1 Kluczowe punkty doboru zaworu

1.1 Wyjaśnij przeznaczenie zaworu w sprzęcie lub urządzeniu

Określić warunki pracy zaworu: rodzaj stosowanego medium, ciśnienie robocze, temperaturę pracy, sposób sterowania pracą itp.;

1.2 Prawidłowo wybrać typ zaworu

Prawidłowy dobór typu zaworu opiera się na pełnym zrozumieniu przez projektanta całego procesu produkcyjnego i warunków pracy. Wybierając typ zaworu, projektant powinien najpierw zapoznać się z charakterystyką konstrukcyjną i działaniem każdego zaworu;

1.3 Ustalić przyłącze końcowe zaworu

Wśród połączeń gwintowych, kołnierzowych i do spawania, najczęściej stosowane są dwa pierwsze. Zawory gwintowane to głównie zawory o średnicy nominalnej mniejszej niż 50mm. Jeśli średnica jest zbyt duża, montaż i uszczelnienie połączenia są bardzo trudne. Zawory łączone kołnierzowo są wygodniejsze w montażu i demontażu, jednak są cięższe i droższe od zaworów gwintowanych, dlatego nadają się do połączeń rurowych o różnych średnicach i ciśnieniach. Połączenia spawane nadają się do stosowania w warunkach dużych obciążeń i są bardziej niezawodne niż połączenia kołnierzowe. Jednakże demontaż i ponowny montaż zaworów połączonych za pomocą spawania jest trudny, dlatego jego użycie ogranicza się do sytuacji, w których zwykle może działać niezawodnie przez długi czas lub warunki użytkowania są trudne, a temperatura wysoka;

1.4 Dobór materiałów zaworów

Oprócz uwzględnienia właściwości fizycznych (temperatura, ciśnienie) i właściwości chemicznych (korozja) czynnika roboczego, przy wyborze materiałów, z których wykonany jest korpus zaworu, części wewnętrzne i powierzchnia uszczelniająca. Ponadto należy zapoznać się z odpowiednimi przepisami państwa i urzędu użytkownika. Właściwy i rozsądny dobór materiałów zaworu może zapewnić najbardziej ekonomiczną żywotność i najlepszą wydajność zaworu. Kolejność doboru materiałów korpusu zaworu jest następująca: żeliwo-stal węglowa-stal nierdzewna, a kolejność doboru materiałów pierścieni uszczelniających: guma-stal stopowa-F4;

1.5 Inne

Ponadto należy określić natężenie przepływu i poziom ciśnienia płynu przepływającego przez zawór, a następnie wybrać odpowiedni zawór, korzystając z istniejących informacji (takich jak katalogi produktów zaworów, próbki produktów zaworów itp.).

2 Wprowadzenie do typowych zaworów

Istnieje wiele typów zaworów, a ich odmiany są złożone. Główne typy tozasuwy, zawory odcinające, przepustnice,zawory motylkowe, zawory grzybkowe, zawory kulowe, zawory elektryczne, zawory membranowe, zawory zwrotne, zawory bezpieczeństwa, reduktory ciśnienia,odwadniacze i awaryjne zawory odcinające,wśród których powszechnie stosowane są zasuwy, zawory odcinające, przepustnice, zawory grzybowe, przepustnice, zawory kulowe, zawory zwrotne i zawory membranowe.

2.1 Zawór odcinający

Zasuwa to zawór, którego korpus otwierający i zamykający (płyta zaworu) jest napędzany przez trzpień zaworu i porusza się w górę i w dół wzdłuż powierzchni uszczelniającej gniazda zaworu, co może połączyć lub odciąć przepływ płynu. W porównaniu z zaworem odcinającym, zasuwa ma lepszą skuteczność uszczelniania, mniejszy opór płynu, mniejszy wysiłek przy otwieraniu i zamykaniu oraz ma pewną wydajność regulacji. Jest to jeden z najczęściej stosowanych zaworów odcinających. Wadami są duże rozmiary, bardziej złożona konstrukcja niż zawór odcinający, łatwe zużycie powierzchni uszczelniającej i trudna konserwacja. Generalnie nie nadaje się do dławienia. W zależności od położenia gwintu na trzpieniu zasuwy można go podzielić na dwa typy: trzpień wznoszący i trzpień ukryty. Zgodnie z charakterystyką konstrukcyjną płyty bramy można ją podzielić na dwa typy: klinowy i równoległy.

