клапан открыт, вода набирается в бачок.
Мембрана под давлением воды отодвигается и не мешает воде набираться (не мешает настолько, что даже на рисунке не показана, пока). Вода под напором из водопроводной сети вливается в отверстие (1) и заполняет предварительную камеру. Для попадания воды в бачок унитаза в камере есть отверстие (2), именно туда и течет вода. Пока все очень похоже на обычный штоковый клапан, но у нас клапан мембранный, а это значит, что в нем есть мембрана (3), надетая на поршень (4):
В мембране есть отверстие (5) диаметром около 1 мм. Через это отверстие часть воды попадает в наполнитнельную камеру между мембраной (3) и поршнем (4). На рисунке наполнительная камера не показана, но ее можно увидеть, если снять мембрану с поршня. Пока поплавок опущен, отверстие (6) диаметром около 0.5 мм в поршне (4) открыто, через него еще некоторое количество воды стекает в бачок. Таким образом давление воды в предварительной камере, в наполнительной камере и за наполнительной камерой приблизительно одинаковое и в этом основное отличие мембранного клапана от простого штокового клапана.
Положение 2. Вода, набираясь в бачок, поднимает поплавок.
Поплавок, поднимаясь, толкает шток с резиновым уплотнителем к отверстию, отверстие перекрывается. Шток прижимает поршень с мембраной к большому седлу, таким образом наполнительная камера становится герметичной, и к малому седлу, для наглядности показанному оранжевым цветом. Давление воды в наполнительной камере плюс давление от поплавка плотно прижимают мембрану к седлам, набор воды прекращается. Как поплавок, поднимаясь, толкает шток, изображать не стал, думаю, и так понятно, да и всегда можно посмотреть, сняв крышку бачка.
Положение 3. Спуск воды.
При спуске воды в чашу поплавок опускается и перестает давить на шток. Шток открывает отверстие в поршне, давление в наполнительной камере падает. Вода под давлением водопроводной сети отталкивает мембрану и поршень и начинает наполнять бачок. Наступает положение 1.
Теоретически, если вода не набирается в бачок, значит засорилось отверстие (6) или отверстия (1) или (2), но так как площадь отверстий (1) и (2) намного больше площади отверстия (6), то засорение отверстий менее вероятно. Если вода не перекрывается, значит засорилось отверстие (5) или испортилась мембрана (3) или резиновое уплотнение штока. Все это можно промыть и прочистить, а вот если давление в водопроводной сети ниже регламентируемого или меняется втечение суток, то клапан может не срабатывать.
При очень низком давлении, вода вообще не будет набираться в бачок. При давлении 0.2-0.3 атмосферы например, при подаче воды из подвесного бака, подвешенного на высоте 2-3 метра, вода не будет проходить в наполнительную камеру и потому при подьеме поплавка давления от поплавка будет недостаточно, чтобы перекрыть воду. В этом случае можно попробовать рассверлить отверстия (5) и (6). Чем больше диаметр этих отверстий, тем меньше нужно давление, чтобы проталкивать воду внутрь наполнительной камеры. А если давление в водопроводе в течение суток меняется, а такое часто бывает в домах, где необходимое давление воды поддерживается насосами, а насосы на ночь отключают, то тут ничего не поможет, придется менять мембранную арматуру на простую штоковую.
Вот в принципе и все. Вот только конструкции у мембранных клапанов могут быть разные, так, например в арматуре, показанной на верхних схемах, наполнительная камера имеет крышку с уплотнительной резиновой прокладкой и от того, насколько герметично прикручена крышка, зависит работа клапана. Если крышка прикручена не до конца и нет должной герметизации, то через клапан может постоянно сочиться вода.
Запорно-регулирующая арматура. Принцип действия.
Запорно-регулирующая арматура используется для контроля потока среды на объектах промышленного производства, и бытовых системах жизнедеятельности. Магистральные трубопроводы, месторождения нефти и газа и заводы по их переработке, сталеплавильные и химические предприятия, очистные сооружения и городской водопровод – вот лишь небольшая часть предприятий, где требуется огромное количество запорно-регулирующей арматуры.
Существует множество типов и модификаций запорно-регулирующей арматуры. Мы рассмотрим принцип действия наиболее распространенных типов изделий, таких как шаровые краны, дисковые поворотные затворы, шиберные задвижки, запорные клапаны и мембранные клапаны.
