Zawór zwrotny wysokiego ciśnienia

Co to jest wysokociśnieniowy zawór zwrotny?

Wysokociśnieniowy zawór zwrotny to rodzaj zaworu, który wytrzymuje wysokie ciśnienie powyżej 500 PSI i który zapobiega wstecznemu przepływowi płynu. Odwrotny przepływ płynu występuje, gdy pompa jest wyłączona, zmniejszając energię ciśnienia do przodu, co może spowodować zmianę kierunku przepływu płynu z do przodu na do tyłu. Taki odwrotny przepływ płynu może prowadzić do uszkodzeń, takich jak zanieczyszczenie płynu przed pompą lub zakłócać pracę kotła i pompy. Wysokociśnieniowe zawory zwrotne są wystarczająco mocne, aby wytrzymać wysokie poziomy ciśnienia. Wysoka wytrzymałość gwarantuje, że zawór nie zapadnie się ani nie dojdzie do wycieku płynu przez połączone elementy. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych wykorzystują do ich produkcji wytrzymałe materiały, takie jak stal nierdzewna, żeliwo sferoidalne, stal węglowa i żeliwo. Do produkcji części wewnętrznych, takich jak gniazda i pierścienie, można również użyć innych materiałów, takich jak tworzywa sztuczne i guma. Zastosowanie takich miękkich materiałów (plastiku i gumy) sprawia, że wysokociśnieniowy zawór zwrotny nadaje się do stosowania w niskich temperaturach i pod wysokim ciśnieniem. Wynika to z faktu, że miękkie materiały mają niską odporność na wysokie temperatury. Wysokociśnieniowy zawór zwrotny jest zalecany do użytku w zastosowaniach wysokotemperaturowych, jeśli elementy wewnętrzne są wykonane z metali, które mogą wytrzymać wysokie temperatury bez powodowania reakcji chemicznej. 

Rysunek: Zawór zwrotny wysokiego ciśnienia.

Elementy wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego 

Ciało 

Korpus jest główną częścią wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego i służy do mocowania elementów wewnętrznych. Korpus jest bardzo wytrzymały, ponieważ jest wykonany z mocnych metali, takich jak stal nierdzewna i stal węglowa. Wysoka wytrzymałość metalu sprawia, że korpus zaworu jest mocny i odporny na uszkodzenia uderzeniowe, które mogą być spowodowane spadającymi przedmiotami lub upadkiem wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego. Korpus zawiera porty wlotowe i wylotowe zaworu. 

Maska 

Jest to kolejna część korpusu, która jest umieszczona na górze zaworu. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych projektują pokrywę i korpus z tego samego materiału. Pomaga to zwiększyć kompatybilność tych dwóch elementów po połączeniu i zapewnia równą wytrzymałość i szczelne uszczelnienie przed wszelkimi wyciekami. Korpus i pokrywa w wysokociśnieniowych zaworach zwrotnych są łączone przy użyciu różnych metod, takich jak skręcanie, uszczelnienie ciśnieniowe i spawanie. Są to metody zalecane przez producentów wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych do zaworów używanych do przesyłania płynów pod bardzo wysokim ciśnieniem. 

Dysk 

Jest to element wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego, który jest odpowiedzialny za otwieranie przepływu płynu do przodu i zamykanie płynu próbującego zmienić kierunek. Dysk jest wykonany z różnych wytrzymałych materiałów w zależności od obszaru zastosowań. 

Siedzenie 

Jest to wewnętrzna część wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego, która służy do zapewnienia powierzchni osadzenia dysku, gdy zawór jest zamknięty. Gniazdo zapobiega również wyciekom płynu między korpusem a tarczą zaworu. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych używają różnych materiałów do wykonania gniazda. Materiał gniazda określa, gdzie zawór najlepiej nadaje się do użytku. 

Uszczelka 

Ta część jest umieszczana między współpracującymi powierzchniami korpusu i rury oraz korpusu i maski. Pomaga zapobiegać wyciekom płynu, gwarantując szczelne uszczelnienie. 

