Головна

арматура

  1.  Арматура трубопроводів.
  2.  Арматура, її види та вимоги до неї. Запірно-регулююча арматура.
  3.  Запірно-регулююча арматура.
  4.  Запобіжна арматура котлів.
  5.  Трубопровідна арматура
  6.  Трубопроводи і ТРУБОПРОВІДНА АРМАТУРА

Різноманіття суднової арматури обумовлює складність її класифікації. В основу загальної класифікації арматури закладено ієрархічний принцип поділу всього різноманіття видів арматури на розділи, класи, підкласи, групи, підгрупи і типи.

По виду управління запірним органом арматура класифікується на розділи: з ручним керуванням, дистанційно керована, автоматична і прочая.

Кожен розділ арматури за призначенням ділиться на класи (клапани, клапанні коробки, кінгстони, засувки, заслінки, затріски, золотники, конденсатовідвідники і т. Д.).

Відповідно кожен клас арматури за конструктивним виконанням поділяється на підкласи (клапани запірні, незворотно-запірні, безповоротні, безпеки, регулювання, переключають і ін.).

У свою чергу, розподіл кожного підкласу на групи обумовлює тип приводу:

ручний (маховик, рукоятка, тросик, валик, ключ-тріскачка, редуктор і ін.);

гідравлічний (мембранний, поршневий, сільфонний, гідромашінка, гідромотор та ін.);

пневматичний (мембранний, поршневий, сільфонний, Пневмомашинка і т. д.);

електричний (електродвигун);

електрогідравлічний, пневматичний, магнітний.

По виду приєднання до труб або обладнанню, кожна група арматури ділиться на підгрупи. Приєднання може бути фланцевим, штуцерні, муфтові, бугельних, цапкова (одна кінцева для приєднання трубопроводів частина корпусу має зовнішню різьбу).

До судновий арматурі пред'являються такі загальні вимоги:

можливість розміщення в будь-якому положенні (за винятком незворотно-запірних, незворотно-керованих, неподпружіненних, запобіжних клапанів і деякої спеціальної автоматичної арматури);

простота і зручність в експлуатації;

герметичність (достатній ступінь герметичності запірного органу, а в окремих випадках також щільність арматури по відношенню до зовнішнього середовища);

забезпечення фіксації запірного органу арматури в край них положеннях; безударной роботи дистанційно-керованої арматури з регулюванням часу її спрацьовування гідроприводом; зусилля на ручному приводі не більше 450 Н; спрацьовування від ручного і дистанційного керування після тривалого перебування арматури в неробочому стані і без про орачіванія;

наявність дублюючого ручного приводу, що забезпечує управління арматурою в разі виходу з ладу дистанційного керування; місцевого покажчика положення запірного органу арматури з ручним і дистанційним управлінням;

мінімальна маса арматури, що досягається шляхом виготовлення з відповідних матеріалів, які також повинні задовольняти умовам міцності, змінних температур і корозійної стійкості при тривалому впливі морської води;

дотримання допустимого рівня повітряного шуму;

відсутність кавітації шумообразования при проходженні робочого середовища через проточну частину арматури.

Особливо актуальними є питання забезпечення надійності арматури.

Класи арматури в залежності від виконавчого органу, що виконує запірні функції, показані на рис, 3.1.

Клапанами називається арматура, в якій закриття і відкриття прохідного перерізу здійснюється поступальним переміщенням клапанної тарілки в напрямку, паралельному руху потоку робочого середовища в прохідному отворі. Залежно від способу управління тарілкою за конструктивним виконанням клас клапанів ділиться на підкласи: запірні, безповоротні, незворотно-запірні і незворотно-керовані.

Мал. 3.1. Класи запірної арматури: а - клапан; 6 - засувка; в - кран; г - заслінка; д - затріски; е - золотник.

Кожному з клапанів (рис. 3.2) притаманні свої особливості: запірний має шток, за допомогою якого піднімається і опускається тарілка; безповоротний пропускає середу тільки в одному напрямку і не має штока (тарілка притискається власною масою і тиском середовища).

Незворотно-запірний клапан поєднує дві функції - пропускає середу в одному напрямку і перекриває прохідний перетин. За конструкцією він відрізняється від запірного способом з'єднання тарілки зі штоком. У такому клапані шток має можливість притиснути тарілку до сідла або обмежити висоту її підйому під дією тиску середовища, але підняти тарілку він не може.

Мал. 3.2. Клапани: а - запірний прохідний; б - незворотно-запірний кутовий; В - не зворотно-прохідний.

