8.1.2. Дросельні системи
Дросельна система є серцем клапана, причому її властивості мають величезний вплив на поведінку всієї арматури. Саме тому слід з особливою ретельністю вибирати тип дросельної системи, перш за все, беручи до уваги:
- необхідну витратну кількість та витратну характеристику
- максимальну допустиму нещільність
- вид та чистоту середовища
Разом із підвищенням робочих параметрів енергетичного обладнання та вимог, що пред'являються до регулюючого клапана, розроблялася й дросельна система.
Перші клапани працювали із фасонним конусом (рис. 8.1.2.1). Перевагою було просте виробництво, витратна характеристика визначалася формою викривлення боків конуса. Максимальне значення Кv безумовно діаметром сідла, незалежно від типу характеристики. Недоліком цього конуса є схильність до кавітації і з цього здатність обробляти тільки відносно низькі перепади тиску, максимально 3 МПа (30 бар). Цей недолік вирішується використанням високоякісних матеріалів, далі за допомогою наплавок поверхонь ущільнюючих шаром твердого сплаву, а також вибором багатоступінчастих конусів. Однак тут уже йдеться про досить складне виробництво деталей. Для фасонного конуса потрібно також наступна напрямна під конусом, яка здатна вловлювати бічні сили, що виникають в результаті динамічної дії середовища.
Мал. 8.1.2.1. Фасонний конус
У зв'язку з вищесказаним почали застосовувати циліндричні конуси з вирізами (див. гл.6, рис. 6.2.2.2.1, рис. 6.2.2.2.3). Йдеться знову про досить просту деталь із погляду виробництва. Форма витратної характеристики визначена формою вирізів, Кv значенням їх шириною. Перевага цього типуконуса полягає в тому, що він прямує по всьому ходу сідлом.
Наступним простим типом з погляду виробництва, що використовується у двосідельній арматурі, є так званий поршневий конус. Йдеться про два поршні, розміщені на загальній тязі, які при русі поступово відкривають необхідний живий переріз у регулюючій втулці. До переваг належить досить просте виготовлення та низькі осьові зусилля, що діють на тягу клапана. Недоліком є низький перепад тиску та значна нещільність, якою відрізняється вся двосідельна арматура класичної концепції.
Рис.8.1.2.2. Циліндричний перфорований конус
З метою досягнення високої щільності в сідлі та підвищення довговічності регулюючого органу з часом поступово перейшли на перфоровані циліндричні конуси (рис. 8.1.2.2). Проточна поверхня утворена системою невеликих отворів, що просвердлені по периметру циліндричної частини конуса. Розташування отворів підібрано по можливості таким чином, щоб окремі потоки середовища всередині конуса взаємно стикалися та елімінували дії кінетичної енергії. Тому форма течії середовища "над сідлом", отже середовище протікає у напрямку всередину в циліндр конуса.
Перевагою такого типу дросельної системи є здатність переробляти вищі перепади тиску без кавітації та шуму. До переваг можна віднести і відносно просте виробництво. Недоліком є те, що проточна поверхня, що лімітує, утворена сумою поверхонь отворів в циліндричній сорочці конуса, що не дозволяє досягти однакових максимальних значень Kv для всіх типів характеристик в клапанах з однаковим діаметром сідла.
Наступним кроком єбагатоступінчасті дросельні системи, утворені декількома фасонними конусами, послідовно включеними один за одним (рис. 8.1.2.3), або комбінацією перфорованого циліндричного конуса з багатоступінчастою регулюючої втулкою загального з конусом типу. Прикладом такої дросельної системи є конус і регулююча втулка, використані в клапані RV 501 або RV 805 (див. рис.8.1.2.4). Ця чотириступінчаста система дозволяє переробляти перепади тиску до 20 МПа (200 бар).
Мал. 8.1.2.3. Багатоступінчаста дросельна система з послідовним включенням фасонних конусів
Мал. 8.1.2.4. Багатоступінчасті дросельні системи, застосовані в клапанах RV501 - RV806
Для найважчих робочих умов використовується лабіринтна дросельна система, утворена плунжерним конусом, який при своєму ході поступово відкриває отвори спеціальної регулюючої втулки (рис. 8.1.2.5). Остання утворена поруч зосереджених, вставлених один одного втулок з регулюючими отворами. Потрібні витратні характеристики досягаються за допомогою відповідної комбінації окремих втулок. Фірма LDM застосовує цей тип дросельного органу в клапанах, що запускають типу G92.
Мал. 8.1.2.5. Лабіринтна дросельна система
Виконання за матеріалом дросельних систем останнім часом вирішено так:
- низька температура, достатньо чисте середовище ущільнюючі поверхні забезпечені ущільнювальним матеріалом так зване м'яке сідло. Фірма LDM застосовує у цьому випадку PTFE-кільця, вставлені у поверхню сідла
- вища температура, середній рівень забруднення ущільнювальні поверхні з базового матеріалу, конус сідлом після досягнення потрібної щільності слід притерти
- висока температура, високі перепади тиску у разі ущільнювальна поверхню забезпечена наплавкою твердого сплаву (реал, стелит).