Вентиль запорный (клапан) — это трубопроводная арматура предназначенная для перекрытия потока. Вентили устанавливают на трубопроводах транспортирующих воду и пар с широким диапазоном рабочих температур и давлений. Все запорные вентили, которые вы найдёте в нашем каталоге, могут применяться для перекрытия потока воды, возможность использования с другими рабочими средами уточняйте у поставщиков.
   В настоящее время запорные вентили утратили свои позиции в инженерных системах зданий, но по-прежнему применяются на паропроводах и в технологических установках с высокими требованиями к герметичности перекрытия потока, кроме того в современных инженерных системах, вентили эволюционировали до седельных балансировочных и регулирующих клапанов. Несмотря на то, что вентиль это запорная арматура, с помощью которой дросселирование потока нормативно запрещено — некоторые производители не исключают возможность использования запорных клапанов для дросселирования.

Достоинства :
 - Конструкция пригодна для ремонта.
 - Широкий диапазон рабочих параметров.
 - Высокая герметичность перекрытия потока.
 - Исключаются гидравлические удары при открытии.
 - Некоторые типы вентилей могут использоваться для дросселирования потока.
 - Для закрытия не требует длинных рычагов и электроприводов с высоким усилием закрытия.

Недостатки:
 - Высокая цена.
 - Неполнопроходной.
 - Сложная конструкция.
 - Высокая масса и габариты.
 - Сложная форма проточной части.
 - Высокое гидравлическое сопротивление.
 - Наличие в проточной части застойных зон.
 - Необходимость обслуживания запорных клапанов с сальниковым уплотнением штока.
 - Вентиль однонаправлен, то есть допускается подача рабочей среды только в одном направлении (под золотник).
 - Невозможно быстро перекрыть поток, так как для закрытия необходимо сделать несколько оборотов маховика.

Устройство и конструкция вентиля

В состав конструкции вентиля входят :

- Запорный элемент (плоский диск, цилиндрический, конусный или радиальный)
- Резьбовой шток/шпиндель из стали или нержавеющей стали
- Корпус (прямой или угловой из чугуна, стали или бронзы)
- Управляющий элемент (маховик или электропривод)

Три конструкции вентилей по типу уплотнения штока:

   Сальниковое уплотнение штока — наиболее простая и распространённая конструкция вентиля, отличается низкой стоимостью, высокой ремонтопригодностью, а также необходимостью технического обслуживания. Герметичность уплотнения штока достигается за счёт мягкой набивки (сальника) заполняющего пространство между подвижным штоком и корпусом вентиля. Набивка поджимается втулкой сальника и по мере выработки требует периодической подтяжки и замены. Вентили с сальниковым уплотнением штока применяются на водо- и паропроводах. Сальниковое уплотнение штока предусмотрено в широко распространённых вентилях типа 15кч19п1, 15ч14п и 15кч16п1. Устройство вентиля с сильфонным уплотнением штока

   Сильфонное уплотнение штока — характеризуется высокой надёжностью, полной герметичностью, не требует технического обслуживания, но и отличается более высокой ценой, чем у вентилей с сальниковым уплотнением штока. Полная герметичность уплотнения обеспечена сильфоном из нержавеющей стали, разделяющим полость корпуса контактирующую с рабочей средой и крышку вентиля в которой закреплена неподвижная гайка штока. Вентили с сильфонным уплотнением штока применяют на трубопроводах транспортирующих воду, пар и сжатый воздух.

  Мембранное уплотнение штока — отличается полной герметичностью, высокой надёжностью, простой формой проточной части, высокой стоимостью и, как правило, низкими температурами рабочей среды. Вентили с мембранным уплотнением штока, применяются для водопроводной воды, вязких и газообразных сред.

Конструкции вентилей по материалу корпуса:

   Чугунные вентили, как запорная арматура общетехнического назначения, получили наиболее широкое применение, они изготавливаются во фланцевом или муфтовом исполнении, отличаются легкодоступностью и невысокой ценой, но чугун хрупкий металл и подвержен коррозии.
   Стальные вентили изготавливаются во фланцевом исполнении и чаще используются в технологических установках с высокими параметрами рабочей среды и высокими требованиями к надёжности. Стальные вентили также, как и чугунные подвержены коррозии, но сталь более пластична.
   Бронзовые и латунные вентили в основном изготавливаются в муфтовом исполнении и отличаются высокой коррозионной стойкостью, что позволяет их применять в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения.

