Jak zjistit velikost ventilu?

Ventily jsou mechanická zařízení, která řídí průtok a tlak kapaliny v hydraulickém nebo pneumatickém systému. Jsou důležitými součástmi potrubního systému přepravujícího kapaliny, plyny, páry, nečistoty atd.

K dispozici jsou různé typy ventilů, z nichž každý má své vlastní charakteristiky, výkon a funkce. Existují také různé druhy pohonů (ruční, pneumatické, elektrické. ).

Jak vybrat ventil?

Pro výběr správného ventilu je nutné určit jeho funkce. Bude sloužit k regulaci nebo zastavení průtoku tekutiny? Pak musíte zkontrolovat, které druh látky bude cirkulovat: plyn nebo kapalina. Bude to žíravá, chemicky neutrální, potravinářská nebo lékařská kapalina, která vyžaduje zvláštní hygienické a hygienické podmínky? Důležité vědět systém ovládání ventiluurčit typ pohonu: ruční nebo automatický. V prvním případě musí být na místě přítomna osoba pro obsluhu ventilu, ve druhém případě lze ventil ovládat na dálku např. z ovládacího panelu. Nakonec je důležité vědět, jak bude ventil integrován do systému a tedy typ instalace nebo instalace, zejména pokud má být svařován, šroubován přes příruby nebo závitové spoje. Jakmile identifikujete tyto různé prvky, můžete se zaměřit na specifikace vaší instalace, zejména na průtok a tlak, které vám umožní určit rozměry ventilu.

Jak určit velikost ventilů?

• Tlak je důležitým faktorem, který je nutné vzít v úvahu, aby na jedné straně nedocházelo k poddimenzování ventilu a nedocházelo k problémům s netěsností nebo prasknutím, na druhé straně k předimenzování ventilu.
• Provozní teplota, tj. Teplota cirkulující kapaliny a teplota okolí kolem tělesa ventilu musí být shodné. Důležité vědět extrémní teplotypodmínky, za kterých bude ventil fungovat, za účelem výběru ventilu speciálně navrženého pro provoz za těchto podmínek, zejména pokud jde o materiály použité pro tělo, uzavírací systém a těsnicí části.
• Pracovní tlak, tj. tlak, kterému je kapalina na ventilu vystavena.
• Spotřeba kapalin и průtok. Průtok a jmenovitý průtok jsou důležité prvky, které vám pomohou vybrat vhodný ventil, zejména pokud bude použit k regulaci tohoto průtoku. Součinitel průtoku (Kv) je teoretická hodnota určená výrobcem, která umožňuje vypočítat jmenovitý průtok ventilem. Tento poměr lze vyjádřit v litrech za minutu (l/min) nebo v metrech krychlových za hodinu (m3/h). Výrobci ventilů nabízejí tabulky pro určení tohoto faktoru na základě požadovaného průtoku a jmenovitého průměru.
• Jmenovitý průměr (DN) okruhu na ventilu. Toto kritérium je nezbytné pro zamezení předimenzování ventilu, které může vést k nestabilnímu provozu instalace, nebo poddimenzování ventilu, což může vést k výraznému poklesu tlaku a rychlému poškození ventilu.

Parametry velikosti ventilu:

Hlavní typy ventilů?

Existují různé typy ventilů, které lze více či méně přizpůsobit vašim potřebám. Pokud potřebujete zastavit tok kapaliny, doporučujeme uzavírací ventily, jako jsou kulové ventily, střižné ventily s gilotinou nebo šoupátka. Pokud potřebujete kontrolovat průtok tekutiny, je lepší zvolit regulační ventil, jako je jehlový ventil, šoupátko, pístový ventil nebo škrticí klapka, přičemž všechny mají dobré utahovací vlastnosti. Výběr ventilu závisí také na průtoku, tlaku a typu dopravované tekutiny, protože to určuje materiály, ze kterých je ventil vyroben.

Kdy byste měli použít škrticí ventil?

