Куда подавать среду в угловом клапане, под золотник или на него

Направление подачи среды в запорном клапане указано стрелкой на корпусе, и менять его без согласования с производителем нельзя. Большинство клапанов малых диаметров рассчитано на подачу под золотник. Для крупных диаметров и высоких давлений применяют обратную схему. Выбор определяет усилие на шпинделе, нагрузку на сальник и поведение клапана при закрытии.

Подача под золотник

Среда входит через нижний патрубок углового клапана, проходит седло снизу вверх и уходит в боковой патрубок. В закрытом положении давление действует на золотник снизу и стремится его поднять.

Что это дает:

• сальник при закрытом клапане разгружен: полость над золотником сообщается с выходной стороной, где давления нет. Набивку можно менять без остановки линии;
• клапан легко открывается, давление помогает оторвать золотник от седла.

Недостаток один: шпиндель при закрытии преодолевает полную силу давления среды, и вся эта нагрузка постоянно приходится на резьбу и уплотнение.

Расчет усилия

Сила на золотнике равна произведению давления на площадь седла.

Клапан DN 15 при давлении 25 МПа. Площадь седла 1,77 см?, сила 4,4 кН. Это около 450 кгс, с такой нагрузкой ручной маховик справляется.

Клапан DN 25 при тех же 25 МПа. Площадь 4,9 см?, сила 12,3 кН.

Клапан DN 50. Площадь 19,6 см?, сила 49 кН, почти 5 тонн. К этому добавляется усилие для создания уплотняющего давления на седле. Шпиндель и ходовая гайка должны быть рассчитаны на такую нагрузку, маховик получается огромным либо требуется редуктор.

Сила растет с квадратом диаметра. Поэтому граница между схемами проходит по сочетанию DN и PN.

Подача на золотник

Среда входит через боковой патрубок и давит на золотник сверху, прижимая его к седлу. Давление работает на герметичность, шпинделю достаточно создать начальное усилие.

Последствия такие:

• сальник постоянно под рабочим давлением, даже при закрытом клапане;
• открыть клапан трудно: шпиндель должен оторвать золотник против полной силы давления. На больших диаметрах ставят разгрузочный золотник или байпас, которым сначала выравнивают давление;
• вблизи закрытого положения поток стремится захлопнуть золотник, возможны удары и вибрация.

Что рекомендуют на практике

Общее правило из отраслевой практики: клапаны малых диаметров ставят с подачей под золотник при любом давлении. Для средних и крупных диаметров при высоком давлении производитель может предусмотреть подачу на золотник. Точная граница зависит от конструкции и всегда указана в паспорте.

Особенность углового корпуса

В угловом клапане патрубки расположены под прямым углом, и перепутать их при монтаже проще, чем в проходном: изделие встает в трассу в обоих положениях. Ошибку замечают уже при пуске, когда закрытый клапан подтекает через сальник или не открывается вручную.

Перед монтажом проверяют три вещи. Стрелку на корпусе. Запись о направлении подачи в паспорте. Положение шпинделя: у клапана на вертикальной трассе с нижним входом он оказывается горизонтальным или вертикальным в зависимости от того, какой патрубок принят входным.

Что сообщить производителю

При заказе угловых запорных клапанов указывают рабочее давление, температуру, среду и требуемое направление подачи.

Если стрелка на корпусе закрашена или сбита при монтаже, направление восстанавливают по паспорту и заводскому номеру. Аналогия с соседним клапаном ненадежна.