что такое пилотный клапан

Для чего нужен пилотный клапан?

Пилотом называют не только летчика, но и устройство, управляющее другим.

Пилотный клапан

Усилие действующие на запорно-регулирующий элемент клапана, обычно пропорционально площади проходного сечения клапана.

В клапанах с большим проходным сечением для перемещения или удержания запорно-регулирующего элемента клапана могут потребоваться значительные усилия.

Устройства с пилотными клапанами целесообразно использовать в системах с большим расходом рабочей среды, при этом используется пилот, который значительно меньше основного клапана. Проходное сечение пилотного клапана значительно меньше проходного сечения основного клапана, для управления запорно-регулирующим элементом пилота потребуется небольшое усилие. Пилот позволяет управлять потоком рабочей среды (воздуха в пневмоприводе, масла в гидроприводе). Поток будет воздействовать на запорно-регулирующий элемент основного клапана и заставлять его перемещаться.

Пилот используется в редукционных и предохранительных клапанах непрямого действия.

Пилотный распределитель

Пилотный распределитель используется в многокаскадных распределителях, сервоклапанах. Как и клапан пилотный распределитель имеет меньшие размеры по сравнению с аппаратами, которыми он управляет. Пилотный распределитель позволяет направлять поток жидкости для управления золотниками распределителей последующих каскадов. Такая схема позволяет управлять большими потоками рабочей среды при малом управляющем воздействии.

В сервоклапанах в качестве пилотного часто применяются специальные распределители со струйной трубкой или сопло-заслонка. Которое обеспечивают регулирование, пропорциональное входному сигналу.

Источник

Пилотный клапан. Виды, принцип работы

Трубопроводы всех типов (бытовые, промышленные, магистральные) оснащаются запорной арматурой. Она позволяет регулировать давление в системе, открывать и перекрывать полностью рабочий просвет, увеличивать и уменьшать подачу рабочей среды.

При помощи специального вентиля можно опустить/поднять задвижку, повернуть ее на 90° или поставить в иное положение. Но по мере увеличения диаметра трубопровода приходится прикладывать большие усилия для управления запорной арматурой. Они пропорциональны площади проходного сечения самого клапана.

Можно установить электродвигатель, чтобы не приходилось вручную крутить вентили. Но он будет расходовать значительные объемы электроэнергии. Решением проблемы может стать пилотный клапан.

О том, что он собой представляет, о доступных видах речь и пойдет далее. На чтение статьи потребуется всего несколько минут.

Пилотный клапан: принцип работы

Пилотным называют небольшой клапан, размещаемый поверх основного. Его проходное сечение в несколько раз, а порой и в десятки раз, меньше аналогичного параметра основного рабочего узла запорной арматуры.

Пилотный и основной клапаны функционируют в единой связке. Пользователь или оператор трубопровода проворачивает пилот (вручную или при помощи сервопривода). Далее управляющее воздействие передается на основной клапан. Последний уже проворачивает задвижки, золотники, шаровые системы.

Как следствие, при минимальных усилиях можно управлять практически любыми потоками рабочей среды. Это может быть горячая и холодная вода, пар, газ, нефть, масло, воздух и т. д. Перекачиваемый поток под влиянием пилотного клапана воздействует на основной запорно-регулирующие узлы основного клапана, заставляя его смещаться в нужное положение.

В устройствах с электроприводами для передачи управляющего сигнала между пилотным и рабочим клапанами применяются импульсные трубки. Участие человека-оператора в этом случае минимально. Рабочий узел занимает точно заданное положение.

Виды пилотных клапанов

На данный момент времени пользователям доступны следующие варианты пилотных клапанов:

Помимо этого, для обустройства трубопровода можно приобрести пилотные клапаны EVM: NC и NO. Первые в стандартном положении закрыты, вторые открыты.

Преимущества пилотного клапана

Для пользователя наиболее важны следующие плюсы оборудования:

Недостатки пилотных клапанов

Пилоты можно использовать не везде из-за следующих ограничений:

Источник

Принцип работы электромагнитного клапана

Вне зависимости от того, что является запорной частью клапана, мембрана или поршень механизм работы у клапанов делится на два типа:

Для лучшего понимания принципа работы рассмотрим устройство клапана.

Возьмём клапан прямого действия SMART SM55633 и рассмотрим его устройство.

Клапан состоит из следующих элементов:

Для удобства будем считать, что рабочая среда (допустим, вода), идёт слева направо на нашем рисунке.

