Уважаемые посетители! На сайте проводятся технические работы. Некоторые страницы могут быть недоступны.
Уважаемые Дамы и Господа! 22.12.2017г. Наш офис и склад работает до 12:00
Просьба по всем вопросам писать на почту mail@mvif.ru

Подразделы:

Криогенные клапаны с экранно-вакуумной изоляцией

Скачать статью

Существует четыре альтернативных типа криогенной запорной арматуры, подходящих для самых раз- нообразных применений, таких как сжиженный природный газ или сжиженные продукты разделения воздуха. Это клапаны или, как иногда говорят вентили (globe valve), задвижки (gate valve), дисковые затворы (butterfly valve) и шаровые краны (ball valve). Каждый из них имеет свой собственный набор характеристик, который должен оцени- ваться в контексте ключевых критериев, таких как безопасность, эффективность, надежность и стоимость.

Клапан - это такой вид арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Вентилем обычно называют запорный клапан с ручным управлением. Благодаря тонкому и точному контролю, который достигается с помощью этой конструкции, клапаны лучше подходят для регулирования и дросселирования, чем задвижки или шаровые краны. Кроме того, поскольку диск клапана перемещается непосредственно от седла, клапан менее подвержен повреждению и износу, чем задвижки или шаровые краны. Поэтому клапаны являются наиболее надежными для герметизации потока. Считается, что клапаны лучше всего подходят для большинства криогенных применений, где требуется долгосрочная надежность. Типичные виды использования распространены на линиях заполнения криогенных резервуаров. Открыть - закрыть. Или регулирование и изолирующие функции (отключение линий, отдельных потребителей или устройств). Обеспечение требований для обслуживания участков трубопроводов или отдельных аппаратов или установок.

Шаровой кран - это тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси. Шаровые клапаны могут быть оптимальным применением, если сопротивление потоку является определяющим фактором. Их внутренняя форма обеспечивает существенно меньшее сопротивление потоку, чем у клапанов, задвижек или затворов. Шаровые краны особенно хороши там, где нельзя допускать риска возникновения кавитации – при подключении криогенных насосов или там, где любая даже незначительная потеря давления недопустима. Шаровой кран в открытом положении практически не отличается по гидравлическому сопротивлению от участка трубопровода, в то время как в клапане поток меняет направление шесть раз. Поэтому гидравлическое сопротивление шарового крана в несколько раз меньше, чем у аналогичного по размеру клапана. Кроме того, шаровые краны быстро и просто работают при повороте штока на 90°. Это делает их более подходящими для автоматизации, поскольку привод на 90° представляет собой недорогое и легкодоступное устройство.


Задвижка - тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно к оси потока рабочей среды. Задвижки также имеют лучшие гидравлические характеристики потока, чем клапаны - когда задвижка полностью открыта, есть полный беспрепятственный путь потока рабочей среды вдоль трубопровода. Однако скользящее действие запирающего элемента по седлу корпуса приводит, как и для шарового клапана, к риску износа уплотнения и седла, особенно если в системе присутствуют загрязняющие частицы. Таким образом, как и шаровой клапан, задвижки менее подходят для ситуаций, когда надежное закрытие имеет решающее значение в течение длительного срока службы.

Дисковый затвор – это тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси. Повороту запирающего или регулирующего элемента может предшествовать его возвратно- поступательное движение. Задвижки и дисковые затворы становятся наиболее предпочтительными для трубопроводов большого диаметра. Дисковые затворы, как правило, изготавливают в виде межфланцевой арматуры. При этом стоимость дисковых межфланцевых затворов для трубопроводов больших диаметров неизменно существенно ниже, чем стоимость аналогичных по размерам клапанам и шаровых кранов. Это легко объясняется тем, что металлоемкость межфланцевого затвора растет во второй степени условного диаметра, а металлоемкость и соответственно стоимость клапана и шарового крана растут в третьей степени условного диаметра арматуры.

Любая криогенная запорная арматура конструируется так, что бы минимизировать потери холода и минимизировать теплопритоки из окружающей среды к криогенной жидкости. Достигается это удлиненной конструкции штока и выносом уплотнения и привода (ручного или механизированного) в теплую зону. Криогенные трубопроводы длительного захолаживания обычно изолируют. Для этого применяют как газонаполненную, так и экранно-вакуумную изоляцию. Плоховыполненная газонаполненная изоляция нередко приносит больше вреда, чем пользы. Стоит только влаге сконденсироваться и замерзнуть под плохо установленной изоляций, и теплопритоки становятся больше, чем на трубопроводе без какой-либо изоляции. Обыкновенный иней является лучшей изоляцией, чем заполненная льдом плохая изоляция. Самым эффективным способом теплоизоляции является изоляция экранно-вакуумная. Применение криогенных систем и трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией влечет за собой необходимость применения криогенной арматуры с экранно-вакуумной изоляцией. Такие клапаны являются, по сути, разновидностью блочной арматуры. Шпиндельная группа, затвор и сальниковое уплотнение такой арматуры должны легко извлекаться из корпуса без разборки криогенного блока или вакуумного кожуха. У блочных клапанов не должно быть разъемных соединений внутри вакуумного кожуха. Эти конструктивные требования легче всего выполнить для клапанов, так как затвор клапана в отличие, например, от затвора шарового крана имеет характерные линейные размеры, соизмеримые с условным диаметром клапана.


