Знакомимся с регулирующим клапаном на электроприводе

Регулирующий клапан – почти что автоматический элемент в современном трубопроводе, преимущественно оборудованный механическим приводом.

Клапана предназначаются для управления состоянием рабочей среды в трубопроводе, регулировки количества жидкости, уровня давления и т.д.

Фланцевый регулирующий клапан с приводом

Клапана с пневмоприводами или электроприводами разумно применять в крупных трубопроводах, где на отдельные составляющие системы действуют колоссальные нагрузки. Преимущество при выборе подобной продукции отдают промышленники и предприниматели, в гражданском строительстве клапан с электроприводом встречается куда реже.

Назначение и особенности

Клапана по своей структуре и назначению во многом похож на стандартные запорные краны. Вот только они имеют, куда большие габариты и выполняют больший спектр задач.

Простейший вариант – запорный, просто перекрывает поток, то есть позволяет прекратить движение носителя по трубам в любой момент. Отличие промышленного запорного клапана от крана в размерах и принципе действия.

В то время как в гражданском строительстве предпочтение отдают шаровым механизмам, в промышленных клапанах используют золотники и задвижки с электроприводом.

Также они позволяют регулировать силу потока, уменьшать или увеличивать ее в случае необходимости, снижать или повышать давление. Для гражданских систем водоснабжения подобные направления не интересны, там попросту нет столь серьезных нагрузок, по крайней мере, в побочных ветках, куда обычные люди имеют доступ.

Другое дело – трубопроводы промышленные, способные к транспортированию самых разнообразных жидкостей, начиная от обычной воды под давлением и заканчивая нефтью.

Клапаны для промышленного и гражданского применения с электроприводами

Собственно, к регулировке и контролю производительности той или иной ветки задача клапанов и сводится. Вот почему практически любой клапан – регулирующий.

Встречаются, тем не менее, и другие решения, комбинированные с разными направлениями. Есть клапаны обратные, затворные, рассчитанные на работу исключительно с давлением, контролирующие и т.д. Все они рассчитаны на свой спектр задач и направлений.

Управление и использование приводов

Если рассматриваемый образец регулирующий – то его, собственно, нужно как-то регулировать, для чего и были придуманы ручки или вентили. Ручка клапана является увеличенной копией ручки запорного крана на любой трубе. За исключением того, чтобы в гражданских трубопроводах ручки в кранах могут находиться исключительно в двух положениях.

С клапанами дела обстоят иначе. Если клапан регулирующий, то есть может находиться в разных состояниях, то и ручки его должны давать вам возможность эту самую регулировку осуществить.

Чаще всего ручка вращается вокруг своей оси, позволяя смещать запорный элемент типа задвижки или золотника из полностью открытой позиции в полностью закрытую.

Выше мы уже уточняли, что клапаны разумно ставить только на промышленные трубопроводы, а в промышленности на одной ветке таких приборов может быть установлено десятки. Очевидно, что закручивать их все вручную – тяжкий и неблагодарный труд.

К счастью, инженеры нашли разумное решение – оборудовав клапанной регулирующий механизм механическим приводом.

Клапан с сервоприводом или электроприводом можно настраивать дистанционно. Вам не придется крутить ручку самостоятельно, для таких задач используется сам приводной механизм, как правило, дистанционный.

• электромагнитным или электрическим;
• пневматическим.

Составляющие привода для клапана

Преимущество в использовании электромагнитным приводом заключается в его простоте, легкости и эффективности. С электромагнитным приводом клапан становится современным запорным механизмом, способным принимать дистанционные команды или осуществить смещение позиции задвижки по нажатию одной или нескольких кнопок.

Более того, наличие электрического привода позволяет нам ставить на детали автоматику, которая будет сама оценивать уровень давления, количество проходящей жидкости, а затем либо передавать данные в центр принятия решений, либо самостоятельно менять положение запорных элементов.

Клапана с пневмоприводами могут запускаться вручную или с помощью реле, однако оно только запускает механизм, а самое смещение запорного элемента осуществляет пневматический привод.

Использование клапанов с пневмоприводами обходится дешевле, зато они дольше работают и не столь тонки в плане регулировки.