1 - корпус; 2 - тарілка; 3 - коробка; 4 - кришка; 5 - шпиндель; 6 - вкладиш; 7 - кришка.

Незворотно-керований клапан поєднує функції запірного, безповоротного і незворотно-запірного. Його особливістю є поєднання штоківз тарілкою з деяким зазором. Наявність зазору дозволяє переміщати шток щодо тарілки.

Засувкою, або клінкет, називається арматура (див. Рис. 3.1, б), в якій закриття або відкриття прохідного перетину проводиться за рахунок поступального переміщення диска в напрямку, перпендикулярному до руху потоку середовища в прохідному перерізі. Диск може бути виконаний у вигляді клина, скошеного з однієї або з двох сторін. Гідравлічний опір засувок в 30-40 разів менше, ніж у клапанів, проте щільність замикання у них гірше. Ущільнювальна поверхню засувок виконується з кольорових металів і легованих сталей.

Крани (див. Рис. 3.1, в) призначені для закриття і відкриття прохідного перетину обертанням пробки з прорізами навколо своєї осі, розташованої в площині, перпендикулярній до напрямку руху потоку середовища. Для забезпечення щільності замикання пробка повинна бути ретельно притерта до корпусу, що обмежує сферу застосування кранів в зоні високого тиску.

Заслінки (див. Рис. 3.1, г) дозволяють проводити повне або часткове закриття і відкриття прохідного перерізу. Ці операції виконуються поворотом замикаючого елементу навколо своєї осі, яка розташована в площині, перпендикулярній до напрямку руху потоку робочого середовища.

Захлопки (див. Рис. 3.1, д) служать для відкриття або закриття прохідного перетину за допомогою повороту замикаючого елементу навколо осі, яка знаходиться поза межами прохідного перетину. Відкриття захлопок проводиться під тиском середовища за допомогою приводу.

У золотникової арматурі (див. Рис. 3.1, е) відкриття або закриття прохідних перетинів здійснюється переміщенням циліндричного золотника навколо або уздовж своєї осі.

Характеристики деяких класів арматури наведені в табл. 3.1. Кожен клас характеризується конкретної областю застосування. Так, клапани найбільш широко застосовуються в трубопроводах діаметром менше 350 мм для різних тисків і середовищ. Засувки встановлюють на трубопроводах діаметром понад 50 мм, в яких переміщується середа з низьким тиском (до 2,5 МПа) і невеликою температурою.

Таблиця 3.1. Характеристики деяких класів арматури:

Засувки доцільно використовувати в якості донної і бортовий арматури в системі охолодження забортної водою, в трубопроводах великого діаметру і всмоктуючих. Кранизастосовують при тисках до 1,0 МПа і умовному діаметрі до 80 мм. Умовні проходи захлопок досягають 400-500 мм, тому їх доцільно застосовувати в зливних і відливних трубопроводах. Золотникова арматура служить для управління гідро- та пневмо приводами.

Для централізації управління арматурою в певних системах (паливна і ін.) Доцільно застосовувати клапанні коробки. Вони являють собою корпус, в якому може бути встановлено два клапана і більш. На рис. 3.3 показана трехклапанная коробка з незворотно-запірними клапанами. Литий корпус коробки має п'ять патрубків, три з яких забезпечують подачу середовища до споживачів, а два приєднуються до магістралі.

На судах знайшли поширення нові типи запірної арматури, такі як кран з кульовим вузлом затвора і поворотний затвор.

Кран з кульовим вузлом затвора складається з чотирьох основних елементів - кулі, двох кілець ущільнювачів і поворотного шпинделя. Залежно від способу установки кулі розрізняють крани з плаваючим і неплавающім кулею, з плаваючим кулею і подпружиненной плаваючою втулкою. факторами.

Мал. 3.3. Трехклапанная коробка з незворотно-запірними клапанами,

1 - набивка; 2 - кришка сальника; 3 - відмінна планка; 4 - гайка; 5 - маховик; в - шток; 7- прокладка; 8 кришка; 9 - тарілка; 10 - корпус (0,3 - положення «Відкрито» і «Зачинено»).

Конструкція крана з плаваючим кулею показана на рис. 3.4. Куля має наскрізний отвір, діаметр якого дорівнює внутрішньому діаметру трубопроводу. При повороті шпинделя прохідний перетин перекривається поверхнею кулі. Герметичність вузла затвора забезпечується за рахунок тиску середовища на поверхню кулі до ущільнювача кільцям.

Мал. 3.4. Кран з кульовим вузлом затвора.

