Portventil - rørledningsfittings , hvor låse- eller reguleringselementet bevæger sig vinkelret på arbejdsmediets strømningsakse [1] . Portventiler er en meget almindelig type ventiler . De er meget udbredt på næsten alle teknologiske rørledninger og transportrørledninger med diametre fra 15 til 2000 millimeter i boliger og kommunale tjenester , gas- og vandforsyningssystemer , olierørledninger , energianlæg og mange andre ved driftstryk op til 25 MPa og temperaturer op til 565 °C [2] .
Den udbredte brug af ventiler skyldes en række fordele ved disse enheder, herunder:
Sidstnævnte kvalitet gør ventiler særligt værdifulde til brug i hovedrørledninger, som er karakteriseret ved konstant højhastighedsbevægelse af mediet.
Ulemperne ved ventiler omfatter:
Med sjældne undtagelser er skydeventiler ikke designet til at regulere mediets flow , de bruges primært som afspærringsventiler - låseelementet er i yderstillingerne "åben" eller "lukket" under drift.
Portventiler er normalt lavet med fuld boring, det vil sige, at diameteren af ventilens gennemgående hul svarer omtrent til diameteren af rørledningen, hvorpå den er installeret. Men i nogle tilfælde, for at reducere det drejningsmoment , der kræves for at betjene ventilen, og for at reducere slid på tætningsfladerne, anvendes indsnævrede skydeventiler. En lille stigning i hydraulisk modstand i dette tilfælde påvirker praktisk talt ikke driften af systemet; det er uønsket kun at installere sådanne ventiler på hovedrørledninger med store diametre [3] .
Den mest almindelige måde at styre en ventil på er med et håndhjul (manuelt, nogle gange kaldes et håndhjul også for et håndhjul), og ventiler kan også udstyres med elektriske drev (for afspærringsventiler er elektriske drev enklere end for reguleringsventiler, signaleringen af låseelementets position er også enklere, kun designet til "åbne" og "lukkede" og ikke signalerende mellemstillinger), hydrauliske aktuatorer og i sjældne tilfælde pneumatiske aktuatorer . På manuelt betjente ventiler med stor diameter er der som regel installeret en gearkasse for at reducere åbnings- og lukkekræfterne.
Ved arten af spindlens bevægelse skelnes der mellem ventiler med en tilbagetrækkelig eller ikke-tilbagetrækningsbar (roterende) spindel. I det første tilfælde, når ventilen åbnes og lukkes, udfører spindlen translationel eller rotations-translationel bevægelse, i den anden eneste rotationsbevægelse . [fire]
De vigtigste forskelle mellem ventiler er i udformningen af afspærringslegemet , ifølge denne funktion adskiller ventiler sig i kile , parallel , port og slange [3] .
Generelt består portventilens design af et legeme og et dæksel, der danner et hulrum, hvori arbejdsmediet er placeret under tryk, og inden for hvilket porten er placeret (på tegningen til højre er det en kile). Kroppen har to ender til at forbinde ventilen med rørledningen (forbindelsesenderne er flangede , sammenkoblede og svejsede ). Som regel er to sæder placeret inde i kroppen, parallelt eller i en vinkel i forhold til hinanden (som på figuren), ventilens tætningsflader presses mod deres tætningsflader i den "lukkede" position. Lukkeren bevæger sig i et plan vinkelret på aksen for mediets passage gennem kroppen ved hjælp af en spindel eller stang . En spindel med en løbemøtrik danner et gevindpar , som, når et af disse elementer drejes , sikrer, at lukkeren bevæger sig i den ønskede retning. Denne løsning (se forklarende tegning) er den mest almindelige og bruges til manuel eller elektrisk styring . Ved brug af et hydraulisk eller pneumatisk drev udfører stangen kun translationsbevægelse sammen med ventilen . Spindlen er forbundet til ventilen i den ene ende inde i kroppen, og i den anden ende passerer den gennem dækslet og pakningen (som hovedsageligt bruges som tætningsanordning i ventiler) for at forbinde til ventilkontrolelementet (i dette tilfælde håndhjul) [3] .
