Как выглядит клапан: Как выглядит притертый клапан – АвтоТоп

Как выглядит притертый клапан – АвтоТоп

Использование дрели

Применение дрели для реализации рассматриваемой процедуры также допустимо и считается наиболее распространённым вариантом. В идеале инструмент должен располагать функцией реверса. Шуруповёрт также подойдёт. Сам процесс притирки состоит из следующих этапов:

1. Рассухарьте клапана и снимите их. На данном этапе целесообразно заменить при необходимости маслосъёмные колпачки. (читайте больше о замене маслосъёмных колпачков).
2. Используйте растворитель для обезжиривания седла и клапана.
3. Нанесите пасту на рабочую клапанную фаску. Абразивное вещество не должно попасть на шток клапана, иначе он будет повреждён, маслосъёмные колпачки изживут своё намного быстрее, а масло будет расходоваться в большем количестве. Наденьте на шток войлочный лоскут, чтобы защитить его.
4. Зафиксируйте клапан на своём месте, а шток должен располагаться в патроне выбранного вами электроинструмента. Для повышения удобства работы воспользуйтесь отрезком шланга: один край наденьте на шток, а второй — в патрон. Отдельные мастера предпочитают зажать шток сразу в патрон.
5. Для притирки активируйте минимальную скорость дрели. Если клапанная тарелка прижата к седлу определёнными зонами, воспользуйтесь утолщённой резинкой, но обычно в этом нет необходимости.
6. При оттягивании электроинструмента на себя наблюдается прижимание. Вращательные движения необходимо выполнять в разные стороны поочередно. Процедура занимает около 2 минут.
7. Для окончательной обработки на завершающем этапе повторите все действия, но вместо абразивной пасты используйте смешанную с моторным маслом пасту ГОИ. Предыдущую притирочную пасту следует предварительно удалить.
8. Как только работы будут завершены, тщательно очистите бензином обработанные пастой детали.
9. Чтобы убедиться в достойном уровне выполненной работы, можно ориентироваться как на матовую дорожку, так и на другие методы проверки качества притирки. Это может быть способ с заливанием бензина или керосина, используемый для определения необходимости выполнять притирку.

Результат проделанной работы может вас разочаровать, в некоторых случаях это будет вполне логично. Например, если ранее сёдла были криво прирезаны или на рабочих фасках заметны существенные дефекты.

Приобретение новых деталей станет единственным решением проблемы.

Выбор пасты

Выбор абразивных паст для притирки в современных магазинах может повергнуть в шок любого водителя-новичка. О цене речь не пойдёт, поскольку выбор по данному параметру полностью зависит от возможностей и личных предпочтений покупателя. Такие факторы, как состав и зернистость более важные, поэтому их и стоит рассмотреть:

1. Новичкам лучше отказаться от использования крупнозернистых паст, иначе малейшая оплошность приведёт к дефектам седла и фаски. Средний уровень зернистости предпочтителен, если речь идёт об основной обработке, а мелкая зернистость нужна для шлифовки.
2. Зачастую комплектация предполагает наличие двух ёмкостей с пастами с составами разной зернистости.
3. Если вы не позаботились о покупке пасты, можно приготовить её самостоятельно. Для этого подберите наждачную бумагу с минимальным уровнем зернистости и снимите абразив, смешайте полученный порошок со смазочным материалом. Пасту ГОИ используйте на завершающем этапе для финишной обработки поверхности. Смешивать её стоит так же, как и в случае с порошком абразива. Сразу стоит упомянуть о том, что качество притирки будет на порядок ниже, чем при использовании магазинных абразивов.

Общие рекомендации

При самостоятельной притирке клапанов стоит ориентироваться на следующие советы:

• используемые пасты должны обладать разным уровнем абразивности, от минимальной до максимальной;
• нельзя менять места установки клапанов между собой, у каждого должно быть своё место;
• тщательно удалите остатки пасты путём промывания обработанных деталей в бензине.

Выводы

Как видите, процедура притирки не только проста, также существует несколько способов на выбор, что ещё больше облегчает процесс, особенно, если выполнять работы самостоятельно и без специальных станков. Во многом качество проделанной работы зависит от правильно выбранной абразивной пасты, поэтому стоит серьёзно подойти к вопросу подготовки инструментов и расходных материалов.

Каждый владелец автомобиля марки ВАЗ, предпочитающий собственноручно заниматься ремонтом своего автомобиля, рано или поздно столкнётся с необходимостью притереть клапаны газораспределительного механизма. Вопрос для многих насущный и требующий внимательного изучения, после чего вполне можно будет справиться с задачей собственными силами, не прибегая к помощи автомастеров.

Для чего нужно притирать клапаны

Приведённые ниже способы решения задачи ориентированы в большей мере на владельцев ВАЗовской классики (ВАЗ 2101–2106), но и в случае с моделями ВАЗ 2108–2109 процесс мало чем будет отличаться. Во многих пунктах он вообще универсален.

Чаще всего с необходимостью притирки клапанов сталкиваются при капитальном ремонте двигателя. Заменены поршневые кольца с прокладками, установлены прочие важные компоненты, так что теперь самое время проверить клапаны на герметичность: так выявляется необходимость их притирки.

Следует также помнить, что эта процедура будет нелишней и при проведении иных ремонтных работ. В частности, тех, при которых происходит демонтаж блока цилиндров. Всегда лучше перестраховаться.

Почему важно поддерживать правильный уровень компрессии в двигателе

Одной из важнейших качественных характеристик работы мотора является наличие в камерах сгорания цилиндров рекомендуемого производителем уровня компрессии. Зависит эта характеристика от:

• степени износа самого цилиндра, его поршневых колец, а также поршня;
• качества и целостности уплотняющей прокладки, находящейся между ГБЦ и непосредственно блоком цилиндров;
• насколько плотно впускные клапаны, а вместе с ними и выпускные прилегают к своим посадочным сёдлам во избежание пропуска газов через зазоры.

В идеале во всех цилиндрах компрессия должна быть на одном уровне. А так как износ компонентов поршневой группы практически одинаков, то факт обнаружения в цилиндрах отличной друг от друга компрессии может свидетельствовать о плохой работе клапанов.

По величине компрессии можно предварительно судить о состоянии двигателя: если в цилиндах она неодинакова, пора притирать клапаны

Когда пора задуматься о притирке

Признаки появления неисправности может заметить даже начинающий автолюбитель:

• двигатель начинает «троить»;
• мотор машины работает неравномерно;
• обрастание нагаром свечей;
• пониженный уровень компрессии.

Сам же процесс притирки состоит в том, что рабочая область клапана на тарелке притирается к своему посадочному седлу.

Как проверить клапаны ВАЗа на герметичность прилегания

Опытные автомеханики рекомендуют проверять герметичность соединения следующим образом:

1. Для начала головка блока цилиндров переворачивается таким образом, чтобы камеры сгорания смотрели вверх.
2. Затем берётся шприц и впрыскивается немного солярки или керосина (лучше — керосина) в каждую из камер.
3. Если при закрытом клапане жидкость начинает убывать, то делается вывод о том, что клапан к своему седлу прилегает недостаточно плотно.

Основные методы притирки

Притирать клапаны можно с использованием специализированного оборудования или подсобного инструмента:

• Первым вариант — использование автоматизированного станка. В этом случае даже притирки как таковой нет: просто нарезается фаска клапана и седла, чем обеспечивается максимально жёсткая центровка и точность сопряжения. На выходе получаем высокопрочный профиль, способный обеспечить отличную работу мотора.

Автоматизированный процесс притирки клапанов на станке

• Притирать клапаны можно на ручном фрезерном станке. Есть немало станков, в том числе и предназначенных для двигателей определённых модификаций. Здесь тоже всё делается достаточно быстро и точно.

Если в гараже есть ручной фрезерный станок, притирка клапанов может быть выполнена качественно и оперативно

Специальный ключ для ручной притирки клапанов упростит ручную работу

Притираем клапаны в домашних условиях

Чтобы провести работу быстро и получить качественный результат, необходимо соблюдать такую последовательность действий:

1. Разобранная ГБЦ устанавливается на верстак и надёжно закрепляется.
2. Нужный клапан размещается на своём месте, а в инструменте фиксируется его стержень.
3. На контактную зону клапана со своим седлом наносится слой притирочной пасты.
4. Затем клапан размещается таким образом, чтобы полностью отсутствовали просветы.
5. Делаются круговые движения по часовой стрелке и против.
6. Спустя некоторое время клапан переворачивается, новым слоем наносится абразивная паста и возобновляется вращение.
7. Процесс притирки продолжается до тех пор, пока на седле клапана и его тарелке не образуется матовая однородная полоска толщиной 1,5–2,0 миллиметра.

Видео: притирка клапанов вручную без инструментов

Метод сам по себе довольно утомительный. Зато позволяет полностью контролировать процесс притирки и отслеживать получаемый результат.

Берём в руки шуруповёрт

Так как далеко не все располагают нужным количеством свободного времени, терпения и усидчивости, народными умельцами был внедрён ещё один метод с использованием шуруповёрта.

Ещё часто рекомендуют дрель, но у её патрона значительно выше обороты вращения, что не лучшим образом может сказаться на итоговом результате. Так что если всё же останавливаться на дрели, то брать нужно инструмент с возможностью регулировки оборотов и функцией реверса. Притирать клапаны в данном случае можно либо через камеры сгорания, либо просто сверху.

Притирка клапанов со стороны камеры сгорания

Работа выполняется в такой последовательности:

• Первым делом изготовливаются из металла небольшие сплошные шайбы диаметром чуть меньше, чем у клапанных тарелок. По центру этих шайб прорезаются отверстия, как для плоской отвёртки.
• Используя расплавленный битум (или его аналоги), шайбы с прорезями прикрепляются на тарелки клапанов.
• ГБЦ переворачивается камерами сгорания вверх, ставится на своё место необходимый клапан и на притираемый участок наносится слой пасты.
• В патрон дрели крепится стержень с окончанием, как у плоской отвёртки.
• Плоское окончание стержня вставляется в разрез шайбы и на малых оборотах дрели начинается притирка клапана.
• В каждую сторону клапан проворачивается около десяти раз. Надо также помнить, что при изменении направления вращения следует заново наносить абразивную пасту.
• После процедуры на клапан цепляется его пружина.
• Снять шайбу с клапана можно путём его нагрева.
• Оставшийся битум удаляется растворителем, бензином или схожими средствами.

Как притереть клапаны сверху

Весь процесс практически полностью идентичен методу вручную. Главное отличие здесь в том, клапан вращается при помощи инструмента. Кое-кто стержень клапана напрямую крепит в патроне дрели, но для большей эффективности и безопасности в патрон лучше вставить стержень диаметром близким с таковым у стержня клапана. Затем берётся примерно 10-сантиметовый отрезок резиновой трубки и с её помощью соединяются упомянутые стержни. Для пущей надёжности следует резиновую трубку обжать на концах хомутами.

Минимально-необходимый инструмент для притирки клапанов дрелью

Видео: как притереть клапаны дрелью

Нюансы, о которых стоит знать

Опытному ремонтнику приведённые ниже советы могут показаться излишнимися, но начинающему мастеру стоит обязательно запомнить следующее:

1. Все рокеры (стоящие на клапанах кулачки) лучше сразу не снимать. Необходимо, чтобы каждый клапан получил обратно свой же рокер. Во время работы двигателя кулачок распредвала и соответствующий ему рокер притираются и если их «разлучить», то могут появиться неприятные щелчки при работе клапанов, несмотря на то, что они перед этим были как следует отрегулированы.
2. И также надо понимать, что каждый клапан должен вернуться на своё место. Менять их местами даже после притирки будет не самой лучшей идеей.
3. В работе можно использовать различные абразивные пасты. Начать можно с самых крупных и закончить самыми мелкими. Это позволит улучшить получаемый результат.
4. Для лучшего прилегания на финишном этапе иногда предлагается использовать машинное масло.

Притирка клапанов осуществляется с использованием различных абразивных паст

Проверка качества выполненной работы

Проверить, насколько герметично прилегают клапаны можно, как уже говорилось вначале, при помощи керосина. Это самый распространённый метод. Клапаны собираются, на них устанавливаются пружины, затем блок головок переворачивается так, чтобы камеры сгорания смотрели вверх. После этого головка цилиндра, где надо проверить притёртые клапаны, заполняется керосином. Если по прошествии 10–15 минут протечек не произошло, то можно переходить к притирке следующих «клиентов».

Не менее надёжным будет использование вакуум-тестера. Прибор подключается к отверстиям со стороны впускного и выпускного коллекторов. Если показания манометра ниже необходимых, значит, плотность прилегания клапанов недостаточна и нужно повторить их притирку.

Есть ещё метод с применением карандаша. Для этого на рабочую кромку седла клапана вдоль всей окружности наносятся линии. Следующим шагом будет установить клапан на своё место, прижать его и провернуть пару раз по часовой стрелке и обратно. После этого достаём клапан и смотрим на сделанные карандашом отметки. Всё в порядке, если линии исчезли и поверхность закрасилась равномерно. При наличии неровностей притирку следует продолжить.

Наглядное сравнение притёртого и непритёртого клапанов

Небольшое отступление о притирочных пастах

Как ни притирай клапаны, но нужно ещё понимать, что двигатель автомобиля всё равно «доведёт их под себя». Можно потратить кучу времени и сил, добиваясь идеального результата, а после запуска мотора (спустя несколько часов) герметичность клапанов станет хуже. А можно всё небрежно и по-быстрому сделать, а через некоторое время плотность прилегания клапанов только улучшиться.

В итоге окажется, что двигатель приработал клапаны до некоего своего «удобного» состояния. Вследствие этого бытует мнение, что возня с разными пастами и прочей финишной доводкой до идеального результата является не чем иным, как пустой тратой времени.

Вовремя и правильно проведённая притирка клапанов обеспечит чёткую и выверенную работу двигателя. При капитальном ремонте эта процедура одна из обязательных к исполнению. Задача не является особо сложной, кроме того, всегда можно обратиться за советом к более опытным товарищам или мастерам.

Практически каждый владелец старенького автомобиля отечественного или иностранного производства предпочитает ремонтировать его своими силами. В том числе и перебирать двигатель. В связи с этим довольно часто приходится делать притирку клапанов в домашне-гаражных условиях. И многие задают закономерный вопрос о том, для чего требуется эта процедура и как правильно притереть клапана.

Читайте в этой статье

Немного матчасти

Для тех, кто не в курсе, стоит пояснить, что клапаны находятся в головке блока цилиндров. Для каждого цилиндра имеется минимум два клапана (в большинстве автомобилей). Один клапан обеспечивает впуск топливно-воздушной смеси в цилиндр (камеру сгорания) из впускного коллектора, а другой – выпускает отработанные газы в выпускной коллектор.

Разумеется, открываются клапаны поочередно. Похожи клапаны на гвоздь. Головкой, которую еще называют тарелка, они обращены внутрь цилиндра. В закрытом состоянии головка клапана находится в седле и герметично закрывает камеру сгорания, прижимаясь к седлу рабочей фаской.

Для чего притирать клапаны

В процессе работы на тарелках клапанов, а также на седлах образуется нагар. Он препятствует герметичному закрытию впускного и выпускного клапана. Для нормальной работы двигателя это очень важно. Ведь после того, как на такте впуска топливно-воздушная смесь была втянута в камеру сгорания, поршень сжимает ее, поднимаясь в свою верхнюю мертвую точку. Впускной и выпускной клапаны должны быть закрыты. Чем сильнее будет степень сжатия, тем эффективнее и экономнее будет работа двигателя. Разумеется, при неплотной посадке впускного клапана в седло максимального сжатия и эффективного сгорания смеси уже не будет со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Однако для того, чтобы исправить положение, нет особых сложностей. Больше времени и сил приходится расходовать на снятие головки блока цилиндров и самих клапанов. Кроме того, высока вероятность отсутствия необходимости притирать каждый из них.