До подачи напряжения на катушку вода не может пройти, так как ей мешает мембрана. При подаче напряжения на катушку происходит следующее:

Если напряжение на катушке убираем, то плунжер опускается и за ним опускается мембрана, надёжно закрывая клапан.

То есть, в случае клапана прямого действия, у нас происходит поднятие мембраны за счёт силы магнитного поля, без какой-либо дополнительной помощи.

Теперь рассмотрим клапан пилотного действия на примере SMART SG55234.

Когда на катушке нет напряжения, то вода протекает через узкий пилотный канал в пространство над мембраной. Давление над мембраной равно давлению под мембраной, пилотный канал закрыт своим уплотнением, клапан находится в закрытом положении.

При подаче напряжения на катушку:

А когда напряжение на катушку убираем, то:

Без напряжения вода везде (в том числе и в пилотном канале), подаётся напряжение, пилотный канал перекрывается, мембрана под воздействием пружины опускается.

Источник

Клапаны запорно-регулирующие

Клапан регулирующий — фрагмент трубопроводной запорно-регулирующей арматуры, который служит для контроля за расходом и давлением газа или жидкости в трубопроводе. Он активно применяется в быту и других сферах. Существует несколько видов устройств, которые отличаются конструктивными элементами, типом фиксации, разновидностью запора.

Сферы использования и конструктивные особенности

Используются регулировочные клапаны в бытовых или промышленных системах газового и водоснабжения. Устанавливаются они и на магистральных транспортных трубопроводах, по которым проходит нефть и газ. Регулировка потока осуществляется путем изменения диаметра проходного отверстия. При этом пропускная способность системы увеличивается или уменьшается.

Самым простым является проходной клапан. В его составе присутствуют такие детали:

Стоимость изделия зависит от материала изготовления, типа, размеров и технических характеристик. Цена колеблется в пределах 1000−99000 руб.

Принцип действия и достоинства

Шток передает усилие, исходящее от привода, на плунжер. Он опускается и меняет сечение пропускного отверстия. Вследствие этого объем проходящей жидкости или газа внутри трубы увеличивается или уменьшается. Скорость движения рабочей среды, а также давление внутри системы меняется.

Ручной запорно-регулирующий клапан может полностью перекрыть пропускное отверстие. В этом случае показатель давления снижается до нуля. Но это возможно лишь в том случае, если контактирующие узлы полностью герметичны.

Регулирующий вентиль применяется на всех без исключения трубопроводах. Он обладает такими преимуществами:

Клапан имеет повышенную герметичность.

Принцип действия пилотного электромагнитного клапана

Клапан нормально закрытый
В статичном положении напряжение на катушке отсутствует – электро клапан закрыт. Запорный орган (мембрана или поршень, в зависимости от типа клапана) герметично прижат, силой действия пружины и давления рабочей среды к седлу уплотнительной поверхности. Пилотный канал закрыт подпружиненным плунжером. Давление в верхней полости клапана (над мембраной) поддерживается через перепускное отверстие в мембране (или через канал в поршне) и равно давлению на входе в клапан. Клапан электромагнитный находится в закрытом положении, пока катушка не окажется под напряжением.

Для открытия клапана напряжение подается на катушку. Плунжер, под воздействием магнитного поля поднимается и открывает пилотный канал. Так как диаметр пилотного канала больше перепускного, давление в верхней полости клапана (над мембраной) понижается. Под действием разницы давлений, мембрана или поршень поднимается вверх и клапан открывается. Клапан останется в открытом положении, пока катушка находится под напряжением.

Клапан нормально открытый

Принцип действия нормально открытого клапана наоборот – в статичном положении клапан находится в открытом положении, а при подаче напряжения на катушку клапан закрывается. Для удержания нормально открытого клапана в закрытом состоянии, напряжение необходимо подавать на катушку долговременно.

Для правильной работы любых клапанов пилотного действия необходим минимальный перепад давления, ΔP – разница давлений на входе и на выходе клапана. Пилотные клапаны назвают клапанами непрямого действия, т.к. кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия по перепаду давления. Подходит в большинстве случаев, для эксплуатации в системах водоснабжения, отопления, системах ГВС, системах пневмоуправления и др. – везде, где присутствует давление в трубопроводе.

Принцип действия клапана электромагнитного прямого действия

У электромагнитного клапана прямого действия пилотный канал отсутствуют. Эластичная мембрана в центре имеет жесткое металлическое кольцо и через пружину соединена с плунжером. При открытии клапана, под воздействием магнитного поля катушки, плунжер поднимается вверх и снимает усилие с мембраны, которая моментально поднимается и открывает клапан. При закрытии (отсутствии магнитного поля), подпружиненный плунжер опускается и с усилием прижимает мембрану, через кольцо к уплотнительной поверхности.

