Пневматический мембранный клапан

Производители пневматических мембранных клапанов изготавливают клапаны таким образом, чтобы они могли работать с газообразными жидкостями, жидкостями и полужидкими средами, такими как коллоиды, ил, солоноватая вода и шламы. Пневматические мембранные клапаны подходят для управления жидкостями с некоторыми твердыми частицами. По сравнению с другими клапанами, эти клапаны имеют простую конструкцию. На пневматических мембранных клапанах редко скапливаются биопленки и отложения из-за минимального контакта с внутренними компонентами клапана. Поэтому эти клапаны используются во многих областях, таких как фармацевтика, пищевая промышленность, канализационные трубопроводы, водоподготовка, целлюлозно-бумажное производство, производство электроники и др. 

пневматический мембранный клапан

Что такое пневматический мембранный клапан? 

Пневматический мембранный клапан – это тип мембранного клапана, в котором используется пневматический привод. Этот тип клапана использует гибкую мембрану для управления, препятствия или изоляции потока жидкости. Производители пневматических мембранных клапанов проектируют клапан таким образом, что мембрана используется в качестве элемента, управляющего потоком, который изгибается вниз или вверх для уменьшения или увеличения скорости потока жидкости соответственно. Уплотняющее действие пневматического мембранного клапана создается, когда мембрана давит на твердую плотину в корпусе клапана. Пневматические мембранные клапаны относятся к категории линейных клапанов, которые требуют линейного движения элементов, управляющих потоком. Название пневматический мембранный клапан означает, что тип привода, используемого в этом типе клапана, – пневматический привод. В большинстве производимых мембранных клапанов используются пневматические клапаны, особенно там, где необходима скорость работы клапана. В пневматическом приводе используется давление воздуха, которое подается через управляющий клапан в привод, поднимающий мембрану для открытия клапана. 

Компоненты пневматического мембранного клапана

Приведенные ниже рисунки помогают проиллюстрировать компоненты пневматического мембранного клапана. 

Рисунок: Компоненты пневматического мембранного клапана.

Верхняя часть 

Это часть пневматического мембранного клапана, которая служит верхней крышкой. Обычно она крепится болтами к корпусу клапана. Эта деталь помогает защитить другие части клапана, такие как шток, компрессор, мембрана и другие компоненты пневматического мембранного клапана. 

Корпус клапана 

Это часть пневматического клапана, используемая для непосредственного соединения с трубопроводом, через который проходит жидкость. Площадь потока зависит от типа пневматического мембранного клапана. Производители пневматических мембранных клапанов изготавливают крышку и корпус клапана из прочных материалов, устойчивых к коррозии и жестких. 

Мембрана 

Это часть пневматического мембранного клапана, которая перемещается, касаясь нижней части корпуса клапана, чтобы препятствовать или ограничивать поток жидкости. Мембрана изготовлена из высокополимерного диска. Часть мембраны поднимается, когда необходимо увеличить скорость потока или полностью открыть клапан. Жидкость проходит под мембраной. Благодаря своей структуре и материалу мембрана снижает рабочую температуру и давление клапана. По истечении определенного периода времени мембрану необходимо заменить, так как ее механические свойства ослабевают в процессе эксплуатации. Этот компонент изолирует несмачиваемые части, такие как привод, шток и компрессор, от протекающей жидкости. Таким образом, вязкие жидкости и твердые частицы не смогут помешать работе пневматического мембранного клапана. Эта технология также помогает защитить несмачиваемые детали от коррозии. Кроме того, подаваемая жидкость не будет загрязнена смазкой, используемой при работе пневматического мембранного клапана. 

Компрессор 

Это диск, который находится между мембраной и штоком клапана. Этот компрессор используется для поддержки пневматического мембранного клапана и распределения энергии от штока во время линейного перемещения. Производители пневматических мембранных клапанов проектируют компрессор таким образом, чтобы оптимизировать управление потоком и дросселирование. 