Принцип действия всех вышеперечисленных типов запорной арматуры примерно одинаков. Все эти устройства либо ограничивают поток среды (воздуха, жидкостей, пара, газа, сыпучих тел), либо полностью перекрывает его. Различаются лишь элементы конструкции типов запорной арматуры, (мембрана, диск, шар) с помощью которых и происходит перекрытие потока.
Принцип действия шарового крана.
Шаровый кран – один из самых надежных элементов запорной арматуры. Краны такого типа обеспечивают очень хорошую возможность полного перекрытия потока, в случае поворота запорного элемента на четверть оборота (90°). К достоинствам шарового крана следует также отнести низкое время закрытия, и низкую вероятность протечки, в случае износа уплотнения
Шаровые краны можно разделить на неполнопроходные, и полнопроходные. Неполнопроходной кран в открытом состоянии имеет диаметр прохода меньший, чем диаметр трубопровода, полнопроходный кран имеет диаметр прохода равный диаметру трубопровода. Полнопроходный шаровый кран более эффективен, т.к. позволяет свести к минимуму падение давления в клапане.
Шаровые краны рекомендуются только для использования в полностью открытом, или полностью закрытом положении. Они не приспособлены для точного регулирования потока, или функционирования в частично открытом положении, так как создается избыточное давление на часть корпуса, что может привести к его деформированию. Деформирование корпуса приводит к протечкам и поломкам.
Принцип действия дискового поворотного затвора
В положении «открыто»
Шаг 1
Шаг 2
В положении «закрыто»
Дисковый поворотный затвор регулирует поток при помощи специального элемента – диска, закреплённого на валу, и поворачивающегося вокруг своей оси. Также, как и шаровый кран, дисковый затвор способен осуществить перекрытие за достаточно короткое время, так как диск осуществляет такой же оборот на 90 °, из-за чего этот затвор называют также четверть-оборотным.
В зависимости от положения диска и вала относительно корпуса, дисковые затворы могут быть трехэксцентриковыми и двухэксцентриковыми. Затвор со смещенным эксцентриситетом означает, что ось диска смещена относительно геометрической оси корпуса, что обеспечивает более плотное прилегание диска к уплотнению затвора, а следовательно – исключает протечки.
Дисковые поворотные затворы характеризуются простотой конструкции, легкостью веса, и компактными размерами. Но материалы, используемые при производстве затворов, могут ограничить их применение при очень высоких температурах, или крайне агрессивных средах. В основном это касается уплотнений затвора, изготовляемых из полимерных материалов.
Принцип действия запорно-регулирующего клапана
В положении «открыто»
Шаг 1
Шаг 2
В положении «Закрыто»
Запорно-регулирующий клапан подходит для использования на различных технологических объектах, исключая лишь трубопроводы больших диаметров, для контроля и регуляции потока среды.
Принцип действия клапанов не сильно отличается от принципа действия прочей запорно-регулирующей арматуры. Достоинства этих клапанов состоят в малом ходе затвора для полного открытия, соответственно такой клапан обычно имеет малые габариты и приемлемую массу. Также клапан обладает высокой герметичностью, и отсутствием трения уплотнения затвора о седло, что значительно сокращает их износ.
Недостатки подобного типа клапанов заключаются в сильном гидравлическом сопротивлении, и, соответственно, в больших потерях энергии, ограничении максимального диаметра трубопроводов, на которые их можно установить, а также в существовании застойных зон (по причине S-образного внутреннего сечения), где могут накапливаться примеси и мусор.
Принцип работы шиберной задвижки
В положении «открыто»
Шаг 1
Шаг 2
В положении «закрыто»
Конструкция шиберной задвижки напоминает шлюз — поток регулируется путем его разделения при помощи металлической пластины – шибера. Шиберная задвижка – одно из наиболее простых приспособлений для регуляции потока.
Шиберные задвижки, в зависимости от конструкции запирающего элемента могут быть межфланцевыми, двусторонними и ножевыми.
К достоинствам шиберной задвижки следует отнести то, что этот тип задвижек в открытом состоянии не содержит никаких элементов, препятствующих потоку.