Конструкции вентилей по типу управления:

   Для ручного управления вентилем используют маховики, а для автоматического — редукторные электроприводы.
Вентили с электроприводами применяют для автоматизации технологического процесса, удалённого управления, а также для клапанов с большим диаметром условного прохода. Для открытия вентиля, электроприводу необходимо сделать большое количество оборотов, это позволяет использовать электроприводы малой мощности, но исключает возможность быстрого открытия или закрытия. Эта особенность делает невозможным применение вентилей с электроприводами для быстрого перекрытия потока, но даёт им огромное преимущество в системах не допускающих гидравлические удары.

Принцип работы вентиля

   В корпусе вентиля в плоскости параллельной оси потока расположено проходное отверстие, а в плоскости перпендикулярной оси потока, на подвижном резьбовом штоке через шарнир, закреплён затвор. Проходное отверстие, плоский затвор и шток соосны. Резьбовой шток совместно с неподвижной гайкой в корпусе вентиля образуют рабочую пару. Вращение штока преобразуется в его поступательное движение вдоль оси проходного сечения. В крайнем нижнем положении шток перекрывает проходное сечение, а в крайнем верхнем — полностью открывает его. Уплотнение штока, как правило, выполняют сальниковым, реже сильфонным, а для вентилей в специальных исполнениях — мембранным. Для герметичного перекрытия потока на затворе вентиля закрепляют PTFE или резиновую прокладку, а в высококачественных клапанах герметичность достигается уплотнением металл по металлу за счёт тщательной притирки затвора и седла. Вентили с перпендикулярным расположением штока относительно оси потока, называются прямыми, а вентили с наклонным расположением штока — косыми и характеризуются меньшим гидравлическим сопротивлением, по сравнению с прямыми вентилями.

Технически характеристики вентилей

DN — номинальный диаметр — числовое обозначение типоразмера трубопроводной арматуры, приблизительно равное внутреннему диаметру проходного сечения (в миллиметрах) в присоединительных штуцерах вентиля. Фактический диаметре проходного сечения может отличаться от значения Дн вентиля.

Номинальные диаметры приняты для унификации типоразмеров трубопроводной арматуры. Ряд условных проходов DN (Ду) трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)». Альтернативным обозначением номинального диаметра, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр — Ду вентиля.

PN — номинальное давление — это наибольшее избыточное давление рабочей среды с температурой 20°C при котором допускается длительная эксплуатация и сохраняется заявленный срок службы вентиля. Значение PN как правило указывается в барах (бар).
Ряд номинальных давлений PN (Ру) трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 26349-84 «Давления номинальные (условные)». Альтернативным обозначением номинального давления PN, распространённым в странах постсоветского пространства, было условное давление — Ру вентиля.

Рпр — пробное давление — это наибольшее избыточное давление воды, при котором должны производиться гидравлические испытания вентиля на прочность. Температуры воды во время проведения гидравлических испытаний должна находиться в диапазоне от 5 до 70°C если в инструкции по эксплуатации вентиля не указано иное значение температуры.
Значения пробного давления в зависимости от номинального, приведены в ГОСТ 356-80 «Давления условные пробные и рабочие».

Рр — рабочее давление — это максимальное избыточное давление при котором допускается работа вентиля, с учётом температуры рабочей среды. При высоких температурах рабочей среды, значение рабочего давления, как правило ниже номинального.
Зависимость значения рабочего давления от номинального давления, температуры рабочей среды и материала корпуса вентиля приведены в ГОСТ 356-80 «Давления условные пробные и рабочие».

Kvs — коэффициент пропускной способности — численно равен объёмному расходу воды с температурой 20°C, через полностью открытый затвор вентиля в м³/ч, при котором потери давления на вентиле составят 1 бар. Значение Kvs применяют в гидравлических расчётах для определения потерь давления на вентиле.

