Як працює паралельний шиберний клапан? Робота та дизайн

Принцип роботи та технічні деталі паралельного шиберного клапана

Засувка з паралельним шибером є критично важливим пристроєм у промислових системах трубопроводів для відсікання або з’єднання середовищ, особливо підходить для застосування з високою-температурою, високим{1}}тиском пари, живильної води та не-корозійного газу. На відміну від традиційних клинових засувок, для досягнення герметичності він використовує два паралельні шиберні диски. Розуміння механізму його роботи полегшує правильний вибір і обслуговування.

Внутрішня структура та основні компоненти
Типовий паралельний шиберний клапан складається з корпусу, кришки, двох паралельних шиберних дисків, сідлових кілець, штока, сальника та ручного колеса або приводу. Між двома затворними дисками встановлюються пружини або пристрої балансування тиску для підтримки початкового контакту з кільцями сідла з обох сторін. Сідлові кільця зазвичай наплавляються сплавом на основі кобальту (наприклад, Stellite 6), що досягає твердості HRC 38-45, що дозволяє витримувати багаторазове тертя та високотемпературну ерозію.

Крок-за-покроковим аналізом операцій

✔️Закрита позиція
Коли махове колесо обертається за годинниковою стрілкою, гайка штока рухає шток вниз, опускаючи вузол затвора вертикально до нижньої частини шляху потоку. У цей момент передній середній тиск надходить у порожнину між двома затворними дисками, штовхаючи кожен паралельний затворний диск до відповідного посадкового кільця. Цей ефект -само-герметизації з підтримкою тиску» збільшує контактну напругу між воротами та сідлами під час підвищення середнього тиску. Виміряний контактний тиск ущільнення може досягати 35-50 МПа, забезпечуючи нульовий витік (відповідає стандарту API 598, відсутність видимого витоку при тиску, що в 1,1 рази перевищує номінальний).

✔️Процес відкриття
Обертання маховика проти годинникової стрілки піднімає шток і затвор. Протягом перших кількох міліметрів підйому два диски затвора залишаються в контакті з сидіннями, створюючи «розвантажувальну» дію-тиск у порожнині затвора швидко скидається, і сила ущільнення зникає. Коли підйом триває, весь вузол затвора піднімається, повністю відкриваючи шлях потоку. У повністю відкритому стані шлях потоку є прямим круговим каналом з коефіцієнтом опору потоку лише 0,02–0,04, що набагато нижче, ніж у запірного клапана.

✔️Характеристики моменту відкриття/закриття
Тому що паралельшиберна засувкагенерує високу силу ущільнення лише на кінцевій стадії закриття та початковій стадії відкриття, її робочий крутний момент плавний і відносно низький. Наприклад, клапан NPS 6 класу 600 має максимальний робочий крутний момент приблизно 350 Н·м, тоді як клиновий затвор з тією ж специфікацією може перевищувати 500 Н·м. Це робить його більш придатним для частої роботи або електроприводу.

Основні технічні параметри та переваги

• Діапазон номінального тиску: від класу 150 до класу 4500
• Діапазон розмірів отворів: NPS 2 ~ NPS 48
• Застосовна температура: -29 градусів ~ 610 градусів (залежно від матеріалу корпусу, наприклад, WCB, WC6, WC9)
• Швидкість витоку: менше або дорівнює 5×10⁻⁵ мм³/с для ущільнення метал-до-метал (тест гелієвою мас-спектрометрією)

У порівнянні з клиновими засувками,паралельно шиберний клапанне відчуває «заклинювання» через термічні цикли-клинова конструкція може застрягти через теплове розширення за високих температур, ускладнюючи відкриття. Навпаки, паралельні диски воріт рухаються незалежно, уникаючи цього ризику. Таким чином, у вимогливих додатках, таких як головна пароізоляція на електростанціях і байпасних лініях живильної води для котлів, міжнародним вибором є паралельний шиберний клапан (довідкові стандарти ASME B16.34 та API 600).

Висновок
📝Паралельно-засувний шибер завдяки розумній конструкції паралельних шиберів і середньому{0}}тиску-допоміжного ущільнення забезпечує двонаправлений нульовий витік за високого диференціального тиску, зберігаючи при цьому низький крутний момент і проти-задирні характеристики. Безсумнівно, це перевірене рішення для довготривалої-ізоляції в парових або рідинних системах-високого тиску.