Виды и отличия

Современные клапаны Данфосс могут работать как на электричестве, так и на пневматике либо сервоприводах. В простейших исполнениях они и вовсе регулируются вручную. Однако не одним только наличием или отсутствием приводных механизмов они отличаются.

Отличия есть и в системе регулировки, конструкции и т.д. Например, по типу рабочего механизма встречается образец:

• седельный;
• мембранный;
• золотниковый;
• запорный;
• обратный.

Клапан с устаревшей моделью сервопривода

Седельные детали работают за счет смещения плунжеров и седелок, которые открывают или закрывают путь для движения потока.

Мембранный клапан отличается усложненной системой. Мембранный образец в своей работе использует специальную мембрану преимущественно из резины.

Золотниковые механизмы способны выполнять свои задачи благодаря золотнику, который перемещается из одного положение в другое. Золотниковый клапан – один из самых древних и самых надежных, сейчас в промышленности встречается довольно редко.

Запорный элемент – скорее отдельный подвид такой продукции. Наличие приставки «запорный» означает, что образец позволяет полностью перекрыть поток носителя в любом направлении.

Обратный клапан позволяет носителю проходит только в одном направлении.

Обзор конструкции регулирующего клапана (видео)

Интересные разновидности

Встречаются на рынке и решения, которые в трубопроводах не задействуют, но в то же время обладают всеми свойствами и характеристиками клапанов с приводами. Яркий пример – перекидкой механизм. Перекидной клапан предназначен для применения в сельском хозяйстве. Задача, которую выполняет перекидной механизм – проста и лаконична. Он регулирует процесс выгрузки и подачи зерна на предприятиях связанных с аграрной обработкой земли или животноводством.

Перекидной клапан с электроприводом

Перекидной механизм оборудован приводом, поэтому каждый раз, когда приходит необходимость, человеку не приходится самостоятельно крутить ручки или вентили, достаточно нажать кнопку и перекидной привод сменит направление подачи зерна.

Тип подключения

По типу подключения различают образец:

Фланцевый вариант – самый удобный для промышленных соединений. Фланцевый тип соединения позволяет крепить любые детали на любые трубы, лишь бы их диаметры условного прохода отвечали друг другу. Не имеет значения, будь то обратный канализационный клапан или устройство для автоматического контроля уровня давления, в любом случае именно фланцевый тип соединения подходит для его монтажа наилучшим образом.

Сварной тип соединения нежелательно использовать, когда нужно монтировать обратный механизм, съемные модели и задвижки. Сварка дает отличную герметичность в ущерб мобильности.

Как выбрать и установить правильный трехходовой смесительный клапан с электроприводом

Приветствую моего дорогого постоянного читателя! Эта статья посвящена рассказу о том, что представляет трехходовой клапан с электроприводом — вид трубопроводной арматуры, позволяющий смешивать или разделять два потока среды и регулировать параметры этого смешения с помощью электропривода и автоматики.

Мир вокруг нас стремится до минимума уменьшить нагрузку на человека и даже его присутствие при производственных процессах, и автоматические системы управления производством и инженерными системами зданий требуют применения современного автоматического оборудования.

Что это такое и для чего он нужен

Клапан — вид запорной арматуры для трубопроводов, имеющий три патрубка для подключения к трубопроводам. Трехходовой клапан является регулирующей арматурой, с его помощью можно:

• Регулировать подачу одновременно двух сред.
• Контролировать их расход.
• Полностью перекрывать трубопровод.

Электропривод применяется при использовании трехходовой арматуры в автоматизированных системах отопления, вентиляции, производственных устройствах подачи химических реагентов и т.д. Применение электропривода обязательно при эксплуатации арматуры на трубопроводах больших диаметров.

При отоплении частного дома термовентили помогают экономить расход тепла — при правильной регулировке нагрева экономия топлива может достигать 30%.

Подсчитав, сколько стоит оборудовать радиаторы трехходовыми клапанами и сравнив это с экономией финансов на топливе, можно сделать вывод, что выгоднее применить современные терморегуляторы с электроприводом.

Назначение и область применения

Трехходовые клапаны широко применяются в быту и во всех отраслях народного хозяйства.