Как определить, что клапан нужно притирать

Обычно клапаны притирают после капитального ремонта двигателя. Или, например, после замены поршневых колец. Чтобы второй раз не разбирать. Необходимость процедуры проверяют на снятой головке блока цилиндров. Ее устанавливают на ровную поверхность тарелками клапанов вверх. Затем в камеры сгорания наливают керосин, а если его нет, то сойдет и бензин. Замечают уровень, после чего в таком положении оставляют ГБЦ на двенадцать часов.

Если жидкость за это время не ушла, то все в порядке. Если же уходит, то это значит, что предстоит поработать. Чтобы определить, какой из двух клапанов в цилиндре пропускает, хорошо помогает наличие сырости в выпускном или во впускном коллекторе. Можно проверить и другим способом. Принцип будет один и тот же, а разница в том, что жидкость (бензин или керосин) заливается в коллекторы. Головка при этом стоит на боку. Естественно, что оценивают течь уже со стороны тарелок.

Притирка клапанов

Для того чтобы притереть клапана к головке в домашних условиях, потребуется дрель (желательно с реверсом) и специальная паста. Для проведения этой процедуры клапана придется рассухарить и снять. Кстати, заодно можно произвести замену маслосъемных колпачков, если в этом есть необходимость.

• Перед работой рекомендуется обезжирить клапан и седло при помощи растворителя. На рабочую фаску клапана равномерно наносится небольшое количество притирочной пасты. Очень важно следить за тем, чтобы она не попала на шток клапана, ведь паста – сильнейший абразив (как правило, алмазный). Если останутся повреждения на штоке, то маслосъемные колпачки будут намного быстрее выходить из строя и существенно увеличится расход масла. Для препятствия этому на шток можно надеть кусочек войлока.

• Прижимание происходит при оттяжке дрели на себя. Вращение нужно делать как по часовой стрелке, так и в обратном направлении. Обычно на все про все уходит не более двух минут. Чтобы понять, что процесс окончен, нужно знать как выглядит притертый клапан. На его фаске образуется характерная матовая полоска шириной в пару миллиметров. Точно такая же полоска, кстати, будет и на фаске седла. Иногда после описанной процедуры проводят еще финишную обработку. Она ничем не отличается от процесса притирки, кроме того, что вместо притирочной пасты используется паста ГОИ, разведенная с моторным маслом. Перед нанесением тряпочкой необходимо тщательно удалить предыдущее притирочное средство.
• Проверять качество притирки нужно не только по упомянутой выше полоске, но и при помощи все той же заливки керосина или бензина в камеру сгорания или в коллекторы. Перед сборкой головки блока цилиндров все детали необходимо тщательно промыть бензином. Ведь если в процессе работы абразив из пасты попал на другие поверхности, то последствия могут оказаться весьма печальными – алмазный порошок станет причиной возникновения дефектов.

Также следует знать, в каких случаях притирка клапанов может не получиться. В том случае, когда на рабочих фасках имеются существенные изъяны (раковины) или когда седла были криво расточены (прирезаны), притереть клапана не получится. Первый верный признак этого – матовая полоска на фаске неравномерная или вовсе прерывистая. Тут выход простой, хотя и не совсем приятный – покупка новых деталей. Хотя, можно попробовать и проточить их на станке.

Какую притирочную пасту использовать

Наши деды изготавливали средство для притирки самостоятельно. Они собирали пыль под наждаками с алмазным кругом, после чего смешивали ее с маслом. Сегодня, благодаря прогрессу и развитию торговли, у автомобилистов имеется приличный выбор в специализированных магазинах. Поэтому у новичков возникает закономерный вопрос о том, чем притереть клапана, какой пастой. О цене речь не идет. Здесь каждый выбирает на свое усмотрение и в соответствии с возможностями. Гораздо важнее определиться с зернистостью и составом.

Очень часто в комплекте идут уже два тюбика, что облегчает задачу для покупателя. В магазинах часто встречается паста «ФАБО» в стилизованной (в форме клапана) упаковке. Кстати, название – это аббревиатура и расшифровывается как Финишная Антифрикционная Безабразивная Обработка. Эту пасту нужно использовать в качестве финишной, после того, как клапан будет притерт при помощи паст «Классическая» или «Алмазная», продающихся в такой же упаковке.

Кроме вышеупомянутой пасты в продаже есть средство ABRO Grinding Paste GP-201. В данном случае в одной упаковке будет сразу два варианта: крупнозернистая и мелкозернистая. Стоит намного дешевле ФАБО. Кроме того, эта паста подходит и для удаления ржавчины с любой металлической поверхности, а также для правки режущих инструментов. Одним словом, такая паста многофункциональная. Среднезернистую и мелкозернистую пасту в одной упаковке можно получить, купив Done Deal. Основа здесь – порошок карбида кремния. Также универсальное средство, пригодится в хозяйстве. А если есть вероятность и необходимость работать с хромированными поверхностями, то стоит обратить внимание на пасту PERMATEX. В любом случае, перед покупкой рекомендуется внимательно изучить инструкцию и уже потом делать выбор.

Теперь давайте ответим на вопрос, что делать, когда пасты нет. Иногда бывают такие ситуации, когда нужно притереть клапана если нет пасты. Что ж, в этом случае придется вспомнить дедовские способы, о чем уже говорилось выше или немного разнообразить их. Итак, если нет пыли с алмазного круга, то понадобится самая мелкая наждачная бумага. С нее нужно снять абразив и смешать его с моторным маслом или солидолом. В качестве финишной пасты используется паста ГОИ, смешанная с теми же смазочными материалами. Разумеется, качество обработки такими средствами будет намного ниже. Особенно, когда нет соответствующего опыта.

Подведем итоги

Итак, как видно из всего вышесказанного, притирка – процедура ответственная, трудоемкая, но крайне необходимая для хорошей работы двигателя не только после ремонта, но и после пробега свыше 60 000 километров. Невыясненным остался лишь вопрос: нужно ли притирать клапана на новой головке.

Что касается такого случая, есть два варианта: если головка абсолютно новая и приобреталась полностью укомплектованной, то можно не притирать. Во всяком случае, специалисты говорят, что делать это не обязательно. Однако если приобреталась головка отдельно от клапанов, то притирка понадобится. Опять же, в любом случае перед ее установкой герметичность прилегания тарелок можно всегда проверить уже известным способом, то есть при помощи заливания бензина или керосина в ГБЦ или коллекторы.

Клапан двигателя. Назначение, устройство, конструкция

Это деталь двигателя и одновременно крайнее звено газораспределительного механизма. Клапанная группа включает в себя: пружину, направляющую втулку, седло, механизм крепления пружины. Все эти детали работают в тяжёлых механических и тепловых условиях, испытывая колоссальные нагрузки.

Сопряжение седло-клапан, подвергается наибольшему воздействию высоких температур и ударных нагрузок. Кроме того, детали постоянно испытывают недостаток в смазке по причине высоких скоростей работы. Это вызывает их интенсивный износ.

Требования, предъявляемые к группе:

• Герметичность работы клапана в сопряжении с седлом;
• Высокий коэффициент обтекаемости, при входе и выходе рабочей смеси из камеры сгорания;
• Небольшой вес деталей группы;
• Детали должны быть высокопрочными и одновременно жёсткими;
• Стойкость к высоким температурам;
• Эффективная теплоотдача клапанов;
• Высокое сопротивление механическим и ударным нагрузкам;
• Противодействие коррозии.

Назначение и особенности устройства

Назначение клапана, открывать и закрывать отверстия в головке блока цилиндров для выпуска отработанных газов либо впуска новой рабочей смеси. К основным элементам детали относятся головка и стержень. Переход от стержня к головке служит для плавного отвода газов, чем он плавней, тем лучше будет наполнение, либо очистка камеры сгорания.

Отработанные газы, выходя из камеры сгорания, создают сильное избыточное давление, а чем меньше площадь тарелки клапана, тем меньшие нагрузки он испытывает, вот почему выпускной клапан двигателя делается меньшего диаметра, а требования к нему выше. Так, при работе, головка выпускного клапана нагревается до 800-900.°С на бензиновых двигателях и до 500-700°С на дизельных моторах, впускной, нагревается до 300°С.

Именно по этим причинам при изготовлении выпускных клапанов нужны сплавы и материалы, обладающие повышенной жаропрочностью и содержащие большое количество легирующих присадок. Клапана делают из 2-х частей: головку из жаростойкого материала, стержень из углеродистой стали. Для изготовления клапана ДВС эти заготовки сваривают и шлифуют.

Выпускные клапана, в месте контакта с цилиндром, покрывают твёрдым сплавом. Толщина сплава порядка 1,5-2,5 мм. Такое покрытие позволяет избежать коррозии.

По причине меньших нагрузок при изготовлении впускных клапанов используют хромистые или хромоникелевые стали со средним содержанием углерода. При вводе рабочей жидкости в камеру сгорания, топливо отводит часть температуры от клапана и его составляющих, из-за чего температурные перепады у него ниже.

На эффективность работы клапана большое влияние оказывает его форма. Чем более она обтекаемая, тем выше скорость входящего или выходящего заряда смеси. Чаще всего головку клапана делают плоской, для облегчения изготовления детали, удешевления её производства и сохранения жёсткости.

Однако, в двигателях, испытывающих повышенные нагрузки, например, форсированных, в связи со спецификой самого двигателя применяют впускные клапана с вогнутыми головками. Такое устройство уменьшает массу детали и инерционную силу, возникающую при работе.

Стыковка клапана с седлом осуществляется по тонкому ободку на поверхности головки цилиндров — фаске. Стандартный угол наклона фаски впускных клапанов составляет 45°, у выпускных 45° или 30°. При изготовлении головок цилиндра фаски шлифуют, а затем, при установке клапана, каждый притирают к седлу. Ширина ободка должна быть не менее 0,8мм.

Ободок не должен прерываться по всему периметру окружности тарелки клапана. Сочленение между клапаном и седлом нужно уплотнить наверняка, вот зачем угол фаски клапана, по наружной стороне фаски, делают меньше угла седла на 0,5-1°.

В некоторых двигателях, для большей сохранности изделия, применяют устройство принудительного вращения клапана. В процессе работы на фасках откладывается нагар, нарушается уплотнение, появляются механические повреждения, это резко снижает эффективность работы мотора. Проворачиваясь, клапан ДВС распределяет нагрузку равномерно по всей поверхности фаски и принудительно очищает ее.

После фаски головки, у клапана имеется специальный поясок, в виде цилиндра. Эта конструктивная особенность позволяет уберечь его от перегрева и обгорания, а так же делает головку более жёсткой. Кроме того, при притирке, диаметр клапана остаётся прежним.

Пружинное стопорное кольцо предотвращает падение клапана в камеру сгорания двигателя, в случае, если элементы крепления хвостовика поломаются.

При соприкосновении с кулачком распределительного вала, или коромыслом, торцы клапана подвергаются большим нагрузкам. Поэтому для предания им жёсткости и износостойкости, их закаливают, или надевают на них специальные колпачки из высокопрочных сплавов.

Впускные клапана снабжают специальными резиновыми маслосъёмными колпачками, для предотвращения попадания через зазор масла в камеру сгорания в период такта впуска.

Выпускные клапана, работая в экстремальных температурных режимах, могут заклинить в отверстии направляющей втулки. Что бы этого не произошло, их стержни делают меньшего диаметра вблизи головки, по сравнению с поверхностью на остальной длине.

Сухарики, удерживающие клапанные пружины, держатся за сам клапан при помощи крепления, обеспеченного выточками.

Диаметр стержня выпускных клапанов больше диаметра стержня впускных, головка клапана — меньше. Такой конструктивный приём позволяет отвести от клапана больше тепла и понизить его температуру. Однако этот приём увеличивает сопротивление потока газов, делая очистку камеры сгорания менее эффективной. При расчётах, этот параметр сложно узнать, поэтому им пренебрегают, считая давление при выпуске большим, чем давление при впуске, что компенсирует недостаток с лихвой.

Для увеличения эффекта охлаждения выпускного клапана внутри его делают пустотелым. Пустое пространство заполняют металлом с низкой температурой плавления, обычно жидким натрием. Нагреваясь от головки клапана, пары жидкого натрия поднимаются в верхнюю, боле холодную часть, забирая большую часть тепла с собой. Там они соприкасаются с менее нагретой частью стержня и отдают тепло ей.

Пружины клапана

Пружина работает в условиях больших нагрузок. Основная её задача заключается в создании надёжной и плотной стыковки клапана и седла. Испытывая нагрузки, пружина может сломаться, зачастую это происходит по причине вхождения её в резонанс. С целью предотвращения этого явления, витки пружины делают с переменным шагом.

Так же можно изготовить коническую или двойную пружину. Двойные пружины обладают дополнительным плюсом, так как наличие двух деталей повышает надёжность механизма и уменьшает общий размер пружин.

Дабы исключить возможность резонанса в двойной пружине, направление витков внутренней и внешней пружин делают разными. Так же это позволяет удержать обломки детали, в случае поломки пружины, осколки задержатся между витками.

Пружины для клапанов изготавливают из проволоки, материал которой — сталь. После придания формы, изделие закаляют и подвергают отпуску. Для повышения прочности, обдувают воздухом с добавлением абразивного материала.

Что бы избежать коррозии, пружины обрабатывают оксидом цинка или кадмия. Концы пружин шлифуют и придают им плоскую форму. Это делается для более эффективной фиксации торцов пружин со специальными неподвижными тарелками в блоке цилиндров. Тарелки изготавливают из стали с низким содержанием углерода, верхнюю тарелку фиксируют на клапане при помощи сухарика.

Втулки клапанов и их направляющие

Отвод тепла от стержня клапана и его перемещение в возвратно поступательной плоскости обеспечивают направляющие втулки. В процессе работы сами втулки подвергаются воздействию высоких температур, омываясь горячими отработанными газами. При возвратно поступательном движении клапана между ним и поверхностью втулки возникает трение. Если смазки поступает не достаточно, то трение идёт практически на сухую.

Именно по этой причине к материалу втулок применяют ряд требований, таких, как: стойкость к износу, высоким температурам, трению. Некоторые составы чугуна, алюминиевая бронза, керамика обладают всеми свойствами, необходимыми для создания детали, удовлетворяющей таким требованиям.

Для впускных клапанов, в связи с разницей в температуре нагрева, зазоры между направляющей втулкой и стержнем делаются меньше. Нижнюю часть втулки делают под конус для предотвращения заклинивания клапана.

Выточки под клапана (седла)

Долговечность и правильная работа двигателя внутреннего сгорания напрямую зависят от качества изготовления выточки под клапана. При неправильной стыковке клапана и седла не будет обеспечиваться должная герметичность камеры сгорания, и скорый выход мотора из строя неизбежен. Седла изготавливают непосредственно в головке цилиндра, в данном случае речь идёт о чугунных головках. Либо делают их вставными, из стали, например, в алюминиевых головках.

Вставные седла удерживаются в головке путём запрессовки, или развальцовки.

Количество клапанов в двигателе

Когда речь заходит о клапанах, многие задаются вопросом: «сколько клапанов в двигателе должно быть?» Однозначного ответа нет, определить чёткое количество можно только изучив конструктивные особенности мотора. Учитывая, что в четырёхтактной силовой установке клапан осуществляет такты впуска и выпуска, значит минимальное количество на один цилиндр — два, один впускной и один выпускной.