I kileportventiler er sæderne i kroppen placeret i en lille vinkel i forhold til hinanden, og porten er en enhed i form af en kile - stiv, elastisk eller dobbeltskive, som i den "lukkede" position passer tæt ind i mellemrummet mellem sæderne (se forklarende tegning, kilen er i nederste position, mellem sadler). Afhængigt af driftsbetingelserne vælges en eller anden type kile.
Hård kileEn stiv kile sikrer pålidelig tæthed af låseelementet, men dette kræver øget bearbejdningsnøjagtighed for at matche kilens vinkel med vinklen mellem kroppens sadler. Ulempen ved en stiv kile er faren for, at ventilen sidder fast, og umuligheden eller vanskeligheden ved at åbne ventilen som følge af udsving i arbejdsmediets temperaturer , slid eller korrosion af tætningsfladerne.
Dobbelt skivekileEn sådan kile er dannet af to skiver placeret i en vinkel i forhold til hinanden og stift fastgjort sammen. I den har skiverne evnen til at justere sig selv i forhold til kropssadlerne, så nogle fejl ved fremstillingen af kropssadler påvirker ikke tætheden i den "lukkede" position. En kileventil med dobbeltskive reducerer markant muligheden for fastklemning, hvilket er karakteristisk for en stiv kile, og har på trods af en vis kompleksitet i designet en række andre fordele - lavt slid på tætningsfladerne, høj tæthed af lukke- af kroppen, og der kræves mindre kraft for at lukke.
Kile-dobbeltskiveventiler, der indgår i skibsbeslag , kaldes også klinkerventiler .
Elastisk kileDette er en modifikation af en dobbeltskivekile, hvis skiver er forbundet med et elastisk element, der er i stand til at bøje , hvilket sikrer tæt kontakt mellem tætningsfladerne i den "lukkede" position. I denne ventil er muligheden for selvjusterende skiver reduceret sammenlignet med dobbeltskive, selvom evnen til at kompensere for nogle kropsdeformationer fra rørledningsbelastninger og temperaturudsving bibeholdes. Fordelene ved en elastisk kile er, at den ikke kræver besværlig montering af lukkeren til kroppen (som for en stiv kile), og designet er enklere end en dobbeltskive. Således udjævner den elastiske kile til en vis grad manglerne og kombinerer fordelene ved de to andre typer kileporte [3] .
I parallelle ventiler er ventilelementernes tætningsflader parallelle med hinanden.
Parallelle dobbeltskive skydeventilerLukkeren til sådanne portventiler består af to skiver, som i den "lukkede" position presses mod sæderne ved hjælp af en speciel kilesvamp, der blokerer arbejdsmediets passage gennem kroppen.
PortventilerEn slags parallelventil, hvor låseelementet er lavet i form af en plade. Sådanne ventiler bruges i tilfælde, hvor envejsretning af strømmen af arbejdsmediet er tilladt, og høj tæthed af afspærringslegemet ikke er påkrævet. De er beregnet til installation som låseanordninger på rørledninger, der transporterer spildevand , slam , papirmasse og andre medier forurenet med mekaniske urenheder. Nogle gange er ventilen lavet med en kniv for at ødelægge partikler i arbejdsmiljøet, i hvilket tilfælde ventilerne kaldes knivsluseventiler .
Portventiler, hvor afspærringen eller reguleringen af arbejdsmediets strømning udføres ved rotationsbevægelsen af låse- eller reguleringselementet.
Portventiler med et sådant afspærringshus er fundamentalt forskellige fra andre designs [5] . Kroppen har ingen sæder, og ventilen har ingen tætningsflader. Mediets passage udføres gennem en elastisk slange (rør), der er indsat i huset og fuldstændigt isolerer strukturens metaldele fra arbejdsmediet. For at blokere passagen klemmes slangen fuldstændigt under påvirkning af spindlen (stangen), derfor kaldes sådanne enheder slangeanordninger. De blev kaldt gateventiler, fordi ventilstyringsspindelen bevæger sig vinkelret på aksen af mediumpassagen, det vil sige, den fungerer efter princippet om en ventil.