Раньше в любом доме стоял смеситель — трехходовой клапан. Сейчас такие устройства заменили более удобными кранами-смесителями с электроприводами. Но инженерные коммуникации домов постоянно усложняются, и сегодня невозможно обойтись без регулирующих клапанов при организации современных инженерных систем зданий. Трехходовые устройства в частных домах применяются в основном для регулировки нагрева радиаторов отопления, отопления в целом и системы теплого пола.

Не обходятся без трехходовых клапанов с электроприводом и системы кондиционирования и вентилирования жилья. В последние годы такие регуляторы устанавливают на трубопроводы для горячей воды.

В промышленности без регулирующих трехходовых клапанов с электроприводом не обойтись — они распространены на многих производствах, на которых необходима транспортировка и дозированная подача газов и жидкостей. Регулирующая трехходовая арматура с электроприводом используется:

• В химической промышленности.
• В машиностроении.
• В металлургии.
• На горно-обогатительных предприятиях.
• В сельском хозяйстве.
• В пищевой промышленности.

Применяются клапаны с электроприводом и в многочисленных гидравлических транспортных трубопроводах и рабочем оборудовании (такие имеются почти на всех производствах).

Характеристики

Основные характеристики клапанов трехходовых:

• Разделительный или смесительный.
• Диаметр патрубков для подключения.
• Пропускная способность.

Из каких материалов изготавливают

Материалы для изготовления трехходовой арматуры с электроприводом:

1. Обычная углеродистая сталь. Стальные изделия прочны, дешевы, достаточно долговечны. Серьезный недостаток — сталь подвержена коррозии. Для защиты применяют покрытие из никеля или хрома.
2. Нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома и никеля. Нержавейка долговечна, прочна, химически инертна (не подвержена коррозии). Существенный недостаток — дороговизна.
3. Латунь — сплав меди с цинком. Латунь не ржавеет, прочна, долговечна, но теряет прочность уже при 200 °C — это ограничивает ее применение на производстве.
4. Бронза — сплав меди с оловом (иногда с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом). По технологическим свойствам бронза похожа на латунь.
5. Титан. Легкий и прочный долговечный материал, но дорогой.
6. Керамика. Новый материал. Долговечный, химически инертный, дорогой и хрупкий. Пока для изделий с электроприводом (и регуляторов вообще) практически не применяется.
7. Чугун. Архаизм, но еще встречается.
8. Силумин. Сплав алюминия с добавкой кремния. Качество и долговечность отсутствуют, на производстве не применяется. В быту продавцам иногда удается «втюхать» невнимательному или суперэкономному покупателю (поэтому будьте осторожны — скупой платит дважды).

Для инженерных систем в жилье обычно применяют трехходовые латунные изделия (реже бронзовые) — надежные, долговечные, нержавеющие и вполне доступные по цене.

Принцип работы и устройство

Трехходовые клапаны всегда имеют три патрубка для подключения. Принцип действия смесительной арматуры с электроприводом — смешивать две среды в одну с заданными параметрами (нужной температурой, нужным химическим составом газа или жидкости). Принцип действия разделительной арматуры — перераспределять поток среды на два выхода.

В любом случае клапан имеет:

• Корпус с седлом.
• Регулирующий элемент (плунжер на штоке, двигающийся в вертикальном направлении).
• Уплотнители.

При опускании-поднимании плунжер частично или полностью перекрывает просвет арматуры и регулирует поток среды (распределяет между двумя выходами).

Сейчас все чаще и чаще в быту трехходовыми клапанами называют и устройства на основе крана — у него рабочий орган имеет форму шара, сегмента, конуса или цилиндра, для регулировки рабочий орган поворачивается вокруг своей оси. Результат у обоих видов трехходовой арматуры одинаковый, поэтому в дальнейшем в статье я буду для простоты называть такую арматуру с электроприводом словом клапан (или вентиль).

Преимущества и недостатки

Преимущества и достоинства трехходовых клапанов:

• Простая надежная конструкция обеспечивает долговечность.
• Высокая герметичность (возможность применения для газо- и пневмопроводов, особенно важно это свойство при использовании в химической промышленности).
• Большой диапазон рабочих давлений и температур — от вакуума до 250 Мпа, от -200 до +600 °C.
• Медленный износ уплотнительных элементов урежает необходимость ремонтов.
• Простое обслуживание и ремонт.
• Относительно компактные габариты (например, по сравнению с задвижкой).