Современные силовые установки наиболее часто используют конструкцию с четырьмя клапанами (двух впускных и двух выпускных) на каждый цилиндр. При открытии клапана в образовавшееся отверстие происходит заброс топливной смеси, или выход отработанных газов. Чем больше отверстие, тем эффективней будет наполнение или очистка. Соответственно коэффициент полезного действия мотора так же увеличится.

Увеличить отверстие за счёт увеличения тарелки клапана нельзя, поскольку её размер ограничен размером камеры сгорания. Поэтому для улучшения качества смесеобразования устанавливают большее количество клапанов на один цилиндр.

Встречаются схемы, в которых применяются два, три, и даже пять клапанов на цилиндр. Учитывая, что процесс наполнения более важен для работы двигателя, количество впускных клапанов в нечётных схемах всегда больше.

Впускной и выпускной клапан: описание, характеристика

Главное отличие впускного клапана от выпускного — диаметр тарелки: у впускного она больше. Почему? Потому что всасывание воздуха из атмосферы в цилиндр под действием разрежения происходит с меньшей скоростью, чем выталкивание его из цилиндра поршнем.

Все просто: количество воздуха (или топливовоздушной смеси) — одинаковое, а скорость — разная. Соответственно, там, где скорость ниже, отверстие шире, а закрывающая его тарелка — больше в диаметре. 

Все это справедливо для тех клапанных механизмов, где впускных и выпускных клапанов — равное количество — по одному или по два. Впрочем, есть моторы с нечетным количеством клапанов: два впускных + один выпускной или три впускных + два выпускных. Тут все наоборот: диаметр тарелок выпускных клапанов будет больше, чем у впускных, ибо производитель компенсировал низкую скорость всасывания добавлением одного «лишнего» отверстия, а не увеличением диаметра. Подробнее о соотношении клапанов и цилиндров можно прочитать в соответствующей статье.

Второе важное отличие в конструкции клапанов — их рабочая температура. Впускные клапаны работают при 350-500 градусах, а вот выпускным тяжелее — раскаленные отработавшие газы нагревают их до 700-900 градусов. Поэтому, соответственно, выпускные клапаны часто делают более жаропрочными.

Головки (или тарелки) впускного и выпускного клапанов могут быть как одинакового диаметра, так и разного. (на автомобилях устаревших марок с малым перекрытием клапанов) -моё прим. Обычно головку впускного клапана делают большего диаметра для улучшения наполнения цилиндра. Например, размеры клапанов двигателя автомобиля ГАЗ-53А: диаметр головки впускного клапана 47 мм, а выпускного 36 мм. В дизеле КамАЗ-740 диаметр тарелки впускного клапана 51 мм, а выпускного 46 мм. Впускной большой выпускной маленький.

Выпускной клапан двигателя

Выпускной клапан — элемент ГРМ, при открытии которого происходит удаление (выпуск) отработавших газов из камеры сгорания двигателя. Выпуск газов происходит тогда, когда поршень в цилиндре двигателя направляется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). В процессе работы двигателя выпускные клапаны подвергаются значительным термическим нагрузкам, так как постоянно контактируют с раскаленными отработавшими газами. Головка клапана при работе ДВС может разогреваться в пределах 600-800 градусов.

После окончания такта впуска и сжатия главным требованием в момент возгорания топлива в камере сгорания является максимальная герметичность. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень принял на себя энергию расширяющихся газов после возгорания топливно-воздушной смеси, из камеры сгорания необходимо удалить эти отработавшие газы. Герметизация камеры на данном этапе уже не нужна. За удаление выхлопных газов в конструкции газораспределительного механизма отвечает выпускной тарельчатый клапан, который размещен в головке блока цилиндров (ГБЦ).

На такте впуска создается разряжение, а на такте выпуска в рабочей камере сгорания двигателя образуется повышенное давление. После сгорания смеси топлива и воздуха отработавшие газы покидают камеру сгорания через открывающийся в нужный момент выпускной клапан. Сила давления позволяет газам с легкостью выйти из рабочей камеры. Этим объясняется меньший размер тарелки выпускного клапана сравнительно с тарелкой впускного клапана. На такте впуска разрежение по своей силе меньше давления на выпуске. Выхлопные газы практически выталкиваются наружу через открытый выпускной клапан.

Эффективная герметизация камеры сгорания стала возможна благодаря использованию тарельчатых клапанов в конструкции ГРМ современных ДВС. Устройство клапана простое, элемент имеет тарелку и стержень. Фаска плавно переходит в стержень, что делает клапан достаточно прочным. Коническая форма перехода заметно снижает сопротивление выхлопных газов при выходе из камеры, а также дополнительно улучшает герметизацию.

Открытие выпускного клапана происходит благодаря полученному усилию от кулачка распределительного вала. Стержень (шток) клапана находится в направляющей втулке клапана, которая запрессована в ГБЦ. Кулачок распредвала нажимает прямо на шток клапана или на рокера, от которого усилие передается на стержень. В ГБЦ также размещено седло клапана. Седло клапана представляет собой углубление, которое по своей форме соответствует верхней части тарелки клапана. Тарелка клапана и седло клапана с филигранной точностью прижимаются друг к другу. Данное решение позволяет обеспечить максимальную герметичность в тот момент, когда закрыты впускной и выпускной клапаны. Главной задачей становится исключить прорыв газов из камеры сгорания.

На верхней части стержня клапана выполнена специальная выточка. Указанная выточка является местом установки «сухаря». Данный «сухарь» представляет собой коническое кольцо, которое разрезано на две равных части. Решение необходимо для крепления тарелки пружины клапана. Если открытие клапана осуществляется за счет «толчка» от кулачка распредвала, то закрытие клапана реализовано посредством усилия пружины клапана. Указанная пружина закрывает клапан, плотно прижимая тарелку к седлу. Дополнительно имеется механизм, который осуществляет проворачивание клапана. Это необходимо для равномерного износа клапана и очистки клапана от нагара.

Выпускной клапан работает в крайне сложных условиях. Отработавшие газы вызывают сильную коррозию выпускных клапанов. Если топливо сгорает в камере не полностью, тогда это может привести к прогару клапана. Регулировка клапанного механизма является важной процедурой в процессе эксплуатации ДВС. Раннее закрытие выпускного клапана может привести к быстрому его прогару.

В процессе эксплуатации любого ДВС тарелка клапана и седло покрываются нагаром. Избежать нагара на клапанах практически не представляется возможным. Наличие нагара вызывает постоянный перегрев выпускного клапана. Рано или поздно опорная поверхность клапана начинает выгорать, что приводит к потере герметичности в камере сгорания. Результатом становится прогрессирующая потеря мощности ДВС, затрудненный пуск и т.д.

Появившиеся от перегрева микротрещины на тарелке клапана постепенно увеличиваются, так как раскаленные газы под давлением начинают прорываться наружу из камеры сгорания. Головка клапана в таких условиях деформируется и далее разрушается. Выход клапана из строя фактически означает полную потерю цилиндром двигателя своей функциональности. После замены обязательно требуется притирка клапана к седлу для максимально точного прилегания. Игнорирование процедуры или некачественное выполнение притирки клапанов приведет к быстрому выходу нового клапана из строя.

Вполне очевидно, что перегрев является серьезной проблемой выпускных клапанов. Для изготовления выпускного клапана используется особая хромоникельмолибденовая сталь. Основой является никель, который повышает устойчивость выпускного клапана к механическому разрушению. Сталь для изготовления клапанов отличается высокой жаропрочностью.

Следующим шагом по снижению термонагруженности выпускного клапана становится его конструкция, которая отличается от устройства впускных клапанов.

Стержень выпускного клапана полый, полость заполнена металлическим натрием. Натрий расплавляется и перетекает внутри стержня клапана, что позволяет улучшить теплообмен и равномерно распределить нагрев.

Выпускной клапан также может иметь дополнительную защиту, которая способна значительно продлить срок службы элемента. Единственным недостатком можно считать конечное удорожание производства детали.

Среди наиболее распространенных способов защиты отмечены:

• лазерное легирование;
• метод плазменно-порошковой наплавки;
• наплавка токами высокой частоты;

Плазменно-порошковая наплавка считается одним из наиболее экономически и практически оправданных решений. Для такой наплавки используют различные металлические порошки, в основе которых лежит кобальт или никель. Технологии нанесения покрытия разные, но главной задачей каждого из указанных способов становится наплавление тонкого слоя защиты на поверхность клапана для повышения износостойкости, устойчивости к появлению коррозионных процессов и механическому разрушению.

Впускной клапан двигателя

Впускной клапан — элемент механизма газораспределения ДВС, который отвечает за пропуск в рабочую камеру сгорания топливно-воздушной смеси или только воздуха (для дизельных ДВС или моторов с непосредственным впрыском). Впускной клапан ГРМ осуществляет открытие доступа в цилиндр двигателя, а затем перекрывает доступ перед тем моментом, когда начнется такт сжатия.

Впускные клапаны изготавливают из особой стали. К такой стали для изготовления клапанов двигателя внутреннего сгорания выдвигаются отдельные требования:

• высокая твердость поверхности;
• достаточная теплопроводность материала;
• узкий коэффициент термического расширения;
• противостояние разъедающему влиянию продуктов сгорания;
• возможность противостоять регулярным динамическим нагрузкам при высоком нагреве;

Дополнительные требования к стали для клапанов предполагают отсутствие эффекта закаливания в момент охлаждения клапана после работы в условиях высоких температур. Это означает, что при остывании сталь не должна становится хрупкой. Данным требованиям на 100% не соответствует ни одна из разработанных сегодня марок стали.

Клапаны ДВС изготавливают из высоколегированных сильхромов, что позволяет указанной детали работать в условиях высочайшего нагрева. Такой подход обеспечил нужную прочность клапана, а также возможность элемента противостоять коррозионным процессам, которые активно прогрессируют в среде его работы при высоких температурах около 600 — 800 °C.

Клапаны размещают под определенным углом (30-45 градусов) по отношению к вертикальной оси. Отличием впускного клапана от выпускного является то, что его тарелка имеет больший диаметр сравнительно с тарелкой выпускного клапана. Такое различие вызвано тем, что момент открытия впускного клапана происходит именно тогда, кода в камере сгорания появляется разрежение. В момент выпуска в цилиндре имеет место повышение давления.

Разрежение в цилиндре на впуске уступает давлению по силе на такте выпуска. Для максимально качественного и полного наполнения рабочей топливно-воздушной смесью на впуске необходимы клапана с большей пропускной способностью. Такая пропускная способность реализована посредством увеличения диаметра тарелки впускного клапана или количества впускных клапанов.

Тарелка впускного клапана со стороны рабочей камеры сгорания плоская, а со стороны распределительного вала получает форму конуса. Данный конус еще называется фаской. В момент закрытия впускного клапана фаска прилегает к седлу клапана, которое также представляет собой коническое отверстие в ГБЦ.

Точность посадки впускного клапана обеспечена благодаря использованию направляющей втулки. В указанную втулку вставляется стержень клапана, а сама втулка называется направляющей клапана. Направляющие клапанов запрессованы в корпус ГБЦ, а также дополнительно зафиксированы посредством стопорного кольца.

Современные силовые агрегаты имеют тенденцию к увеличению количества впускных клапанов на цилиндр для улучшения пропускной способности, повышения эффективности наполнения цилиндра рабочей топливно-воздушной смесью и улучшения мощностных и других характеристик ДВС.

Клапан получает внутреннюю и наружную пружины. Данные цилиндрические пружины закрепляют на стержне клапана. Открытие впускного клапана на такте впуска становится возможным благодаря тому, что усилие от кулачка распределительного вала передается на рокера (толкатель). Конструкция современных ДВС подразумевает прямое воздействие кулачка распредвала на клапан. Пружины клапана плотно закрывают (прижимают) клапан обратно после того, как рокер сбегает с толкателя или стержень клапана прекращает контактировать с кулачком распредвала.

Между распределительным валом (его кулачком) и стержнем клапана (его торцевой частью) имеется конструктивный зазор. Такой зазор (может находиться на отметке 0,3-0,05 мм) создан для компенсации теплового расширения впускного клапана.

Открытие и закрытие впускных клапанов в четко определенный момент становится возможным благодаря угловому положению распредвала, которое в точности совпадает с аналогичным положением коленчатого вала ДВС. Получается, положение распредвала в момент открытия впускных клапанов строго соответствует положению коленвала. Конструкции двигателей могут отличаться, количество распредвалов может быть разным.

Впускной клапан начинает приоткрываться немного раньше того момента, когда поршень окажется в ВМТ (высшая мертвая точка). Это означает, что в самом начале такта впуска (когда поршень начинает опускаться вниз), впускной клапан уже немного открыт. Такое решение называется опережением открытия клапана. Различные модели силовых агрегатов имеют разное опережение, а рамки колебаний находятся в пределах от 5-и до 30-и градусов.

Закрытие впускного клапана осуществляется с небольшой задержкой. Клапан закрывается в тот момент, когда поршень в цилиндре оказывается в нижней мертвой точке и далее начинается движение вверх. Цилиндр продолжает наполняться и после начала движения поршня вверх. Такое явление происходит в результате инерционного движения во впускном коллекторе.

Основными неисправностями, которые напрямую связаны с клапанами ДВС, являются: загибание клапанов, зарастание клапанов нагаром и прогар клапана. Загибание клапанов чаще всего происходит по причине обрыва ремня ГРМ. Не менее часто гнет клапана и при неправильно выставленных метках в процессе замены приводного ремня ГРМ. Менять ремень ГРМ и выставлять метки на шкивах распредвала и коленвала нужно с повышенным вниманием.

Неисправностью клапанного механизма становится образование нагара на впускных и выпускных клапанах, что проявляется в повышенном шуме в процессе работы и падении мощности ДВС. Характерно появление металлического стука в области клапанной крышки на ГБЦ, а также проблемы с клапанами выявляют по хлопкам во впускном и выпускном коллекторе.

Нагар на клапанах и седлах не позволяет элементам плотно прилегать друг к другу, что ведет к потере необходимого показателя компрессии в двигателе. Снижение компрессии означает потерю мощности ДВС. Сильный нагар также приводит к перегреву и прогару клапана.

Неисправность пружин клапана может привести к деформации ГБЦ и заеданию стержня в направляющей клапана. Неправильный тепловой зазор между рычагом и стержнем приводит к сильному стуку клапанов. В таком случае необходимо немедленно заниматься выставлением требуемого производителем теплового зазора. Автолюбители называют эту процедуру регулировкой клапанов. Регулировать клапана нужно с определенной периодичностью в процессе эксплуатации мотора, а также если указанная возможность отрегулировать клапана двигателя изначально предусмотрена конструктивно.

Впускной клапан

Впускной клапан газораспределительного механизма открывает доступ в цилиндр топливо-воздушной смеси и прекращает доступ перед началом такта сжатия. В случае с дизельным двигателем клапан пропускает в камеру сгорания только воздух.

При обрыве ремня ГРМ впускные клапана «зависают», так как распредвал перестает вращаться. Тарелки клапанов, оказавшихся открытыми, ударяются о поверхность цилиндра

Клапана располагаются под углом от 30 до 45 градусов относительно вертикальной оси. Тарелка впускного клапана больше, чем у выпускного. Разница обусловлена тем, что в момент открытия впускного клапана в камере сгорания образуется разрежение, а в момент выпуска — повышенное давление. Сила разрежения ниже силы давления, поэтому для впуска требуются клапана с большей поверхностью головки, чтобы обеспечить пропускание необходимого объема топливо-воздушной смеси.