Шток 

Этот компонент представляет собой вертикальный вал, который соединен с компрессором и обеспечивает линейное движение, помогая перемещать мембрану и компрессор, тем самым приводя в действие пневматический мембранный клапан. Шток используется для передачи мощности, создаваемой пневматическим приводом пневматического мембранного клапана. Производители пневматических мембранных клапанов выпускают клапаны с резьбовым штоком или поршневым штоком. Как следует из названия, клапан поршневого типа перемещается с помощью поршня, установленного в крышке, а шток служит в качестве поршневого штока. В этой конструкции используется сила, возникающая под действием давления жидкости. Для резьбового штока в клапане используется соответствующая гайка штока. Резьбовой шток требует крутящего момента для линейного перемещения штока, а также смазки для обеспечения плавного хода. 

Привод 

Привод используется для перемещения компрессора, мембраны и штока в целом. Привод используется для обеспечения линейного усилия или крутящего момента, необходимого пневматическому мембранному клапану для быстрого регулирования расхода жидкости. Конструкция привода зависит от конструкции штока клапана. Для пневматического мембранного клапана используется пневматический привод. Пневматический привод использует давление воздуха для приведения в движение поршня в крышке клапана. Поршневой шток этого привода соединен с компрессором клапана. Давление воздуха подается в камеру поршня с каждой стороны. Когда воздух поступает в верхнюю камеру поршня, он заставляет шток поршня двигаться вниз и уменьшать скорость потока жидкости или закрывать клапан. Если давление воздуха подается в нижнюю камеру, оно заставляет шток поршня двигаться вверх, увеличивая скорость потока жидкости. В поршне и штоке поршня имеются уплотнительные кольца для предотвращения утечки воздуха между камерами. Пневматические приводы обеспечивают быстрое управление в дроссельных пневматических мембранных клапанах и повышают эффективность включения и выключения. 

Как работает пневматический мембранный клапан?

Пневматический мембранный клапан использует метод защемления для управления потоком жидкости. Мембрана соединена с компрессором. Компрессор также соединен со штоком. Чтобы увеличить скорость потока, шток перемещается вверх. Когда шток движется вверх, он также перемещает компрессор вверх. Далее движение компрессора передается на мембрану, в результате чего мембрана перемещается вверх. Когда мембрана начинает двигаться вверх, поток жидкости увеличивается. Чтобы уменьшить или перекрыть поток жидкости, шток перемещается вниз. Шток передает энергию на компрессор. Затем компрессор давит на мембрану вниз, и она закрывает или уменьшает поток. Некоторые пневматические мембранные клапаны разработаны с возможностью дросселирования потока жидкости. В этом случае они могут частично закрываться и частично открываться.

Рисунок: Работа пневматического мембранного клапана.

Типы пневматических мембранных клапанов 

Пневматический мембранный клапан Weir 

Это очень известный пневматический мембранный клапан. Этот тип клапана подходит для негерметичных и небольших регуляторов благодаря мембране и капоту привода. Производители пневматических мембранных клапанов Weir проектируют клапаны с наклонным корпусом для обеспечения возможности самоосушения. Самоосушение происходит в двух направлениях клапана. Поэтому такой клапан не подходит для некоторых применений. Пневматический мембранный клапан с плотиной лучше всего подходит для опасных и коррозийных жидкостей и газов, поскольку крышка этого клапана может контролировать разрушение мембраны или утечку клапана. Эти клапаны в основном используются для чистых и однородных жидкостей, поскольку загрязнения и вязкий осадок могут скапливаться на стороне седла. Эти клапаны часто используются в таких областях, как коррозионные среды, вода, пищевая промышленность, производство газа и химическая промышленность. 

Прямоточный пневматический мембранный клапан 

Прямоточный пневматический мембранный клапан также известен как рядный пневматический мембранный клапан. По своей структуре он идентичен пневматическому мембранному клапану водосливного типа. Однако этот клапан имеет прямой путь потока вместо седловидного. Мембраны в этих клапанах гибкие. Мембрана соприкасается с дном клапана, что способствует увеличению расстояния перемещения мембраны. Срок службы пневматического мембранного клапана прямого действия короткий по сравнению с клапаном водосливного типа из-за его гибкости. Кроме того, этот клапан требует частой замены и ремонта. Пневматические мембранные клапаны используются в таких областях, как перекачка шлама, воды, вязких жидкостей и других, где необходимо уменьшить засорение. 

Технологический пневматический мембранный клапан 

Эти пневматические мембранные клапаны обычно используются для регулирования, запуска или остановки потока жидкости. 