1 - фланець; 2 - корпус; 3 - завзята втулка; 4 - ущільнити тельное кільце; 5 - ущільнюючий елемент (гума або фторопласт-4); 6 - прокладки; 7 - куля; 8 - шпиндель

Куля виготовляють по 2-му і 3-му класах точності, при цьому шорсткість поверхні повинна бути не нижче 32. Для забезпечення твердості і зносостійкості поверхню кулі хромируют з подальшим поліруванням. Куля можна виконати з будь-якого матеріалу, включаючи пластмасу, з якої доцільно виготовляти і кільця ущільнювачів. Це обумовлено тим, що пластмаси не здатні пошкоджувати ущільнювальну поверхню кулі. Однак вони повинні бути стійкими до великою питомою навантаженням. Даним вимогам відповідають такі пластичні матеріали, як політетрафторетилен (фторопласт-4) і композиції на його основі.

Кран з кульовим вузлом затвора характеризується невеликими масогабаритними показниками, простотою і швидкістю управління, хорошою герметичністю. Область застосування запірної арматури з кульовим вузлом затвора і спосіб установки кулі визначаються умовним тиском і проходом арматури, а також експлуатаційними

Так, наприклад, кран з плаваючим кулею застосовується в системах забортної води умовним діаметром до 250 мм і тиском до 4 МПа.

До недавнього часу заслінки використовувалися тільки як регулююча арматура, т. Е. При закритому положенні диска не забезпечувалася герметичність по його периметру. Науково технічний прогрес в арматуробудуванні дозволив, використовуючи переваги заслінок, створити на їх базі поворотні затвори. Їх особливість полягає в тому, що по периметру диска затвора виконано м'яке ущільнення. Ущільнювальний елемент, яким є гума, може встановлюватися на тілі диска (рис. 3.5) або корпусу. У корпусі ущільнювача елемент має вигляд манжети, а на тілі диска - вид формувального кільця або клеєного шнура.

Ущільнювальний елемент є головним в поворотному затворі, який визначає його габарити і надійність роботи. Це пов'язано з тими обставинами, що ущільнювальний елемент в момент закриття піддається таким складним деформацій, як вигин і стиск, а також зносу при терті диска по корпусу. У зв'язку з цим можна відзначити, що знос ущільнити ного елемента затвора, встановленого на трубопроводі, по якому протікає рідина, відбувається повільніше, ніж на трубопроводі з газоподібними середовищами, через більш низького коефіцієнта тертя.

Регулювання деформації гумового кільця проводиться шайбами, які підтискаються притискної обоймою. Слід зауважити, що надмірне обтиснення елементу ущільнювача сприяє збільшенню крутного моменту на приводному валу затвора і погіршення умов його експлуатації. Це проявляється в підвищенні напруги вигину і стиснення гумового кільця, зносу поверхонь, що труться, а також у зростанні осту точних деформацій при закритому положенні диска.

Область застосування поворотного затвора визначається умовними діаметрами і тиском. Виходячи з умови герметичності арматури, необхідно пам'ятати, що при великих значеннях діаметрів та тисків сильно збільшується крутний момент на валу арматури. При цьому може виявитися, що для однакових умовних діаметрів та тисків крутний момент на валу поворотного затвора буде в десять разів вище, ніж на валу засувки. З урахуванням цієї обставини поворотні затвори застосовуються при тиску до 1 МПа. Поворотні затвори встановлюють в трубопроводах: паливних, охолодження прісною і забортної водою.

В розділ автоматичної арматури входить клас клапанів таких підкласів, які призначені для запобігання, захисту, регулювання і підтримки параметрів робочого середовища.

Запобіжні клапани служать для перепуску робочої середовища при підвищенні її тиску понад допустимого в приймальню частина насоса, конденсатор або в атмосферу з метою запобігання аварії в системі. Тому між запобіжними клапанами і пристроєм, на якому вони монтуються, забороняється розміщувати запірний клапан. Запобіжні клапани виконують тільки з пружинним навантаженням. При відновленні розрахункового робочого тиску клапан під впливом пружини повинен закриватися.

Мал. 3.5. Поворотний затвор з гідроприводом.

1 - диск; 2 - притискна обойма; 3 - уплотннтельний елемент; 4 - обойма; 5 - вал; 6 - гідропривід; 7 - регулювальна шайба.

Залежно від відношення висоти підйому тарілки до діаметру прохідного перетину сідла запобіжні клапани класифікуються на мало- і многопод'емние (рис. 3.6). Малопідйомний застосовуються в тих трубопроводах, де потрібна невелика пропускна здатність (наприклад, при переміщенні рідини). Така конструкція клапана дозволяє здійснювати постійне пропускання рідини і виключає виникнення гідравлічного удару. При великій пропускній спроможності (для пари) потрібна установка многопод'емного клапана.