Устройство впускного клапана

Состоит клапан из тарелки и стержня. Плоская со стороны камеры сгорания тарелка впускного клапана имеет конусную форму со стороны распредвала (фаску). При полном закрытии она плотно прилегает к «седлу» (коническому отверстию) в головке блока цилиндров. Точную посадку впускного клапана обеспечивает направляющая втулка, в которой перемещается стержень клапана. Она запрессована в корпус головки блока цилиндров и зафиксирована стопорным кольцом.

Современная тенденция в конструировании ГРМ — увеличение количества впускных клапанов на один цилиндр. Это позволяет увеличить пропускную способность цилиндра и повысить мощность двигателя

Впускной клапан имеет внутреннюю и наружную цилиндрические пружины, которые крепятся на стержне клапана.

В действие впускной клапан приводится рычагом (рокером) от кулачка распределительного вала, или, в большинстве современных двигателей непосредственно давлением кулачка. Пружина обеспечивает постоянный контакт стержня впускного клапана с концом рокера или с кулачком.

Между кулачком распределительного вала и торцом стержня клапана конструктивно закладывается зазор. Это дает возможность компенсировать тепловое расширение впускного клапана. Величина такого зазора составляет 0,3-0,05 мм.

Принцип работы впускного клапана

Своевременное открытие и закрытие впускного клапана обеспечивает угловое положение распределительного вала, точно синхронизированного с таким же угловым положением коленчатого вала. То есть, угловое положение одного строго соответствует определенному угловому положению другого.

В зависимости от модели двигателя, впускных клапанов может быть и несколько на один цилиндр.

Для радикального изменения опережения открытия клапанов необходимо приобрести комплект спортивных распредвалов

Прежде, чем поршень достигнет высшей мертвой точки, начинает открываться впускной клапан — то есть, при такте впуска, к началу движения поршня вниз, клапан уже приоткрыт. Для разных моделей двигателей существует свое опережение открытия клапана. Пределы колебаний составляют 5-30 градусов.

А вот закрытие впускного клапана происходит с некоторой задержкой, после того как поршень достигает нижней мертвой точки и начинает движение вверх. Заполнение цилиндра продолжается даже после начала движения. Это происходит вследствие инерции во впускном коллекторе.

Характерные поломки впускных клапанов

Безусловно, самой распространенной поломкой клапанов необходимо признать их загибание в результате обрыва ремня ГРМ. То же самое может произойти и без обрыва, если заменой ремня занимался непрофессионал, ошибочно выставивший метки на шкивах коленвала и распредвала (или распредвалов). Особенно опасны обрывы для современных сложных двигателей, оснащенных механизмом изменяемых фаз газораспределения и прочими высокотехнологичными системами.

Еще одна распространенная неисправность клапанного механизма зарастание впускных и выпускных клапанов нагаром. Как правило, определить проблему можно на достаточно ранней стадии по снижению мощности и хлопкам во впускном и выпускном трубопроводах, металлическому стуку в головке блока цилиндров и падению мощности двигателя.

Отложение нагара на седлах и клапанах препятствует их плотному прилеганию и уменьшает компрессию. Вследствие этого уменьшается и мощность двигателя. Поломки пружин могут вызвать неплотное прилегание клапана к седлу и приводить к деформации головки блока цилиндров, образованию раковин или заеданию стержня. Большой тепловой зазор между рычагом и стержнем клапана также ведет к появлению резкого металлического стука и падению мощности двигателя.

Материалы для производства клапанов

Для изготовления впускных клапанов используется хромистая сталь, обладающая стойкостью против коррозии в газовых средах при температурах свыше 550 °C. Этот вид стали достаточно хрупок.

Впускные и выпускные клапаны автомобильных двигателей имеют тарельчатую форму. Клапан открывается под действием клапанного механизма, управляемого эксцентриковым кулачком. Работа кулачка синхронизирована с положением поршня и периодом вращения коленчатого вала.

В связи с этим они изготавливаются из более стойких материалов, чем впускные клапаны, и соответственно стоят дороже.

Направляющая втулка клапана расположена соосно с седлом клапана, так чтобы между рабочей фаской клапана и седлом обеспечивался герметичный газонепроницаемый контакт. Рабочая фаска клапана и седло скошены под углом 30° или 45°. Это номинальные значения угла фаски. Фактические значения могут на один-два градуса отличаться от номинальных. Клапаны и седла клапанов, используемые в большинстве двигателей, имеют номинальный угол фаски, равный 45°. Клапан прижимается к седлу под действием пружины. Пружина удерживается на стержне клапана (некоторые автомеханики называют его штоком клапана) опорной тарелкой пружины, которая, в свою очередь, контрится на стержне клапана замком (сухариками). Для демонтажа клапана необходимо сжать пружину и снять сухарики. После этого можно снять пружину, манжету, и вынуть клапан из головки.

Всесторонние испытания показали, что между различными геометрическими параметрами клапанов существуют оптимальные соотношения. В двигателях с цилиндрами внутренним диаметром от 3 до 8 дюймов (от 80 до 200 мм) для впускного клапана оптимальным будет диаметр головки, составляющий приблизительно 45% внутреннего диаметра цилиндра. Оптимальный диаметр головки выпускного клапана составляет примерно 38% внутреннего диаметра цилиндра. Впускной клапан должен быть больше по размеру, чем выпускной, чтобы пропускать ту же массу газа. Больший по размеру впускной клапан управляет низкоскоростным потоком разреженного газа. В то же время выпускной клапан управляет высокоскоростным потоком сжатого газа. С таким потоком в состоянии справиться клапан меньшего размера. Вследствие этого диаметр головки выпускного клапана составляет примерно 85% диаметра головки впускного клапана. Для нормального функционирования диаметр головки клапана должен составлять приблизительно 115% диаметра клапанного окна. Клапан должен быть достаточно большим, чтобы перекрывать окно. Высота подъема клапана над седлом составляет примерно 25% диаметра головки.

Конструкции клапанов автомобиля

Головки клапанов авто (автомеханики часто называют их тарелками) могут иметь различную конструкцию, они могут быть как жесткими, так и эластичными. Жесткая головка обладает высокой прочностью, сохраняет форму и обладает высокой теплопроводностью. Она также отличается более высокой износоустойчивостью. Эластичная головка, в свою очередь, способна приспосабливаться к форме седла. Поэтому эластичный клапан надежно запечатывает окно, но перегревается, а изгибы при посадке в седло, когда клапан адаптируется к его форме, могут привести к его разрушению. В конструкции клапанов широко используется головка, над лицевой поверхностью которой выступает небольшая шляпка. Такой клапан обладает достаточно небольшим весом, высокой прочностью и теплопередачей, и чуть более высокой ценой. Эластичные головки чаще встречаются у впускных клапанов, а жесткие — у выпускных.

Попадание холодного воздуха на горячие выпускные клапаны сразу после остановки двигателя может привести к серьезным повреждениям клапанов. В двигателях, оснащенных выпускными коллекторными головками и/или прямоточными глушителями, холодному воздуху открыт прямой доступ к выпускным клапанам. Резкое охлаждение может вызвать коробление и/или образование трещин в клапане. В холодную ветреную погоду, когда ветер вдувает холодный наружный воздух прямо в систему выпуска отработавших газов, такие условия — не редкость. Противоточные глушители с длинными выхлопными трубами и каталитическим нейтрализатором отработавших газов снижают опасность возникновения такой ситуации.

Материалы из которых изготавливаются клапаны

Сплавы, материалы из которых изготавливаются выпускные клапаны автомобиля, состоят главным образом из хрома, обеспечивающего высокую жаростойкость, с небольшими добавками никеля, марганца и азотных соединений. Если требуется придать клапану особые характеристики, то он подвергается термообработке. Если конструкция клапана из однородного материала не может обеспечить необходимую прочность и жаростойкость, то его изготавливают сварным — из двух различных материалов. После обработки место соединения частей клапана невозможно различить. Головки клапанов изготавливаются из специальных сплавов, обладающих жаростойкостью, прочностью, коррозионной стойкостью, стойкостью к воздействию окиси свинца и высокой твердостью. Головки привариваются к стержням, изготовленным из материалов, обладающих высокой износостойкостью. В клапанах, предназначенных для работы в особо тяжелых условиях, на рабочую фаску головки и верхушку стержня впускного клапана автомобиля направляются твердосплавные материалы типа стеллита. Стеллит представляет собой сплав никеля, хрома и вольфрама и является немагнитным материалом. В тех случаях, когда необходимо повысить коррозионную стойкость, клапан алитируется. Алитирование рабочей фаски снижает ее износ при использовании неэтилированного бензина. На поверхности клапана формируется пленка окиси алюминия, предотвращающая приваривание стальной фаски клапана к чугунному седлу.

Клапаны с полым стержнем и деформацией седла

В некоторых типах особо мощных двигателей используются выпускные клапаны с полым стержнем, заполненным металлическим натрием. Натрий при нагреве клапана до рабочей температуры расплавляется, превращаясь в жидкость. Этот расплав плещется в канале стержня и отводит тепло от головки клапана в стержень. Далее тепло передается через направляющую втулку клапана и поглощается системой охлаждения. Монолитная конструкция впускного и выпускного клапана при правильном выборе материалов обеспечивает, как правило, хорошие эксплуатационные характеристики автомобильных двигателей.

Клапан прижимается к седлу рабочей фаской, герметично закрывая камеру сгорания. Седло обычно формируется как элемент конструкции в отливке чугунной головки блока цилиндров — такое седло называется встроенным седлом. Седла обычно подвергаются индукционной закалке, чтобы можно было использовать неэтилированный бензин. Это обеспечивает замедление износа седел в процессе эксплуатации двигателя. В процессе износа седла клапан все глубже садится в него — утапливается. В тех случаях, когда коррозионная стойкость и износостойкость должны быть особенно высокими, всегда используются вставные седла. В алюминиевых головках седла и направляющие втулки клапанов — только вставные. Необходимо отметить, что в алюминиевых головках рабочая температура седел выпускных клапанов на 180°Ф (100°С) ниже, чем в чугунных. Вставные седла используются в качестве спасительной меры при восстановлении сильно поврежденных встроенных седел клапанов.

Деформация седла является основной причиной преждевременного выхода из строя клапанов. Деформация седла клапана может быть обратимой — как результат воздействия высокой температуры и давления, или необратимой — как результат действия внутренних механических напряжений. Механическое напряжение — это сила, действующая на тело, которая стремится изменить его форму.

Зачем менять фазы газораспределения — ДРАЙВ

Качество работы двигателя — его КПД, мощность, крутящий момент и экономичность зависят от многих факторов, в том числе и от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

В обычном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала. Профиль этих кулачков определяет момент и продолжительность открытия (то есть ширину фаз), а также величину хода клапанов.

В большинстве современных двигателей фазы меняться не могут. И работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Дело в том, что характер поведения газов (горючей смеси и выхлопа) в цилиндре, а также во впускном и выпускном трактах меняется в зависимости от режимов работы двигателя. Постоянно изменяется скорость течения, возникают различного рода колебания упругой газовой среды, которые приводят к полезным резонансным или, наоборот, паразитным застойным явлениям. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.

Фазы газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания — это моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов (окон). Фазы газораспределения обычно выражаются в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов.

Так, например, для работы на холостом ходу уместны узкие фазы газораспределения с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.

Тюнеры часто мудрят со сдвигом фаз при помощи таких сборных звёздочек. Заменив штатный распредвал на «спортивный» с другими фазами, можно добиться существенной прибавки мощности.

При работе на максимальной мощности ситуация сильно меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов закономерно сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать куда больший объём газов, нежели на холостом ходу. Как решить столь непростую задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими. При этом для лучшей продувки цилиндров фазу перекрытия обычно делают тем шире, чем выше обороты.

Хондовская VTEC (Variable Valve Timing and Electronic Control) так же, как и тойотовская VVT-I (Variable Valve Timing with intelligence), позволяет плавно изменять фазы газораспределения фазовращателем с гидравлическим управлением. Это достигается путём поворота распределительного вала впускных клапанов относительно вала выпускных клапанов в диапазоне 40—60° (по углу поворота коленчатого вала).

Так что при разработке и доводке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на сложные компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фиксированными фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. И плюс ко всему устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным и экологичным. Вот так задачка!

Но конструкторы такие задачи уже давно щёлкают как семечки и способны при помощи сдвига и изменения ширины фаз газораспределения менять характеристики двигателя до неузнаваемости. Поднять момент? Пожалуйста. Повысить мощность? Не вопрос. Снизить расход? Не проблема. Правда, подчас получается так, что при улучшении одних показателей приходится жертвовать другими.

Doppel-VANOS (Doppel Variable Nockenwellen Steuerung) от BMW умеет двигать фазы плавно от начального до конечного значения. При помощи гидравлики система заведует как процессами впуска, так и выпуска.

А что если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя? Запросто. Благо способов для этого придумана масса. Один из них — применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. Наиболее часто такая система устанавливается на впуске. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов и как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.

Механизм газораспределения 3,2-литровой «шестёрки» FSI от Audi приводится цепями со стороны маховика. У каждого распределительного вала свой фазовращатель.

Но неуёмные инженеры не остановились на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но и расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами. Например, в тойотовской системе VVTL-i после достижении определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.

Система Valvetronic позволила отказаться от дроссельной заслонки, система меняет и степень открытия клапанов и фазы. Применяется она на моторах BMW с 2001 года. Ход клапана меняется при помощи электродвигателя и сложной кинематической схемы и пределах 0,2–12 мм.

Изменять момент и продолжительность открытия — это замечательно. А что если попробовать изменять высоту подъёма? Ведь такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм (ГРМ).

Аналогичная система от немецкой компании Mahle.

Чем вредна заслонка? Она ухудшает наполнение цилиндров на низких и средних оборотах. Ведь во впускном тракте под прикрытым дросселем при работе двигателя создаётся сильное разрежение. К чему оно приводит? К большой инертности разреженной газовой среды (топливовоздушной смеси), ухудшению качества наполнения цилиндра свежим зарядом, снижению отдачи и уменьшению скорости отклика на нажатие педали газа.

Система Variable Valve Event and Lift System (VEL), разработанная Ниссаном, напоминает баварский Valvetronic. Специальный эксцентрик, который приводится от электродвигателя, смещает точку опоры коромысла, и за счёт этого изменяет ход клапана. Высота подъёма варьируется в пределах 0,5–2 мм.

Поэтому идеальным вариантом было бы открывать впускной клапан только на время, необходимое для достижения нужного наполнения цилиндра горючей смесью. Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и, соответственно, продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. По разным данным, экономия от применения системы бездроссельного управления может составлять от 8% до 15%, прирост мощности и момента в пределах 5—15 %. Но и это не последний рубеж.

Так работает «трёхступенчатый» i-VTEC (Intelligent Variable Valve Timing and Lift Electronic Control). На низкой частоте вращения топливо экономится благодаря тому, что половина впускных клапанов практически дезактивирована. При переходе на средние обороты ранее «дремавшие» клапаны включаются в работу, но их амплитуда не максимальна. На мощностных режимах впускные клапаны начинают работать от единственного центрального кулачка. Он обеспечивает максимальный подъём клапанов, кроме того, его профиль специально заточен под мощностные режимы. Управление режимами осуществляется гидравликой и электроникой.

Несмотря на то что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать ещё выше. За счёт чего? За счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод здесь сдаёт позиции электромагнитному.

Осенью 2007 года Toyota запустит в производство моторы с газораспределительным механизмом Valvematic, который будет изменять не только фазы газораспределения, но и высоту подъёма впускных клапанов. Не секрет, что многие производители достаточно давно применяют подобные системы. Но Toyota в серию такую систему запускает впервые. Мощность двухлитрового атмосферника 1AZ-FE, благодаря новому газораспределительному механизму, удалось поднять со 152 до 158 сил, а момент — с 194 до 196 Нм.

