Мембранный клапан

Что такое мембранный клапан?

Мембранный клапан - это особый вид запорной арматуры, имеющий двунаправленный характер. Конструктивно он отличается от обычных клапанов. Как следует из названия, мембрана - это открывающий и закрывающий элемент мембранного клапана, который изготавливается из мягкого/гибкого материала, упругого, некорродирующего, непроницаемого материала, такого как резина и пластик, который отделяет жидкость внутри полости корпуса клапана от полости крышки и приводного элемента, что предотвращает загрязнение рабочей среды и коррозию рабочих частей.

Для применения в условиях низкого давления, низких температур, коррозии и взвешенных материалов можно использовать мембранные клапаны. Их преимущества - простота конструкции, прочное и надежное уплотнение, коррозионная стойкость и низкое сопротивление жидкости, а поскольку в конструкции клапанов нет путей утечки, они считаются герметичными, эта функция делает клапан неоценимым, когда утечка внутри или снаружи устройства недопустима. Все эти преимущества делают мембранный клапан популярным и подходящим для многих применений.

Как работает мембранный клапан?

Работа мембранного клапана так же проста, как и клапана с зажимной скобой. Упругая, эластичная мембрана крепится к компрессору с помощью шпильки для литья мембраны. Когда оператор хочет закрыть клапан, привод нажимается и/или поворачивается, и мембрана вдавливается в край прочного зажима, закрывая клапан.

Компрессор перемещается вверх и вниз по штоку клапана. Таким образом, при подъеме компрессора поднимается мембрана. При опускании компрессора мембрана вдавливается в изогнутое дно или в плотину, в зависимости от типа конструкции.

Типы мембранных клапанов

В основном существуют две простые конструкции мембранных клапанов: водосливные и прямоточные. Эти клапаны работают одинаково, но их форма корпуса, мембрана и область применения различны. Чтобы сделать мембранные клапаны приемлемыми для использования в коррозионных средах, внутренняя часть корпуса и торцевые фланцы должны быть облицованы. В зависимости от требований могут использоваться различные материалы футеровки.

1. По строению тела:

• Мембранный клапан проволочного типа.

Наиболее распространенными конструкциями являются мембранные клапаны водосливного типа. Для регулирования ограниченного расхода идеально подходит конфигурация с приподнятой кромкой и седлом, которая надежно защищена от протечек благодаря крышке над мембраной и приводом. Такая конструкция подходит для вредных или коррозийных газов и жидкостей, поскольку крышка предотвращает любое разрушение мембраны. В качестве встроенного элемента корпуса клапана используется плотина. Плотина служит седлом клапана, сжимающим мембрану, чтобы избежать всплеска давления. Наклонный корпус часто естественным образом сливает воду из этого клапана, хотя это может происходить в обоих направлениях, и при определенном использовании это может быть нежелательно. Как правило, мембранные клапаны этого типа изготавливаются больших размеров. Приподнятый водослив уменьшает величину перемещения мембраны из полностью открытого положения в полностью закрытое, тем самым уменьшая деформацию и напряжение в мембране. Для гладких однородных жидкостей часто используется клапан водосливного типа, так как вязкая взвесь и осадок могут образовываться по обе стороны седла. Чаще всего они применяются в таких процессах, как пищевая/химическая промышленность, газопереработка, коррозия и водоснабжение.

Мембранный клапан проволочного типа

• Проходной мембранный клапан.

Прямой проходной мембранный клапан по внешнему виду похож на плотинные типы, но в нем нет типичного седла, а вместо него - прямая дорожка. Обычно их мембраны более плотные и позволяют проходить большее расстояние, так как должны касаться самого дна клапана. Когда прямоточный клапан открыт, для максимального обтекания потока в любом направлении мембрана поднимается высоко. Когда клапан закрыт, даже при наличии в трубопроводе грубого или волокнистого материала, мембрана плотно прилегает к нему, обеспечивая надежное уплотнение. Эти клапаны также подлежат ремонту, поскольку из-за более компактных мембран срок их службы обычно короче, чем у конструкций водосливного типа. Для шламов, вязких масел и других условий, где блокировка должна быть сведена к минимуму, часто используются прямоточные мембранные клапаны. В индустрии напитков чаще всего используется полнопроходной тип клапана. Он позволяет очищать клапан с помощью шариковой щетки, не открывая и не снимая его с линии, с помощью пара или каустической соды. Они также подходят для двунаправленных режимов потока, поскольку отсутствует седло, позволяющее избежать резкого перехода от входа к выходу.

