Budowa i zasada działania zaworów

zaporowych i zwrotnych.

1. Zawory zaporowe

Zawory zaporowe stosowane są na instalacjach przemysłowych w rurociągach ogólnego przeznaczenia do otwarcia i przerwania przepływu medium.

Można je montować w dowolnym położeniu na rurociągach, zwracając jedynie uwagę na prawidłowy kierunek przepływu czynnika, który powinien być zgodny z oznaczeniem na kadłubie.

Wyróżniamy:

- Zawory zaporowe kołnierzowe- zawór występuje z przyłączami do wspawania.

- Zawory zaporowe mieszkowe- czyli zawory z mieszkowym uszczelnieniem, stosowane są tam, gdzie wymagana jest wyjątkowa szczelność.

- Zawory grzybkowe (talerzowe)- są najbardziej rozpowszechnionym typem armatury, montowanym na rurociągach ciepłej i zimnej wody, pary i kondensatu,

sprężonego powietrza oraz innych cieczy i gazów, a także ich mieszanin. Zawór stanowi zwykle korpus odlewany, podzielony na dwie części. W korpusie znajduje się gniazdo, trzpień gwintowany zakończony grzybkiem lub

talerzem, które służą do zamykania gniazda poprzez obrót pokrętła. Przejście trzpienia przez korpus jest uszczelnione dławicą lub innym sposobem.

- Zawory kulowe -mają element zaporowy w postaci kuli, w której znajduje się cylindryczny kanał przelotowy. Powierzchnia boczna kuli, bardzo gładka, jest zwykle uszczelniona za pomocą pierścienia teflonowego, podobnie jak trzpień zakończony dźwignią lub pokrętłem.

- zawory membranowe- z elastyczną membraną; poprzez jej deformację (ściskanie) zmienia się przekrój przepływu.

- zawory zaporowe automatyczne- podstawowym elementem zaworu jest kadłub.

Do niego przykręcona jest pokrywa za pomocą śrub dwustronnych i nakrętki. Pomiędzy nimi znajduje się uszczelka grafitowa. Dławicę pokrywy wypełniają wkładka oraz pierścienie uszczelniające. Względem dławicy pokrywy przesuwa się trzpień połączony z grzybem, za pomocą wkrętki, zabezpieczonej podkładką. Do główki pokrywy przymocowany jest siłownik pneumatyczny, uruchamiany zaworem rozdzielającym sterowanym elektromagnetycznie.

Trzpień powyżej siłownika posiada nacięty gwint trapezowy i tam wkręcona jest nakrętka sprężyny. Na niej opiera się sprężyna. Pomiędzy tą nakrętką a sprężyną znajduje się wskaźnik otwarcia. Nakrętka sprężyny nadaje wstępne napięcie sprężyny, a zachowanie tego położenia zapewnia wkręt dociskowy nakrętki. Wskaźnik otwarcia uruchamia włączniki krańcowe przy zamknięciu lub otwarciu pełnym zaworu.

Otwarcie lub zamknięcie zaworu realizuje się przez podanie sygnału do zaworu rozdzielającego

na jeden lub drugi elektromagnes. Rozdziela on sprężone powietrze zasilając siłownik nad

tłok lub pod tłok.

Prawidłowo ustawione włączniki krańcowe sygnalizują stan otwarcia lub zamknięcia zaworu

i uruchamiane są wskaźnikiem otwarcia wraz z przesuwającym się trzpieniem .

W celu zamortyzowania dynamiki ruchu grzyba i uniknięcia nadmiernych impulsów siły w

czasie zamykania czy też otwierania zaworu, do zaworu rozdzielającego w miejsce tłumika

hałasu, wkręcony jest zaworek dławiący.

Zastosowanie sprężyny umożliwia samoczynne, szybkie zamknięcie zaworu w przypadku

braku zasilania siłownika sprężonym powietrzem. Odpowiednią siłę zamknięcia można wyregulować nakrętką sprężyny, zmieniając napięcie wstępne tej sprężyny. Nakrętka ta posiada na obwodzie otwory φ10, które służą do pokręcania za pomocą specjalnego pokrętła, ponadto

ma wkręcony wkręt blokujący do ustalania jej położenia względem trzpienia.

2. Zawory zwrotne

Zawory zwrotne są zaworami samoczynnymi, zabezpieczającymi przed zmianą kierunku czynnika. Zapewniają one możliwość przepływu wody tylko w jednym kierunku i odcięcie przepływu w kierunku przeciwnym. Idealny zawór zwrotny przechodzi od stanu zamknięcia do stanu otwarcia w zależności od znaku różnicy ciśnień po obu stronach zaworu. Podczas przepływu zawór jest otwarty, natomiast w razie spadku ciśnienia przed zaworem następuje samoczynne jego zamknięcie.

