Клапан состоит из: КЛАПАН | Энциклопедия Кругосвет

децеллюляризация — блог компании Auroramed

На долю операций по поводу заболеваний клапанного аппарата сердца приходится большая часть всех кардиохирургических вмешательств. Число пациентов, нуждающихся в протезировании клапанов сердца, на 2005 год составляло 290 тысяч человек.

С каждым годом качество, дизайн и свойства протезов становятся все совершеннее, но все равно не могут сравниться по своим свойствам с нативными клапанами. Самые частые осложнения после имплантации механических клапанов — это тромбоэмболии, кровотечения и протезный эндокардит. Биологические клапаны решают осложнения, возникающие с механическими клапанами, но им свойственна кальцификация и биодеградация, которые требуют реоперации через 10-15 дет. Для предотвращения возникновения вышеперечисленных осложнений и приближения к структуре естественных клапанов необходимо прибегнуть к тканевой инженерии.

Клапан состоит из специальных клеток и экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ), которые в ответ на механические воздействия могут ремоделироваться.

Ежегодно клапан открывается и закрывается 40 млн раз в год и со временем претерпевает изменения в своей структуре. Клапан, изготовленный посредством тканей инженерии, должен быть прочным, гибким, адаптируемым к деформациям, атромбогенным, легко имплантируемым, а также иметь возможность расти вместе с пациентом.

 

Микроскопически створки клапана состоят из трех слоев: желудочкового, в составе которого эластиновые волокна, фиброзного, состоящего из коллагеновых волокон, и губчатого слоя, богатого гликозаминогликанами. Коллаген, эластин и гликозаминогликаны образуют ЭЦМ. Коллагеновые волокна не эластичны, имеют складчатую структуру и отвечают за противостояние нагрузкам во время диастолы. Эластиновые волокна восстанавливают сокращенную конфигурацию створок во время систолы. Губчатый же слой абсорбирует и гасит энергию удара струи крови во время систолы.

Клеточный состав включает эндотелиальные клетки (ЭК) и интерстициальные клетки (ИК. ЭК создают атромбогенную поверхность клапана и контролируют воспалительные и иммунные реакции.

ИК — гетерогенная группа клеток, осуществляющих синтез компонентов ЭЦМ и его ремоделирование.

Первые попытки создания клапанов с помощью методов тканевой инженерии были предприняты M. Grimm et al. в 1991 году. Группа ученых исследовала рост ЭК на бычьем перикарде, фиксированном в глутаральдегиде.

Классическая технология тканей инженерии включает в себя создание каркасной основы, совмещение ее с клетками, инкубирование материала in-vitro для формирования прототипа ткани. Основными направлениями разработок каркасных основ являются: децеллюляризация тканей, создание синтетических рассасывающихся матриксов и полимеризованных биологических экстрацеллюлярных носителей, содержащих клетки.

Идеей метода децеллюляризации для изготовления клапанов является осознание того, что основную антигенную нагрузку несет клеточный аппарат клапана. Чаще всего имплантируемые ксенографты не соответствуют комплексам гистосовместимости. Кроме того, ксенографты фиксируются в глутаровом альдегиде, который, в свою очередь, является причиной цитотоксичных реакций, кальцификации и деградации.

Основной задачей децеллюляризации является устранение клеток при полном сохранении структуры ЭЦМ. Процесс создания бесклеточного матрикса складывается из этапа разрушения клеточных мембран и рибонуклеиновых кислот и этапа их экстракции при помощи разных детергентов. Чаще всего в качестве детергентов используются анионные, цвиттерионные, неионные вещества, энзимы (трипсин). Энзимы необходимы для расщепления и удаления ДНК и РНК.

Додецилсульфат натрия (SDS) до недавнего времени описывался как эффективный детергент по удалению клеток. Однако в последнее время большинство исследований доказывают дестабилизирующее действие SDS на матрикс: SDS дестабилизирует тройной спиральный домен коллагена и вызывает набухание эластина, разрушая тем самым ЭЦМ. После обработки клапанов SDS повышается их растяжимость, кроме того, после совмещения обработанных SDS створок клапана с ЭК происходит массивный лизис клеток спустя 24 часа после культивирования.