Санитарный пневматический мембранный клапан

Это пневматический мембранный клапан, используемый для предотвращения загрязнения жидкости. Для производства этих пневматических мембранных клапанов используются материалы, не содержащие микробов. Эти клапаны могут способствовать созданию атмосферы, свободной от микробов. 

Пневматический мембранный клапан с нулевой статичностью

Эти клапаны наиболее подходят для чистых приложений, поскольку они способны устранять рост бактерий и застой потока. 

Запорный пневматический мембранный клапан

Это тип пневматического мембранного клапана, в котором используется принудительное закрытие для предотвращения потока жидкости. 

Пневматический мембранный соленоидный клапан

Это пневматический мембранный клапан, используемый для управления потоком. Этот клапан изготовлен с резиновой мембраной в корпусе клапана. Этот клапан может действовать прямо или косвенно. Он закрывается и открывается против твердого седла. 

Критерии выбора пневматического мембранного клапана 

Размер клапана 

Пневматические мембранные клапаны часто используются для дросселирования. Поэтому размер клапана в значительной степени влияет на их рабочие возможности. Чтобы определить размер клапана, необходимого для вашего применения, выясните требуемый объем жидкости, проходящей через систему. В этом случае вам необходимо выяснить подробную информацию о потоке жидкости, ее удельной вязкости или гравитации, а также необходимую скорость потока. Далее необходимо найти максимальное давление на выходе/входе и температуру, а также требуемую пропускную способность клапана и силы, необходимые для перекрытия потока жидкости. Эти данные могут быть использованы для определения правильного соотношения внешнего и внутреннего диаметров клапана. 

Диапазон давления и перепад давления 

Величина перепада давления на клапане очень важна. Поэтому необходимо указать это значение. Однако если вы не уверены в этом значении, вы можете выбрать процент, достаточно большой для создания разницы в потоке жидкости. Также определите диапазоны давления, которые может испытывать пневматический мембранный клапан при работе системы. Это поможет выбрать предохранительный клапан, который может работать во всем диапазоне. 

Тип пневматического мембранного клапана и привода

Используя приведенные выше данные о параметрах выбора клапана, определите, какую мембрану следует использовать для вашего потока рабочей жидкости. Затем определите, могут ли шток и корпус пневматического мембранного клапана подвергаться воздействию среды или их необходимо разделить. 

Тип соединения, характеристики и материал 

Перед покупкой клапана определите, каким образом он должен быть подключен к насосной системе. Соединение может быть выполнено с помощью резьбы, фланцев, сварных соединений или других процедур, специфичных для данного применения. Далее необходимо определить подходящие свойства материала пневматического мембранного клапана, чтобы убедиться, что рабочая среда не окажет негативного влияния на работу клапана. Например, для очень агрессивных сред необходимы коррозионностойкие материалы, такие как бронза, нержавеющая сталь и другие материалы, которые не разрушаются под воздействием едкой среды. Далее следует определить другие характеристики, такие как меры безопасности, индикаторы положения, контрольно-измерительные приборы и другие, которые помогут клапану работать эффективно и безопасно. 

Области применения пневматического мембранного клапана

• Пневматические мембранные клапаны используются в системах фармацевтического производства. 
• Они используются на водоочистных сооружениях. 
• Они используются в производстве продуктов питания и напитков. 
• Пневматические мембранные клапаны используются на предприятиях химической промышленности. 
• Они используются в коррозионных средах. 
• Они используются в вакуумных системах. 
• Пневматические мембранные клапаны используются на электростанциях.
• Они используются для регулирования чистого или грязного воздуха и воды. 

Преимущества пневматических мембранных клапанов 

• Они могут применяться для управления потоком и дросселирования. 
• Пневматические мембранные клапаны не имеют утечек штока. 
• Они обладают хорошей химической стойкостью благодаря множеству футеровок. 
• Он обеспечивает герметичность. 
• Пневматические мембранные клапаны не имеют карманов, в которых могут задерживаться загрязняющие вещества. 
• Они обеспечивают наилучшее обслуживание при работе с суспензиями и вязкими жидкостями. 
• Пневматические мембранные клапаны являются превосходным выбором для работы с опасными и радиоактивными химическими веществами. 
• Эти клапаны не пропускают примеси в жидкость, что делает их пригодными для использования в пивоварнях, фармацевтике, пищевой промышленности. 