Škrtící ventil se používá hlavně k řízení průtoku kapaliny. V závislosti na materiálech použitých při jeho konstrukci lze škrticí klapku použít pro různé typy kapalin: chemicky neutrální kapaliny, jako je voda nebo olej, kaly, potravinářské nebo farmaceutické kapaliny a některé škrticí klapky mohou být speciálně navrženy pro manipulaci s agresivními kapalinami. Škrtící klapku však nelze použít pro kapaliny naplněné pevnými látkami, které mohou bránit jejímu úplnému uzavření. Škrticí ventil je čtvrtotáčkový ventil. Pro provoz vyžaduje otočení o 90° mezi otevřenou a zavřenou polohou. Větší průměry mohou vyžadovat hnací systém vybavený redukčním převodem, který kompenzuje tlak aplikovaný přímo na škrticí klapku. Klapkové ventily jsou navrženy tak, aby poskytovaly vynikající těsnění. K přírubové montáži se často používají klapky velkého průměru, zatímco ty, které jsou určeny například pro topné okruhy, jsou obvykle šroubovací. Motýlkové ventily obvykle zabírají minimální prostor, zejména ve srovnání s kulovými ventily.

• řízení toku
• čtvrtotáčkový ventil
• dobrá těsnost
• malá velikost

NEVYHODY

• nesnášenlivost s kapalinami obsahujícími pevné částice

Kdy by měl být použit ventil s kulovou cívkou?

K zastavení průtoku kapaliny se používá kulový šoupátkový ventil. Tento typ ventilu má tvar koule s vyvrtaným otvorem, obvykle stejného průměru jako trubka. Jedná se o čtvrtotáčkový ventil, který při otevření nebrání průtoku kapaliny. Když má otvor v cívce stejný průměr jako potrubí, nazývá se to „plnoprůtokový“ ventil. Tento typ ventilu poskytuje dobré utěsnění v uzavřené poloze.
Tento ventil se používá jak pro kapaliny (voda, olej. ), tak pro plyny. Některé kulové šoupátkové ventily mohou být vybaveny také kuželovou zátkou. Ventily s kulovými šoupátky jsou k dispozici také ve 3- nebo 4-cestném provedení. V tomto případě jsou tzv sektorové ventily.

• uzavírací ventil
• čtvrtotáčkový ventil
• kompatibilita s kapalinami a plyny

NEVYHODY

Kdy by se měly použít šoupátka nebo pístové ventily?

Ventilové ventily a pístové ventily fungují na stejném principu. Tyč, na jejímž konci je ventil nebo píst, je spuštěna do ventilu, aby blokovala tok tekutiny. Tyto ventily jsou vhodné zejména pro regulaci kapaliny v závislosti na tlaku v potrubí. Mnoho pohonů ventilů má skutečně pružinu, která umožňuje nastavení otevření ventilu podle tlaku. Hlavní nevýhodou tohoto typu ventilu jsou velké netěsnosti. Kromě toho, pokud je tlak kapaliny příliš vysoký, je obtížné tento ventil během zavírání ovládat. Mohou se také velmi rychle zavřít, což může způsobit vodní ráz. Tyto ventily existují i ​​ve 3-cestné verzi.

• regulátor průtoku
• kompatibilní s regulací tlaku

NEVYHODY

• významné úniky
• nebezpečí vodního rázu

Kdy je třeba použít jehlový ventil?

Jehlové ventily se používají zejména k regulaci malého průtoku nebo plynných kapalin. Jedná se o ventily malého průměru určené pro nízkotlaké provozy. Často se jim říká „kohoutky“. Obvykle se ovládají ručně. Jsou velmi běžné v každodenním životě a při odběru vzorků tekutin. Nízká cena vysvětluje jejich široké použití.

• nízká spotřeba
• obvykle ruční pohon
• nízká cena

Kdy by měl být použit membránový ventil?

Membránové ventily se používají především v hygienických a aseptických procesech, tzn. kdy musí být cirkulující kapalina izolována od jakékoli potenciální kontaminace. Tyto ventily fungují primárně v režimu otevřeno/zavřeno, i když v některých aplikacích je lze použít k řízení průtoku tekutiny. Když jsou tyto ventily otevřené, nezpůsobují prakticky žádný únik, protože uzavírací membrána umožňuje proudění veškeré tekutiny. Těsnící vlastnosti těchto ventilů jsou vynikající, protože nedochází k přímému kontaktu mezi kapalinou a vřetenem, ale vyžadují pravidelnou údržbu pro kontrolu stavu membrány, zejména pokud je kapalina zatížena pevnými látkami. Abyste předešli předčasnému opotřebení, zajistěte, aby byl materiál membrány dobře přizpůsoben teplotním a tlakovým podmínkám. Tyto ventily se používají především v chemickém průmyslu a lékařství. Často se také používají v chemickém průmyslu a v ultračisté výrobě, v závislosti na materiálech, ze kterých jsou vyrobeny, zejména na materiálu membrány. Membránové ventily jsou také vhodné pro kaly a vysoce viskózní kapaliny. Tento typ ventilu není k dispozici pro okruhy s velkými průřezy: výrobci se zpravidla zastaví na DN350.