Rysunek: Elementy wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego.

Jak działa wysokociśnieniowy zawór zwrotny? 

Wysokociśnieniowy zawór zwrotny działa na zasadzie różnicy ciśnień. Zgodnie z tą zasadą dysk zaworu umożliwia przepływ płynu przez zawór, gdy ciśnienie przed zaworem jest większe niż ciśnienie za zaworem. W związku z tym energia ciśnienia zapewnia energię mechaniczną wykorzystywaną do wypchnięcia tarczy w górę, pozostawiając niezakłóconą ścieżkę przepływu płynu. Gdy tarcza otworzy kanał przepływowy, a ciśnienie ssania pozostanie wysokie, płyn nadal przepływa przez wysokociśnieniowy zawór zwrotny. Gdy pompa jest wyłączona lub gdy ciśnienie płynu spada, przepływ płynu próbuje się odwrócić, a dysk zaworu powraca do pozycji osadzenia, gdzie zapobiega przepływowi wstecznemu. 

Rysunek: Działanie zaworu zwrotnego wysokiego ciśnienia.

Rodzaje wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych 

Wysokociśnieniowy zawór zwrotny 

Jest to wysokociśnieniowy zawór zwrotny, który zapewnia niski opór przepływu płynu, gdy jest całkowicie otwarty. Jak sugeruje nazwa, dysk zaworu obraca się, aby otworzyć i zamknąć zawór, podobnie jak drzwi pułapki. Dysk jest obracany wokół zawiasu zamontowanego na zewnątrz gniazda zaworu. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych używają podkładki kompozytowej na tarczy zaworu, aby przejąć większość zużycia. Zawias sworznia jest luźny, aby pomóc w zamknięciu dysku, gdy przepływ płynu spadnie do zera. Wysokociśnieniowe zawory zwrotne wahadłowe są montowane w kierunku poziomym, ale mogą być również montowane w kierunku pionowym, o ile tarcza nie zatrzyma się podczas zamykania zaworu. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych zalecają stosowanie tych zaworów tam, gdzie odwrotny przepływ płynu nie jest częsty, aby zapobiec drganiom zaworu. Konstrukcja tego wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego zapobiega zakłócaniu obrotu tarczy wokół zawiasu przez lepkie płyny i zanieczyszczenia.

Rysunek: Wysokociśnieniowy zawór zwrotny.

Zawór zwrotny wysokiego ciśnienia 

Jest to wysokociśnieniowy zawór zwrotny, w którym płyn otwiera dysk zaworu od spodu. Zasada działania jest taka, że wysokie ciśnienie wlotowe niż ciśnienie wylotowe zapewnia siłę, która podnosi dysk wbrew grawitacji lub sprężynie zaworu i umożliwia przepływ płynu. Gdy ciśnienie płynu spada, tarcza zaworu jest zmuszona do powrotu do pozycji zamknięcia przez sprężynę zaworu, przepływ wsteczny lub grawitację. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych projektują te zawory z tą zaletą, że potrzebują one krótkiego skoku, aby uzyskać pełne otwarcie zaworu. Ponadto producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych projektują te zawory z prowadnicą, która pomaga dyskowi poruszać się w dół dokładnie do pozycji osadzenia. Problem z tą prowadnicą polega na tym, że ma ona tendencję do zatrzymywania zanieczyszczeń, co może powodować, że zawór pozostaje otwarty, gdy ciśnienie płynu spada. Bardzo lepkie płyny mogą również przytrzymywać dysk na pułapce, zakłócając zamknięcie zaworu. Wysokociśnieniowe zawory zwrotne podnoszone mają tę zaletę, że nie są podatne na zatrzaskiwanie, jak zawory zwrotne wahadłowe, i nadają się do stosowania w aplikacjach, w których występują częste lub nieregularne zmiany kierunku przepływu płynu. 

Rysunek: Zawór zwrotny wysokiego ciśnienia.