Прямой проходной мембранный клапан

2. С помощью электропривода.

• Выбор типа привода для закрытия и открытия клапана зависит от силы потока и более широкой структуры, компонентом которой является клапан. Ручные, электромагнитные, пневматические, тепловые, гидравлические и более современные приводы механизма управления обеспечивают типы приведения в действие.

Преимущества мембранного клапана:

• Для дросселирования также могут использоваться мембранные клапаны. Благодаря широкой зоне перекрытия вдоль стенда, дросселирование осуществляется с помощью быстро открывающегося клапана.
• Мембранный клапан водосливного типа подходит для регулирования небольших потоков.
• Обладают высокой химической стойкостью благодаря широкому спектру доступных облицовок.
• Мембранные клапаны особенно идеальны для обработки не содержащих загрязнений коррозионных масел, волокнистых суспензий, токсичных и других жидкостей.
• Рабочая функция мембранного клапана не подвержена воздействию среды внутри трубопровода. Чтобы не нарушить работу рабочего механизма, липкие или вязкие жидкости не должны попадать в колпак.
• Многие жидкости, которые могут засорить, разъесть или испортить рабочие части любых других типов клапанов, будут проходить через мембранный клапан, не вызывая никаких проблем. Напротив, смазочные материалы, используемые рабочим механизмом, не могут загрязнить управляемую жидкость.
• Нет необходимости защищать упаковочные сальники и исключить возможность протекания штока в клапанах.

Недостатки мембранного клапана:

• Плотина будет препятствовать полному осушению трубы.
• Рабочая температура и давление материала мембраны снижены. Давление обычно ограничивается 200 фунтами на квадратный дюйм, а температура - 400 F (204 C).
• Мембрана также может снижать гидростатическое давление.
• При интенсивном использовании в экстремальных условиях дросселирования, содержащих примеси, мембрана может подвергаться коррозии.
• Мембранные клапаны ограничены небольшими размерами, обычно от 1⁄2 до 12 NPS (DN от 15 до 300).

Руководство по выбору мембранных клапанов. 

Мембранные клапаны не имеют отраслевой конструкции, поэтому определение правильного клапана для вашего применения может оказаться непростой задачей. Эта часть включает в себя некоторые важные описания критериев, которые необходимо определить. Обратите внимание, что этот список не является исчерпывающим, но должен, по крайней мере, сориентировать инженеров или специалистов. производитель мембранных клапанов в правильном направлении.

• Размер клапана: Поскольку эти клапаны используются для дросселирования, их размер оказывает существенное влияние на поток жидкости. Прежде всего, для определения правильного размера клапана необходимо рассчитать требуемое количество рабочей жидкости, проходящей через устройство. Для этого необходимо знать расход жидкости, ее удельный вес/вязкость и оптимальную скорость потока. Во-вторых, измерьте оптимальную температуру и давление на входе/выходе, а также необходимый потенциал клапана и силу, которая потребуется для препятствования потоку. Затем с помощью таблиц можно рассчитать правильное соотношение внутреннего и внешнего диаметров для вашего клапана.
• Диапазон перепада давления: Каково оптимальное снижение давления через клапан? Убедитесь, что эта величина определена, или, если вы не уверены, выберите достаточно большой процент, чтобы отрегулировать поток жидкости. Затем определите давление, с которым сталкивается клапан в процессе работы устройства, чтобы можно было выбрать клапан, поддерживающий весь диапазон.
• Требуется приведение в действие: Используя предыдущую часть, спрогнозируйте, какой тип мембраны будет более полезен для вашей технологической жидкости. Затем решите, будут ли корпус и ножка открыты для среды или эти компоненты должны быть изолированы.
• Соединительные концы: Определите связь между клапаном и вашей системой; это может быть основная резьба, сварные соединения, фланцы и/или другие процедуры отбора, специфичные для конкретного применения. Затем оцените оптимальные свойства материала клапана, чтобы поток жидкости не оказывал негативного влияния на работу клапана. Например, для высокоагрессивных жидкостей необходимы материалы, которые не разрушаются в едких условиях, такие как нержавеющая сталь, бронза и другие металлы. Наконец, определитесь со всеми остальными характеристиками, такими как устройство, индикация местоположения, меры безопасности и т. д., чтобы клапан лучше работал в вашем проекте.

