Основные детали задвижки. Какие бывают задвижки для трубопроводов – Типы трубопроводной арматуры и её конструктивные разновидности. Задвижки, вентили, клапаны, краны, заслонки, регуляторы и их отличия. Монтаж в систему из пластиковых труб

Любой вид трубопровода требует наличия специальных комплектующих, что перекрывают поток рабочей жидкости. С этой целью могут использоваться краны и вентили, что регулируют расход жидкости.

Однако наиболее распространенным вариантом, особенно часто применяемым для магистральных трубопроводов, является установка запорной арматуры, основным видом которой стали чугунные задвижки. Данная трубопроводная арматура может быть легко установлена своими руками, кроме того, это один из наиболее доступных видов комплектующих.

Именно благодаря своим положительным эксплуатационным характеристикам задвижка чугунная получила широкое распространение среди населения.

Что собой представляет задвижка

Запорная арматура полностью перекрывает движение жидкости или газа в трубе, так как имеет всего два рабочих положения — открыто и закрыто. Конструкция устройства состоит из таких элементов:

Корпус;
Запорный элемент, что выполнен в виде клина, шибера или параллельных дисков;
Стальной шпиндель;
Маховик или автоматический электропривод;
Крышка корпуса.

Выдвижной шпиндель требует особенно тщательного ухода: его необходимо регулярно чистить и смазывать.

Достоинства, которыми обладает запорная арматура для трубопровода:

Простая конструкция;
Компактный размер;
Небольшое гидравлическое сопротивление;
Стойкость к коррозии;
Устойчивость к химическому воздействию;
Возможность применения для различной рабочей среды;
Длительный срок эксплуатации.

Следует также отменить некоторые недостатки, которые характерны для изделий из чугуна:

Хрупкость;
Высокая вероятность механического повреждения.

Для предотвращения нарушения целостности изделий из чугуна, их запрещено крутить, проворачивать, сгибать или растягивать.

По типу присоединения к трубопроводу задвижка фланцевая. Основные параметры, которым соответствует фланцевая задвижка, включают:

Диаметр прохода трубы — от 50 до 3000 мм;
Рабочее давление — до 1, 6 МПа;
Температура — до 75 градусов;
Срок эксплуатации — приблизительно 8 лет.

В зависимости от типа затвора существуют следующие виды устройств из чугуна:

Задвижка чугунная параллельная;
Задвижка чугунная шиберная.

В зависимости от диаметра фланцевая задвижка может быть следующих типов:

Полнопроходная;
Суженная.

Полнопроходная фланцевая задвижка имеет диаметр, что соответствует диаметру трубы и характеризуется наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Суженная фланцевая задвижка имеет несколько меньший диаметр. С одной стороны это незначительно увеличивает гидравлическое сопротивление, однако использование имеет также положительные стороны: уменьшает износ уплотнительных элементов и снижает крутящий момент.

В зависимости от типа управления устройством различают:

Ручные устройства, что приводятся в действие маховиком;
Устройства с электроприводом.

Маховики устанавливаются в устройства с малым диаметром условного прохода (до 150 мм), электропривод — во всех остальных случаях. Электропривод позволяет управлять механизмом удаленно, превосходно подходит при размещении запорной арматуры в труднодоступном месте и автоматизирует технологический процесс.

Детальная характеристика арматуры по типам затворов

Фланцевая задвижка с клиновым затвором используется для магистральных трубопроводов, что имеют достаточно высокую рабочую температуру и давление. Такой вид запорной арматуры может быть установлен для системы водоснабжения, в том числе и питьевого.

Характерной особенностью является наличие невыдвижного штока и жесткого клина. Поток жидкости перекрывается за счет уплотнения между металлическими поверхностями двух элементов. Хотя на сегодняшний день в продаже можно встретить чугунные изделия с прорезиненным клином. Тогда герметичность перекрытия потока достигается благодаря соединению металла с резиной. Клиновая запорная арматура может быть не только фланцевая, но и резьбовая.

Параллельная задвижка бывает исключительно фланцевая. Она используется для инженерных сетей с небольшим давлением воды. В качестве запорного элемента применяется диск, что, соприкасаясь с выдвижным или невыдвижным штоком, перекрывает поток в системе.

Шиберная задвижка лучше всего подходит для труб, что транспортируют сыпучие, густые и вязкие рабочие среды. Как правило, она является межфланцевой, а поэтому имеет демократичную и доступную цену.

