Отсечные клапаны

Функция клапанов подачи/сброса давления

Основное назначение отсечных клапанов заключается в подаче и сбросе давления из пневмосистемы. Как и регуляторы давления, клапаны включения/сброса должны входить в состав каждого блока подготовки воздуха, чтобы в одном положении подавать воздух в систему, а в другом – сбрасывать его в атмосферу.

Без возможности сброса давления система остается опасной для обслуживания. Т.е. такой клапан должен представлять собой 3/2-распределитель с ручным управлением с фиксацией (фактически это то же, что и 2-стороннее ручное управление). Располагать его в блоке подготовки воздуха (БПВ) следует первым по течению, чтобы иметь возможность сброса давления не только из системы, но из всех модулей БПВ.

Типы монтажа отсечных клапанов

Отсечные клапаны могут быть индивидуальные (трубного монтажа) или блочные (модульные для установки в блок подготовки воздуха).

Клапаны блочного монтажа обычно снабжаются глушителями, а клапаны трубного монтажа, используемые для небольших систем, глушителей не имеют, т.к. сброс осуществляется из-под сдвижной рукоятки. Блочные клапаны кроме фиксации от непреднамеренного воздействия могут иметь дополнительные внешние замки.

Отличия 2-ходовых и 3-ходовых отсечных клапанов

Иногда вместо 3/2-распределителя используют два 2/2-распределителя, например, два шаровых крана, подключенных параллельно. Один из них предназначен для подачи воздуха в систему, другой – для сброса. Имея только возможность трубного монтажа, они не могут быть встроены в БПВ.

Такая комбинация (плюс дополнительные фитинги) получается дороже, занимает больше места и очень неудобна в эксплуатации, поскольку оба клапана нужно переключать только в определенной последовательности. И тем более недопустимо использование единственного 2/2-распределителя, который может только подать давление в систему и запереть ее. Для сброса давления, конечно, можно использовать ручной сброс конденсата, но это процесс долгий и неудобный.

Конструкция и принцип действия

Конструкция отсечных клапанов включает в себя корпус, пружину, поршень и управляющий механизм. Принцип действия основан на изменении положения поршня под воздействием управляющего воздействия. При активации вручную или электро-пневматическим сигналом поршень перемещается, открывая или закрывая проход для воздуха, тем самым подавая или сбрасывая давление в пневмосистеме.

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ! Распределители, описанные выше, выполняют сброс давления по внешнему сигналу (ручному или электро-пневматическому). Не путайте их с предохранительными, переливными или перепускными клапанами, выполняющими другие функции и регулирующими давление в системе автоматически! 

Отсечные клапаны с дистанционным управлением

Во многих системах сброс давления требуется делать не только вручную, но и по электрическому или пневматическому сигналу. Или, наоборот, по требованиям безопасности подача давления возможна только при наличии специального сигнала, а то и двух одновременно. Для этих целей используют 3/2-распределители с соответствующим управлением и пружинным возвратом.

Клапаны включения/сброса с пневматическим и электромагнитным управлением: внешний вид, УГО

В зависимости от типа управления, существуют следующие модификации:

• Ручной - управление происходит вручную с помощью поворотной ручки или нажатием кнопки.
• Электроуправляемый - модель снабжена электрическим актуатором и управляется с помощью электронной системы.
• Пневмоуправляемый - управление осуществляется с помощью сжатого воздуха, подаваемого в пилотную часть клапана.

Разные названия и их значение

Отсечные клапаны могут носить различные названия, в зависимости от их функционального назначения, но по сути являются синонимами и конструктивно не отличаются, являясь 3/2 распределителем по своей функции. Среди наиболее распространенных:

• Отсечной клапан - базовое название, акцентирующее внимание на функции перекрытия потока рабочей среды.
• Клапан безопасности - подчеркивает его роль в обеспечении безопасных условий работы.
• Клапан подачи-сброса давления - указывает на двойную функцию устройства в регулировании давления.

Разновидности

Существует несколько основных разновидностей клапанов безопасности, каждая из которых имеет свои особенности и применение:

• Простой отсечной клапан - базовая модель, предназначенная для быстрой подачи и сброса давления. Является 3/2 распределителем по своей схеме.
• Клапан плавного пуска - специализированный тип, который позволяет постепенно увеличивать давление в системе, минимизируя риски повреждения оборудования. Имеет более сложную схему и конструкцию, которую следует обсудить отдельно.

Клапаны плавного пуска

Для повышения безопасности оборудования и персонала также используют клапаны плавного пуска (КПП), которые при включении (вручную или электрическим сигналом) сначала медленно поднимают давление на выходе до 2…3 бар, а затем, полностью открываясь, быстро поднимают давление до полного.

Скорость набора давления можно регулировать настройкой встроенного дросселя:

А вот точка переключения, как правило, не регулируется. Это делается вот по какой причине. При одновременном перемещении нескольких исполнительных устройств в системе падает давление. Если при этом точка переключения на клапане плавного пуска будет настроена слишком высоко (например, 4…5 бар при полном давлении 6 бар), клапан может выключиться и снова начать заполнение системы через дроссель. Исполнительные устройства резко снизят скорость или даже остановятся.