Zawory te mogą występować w dwóch odmianach, jako obciążone (ze sprężyną) i jako zawory zwrotne nieobciążone. W zaworach grzybkowych bez sprężyny grzybek opada pod własnym ciężarem i dlatego może on tylko pracować w położeniu pionowym. Do pracy w innym położeniu stosuje się zawory ze sprężyną. Wymaga się, aby masy bezwładności części ruchomych były małe, opory tarcia niewielkie oraz naciski na powierzchni uszczelniającej (po zamknięciu zaworu) równomierne.

Ze względu na sposób zamknięcia zawory zwrotne dzielą się na:

• grzybkowe - specjalna konstrukcja zaworu zapewnia przekrój przepływu równy przekrojowi nominalnemu rurociągu.

• kulowe- zamknięcie przepływu tłoczonej cieczy odbywa się poprzez umieszczoną w korpusie kulę. W czasie otwarcia przepływu cieczy kula unoszona jest przez tłoczony czynnik do bocznej kieszeni, całkowicie poza przekrojem przepływu. Zapewnia to stosunkowo niskie opory hydrauliczne instalacji.

• motylkowe- charakteryzują się zwartą, krótką zabudową oraz dużą prędkością zamknięcia co minimalizuje zjawisko uderzenia hydraulicznego.

• klapowe- zawory zwrotne klapowe montowane w instalacjach tłocznych przeznaczone są do zabezpieczenia rurociągu przed strumieniem powrotnym czynnika roboczego. Zawory są proste w montażu i demontażu, charakteryzują się bardzo krótką długością zabudowy

Budowa:

1. kadłub- część konstrukcji łącząca w jedną całość pozostałe części, zespoły i podzespoły

wchodzące w skład tej konstrukcji.

2. gniazdo zaworu

3. grzybek- zwieradło zaworu wzniosowego mające postać grzybka składającego się z trzonka

zakończonego talerzykiem, który ma na obwodzie gładką powierzchnię (zwykle

stożkową), szczelnie przylegającą do powierzchni gniazda zaworu.

4. sprężyna

W zaworach obciążonych organ zamykający jest utrzymany w położeniu zamknięcia za pomocą sprężyny. Wykorzystując siłę sprężyn w tych zaworach możliwe jest uzyskanie znacznych sił docisku, a także uniezależnienie pracy zaworu od jego położenia, drgań lub wstrząsów mechanicznych, jakim może być poddana instalacja. Otwarcie tego zaworu występuje wówczas, gdy ciśnienie wejściowe jest wyższe od sumy ciśnienia wyjściowego i ciśnienia wynikającego z siły sprężyny. Zawory ze sprężyną mają najczęściej budowę grzybkową. Sprężone powietrze, które dopływa do otworu powoduje ugięcie się sprężyny, w wyniku czego grzybek odblokowuje drogę do otworu wyjściowego. Gdy ciśnienie zaniknie zawór zostanie zamknięty przez grzybek, który jest dociskany przez sprężynę. Przepływ z otworu wyjściowego do wejściowego jest samoczynnie blokowany przez grzybek. Szczelność takiego typu zaworu zależy od stanu powierzchni roboczych gniazda i grzyba.

1	korpus
2	pokrywa
3	sprężyna
4	grzyb
5	gniazdo
6	podkładka
7	śruba
8	uszczelka

Ryc. Zawór zwrotny sprężynowy

Zaś zawory nieobciążone otwierają się wówczas, gdy ciśnienie wejściowe jest wyższe od ciśnienia wyjściowego. W tych konstrukcjach zaworów organ zamykający jest dociskany do gniazda za pomocą siły ciężkości. Zawory bez sprężyny mogą jedynie pracować tylko w pozycji pionowej. W zaworach zwrotnych bez sprężyny organem zamykającym może być kulka czy też odpowiednio ukształtowana uszczelka.

Uszczelka umiejscowiona jest w korpusie zamkniętym dwoma gwintowanymi pokrywami, utrzymującymi ją w odpowiednim położeniu względem otworów przyłączeniowych. Swobodny przepływ czynnika roboczego następuje w wyniku rozszerzenia uszczelki, na skutek dopływającego sprzężonego powietrza do otworu wejściowego. Doprowadzone sprzężone powietrze do otworu wyjściowego zaworu powoduje zwężenie uszczelki i tym samym samoczynne zamknięcie, blokujące przepływ powietrza sprzężonego do otworu wejściowego. Ten typ zaworu umożliwia jego pracę w dowolnym położenie, w odróżnieniu od zaworów z organem roboczym w postaci kulki. W zaworach zwrotnych kulkowych pod wpływem różnicy ciśnień grzybek w postaci kulki unosi się, pokonując siłę ciężkości, co umożliwia przepływ czynnika.

1

---