В чём ещё плюс электромагнитного привода? В том, что закон (ускорение в каждый момент времени) подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется менять в очень широких пределах. Электроника согласно прописанной программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Зачем? В целях экономии, например, на холостом ходу, при движении в установившемся режиме или при торможении двигателем. Да что режимы — прямо во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный. Интересно, скоро ли появятся такие системы на конвейере?

А это схема работы механизма VVTL-i, предложенная компанией Toyota. Здесь высота подъёма и продолжительность открытия обоих впускных клапанов изменяются скачкообразно. При работе двигателя на частотах вращения коленчатого вала до 6000 об/мин высота подъёма и продолжительность открытия обоих клапанов задаются кулачком (1), который через рокер (5) воздействует на оба клапана. На оборотах выше 6000 закон движения клапанов задаётся более высоким кулачком (2). Чтобы ввести его в строй, нужно переместить сухарь (3) вправо (сухарь перемещается под давлением масла, которое в нужный момент повышается в управляющей магистрали). После того как сухарь переместился вправо, кулачок (2) через шток (4), который до этого времени свободно качался, начинает воздействовать на клапаны через рокер.

Опытный образец четырёхцилиндрового мотора с электромагнитным приводом клапанов и непосредственным впрыском был создан компанией BMW. Здесь количество воздуха, поступающего в цилиндр, регулируется продолжительностью открытия клапана, ход при этом не регулируется. Якорь подпружиненного клапана помещён между двумя мощными электромагнитами, которые призваны удерживать его только в крайних положениях. Чтобы предотвратить ударные нагрузки, каждый раз при приближении к крайнему положению клапан тормозится. Положение и скорость перемещения клапана фиксируются специальным датчиком.

Пожалуй, дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ уже невозможно. Выжать ещё больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет только с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия, других видов топлива. Но это — уже совсем другой разговор.

Лечение клапанов сердца

Какие сердечные клапаны существуют?

Наше сердце имеет размер с кулак и находится под грудиной. В состоянии покоя оно бьется примерно 60 раз в минуту и перекачивает около 5000 литров крови в день через наш организм － при атлетической нагрузке объем перекачиваемой крови может составлять даже 10 000 литров и более.

Сердце состоит из четырех камер:  двух предсердий и двух желудочков. Их входы и выходы снабжены клапанами, которые обеспечивают ток крови только в одном направлении. Клапан в месте выхода крови в большой системный круг называется аортальным. На выходе в легкие находится пульмональный клапан, а между предсердиями и желудочками в левой части сердца－митральный клапан, в правой － трехстворчатый.

Какие заболевания сердечного клапана существуют?

В общем и целом, каждый сердечный клапан может быть поражен заболеванием. Однако наиболее распространенными пороками являются стеноз аортального и недостаточность митрального клапана. Стеноз аортального клапана является одним из наиболее распространенных дефектов сердечного клапана в западном мире и особенно часто встречается в преклонном возрасте. Другие пороки сердечного клапана:

• Недостаточность аортального клапана
• Стеноз митрального клапана
• Пролапс митрального клапана
• Стеноз или недостаточность пульмонального клапана
• Стеноз или недостаточность трехстворчатого клапана

Стеноз клапана сердца или его недостаточность － в чем разница?

Пороки сердечного клапана можно поделить на стеноз и недостаточность. Стеноз клапана сердца представляет собой его сужение из-за отложений или рубцов. В результате кровь больше не может течь беспрепятственно, и сердце должно усиленно работать, чтобы прокачать кровь через это узкое место. Недостаточность клапана наблюдается, когда он больше не закрывается полностью, поэтому кровь может течь обратно.

Каковы причины возникновения пороков сердечного клапана?

В редких случаях пороки сердечного клапана врожденные. Очень малая часть обнаруживается уже у плода в утробе матери. Степень, в которой данные пороки определяются генетически или возникают во время эмбрионального развития, еще не была научно доказана. Некоторые врожденные п ороки сердца не выявляются сразу после рождения, но только в последующие годы. Это часто происходит случайно при обычном обследовании или когда появляются первые симптомы.

Однако большинство пороков сердечного клапана появляется в течение жизни и имеют другие причины, а именно:

• Возрастное кальцинирование клапанов
• Расширение  камер сердца или аорты
• Бактериальные инфекции и хроническое воспаление
• Опухоли сердца

Симптомы пороков сердечных клапанов

Не каждая дисфункция сердечных клапанов приводит непосредственно к определенным симптомам. Таким образом, может случиться так, что пороки остаются необнаруженными в течение длительного времени, иногда вплоть до десятилетий, в крайних случаях пока сердцу, наконец, не будет нанесен серьезный ущерб.

Существуют следующие симптомы пороков сердечных клапанов, которые должны быть уточнены врачом:

• Одышка
• Низкая работоспособность
• Боли в сердце
• Нарушение сердечного ритма
• Головокружение
• Обмороки
• Застой жидкости
• Синие губы (цианоз)
• Потеря веса

Как выявляют порок сердечного клапана?

Квалифицированные кардиологи могут выявлять пороки клапанов в сердце уже на этапе прослушивания тонов. Наиболее распространенной диагностической процедурой является обследование с использованием так называемого допплеровского ультразвука. С его помощью врач может узнать размеры сердца и его камер, а также толщину сердечных стенок. Здесь проверяют должную работу и закрытие клапанов.

Кроме того, кардиолог может отобразить кровоток в сердце графически в цвете и с акустическими шумами. Таким образом, даже сложные пороки сердечного клапана могут быть точно диагностированы. Кроме того, для оценки функциональности клапанов хорошо подходит МРТ сердца . Для некоторых более детальных осмотров в редких случаях рекомендуется использование сердечного катетера.

Лечение и хирургия сердечного клапана

Лекарства могут помочь улучшить или поддержать соотношение давления и текучие свойства крови. Это снимает нагрузку с сердца. Саму причину, дефект клапана, однако, лекарства устранить не могут.

Здесь помогает только хирургическое вмешательство. Сегодня некоторые пороки сердечного клапана уже можно корректировать без обширной кардиохирургии с помощью катетеризации сердца или минимально инвазивно. Ниже кратко описаны некоторые хирургические процедуры для лечения пороков сердечного клапана.

• Реконструкция сердечного клапана : здесь во время операции поврежденный сердечный клапан восстанавливается. Подробную информацию о реконструкции сердечного клапана можно найти здесь.
• Замена сердечного клапана: здесь поврежденный клапан меняют на новый. Существуют механические и биологические клапаны сердца.
• Баллонная вальвулопластика: данная процедура может быть использована с помощью катетера сердца при стенозе пульмонального и митрального клапана. Сужение расширяется баллоном, и отложения удаляются.
• Замена аортального клапана с помощью катетер: для замены аортального клапана с помощью катетера доступ осуществляется либо через пах, либо вершину сердца. Данная процедура может использоваться у пожилых пациентов, для которых серьезная операция на сердце будет слишком рискованной.
• Митраклип при недостаточности митрального клапана: установка митраклипа － это минимально инвазивная реконструктивная процедура при недостаточности митрального клапана . С помощью катетера специальный зажим доставляется через пах в левую часть сердца, чтобы снова запустить функционирование митрального клапана.

Когда следует проводить хирургию сердечного клапана?

Лечить пороки клапанов сердца необходимо как можно раньше; даже если они не причиняют никакого дискомфорта. Цель состоит в том, чтобы избежать постоянного повреждения сердца и продлить продолжительность жизни. В последние годы успехи в области восстановления клапанов сердца и замены неисправных клапанов разительно выросли. И есть много исследований, которые продолжаются и направлены на то, чтобы делать все больше минимально инвазивных операций на сердечном клапане. Если вы страдаете таким заболеванием, проконсультируйтесь с кардиологом или кардиохирургом.

Что следует учитывать после операции на клапане сердца?

Независимо от того, устанавливается ли искусственный сердечный клапан или протез, после операции всегда проводится строгая профилактика эндокардита. Шрамы вызывают турбулентность крови в сердце. Это увеличивает риск осаждения бактерий и воспаления, что может иметь смертельные последствия для сердца. Поэтому перед хирургическими вмешательствами, пероральными процедурами (такими как стоматологическая профилактика) и при бактериальных инфекциях необходимо своевременно принимать профилактический антибиотик.

Насколько я могу переносить физическую нагрузку после операции?

После успешной реконструкции сердечного клапана пациент обычно не ограничен в движении, полностью способен переносить физическую нагрузку и может даже участвовать в спортивных соревнованиях. Однако, чтобы сохранить такой результат, следует проводить регулярные ультразвуковые проверки.

Даже после замены клапана большинство пациентов полностью способны переносить физическую нагрузку. Виды спорта на выносливость часто даже рекомендуются для положительной динамики состояния , но только стоит воздерживаться от участия в соревнованиях. Насколько это целесообразно, определит врач. Пациенты с искусственным клапаном обычно нуждаются в антикоагулянтной терапии. В случае использования биопротеза такой надобности нет.

Какие врачи и клиники являются специалистами в области лечения клапанов сердца?

Если человеку нужен новый клапан сердца,ему необходима и лучшая медицинская помощь. Вот почему пациент задается вопросом, где можно найти лучшую клинику для проведения операции на клапане сердца?

Поскольку на данный вопрос нельзя ответить объективно, а уважающий себя врач никогда не будет утверждать, что он является лучшим, можно полагаться только на его опыт. Чем больше операций на сердечных клапанах он провел, тем больше опыта по своей специальности он имеет.

Таким образом, специалисты в области реконструкции или замены клапанов сердца являются теми врачами, которые занимаются лечением пороков клапанов сердца. Их знания и многолетний опыт работы в качестве кардиологов или кардиохирургов , специализирующихся на лечении клапанов сердца, делают их тем самым правильным выбором для проведения данного вида хирургии.

Источники:

http://www.herzstiftung.de/pdf/klappenfehler_10_diagnose.pdf

Болезни сердечного клапана сегодня, специальный том из Немецкого фонда сердечных заболеваний, стр. 4ff.

устройство, как проверить и заменить, ремонт клапана Bosch, Candy, LG, Indesit, Samsung, Ariston, Zanussi

Стиральные машины, как и любые другие бытовые приборы, время от времени ломаются, несмотря на то, к какой ценовой категории относится аппарат. И будь то машинка Bosch, Candy, LG или какая-либо другая, поломки могут возникать в модели любого производителя. Чтобы иметь представление, что сломалось, и можно ли починить аппарат своими силами, следует разобраться в устройстве стиральных машин.

Одной из важных деталей в стиральной машинке бренда Indesit, Samsung, Ariston, Zanussi или какого-либо другого, является впускной клапан. Он отвечает за наполнение машинки водой, поэтому его также называют заливным клапаном.

Принцип работы

У впускного клапана бывает два функциональных состояния – закрытое (оно бывает чаще) и открытое. В клапане имеется катушка, на которую подается ток с образованием электромагнитного поля, в результате чего клапан открывается, впуская воду внутрь машинки. Такой принцип включения обуславливает еще одно название детали — электромагнитный клапан.

Как только вода заполняет бак до нужного уровня, управляющий модуль передает команду прекратить подачу электроэнергии на клапан. Результатом будет закрытие клапана и прекращение подачи воды.

О том, как выглядит одинарный электромагнитный заливной (впускной) клапан для стиральных машин, смотрите в следующем видеообзоре.

Виды

Впускные клапаны машинок разных моделей и производителей отличаются количеством катушек. В одних моделях клапанов присутствует только одна катушка, в других имеется две катушки. Также распространены клапаны с тремя катушками. Количество катушек соответствует количеству секций в клапане, через которые обеспечивается поступление воды в дозатор.

Модели с единственной катушкой встречаются в старых стиральных машинках, в которых работа управляется командоаппаратом (струя воды направляется в дозатор механическим путем). В современных машинках установлены клапаны с двумя и тремя катушками.

Чтобы направить воду в определенный отсек дозатора моющего средства, включается нужная катушка, и вода течет в требуемом направлении. В клапанах с двумя катушками для направления воды в третью секцию дозатора должны включиться сразу две катушки.

Где находится?

Чаще всего впускной клапан располагается в верхней части машинки ближе к задней стенке, поэтому для его проверки и извлечения требуется отсоединить заднюю крышку аппарата. Обычно крышка удерживается двумя саморезами, после откручивания которых ее подталкивают с лицевой стороны и легко снимают.

В моделях, в которых белье загружают вертикально, заливной клапан находится тоже в задней части аппарата, но внизу. Чтобы получить доступ к клапану, у машинки отсоединяют часть боковой стенки.

Как проверить исправность?

Для проверки исправности заливного клапана деталь нужно снять, после чего подсоединить к клапану шланг, а также подать напряжение на каждую его секцию. Если клапан работает, он будет открываться для впускания воды. После прекращения подачи 220 В клапан должен закрыться и не пропускать воду. Выполнять такую проверку следует очень осторожно, так как деталь будет находиться под током и при попадании воды возможно возникновение короткого замыкания.

Проверка работы впускного клапана будет также включать такие этапы:

• Осмотр сетки клапана с целью выявить засор. Если сетка оказалась загрязненной, ее следует достать и прочистить, а затем вернуть на место.
• Дополнительная проверка с помощью тестера. Она понадобится, если при подаче электричества клапан не открылся. Мультиметр измерит сопротивление и покажет, не перегорела ли катушка. В рабочей катушке сопротивление будет составлять от 2 до 4 кОм.
• Проверка наличия пластиковых вставок в штуцерах. Такие ставки призваны препятствовать поступлению внутрь машинки воды с излишне высоким напором. Если вставки выпали, клапан подлежит замене.

Можно ли отремонтировать?

Заливные клапаны по своему строению относят к неразборным деталям, поэтому их ремонт зачастую невозможен. Можно попробовать выполнить замену перегоревшей катушки, сняв работоспособную катушку с аналогичного клапана. Однако в большинстве случае такие действия не приносят результата. Лучшим выходом будет покупка нового клапана и полная его замена.

Ремонт

Чаще всего мысль о том, что не работает именно впускной клапан, появляется в ситуации, когда вода в стиральную машинку вообще не набирается. Для ремонта такой детали можно вызвать мастера либо попробовать заменить клапан своими силами.

Чтобы подобрать подходящий для вашей стиральной машинки электромагнитный клапан, лучше всего снять с аппарата неисправную деталь и приобрести в магазине точно такой же новый клапан. При этом уделите внимание количеству катушек, чтобы новый клапан подошел к вашей технике.

Замена

• Обесточив технику, перекрыв подачу воды в машинку и сняв нужную стенку аппарата, от клапана нужно отсоединить шланги и клеммы.
• Обязательно запомните, как они располагались, а еще лучше – сфотографируйте.
• Далее требуется раскрутить болты, удерживающие деталь либо снять защелки (в некоторых моделях они фиксируют клапан).
• Повернув клапан, его вынимают, после чего на его место вставляют новый впускной клапан.
• Зафиксировать новую деталь следует в обратной последовательности.
• Когда впускной клапан будет на своем месте, машинку нужно включить и проверить, начала ли она набирать воду.

Процесс замены впускного клапана подачи воды на стиральной машине LG вы можете увидеть в следующем видео.

Выбираем обратный клапан воды для установки после водосчётчика

Для нормального функционирования водосчётчика, водопровода и отопительной системы обязательно устанавливают обратный клапан на воду. Это один из элементов защиты арматуры трубопровода, позволяющий функционировать системам поставки воды и тепла в дом без сбоев и частого ремонта.