Недостатки трехходовых изделий:

• Высокое гидравлическое сопротивление трехходовых конструкций.
• Конструкция корпуса обуславливает наличие застойных зон, которые могут служить местом скопления мусора, окалины, примесей.
• Сложность регулировки потока среды при ручном управлении, впрочем, конструкции с ручным управлением постепенно уходят в прошлое. Уступая место электроприводу.

По принципу действия трехходовые клапаны подразделяются на:

• Разделительные.
• Смесительные (см. на фото).

Смесительные — смешивают две среды в определенной пропорции (например, горячую и холодную воду). Имеют два патрубка для подвода сред и один патрубок — для выхода. Применение в быту — для регулирования температуры среды в системах теплого пола. Для пола очень важно не допустить попадания слишком горячего теплоносителя в трубы и перегрев пола. Обычно трехходовой вариант устанавливается в коллекторном узле, получает информацию от нескольких датчиков, работает в автоматическом режиме от электропривода.

Разделительные (или распределительные) — имеют один вход среды и два выхода. Регулирующий элемент обычно не перекрывает ток теплоносителя, как двухходовой вентиль, а полностью или частично перераспределяет его между двумя выводами.

В быту это обычно термовентили на радиаторах и клапаны с электроприводом в обвязке котла отопления, в теплообменниках в системах вентиляции и кондиционирования. В любой системе с нагревательным прибором в обязательном порядке устанавливается байпас и трехходовой вентиль (при применении газовых котлов эти составляющие вмонтированы в котел).

При поступлении слишком горячей воды терморегулятор срабатывает от электропривода, часть воды подается на байпас — мимо радиатора. При установке за котлом часть воды подается на байпас и через обратку поступает в котел, терморегулятор при поступлении из обратки горячей воды отключает котел или снижает температуру нагрева.

По способу приведения в действие трехходовые клапаны подразделяются на:

Трехходовые автоматические в свою очередь подразделяются на:

• Термостатические — срабатывают от повышения давления при увеличении температуры. Это самый простой и недорогой тип термовентилей, его чаще используют для радиаторов.
• С термоголовкой — на клапане имеется датчик температуры.
• С электрическим приводом (поворот производится при помощи электродвигателя).

Привод может быть выполнен на основе соленоида (магнита) или электродвигателя:

• С механической передачей (сервоприводом).
• С пневматическим или гидроприводом (применяются на производстве в системах с большими давлениями).

Маркировка клапанов

На трехходовом клапане можно увидеть цифры и буквы. Сначала пишется название фирмы. Затем — серия и номер модели (в примере VTA 321). Затем условный диаметр в мм, например, DN 20. Затем температурный режим, например 20-43С — режим от 20 до 43 °С. Затем пропускная способность в кубах — KVS 1,6 — 1,6 м³/час. Для примера: полностью маркировка клапана с электроприводом фирмы ESBE выглядит следующим образом:

ESBE VTA 321 DN 20 20-43C, kvs 1,6

Типоразмеры ходовых вентилей (и с электроприводом, и без): ½», ¾», 1″, 1¼» и так далее.

Срок службы

Срок службы запорной арматуры во многом зависит от режима работы (частоты срабатываний) и качества терморегулятора. В любом случае можно рассчитывать лет на пять, но при редком срабатывании трехходовой вентиль может проработать и больше. В первую очередь выходят из строя терморегулятор или электропривод, сам клапан может прослужить 10 лет и больше.

Советы по выбору

Арматура для регулировки отопления довольно дорога, поэтому не стоит гнаться за дешевизной и покупать ее на рынке или в интернет-магазинах. Лучше закупать оборудование для инженерных систем в строительном гипермаркете или в специализированных магазинах.

• Сертификата.
• Чека.
• Гарантии (и печатей на гарантии или паспорте с гарантией).

До покупки определитесь с диаметрами подсоединительных патрубков (они должны быть равны диаметру труб или отверстия в пробке радиатора), формой вентиля (Т- или Г-образная). Оптимальный выбор материала — латунь или нержавейка.

Проверить арматуру в магазине не удастся, но обязательно посмотрите, чтобы не было повреждений, трещин, сколов, неправильной формы, замятостей, особенно в месте терморегулятора. Если вся партия товара имеет неодинаковую форму или дефекты — ищите другой магазин.