Wysokociśnieniowy zawór zwrotny 

Jest to specjalny typ wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych produkują ten zawór z mechanizmem sterującym, którym jest pokrętło lub siłownik. Zawór ten ma na celu zapobieganie odwrotnemu przepływowi płynu, podobnie jak inne wysokociśnieniowe zawory zwrotne. Mechanizm sterujący umożliwia zamknięcie przepływu płynu pomimo poziomu ciśnienia. Wysokociśnieniowe zawory zwrotne są niewielką modyfikacją zwykłych zaworów grzybkowych zaprojektowanych z trzpieniem zamocowanym na dysku. Jednakże, jeśli chodzi o wysokociśnieniowe zawory zwrotne, producenci projektują głowicę trzpienia unoszącą się na tarczy, czyli nie jest ona przymocowana. Ponieważ dysk nie jest przymocowany do trzpienia zaworu, działa on poprzez podnoszenie, dzięki czemu porusza się swobodnie w górę i w dół, gdy trzpień jest regulowany w celu otwarcia lub zamknięcia przepływu płynu. Pomaga to kontrolować przepływ płynu, ale jeśli płyn próbuje płynąć w odwrotnym kierunku, dysk szybko reaguje, blokując płyn. Ponadto za pomocą mechanizmu sterującego można obrócić trzpień, aby przesunąć go w dół i zmusić tarczę do zamknięcia, a tym samym zapobiec przepływowi płynu do przodu lub do tyłu, w zależności od potrzeb. 

Rysunek: Zawór zwrotny odcinający wysokiego ciśnienia.

Sprężynowy wysokociśnieniowy zawór zwrotny 

Jest to wysokociśnieniowy zawór zwrotny zamykany za pomocą sprężyny. Sprężyna i dysk współpracują ze sobą, dzięki czemu sprężyna jest ściskana przez ciśnienie płynu ssącego, co pozwala dyskowi poruszać się do przodu. Tworzy to wolną przestrzeń dla przepływu płynu przez zawór. Gdy ciśnienie zasysanego płynu zmniejsza się, sprężyna zostaje zwolniona z kompresji, co powoduje jej powrót, a tym samym dysk przesuwa się do pozycji zamknięcia, gdzie zapobiega wstecznemu przepływowi płynu. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych ze sprężyną mogą wykorzystać sprężynę do zaprojektowania zaworu w kształcie litery Y, obciążonego liniowo lub obciążonego pionowo. Jedną z zalet sprężynowych wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych jest to, że mogą być one instalowane w pozycji pionowej lub poziomej, ponieważ ich zamknięcie nie zależy od grawitacji. 

Rysunek: Sprężynowy zawór zwrotny wysokiego ciśnienia.

Zastosowania wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego 

• Wysokociśnieniowe zawory zwrotne są stosowane w górnictwie. 
• Są one wykorzystywane do oczyszczania wody słodkiej i ścieków. 
• Są one stosowane w przemyśle spożywczym i napojów. 
• Są one używane w zastosowaniach przeciwpożarowych.
• Wysokociśnieniowe zawory zwrotne są stosowane w elektrowniach parowych. 
• Są one stosowane w zakładach przetwórstwa chemicznego. 
• Wysokociśnieniowe zawory zwrotne są stosowane w przemyśle rafineryjnym ropy naftowej i gazu. 
• Są one wykorzystywane do transportu skroplonego gazu ziemnego i ropy naftowej. 

Zalety wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych 

• Mogą wytrzymać wysokie ciśnienie i wysoką temperaturę. 
• Są one wolne od wstecznego przepływu płynu. 
• Nie przeciekają dzięki szczelnym uszczelkom i zastosowanym materiałom o wysokiej wytrzymałości. 
• Działają one automatycznie. 
• Wysokociśnieniowe zawory zwrotne charakteryzują się wysoką wydajnością dzięki niskim stratom ciśnienia. 
• Zawory te utrzymują ciśnienie robocze. 
• Wysokociśnieniowe zawory zwrotne są uniwersalne, ponieważ mogą pracować w różnych zastosowaniach. 
• Są łatwe w instalacji i naprawie. 
• Są trwałe, ponieważ można je naprawić w przypadku awarii. 
• Wysokociśnieniowe zawory zwrotne otwierają się i zamykają bardzo szybko. 