Как мы писали в предыдущих статьях для правильного монтажа водосчётчика необходимо установить несколько элементов, не будет лишним ещё раз перечислить их

Для нормального функционирования водосчётчика, водопровода и отопительной системы обязательно устанавливают обратный клапан на воду.

Это один из элементов защиты арматуры трубопровода, позволяющий функционировать системам поставки воды и тепла в дом без сбоев и частого ремонта.

В некоторых аварийных ситуациях может возникать обратный ток воды, что приводит к гидроудару, который вызывает появление продольных трещин в трубопроводе.

Также, если вспомнить принцип сообщающихся сосудов, можно увидеть ещё одну возможность появления обратного тока воды. Вода будет поступать из трубопровода с большим давлением в трубопровод с меньшим давлением. В данном случае счётчик горячей воды может учитывать потребление холодной воды. Обратный клапан на воду обеспечивает прохождение водных потоков только в заданном направлении, исключая возвращение жидкости обратно.

Когда необходимо ставить обратный клапан воды

Обратный клапан для воды — обязательный элемент водопроводной системы. Специалисты выделяют целый ряд моментов, при которых использование устройства становится необходимым.

Система водоснабжения квартир устроена таким образом, что подача холодной и горячей воды обеспечивается по разным трубам. Система холодного водоснабжения и система горячего водоснабжения имеют разное рабочее давление, когда вы открываете воды в смесителе поток с большим давление идёт первым, а поток с меньшим давлением могут начать обратный отток в стояк и магистральный трубопровод. Чтобы этого избежать необходимо поставить обратный клапан воды.

При установке водонагревателя (бойлера) монтаж обратного клапана является обязательным. Дело в том, что в процессе нагревания воды давление в рабочей камере нагревателя повышается и может передавливать подходящий поток, что приводит к возникновению обратного тока воды. Монтаж обратного клапана исключает такую ситуацию.

В частных домах система отопления может состоять из двух или большего количества контуров. Например, один контур системы используется для водонагревателя, второй предназначен для системы отопления, ещё один для системы полов. Для каждого из этих контуров предусматривается различное рабочее давление и различные насосы. Чтобы предотвратить переток воды из одного контура в другой используют обратные клапаны.

Виды обратных клапанов и принцип их действия

Обратные клапаны подразделяют на несколько видов:

• Дисковый
• Двухлопастной
• Шаровой
• Подъёмный
• Лепестковый

Дисковый клапан имеет самые малые размеры. Запорный диск под давлением воды открывает рабочий канал для прохода воды. При падении давления пружина возвращает запорный диск в исходное положение, тем самым предотвращая обратный ток воды.

Двухлопастной клапан имеет значительно большие габариты и используется в сложных водопроводных системах. Примером такой системы может служить водопроводная система частного дома с подачей воды при помощи насоса. В таких системах при выходе из строя насоса возникает вероятность обратного потока большой силы. Принцип действия такого элемента довольно прост: при возникновении достаточного давления запорная часть клапана складывается пополам. Обратный ток воды складывает запорный элемент обратно.

Шаровый клапан запорным элементом своей конструкции имеет шар, который поднимается  в открытое положение под воздействием потока воды и при снижении давления возвращается в обратное положение, перекрывая рабочий канал. Подобный тип клапанов применяют в системах водопровода с разным диаметром трубопровода.

Обратный клапан подъемного типа в конструкции имеет запорную чашку (подъёмный золотник). При достаточном давлении в системе водоснабжения, чашка поднимается, пропуская водный поток. Если давление потока снижается, чашка возвращается в первое положение, перекрывая поток воды. Подобный тип клапанов можно монтировать только в горизонтальном положении.

Лепестковый обратный клапан. Запорным элементом этого типа клапанов являются лепестки, которые раздвигаются под воздействием давления воды, обеспечивая проход жидкости по рабочему каналу. В случае возникновения обратного тока жидкости, лепестки возвращаются в исходное положение.

Выбор обратного клапана

При покупке обратного клапана воды необходимо обратить внимание на материал, из которого изготовлен клапан: качественные клапаны изготавливают из латуни CW617N.

Также изучите маркировку клапана:

• Максимальное рабочее давление обозначается буквами РУ или PN. Например: РУ-20: означает что клапан выдерживает максимальное давление в 20 бар. Нормальным давлением в системе водоснабжения квартиры считается давление не превышающее 6 бар для холодной воды и 5 бар для горячей воды.
• Диаметр условного прохода маркируется буквами ДУ или DN. Например: DN-20. Данный параметр должен соответствовать подобным параметрам всех соседних элементов, для предотвращения излишних нагрузок и снижению давления в системе.

Особенности монтажа обратного клапана воды

Обратный клапан воды монтируется сразу за водосчётчиком для предотвращения обратного вращения крыльчатки счётчика воды. Самый распространённый тип обратных клапанов, которые устанавливают в квартирах — это дисковые клапаны. Благодаря своим малым размерам, простоте конструкции и малой стоимости — это оптимальный выбор.

Главной особенностью при монтаже обратного клапана является направление потока воды. На корпус клапана нанесена стрелка, которая показывает направление водного потока. Для герметизации резьбового соединения рекомендуем использовать сантехнический герметик.

В остальном монтаж обратного клапана воды не представляет сложностей.

Понравилось? Расскажи друзьям:

нормальных сердечных клапанов: диаграмма и изображения

Вы когда-нибудь задумывались: «Как выглядит нормальный сердечный клапан?»

Я сделал.

Итак, я подумал, что вы, возможно, захотите узнать, что я узнал до того, как пошел на операцию по замене аортального клапана.

Во-первых, вы должны знать, что все сердечные клапаны не выглядят одинаково. Как вы можете видеть на схеме сердца ниже, сердечные клапаны различаются по размеру. Аортальный клапан и легочный клапан меньше митрального клапана и трикуспидального клапана.И вы также можете видеть, что митральный клапан — единственный клапан, который по своей природе является двустворчатым. Двустворчатый клапан имеет только две створки, в то время как все остальные клапаны имеют три створки.

Вот несколько изображений, которые показывают, как нормальный сердечный клапан функционирует в сердце:

Я надеюсь, что это поможет ответить на вопрос: «Как выглядят нормальные сердечные клапаны?»

Продолжайте тикать!
Адам

Автор Адам Пик

— Пациент и основатель веб-сайта

Написано Адамом Пиком, пациентом и основателем веб-сайта

Адам Пик, пациент с сердечным клапаном, автор книги «Руководство для пациентов по хирургии сердечного клапана».В 2006 году Адам основал HeartValveSurgery.com, чтобы обучать пациентов и расширять их возможности. Этот отмеченный наградами веб-сайт помог более чем 10 миллионам человек бороться с заболеваниями сердечного клапана. Адам был представлен Американской кардиологической ассоциацией и изданиями Medical News Today.

Адам Пик, пациент с сердечным клапаном, автор книги «Руководство для пациентов по хирургии сердечного клапана». В 2006 году Адам основал HeartValveSurgery.com, чтобы обучать пациентов и расширять их возможности. Этот отмеченный наградами веб-сайт помог более чем 10 миллионам человек бороться с заболеваниями сердечного клапана.Адам был представлен Американской кардиологической ассоциацией и изданиями Medical News Today.

Что это такое и как работает

Сердце имеет четыре клапана — по одному на каждую камеру сердца.Клапаны удерживают кровь в правильном направлении через сердце.

Митральный клапан и трехстворчатый клапан расположены между предсердиями (верхними камерами сердца) и желудочками (нижними камерами сердца).

Аортальный клапан и легочный клапан расположены между желудочками и главными кровеносными сосудами, выходящими из сердца.

Митральный клапан

Клапаны сделаны из прочных тонких лоскутов ткани, называемых створками или створками .

Листочки открываются, позволяя крови двигаться вперед через сердце в течение половины сердечного сокращения. Они закрываются, чтобы кровь не текла назад во время второй половины сердечного сокращения.

Митральный клапан имеет только две створки; аортальный, легочный и трикуспидальный клапаны — по три. Листочки прикреплены к кольцу из жесткой волокнистой ткани, называемой кольцом, и поддерживаются ею. Кольцо помогает поддерживать правильную форму клапана.

Створки митрального и трикуспидального клапанов также поддерживаются:

• Сухожильные хорды: жесткие волокнистые струны.Они похожи на струны, поддерживающие парашют.
• Папиллярные мышцы: Часть внутренних стенок желудочков.

Сухожильные хорды и сосочковые мышцы обеспечивают устойчивость створок, предотвращая обратный ток крови.

Митральный клапан

Аортальный клапан

Как работают клапаны

Четыре клапана открываются и закрываются, чтобы кровь текла через сердце.Приведенные ниже шаги показывают, как кровь течет через сердце, и описывают, как работает каждый клапан, поддерживая движение крови.

1. Открытый трехстворчатый и митральный клапаны
Кровь течет из правого предсердия в правый желудочек через открытый трехстворчатый клапан и из левого предсердия в левый желудочек через открытый митральный клапан .

2. Закрытые трехстворчатый и митральный клапаны
Когда правый желудочек заполнен, трехстворчатый клапан закрывается и не дает крови течь назад в правое предсердие, когда желудочек сокращается (сжимается).
Когда левый желудочек заполнен, митральный клапан , закрывается и предотвращает обратный ток крови в левое предсердие при сокращении желудочка.

3. Открыть легочный и аортальный клапан
Когда правый желудочек начинает сокращаться, легочный клапан открывается с силой. Кровь перекачивается из правого желудочка через легочный клапан в легочную артерию в легкие.
Когда левый желудочек начинает сокращаться, аортальный клапан принудительно открывается.Кровь перекачивается из левого желудочка через аортальный клапан в аорту. Аорта разветвляется на множество артерий и снабжает организм кровью.

4. Закрытые клапаны легочной артерии и аорты
Когда правый желудочек прекращает сокращаться и начинает расслабляться, легочный клапан закрывается. Это предотвращает отток крови обратно в правый желудочек.
Когда левый желудочек заканчивает сокращаться и начинает расслабляться, аортальный клапан закрывается.Это предотвращает отток крови обратно в левый желудочек.

Этот образец повторяется, заставляя кровь непрерывно течь к сердцу, легким и телу. Четыре нормально работающих сердечных клапана гарантируют, что кровь всегда течет свободно в одном направлении и что нет обратной утечки.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 29 ноября 2020 г.

Какой вид транспорта самый любимый в мире? Машина? В велосипед? Реактивный самолет? Если бы я рискнул предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей.Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаем трубы, но по ним транспортируется огромное количество жидкости (жидкость и газ) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной. Для эффективной работы трубам необходим способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стечь полностью. Это та работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические переключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать количество жидкости, протекающей через них.Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Такое колесо облегчает открытие клапана, поскольку оно увеличивает усилие, прилагаемое к ободу. производят большую и более полезную силу в центре. Если вы не знаете, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров.Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по бутылке с напитками, позволяя воде входить и выходить, когда вы тянете или толкаете ее зубами.

Клапан — это механическое устройство, которое частично блокирует трубу. или полностью изменить количество проходящей через него жидкости. Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, позволяющий воде под давлением выходить из трубы. Сходным образом, когда вы спускаете воду в туалете, вы открываете два клапана: один (сифон), который пропускает воду чтобы убежать, чтобы опорожнить кастрюлю и другую (называемую шаровым краном или шаровой кран), который впускает больше воды в бак, готовый к следующему промывать.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас есть газовая варочная панель (варочная панель) На вашей плите регуляторы, которые включают или выключают газ, — это клапаны. Когда вы увеличиваете огонь, вы открываете клапан, который позволяет больше газ поступает по трубе. Больше газа горит с большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны

практически гарантированно установлены на любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который вращается подача воды включается или выключается каждый раз при ополаскивании барабана.Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открывающиеся и закрывающиеся несколько раз в секунду, чтобы впустить воздух и топливо и дать возможность сгореть выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивое важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем вокруг вашего тела.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА в Общинном сообществе 2) Этот гораздо меньший по размеру дроссельный клапан работает точно так же, откидываясь в центре, позволяя воздуху проходить через трубу.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды с помощью запорного клапана. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входящей «подаче» холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящие из них. Запорные клапаны очень полезны во время аварийной ситуации (например, при разрыве водопровода) или для выполнения планового технического обслуживания.После закрытия клапана вы можете безопасно проводить ремонт, не допуская вытекания жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет прочный металлический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан закрывается абсолютно плотно. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпусом и подходит для седло, когда клапан закрыт.Также есть некоторая форма механизм открытия и закрытия клапана — ручной рычаг или колесо (как кран или запорный кран) или автоматизированный механизм (как в автомобильном двигателе или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны были выключены, чтобы не допустить выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химикатов (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас есть вода с дозатором). Вот почему уплотнение клапана должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — это физически тяжелая работа: другими словами, вам нужно приложить много усилий, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны приводятся в действие рычагами (как на фото здесь, но некоторые из них могут быть намного длиннее, чтобы обеспечить большее усилие поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют от человека слишком большого усилия, они управляются гидроцилиндрами.

Выбор подходящего материала

Не все клапаны — большие, мощные, промышленные изделия из металла.Внимательно посмотрите на контейнеры для еды на кухне, и вы обнаружите во многих из них есть клапаны. Бутылки с водой (как та, которую я изображал выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо винтовые колпачки. Верхняя часть емкости для еды, которую я сфотографировал ниже, — еще один действительно гениальный пример клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный синтетический силиконовый каучук). Он закрывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому, теоретически, еда может просто капать на стол под ним! Этот оригинальный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, через которые проходит еда, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете, когда вы сжимаете, заставляет пищу проходить через четыре щели, которые открываются. Когда вы отпускаете давление, эластичность клапана заставляет щели снова опуститься вниз и снова закрыть банку. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, даже не замечали этого, но это гениальная инженерная разработка, которая опирается на очень осторожные подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный клапан для герметизации пищевых продуктов. Слева: вид снизу на запечатанный клапан. В центре: вид сверху на тот же запечатанный клапан. Справа: глядя сверху, мой палец поднимается вверх, чтобы увидеть, как работает самоуплотняющийся щелевой механизм. (Если вам интересно, я считаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические подробности о том, как это работает, в их US10287066B2: Дозирующий клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут работать в течение всего срока службы, но что с ними происходит после этого.Например, в случае упаковки для пищевых продуктов вторичная переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на пакетиках для кофе. После того, как кофе обжаривается и разливается по пакетам, ему, возможно, придется простоять на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на сумке он взорвался бы и потенциально лопнул в магазине (или на вашей кухне), разлетев кофе повсюду. На пакетиках с кофе есть оригинальные односторонние «дегазирующие» клапаны, состоящие из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», даже не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть внутрь снаружи, он сглаживает мембрану и плотно закрывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет утилизации? Если вы начнете ставить сложные пластиковые клапаны на пакеты, это сделает мешки намного сложнее утилизировать. Какой ответ? Сейчас производители делают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Принцип работы кофейных клапанов.Верхний ряд: Слева: Типичный клапан внутри пакета с кофе. В центре: этот компостируемый клапан из биопласта (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с выпускным отверстием для газа. Справа: Разберите его, и вы обнаружите, что внутри него также пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя Углекислый газ улетучивается, затем снова расплющивается, чтобы не допустить попадания воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Изображение: Восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть — это клапан и его ручка или элемент управления; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость при открытом клапане.