Недостатки пневматического мембранного клапана

• Плотина пневматического мембранного клапана может стать причиной неполного дренажного трубопровода. 
• Эти клапаны могут ограничивать гидростатическое давление. 
• Корпус пневматического мембранного клапана должен быть изготовлен из хорошего коррозионностойкого материала. 
• Эти клапаны не подходят для применения при высоком давлении, например, выше 300 фунтов на кв. дюйм. 
• Эти клапаны могут корродировать при использовании в тяжелых дросселирующих системах с загрязнениями. 
• Эти клапаны можно использовать только в условиях умеренных температур около 400 oF.
• Пневматические мембранные клапаны не работают идеально в многооборотных операциях. 

Поиск и устранение неисправностей пневматического мембранного клапана

Разрыв мембраны 

• Фторпласт, резина старят мембрану. Проводите регулярную замену. 
• Очень высокое рабочее давление разрушает мембрану. Уменьшите рабочее усилие и проверьте метку закрытия. 
• Инородные материалы забиваются между седлом клапана и мембраной, изнашивают мембрану. Не форсируйте операцию закрытия, повторите операцию вверх-вниз в течение некоторого времени, смойте инородные материалы, своевременная замена мембраны, формальное закрытие пневматического мембранного клапана. 
• Высота открытия сильно ломает мембрану. Не открывайте слишком высоко. 

Неисправность в работе

• Диск и мембрана отпадают. Избегайте слишком высокого открытия. Предотвратите выпадение, своевременно выполнив ремонт или заменив мембрану. 
• Соединение диска и штока клапана отжато или сломано. Проверьте износ и способы удаления. Если отверстие не открывается дальше мертвой точки. Устраните выпадение. 
• Изношены крышка клапана пневматической мембраны, гайка штока и соединение штока. Чтобы избежать этого, регулярно проводите чистку, покрывайте активные части графитом, а для смазки используйте сухой порошок дисульфида молибдена. 

Поток жидкости не отключается

• Проверьте, не заблокирована ли мембрана. Открутите винты крышки, снимите крышку и колпачок, проходящий над мембраной. Очистите и замените мембрану. Попробуйте очистить фильтр, но при необходимости замените его. 

Утечка жидкости

• Это может быть вызвано скоплением грязи в диафрагме. Промойте пневматический мембранный клапан. Удалите грязь, которая может забиться в мембрану. 

Резюме:

Пневматические мембранные клапаны – это мембранные клапаны, в которых используются пневматические клапаны для улучшения управления потоком жидкости. Эти клапаны используют компоненты мембраны для управления, препятствия или изоляции потока жидкости. Мембрана перемещается вниз или вверх для уменьшения или увеличения скорости потока жидкости соответственно. Основными частями пневматического мембранного клапана являются мембрана, корпус клапана, шток, пневматический привод, компрессор, штуцер клапана и индикатор положения. Шток клапана может быть резьбовым или поршневым.

Существует несколько типов пневматических мембранных клапанов, таких как прямоходные пневматические мембранные клапаны, пневматические мембранные клапаны водосливного типа, санитарные пневматические мембранные клапаны, пневматические мембранные клапаны с нулевой статической нагрузкой и другие. Эти типы клапанов зависят от области применения клапана. Мембрана пневматического мембранного клапана должна быть изготовлена из эластомерного и гибкого материала, чтобы способствовать растяжению на пути потока жидкости.

Пневматические мембранные клапаны используются во многих областях применения, таких как контроль агрессивных жидкостей, производство электроэнергии, вакуумные службы, пищевая и химическая промышленность, водоочистные сооружения. Эти клапаны обладают превосходными характеристиками, которые делают их полезными во многих промышленных приложениях. К преимуществам этих клапанов относятся способность не пропускать пузырьки, использоваться в суспензиях и вязких жидкостях, не пропускать примеси, высокая химическая стойкость и способность задерживать загрязняющие вещества. Эти клапаны могут работать при умеренном давлении в 300 фунтов на кв. дюйм. Однако такие недостатки не могут перевесить преимущества пневматических мембранных клапанов.