Использование гипо-и гипертонических растворов эффективно удаляет клеточные элементы, но при исследовании с антителами к главному комплексу гистосовместимости (MHC) определяется положительная реакция.

Множество исследований посвящены децеллюляризации трипсином. Практически во всех работах авторы сообщают о массивной деструкции коллагеновых и эластиновых компонентов ЭЦМ. Из-за этого определяется ранняя кальцификация, и снижается  длительность «службы» клапана. Кроме того, трипсин негативно влияет на репопуляцию клапана клетками хозяина.

Деоксихолат натрия (SDC) — производное желчных кислот успешно применяется для децеллюляризации тканей с 2002 года.

Последнее десятилетие стало прорывом в области тканевой инженерии клапанов сердца. В 2000 году американская компания Cryolife начала выпускать децеллюляризированные свиные клапаны аорты под маркой «SynerGraft». Данные клапаны прошли успешные гидродинамические и иммунологические исследования и апробацию на овцах. Однако через несколько месяцев появились сообщения о плохом самочувствии детей, которым был имплантирован данный клапан. Через 2 года вышла статья с анализом ситуации. В ней сообщалось, что 1 пациент семи лет умер через 7 суток после операции, 1 девятилетний пациент умер спустя 6 месяцев после операции, еще 1 ребенок умер через год.

Причиной смерти послужили клапан-ассоциированные осложнения в виде разрывов створок, воспалительных изменений и стенозов. 1 ребенку потребовалась реоперация спустя 2 суток после первичной операции. На всех клапанах наблюдались воспалительные изменения, фиброз, инкапсуляции, перфорации и износ створок. Причины до конца не ясны, но, вероятно, виной всему послужил далекий от оптимального протокол децеллюляризации.

В 2005 F.D. Da Costa с соавторами сообщили об 11 успешно выполненных операциях Росса с использованием децеллюляризированных аллографтов, изготовленных по оригинальной технологии Autotissue, при этом летальных случаев не отмечалось, 1 пациент был реоперирован по поводу кровотечения.

В целом, положительные результаты клинического применения децеллюляризированных ксено- и аллографтов вселяют надежду на дальнейшее развитие данного направления в тканевой инженерии и совершенствование протоколов децеллюляризации клапанов сердца.

Типы искусственных клапанов

Какие существуют искусственные клапаны сердца

В настоящее время имеется два основных типа искусственных клапанов сердца: механические и биологические, которые имеют свои особенности, преимущества и недостатки.

Механические клапаны сердца

Это протезы, которые служат для замены функции естественного клапана сердца человека. Сердце человека имеет четыре клапана: трехстворчатый, митральный, пульмональный и аортальный. Предназначение клапанов сердца — обеспечить беспрепятственный ток крови через сердце по малому и большому кругу кровообращения к органам и тканям. В результате различных заболеваний нарушается работа клапанов (одного или нескольких), что проявляется сужением отверстия клапана или его недостаточностью. Оба этих процесса могут привести к постепенному развитию сердечной недостаточности и ухудшению самочувствия. Механические клапаны сердца предназначены для замены пораженного клапана протезом, чтобы восстановить его функцию и тем самым восстановить адекватную работу сердца.

Типы механических клапанов сердца

Существует три типа механических клапанов сердца: шариковые, наклонный диск и двустворчатые — в различных модификациях.