• omezené úniky
• vynikající těsnost
• aplikace v potravinářském, farmaceutickém, chemickém průmyslu
• Kompatibilní s kapalinami obsahujícími pevné látky

NEVYHODY

• pravidelná údržba
• nízký jmenovitý průměr

V jakém případě byste měli použít ventil s gilotinovými nůžkami?

Gilotinový nůžkový ventil je široce používán v papírenském průmyslu, chemickém průmyslu, těžebním průmyslu, elektrárnách a potravinářském průmyslu. Výhodou těchto ventilů je, že jsou velmi kompaktní díky lineárnímu pohybu zpětného ventilu (deska, která blokuje průtok kapaliny v uzavřené poloze). Gilotinový střižný ventil je uzavírací ventil, ačkoli může být také použit jako regulační ventil, když je uzavírací ventil umístěn v mezizóně. Gilotinové smykové ventily lze použít pro kapaliny obsahující pevné látky, jako jsou odpadní vody nebo kaly. Gilotinové střižné ventily jsou obvykle navrženy tak, aby těsnily na vstupní straně okruhu (strana vstupu tekutiny), ale některé ventily jsou utěsněny na obou stranách, což umožňuje jejich použití bez ohledu na směr toku tekutiny. V otevřené poloze je únik zanedbatelný, protože ventil nezpůsobuje změnu směru tekutiny.
Doba jejich zavírání a otevírání však může být velmi dlouhá a pro nápravu problémů spojených s opotřebením ventilu a těsnicích prvků je nutná pravidelná údržba.

• nízké rozměry a tloušťka
• malé úniky
• Kompatibilní s kapalinami obsahujícími pevné látky

NEVYHODY

• pomalé zavírání a otevírání
• pravidelná údržba

Jak se vyhnout vodnímu rázu?

Vodní ráz je jev nadměrného tlaku tekutiny, ke kterému dochází při uzavírání ventilu. Současně je v potrubí slyšet charakteristický hluk. Tento nadměrný tlak může způsobit vážné poškození, včetně prasknutí okruhu. Abyste se vyhnuli vodnímu rázu, můžete:

• nainstalujte regulátor tlaku před ventil.
• nainstalujte omezovač vodního rázu před ventil: omezovač vodního rázu je druh expanzní nádoby navržený k zeslabení rázové vlny a absorbování nadměrného tlaku.
• zvětšete průměr okruhu před ventilem, abyste snížili tlak v této části okruhu.

Co je to vícecestný ventil?

Vícecestné ventily jsou ventily, které mají více než jeden vstup a/nebo výstup. Nejběžnější jsou 3-cestné ventily a jsou to typicky šoupátkové ventily. Tyto ventily se obvykle používají k regulaci průtoku tekutiny v instalaci mezi dvěma různými okruhy. Lze je použít i pro smíchání 2 kapalin. Existují také 4, 5 nebo 6 cestné ventily. Ventily s velkým počtem kanálů jsou velmi vzácné.

Jak vybrat správný zpětný ventil?

• K čemu slouží zpětný ventil?
• Jaké jsou hlavní typy zpětných ventilů?
• Jaké vlastnosti kapaliny ovlivňují výběr ventilu?

V popisu regulátorů tlaku jsme narazili na následující doporučení: „Velikost ventilu nevolte podle průměru potrubí, použijte hodnotu K_vs„? Tento nápis lze nalézt téměř v jakékoli technické dokumentaci regulačních ventilů a také na webových stránkách společností, které je prodávají.

Jaká je tato hodnota K?_vs a zda je to dostatečné pro výběr regulátoru, téměř nikdo nevysvětlí. Tento článek vám pomůže zjistit, jak správně dimenzovat jakýkoli regulační ventil.