Принцип действия мембранного клапана
В положении «открыто»
Шаг 1
Шаг 2
В положении «закрыто»
Мембранные клапаны используют в качестве запорного элемента гибкую мембрану (диафрагму) метод «щипать», чтобы остановить поток клапана, используя гибкую мембрану.
Одним из преимуществ мембранного клапана является то, что компоненты самого клапана отделены от потока среды, что в случае агрессивных сред увеличивает срок службы клапана, при условии регулярного обслуживания и своевременной замены мембраны.
Эти типы клапанов, как правило, не подходит для агрессивных сред, и сред с высокими температурами, в основном, они применяются для водопроводных систем.
Ниже представлено видео, в котором наглядно показан принцип работы трехэксцентрикового дискового затвора
Мембранные клапаны
Изготовление, сборка, тестирование и испытание мембранных клапанов
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи
Общее описание
Мембранные клапаны применяются чаще всего при работе с жидкостями, которые содержат большое количество твердых частиц. Конструкция таких клапанов дает возможность избежать формирования налета, который образуется из осадков твердых частиц в результате фильтрации. Особенно это касается работы с жидкостями, которые содержат большое количество твердой фазы.
Мембранные клапаны еще называются вентилем. Его отличительной особенностью является то, что седло затвора изготовлено на торце перегородки, которая установлена поперек оси движения потока жидкости. При этом роль золотника выполняет гибкая мембрана. Такая мембрана под воздействием шпинделя или штока прогибается, чтобы перекрыть проходное сечение трубопровода. Таким образом, гибкая мембрана способна герметизировать полость арматуры, следовательно, наличие сальника не требуется. Как правило, мембранные клапаны используются для перекачки солевых растворов и агрессивных сред на тепловых станциях в системах химической подготовки.
Мембранный клапан состоит из таких деталей, как корпус, вентиляционная головка и эластичный материал. Мембрана служит защитой всех движущих функциональных частей клапана от перекачиваемого продукта. К тому же благодаря мембране на этих деталях исключается образование отложений, которые приводят к ухудшению надежности деталей, а также могут привести к выходу клапана из строя.
Для того чтобы поддерживать клапан в рабочем состоянии, необходимо вовремя проводить замену мембраны. К тому для этого не нужно отсоединять корпус от трубопровода, и замена мембраны производится в короткий срок.
К тому же с рабочей средой контактирует исключительно мембрана и корпус, поэтому мембранные клапана можно применять как в химической промышленности, так и в стерильных производствах. Однако при выборе материалов для конструкции клапана следует учитывать среды, в которых он будет применяться.
Технические характеристики (давление, размеры)
Среди технических особенностей мембранных фильтров следует выделить их размеры, которые составляют DN 4 — DN 300.
Мембранные клапана работают при температуре от -10 до +180°C.
Рабочее давление таких клапанов составляет от 0 до 10 бар.
Материальное исполнение. Привод
Мембранные клапана могут изготавливаться из различных материалов, в зависимости от того, с какими средами нужно будет работать.
Мембранные клапаны, которые изготовлены из металла, используются для работы с жидкостями, которые имеют сильное загрязнение или высокую очистку. К тому же клапаны этого вида применяются в качестве регулирующих мембран, специально для сред, содержащих частицы, а также сред, которые сильно загрязнены. Чаще всего мембранные клапаны применяются в промышленности для различных нужд.
Материал корпуса мембранных клапанов может быть серый чугун, латунь, чугун с шаровидным графитом, стекло, мягкая резина и другие.
Привод мембранного клапана может быть электрический, ручной или пневматический.
Преимущества
Мембранные клапаны отличаются от других тем, что они содержат мембранные приводы гидравлического или пневматического типа. Такие приводы различаются на внешние, а также они могут быть интегрированными в общую конструкцию клапана.
Благодаря использованию мембранного клапана со встроенным приводом можно регулировать расход рабочей среды. Для этого используется перекрытие прохода в седле мембранной перегородки, которая изготавливается из гибких материалов. Как правило, для этого используется полиэтилен или резина.
Основным преимуществом мембранного клапана является высокая степень герметичности всех двигающихся частей соединения. К тому же материал мембраны имеет высокую коррозионную устойчивость, поэтому внутренние поверхности клапана надежно защищены от воздействия рабочих сред. Данная особенность мембранных клапанов очень важна при использовании арматуры при работе с агрессивными средами.