Пропускна здатність запобіжних клапанів приймається такий, щоб тиск в трубопроводі не перевищувало 1,2 робітника. Регулювання клапана на певний тиск виробляється нажімной втулкою. Відрегульований клапан пломбують, для чого передбачають скобу і вушко.

Мал. 3.6. Запобіжний клапан: а - малопідйомний; б - багато підйомний.

1 - корпус; 2 - сідло; 3 - тарілка; 4 - шток; 5-пружина; 6 - нажимная втулка; 7 - вушко; 8 - скоба.

Для підтримки і регулювання параметрів робочого середовища застосовують дросельні і редукційні клапани. Дросельні призначені для грубого регулювання тиску витрати робочого середовища. При цьому тиск за клапаном визначається ступенем його відкриття. Редукційні клапани служать для зниження і автоматичної підтримки тиску робочого середовища в заданих межах незалежно від зміни витрати середовища. За принципом дії редукційний клапан аналогічний дросельного.

За конструктивним виконанням редукційні клапани бувають мембранні і поршневі. Вони характеризуються великим ступенем нерівномірності і нечутливості. Однак клапани поршневого типу менш чутливі і мають меншу нерівномірність у порівнянні з мембранними.

Редукційний клапан мембранного типу для забортної води показаний на рис. 3.7. У корпусі 1 клапана розміщується тарілка 2, яка пов'язана штоком з поршнем 3 і мембраною 4. Налаштування клапана на заданий тиск здійснюється регулювальним гвинтом 6, яке впливає на пружину 5. Пристрій клапана дозволяє автоматично знижувати тиск рідини до необхідного значення. У робочому положенні мембрана знаходиться в рівноважному зі стоянні під впливом з одного боку рідини, а з іншого - пружини.

Мал. 3.7. Редукційний клапан.

При порушенні рівноважного зі стояння, наприклад, якщо тиск перед клапаном зросте, відбудеться збільшення тиску і за клапаном, яке по косому каналу 7 передається на мембрану. При цьому пружина стискається і через шток піднімає

тарілку клапана, зменшуючи прохідний перетин. В результаті тиск за клапаном знизиться до початкового значення.

У разі зниження тиску перед клапаном воно впаде і за ним. Під впливом пружини клапан опуститься, збільшивши прохідний перетин, завдяки чому тиск за клапаном зросте до заданого значення.

В розділ автоматичної арматури ще входять такі класи, як регулятори тиску і рівня, зворотні клапани, конденсатовідвідники та ін.

Арматура з ручним керуванням, яка знаходиться в легкодоступних місцях, приводиться в дію за допомогою маховиків, рукояток і ключів-тріскачок.

Механічний (Валікова) привід виконується за допомогою важелів, тросів і валиків. Схема приводу зображена на рис. 3.8. Як валиків застосовують труби зовнішнім діаметром від 15 до 45 мм.

До недоліків Валікова приводу відносяться великі масогабаритні показники, мала швидкість управління і обмежена дальність управління (до 15 м).

Гідравлічний привід використовується в тих випадках, коли потрібні підвищена надійність, оперативність, а також значні зусилля для відкриття або закриття запірних органів арматури. Гідропривід складається з насоса, датчика, серво мотора (виконавчий механізм), акумулятора тиску, трубопроводу і арматури. Робочою рідиною служать турбінні або веретенні масла.

Мал. 3.8, Схема Валікова приводу.

1 - палуба; 2 - маховик; 3 - сальник валкового при вода; 4 - конічна передача з кронштейном; 5 - з'єднання валиків кульовим шарніром; 6 - глуха муфта; 7 - набір; 8 - кронштейн з валиком; 9 - ходова телескопічна муфта; 10 - перебирання; 11 - про проміжне кріплення; 12 - швидкороз'ємна муфта; 13 - керована арматура.

Схема гідравлічного приводу наведена на рис. 3.9. Для відкриття кінгстона масло, що нагнітається насосом, необхідно направити через маніпулятор (положення А) під поршень сервомотора. При установці маніпулятора в положення. Б відбувається злив масла з поршневої порожнини сервомотора в цистерну. Зусиллям пружини поршень опуститься і закриє прохідний отвір кінгстона.

Мал. 3.9. Схема гідравлічного приводу.

1 - масляна цистерна; 2 - насос; 3 - акумулятор тиску; 4 - маніпулятор; 5 - пружина; 6 - поршень; 7 - Кінгстон.