2.2 Zawór odcinający

Zawór odcinający jest zaworem zamykającym w dół, w którym części otwierająca i zamykająca (tarcza zaworu) są napędzane przez trzpień zaworu w celu poruszania się w górę i w dół wzdłuż osi gniazda zaworu (powierzchni uszczelniającej). W porównaniu z zasuwą ma dobrą wydajność regulacji, słabą skuteczność uszczelniania, prostą konstrukcję, wygodną produkcję i konserwację, duży opór płynu i niską cenę. Jest to powszechnie stosowany zawór odcinający, powszechnie stosowany w rurociągach o średniej i małej średnicy.

2.3 Zawór kulowy

Części otwierające i zamykające zaworu kulowego to kule z okrągłymi otworami przelotowymi, a kula obraca się wraz z trzpieniem zaworu, realizując otwieranie i zamykanie zaworu. Zawór kulowy ma prostą konstrukcję, szybkie przełączanie, wygodną obsługę, mały rozmiar, niewielką wagę, kilka części, mały opór cieczy, dobre uszczelnienie i łatwą konserwację.

2.4 Zawór dławiący

Z wyjątkiem tarczy zaworu, przepustnica ma zasadniczo taką samą konstrukcję jak zawór odcinający. Tarcza zaworu jest elementem dławiącym, a różne kształty mają różne właściwości. Średnica gniazda zaworu nie powinna być zbyt duża, gdyż wysokość jego otwarcia jest niewielka, a natężenie przepływu medium wzrasta, przyspieszając w ten sposób erozję grzybka zaworu. Zawór dławiący ma małe wymiary, niewielką wagę i dobrą wydajność regulacji, ale dokładność regulacji nie jest wysoka.

2.5 Zawór grzybkowy

Zawór grzybowy wykorzystuje korpus grzyba z otworem przelotowym jako część otwierającą i zamykającą, a korpus grzyba obraca się wraz z trzpieniem zaworu, aby uzyskać otwieranie i zamykanie. Zawór grzybkowy ma prostą konstrukcję, szybkie otwieranie i zamykanie, łatwą obsługę, mały opór płynu, kilka części i niewielką wagę. Zawory grzybkowe są dostępne w wersjach prostych, trójdrogowych i czterodrogowych. Do odcięcia medium służą proste zawory grzybowe, natomiast zawory grzybkowe trójdrogowe i czterodrogowe służą do zmiany kierunku przepływu medium lub jego zmiany kierunku.

2.6 Zawór motylkowy

Zawór motylkowy to płytka motylkowa, która obraca się o 90° wokół stałej osi w korpusie zaworu, aby zakończyć funkcję otwierania i zamykania. Zawór motylkowy ma niewielkie rozmiary, jest lekki, ma prostą konstrukcję i składa się tylko z kilku części.

Można go szybko otwierać i zamykać, obracając o 90°, i jest łatwy w obsłudze. Gdy przepustnica znajduje się w pozycji całkowicie otwartej, grubość płytki motylkowej stanowi jedyny opór podczas przepływu medium przez korpus zaworu. Dlatego spadek ciśnienia generowany przez zawór jest bardzo mały, dzięki czemu ma dobre właściwości kontroli przepływu. Zawory motylkowe dzielą się na dwa rodzaje uszczelnień: elastyczną uszczelkę miękką i uszczelkę metalową twardą. W przypadku elastycznych zaworów uszczelniających pierścień uszczelniający może być osadzony w korpusie zaworu lub przymocowany do obwodu płytki motylkowej. Ma dobre właściwości uszczelniające i może być stosowany do dławienia, a także do rurociągów średniopróżniowych i mediów korozyjnych. Zawory z uszczelkami metalowymi mają na ogół dłuższą żywotność niż zawory z uszczelkami elastycznymi, ale osiągnięcie całkowitego uszczelnienia jest trudne. Są one zwykle używane w przypadkach, gdy przepływ i spadek ciśnienia znacznie się różnią i wymagana jest dobra wydajność dławienia. Uszczelnienia metalowe mogą przystosować się do wyższych temperatur roboczych, natomiast uszczelnienia elastyczne mają tę wadę, że są ograniczone temperaturą.