Где используется мембранный клапан?

Мембранные клапаны дешевы, эффективны и имеют разнообразные конструкции, благодаря чему могут применяться во многих областях. Некоторые из отраслей, где он может быть использован, следующие:

• Водоочистные сооружения.
• Фармацевтическая промышленность.
• Пищевые комбинаты.
• Электростанции.
• Услуги пылесоса.
• Области применения, подверженные коррозии.

Как установить мембранный клапан.

• Снимите с клапана весь упаковочный материал. Перед установкой проверьте трубопровод на наличие загрязнений и посторонних предметов и, при необходимости, очистите его.
• Клапан может быть установлен в любом месте. Следует позаботиться о том, чтобы обеспечить доступ к клапану с обеих сторон для обслуживания. Если клапан устанавливается на открытой местности, он должен быть защищен от прямого атмосферного воздействия на месте установки.
• При монтаже клапана зазор между фланцами трубопровода должен составлять не менее 20 мм по всей длине клапана, чтобы не влиять на рабочие полосы и обеспечить возможность установки прокладок. Поскольку для фланцевых соединений рекомендуется использовать резиновые соединения с усиленной сталью, это очень важно для накладных фланцев.
• Контрфланцы трубопроводов должны быть плоскопараллельны и концентричны. Связующие болты должны быть закреплены аналогичным образом в поперечном направлении (без натяжения).
• Запрещается поднимать трубопровод к клапану каким бы то ни было способом. Для агрессивных сред необходимо использовать плоские прокладки в соответствии с DIN 2690.

Обслуживание мембранного клапана:

• Перед началом работ по техническому обслуживанию все трубопроводы высокого давления должны быть опущены и защищены от повторного включения! После завершения ремонтных работ оба соединения должны быть проверены на герметичность.
• Мембранные клапаны часто не требуют технического обслуживания. Смазочный ниппель, расположенный на горловине, следует смазывать через частые промежутки времени.
• Осмотр: Выясните внешнее состояние клапана. При необходимости очистите и залатайте покрытие. Проверьте плотность прилегания труб, например, фланцев. Проверьте плавность работы клапана. Переключите весь ход вручную. Проверьте герметичность на конце уплотнения: отрегулируйте клапан в закрытое положение. Проверьте снижение давления ниже и выше клапана.
• При хранении эластомерной мембраны необходимо соблюдать меры предосторожности: помещение для хранения должно быть холодным, сухим и достаточно проветриваемым. В помещении должна поддерживаться температура от +20 0 C до 10 0 C. Если складское помещение отапливается, радиаторы и сливы должны быть удалены от емкостей. Расстояние между отопительным прибором и продуктами хранения должно составлять не менее 1 м. Примерная относительная влажность воздуха. 65% оказывает благоприятное воздействие на сохранившиеся мембраны. Мембрана не должна подвергаться воздействию ясного дневного света. Растворители, масла и смазки не следует упаковывать вместе с мембранами из эластомера. Отделяйте новые хранящиеся диафрагмы от диафрагм, хранящихся дольше. Часто используйте сначала более долго хранящиеся мембраны.
• Очистка мембраны: Резиновые изделия следует мыть горячей водой. После хранения в течение 6-8 месяцев рекомендуется очистить и промыть водой перед установкой с помощью 1,5-процентного растворителя карбоната натрия. Очищенные мембраны нельзя сушить нагревателем.
• Открутите крестообразные болты крышки и поднимите верхнюю часть корпуса. Клей между фланцем крышки корпуса и мембраной можно удалить, двигаясь вперед-назад. Если снять верхнюю часть сложно, клапан можно толкнуть в направлении закрытия с помощью маховика, который поднимет крышку и позволит извлечь клапан вместе с мембраной.
• Отсоедините мембрану, повернув нажимной компонент по часовой стрелке. Снимите защиту трубы (резиновый шланг) с новой мембраны. Вкрутите мембрану с помощью винта мембраны до упора в напорную часть.

Резюме: 

Как мы уже говорили выше, мембранный клапан подходит для многих применений, поскольку он прост, экономичен и не требует особого обслуживания. В этой статье мы кратко расскажем вам о мембранном клапане.