Мембранные клапаны имеют конструкцию, в которой почти нет застойных зон, поэтому они очень популярны как для тонкой химической технологии, так и для фармацевтической и пищевой промышленности. Данная особенность мембранных фильтров положительным образом сказывается на качестве химической, медицинской и пищевой продукции.
Мембранные клапаны могут управляться и вручную, и автоматически при помощи пневматических приводов.
А благодаря высокой надежности и качеству мембранных клапанов, они успешно конкурируют с регулирующими и запорными арматурами. К тому же простота установки и обслуживания, а также возможность быстрой и простой замены частей клапана делает мембранные клапаны очень популярными для разных отраслей промышленности.
Применение
Мембранные клапаны используются в качестве регулирующей и запорной арматуры на трубопроводах, которые транспортируют абразивные и агрессивные жидкости и газы в металлургической, химической и другой промышленности.
Такие клапаны могут использоваться как для нейтральных вязких, так и для абразивных сред. Основная область применения мембранных клапанов — это химическая промышленность, горнодобывающая промышленность, абразивные среды, фармацевтическая отрасль, очистные сооружения и другие виды промышленности.
Принцип действия
Мембранный клапан сжимает резиновый рукав внутри корпуса. Когда клапан открыт, рукав полностью упирается в металлический кожух, что не приводит к разрыву и повреждению поверхности рукава. Таким образом, давление компенсируется телом клапана, а не рукавом. Это обеспечивает значительно улучшенную характеристику чувствительности. Полученное механическое преимущество уменьшает противодавление, необходимое для работы клапана.
Что такое мембранный клапан и для чего он используется?
Мембранные клапаны представляют собой особый вид трубопроводной арматуры, которая не имеет сальников. А своё название эта ТПА получила из-за того, что в этих клапанов запорным элементом является мембрана. Впрочем, в некоторых случаях мембраны используются также в качестве уплотнительных элементов как корпуса, так и запорного элемента — затвора. Интересно, что мембранные клапаны нередко называют диафрагменными, однако по-русски это будет не совсем верно, поскольку, согласно стандартам ГОСТ, следует использовать именно термин «мембранный клапан». Хотя понятно откуда возникло название «диафрагменный» — это калька с английского: там эта ТПА называется diaphragm valves, и такое название используется куда чаще, чем более привычное для нас membrane valves.
Основное применение мембранных клапанов в промышленности: транспортировка химически агрессивных сред, поэтому чаще всего их используют в химической промышленности, а также тепловой энергетике и электроэнергетике для транспортировки подготовленных сред (чаще всего горячей воды с различными «присадками» для уменьшения засоряемости металлических трубопроводов. Кроме того мембранные клапаны активно применяют на фармацевтических и пищевых производствах.
Мембранный клапан PVC, пожалуй, является основной разновидностью этой арматуры, поскольку именно трубопроводные системы из ПВХ обычно и являются наиболее востребованными в промышленных приложениях. Впрочем, PVC-U лучше применять для транспортировки не слишком агрессивных сред и, к тому же, при невысоких температурах. Если же требуется транспортировать агрессивные кислоты и щелочи при повышенных температурах, лучше рассмотреть трубопроводную арматуру из PVC-C или даже PVDF. Это может быть, например, кран шаровой PVDF, так как поливинилиденфторид обладает исключительной химической стойкостью и при этом способен выдерживать агрессивные среды даже при температуре +80 градусов и выше. Возвращаясь к мембранным клапанам, отметим, что продукция данного типа от Georg Fischer является одной из самых надёжных на рынке, что подтверждено независимыми испытаниями и сертификатами соответствия самым требовательным международным стандартам.
Добавлено: 17.12.2018 18:20:42
Еще статьи в рубрике Статьи на тему: Инженерные сети водоснабжения, канализации, газоснабжение. Полезные советы:
- Устранение засоров в канализации – работа для специалиста
Канализационная труба может засориться в любом месте: на производстве, дома, на даче, в квартире. .
Стальные шаровые краны — особенности конструкции и разнообразие
Производители запорной арматуры в настоящее время предлагают потребителям свою продукцию в широком ассортименте. .
Ванны
Интересно, что до начала двадцатого века ванны были доступны только богачам. Простые люди мылись в банях, хотя история этого резервуара насчитывает .
-
Заводские фильтры для очистки воды
Водопроводная вода прежде чем попадет в квартиры, проходит многоступенчатую качественную фильтрацию и поступает в уже очищенном виде. .
Механическая прочистка канализации
Механическая прочистка канализационных систем осуществляется при помощи специального электромеханического агрегата высокой мощности, назначение которого — разрушение любых . .
Поверхностные насосы
Для обслуживания скважины небольшой глубины в основном используется насосное оборудование поверхностного типа. Модели такого оборудования различны по техническим параметрам и конструкции. .
Мембранный клапан принцип работы
Содержание статьи:
Мембрана (membrana), в переводе с латинского означает — тонкая кожица. В трубопроводной арматуре мембрана представляет собой эластичную упругую перегородку небольшой толщины, она разделяет полость на две части, с разным давлением. Иногда ее называют диафрагмой.
Мембранные клапаны (или диафрагменный клапан) широко используют при работе с различными жидкостями, в составе которых присутствует большое количество твердых частиц (примесей).
Клапаны сконструированы так, что препятствуют образованию налета, в виде осадка после фильтрации жидкости.
Первые мембранные клапаны начали использовать в Римской империи, их делали из кожи. Клапаны помогали регулировать поток воды. А вот впервые в промышленном устройстве стали применять клапан мембранный в 1928 году. Его разработал горный инженер П. К. Саундерс в Южной Африке. Новую разработку начали устанавливать на различные виды оборудования во многих отраслях промышленности. С появлением новых технологий и материалов, автоматизации производства, инженеры улучшили конструкцию и функции устройства.
Запорный и предохранительный мембранный клапан (запор).
Работа клапанов мембранного типа осуществляется за счёт разницы давлений, как и в поршневых клапанах.
Конструкция устройства довольно простая, состоит из привода, мембраны и корпуса.
Принцип работы предохранительного клапана.
При появлении в трубах аварийного напора, происходит разрыв мембраны, осуществляется сброс рабочей среды. Но такие устройства выпускаются только одноразовые, требующие постоянную замену.
Принцип работы и устройство запорного мембранного клапана.
Снизу в трубопроводе, по которой протекает поток жидкости, устанавливается до нужной высоты вертикальная перегородка (седло). Над ней горизонтально монтируют гибкую мембрану. Когда запор открыт, жидкость спокойно протекает по трубопроводу. Над мембраной установлен шток, роль золотника здесь выполняет сама мембрана. Мембранное устройство открывается и закрывается при движении штока вверх и вниз. При движении штока клапана вниз, центральная часть мембраны прогибается с достаточной амплитудой и прижимается к седлу запора, полностью перекрывая рабочий поток. Клапан закрыт. При движении штока в исходное положение вверх, пластичная мембрана принимает первоначальный вид, клапан снова открыт.
Особенность устройства.
Контакт рабочей среды происходит только с мембраной, которая герметично закрывает полость трубопроводной арматуры. Механизмы внутри надежно защищены от всех загрязнений рабочей среды. Запор не нуждается в замене уплотнений или затвора. В устройстве, вместо сальникового уплотнения стоит — мембранное. И главное, здесь отсутствуют застойные зоны. Мембранные запоры бывают одно- и двухседельные.
Асептический мембранный клапан применяют в асептических технологических процессах, где очень высоки требования гигиены, нужна стерильность. Благодаря эластичности мембраны, открытый запор исключает обратного движения рабочей среды и достигается высокая гигиеничность производства.
Мембранные клапаны используются в пищевой, фармацевтической, металлургической, газовой, горнодобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, на стерильных производствах, для перекачки растворов солей и агрессивных сред на ТЭС в системах химической водоподготовки. Также служат для целлюлозно-бумажной промышленности, для производства и переработки гипса и цемента.
Основные виды мембранных клапанов:
Проходные и многопроходные мембранные клапана.
Т-образные мембранные запоры.
Мембранные клапана для емкостей (емкостные).
Все эти виды могут быть отсечными, донными, электромагнитными соленоидными клапанами, регулирующими клапанами (запорно-регулирующими клапанами).
Обратный мембранный запор. Устанавливают в системах автономного теплоснабжения, чтобы избежать гидроудар.
Мембранный клапан можно разделить по типу управления:
С электрическим и электромагнитным приводом.
С ручным управлением.
С пневматическим приводом (мембранный пневматический клапан).
Привод бывает внешним (выносным) и встроенным, является частью конструкции устройства. Самый простой привод — маховичок линейного клапана или рычаг поворотного
Основной тип соединения мембранных клапанов:
Муфтовое (муфты под склейку «True union») или штуцерное (Spigot).
По принципу действия:
Для различных условий эксплуатации применяют клапаны прямого действия, срабатывающие при нулевом перепаде давлении и пилотные клапаны (непрямого действия) — срабатывающие только при минимальном перепаде давления.
Материалы, используемые для изготовления мембранных клапанов.
Корпус выполняется из разных материалов:
Из высокопрочного, ковкого или литейного чугуна. Этот материал относительно недорогой, используют в водопроводах.
Из нержавеющей, углеродистой стали. Выполняют клапана, которые испытываю повышенное давление, для агрессивных сред, так как не подвергаются коррозии. Чаще всего используются в пищевой промышленности.
Из сплава никеля. Жаропрочные изделия. Это один из самых дорогих материалов.
Из бронзы. Запоры стойкие к образованию коррозии.
Из пластика. PVC-U (поливинилхлорид) применяются для слабоагрессивных сред, при невысоких температурах.
Облицовка выполняется из мягкой и твердой (эбонит) резины, бутилкаучука, фторопласта и других. Иногда делают гальванизацию в цинковой ванне.
Внешней поверхности санитарных или антибактерицидных мембранных клапанов делают вакуумную струйную обработку или сатинирование. Внутренней поверхности проводят струйную вакуумную обработку, сверх или просто зеркальную полировку и сатинирование.
Используют уплотняющий материал для мембранных клапанов:
Силиконовый каучук (SILICONE). Сохраняет эластичность при температуре -55°C до +180°C. Устойчив к спиртам, но не абразивостойкий. Теряет свойства в концентрированных щелочах и кислотах, в бензине, минеральном масле.
Пищевая резина (этилен-пропиленовый каучук EPDM). Эластичность не теряется от -40°C до +130°C. Отлично подходит для рабочей среды — морская вода, малая концентрация кислот, щелочей. Не допустимо применять для различных масел и жиров. Постепенно теряет свои свойства и разрушается от сухого воздуха, пропан-бутана и бензина.
Термостойкая резина (VITON) или фторкаучук. Может применяться для любых агрессивных сред, стоек к маслам и жирам, бензину, керосину и дизельному топливу, выдерживает температуру от -20°C до +200°C. Это огнестойкий материал, практически не стареет и не набухает. Не стоит использовать в кислотах, аммиачных соединениях, растворителях.
Фторопласт (PTFE). Работает во всех средах, исключение составляют соединения фтора под высоким давлением и температурой. Работает при от -200°C до +200°C, имеет лучшую механическую
прочность, но не такой гибкий, как другие материалы. Отличных свойств достигает в паре с EPDM.
Преимущества выбора запора мембранного типа.
Благодаря мембране, клапан защищен от негативного влияния рабочей среды.
Размеры устройства довольно разные — DN 4 — DN 300.
Рабочее давление запоров — от 0 до 10 бар.
Гарантия высокой герметичности.
Мембранные клапаны управляются вручную и автоматически.
Нет застойных зон.
Возможна работа в вакууме.
Устойчивость ко многим агрессивным средам, коррозионная стойкость.
Имеют высокую надежность и качество.
Просты в установке и обслуживании, замена частей клапана не занимает много времени и трудностей.
Большой срок эксплуатации.
Выбирая необходимый запор мембранного типа, стоит учесть условия работы устройства, диаметр трубопровода, температуру и давление подачи рабочей среды в системе и тип управления.
Клапан мембранный и его применение
Описание и характеристики клапана мембранного
Клапаны этого типа представляют собой вентиль, в котором на штоке между корпусом и крышкой располагается гибкая мембрана (сильфон). Посредством штока сильфон перемещается, регулируя проходное сечение клапана или полностью перекрывая его. В этой конструкции движущиеся детали клапана изолированы от потока жидкости, и потому такой клапан не нуждается в замене уплотнений или затвора. Клапаны этого типа предназначены для работы с агрессивными жидкостями или жидкостями, содержащими взвесь твердых частиц.
