Трехходовые клапаны: характеристики, принцип действия

Содержание:

1. Описание и конструкция трехходовых клапанов
2. Виды и принцип действия трехходовых клапанов
3. Области применения трехходовых клапанов

Трехходовой клапан — тип запорно-регулирующей арматуры, используемый в системах отопления, водоснабжения, вентиляции, на производственных предприятиях разного типа для смешения или разделения потоков рабочей среды.

Они имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу, позволяют регулировать подачу одновременно двух сред, дозированно подавать жидкость или газ, а также полностью перекрывать трубопровод при необходимости.

Описание и конструкция трехходовых клапанов

Трехходовые клапаны отличаются от обычных регулирующих клапанов наличием трех патрубков. У них есть два входа, один выход или наоборот. Элементы конструкции арматуры:

• Корпус — из углеродистой, нержавеющей, легированной стали, латуни и т. п.
• Крышка, фиксируемая на корпусе с помощью фланцев. Между корпусом и крышкой устанавливается прокладка.
• Регулирующий узел.
• Исполнительный механизм.
• Шток, соединяющий приводное устройство с регулирующим узлом.

При опускании/поднятии плунжер частично или полностью перекрывает условный проход арматуры, тем самым регулируя параметры потока.

Преимущества трехходовых клапанов — простота и надежность конструкции, высокая герметичность системы. Они могут эксплуатироваться в широком диапазоне температур и давления, характеризуются медленным износом уплотнительных поверхностей, компактными размерами.

Недостаток арматуры — высокое гидравлическое сопротивление, наличие застойных зон в корпусе клапана, сложность регулировки при ручном управлении.

Виды и принцип действия трехходовых клапанов

Регулирующие клапаны делятся на разделительные и смесительные. Последние используются для соединения потоков рабочей среды, имеют два входных патрубка и один выходящий. Смесительные клапаны применяются в быту для обустройства теплых полов, а также в коллекторных узлах. Они оснащаются специальными датчиками для контроля текущих параметров системы, регулировки в автоматическом режиме.

Распределительные модели оснащаются одним входным патрубком и двумя выходящими, используются для распределения потоков рабочей среды на две линии в заданных пропорциях. Они позволяют сбрасывать часть теплоносителя в отводящую магистраль при перегреве системы для нормализации параметров температуры.

По конструкции затвора регулирующие клапаны делятся на седельные и поворотные. Первые имеют конический запирающий элемент, насаженный на шток. Для полного закрытия условного прохода он усаживается на седло. У поворотных трехходовых клапанов имеется затвор в форме шаровой заслонки, присоединенной к штоку.

Корпус трехходовых клапанов может изготавливаться из разных материалов:

• Из углеродистой стали. Такие модели могут применяться с неагрессивными жидкостями и газами, с температурой рабочей среды от -40 до +45 °С. Для защиты от внешних воздействий и для продления срока эксплуатации арматура покрывается защитными составами с внешней стороны.
• Из коррозионностойкой стали, с повышенным содержанием хрома, никеля, с присадками молибдена и т. п. Они отличаются стойкостью к коррозии, агрессивным химикатам.
• Из латуни и бронзы. Такие модели отличаются небольшими габаритами, используются в быту. Они могут эксплуатироваться в системах с температурой среды до +200 °С, отличаются прочностью, стойкостью к коррозии.

Также встречаются трехходовые модели из титана, чугуна.

По способу управления трехходовые клапаны бывают ручными и автоматическими. Последние делятся на термостатические, срабатывающие при повышении температуры рабочей среды (термовентили), с термоголовкой (с датчиком температуры на клапане), с электроприводом.

В термовентилях управление осуществляется с помощью термостата, отвечающего за открытие и закрытие арматуры при достижении заданных температурных параметров среды. Энергонезависимый способ управления.

Присоединение к трубопроводу — фланцевое, с исполнительными размерами по ГОСТ 33259, резьбовое, приварное.

Принцип действия трехходовых клапанов основывается на смешивании или разделении потоков в корпусе арматуры. Затвор соединяется с вентилем или приводным механизмом. Рабочий поток проходит через открытый затвор, перемещением запорного узла регулируется размер проходного отверстия.

Устройства могут оснащаться терморегулятором — такие клапаны применяются в системах отопления и обеспечивают качественную регулировку теплового потока. Их действия основываются на подмешивании к горячему теплоносителю дополнительного потока рабочей среды (более холодного или горячего). Уровень потока зависит от пропорции струй.

Области применения трехходовых клапанов

Трехходовые клапаны используются в быту и на промышленных предприятиях для смешения потоков жидкостей. В бытовых системах применяются термостатические приборы, способные регулировать температуру теплоносителя и давление. Они могут использоваться при создании теплого пола, обеспечивая защиту напольного покрытия от перегрева.

Регулирующие трехходовые клапаны применяются в водопроводах, в системах кондиционирования и вентилирования. Они востребования в трубопроводах химической, нефтегазовой, нефтеперерабатывающей отрасли, в сетях приточной вентиляции, в газовых хозяйствах.

Они могут применяться на предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли, работающих с нефтепродуктами и жидкими углеводородами, паром, аммиаком и масляными фракциями. Регулирующая трехходовая арматура используется в машиностроении, в металлургии, в сельском хозяйстве, на горно-обогатительных предприятиях.

Арматура обеспечивает дозированную подачу рабочей среды, безопасность трубопроводной системы. Основное назначение трехходовых клапанов:

• Обустройство теплых полов.
• Защита котельного оборудования.
• Предотвращение создания конденсата в теплообменниках.
• Защита системы от перегрева.
• Совместная работа бойлера с котельным оборудованием.
• Установка байпаса в системе.

Трехходовые клапаны выпускаются в разном климатическом исполнении, в зависимости от материала арматуры, условий эксплуатации. Температура окружающей среды составляет от -25 (35) до +50 °С.

Особенности выбора трехходовых вентилей

При выборе арматуры требуется учитывать ряд эксплуатационных параметров — условный проход системы, пропускную способность клапана, вид исполнительного механизма и характеристики системы (агрессивность, давление, температура).

У трехходовых клапанов диаметр присоединительных патрубков должен быть равным диаметру трубы или отверстию в пробке радиатора. Форма вентиля может быть Т- и Г-образной. Все устройства должны иметь сертификаты, паспорта качества. На корпусе вентилей не должно быть сколов, трещин, вмятин и иных дефектов.

Обратите внимание на маркировку арматуры. Она выполняется в соответствии с ГОСТ 4666-2015 и включает основные данные о клапанах. Маркировка выполняется литым методом на лицевой стороне, в ней указывается Ду арматуры, материал, значение давления. С другой стороны арматуры должен иметь товарный знак.

Трехходовые клапаны должны оснащаться табличкой со схемой подачи транспортируемой среды. Монтаж оборудования осуществляется в соответствии с определенными правилами:

• Устройство монтируется на трубе с подачей рабочей среды по стрелке на корпусе.
• При наличие выносного приводного механизма требуется обеспечить его защиту от атмосферных осадков (при уличном монтаже).
• До места установки клапана рекомендуется установка фильтрующего элемента, если в рабочей среде имеются крупные примеси.
• Арматура устанавливается в местах, доступных для демонтажа.
• Следует избегать вибрационных нагрузок.

Трехходовые клапаны позволяют оптимизировать работу отопительной системы, регулировать параметры трубопроводных линий разного назначения.