Регулирующая аппаратура ( в том числе с электроприводом) окупается через несколько лет использования, поэтому не следует сильно экономить — продукция сомнительного качества выйдет из строя быстро, придется покупать новые термоголовки и трехходовые клапаны.

Популярные производители

Лучшее качество у трехходовых клапанов, в том числе с электроприводом, у продукции шведской фирмы ESBE. Основательность шведов и более чем столетняя история фирмы тому подтверждение.

На втором месте американская компания Honeywell. К сожалению, цена изделий этих фирм опережает даже их качество.

Стоит упомянуть фирмы HEIMEIER, HERZ, Навьен, Danfoss.

Несколько более демократична по цене, но не хуже по качеству продукция совместного итальянско-российского производителя Valtec.

Примерная цена

На термовентиль для радиатора:

На трехходовой клапан с электроприводом для обвязки твердотопливного котла:

Правила монтажа и эксплуатации

В трубопроводы и радиаторы трехходовые клапаны разделительного типа с электроприводом устанавливаются при помощи накидных гаек-американок с уплотнениями.

Термовентили (неважно, с электроприводом или без) устанавливаются очень просто:

• Монтируются в отверстие в пробке верхнего отверстия радиатора.
• К одному выходному патрубку подсоединяется байпас, к другому — подвод теплоносителя.

Подключение трехходового вентиля смесительного типа с электроприводом в систему теплого пола производится в коллекторном шкафу. К одному вводному патрубку подключается подача горячего теплоносителя от котла, к другому — прохладная обратка. На выходной патрубок и далее на насос при помощи электропривода подается теплая вода (45 °С) для трубопровода теплого пола.

В схеме обвязки твердотопливного котла также в обязательном порядке устанавливаются трехходовые клапаны разделительного типа с электроприводом. В момент включения котла теплая вода из трубопровода подачи через байпас направляется в котел — это предохраняет камеру котла от выпадения конденсата.

По мере прогревания воды до 50-60 °C клапан постепенно подмешивает к воде, поступающей в котел, холодную воду из обратки. После полного прогрева системы клапан переключает на подачу в котел воды из обратки (температурой не ниже 50 °С). При более сильном охлаждении воды в обратке клапан опять включается электроприводом и подмешивает горячую воду в обратку.

Допускать попадания холодной воды в камеру сгорания котла нельзя! В таких схемах обязательно используют клапаны с приводом.

Частые ошибки и проблемы при установке

Самая частая ошибка при установке — подсоединение трубопроводов не к тем патрубкам. Например:

• Подсоединение байпаса на вводной патрубок при подключении термовентиля к батарее.
• Расположение клапана не в соответствии со стрелками, указывающими ток воды.

Обычно такие ошибки при подключении происходят при неправильном выборе типа или формы вентиля с электроприводом.

Советы специалистов

Термовентили с электроприводом не стоит устанавливать на чугунные радиаторы — у них очень большая тепловая инерция, практически регулировка таких радиаторов бессмысленна. Проще в случае перегрева прикрутить обычный кран на вводе теплоносителя в радиатор.

Достаточно неэффективна установка термовентилей при однотрубной системе отопления и в многоэтажных домах (у нас не топят до жары, а если бывает, проще временно накрыть батарею одеялом или картоном).

Зато подключение труб теплого пола без трехходового клапана может привести к очень неприятным последствиям — перегреву системы и конструкций пола (в отдельных случаях — даже к растрескиванию стяжки).

Еще более неприятные последствия при отсутствии клапана с электроприводом в системе обвязки твердотопливного котла. Попадание холодной воды из обратки в камеру сгорания твердотопливного котла приведет к выпадению конденсата на теплообменнике и стенках котла и в итоге быстро выведет котел из строя.

Заключение

Я прощаюсь с моим уважаемым читателем. Надеюсь, что статья помогла разобраться в особенностях применения и монтажа трехходовых клапанов с электроприводами для оптимизации систем отопления вашего дома или квартиры. Применение клапанов имеет свои плюсы и минусы, но существенная экономия топлива и финансов способна перевесить все минусы.

Подписывайтесь на новые статьи и делитесь полезностями с подписчиками в соцсетях — наша информация поможет вам приобрести популярность.