2.7 Zawór zwrotny

Zawór zwrotny to zawór, który może automatycznie zapobiegać przepływowi wstecznemu płynu. Tarcza zaworu zwrotnego otwiera się pod wpływem ciśnienia płynu, a płyn przepływa od strony wlotowej do strony wylotowej. Gdy ciśnienie po stronie wlotowej jest niższe niż po stronie wylotowej, płytka zaworu zamyka się automatycznie pod wpływem takich czynników, jak różnica ciśnień płynu i własny ciężar, aby zapobiec cofaniu się płynu. Zgodnie z formą konstrukcyjną dzieli się go na zawór zwrotny podnoszący i zawór zwrotny wahadłowy. Zawór zwrotny podnośnika ma lepsze uszczelnienie niż zawór zwrotny wahadłowy i większy opór płynu. Do króćca ssawnego rury ssawnej pompy należy dobrać zawór stopowy. Jego zadaniem jest: napełnienie wodą rury wlotowej pompy przed uruchomieniem pompy; aby rura wlotowa i korpus pompy były wypełnione wodą po zatrzymaniu pompy w ramach przygotowań do ponownego uruchomienia. Zawór stopowy montowany jest zazwyczaj wyłącznie na rurze pionowej na wlocie pompy, a medium przepływa z dołu do góry.

2.8 Zawór membranowy

Część otwierającą i zamykającą zaworu membranowego stanowi gumowa membrana umieszczona pomiędzy korpusem zaworu a pokrywą zaworu.

Wystająca część membrany jest zamocowana na trzpieniu zaworu, a korpus zaworu jest wyłożony gumą. Ponieważ medium nie dostaje się do wewnętrznej wnęki pokrywy zaworu, trzpień zaworu nie potrzebuje dławnicy. Zawór membranowy ma prostą konstrukcję, dobre właściwości uszczelniające, łatwą konserwację i niski opór płynu. Zawory membranowe dzielą się na jazowe, przelotowe, prostokątne i na prąd stały.

3 Wspólne instrukcje doboru zaworu

3.1 Instrukcje doboru zasuwy

Ogólnie rzecz biorąc, w pierwszej kolejności należy wybrać zasuwy. Oprócz pary, oleju i innych mediów, zasuwy nadają się również do mediów zawierających ziarniste ciała stałe i o dużej lepkości oraz nadają się do zaworów do systemów odpowietrzających i niskiej próżni. W przypadku mediów zawierających cząstki stałe korpus zaworu zasuwowego powinien mieć jeden lub dwa otwory upustowe. W przypadku mediów niskotemperaturowych należy wybrać specjalną zasuwę niskotemperaturową.

3.2 Instrukcje doboru zaworu odcinającego

Zawór odcinający nadaje się do rurociągów o niskich wymaganiach dotyczących oporu płynu, to znaczy, że strata ciśnienia nie jest uważana za dużą, a także rurociągów lub urządzeń z mediami o wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem. Nadaje się do rurociągów pary i innych mediów o średnicy DN < 200 mm; w małych zaworach można zastosować zawory odcinające, takie jak zawory iglicowe, zawory przyrządów, zawory do pobierania próbek, zawory manometrów itp.; zawory odcinające mają regulację przepływu lub regulację ciśnienia, ale dokładność regulacji nie jest duża, a średnica rurociągu jest stosunkowo mała, dlatego należy wybierać zawory odcinające lub dławiące; dla mediów silnie toksycznych należy wybrać zawory odcinające z uszczelnieniem mieszkowym; jednakże zaworów odcinających nie należy stosować do mediów o dużej lepkości i mediów zawierających cząstki, które łatwo wytrącają się, ani nie należy ich używać jako zaworów odpowietrzających i zaworów w systemach o niskiej próżni.

3.3 Instrukcje doboru zaworu kulowego

Zawory kulowe nadają się do mediów o niskiej temperaturze, wysokim ciśnieniu i wysokiej lepkości. Większość zaworów kulowych można stosować w mediach zawierających zawieszone cząstki stałe, a także w mediach proszkowych i granulowanych, zgodnie z wymaganiami materiałowymi uszczelnienia; pełnokanałowe zawory kulowe nie nadają się do regulacji przepływu, ale nadają się do sytuacji wymagających szybkiego otwierania i zamykania, co jest wygodne do awaryjnego odcięcia w razie wypadku; zawory kulowe są zwykle zalecane do rurociągów o ścisłych właściwościach uszczelniających, zużyciu, kanałach skurczowych, szybkim otwieraniu i zamykaniu, odcinaniu pod wysokim ciśnieniem (duża różnica ciśnień), niskim poziomie hałasu, zjawisku zgazowania, małym momencie roboczym i małym oporze płynu; zawory kulowe nadają się do lekkich konstrukcji, odcinania niskiego ciśnienia i mediów korozyjnych; zawory kulowe są również najbardziej idealnymi zaworami do mediów niskotemperaturowych i głęboko zimnych. Do systemów rurociągów i urządzeń do mediów niskotemperaturowych należy dobierać niskotemperaturowe zawory kulowe z pokrywami zaworów; w przypadku stosowania pływających zaworów kulowych materiał gniazda zaworu powinien wytrzymać obciążenie kuli i czynnika roboczego. Zawory kulowe o dużej średnicy wymagają większej siły podczas pracy, a w zaworach kulowych DN≥200 mm należy zastosować przekładnię ślimakową; stałe zawory kulowe nadają się na okazje o większych średnicach i wyższych ciśnieniach; ponadto zawory kulowe stosowane w rurociągach z wysoce toksycznymi materiałami procesowymi i mediami palnymi powinny posiadać konstrukcję ognioodporną i antystatyczną.