Класс герметичности — это характеристика запорной арматуры, которая определяет максимально допустимую протечку через закрытый затвор вентиля при атмосферном давлении с одной стороны и давлении воды в 1,1*PN с другой стороны. Температура воды при испытаниях должна находиться в диапазоне от 5 до 40°C. Классы герметичности запорной арматуры регламентированы ГОСТ 9544-93:

 А класс — протечка отсутствует
 B класс — не более чем 0,0006*DN(мм) см³/мин
 C класс — не более чем 0,0018*DN(мм) см³/мин
 D класс — не более чем 0,006*DN(мм) см³/мин

Расчёт и подбор запорной арматуры

   Типоразмер запорной арматуры подбирают под диаметр трубопровода, на который она устанавливается. Запорная арматура не вносит существенных потерь напора, поэтому её подбор осуществляется без предварительного гидравлического расчёта. Основными характеристиками, влияющими на выбор запорной арматуры, являются - номинальное давление и допустимый диапазон температур транспортируемой среды. Значение максимального рабочего давления в месте установки арматуры должно быть ниже значения её номинального давления PN, а предельные значения температур транспортируемой среды должны попадать в диапазон допустимых температур для этой арматуры. Следует помнить, что номинальное давление для арматуры определяется при температуре среды в 20°C, при более высоких температурах значение номинального давления снижается. Поэтому не допускается работа запорной арматуры в режиме, при котором одновременно давление и температура рабочей среды соответствуют значениям номинального давления и максимальной температуры для этой арматуры, в таком случае рекомендуется выбрать арматуру с более высокими рабочими параметрами.

Установка и монтаж вентиля

   Ниже приведен общий перечень рекомендаций по установке вентилей с фланцевым присоединением к трубопроводу которых следует придерживаться если инструкцией по монтажу не оговорено иное.
   Вентили устанавливают в любом монтажном положении на вертикальном или горизонтальном трубопроводе, кроме положения штоком вниз. Вентиль однонаправленный, поэтому направление движение рабочей среды должно совпадать со стрелкой на корпусе. Рабочая среда подаётся под золотник. Не допускается использовать вентиль в реверсном режиме, в противном случае, при длительной эксплуатации, это может привести к обрыву золотника. Запорные вентили с электрическими приводами устанавливают штоком вертикально вверх, если другое положение не оговорено инструкцией по монтажу, в случае установки на открытом воздухе над электроприводом следует устроить павильон.

Защита корпуса от изгибающих напряжений

   Корпус вентиля не должен испытывать напряжений изгиба, кручения, растяжения или сжатия от присоединённых трубопроводов, особенно это касается вентилей с чугунным корпусом. Ответные фланцы должны быть параллельны, не допускается выравнивание угла фланца за счёт установки дополнительных прокладок и подтяжки крепёжных болтов. При установке вентилей на протяжённых прямых участках трубопровода подверженных воздействию переменной температуры рабочей среды или окружающего воздуха, у вентиля следует установить неподвижную опору, либо осевой компенсатор тепловых удлинений с направляющими исключающими смещение трубопровода относительно его оси. Необходимую компенсирующую способность компенсатора в зависимости от длины трубопровода и температуры рабочей среды можно рассчитать в разделе Тепловое расширение труб.

Особенности монтажа

   Перед монтажом вентиля следует убедиться в работоспособности затвора, для этого следует 2-3 раза открыть/закрыть затвор. При номинальном диаметре DN > 100 мм, под вентиль и присоединяемый трубопровод следует выполнить опоры. Для транспортировки и установки на место монтажа вентилей большого диаметра следует использовать заводские строповочные проушины. Не допускается подвеска вентиля за маховик, редуктор или электропривод. По завершению монтажа на участке трубопровода следует выполнить гидравлические испытания на прочность и плотность. Во время проведения гидравлических испытаний затвор вентиля должен быть либо полностью открыт, либо полностью закрыт. Проведение гидравлических испытаний с промежуточным положением затвора не допускается. Материал межфланцевых прокладок выбирают исходя из максимальной рабочей температуры и давления в месте установки вентиля.
Паронитовая прокалка применяется при рабочем давлении до 63 бар и температуре от -50 до 450°C.
Фторопластовая PTFE прокладка при рабочем давлении до 70 бар и температурах от -120 +150°C. Не стареет со временем.
Резиновая прокладка EPDM при рабочем давлении до 16 бар и температурах от 0 до 60°C.

Требования норм, касающиеся запорной арматуры

   Ниже собраны требования норм и правил касающиеся подбора, монтажа и эксплуатации запорной арматуры. Приведенный перечень нормативных требований не является исчерпывающим, и со временем будет расширяться. Выдержки взяты из нормативных документов регулирующих порядок проектирования, монтажа и эксплуатации инженерных систем жилых, общественных и административно бытовых зданий. В разделе не приведены требования норм и правил которые относятся к Запорной арматуре применяемым в промышленности и технологических установках.