Для компании Мониторинг Вентиль и Фитинг (MV&F) разработка и изготовление криогенного оборудования с экранно-вакуумной изоляцией является одним из основных направлений деятельности. Мы конструируем и изготавливаем криостаты различного назначения. Это корпуса криогенных насосов, криоадсорбционные установки очистки газов, исследовательские стенды. Кроме того, массово изготавливаются трубопроводы с экранно-вакуумной изоляцией. Понятно, что любая криогенная система не может обойтись без криогенной арматуры. Поэтому в последние годы специалисты компании целенаправленно занимаются созданием криогенных клапанов под экранно-вакуумную изоляцию. Отличительной особенностью таких клапанов является наличие изоляционной полости между корпусом клапана и внешним кожухом, которая заполнена многослойной суперизоляцией и соединяется с общим вакуумным кожухом системы (полостью вакуумного трубопровода или криостата). В отдельных обоснованных случаях мы предлагаем клапаны с автономным вакуумным кожухом, портом откачки и байонетными соединениями для подключения к внешним системам с экранно-вакуумной изоляцией. Такие решения позволяют легко модернизировать систему, удобны для монтажа и последующего обслуживания оборудования.

В ассортименте MV&F полный типоразмерный ряд как ручных, так и приводных криогенных клапанов под экранно-вакуумную изоляцию: Ду10; Ду15; Ду20; Ду25; Ду32; Ду40 и Ду50.

Рабочее давление ручных клапанов – 50 бар. Для приводных клапанов применяются пневматические приводы: мембранные (МИМ) или поршневые (ПИМ) исполнительные механизмы. Тип и размер пневматического привода подбирается исходя из реального рабочего давления процесса.

Каждый из типов клапанов доступен со специальными опциями для подключения предохранительного клапана, манометра или сбросного устройства. Дополнительный порт устанавливается на линии после затвора. При необходимости он может быть установлен и перед затвором. Пример установки криогенного клапана с поршневым пневмоприводом и предохранительным клапаном в составе криогенного металлорукава с экранно-вакуумной изоляцией для подключения криогенного поршневого насоса представлен на рисунке 6.


Помимо запорных клапанов мы производим специальные клапаны сепараторы с экранно-вакуумной изоляцией. Эти устройства позволяют выводить из системы пары криогенных жидкостей. Их также применяют для регулирования и поддержания уровня криогенной жидкости.

"Для компании Мониторинг Вентиль и Фитинг (MV&F ) разработка и изготовление криогенного оборудования с экранно-вакуумной изоляцией является одним из основных направлений деятельности."


Другим примером специального устройства с динамической вакуумной изоляцией является криогенная ловушка – непременный атрибут любого высоковакуумного поста (см. рис. 8).


Любая криогенная система имеет свои индивидуальные особенности. Часто для обеспечения компактности и сокращения теплопритоков необходимо создание специальных клапанных сборок в едином вакуумном кожухе. Поэтому в ряде обоснованных случаев мы разрабатываем специальные инженерные решения. Так, например, при создании имитатора космоса был разработан и изготовлен единый экранно-вакуумный криогенный узел, включающий криогенные клапаны с мембранными исполнительными механизмами и криогенной газодувкой.


Помимо клапанов под экранно-вакуумную изоляцию специалисты компании MV&F разрабатывают и создают ряд других ручных и автоматических клапанов и регуляторов. Это фильтры, приводные и обратные клапаны на высокие давления до 500 бар, криогенные обратные клапаны, специальные регуляторы давления большой производительности, автоматические регуляторы расхода, криогенные экраны для вакуумных камер, криогенные ловушки, вакуумные посты и многие другие сложные изделия и системы.

Если Вы решаете сложные задачи с регулированием подачи криогенных жидкостей или газов высокого давления, связанные с созданием самых разнообразных криогенных и газовых систем, технологических, исследовательских или испытательных установок, Вы всегда можете обратиться к инженерам компании Мониторинг Вентиль и Фитинг (MV&F) за помощью и консультацией. Мы помогаем проектным и монтажным организациям, газовым компаниям, научно-исследовательским институтам и конечным потребителям криогенных жидкостей.

АВТОР СТАТЬИ
Слободов Е.Б., президент и технический директор ООО «Мониторинг Вентиль и Фитинг» (MV&F).