3.4 Instrukcje doboru przepustnicy

Zawory dławiące nadają się do zastosowań, w których występuje niska średnia temperatura i wysokie ciśnienie oraz nadają się do części wymagających regulacji przepływu i ciśnienia. Nie nadają się do mediów o dużej lepkości i zawierających cząstki stałe oraz nie nadają się do zaworów odcinających.

3.5 Instrukcje doboru zaworu grzybkowego

Zawory grzybkowe nadają się do zastosowań wymagających szybkiego otwierania i zamykania. Generalnie nie nadają się do pary i mediów o wysokiej temperaturze. Stosowane są do mediów o niskiej temperaturze i dużej lepkości, nadają się również do mediów zawierających cząstki zawieszone.

3.6 Instrukcje doboru zaworu motylkowego

Zawory motylkowe nadają się do zastosowań, w których występują duże średnice (np. DN﹥600 mm) i krótka długość konstrukcyjna, a także w sytuacjach wymagających regulacji przepływu oraz szybkiego otwierania i zamykania. Stosowane są powszechnie do mediów takich jak woda, olej i sprężone powietrze o temperaturach ≤80℃ i ciśnieniach ≤1,0MPa; ponieważ przepustnice charakteryzują się stosunkowo dużą stratą ciśnienia w porównaniu z zasuwami i zaworami kulowymi, przepustnice są odpowiednie dla systemów rurociągów o luźnych wymaganiach dotyczących strat ciśnienia.

3.7 Instrukcje doboru zaworu zwrotnego

Zawory zwrotne są ogólnie odpowiednie do mediów czystych i nie nadają się do mediów zawierających cząstki stałe i o dużej lepkości. W przypadku DN≤40mm zaleca się zastosowanie zaworu zwrotnego podnoszącego (dopuszczalny montaż wyłącznie na rurach poziomych); przy średnicach DN＝50～400mm zaleca się zastosowanie zaworu zwrotnego uchylnego podnoszącego (można go montować zarówno na rurach poziomych, jak i pionowych. W przypadku montażu na rurze pionowej kierunek przepływu czynnika powinien przebiegać od dołu do góry); przy DN≥450mm zaleca się zastosowanie buforowego zaworu zwrotnego; przy DN＝100 ~ 400 mm można również zastosować zawór zwrotny waflowy; zawór zwrotny wahadłowy można wykonać na bardzo wysokie ciśnienie robocze, PN może osiągnąć 42 MPa i można go zastosować do dowolnego czynnika roboczego i dowolnego zakresu temperatur roboczych, w zależności od różnych materiałów płaszcza i uszczelek. Medium to woda, para, gaz, medium korozyjne, olej, lekarstwa itp. Średni zakres temperatur roboczych wynosi od -196 ~ 800 ℃.

3.8 Instrukcje doboru zaworu membranowego

Zawory membranowe nadają się do oleju, wody, mediów kwaśnych i mediów zawierających zawiesiny o temperaturze roboczej poniżej 200℃ i ciśnieniu mniejszym niż 1,0 MPa, ale nie do rozpuszczalników organicznych i silnych utleniaczy. Zawory membranowe typu Weir nadają się do mediów ziarnistych o właściwościach ściernych. Przy doborze zaworów membranowych jazowych należy kierować się tabelą charakterystyk przepływu. Przelotowe zawory membranowe nadają się do cieczy lepkich, zawiesin cementowych i mediów osadowych. Z wyjątkiem szczególnych wymagań, zaworów membranowych nie należy stosować w rurociągach próżniowych i urządzeniach próżniowych.