Тиск масла в системі гідравлічного приводу приймається рівним 10 МПа (і більше), що дозволяє застосовувати сервомотори прийнятних розмірів, До складу системи входить акумулятор тиску для забезпечення, необхідного робочого тиску, щоб уникнути безперервної роботи насоса. При непрацюючому насосі робочий тиск підтримується подачею стисненого повітря у верхню частину акумулятора тиску. У міру витрати масла з акумулятора і після досягнення в ньому мінімального тиску спрацьовує реле мінімального тиску, що включає насос в роботу. При досягненні в акумуляторі заданого тиску спрацьовує реле максимального тиску, що відключає насос.

За принципом роботи виконавчого механізму пневматичний привід аналогічний гідравлічному. Пневматичний привід характеризується простотою і малою масою. Однак на відміну від гідравлічного він не забезпечує плавності перемикання арматури, відрізняється підвищеним шумом при випуску відпрацьованого віз духу і ударами при посадці тарілок на сідла клапанів.

Відносна легкість управління сприяла широкому впровадженню електричного приводу. Виконавчий механізм виконується у вигляді електромагніту (при умовному діаметрі запірної арматури до 50 мм) або електромотора (при Ду понад 50 мм).

Кінематична схема електричного приводу за движки показана на рис. 3.10. При роботі електродвигуна на закриття за движки його крутний момент через муфти, червячную і двоступеневу циліндричну передачі передається на приводний вал 20, який пов'язаний зі шпинделем засувки. Паралельно відбувається передача крутного моменту електродвигуна на валик 10, який віз діє на мікроперемикач (МП) через гвинт 11 і пружину 12. При цьому на пульті загоряється сигнал «Зачинено».

Мал. 3.10. Кінематична схема електричного приводу засувки.

1, 19, 21 - циліндричні передачі; 2, 3 - муфти; 4 - електродвигун; 5 - ролик; 6, 7 - важелі; 8, 9 - микропереключатели; 10 - валик; 11 - гвинт; 12, 13 - пружини; 14 - вал; 15 - стакан; 16 - черв'ячні колесо; 17-планетарна передача; 18 - вал-шестерня; 20 - приводний вал.

Особливістю електричних приводів засувок є наявність в складі кінематичної схеми муфти обмеження крутного моменту, що розвивається валом приводу при ході на закриття.

У момент торкання клина з корпусом відбувається різке гальмування електродвигуна, що працює на закриття. Одне тимчасово момент на вихідному валу зростає за рахунок використання кінетичної енергії двигуна. Тому для нормальної експлуатації засувки момент при закритті клина дол дружин забезпечувати щільність арматури.

Крім того, якщо не буде обмежений крутний момент при закритті, потужність електродвигуна під час пуску може виявитися недостатньою для відкриття арматури через підвищеного коефіцієнта тертя. Підвищений крутний момент при закритті засувки також може привести до поломки де талей приводу.

У зв'язку з цим, щоб уникнути зазначених факторів застосовують муфту обмеження крутного моменту, що працює за механічним принципом. Як правило, використовуються муфти односторонньої дії, т. Е. Що обмежують крутний момент тільки при роботі на закриття.

Принцип роботи муфти обмеження крутного моменту полягає в наступному. Для кожної конкретної за движки проводиться наст Ройко пружини 13 на максимальний крутний момент. У разі перевищення його значення відбувається зупинка, черв'ячні колесо зупиняється, а черв'як продовжує обертатися. Він, як би вгвинчуючись в вінець колеса і стискаючи пружину 13, пересувається уздовж вала 14 і переміщує стакан 15. При виборі установочного зазору, рівного 3 мм, стакан торкнеться ролика 5, При цьому важіль 6 повертає валик навколо осі і через важіль 7, впливаючи на мікроперемикач 5, відключає електродвигун від мережі.

Відкриття засувки відбувається в такій послідовності: крутний момент електродвигуна передається на шпиндель засувки і на валик 10, як і при закритті. Валик впливає на мікроперемикач 9, за допомогою якого в кінці ходу розривається ланцюг і електродвигун відключається від мережі, а на пульті загоряється сигнал «Відкрито».

Схема передбачає також закриття засувки вручну обертанням маховика за годинниковою стрілкою, а відкриття - обертанням проти годинникової стрілки.




 Вуглекислотна протипожежна система. |  Система пенотушения. |  Система митьевой води |  Система забортної води. |  Система прісної (питної) води. |  Фанова і стічна системи |  Системи опалення. |  Система вентиляції |  Система кондиціювання повітря. |  Системи вантажна, зачисна, підігріву палива і газоотвода |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати