Csővezeték szelep (a holland kraan - „daru” szóból) - olyan típusú csővezeték-szerelvények , amelyekben a záró- vagy szabályozóelem (gyakran dugónak nevezik), forgástest vagy annak egy része körül forog. tengely, a munkakörnyezetek áramlási irányához képest tetszőlegesen elhelyezve [1] [2] [3] .
A szelepek lehetnek elzáró- , vezérlő- vagy elosztóeszközök, és gáz- és folyékony közegekkel való működésre készültek, beleértve a viszkózus és szennyezett anyagokat, szuszpenziókat , pépeket , iszapokat . Használják fő gázvezetékekben és olajvezetékekben , városi gázellátó rendszerekben, tartályokon , kazánokon és más területeken.
A daruk számos előnnyel rendelkeznek, többek között:
A különböző típusú daruknak más előnyei és hátrányai is vannak, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk.
A daruk manuálisan vagy mechanikus meghajtással működtethetők: elektromos , pneumatikus és hidraulikus . A fő gázvezetékekre szerelt golyóscsapokban pneumohidraulikus működtetőket is alkalmaznak, amelyekben a csővezetékből kivett gáz nyomása alatt a hengerben lévő dugattyúra egy folyadék ( olaj ) hat , amely biztosítja az aktuátor egyenletes és ütésmentes működését. .
Áramlási irányban a szelepek lehetnek átmenőek, vagyis az áramlás iránya nem változik, szögletes, vagyis az áramlás iránya 90 °-kal változik és háromutas, azaz egy kimenettel és két bemenet, amely lehetővé teszi a különböző paraméterű közegáramok keverését. A háromutas csapok ezt a tulajdonságát a vízvezetékeknél használják a keverőnek nevezett készülékben .
A fő különbségek a szelepek kialakításában a redőny formájában vannak, lehet golyó , kúp vagy henger formájában . A daruk modern és progresszív képviselője a hagyományos golyóscsap , ezért a jelentős tervezési hibák ellenére is gyakran használják - a kúpos szelep . A hengeres szelepek felhasználása rendkívül korlátozott [4] [5] [6] .
A csap fő részei a test és a dugó ( redőny ) gömb, kúp vagy henger formájában. A kapuban egy átmenő nyílás van kialakítva a közeg áthaladásához. A daru vezérlése a dugó elfordításával történik. 90°-os elfordításkor a közeg áramlása teljesen, kisebb szögben történő elforgatásnál - részlegesen - blokkolva van, ami lehetővé teszi a szelep vezérlőszelepként történő használatát, a nagy folyadékáramlási sebességű csővezetékek kivételével, elkerülendő kavitáció . Léteznek háromutas szelepek is, ahol a dugón további furatok találhatók, ami lehetővé teszi a közeg áramlásának átirányítását: a dugó elfordításával a közeg a bemenetből a két kimenet egyikébe kerül. A köztes helyzetben, a szelep kialakításától függően , a közeg mindkét irányba irányítható, vagy teljesen elzárható.
Ez egyfajta csap, amelynek reteszelő vagy szabályozó eleme gömb alakú [2] . Az ilyen szelepek mozgatható eleme ( redőny ) egy gömb alakú dugó - egy golyó, amelynek tengelye mentén egy átmenő kerek lyuk van a közeg áthaladásához. Átmenő szelepeknél a járat teljes zárásához vagy kinyitásához elegendő a golyót 90 ° -kal elfordítani . A furat átmérője leggyakrabban annak a csővezetéknek a belső átmérőjének felel meg, amelyre a szelep fel van szerelve, amelyet ebben az esetben teljes furatnak neveznek . A hidraulikus veszteségek a munkaközegnek egy teljesen nyitott szelepen keresztül történő áthaladása során nagyon kicsik, majdnem ugyanolyanok, mint amikor a közeg a szeleptesttel egyenlő hosszúságú csövön halad át , ami sokszor kisebb, mint a tolózárak és szelepek esetében . Ez az értékes minőség tette a golyóscsapokat a fő elzáróberendezéssé a fő gázvezetékek lineáris részén. A szelep működtetéséhez szükséges méret és nyomaték csökkentése érdekében azonban néha csökkentett szelepeket alkalmaznak. A darukra jellemzően kívül a gömbcsapoknak számos különleges előnye van, többek között:
A testben lévő nyergek különféle típusú műanyagokból (főleg fluoroplast ) készült gyűrűk formájában készülnek , amelyek biztosítják a gömbdugó megbízható tömítettségét, könnyű és sima forgását, de korlátozzák az ilyen szelepek használatát olyan környezetben, ahol a hőmérséklet nem haladja meg a 200 °C.
A golyóscsapok sokféle kivitelűek, de a fő különbségek a zárótestek kialakításában vannak: úszógolyóval (kis átmérőhöz ) és golyós tartókkal [5] [6] .
Ez egyfajta csap, amelynek reteszelő vagy szabályozó eleme kúp alakú [2] .
A dugóban lévő átmenő lyuk , amely a golyóscsapokkal ellentétben általában nem kerek, hanem trapéz alakú , lehetővé teszi a közeg áthaladását egy ilyen szelep kinyitásakor. A nyergek a test belső felülete. Így a zárótest tömítőfelületei kúpos felületek - a külső dugó és a belső test.
A kúpos szelepeknél két nagyon nehezen kombinálható követelmény teljesül – szoros és hermetikus érintkezést kell létrehozni a test-dugó pár kúpos felületei között, és ezzel egyidejűleg biztosítani kell a dugó szabad sima forgását, megakadályozva az elakadást. és a tömítőfelületek szakadása. Az utolsó követelmény azt diktálja, hogy jó súrlódásgátló tulajdonságú anyagokból ( sárgaréz , bronz , öntöttvas ) kell a házakat és a dugókat gyártani. Az ilyen anyagok korlátozzák az 1,6 MPa nyomású és 100 mm átmérőjű kúpos szelepek gyakorlati alkalmazását . Néha a kúpos szelepek akár 200 mm átmérőjű szénacélból is készülnek , de ezekben az esetekben a dugó öntöttvasból készül, vagy speciális kenőrendszert használnak a felületek tömítésére.
A kúpos szelepet nagyon nehéz gyártani és beállítani, hogy bármilyen stabil erőt biztosítson a dugó elfordításához , ezért gyakorlatilag alkalmatlanok elektromos vagy pneumatikus hajtóművekkel való használatra, és manuálisan működtethetők.
A fentieken kívül a kúpos daruk számos más hátránnyal is rendelkeznek:
A kúpos szelepek különböznek a tömítődobozba való tömítés módjában és a feszességben , és számos speciális kialakítással rendelkeznek:
A csaptelep elzáró eleme alumínium-oxid alapú cermetből készülhet . Az alumínium-oxid nagy keménységű, de vannak olyan polírozási technológiák, amelyek lehetővé teszik a nagy tisztaságú felület elérését. Ez lehetővé teszi az intermolekuláris vonzás hatásainak kihasználását és a tömszelencék vagy feszítők mellőzését, valamint a lapos alakú reteszelőelem használatát.