Для клапана электромагнитного прямого действия, минимальный перепад давления на клапане не требуется, ΔPmin=0 бар. Клапаны прямого действия, могут работать как в системах с давлением в трубопроводе, так и на сливных емкостях, накопительных ресиверах и в других местах, где давление минимально или отсутствует.

Принцип действия бистабильного клапана

Бистабильный клапан имеет два устойчивых положения: «Открыто» и «Закрыто». Переключение между ними осуществляется последовательно, подачей короткого импульса на катушку клапана. Особенностью управления является необходимость подачи импульсов переменной полярности, поэтому бистабильные клапаны работают только от источников постоянного тока. Для удержания открытого или закрытого положения подавать напряжение на катушку не требуется! Конструктивно, бистабильные импульсные клапаны выполнены как пилотные клапаны, т.е. необходим минимальный перепад давления.

Клапан электромагнитный соленоидный (англ. solenoid valve) – это функциональная и надежная трубопроводная арматура. Ресурс работы специальных электромагнитных катушек составляет до 1 миллиона включений. Время, необходимое для срабатывания мембранного магнитного клапана в среднем составляет от 30 до 500 миллисекунд, в зависимости от диаметра, давления и исполнения. Клапаны электромагнитные можно применять как запорные устройства дистанционного управления, так и для безопасности, в качестве отсечных, переключающих или отключающих электроклапанов.

Классификация устройств

Классифицировать регуляторы можно по нескольким параметрам:

Какой тип клапана будет использован, зависит от сферы его применения, необходимых конструктивных особенностей.

Принцип действия и конструкция

Двухходовые регулирующие клапаны. В зависимости от направления потока рабочей среды. Проходные монтируются на прямых участках трубопровода, угловые, соответственно, в тех местах, где нужен поворот трубопровода.

Трехходовые регулирующие клапаны одновременно с регулировочной функцией выполняют задачу смешивания или разделения потоков рабочей среды, как правило, этот вид регулирующей арматуры имеет три патрубка входа-выхода, в зависимости от назначения.

Устройство и принцип работы двухходового проходного клапана

Основной устройства является корпус с расположенным внутри его проходным отверстием, на корпусе располагается система фиксации на трубопроводе и механизм регулирования, обычно это плунжерный или золотниковый затвор. Затвор, вследствие изменения своего положения, относительно проходного отверстия, изменяет его площадь, тем самым, регулируя объем проходящей через него, рабочей среды.

Арматура подразделяется по способу регулировки. В зависимости от вида затворного устройства:

Регулировка механизма может осуществляться как вручную, через воздействие на шток, так и посредством системы внешнего управления.

Трехходовой регулирующий клапан имеет задачу разделения или смешивания потока рабочей среды. Используется он чаще всего в системах отопления.

Конструкционно устройство этого типа состоит из металлического корпуса с тремя патрубками. Внутренней перегородки с двумя соосными проходными отверстиями, по одному на каждый патрубок. Запорный механизм, закреплённый на управляемом штоке, может регулировать давление потока рабочей среды, проходящее через каждое отверстие, тем самым регулируя давления в одном или двух выходных патрубках.

Управление регулирующим клапаном может осуществляться как вручную, так и автоматически, в зависимости от состояния системы. В этом случае для управления регулирующим клапаном установлена приводная аппаратура: термостатический привод, изменяет характеристики состояния рабочей среды, контролирует температуру и давление. Кроме этого используются и другие виды привода, электромагнитный например.

Типы затворов

Задвижка — основной фрагмент изделия, при помощи которого и меняется сечение проходного отверстия. Существуют такие типы затворов: седельный, золотниковый, клеточный, мембранный.

Седельный и клеточный

В конструкции такого приспособления находится седло и плунжер. Последний элемент представляет собой поршень цилиндрической формы, длина которого значительно превышает диаметр. Седло — компонент затвора, который локализуется между проходным отверстием и внутренними узлами изделия.

Как только поршень начинает двигаться через седло, изменяется диаметр проходного отверстия. Существуют одно- и двухседельные клапаны. Первый тип арматуры применяется в трубопроводах малого диаметра.

Клеточное изделие имеет седло, в котором присутствуют радиальные отверстия. С их помощью регулируется расход рабочей среды. Внутри клетки находится цилиндр, который передвигается. Он меняет пропускную способность отверстия. Достоинством изделия является то, что оно позволяет снизить кавитацию, вибрацию и шум.