Ve většině případů je možné vybrat regulátor tlaku pro konkrétní aplikaci bez zapojení specialistů. Přesný výpočet parametrů ventilu bude vyžadován u systémů, kde je vyžadována vysoká kvalita řízení nebo existují zvláštní požadavky na jeho provoz, například omezení hladiny hluku.

Hlavním parametrem, kterým se volí regulátor tlaku, je jeho průchodnost nebo stejná hodnota Kvs. Jak jej vypočítat a co dalšího je třeba vzít v úvahu při výběru regulačního ventilu, vám řekne Andrey Shakhtarin, odborník společnosti KViP.

Stanovení kapacity ventilu

K_vs, která je uvedena v technické dokumentaci regulátoru tlaku, je kapacita plně otevřeného ventilu. Výrobci obvykle uvádějí rozsah hodnot K_{vs min}— K_{vs. max}ve kterém zařízení pracuje. Vaším úkolem je určit požadovanou kapacitu ventilu, při kterém bude při daném průtoku zajištěno požadované snížení tlaku páry, plynu nebo kapaliny při jeho průchodu.

Pro každý typ chladicí kapaliny se používá vlastní vzorec, který bere v úvahu fyzikální vlastnosti pracovního média a pokles tlaku na vstupu a výstupu:

kde:
P₁ — tlak na vstupu regulátoru, bar;
P₂ — tlak na výstupu regulátoru, bar;
∆P—tlaková ztráta, bar;
t₁ — teplota vstupního média, °C;
Q – průtok pro kapalinu, m 3 / h;
Q_N – průtok pro plyny za normálních podmínek, nm 3 / h;
G – průtok vodní páry, kg/h;
ρ—hustota kapaliny, kg/m3;
p_N – hustota plynů za normálních podmínek, kg/nm 3.
Při výpočtech mějte na paměti, že vzorec používá přetlak.

Vypočteno K_v nezohledňuje všechny faktory ovlivňující provoz zařízení, proto se doporučuje připočítat k získané hodnotě 30 % jako rezervu. Proto K_v vynásobte faktorem 1,3 a teprve poté vyberte ventil s nejbližší hodnotou K_{vs. max}.

Tím však výběr regulátoru tlaku nekončí. Pokud chcete, doporučujeme vzít v úvahu několik dalších ukazatelů:

• byly přesněji regulovány technologické postupy;
• ventil během provozu nevydával hluk ani „nepraskal“;
• během provozu regulátoru nebyly žádné zvláštní problémy s kavitací a v důsledku toho s erozivním opotřebením jeho prvků;
• zvýšila se bezpečnost výrobních procesů;
• náklady na údržbu systému se snížily.

Pro správnou funkci regulačního ventilu jsou důležité následující faktory.

Jmenovitý průměr ventilu

Pamatujete si doporučení na začátku článku? Funguje to – regulátory tlaku nejsou nikdy skutečně přizpůsobeny průměru potrubí. Budete však muset vypočítat podmíněné parametry napájecího vedení. To platí zejména pro redukční ventil, který je nutné instalovat s potrubím (o tom jsme psali v tomto článku). Pro určení průměru použijeme následující vzorec:

kde
w – doporučený průtok média, m/s;
Q je pracovní objemový průtok média m 3 /h;
d — průměr potrubí, mm.

Regulátor může mít průměr o jeden nebo dva stupně menší než získaná hodnota. Pokud není možné vybrat vhodný regulační ventil, je přípustné zvolit model s nižší kapacitou K_vs.

Podmíněný tlak

Tento parametr určuje přípustný provozní tlak pro ventil při normální teplotě (20 o C). Při zahřívání se mechanické vlastnosti a výkonnostní charakteristiky konstrukčních materiálů snižují. Proto bude skutečný přípustný tlak pro armatury nižší. Jak moc se hodnota změní, závisí na materiálu ventilu. Níže uvedená tabulka ukazuje maximální provozní tlak v závislosti na teplotě pro šedou litinu, uhlíkovou ocel a nerezovou ocel.