ДБН В.2.5-39 Тепловые сети

Пункт 12.9 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

На выводе тепловой сети от источника тепловой энергии, на тепловой сети и на вводе в ЦТП следует устанавливать стальную запорную арматуру.
Для трубопроводов тепловой сети, кроме тепловых пунктов и сетей горячего водоснабжения, не допускается использование арматуры из серого чугуна в районах с расчётной температурой наружного воздуха для проектирования систем отопления ниже минус 10°C.
Арматуру для секционирования при подземной канальной и безканальной прокладке следует устанавливать только в камерах и павильонах в местах, доступных для обслуживания.
Запорную арматуру при подземной канальной прокладке трубопроводов следует устанавливать в камерах. При безканальной прокладке, как правило, запорная арматура без электропривода устанавливается безкамерно, допускается установка арматуры в камерах.
В узлах для спуска, продувания, дренажа использовать арматуру из серого чугуна не допускается. На узлах для удаления воздуха разрешается использовать арматуру двухстороннего действия без обслуживающего персонала.
На трубопроводах тепловых сетей допускается использовать арматуру из латуни и бронзы при температуре горячей воды до 200°C.
На вводе в ИТП с суммарной тепловой нагрузкой на отопление и вентиляцию 0,2 МВт и более следует использовать стальную запорную арматуру. При нагрузке ИТП менее 0,2МВТ или расчётной температуре теплоносителя 115°C и ниже допускается предусматривать на вводе арматуру из ковкого или высокопрочного чугуна.
В пределах тепловых пунктов допускается предусматривать арматуру из ковкого высокопрочного и серого чугуна.

Пункт 12.10 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

При установке чугунной арматуры на тепловых сетях следует обеспечивать защиту её от изгибающих усилий.

Пункт 12.11 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

Использовать запорную арматуру как регулирующую не допускается.

Пункт 12.12 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

Для тепловых сетей, как правило, используют арматуру с концами под приварку или фланцевую.
Муфтовую арматуру допускается использовать с условным проходом Dу<100мм с давлением 1,6МПа и ниже, и температурой 115°C и ниже для случаев использования водо-газопроводных труб.

Пункт 12.14 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

Шаровую арматуру Dу>=125мм следует использовать с редуктором. Запорную арматуру Dу>=500мм следует использовать с электроприводом. Арматуру, для открытия и закрытия которой необходимо усилие более 250Н, следует использовать с электрическими приводами.
При дистанционном управлении запорной арматурой, арматуру на байпасах следует использовать также с электроприводом.

Пункт 16.7.4 — Раздел 16.7 Схемы присоединения потребителей к тепловой сети — Глава 16 Тепловые пункты

Использование муфтовых соединений трубопроводов подающей линии допускается при согласовании с теплоснабжающей организацией.

СНиП 2.04.01 Внутренний водопровод и канализация зданий

Пункт 10.3 — Глава 10 Трубопроводы и арматура

Трубопроводную, водоразборную и смесительную арматуру для систем хозяйственно-питьевого водопровода следует устанавливать на рабочее давление 0,6 МПа (6 кгс/см2); арматуру для отдельных противопожарных систем и хозяйственно-противопожарного водопровода — на рабочее давление не более 1,0 МПа (10 кгс/см2); арматуру для отдельных производственных систем водопровода — на рабочее давление, принимаемое по технологическим требованиям.

Пункт 10.4 — Глава 10 Трубопроводы и арматура

Конструкция водоразборной и запорной арматуры должна обеспечивать плавное закрывание и открывание потока воды. Задвижки (затворы) необходимо устанавливать на трубах диаметром 50 мм и более.

Примечания:
 1. При закольцованных по вертикали стояках допускается устанавливать на них в верхней части и на перемычках пробковые сальниковые краны. У основания стояка следует предусматривать вентиль и спускную пробку.
 2. Допускается при обосновании применять вентили диаметром 50 и 65 мм.