Мембранный и золотниковый

В мембранном клапане тоже есть седло, но для перекрытия отверстия тут используется гибкая мембрана. Она выполняет несколько функций. Первая из них — контроль и регулировка давления жидкости (газообразного вещества). Вторая функция — защита внутренних узлов запорной арматуры от воздействия агрессивных химических компонентов.

Преимуществом приспособления является высокая надежность и герметичность элементов, которые двигаются. Также мембрана производится из материалов, которые устойчивы к коррозии. Чтобы качество работы клапана не ухудшалось со временем, конструкцию придется дополнительно оснастить позиционерами, при помощи которых контролируется положение штока. Эти элементы позволят предупредить точность регулировки.

Последний тип затвора — золотниковый. Регулировка расхода жидкости или газа в этом случае зависит от того, на какой угол поворачивается задвижка. Чаще всего устройства такого типа используются в сфере энергетики. Золотниковый клапан по принципу действия можно отнести к кранам.

Регулирующий клапан

Также применяются запорно-регулирующие клапаны, с помощью этих устройств осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто».

Для присоединения регулирующих клапанов к трубопроводам применяются все известные способы (фланцевый, муфтовый, штуцерный, цапковый, приваркой), но приварка к трубопроводу используется только для клапанов, изготовленных из сталей.

Большинство из регулирующих клапанов весьма схожи по конструкции с запорными клапанами, но есть и свои специфические виды.

По направлению потока рабочей среды регулирующие клапаны делятся на:

* проходные — такие клапаны устанавливаются на прямых участках трубопровода, в них направление потока рабочей среды не изменяется;

* угловые — меняют направление потока на 90°;

трехходовые (смесительные) — имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу (два входных и один выходной) для смешивания двух потоков сред с различными параметрами в один. В сантехнике такое устройство имеет название смеситель.Основные различия регулирующих клапанов заключаются в конструкциях регулирующих органов.

Особенности выбора изделия

Для того чтобы клапан работал эффективно, его нужно правильно выбрать и монтировать. Чтобы покупка оказалась правильной, нужно учитывать такие параметры:

Размер корпуса и диаметр патрубков должен совпадать с размером трубопровода.

Регулирующий клапан — обязательный элемент запорной арматуры. Он позволяет снизить расход жидкого теплоносителя или газообразного вещества. В случае поломки трубопровода запорный элемент позволит остановить только определенную часть системы для ремонта.

Технические характеристики

При подборе клапанов важны параметры устройства со следующими основными элементами:

Пропускная способность оборудования (Kvs) должна совпадать с объемами расхода жидкости, допустимое снижение давления при температуре в +20 °C достигает 1 бар.

Показатели фактического и номинального диаметра (DN), характеристики условных проходов DN зафиксированы в ГОСТ 28338-89.

Стандартные динамические диапазоны регулировки устройств составляют 30:1 и 50:1. Усовершенствованные механизмы (пневматические) имеют показатели в 100:1.

Источник

level_meter

Уровнеметрия

Приборы и системы измерения уровня

Клапан пилотный СЕНС состоит из следующих основных узлов и деталей (рис. 4А):

корпуса 1, разделительной трубки 2, по которой происходит перемещение сердечника 3, совмещенного с управляющим запирающим элементом 4; сердечник 3 механически связан с основным запирающим элементом 5; электромагнитного привода 6, возвратной пружины 7; ручного дублера 8.

Седло, выполненное в основном запирающем элементе 5, и торцевая поверхность пилота 4 образуют управляющий затвор (пилот). Седло, выполненное в корпусе 1, и торцевая поверхность основного запирающего элемента образуют основной затвор.

Принцип работы пилотного клапана СЕНС состоит в следующем :

рабочая среда подается в полость «1», герметичность в затворах при этом достигается за счет давления рабочей среды и пружины 7 на запирающие элементы 4, 5. Клапан закрыт (рис. 4Б). При подаче напряжения на привод 6, сердечник 3 с управляющим затвором 4 перемещается вверх, сжимая пружину 7, и открывает разгрузочное отверстие в управляющем затворе (пилоте). При этом происходит резкое понижение давления над основным запирающим элементом 5, который, перемещаясь, открывает проход рабочей среды (рис. 4В). После снятия напряжения сердечник 3 под действием усилия возвратной пружины движется вниз и закрывает разгрузочное отверстие в управляющем затворе (пилоте). При этом происходит обратное перераспределение давлений, вызывающее закрытие клапана. Закрытие происходит за счет усилия возвратной пружины 7.

При отсутствии питающего напряжения клапан можно открыть ручным дублером 8, вращая ручку против часовой стрелки.

Источник