Большинство типов клапанов либо хорошо герметизируют, либо хорошо регулируют поток, но редко и то, и другое. Задвижка герметизирует, но разрушается при дросселировании. Запорно-регулирующий клапан хорошо регулирует, но сильно изнашивается в абразивных средах. Пневматический шланговый клапан необычен тем, что сочетает оба качества — и причина кроется в способе его приведения в действие.
Открыто, закрыто и всё, что между ними
Пневматический шланговый клапан закрывается путём подачи сжатого воздуха в камеру, окружающую гибкий рукав. По мере повышения давления рукав постепенно сжимается. Здесь нет дискретного открытого или закрытого положения — увеличение давления воздуха непрерывно уменьшает площадь проходного сечения, а его снижение позволяет рукаву восстановиться.
Это делает клапан по своей природе пропорциональным. Регулятор на линии подачи воздуха становится регулятором расхода, поэтому шланговые клапаны используются для регулирования потока на пульпопроводах, где другие типы клапанов были бы разрушены дросселированием.
Почему здесь нет скользящего износа
В задвижке или шаровом клапане дросселирование означает, что металлическая кромка находится в высокоскоростном потоке. В шланговом клапане дросселирование означает, что эластомерная гильза образует плавно сужающийся проход. Среда по-прежнему контактирует только с эластомером, и ничто ни по чему не скользит. Возникающий износ распределяется по гильзе и проявляется как постепенное утонение, а не локальная эрозия.
Что определяет взаимосвязь между давлением и расходом
Зависимость нелинейна. Вблизи закрытого положения небольшое дополнительное давление вызывает значительное уменьшение площади проходного сечения; вблизи полностью открытого положения большое изменение давления вызывает лишь незначительное изменение расхода. Поэтому на практике в установках используют позиционер или профилированный регулятор, а не исходят из предположения о линейной зависимости. Важным свойством является воспроизводимость — одно и то же давление воздуха даёт одинаковую степень открытия цикл за циклом.
Усилие герметизации и давление в линии
Чтобы закрыться против давления в линии, исполнительный механизм должен развить достаточное усилие для его преодоления. Именно поэтому пережимной клапан требует определённого давления воздуха, соответствующего заданному давлению в линии, и стоит убедиться в наличии доступного воздуха до выбора клапана, а не после. Клапан, который не может полностью закрыться, никогда не будет герметичным.
Где применяются пропорциональные пережимные клапаны
- Регулирование потока шлама
- Управление подачей на фильтр-пресс
- Линии дозирования и периодического процесса
- Цемент и летучая зола
Преимущества и ограничения
Свойство | Шланговый клапан |
Регулирование | Непрерывное, посредством давления воздуха |
Износ при дросселировании | Распределённый, постепенный |
Контакт со средой | Только эластомерная гильза |
Требуется сжатый воздух | Да, для приведения в действие |
Предел температуры | Определяется составом материала гильзы |
Не подходит для | Растворители, высокая температура, склонность к экструзии при высоком перепаде давления |
Выбор клапана
- Диаметр линии и требуемый диапазон расхода.
- Давление в линии, против которого клапан должен закрываться.
- Доступное давление воздуха для привода.
- Среда и её абразивность, для выбора состава гильзы.
- Температура среды, включая пуск и промывку.
- Нужно ли передавать сигналы управления обратно в систему завода.