Пункт 10.5 — Глава 10 Трубопроводы и арматура

Установку запорной арматуры на внутренних водопроводных сетях надлежит предусматривать:
 на каждом вводе;
 на кольцевой разводящей сети для обеспечения возможности выключения на ремонт ее отдельных участков (не более чем полукольца);
На кольцевой сети производственного водопровода холодной воды из расчета обеспечения двусторонней подачи воды к агрегатам, не допускающим перерыва в подаче воды;
 у основания пожарных стояков с числом пожарных кранов 5 и более;
 у основания стояков хозяйственно-питьевой или производственной сети в зданиях высотой 3 этажа и более;
 на ответвлениях, питающих 5 водоразборных точек и более;
 на ответвлениях от магистральных линий водопровода;
 на ответвлениях в каждую квартиру или номер гостиницы, на подводках к смывным бачкам, смывным кранам и водонагревательным колонкам, на ответвлениях к групповым душам и умывальникам;
 у оснований подающих и циркуляционных стояков в зданиях и сооружениях высотой 3 этажа и более;
 на ответвлениях трубопровода к секционным узлам;
 перед наружными поливочными кранами;
 перед приборами, аппаратами и агрегатами специального назначения (производственными, лечебными, опытными и др.) в случае необходимости.

Примечания:
 1. Запорную арматуру следует предусматривать у основания и на верхних концах закольцованных по вертикали стояков.
 2. На кольцевых участках необходимо предусматривать арматуру, обеспечивающую пропуск воды в двух направлениях.
 3. Запорную арматуру на водопроводных стояках, проходящих через встроенные магазины, столовые, рестораны и другие помещения, недоступные для осмотра в ночное время, следует устанавливать в подвале, техническом подполье или техническом этаже, к которым имеется постоянный доступ.
 4. При установке на ответвлении в квартиру запорной арматуры, в том числе при коллекторной системе, установку ее у смывных бачков допускается не предусматривать.
 5. Запорную арматуру на вводе, при наличии ее у водомерного узла, допускается на предусматривать.
 6. В жилых и общественных зданиях высотой 7 этажей и более с одним пожарным стояком в средней части стояка необходимо предусматривать ремонтную задвижку.

Пункт 10.6 — Глава 10 Трубопроводы и арматура

При расположении водопроводной арматуры диаметром 50 мм и более на высоте свыше 1,6 м от пола следует предусматривать стационарные площадки или мостики для ее обслуживания.
Примечание. При высоте расположения арматуры до 3 м и диаметре до 150 мм допускается использовать передвижные вышки, стремянки и приставные лестницы с уклоном не более 60° при условии соблюдения правил техники безопасности.

Пункт 10.17 — Глава 10 Трубопроводы и арматура

При проектировании систем горячего водоснабжения следует применять промышленную трубопроводную арматуру общего назначения. Запорную арматуру диаметром до 50 мм включ. следует применять бронзовую, латунную или из термостойких пластмасс.

Пункт 10.18 — Глава 10 Трубопроводы и арматура

Уплотнительные прокладки и сальниковые уплотнители для арматуры системы горячего водоснабжения следует предусматривать из термостойких материалов, разрешенных к применению.

Не допускается использовать для этих целей материалы, которые могут ухудшить качество горячей воды (вызвать запах, изменение цвета и др.).

Пункт 12.16 — Глава 12 Насосные установки

На напорной линии у каждого насоса следует предусматривать обратный клапан, задвижку и манометр, а на всасывающей — установку задвижки и манометра.

При работе насоса без подпора на всасывающей линии задвижку устанавливать на ней не требуется.

СНиП II-35 Котельные установки

Пункт 8.14 — Глава 8 Трубопроводы

Задвижки диаметром 500мм и более должны приниматься с электроприводом.
Предусматривать установку задвижек с электроприводами на трубопроводах меньшего диаметра допускается при соответствующем обосновании (по условиям работы насосных агрегатов и оборудования, безопасности, дистанционного управления, автоматизации).

ГОСТ 12.2.063-81 Общие требования безопасности. Арматура промышленная трубопроводная
ГОСТ 24856-81 (ISO 6552-80) Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения
ГОСТ 4666-75 Маркировка и отличительная окраска. Арматура трубопроводная
ГОСТ 5761-74 Клапаны на условное давление Pу<25 МПа. Общие технические условия
ГОСТ 9697-87 Клапаны запорные. Основные параметры

Благодарность за предоставленные материалы:
http://www.ktto.com.ua