Первый искусственный клапан сердца был шариковый, он состоит из металлического каркаса, в котором заключен шарик из силиконового эластомера. Когда давление крови в камере сердца превышает давление снаружи камеры, шарик выталкивается против каркаса и дает течь току крови. По завершении сокращения сердечной мышцы давление в камере снижается и становится ниже, чем за клапаном, поэтому шарик движется в обратную сторону, закрывая проход крови из одной камеры сердца в другую. В 1952 году Чарльз Хафнейджел имплоантировал шариковый клапан сердца десяти пациентам (шесть из них выжило после операции), что означало первый успешный опыт долгосрочного применения искусственных клапанов сердца. Подобный же клапан был изобретен Майлз «Лоуэлл» Эдвардсом и Альбертом Старром в 1960 году (в литературе он встречается под названием силастиковый шариковый клапан). Первый имплантат клапана сердца у человека был сделан 21 сентября 1960 года. Он состоял из силиконового шарика, заключенного в каркас, созданный из основания клапана.

Шариковый клапан характеризуется высокой тенденцией к образованию тромбов, поэтому такие пациенты вынуждены постоянно принимать высокие дозы антикоагулянтов. Фирма «Edwards Lifesciences» прекратила производство этих клапанов в 2007 году.

Вскоре были созданы дисковые клапаны сердца. Первым доступным в клинике искусственным дисковым клапаном сердца был клапан Бйорк-Шили, который с момента изобретения в 1969 году претерпел различные значительные изменения. Дисковый клапан состоит из одного кругового обтуратора, который регулируется металлической распоркой. Они производятся из металлического кольца, покрытого пористым политетрафторэтиленом, Механические протезы значительно более долговечны, но требуют пожизненной антикоагулянтной терапии, менее физиологичны. В общем, проблема выбора протеза — действительно большая проблема как для хирурга, так и для пациента. Поэтому девиз «Каждому больному — свой протезочень актуален и вряд ли утратит актуальность в обозримом будущем.в котором подшиты нити для удерживания клапана на месте.

Металлическое кольцо с помощью двух металлических опор, держит диск, который открывается и закрывается во время выполнения сердца своей насосной функции. Сам диск такого клапана обычно делается из чрезвычайно твердого углеродного материала (пиролитический углерод), для того, чтобы клапан мог работать без изнашивания в течение многих лет. В США наиболее популярной моделью дискового клапана сердца является модель Medtronic-Hall. В некоторых моделях механических клапанов сердца диск разделен на две части, которые открываются и закрываются как двери.

St. Jude Medical является лидером в производстве двустворчатых клапанов, который состоит из двух полукружных клапанов, которые вращаются вокруг распорки, прикрепленной к основанию клапана. Этот дизайн был предложен в 1979 году и, хотя, они помогали справиться с некоторыми проблемами, которые отмечались с некоторыми клапанами, двустворчатые клапаны подвержены наличию обратного тока крови (регургитации) и поэтому они не могут считаться идеальными. Однако, двустворчатые клапаны обеспечивают более естественный ток крови, по сравнению с шариковыми или дисковыми клапанами. Одним из преимуществ этих клапанов является то, что они хорошо переносятся пациентом.

Механические клапаны сердца сегодня являются наиболее надежными и заслуживающими доверия и позволяют пациенту жить нормальной жизнью. Большинство механических клапанов служат минимум в течение 20-30 лет.

Гидравлика

Многие осложнения, связанные с механическими клапанами сердца могут быть объяснены гидравликой. Например, образование тромба является побочным эффектом врезающего воздействия, созданного формой клапанов. Идеальный искусственный клапан в перспективе должен быть с минимальным давлением на свои компоненты, характеризоваться минимальной регургитацией, минимальной турбулентностью и не разделять ток крови в области клапана.

Воздействие на кровь

Одним из главных недостатков механических клапанов сердца является то, что пациенты с такими клапанами вынуждены постоянно принимать препараты, разжижающие кровь (антикоагулянты). Тромбы, которые формируются в результате разрушения эритроцитов и тромбоцитов могут блокировать просвет сосудов, что ведет к серьезным последствиям.

Все модели механических клапанов сердца подвержены образованию тромбов ввиду высокой стрессовой активности, стагнации и разделения потока крови. Шариковый дизайн клапана приводит к воздействию на стенки, что повреждает клетки, а также разделению поток крови. Дисковый клапан также страдает разделением потока крови за распоркой клапана и диском в результате сочетания быстрого и медленного потоков. Двустворчатые клапаны характеризуются высокой стрессовой активностью, а также протечкой и замедлением тока крови рядом с клапаном.