Slangeventiler er designet til rørledninger, der transporterer tyktflydende , gylle og andre lignende medier samt lettere aggressive og aggressive væsker. Slangerne er lavet af forskellige kvaliteter af gummi , som sikrer drift af ventiler ved tryk op til 1,6 MPa og temperaturer op til 110 °C [3] .
Af stor betydning for driften og omfanget af ventiler er placeringen af den kørende enhed - spindelmøtrikkens gevindforbindelse . Det kan være placeret inde i ventilen i arbejdsmiljøet eller uden for kropshulrummet.
I dette design er spindelgevindet og blymøtrikken placeret på ydersiden af ventilhuset. Den nederste ende af spindlen er forbundet med lukkeren, og når løbemøtrikken drejes for at åbne ventilen, udfører den kun translationsbevægelse sammen med lukkeren, mens den øvre ende af spindlen strækker sig med værdien af lukkerslaget. For at kunne flytte spindlen, hæves løbemøtrikken over toppen af dækslet (det vil sige over pakdåsen) med omtrent den mængde slag i designet, som kaldes ågsamlingen .
Fordelene ved dette design er fraværet af skadelige virkninger af arbejdsmiljøet på køreenheden og fri adgang til dens vedligeholdelse, og derfor mindre slid på pakdåsen og højere pålidelighed af gevindparret og pakdåsen.
Ulempen ved sådanne portventiler er stigningen i konstruktionshøjde og vægt på grund af spindeludgangen fra dækslet med i det mindste diameteren af passagen og behovet af denne grund for at efterlade fri plads til spindeludgangen under installationen .
I dette tilfælde er blygevindet placeret inde i ventilens hulrum, og ved åbning bevæger spindlen sig ikke ud af dækslet og bevarer sin oprindelige position i højden. Løbemøtrikken i disse ventiler er forbundet med kilen, og når spindlen drejes for at åbne passagen, ser den ud til at være skruet på den og trækker kilen med sig.
I spjældventiler med ikke-stigende spindel er den kørende enhed nedsænket i arbejdsmiljøet og udsættes derfor for korrosion og slibende partikler i arbejdsmiljøet, adgangen til den er lukket og der er ingen mulighed for vedligeholdelse under drift, hvilket medfører til et fald i drifts- og pakdåseenhedernes pålidelighed.
I denne henseende er sådanne portventiler af begrænset brug - til rørledninger, der transporterer mineralolier , olie , vand , der ikke er tilstoppet med faste urenheder og ikke har korrosive egenskaber. Da skydeventiler med en ikke-stigende spindel gør det vanskeligt at overvåge og vedligeholde bevægelsessamlingen, anbefales de ikke til kritiske installationer.
Fordelen ved dette design er den lavere byggehøjde, hvilket gør det tilrådeligt at bruge dem til underjordiske forsyninger, brønde , oliebrønde osv. [6] .
Ventilernes tætningsflader er lavet uden ringe, med ringe af messing , fluoroplast , med overflade af korrosionsbestandigt stål, gummi (i kileventiler kan det dække kilen, og i slangeventiler bruges det til at lave en klemslange ).
Portventiler med huse lavet af støbejern og aluminiumslegering er lavet ved hjælp af støbning . Stålventiler fremstilles også på samme måde , men nogle af dem, såvel som ventiler lavet af titanlegeringer , er lavet ved at svejse emner opnået ved stansning af metalplader . Sådanne ventiler kaldes stempelsvejsede . I henhold til deres egenskaber, operationelle og styrke er de ikke ringere end støbte portventiler, men tværtimod er dele af legemer og dæksler af sådanne portventiler lavet af et materiale, der er mere holdbart og omhyggeligt kontrolleret, hvis kvalitet er højere end for støbning. Samtidig sikrer svejseteknologien og metoderne til afprøvning af svejsede samlinger høj kvalitet af kropsdele, hvilket gør det muligt at anvende sådanne skydeventiler på kritiske anlæg, herunder nuklear energi . [3] [6]