Многие типы клапанов имеют разные названия. В самые распространенные — бабочка, петух или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

• Шар : В шаровом кране полая сфера (шар) плотно прилегает к нему. внутри трубы, полностью перекрывая поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
• Butterfly : Дроссельная заслонка — это диск, который сидит в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или в вертикальном положении (чтобы полностью перекрыть поток).
• Кран или пробка : В кране или пробковом клапане расход заблокирован конической заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
• Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы опускать металлические ворота поперек них.Большинство клапанов этого типа спроектирован так, чтобы быть полностью открытым или полностью закрытым и не может функционируют должным образом, когда они открыты лишь частично. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
• Globe : Водопроводные краны (краны) являются примерами глобуса клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы пропускать через него больше или меньше жидкости.
• Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулируют поток жидкости в таких машинах, как карбюраторы двигателей автомобилей и системы центрального отопления.
• Тарелка : Клапаны в цилиндрах двигателя автомобиля являются тарелками. Этот Тип клапана подобен крышке, сидящей на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
• Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Клапаны, подобные этому, скользят назад и вперед, чтобы поток жидкости в одном или другом направлении вокруг контура трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов — возможно, токсичных химикатов, легковоспламеняющейся нефти, пара высокого давления, или сжатый воздух — его нельзя выпускать ни при каких обстоятельствах. Теоретически клапан должен быть полностью защищен и, будучи закрытым, никогда не должен пропускать жидкость или газ через него. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, приводимый в действие водогрейным котлом, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который бы открылся, позволил пару уйти и безопасно сбросить давление до того, как все произойдет. котел катастрофически взрывается. Клапаны, работающие таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открывать вручную для той же цели).

Изображение: Пример предохранительного клапана, установленного в обычный водопроводный кран (кран).

В обычном смесителе вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы повернуть клапан вверх или вниз. Это позволяет воде течь слева направо через горизонтальную трубу, вокруг изгиба (через зазор, где находился клапан) и наружу через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу имеется дополнительный предохранительный клапан зеленого цвета. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, намотанной вокруг него. Однако, если давление воды возрастает слишком сильно, она давит на конус, открывает клапан, и вода утекает вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1 449 472: предохранительный кран, созданный Полом Б. Вессоном и компанией Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011. Подробное руководство по различным типам клапанов, их выбору, размерам и типам проблем, с которыми вы можете столкнуться.
• Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство для покупателя.
• Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Диккенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Статьи

• Создание улучшенного клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
• человек из Великобритании получил искусственное пластиковое сердце: NHS Choices, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
• Предохранительные клапаны предотвращают опасность ожога: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты

дают прекрасное представление о технических деталях того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи, охватывающие множество различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

• US3425439: Дисковый затвор от Дона В. Даффи.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Жана Гашо. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности от Джеймса Стареса. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
• US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльз Питер Деклер. Colder Products Co, 16 марта 2004 г.
• US10287066B2: Дозирующий клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 29 ноября 2020 г.

Какой вид транспорта самый любимый в мире? Машина? В велосипед? Реактивный самолет? Если бы я рискнул предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаем трубы, но по ним транспортируется огромное количество жидкости (жидкость и газ) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной.Для эффективной работы трубам необходим способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стечь полностью. Это та работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические переключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать количество жидкости, протекающей через них. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Такое колесо облегчает открытие клапана, поскольку оно увеличивает усилие, прилагаемое к ободу. производят большую и более полезную силу в центре.Если вы не знаете, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по бутылке с напитками, позволяя воде входить и выходить, когда вы тянете или толкаете ее зубами.

Клапан — это механическое устройство, которое частично блокирует трубу. или полностью изменить количество проходящей через него жидкости.Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, позволяющий воде под давлением выходить из трубы. Сходным образом, когда вы спускаете воду в туалете, вы открываете два клапана: один (сифон), который пропускает воду чтобы убежать, чтобы опорожнить кастрюлю и другую (называемую шаровым краном или шаровой кран), который впускает больше воды в бак, готовый к следующему промывать.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас есть газовая варочная панель (варочная панель) На вашей плите регуляторы, которые включают или выключают газ, — это клапаны.Когда вы увеличиваете огонь, вы открываете клапан, который позволяет больше газ поступает по трубе. Больше газа горит с большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны

практически гарантированно установлены на любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который вращается подача воды включается или выключается каждый раз при ополаскивании барабана. Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открывающиеся и закрывающиеся несколько раз в секунду, чтобы впустить воздух и топливо и дать возможность сгореть выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивое важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем вокруг вашего тела.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА в Общинном сообществе 2) Этот гораздо меньший по размеру дроссельный клапан работает точно так же, откидываясь в центре, позволяя воздуху проходить через трубу.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды с помощью запорного клапана. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входящей «подаче» холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящие из них. Запорные клапаны очень полезны во время аварийной ситуации (например, при разрыве водопровода) или для выполнения планового технического обслуживания.После закрытия клапана вы можете безопасно проводить ремонт, не допуская вытекания жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет прочный металлический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан закрывается абсолютно плотно. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпусом и подходит для седло, когда клапан закрыт.Также есть некоторая форма механизм открытия и закрытия клапана — ручной рычаг или колесо (как кран или запорный кран) или автоматизированный механизм (как в автомобильном двигателе или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны были выключены, чтобы не допустить выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химикатов (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас есть вода с дозатором). Вот почему уплотнение клапана должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — это физически тяжелая работа: другими словами, вам нужно приложить много усилий, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны приводятся в действие рычагами (как на фото здесь, но некоторые из них могут быть намного длиннее, чтобы обеспечить большее усилие поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют от человека слишком большого усилия, они управляются гидроцилиндрами.

Выбор подходящего материала

Не все клапаны — большие, мощные, промышленные изделия из металла.Внимательно посмотрите на контейнеры для еды на кухне, и вы обнаружите во многих из них есть клапаны. Бутылки с водой (как та, которую я изображал выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо винтовые колпачки. Верхняя часть емкости для еды, которую я сфотографировал ниже, — еще один действительно гениальный пример клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный синтетический силиконовый каучук). Он закрывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому, теоретически, еда может просто капать на стол под ним! Этот оригинальный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, через которые проходит еда, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете, когда вы сжимаете, заставляет пищу проходить через четыре щели, которые открываются. Когда вы отпускаете давление, эластичность клапана заставляет щели снова опуститься вниз и снова закрыть банку. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, даже не замечали этого, но это гениальная инженерная разработка, которая опирается на очень осторожные подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный клапан для герметизации пищевых продуктов. Слева: вид снизу на запечатанный клапан. В центре: вид сверху на тот же запечатанный клапан. Справа: глядя сверху, мой палец поднимается вверх, чтобы увидеть, как работает самоуплотняющийся щелевой механизм. (Если вам интересно, я считаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические подробности о том, как это работает, в их US10287066B2: Дозирующий клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут работать в течение всего срока службы, но что с ними происходит после этого.Например, в случае упаковки для пищевых продуктов вторичная переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на пакетиках для кофе. После того, как кофе обжаривается и разливается по пакетам, ему, возможно, придется простоять на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на сумке он взорвался бы и потенциально лопнул в магазине (или на вашей кухне), разлетев кофе повсюду. На пакетиках с кофе есть оригинальные односторонние «дегазирующие» клапаны, состоящие из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», даже не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть внутрь снаружи, он сглаживает мембрану и плотно закрывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет утилизации? Если вы начнете ставить сложные пластиковые клапаны на пакеты, это сделает мешки намного сложнее утилизировать. Какой ответ? Сейчас производители делают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Принцип работы кофейных клапанов.Верхний ряд: Слева: Типичный клапан внутри пакета с кофе. В центре: этот компостируемый клапан из биопласта (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с выпускным отверстием для газа. Справа: Разберите его, и вы обнаружите, что внутри него также пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя Углекислый газ улетучивается, затем снова расплющивается, чтобы не допустить попадания воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Изображение: Восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть — это клапан и его ручка или элемент управления; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость при открытом клапане.

Многие типы клапанов имеют разные названия. В самые распространенные — бабочка, петух или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

• Шар : В шаровом кране полая сфера (шар) плотно прилегает к нему. внутри трубы, полностью перекрывая поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
• Butterfly : Дроссельная заслонка — это диск, который сидит в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или в вертикальном положении (чтобы полностью перекрыть поток).
• Кран или пробка : В кране или пробковом клапане расход заблокирован конической заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
• Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы опускать металлические ворота поперек них.Большинство клапанов этого типа спроектирован так, чтобы быть полностью открытым или полностью закрытым и не может функционируют должным образом, когда они открыты лишь частично. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
• Globe : Водопроводные краны (краны) являются примерами глобуса клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы пропускать через него больше или меньше жидкости.
• Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулируют поток жидкости в таких машинах, как карбюраторы двигателей автомобилей и системы центрального отопления.
• Тарелка : Клапаны в цилиндрах двигателя автомобиля являются тарелками. Этот Тип клапана подобен крышке, сидящей на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
• Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Клапаны, подобные этому, скользят назад и вперед, чтобы поток жидкости в одном или другом направлении вокруг контура трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов — возможно, токсичных химикатов, легковоспламеняющейся нефти, пара высокого давления, или сжатый воздух — его нельзя выпускать ни при каких обстоятельствах. Теоретически клапан должен быть полностью защищен и, будучи закрытым, никогда не должен пропускать жидкость или газ через него. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, приводимый в действие водогрейным котлом, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который бы открылся, позволил пару уйти и безопасно сбросить давление до того, как все произойдет. котел катастрофически взрывается. Клапаны, работающие таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открывать вручную для той же цели).

Изображение: Пример предохранительного клапана, установленного в обычный водопроводный кран (кран).

В обычном смесителе вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы повернуть клапан вверх или вниз. Это позволяет воде течь слева направо через горизонтальную трубу, вокруг изгиба (через зазор, где находился клапан) и наружу через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу имеется дополнительный предохранительный клапан зеленого цвета. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, намотанной вокруг него. Однако, если давление воды возрастает слишком сильно, она давит на конус, открывает клапан, и вода утекает вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1 449 472: предохранительный кран, созданный Полом Б. Вессоном и компанией Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011. Подробное руководство по различным типам клапанов, их выбору, размерам и типам проблем, с которыми вы можете столкнуться.
• Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство для покупателя.
• Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Диккенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Статьи

• Создание улучшенного клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
• человек из Великобритании получил искусственное пластиковое сердце: NHS Choices, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
• Предохранительные клапаны предотвращают опасность ожога: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты

дают прекрасное представление о технических деталях того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи, охватывающие множество различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

• US3425439: Дисковый затвор от Дона В. Даффи.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Жана Гашо. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности от Джеймса Стареса. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
• US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльз Питер Деклер. Colder Products Co, 16 марта 2004 г.
• US10287066B2: Дозирующий клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 29 ноября 2020 г.

Какой вид транспорта самый любимый в мире? Машина? В велосипед? Реактивный самолет? Если бы я рискнул предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаем трубы, но по ним транспортируется огромное количество жидкости (жидкость и газ) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной.Для эффективной работы трубам необходим способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стечь полностью. Это та работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические переключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать количество жидкости, протекающей через них. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Такое колесо облегчает открытие клапана, поскольку оно увеличивает усилие, прилагаемое к ободу. производят большую и более полезную силу в центре.Если вы не знаете, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по бутылке с напитками, позволяя воде входить и выходить, когда вы тянете или толкаете ее зубами.

Клапан — это механическое устройство, которое частично блокирует трубу. или полностью изменить количество проходящей через него жидкости.Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, позволяющий воде под давлением выходить из трубы. Сходным образом, когда вы спускаете воду в туалете, вы открываете два клапана: один (сифон), который пропускает воду чтобы убежать, чтобы опорожнить кастрюлю и другую (называемую шаровым краном или шаровой кран), который впускает больше воды в бак, готовый к следующему промывать.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас есть газовая варочная панель (варочная панель) На вашей плите регуляторы, которые включают или выключают газ, — это клапаны.Когда вы увеличиваете огонь, вы открываете клапан, который позволяет больше газ поступает по трубе. Больше газа горит с большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны

практически гарантированно установлены на любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который вращается подача воды включается или выключается каждый раз при ополаскивании барабана. Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открывающиеся и закрывающиеся несколько раз в секунду, чтобы впустить воздух и топливо и дать возможность сгореть выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивое важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем вокруг вашего тела.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА в Общинном сообществе 2) Этот гораздо меньший по размеру дроссельный клапан работает точно так же, откидываясь в центре, позволяя воздуху проходить через трубу.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды с помощью запорного клапана. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входящей «подаче» холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящие из них. Запорные клапаны очень полезны во время аварийной ситуации (например, при разрыве водопровода) или для выполнения планового технического обслуживания.После закрытия клапана вы можете безопасно проводить ремонт, не допуская вытекания жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет прочный металлический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан закрывается абсолютно плотно. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпусом и подходит для седло, когда клапан закрыт.Также есть некоторая форма механизм открытия и закрытия клапана — ручной рычаг или колесо (как кран или запорный кран) или автоматизированный механизм (как в автомобильном двигателе или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны были выключены, чтобы не допустить выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химикатов (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас есть вода с дозатором). Вот почему уплотнение клапана должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — это физически тяжелая работа: другими словами, вам нужно приложить много усилий, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны приводятся в действие рычагами (как на фото здесь, но некоторые из них могут быть намного длиннее, чтобы обеспечить большее усилие поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют от человека слишком большого усилия, они управляются гидроцилиндрами.

Выбор подходящего материала

Не все клапаны — большие, мощные, промышленные изделия из металла.Внимательно посмотрите на контейнеры для еды на кухне, и вы обнаружите во многих из них есть клапаны. Бутылки с водой (как та, которую я изображал выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо винтовые колпачки. Верхняя часть емкости для еды, которую я сфотографировал ниже, — еще один действительно гениальный пример клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный синтетический силиконовый каучук). Он закрывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому, теоретически, еда может просто капать на стол под ним! Этот оригинальный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, через которые проходит еда, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете, когда вы сжимаете, заставляет пищу проходить через четыре щели, которые открываются. Когда вы отпускаете давление, эластичность клапана заставляет щели снова опуститься вниз и снова закрыть банку. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, даже не замечали этого, но это гениальная инженерная разработка, которая опирается на очень осторожные подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный клапан для герметизации пищевых продуктов. Слева: вид снизу на запечатанный клапан. В центре: вид сверху на тот же запечатанный клапан. Справа: глядя сверху, мой палец поднимается вверх, чтобы увидеть, как работает самоуплотняющийся щелевой механизм. (Если вам интересно, я считаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические подробности о том, как это работает, в их US10287066B2: Дозирующий клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут работать в течение всего срока службы, но что с ними происходит после этого.Например, в случае упаковки для пищевых продуктов вторичная переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на пакетиках для кофе. После того, как кофе обжаривается и разливается по пакетам, ему, возможно, придется простоять на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на сумке он взорвался бы и потенциально лопнул в магазине (или на вашей кухне), разлетев кофе повсюду. На пакетиках с кофе есть оригинальные односторонние «дегазирующие» клапаны, состоящие из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», даже не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть внутрь снаружи, он сглаживает мембрану и плотно закрывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет утилизации? Если вы начнете ставить сложные пластиковые клапаны на пакеты, это сделает мешки намного сложнее утилизировать. Какой ответ? Сейчас производители делают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Принцип работы кофейных клапанов.Верхний ряд: Слева: Типичный клапан внутри пакета с кофе. В центре: этот компостируемый клапан из биопласта (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с выпускным отверстием для газа. Справа: Разберите его, и вы обнаружите, что внутри него также пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя Углекислый газ улетучивается, затем снова расплющивается, чтобы не допустить попадания воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Изображение: Восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть — это клапан и его ручка или элемент управления; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость при открытом клапане.