В целом, повреждение клеток крови отмечается как в митральном, так и аортальном искусственных клапанах. Вальвулярный тромбоз характерен чаще всего для искусственного митрального клапана.

Так как механические клапаны сердца подвержены стрессовому воздействию, пациентам требуется постоянный прием антикоагулянтов. Биопротезы менее подвержены образованию тромбов, но учитывая их срок службы, они обычно наиболее применимы у людей старше 55 лет.

Механические клапаны сердца также могут вызывать гемолитическую анемию и гемолиз эритроцитов, когда они проходят через клапан.

Биологические клапаны

Биологическое клапаны — это клапаны, которые создаются из животных тканей, например, из ткани клапанов сердца свиньи, при этом они проходят предварительно некоторую химическую обработку для того, чтобы они были пригодны для имплантации в сердце человека. Все дело в том, что свиное сердце больше других схоже с сердцем человека, и поэтому лучше всего подходит для использования в замене клапанов сердца. Имплантация свиных клапанов сердца — это тип т.н. ксенотрансплантации.

В другом типе биологических клапанов применяется биологическая ткань, которая подшивается к металлическому каркасу. Ткань для таких клапанов берется из бычьего или лошадиного перикарда. Ткань перикарда очень подходит для клапанов ввиду своих чрезвычайных физических свойств. Этот тип биологических клапанов очень эффективен для замены. Ткань для таких клапанов стерилизуется, ввиду чего они перестают быть чужеродными для организма, и реакции отторжения не отмечается. Такие клапаны гибкие и прочные.

Механические протезы значительно более долговечны, но требуют пожизненной антикоагулянтной терапии, менее физиологичны. В общем, проблема выбора протеза — действительно большая проблема как для хирурга, так и для пациента. Поэтому девиз «Каждому больному — свой протез» очень актуален и вряд ли утратит актуальность в обозримом будущем.

сердечных клапанов, анатомия и функция | ColumbiaDoctors

Записаться на прием

Что такое сердечные клапаны?

Сердце состоит из четырех камер, двух предсердий (верхние камеры) и двух желудочков (нижние камеры). Есть клапан, через который проходит кровь, прежде чем покинуть каждую камеру сердца. Клапаны препятствуют обратному току крови. Эти клапаны представляют собой настоящие створки, расположенные на каждом конце двух желудочков (нижних камер сердца). Они действуют как односторонние входы крови с одной стороны желудочка и односторонние выходы крови с другой стороны желудочка. Нормальные клапаны имеют три створки, за исключением митрального клапана, который имеет две створки. Четыре сердечных клапана включают следующее:

• трехстворчатый клапан: расположен между правым предсердием и правым желудочком
• клапан легочной артерии: расположен между правым желудочком и легочной артерией
• митральный клапан: расположен между левым предсердием и левым желудочком
• аортальный клапан: расположен между левым желудочком и аортой

Как функционируют сердечные клапаны?

Когда сердечная мышца сокращается и расслабляется, клапаны открываются и закрываются, позволяя крови попеременно поступать в желудочки и предсердия. Ниже приведена пошаговая иллюстрация нормального функционирования клапанов левого желудочка:

После того, как левый желудочек сокращается, аортальный клапан закрывается, а митральный клапан открывается, позволяя крови течь из левого предсердия в левый желудочек.

По мере сокращения левого предсердия в левый желудочек поступает больше крови.

Когда левый желудочек сокращается, митральный клапан закрывается, а аортальный клапан открывается, поэтому кровь поступает в аорту.

Что такое порок сердечного клапана?