Клапаны плавного пуска (справа с электромагнитным управлением): внешний вид, УГО

С одной стороны, КПП защищает систему от «пневмоудара», с другой – позволяет избежать быстрых внезапных перемещений исполнительных устройств, которые могут иметь место, например, из-за неопределенного положения бистабильных распределителей или ошибок монтажа. При наличии клапана плавного пуска такие перемещения будут начинаться на малой скорости.

Схемы плавного пуска для распределителей с внутренним или внешним питанием пилотов

В последнее время подход к подключению клапана плавного пуска несколько изменился. В сложных системах имеется вероятность наличия ошибочных электрических сигналов, из-за которых даже при правильном монтаже и нужном положении бистабильных распределителей после подачи давления могут произойти внезапные перемещения. При использовании распределителей с внутренним питанием пилотов, традиционное подключение КПП безопасность не обеспечивает, потому что распределитель при наличии «ложного» сигнала переключится на достаточно высоком давлении, когда перемещение исполнительного механизма будет опасным. А при использовании распределителей с внешним питанием пилотов, которое отводится перед клапаном плавного пуска (сразу высокое давление на питании пилотов) перемещение будет начинаться на минимальном давлении в канале 1 распределителя (см. табл. ниже).

Варианты подключения клапана плавного пуска

Внутреннее питание пилотов При наличии ошибочного сигнала распределитель переключается при высоком давлении в канале 1 (ок. 3 бар). Цилиндр перемещается быстро.

Внешнее питание пилотов При наличии ошибочного сигнала распределитель переключается сразу при подаче давления в систему. Цилиндр перемещается плавно.

Клапаны плавного пуска в пневмоостровах

Клапаны плавного пуска ставятся не только в блоки подготовки воздуха, но и в некоторые пневмоострова. При любой организации питания пилотов в острове (внешнее или внутреннее) оно отводится перед клапаном, обеспечивая решение указанной проблемы. Чтобы повторить такое подключение в блоке подготовки воздуха потребуется как минимум дополнительный ответвитель, фитинги и шланг. Обычно КПП в пневмоострове представляется как 5/3-распределитель с односторонним электромагнитным управлением и крайним правым исходным положением, в котором главное питание (каналы 1 распределителей) и питание пилотов сообщены с атмосферой.

Клапан плавного пуска из состава пневмоострова: внешний вид, возможные настройки, УГО

При подаче электрического сигнала на катушку клапан переключается в среднюю позицию, в которой набор давления в главном питании идет медленно через дроссель, а на питание пилотов сразу подается максимальное давление. Как только давление в главном питании достигает значения переключения, клапан переключается в левую позицию, подавая максимальное давление на оба выхода. Вместо электрического сигнала КПП можно переключить с помощью ручного дублирования.

Клапан плавного пуска в пневмоострове может иметь датчик для контроля положения золотника при включении на полную подачу воздуха, а также возможность настройки точки переключения. Настройка скорости набора давления переключения дросселем также сохраняется, как и во всех КПП.

Клапаны безопасности

В последнее время функции рассмотренных выше клапанов объединяют в так называемых клапанах безопасности, которые одновременно обеспечивают плавный пуск и быстрый сброс давления в аварийной ситуации. Эти устройства имеют двухканальное электромагнитное управление и довольно сложную конструкцию (см. принципиальную схему ниже), в которой положение нескольких распределителей контролируется датчиками.

Клапан безопасности (плавного пуска и быстрого сброса): внешний вид, УГО (3 варианта)

При включении клапан сам себя тестирует в течение 6 секунд. При наличии неисправности с помощью светодиодов разного цвета выдается ошибка.

В процессе работы под давлением он не может проверять себя непрерывно, поэтому минимум раз в месяц его нужно выключить из электросети и снова включить.

При нормальной работе он обеспечивает расход на выхлоп в 2 раза выше, чем расход на питании. Даже при наличии серьезной ошибки сброс давление из системы происходит с расходом в 1,5 раза выше, чем на питании. В ряде случаев в схему клапана встраивают еще датчик давления. В зависимости от числа датчиков положения и давления это устройство соответствует различным уровням безопасности и производительности (performance level c, d или e; SIL 2/SIL 3).

Такие устройства имеют степень защиты IP65, ресурс около 1 млн. циклов и срок службы 20 лет. Отличительной особенностью таких клапанов является наличие на лицевой стороне корпуса желтой полосы (принятая маркировка устройств безопасности), манометра и специального незасоряемого глушителя с большим проходным сечением.

Характеристики

При выборе устройства важно учитывать ряд характеристик:

• Резьба подключения - определяют совместимость с существующей пневмосистемой, фитингами и трубопроводом.
• Типоразмер и расход - максимальное количество воздуха, которое может пройти через распределитель за определенный промежуток времени.
• Тип управления - ручной, электроуправляемый или пневмоуправляемый.
• Модульный или линейного монтажа - определяет, как клапан будет интегрирован в систему.

Заключение

Отсечные клапаны играют ключевую роль в обеспечении безопасности и эффективности промышленных пневмосистем. Они предлагают разнообразные опции по типу управления, конструкции и характеристикам, что позволяет подобрать наиболее подходящий вариант для конкретных задач.

Продукцию, описанную в этой статье, можно приобрести в интернет-магазине "Би Энд Би Инжиниринг" по выгодной цене, с доставкой по Москве и всей России. Профессиональные специалисты компании окажут бесплатную техподдержку, проконсультируют по техническим вопросам, помогут выбрать подходящую продукцию из наличия или с коротким сроком поставки и при необходимости подберут аналоги.