Многие типы клапанов имеют разные названия. В самые распространенные — бабочка, петух или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

• Шар : В шаровом кране полая сфера (шар) плотно прилегает к нему. внутри трубы, полностью перекрывая поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
• Butterfly : Дроссельная заслонка — это диск, который сидит в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или в вертикальном положении (чтобы полностью перекрыть поток).
• Кран или пробка : В кране или пробковом клапане расход заблокирован конической заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
• Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы опускать металлические ворота поперек них.Большинство клапанов этого типа спроектирован так, чтобы быть полностью открытым или полностью закрытым и не может функционируют должным образом, когда они открыты лишь частично. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
• Globe : Водопроводные краны (краны) являются примерами глобуса клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы пропускать через него больше или меньше жидкости.
• Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулируют поток жидкости в таких машинах, как карбюраторы двигателей автомобилей и системы центрального отопления.
• Тарелка : Клапаны в цилиндрах двигателя автомобиля являются тарелками. Этот Тип клапана подобен крышке, сидящей на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
• Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Клапаны, подобные этому, скользят назад и вперед, чтобы поток жидкости в одном или другом направлении вокруг контура трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов — возможно, токсичных химикатов, легковоспламеняющейся нефти, пара высокого давления, или сжатый воздух — его нельзя выпускать ни при каких обстоятельствах. Теоретически клапан должен быть полностью защищен и, будучи закрытым, никогда не должен пропускать жидкость или газ через него. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, приводимый в действие водогрейным котлом, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который бы открылся, позволил пару уйти и безопасно сбросить давление до того, как все произойдет. котел катастрофически взрывается. Клапаны, работающие таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открывать вручную для той же цели).

Изображение: Пример предохранительного клапана, установленного в обычный водопроводный кран (кран).

В обычном смесителе вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы повернуть клапан вверх или вниз. Это позволяет воде течь слева направо через горизонтальную трубу, вокруг изгиба (через зазор, где находился клапан) и наружу через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу имеется дополнительный предохранительный клапан зеленого цвета. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, намотанной вокруг него. Однако, если давление воды возрастает слишком сильно, она давит на конус, открывает клапан, и вода утекает вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1 449 472: предохранительный кран, созданный Полом Б. Вессоном и компанией Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011. Подробное руководство по различным типам клапанов, их выбору, размерам и типам проблем, с которыми вы можете столкнуться.
• Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство для покупателя.
• Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Диккенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Статьи

• Создание улучшенного клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
• человек из Великобритании получил искусственное пластиковое сердце: NHS Choices, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
• Предохранительные клапаны предотвращают опасность ожога: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты

дают прекрасное представление о технических деталях того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи, охватывающие множество различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

• US3425439: Дисковый затвор от Дона В. Даффи.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Жана Гашо. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности от Джеймса Стареса. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
• US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльз Питер Деклер. Colder Products Co, 16 марта 2004 г.
• US10287066B2: Дозирующий клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 29 ноября 2020 г.

Какой вид транспорта самый любимый в мире? Машина? В велосипед? Реактивный самолет? Если бы я рискнул предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей. Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаем трубы, но по ним транспортируется огромное количество жидкости (жидкость и газ) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной.Для эффективной работы трубам необходим способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стечь полностью. Это та работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические переключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать количество жидкости, протекающей через них. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Такое колесо облегчает открытие клапана, поскольку оно увеличивает усилие, прилагаемое к ободу. производят большую и более полезную силу в центре.Если вы не знаете, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров. Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по бутылке с напитками, позволяя воде входить и выходить, когда вы тянете или толкаете ее зубами.

Клапан — это механическое устройство, которое частично блокирует трубу. или полностью изменить количество проходящей через него жидкости.Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, позволяющий воде под давлением выходить из трубы. Сходным образом, когда вы спускаете воду в туалете, вы открываете два клапана: один (сифон), который пропускает воду чтобы убежать, чтобы опорожнить кастрюлю и другую (называемую шаровым краном или шаровой кран), который впускает больше воды в бак, готовый к следующему промывать.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас есть газовая варочная панель (варочная панель) На вашей плите регуляторы, которые включают или выключают газ, — это клапаны.Когда вы увеличиваете огонь, вы открываете клапан, который позволяет больше газ поступает по трубе. Больше газа горит с большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны

практически гарантированно установлены на любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который вращается подача воды включается или выключается каждый раз при ополаскивании барабана. Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открывающиеся и закрывающиеся несколько раз в секунду, чтобы впустить воздух и топливо и дать возможность сгореть выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивое важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь ваши легкие (где он поглощает кислород), а затем вокруг вашего тела.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА в Общинном сообществе 2) Этот гораздо меньший по размеру дроссельный клапан работает точно так же, откидываясь в центре, позволяя воздуху проходить через трубу.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды с помощью запорного клапана. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входящей «подаче» холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящие из них. Запорные клапаны очень полезны во время аварийной ситуации (например, при разрыве водопровода) или для выполнения планового технического обслуживания.После закрытия клапана вы можете безопасно проводить ремонт, не допуская вытекания жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет прочный металлический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан закрывается абсолютно плотно. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпусом и подходит для седло, когда клапан закрыт.Также есть некоторая форма механизм открытия и закрытия клапана — ручной рычаг или колесо (как кран или запорный кран) или автоматизированный механизм (как в автомобильном двигателе или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны были выключены, чтобы не допустить выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химикатов (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас есть вода с дозатором). Вот почему уплотнение клапана должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — это физически тяжелая работа: другими словами, вам нужно приложить много усилий, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны приводятся в действие рычагами (как на фото здесь, но некоторые из них могут быть намного длиннее, чтобы обеспечить большее усилие поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют от человека слишком большого усилия, они управляются гидроцилиндрами.

Выбор подходящего материала

Не все клапаны — большие, мощные, промышленные изделия из металла.Внимательно посмотрите на контейнеры для еды на кухне, и вы обнаружите во многих из них есть клапаны. Бутылки с водой (как та, которую я изображал выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо винтовые колпачки. Верхняя часть емкости для еды, которую я сфотографировал ниже, — еще один действительно гениальный пример клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный синтетический силиконовый каучук). Он закрывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому, теоретически, еда может просто капать на стол под ним! Этот оригинальный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, через которые проходит еда, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете, когда вы сжимаете, заставляет пищу проходить через четыре щели, которые открываются. Когда вы отпускаете давление, эластичность клапана заставляет щели снова опуститься вниз и снова закрыть банку. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, даже не замечали этого, но это гениальная инженерная разработка, которая опирается на очень осторожные подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный клапан для герметизации пищевых продуктов. Слева: вид снизу на запечатанный клапан. В центре: вид сверху на тот же запечатанный клапан. Справа: глядя сверху, мой палец поднимается вверх, чтобы увидеть, как работает самоуплотняющийся щелевой механизм. (Если вам интересно, я считаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические подробности о том, как это работает, в их US10287066B2: Дозирующий клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут работать в течение всего срока службы, но что с ними происходит после этого.Например, в случае упаковки для пищевых продуктов вторичная переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на пакетиках для кофе. После того, как кофе обжаривается и разливается по пакетам, ему, возможно, придется простоять на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на сумке он взорвался бы и потенциально лопнул в магазине (или на вашей кухне), разлетев кофе повсюду. На пакетиках с кофе есть оригинальные односторонние «дегазирующие» клапаны, состоящие из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», даже не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть внутрь снаружи, он сглаживает мембрану и плотно закрывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет утилизации? Если вы начнете ставить сложные пластиковые клапаны на пакеты, это сделает мешки намного сложнее утилизировать. Какой ответ? Сейчас производители делают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Принцип работы кофейных клапанов.Верхний ряд: Слева: Типичный клапан внутри пакета с кофе. В центре: этот компостируемый клапан из биопласта (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с выпускным отверстием для газа. Справа: Разберите его, и вы обнаружите, что внутри него также пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя Углекислый газ улетучивается, затем снова расплющивается, чтобы не допустить попадания воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Изображение: Восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть — это клапан и его ручка или элемент управления; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость при открытом клапане.

Многие типы клапанов имеют разные названия. В самые распространенные — бабочка, петух или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

• Шар : В шаровом кране полая сфера (шар) плотно прилегает к нему. внутри трубы, полностью перекрывая поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
• Butterfly : Дроссельная заслонка — это диск, который сидит в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или в вертикальном положении (чтобы полностью перекрыть поток).
• Кран или пробка : В кране или пробковом клапане расход заблокирован конической заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
• Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы опускать металлические ворота поперек них.Большинство клапанов этого типа спроектирован так, чтобы быть полностью открытым или полностью закрытым и не может функционируют должным образом, когда они открыты лишь частично. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
• Globe : Водопроводные краны (краны) являются примерами глобуса клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы пропускать через него больше или меньше жидкости.
• Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулируют поток жидкости в таких машинах, как карбюраторы двигателей автомобилей и системы центрального отопления.
• Тарелка : Клапаны в цилиндрах двигателя автомобиля являются тарелками. Этот Тип клапана подобен крышке, сидящей на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
• Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Клапаны, подобные этому, скользят назад и вперед, чтобы поток жидкости в одном или другом направлении вокруг контура трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов — возможно, токсичных химикатов, легковоспламеняющейся нефти, пара высокого давления, или сжатый воздух — его нельзя выпускать ни при каких обстоятельствах. Теоретически клапан должен быть полностью защищен и, будучи закрытым, никогда не должен пропускать жидкость или газ через него. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, приводимый в действие водогрейным котлом, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который бы открылся, позволил пару уйти и безопасно сбросить давление до того, как все произойдет. котел катастрофически взрывается. Клапаны, работающие таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открывать вручную для той же цели).

Изображение: Пример предохранительного клапана, установленного в обычный водопроводный кран (кран).

В обычном смесителе вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы повернуть клапан вверх или вниз. Это позволяет воде течь слева направо через горизонтальную трубу, вокруг изгиба (через зазор, где находился клапан) и наружу через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу имеется дополнительный предохранительный клапан зеленого цвета. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, намотанной вокруг него. Однако, если давление воды возрастает слишком сильно, она давит на конус, открывает клапан, и вода утекает вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1 449 472: предохранительный кран, созданный Полом Б. Вессоном и компанией Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011. Подробное руководство по различным типам клапанов, их выбору, размерам и типам проблем, с которыми вы можете столкнуться.
• Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство для покупателя.
• Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Диккенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Статьи

• Создание улучшенного клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
• человек из Великобритании получил искусственное пластиковое сердце: NHS Choices, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
• Предохранительные клапаны предотвращают опасность ожога: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты

дают прекрасное представление о технических деталях того, как все работает на самом деле. Существуют тысячи, охватывающие множество различных типов клапанов; вот небольшой и довольно случайный выбор для начала:

• US3425439: Дисковый затвор от Дона В. Даффи.Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US3394915: Шаровой кран с кольцевым уплотнением от Жана Гашо. Duriron Co. Inc., 4 февраля 1969 г.
• US20030159737A1: Шаровой клапан большой пропускной способности от Джеймса Стареса. ООО «Дрессер», 30 августа 2005 г.
• US20030159737A1: Тарельчатый клапан и способ его изготовления Чарльз Питер Деклер. Colder Products Co, 16 марта 2004 г.
• US10287066B2: Дозирующий клапан Джейсона Хаттона и др., AsparGroup. 14 мая 2019 г. Техническое описание желтого самоуплотняющегося пищевого клапана, сфотографированного выше.

Как узнать, открыт ли ваш клапан или закрыт

Эта запись была опубликована 4 июня 2020 года Эшли Карстен.

Один вопрос, который беспокоит как домовладельцев, так и профессионалов, звучит так: «Мой клапан открыт или закрыт?» Если у вас дроссельный или шаровой клапан, направление ручки указывает, открыт или закрыт клапан. Если у вас есть запорный или запорный клапан, сложнее определить, открыт он или закрыт, потому что визуальных сигналов очень мало или совсем нет, а это означает, что вам нужно полагаться на величину сопротивления, чтобы определить, действительно ли ваш клапан закрыт.Ниже мы рассмотрим четыре различных типа клапанов, обсуждая особенности определения того, закрыт ли клапан или открыт.

Мой шаровой кран открыт или закрыт?

Шаровые краны грамотно названы из-за шара, который находится внутри корпуса. У мяча есть отверстие в центре. Это отверстие обращено к потоку воды, когда клапан открыт. Когда клапан закрыт, твердая сторона шара обращена к потоку, эффективно блокируя дальнейшее поступательное движение жидкости.Из-за этой конструкции шаровые краны являются одним из видов запорных клапанов, то есть их можно использовать только для остановки и запуска потока; не регулировать поток.

Шаровые краны, пожалуй, самый простой способ узнать, открыты они или закрыты. Если ручка сверху параллельна клапану, он открыт. Точно так же, если ручка перпендикулярна верху, клапан закрыт.

Шаровые краны обычно встречаются при орошении и на участках, где необходимо контролировать подачу воды из одной области в другую.

Как определить, открыт ли клапан-бабочка

Поворотные дисковые затворы

отличаются от всех других клапанов, представленных в этом посте, тем, что их можно не только использовать как запорный клапан, но и как регулирующий клапан. Внутри дроссельной заслонки находится диск, который вращается при повороте ручки. Дисковые затворы могут регулировать поток, частично открывая диск.

Поворотные дисковые затворы имеют наверху рычажную ручку, аналогичную шаровому крану. Эта ручка указывает, включен или выключен поток, и может использоваться для частичного включения клапана путем фиксации диска на месте.Когда ручка параллельна клапану, она закрыта, а когда она перпендикулярна клапану, она открыта.

Дроссельные заслонки подходят для использования при орошении сада, а также обычно используются в приложениях с ограниченным пространством. Они имеют тонкий дизайн, что делает их идеальными для тесных пространств. Из-за диска внутри эти клапаны не подходят для использования в системах с высоким давлением, поскольку всегда будет что-то на пути, частично блокирующее поток.

Как узнать, открыты ли задвижки

Задвижки — это тип запорной (или запорной) арматуры, которая устанавливается на трубопроводах, требующих полного отключения или включения потока.Задвижки имеют ручку сверху, которая при повороте поднимает и опускает задвижку внутри, отсюда и название. Чтобы включить задвижку, вы поворачиваете ручку против часовой стрелки, и вы поворачиваете ее по часовой стрелке, чтобы выключить клапан.

Нет визуального индикатора, который показывает, открыта или закрыта задвижка. Поэтому важно помнить, что когда вы поворачиваете ручку, вы должны остановиться, когда вы столкнетесь с сопротивлением; Продолжение попытки повернуть клапан может потенциально повредить задвижку, что сделает вашу задвижку неэффективной.

Чаще всего задвижки используются в доме для перекрытия основной воды или, как вы можете видеть чаще, для водопроводного крана снаружи вашего дома.

Мой запорный клапан закрыт?

Последний клапан в нашем списке — запорный клапан, который представляет собой другой тип запорного клапана. Этот клапан похож на задвижку, но более компактен. Это также клапан, с которым вы, возможно, наиболее знакомы. Эти клапаны часто используются для подключения таких приборов, как унитазы и раковины, к водопроводу в вашем доме.Вы поворачиваете запорный клапан по часовой стрелке, чтобы выключить подачу, и против часовой стрелки, чтобы ее включить. У запорных клапанов под ручкой имеется шток, который поднимается и опускается при включении и выключении клапана. Шток не виден, когда запорный клапан закрыт.

Последний совет: знайте свой тип клапана

В конце концов, самая важная часть информации о том, открыт клапан или закрыт, — это знать, какой тип клапана у вас есть.

No related posts.