Клапаны сердца могут иметь одну из двух неисправностей:

1. регургитация (или негерметичность клапана):  Клапан (клапаны) закрывается не полностью, в результате чего кровь течет обратно через клапан. Это приводит к утечке крови обратно в предсердия из желудочков (в случае митрального и трехстворчатого клапанов) или утечке крови обратно в желудочки (в случае аортального и легочного клапанов).
2. стеноз (или сужение клапана): Отверстие клапана(ов) сужается или клапаны повреждаются или рубцуются (жесткие), препятствуя оттоку крови из желудочков или предсердий. Сердце вынуждено перекачивать кровь с повышенной силой, чтобы протолкнуть кровь через суженный или тугоподвижный (стенозированный) клапан (клапаны).

Клапаны сердца могут иметь обе неисправности одновременно (регургитация и стеноз). Кроме того, одновременно может быть поражено несколько сердечных клапанов. Когда сердечные клапаны не открываются и не закрываются должным образом, последствия для сердца могут быть серьезными, возможно, препятствуя способности сердца адекватно перекачивать кровь по телу. Проблемы с сердечным клапаном являются одной из причин сердечной недостаточности.

 

Основные детали регулирующих клапанов

Клапан — это механическое устройство, которое регулирует поток жидкости и давление в системе или процессе. А 9Клапан 0010 управляет расходом и давлением жидкости в системе или технологическом процессе, выполняя любую из следующих функций.

a) Остановка и запуск потока жидкости

b) Изменение (дросселирование) величины потока жидкости

c) Управление направлением потока жидкости

d) Регулирование давления в системе или технологическом давлении ниже по потоку

e) Разгрузочный компонент или трубопровод избыточное давление

Существует множество конструкций и типов клапанов, которые выполняют одну или несколько функций, указанных выше. Множество типов и конструкций клапанов безопасно подходят для широкого спектра промышленных применений.

Основные части регулирующих клапанов

Независимо от типа все клапаны имеют следующие основные части: корпус, крышку, трим (внутренние элементы), привод и уплотнение. Основные части клапана показаны на рисунке 1.

Регулирующие клапаны в основном состоят из двух частей:

1) Часть привода

2) Часть корпуса для облегчения понимания.

1. Привод Деталь

Для управления клапаном он будет классифицироваться как пневматический, моторизованный или гидравлический, но обычно используется в нашей отрасли, это пневматический привод или привод, управляемый самим ветром. Для простоты обслуживания привод имеет простую конструкцию, которая также включает хомут.

Различные компоненты привода

• Крышка от дождя Я молюсь, чтобы они не пропускали воду в привод для действия воздуха, чтобы открыть привод, потому что ветер будет снизу привода, поэтому отверстия не заполнено. Найдите что-нибудь еще для инвалидов, Чтобы сохранить воду, когда идет дождь. И должен быть снят воздушный клапан сзади.
• Рым-болт для использования на крюке. Перемещение клапана
• Мембрана гибкая. Чтобы изменить входящую энергию ветра и мощность, переданную на пластину диафрагмы, чтобы сделать стволовую ячейку привода.
• Пружина находится в корпусе привода бугеля или, в зависимости от конструкции производителя. Он будет действовать как сила для Актуатора Стволовой Клетки и сильный ветер с направления, противоположного пластине Диафрагмы.
• Шток привода соединен со штоком клапана привода.
• Корпус мембраны – детали, используемые для набивки Пластина мембраны состоит из двух частей: верхней и нижней частей.
• Пластина со шкалой зависит от положения клапана в диапазоне 0–100 %.
• Соединитель штока является связующим звеном между штоком привода и штоком плунжера.
• Хомут — это компонент, который используется для соединения секций привода и корпуса клапана.

2. Часть корпуса

Часть корпуса Клапан входит в состав крышки клапана, с которой этот сегмент подвергается непосредственному воздействию жидкости (жидкости), поэтому при выборе необходимого материала (материала) квалификации, а также типа жидкости, температуры, Давление и. и т.д.