Мембранный клапан , запорно-регулирующая трубопроводная арматура, механическое устройство для пропускания, перекрытия или регулирования потока жидкости, пара или газа в трубопроводах. По существу, такое устройство представляет собой временное препятствие в трубе.
Трубопроводная арматура находит широкое применение в разнообразных технических устройствах и системах с расходом рабочего тела. Например, поворотом крана газовой плиты регулируется расход газа (дроссель), клапан в автомобильной шине позволяет ее накачивать и в то же время не дает воздуху выходить обратно (обратный клапан), а краны в паровых радиаторах позволяют стравливать воздух из радиатора и замещать его паром (дренажно-предохранительный клапан).
Размер клапана может составлять от миллиметров до значительных величин, в зависимости от размеров трубы, на которой он установлен. Соединения клапанов с трубопроводом могут быть резьбовыми, фланцевыми или сварными.
Сжатый воздух перемещает мембрану со штоком в одном направлении, а пружина – в противоположном.среда проходит и вытекает с другой стороны корпуса. При этом поток может сохранять направление движения или поворачиваться под углом.
В зависимости от материалов, которые применяются для изготовления, мембранные клапана имеют различные свойства и отличаются по стоимости:
| Материал | Различия мембранных клапанов |
| серый литейный или ковкий чугун | Низкая цена, хрупкость |
| бронза | Придает мембранному клапану высокую устойчивость к коррозии |
| углеродистая или нержавеющая сталь | Выдерживает высокие давления. |
| сплавы на основе никеля ( монель и инконель ) | Придает мембранному клапана повышенную жаропрочность. Наиболее высокая цена. |
Все материалы из которых изготавливаются материалы мембранные клапана различаются по стоимости, диапазону рабочих температур и коррозионной стойкости и перечислены в таблице в порядке возрастания стоимости.
Преимущества материалов
- Серый чугун пригоден для большинства не очень ответственных приложений, особенно в водопроводах.
- Бронза обладает высокой коррозионной стойкостью и применяется для коррозионно-активных сред.
- Углеродистая сталь прочна и может использоваться при высоких давлениях.
- Хромомолибденовая сталь отличается жаропрочностью и применяется при высоких температурах (порядка 600° с), например на теплоцентралях.
- Нержавеющая сталь и сплавы никеля обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем бронза, и высокой жаропрочностью.
Мембранный клапан из этих материалов используются при различных давлениях и значительном диапазоне рабочих температур. Дешевые материалы типа серого чугуна иногда покрывают эпоксидной смолой для защиты от коррозии.
Внутренние части клапана могут быть выполнены из тех же материалов, что и корпус, но используются также пластмассы, резина и упрочняющие покрытия. В качестве уплотняющих материалов, герметизирующих седло, шток и затвор, обычно применяют хлопок, тефлон, резину или графит в зависимости от вида рабочей среды и температуры. Уплотняющие материалы должны обеспечивать хорошую герметизацию и в то же время низкое трение для обеспечения свободного перемещения штока.
Типы клапанов
В зависимости от принципа работы различают два больших класса клапанов – с линейным и поворотным движением затвора. В клапанах первого типа при открытии клапана затвор поднимается и открывает седло. В клапанах второго типа (кранах) затвор поворачивается вокруг оси, открывая или закрывая проход.
В зависимости от назначения различают дроссельные, обратные, регулирующие и редукционные клапаны. обычно клапаны рассчитаны на многократное использование, но бывают и клапаны одноразового действия (например, мембранные пироклапаны).
Мембранные клапаны обычно имеют тот или иной привод. Простейшим приводом является маховичок линейного клапана или рычаг поворотного. Для вращения маховичка могут быть использованы специальные устройства, например зубчатая передача. Часто применяются силовые гидро- или пневмоприводы. Такие приводы могут развивать значительные усилия, необходимые для перемещения штока клапанов, работающих в системах с высоким давлением либо расположенных в удаленных местах, а также для управления работой нескольких клапанов с одного пульта. В приводах мембранных клапанов с пружиной обычно используется сжатый воздух. Сжатый воздух перемещает мембрану со штоком в одном направлении, а пружина – в противоположном. В качестве приводов часто используются также электродвигатели.