Maximální pracovní tlak, (MPa)
PN, (MPa)	Provozní teplota, (о С)
	120	200	250	300
0,6	0,6	0,5	4,5	3,6
1,0	1,0	0,8	0,7	0,6
1,6	1,6	1,3	1,1	1,0

Maximální pracovní tlak (MPa)
PN, (MPa)	Provozní teplota, (о С)
	120	200	250	300	350	400	425	450
1,6	1,6	1,4	1,3	1,1	1,0	0,8	0,7	–
2,5	2,5	2,2	2,0	1,7	1,6	1,3	1,1	0,9
4,0	4,0	3,5	3,2	2,8	2,4	2,1	1,8	1,6
6,3	6,3	5,0	4,5	4,0	3,6	3,2	3,0	2,7
10,0	10,0	8,0	7,0	6,0	5,6	5,0	4,7	4,3
16,0	16,0	13,0	11,2	9,6	9,0	8,0	7,4	7,0
25,0	25,0	20,0	17,5	15,0	14,0	12,5	11,7	11,0
31,5	31,5	25,0	22,5	19,2	18,0	16,0	15,0	14,0
40,0	40,0	31,5	28,0	24,0	22,5	20,0	19,0	17,5

Maximální pracovní tlak, (MPa)
PN, (MPa)	Provozní teplota, (о С)
	300	350	400	425	450	475	500	510	520	530	540	550
1,6	–	–	–	–	–	–	1,6	1,5	1,2	0,9	–	–
2,5	2,5	2,4	2,3	2,2	2,1	2,0	1,8	1,5	1,2	1,5	–	–
4,0	4,0	3,8	3,6	3,5	3,4	3,3	2,9	2,4	1,9	2,5	–	–
6,3	6,3	6,1	5,8	5,7	5,6	5,3	4,7	4,0	3,2	2,5	–	–
10,0	10,0	9,5	9,1	8,9	8,7	8,2	7,4	6,2	4,9	3,8	–	–
16,0	16,0	15,3	14,6	14,2	13,9	13,2	11,8	10,0	7,9	6,2	4,6	3,5
25,0	25,0	23,8	22,7	22,3	21,7	20,6	18,4	15,4	12,4	9,7	7,3	5,4
31,5	31,5	30,4	29,2	28,5	27,8	26,4	23,7	20,0	15,8	12,4	9,3	6,9
40,0	40,0	38,0	36,4	35,6	34,8	33,0	29,5	25,0	19,8	15,5	11,6	8,7

Riziko kavitace

Při velkých poklesech tlaku je to jeden z největších problémů, který vede k rychlému selhání ventilu. Efekt je zvláště výrazný při následném použití regulátorů tlaku páry. Možnost kavitace můžete zkontrolovat pomocí vzorce:

,
kde
P₁ – tlak na vstupu regulátoru, bar;
∆P – tlaková ztráta na ventilu, bar.

Při splnění podmínky dojde ke kavitaci.

Hladina hluku

Řídicí ventil bude vydávat hluk a praskat, pokud je rychlost kapaliny procházející potrubím vyšší, než je doporučeno. Skutečnou rychlost lze vypočítat pomocí vzorce:

kde
w – střední rychlost proudění, m/s;
Q – pracovní objemový průtok média m 3 /h;
d – průměr potrubí, mm.

Doporučené rychlosti pro všechny typy médií jsou uvedeny v tabulce.

tekutina		3 m/s
pára	nasycený	40 m / s
	přehřátý	60 m / s
plyn	2 m / s
	0,001-0,01 MPa	4 m / s
	0,0-0,1 MPa	10 m / s
	0,1-1,0 MPa	20 m / s
	>1,0 MPa	40 m / s

Hladinu hluku lze snížit instalací speciálně navrženého ventilu nebo instalací kompenzátorů vibrací v oblastech před a za regulátorem.

Přípustný pokles tlaku na ventilu

U řady regulátorů tlaku páry je poměr vstupního tlaku k výstupnímu tlaku omezen, protože při překročení tlakového rozdílu se ventil nebude moci zavřít. Při výběru takového zařízení se nemusíte bát kavitace – omezení na tento parametr ji zcela eliminuje.

Dodržování těchto doporučení vám pomůže vybrat optimální model regulačního ventilu, který bude nejen efektivně fungovat, ale také bude fungovat po dlouhou dobu.

Můžete se také obrátit o pomoc na naše specialisty – zodpovíme všechny vaše dotazy a pomůžeme vám vybrat správné vybavení.

Co získáte, když nás budete kontaktovat?

Naši inženýři vám poradí a vyberou optimální parní a parokondenzační zařízení pro vaše individuální potřeby.

Pošlete svůj projekt a získejte zdarma odborné posouzení jeho reálnosti.