• Сальниковый фланец используется для сжатия шпильки, чтобы сделать все сальниковое уплотнение максимально герметичным и жидкость не может вытекать из шейки крышки.
• Сальниковое уплотнение Follwer — это прочность сальникового фланцевого уплотнения, которое плотно сжимается, чтобы затягиваться с течением времени.
• Упорная гайка бугеля
• Сальниковое уплотнение важно, поскольку мы предотвращаем утечку жидкости до горловины и находимся в прямом контакте со штоком плунжера крышки. Выбор материала и типа для подгонки очень важен. Большинство используемых материалов — это ПТФЭ или графит, и каждый раз проводится техническое обслуживание. Необходимость постоянно менять сальниковое уплотнение.
• Шток клапана является силой привода и соединен с заглушкой.
• Крышка в основном использовалась для поддержки положения прокрутки времени подключения вверх, прокрутите вниз, чтобы найти его. Нет левого и правого. Но некоторые производители сокращают выпуск, чтобы снизить затраты на производство и продажу клапана. Обслуживание также затруднено. Это не для того, чтобы прийти и поддержать положение вилки и сиденья, чтобы постоянно притираться.
• Шпилька и гайка
• Прокладка — это устройство, используемое для предотвращения утечек при сборке чугуна и стали, а также между корпусом и крышкой.
• Направляющее кольцо расположено в крышке таким образом, чтобы плунжер находился прямо вверх. Еще одна причина иметь крышку с направляющим кольцом вместо того, чтобы делать все, чтобы сократить время обслуживания. Стоимость. Поскольку эта секция всегда подвергается воздействию плунжера штока, иногда изнашивается, если не направляющее кольцо может быть целым, а не только заменой направляющего кольца крышки.
• Направляющая втулка снова используется для поддержки направляющего кольца.
• Заглушка клапана необходима для использования силы потока жидкости. И определите свойства потока как Линейный, Равнопроцентный или Быстрое Открытие.
• Седло. Кольцо — это компонент, являющийся частью корпуса клапана и имеющий размер номинального Cv клапана, который поддерживает плунжер и плунжер, а седло должно быть близко друг к другу. Чтобы иметь возможность следить за утечкой классов по мере необходимости.
• Корпус клапана , основной компонент круглой формы и вступает в непосредственный контакт с жидкостью. Соединение с трубопроводом Таким образом, размер и материал должны быть выбраны соответствующим образом. Подробнее см. в разделе «Рейтинг PT по конструкции корпуса клапана» — часто встречающийся 1. Одноходовой — 1 плунжер с 1 седлом 2. Двухходовой — 2 плунжер с 2 портами 3. Двухходовой клапан . Будет два соединения (одно входящее и одно исходящее) 4. Трехходовой клапан должен иметь три соединения (одно или два входящих и два исходящих, входящее и одно исходящее).

Комплект затвора управляющий клапан (клапан управления затвором) — это название седла штока плунжера, которое вместе устанавливает сам затвор (комплект затвора).

Позиционер или положение будет ключом к управлению регулирующим клапаном. Стандартное промышленное устройство, которое преобразует сигнал (стандартный сигнал), такой как 4-20 мА, 3-15 фунтов на квадратный дюйм, в энергию ветра для движения головки привода.

Подробно объясните детали главного клапана?

Корпус клапана

Корпус, иногда называемый оболочкой, является основной границей давления клапана. Он служит основным элементом сборки клапана, потому что это каркас, который скрепляет все вместе.

Корпус, первая граница давления клапана, сопротивляется нагрузкам давления жидкости от соединительного трубопровода. Он получает входной и выходной трубопровод через резьбовые, болтовые или сварные соединения.

Корпуса клапанов отлиты или выкованы в различных формах. Хотя сфера или цилиндр теоретически были бы наиболее экономичной формой для сопротивления давлению жидкости при открытом клапане, есть много других соображений.

Например, для многих клапанов требуется перегородка в корпусе клапана для поддержки отверстия седла, которое является дросселирующим отверстием. При закрытом клапане нагрузку на корпус определить сложно. Торцевые соединения клапана также искажают нагрузки на простую сферу и более сложные формы.