Wady wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych 

• Wysokociśnieniowe zawory zwrotne są ciężkie w porównaniu do innych zaworów zwrotnych. 
• Zawory te mają tendencję do odczuwania uderzeń wodnych. 
• Nie działają one dobrze przy pulsującym przepływie płynu. 
• Są one droższe w porównaniu do innych zaworów zwrotnych. 

Rozwiązywanie problemów z wysokociśnieniowymi zaworami zwrotnymi 

Zawór wibruje / brzęczy

• Duża prędkość przepływu płynu. Sprawdzić, czy poziom prędkości płynu jest zgodny z zaleceniami producenta wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego. 

Wewnętrzny wyciek płynu 

• Ciała obce w zaworze. Otwórz zawór i usuń wszelkie ciała obce. 
• Zużyte o-ringi. Wymień o-ringi. 
• Uszkodzone siedzenie. Wymień siedzisko.

Wyciek płynu na zewnątrz 

• Poluzowane śruby i nakrętki. Dokręć śruby i nakrętki momentem zalecanym przez producenta wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego. 
• Zużyta uszczelka. Wymień uszczelkę. 

Płyn nie przepływa przez wysokociśnieniowy zawór zwrotny 

• Nieprawidłowa instalacja. Zawór należy zamontować w taki sposób, aby kierunek przepływu płynu był zgodny ze strzałką przepływu wskazaną na zaworze. Należy postępować zgodnie z wszelkimi innymi instrukcjami montażu wskazanymi przez producenta wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego w instrukcji obsługi.
• Zablokowanie przewodu. Sprawdź, czy przewód doprowadzający płyn do zaworu nie jest zablokowany i usuń wszelkie materiały blokujące przepływ płynu. 
• Zamknięty zawór dolny. Otwórz zawór za urządzeniem, aby wytworzyć różnicę ciśnień. 
• Niski przepływ ssania. Zwiększyć ciśnienie ssania do wartości zalecanej przez producenta wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego. 

Podsumowanie 

Wysokociśnieniowy zawór zwrotny jest silnym zaworem przeznaczonym do zapobiegania odwrotnemu przepływowi płynu i jest przeznaczony do pracy w zastosowaniach wysokociśnieniowych powyżej 500 PSI. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych projektują tego typu zawory tak, aby działały w oparciu o zasadę różnicy ciśnień, w której tarcza zaworu otwiera się, gdy ciśnienie ssania przekracza ciśnienie wylotowe.

Ta zasada działania pomaga zaworowi działać automatycznie bez siłownika zaworu lub pokrętła ręcznego, z wyjątkiem wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego. Zawór typu stop ma pokrętło, które służy do zatrzymywania przepływu płynu niezależnie od poziomu ciśnienia. Producenci wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych produkują te zawory przy użyciu wytrzymałych materiałów metalowych, a zawór ma kołnierze do podłączenia do rury. Zawór można również podłączyć do rury metodą spawania.

Różne typy wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych to między innymi wysokociśnieniowy zawór zwrotny wahadłowy, wysokociśnieniowy zawór zwrotny odcinający, wysokociśnieniowy zawór zwrotny podnoszący i wysokociśnieniowy zawór zwrotny sprężynowy. Zastosowania wysokociśnieniowych zaworów zwrotnych obejmują między innymi ropę i gaz, oczyszczanie ścieków, chemikalia, żywność i napoje, gaszenie pożarów, górnictwo i energetykę parową. Zalety zakupu wysokociśnieniowego zaworu zwrotnego to wysoka wytrzymałość, automatyczna praca, wysoka wydajność i zerowy wyciek, zdolność do utrzymania ciśnienia, brak przepływu wstecznego i szybka praca. Zawory te są jednak ciężkie w porównaniu do innych zaworów zwrotnych i umożliwiają przepływ płynu tylko w jednym kierunku.