Простота изготовления, сборки и стоимость являются дополнительными важными факторами. Следовательно, основная форма корпуса клапана обычно не является сферической, а варьируется от простых блочных форм до очень сложных форм, в которых крышка, съемная деталь для обеспечения возможности сборки, образует часть сопротивляющегося давлению корпуса.

Сужение прохода жидкости (эффект Вентури) также является распространенным методом уменьшения габаритных размеров и стоимости клапана. В других случаях к клапану добавляются большие концы для соединения с более крупной линией.

Крышка клапана

Крышка отверстия в корпусе клапана представляет собой крышку. В некоторых конструкциях сам корпус разделен на две секции, которые соединяются болтами. Как и корпуса клапанов, крышки различаются по конструкции. Некоторые крышки функционируют просто как крышки клапана, в то время как другие поддерживают внутренние детали клапана и аксессуары, такие как шток, диск и привод.

Крышка — это вторая главная граница давления клапана. Он отлит или выкован из того же материала, что и корпус, и соединен с корпусом резьбовым, болтовым или сварным соединением. Во всех случаях крепление крышки к корпусу считается границей давления. Это означает, что сварное соединение или болты, соединяющие крышку с корпусом, являются деталями, удерживающими давление.

Крышки клапанов, хотя и необходимы для большинства клапанов, вызывают беспокойство. Крышки могут усложнять изготовление клапанов, увеличивать размер клапана и составлять значительную часть стоимости клапана, а также являются источником потенциальных утечек.

Трим клапана

Внутренние элементы клапана вместе называются тримом клапана. Трим обычно включает в себя диск, седло, шток и втулки, необходимые для направления штока. Производительность клапана определяется поверхностью раздела диска и седла, а также отношением положения диска к седлу.

Благодаря отделке возможны базовые движения и управление потоком. В конструкциях трима с вращательным движением диск скользит близко к седлу, вызывая изменение отверстия для потока. В конструкции трима с линейным перемещением диск поднимается перпендикулярно от седла, так что появляется кольцевое отверстие.

Диск и седло

Для клапана с крышкой диск является третьей основной границей основного давления. Диск обеспечивает возможность разрешать и запрещать поток жидкости. При закрытом диске на диск действует полное системное давление, если давление на стороне выпуска отсутствует.

По этой причине диск является частью, удерживающей давление. Диски обычно кованые, а в некоторых конструкциях имеют твердую поверхность для обеспечения хороших характеристик износа. Для хорошей герметизации при закрытом клапане необходима качественная обработка поверхности посадочной поверхности диска. Большинство клапанов названы частично в соответствии с конструкцией их дисков.

Седло или уплотнительные кольца обеспечивают посадочную поверхность для диска. В некоторых конструкциях корпус механически обрабатывается, чтобы служить посадочной поверхностью, а уплотнительные кольца не используются. В других конструкциях кованые уплотнительные кольца навинчиваются или привариваются к корпусу, чтобы обеспечить посадочную поверхность.

Для повышения износостойкости уплотнительных колец их поверхность часто наплавляют путем сварки с последующей механической обработкой контактной поверхности уплотнительного кольца. Чистовая обработка поверхности седла необходима для обеспечения хорошей герметизации при закрытом клапане. Уплотнительные кольца обычно не считаются деталями, контактирующими с давлением, поскольку корпус имеет достаточную толщину стенки, чтобы выдерживать расчетное давление, не полагаясь на толщину уплотнительных колец.

Шток

Шток, соединяющий привод и диск, отвечает за позиционирование диска. Стержни обычно кованые и соединены с диском резьбовыми или сварными соединениями. Для клапанов, требующих набивки или уплотнения штока для предотвращения утечек, необходима тонкая обработка поверхности штока в области уплотнения. Как правило, шток не считается частью границы давления.

Соединение диска со штоком может допускать некоторое качание или вращение для облегчения позиционирования диска на седле. В качестве альтернативы шток может быть достаточно гибким, чтобы диск мог прилегать к седлу. Однако постоянное колебание или вращение гибкого или слабо связанного диска может разрушить диск или его соединение со штоком.

Два типа штоков клапанов: поднимающиеся и не поднимающиеся. Эти два типа стеблей легко отличить при наблюдении. Для клапана с поднимающимся штоком шток будет подниматься над приводом при открытии клапана. Это происходит из-за того, что шток имеет резьбу и сопрягается с резьбой втулки вилки, которая является неотъемлемой частью крышки или прикреплена к ней.

В конструкции с невыдвижным штоком нет движения штока вверх снаружи клапана. В конструкции с невыдвижным штоком диск клапана имеет внутреннюю резьбу и соединяется с резьбой штока.

Привод клапана

Привод управляет узлом штока и диска. Привод может быть ручным маховиком, ручным рычагом, моторным приводом, электромагнитным приводом, пневматическим приводом или гидравлическим домкратом. В некоторых конструкциях привод поддерживается крышкой. В других конструкциях вилка, установленная на крышке, поддерживает привод.

За исключением некоторых клапанов с гидравлическим управлением, приводы находятся за пределами границы давления. Вилки, если они используются, всегда находятся за пределами границы давления.

Уплотнение клапана

В большинстве клапанов используются те или иные уплотнения для предотвращения утечек из пространства между штоком и крышкой. Набивка обычно представляет собой волокнистый материал (например, лен) или другое соединение (например, тефлон), которое образует уплотнение между внутренними частями клапана и внешней частью, где шток проходит через корпус.

Уплотнение клапана должно быть надлежащим образом сжато, чтобы предотвратить утечку жидкости и повреждение штока клапана. Если уплотнение клапана слишком слабое, клапан будет протекать, что представляет угрозу безопасности. Если набивка слишком тугая, это ухудшит движение и может повредить шток.

Знакомство с типами клапанов

Из-за разнообразия типов систем, жидкостей и сред, в которых должны работать клапаны, было разработано огромное количество типов клапанов. Примерами распространенных типов являются шаровой клапан, задвижка, шаровой клапан, пробковый клапан, дроссельная заслонка, мембранный клапан, обратный клапан, пережимной клапан и предохранительный клапан. Каждый тип клапана был разработан для удовлетворения конкретных потребностей.

Некоторые клапаны способны дросселировать поток, другие типы клапанов могут только останавливать поток, другие хорошо работают в коррозионных системах, а третьи работают с жидкостями под высоким давлением. Каждый тип клапана имеет определенные присущие ему преимущества и недостатки. Понимание этих различий и того, как они влияют на применение или работу клапана, необходимо для успешной эксплуатации объекта.

Несмотря на то, что все клапаны имеют одни и те же основные компоненты и в той или иной степени управляют потоком, методы управления потоком могут существенно различаться. Как правило, существует четыре метода управления потоком через клапан.

1. Переместите диск или заглушку в отверстие или против него (например, шаровой или игольчатый клапан).
2. Наденьте плоскую, цилиндрическую или сферическую поверхность на отверстие (например, задвижки и плунжерные клапаны).
3. Вращение диска или эллипса вокруг вала, проходящего по диаметру отверстия (например, дроссельной заслонки или шарового крана).
4. Вставьте гибкий материал в канал потока (например, мембранные и пережимные клапаны).

Каждый метод управления потоком имеет характеристику, которая делает его лучшим выбором для данного приложения функции.

Типы клапанов

Задвижки обычно используются в системах, где требуется низкое сопротивление потоку для полностью открытого клапана и нет необходимости дросселировать поток.

Шаровые клапаны используются в системах, в которых желательны хорошие характеристики дросселирования и низкая утечка через седло, а также допустимы относительно высокие потери напора в открытом клапане.

Шаровые краны обеспечивают быстрое открытие-закрытие на четверть оборота и имеют плохие характеристики дросселирования.

Пробковые клапаны часто используются для направления потока между несколькими различными портами с помощью одного клапана.

Мембранные клапаны и пережимные клапаны используются в системах, где желательно, чтобы весь рабочий механизм был полностью изолирован от жидкости.