По её устройству, правилам применения и особенностям. Подробно остановились на классификации такого вида трубопроводной арматуры, как вентили. Здесь мы продолжим рассмотрение этого вопроса и подробно поговорим о наиболее распространённых видах трубопроводной арматуры, применяемых в промышленности и при устройстве магистральных трубопроводов - задвижках и затворах.

Задвижки – их особенности и область применения

При всей своей кажущейся простоте, трубопроводная арматура является весьма сложной конструкцией, от качества работы которой многое зависит. Потому задвижки, клапаны, краны и затворы требуют к себе пристального внимания со стороны изготовителей, чтобы их прочность и долговечность в нужный момент не подвела. Задвижки здесь - весьма важная по своей функциональности деталь. На них хотелось бы остановиться более подробно.
В зависимости от многих параметров, их делят на несколько видов. По своей форме задвижки бывают параллельные и клиновые. Клиновые являются запорными устройствами, перекрытие прохода в которых обеспечивается сдвигом затвора перпендикулярно движущемуся потоку. Как правило, эти задвижки востребованы для транспортировки воды, пара, нефти, аммиака, некоторых нефтепродуктов. Уплотнительные поверхности на клиновом затворе находятся под углом по отношению друг к другу. Сам же клин бывает цельным упругим, цельным жестким или же может состоять из двух дисков, которые покрываются высоколегированной сталью. Благодаря этому есть возможность производить замену сальниковой набивки во время работы. Параллельные задвижки отличаются от клиновых тем, что уплотнительные поверхности их затворов расположены параллельно друг другу, а не под углом. Они также могут быть как однодисковыми (шиберными), так и двухдисковыми.

Разные задвижки имеют разное направление движения шпинделя. В зависимости от этого параметра, они разделяются на две категории. В первой шпиндель является выдвижным. То есть при закрытии либо открытии задвижки он работает поступательными либо винтовыми движениями. Такие задвижки, как правило, довольно больших габаритов. Ко второй категории относят задвижки с вращаемым невыдвижным шпинделем. Они меньше по высоте, и используются для транспортировки воды, нефтепродуктов и ряда других потоков, которые не вызывают коррозию. Все остальное транспортируются через задвижки с выдвижным шпинделем.

В качестве запорных устройств на трубопроводах используют стальные задвижки различных Ду. Они востребованы для перекрытия газообразных и жидких потоков в условиях перепадов давления. А вот чугунные задвижки предназначены для полного включения потока среды, либо же его отключения. Они выдерживают температуру до 225 градусов Цельсия. На горизонтальном трубопроводе чугунные задвижки устанавливаются маховиком вверх, шпиндель при этом расположен вертикально. На вертикальном же трубопроводе они ставятся плашмя, и шпиндель повернут горизонтально. Стальные и чугунные задвижки относятся к ремонтируемым изделиям.

Задвижки всех Ду поддаются как ручному управлению, так и автоматическому (с помощью специальных электроприводов). Последний способ удобен благодаря своим широким возможностям. Он позволяет нажатием кнопок останавливать запорное устройство в любом промежуточном положении. Также производится автоматическое отключение двигателя, когда затвор достигает крайнего положения. Если же есть датчик положения затвора, то на пульте отображается степень открытия или закрытия прохода.

В целом задвижки имеют ряд преимуществ, которые также хотелось бы отметить. При их использовании подача среды обеспечивается в любом направлении, они имеют малую строительную длину, способны перекрывать потоки как жидкой, так и более вязкой среды. Гидравлическое сопротивление при этом весьма незначительное. Задвижки имеют следующие характеристики:
- Рабочей средой может выступать пар, масло, нефть, вода, щелочь, кислота и многое другое;
- Температурный порог задвижки - до 450 градусов;
- Выдерживается давление до 25 МПа;
- Довольно большие колебания возможного диаметра Ду: от 50 до 1200.

Задвижки стальные

Задвижки стальные - используются преимущественно в качестве запорной трубопроводной арматуры, запирающий элемент которой находится в крайних положениях «открыто»- «закрыто»; использование из в качестве регулирующего органа приемлемо лишь в незамкнутых гидравлических системах с номинальным давлением до 1атм.

Задвижки стальные - разновидности и характеристики.

Задвижки стальные всех Ду применяются для полного перекрытия или открытия потока рабочей среды и являются разновидностью трубопроводной запорной арматуры, которая используется при создании трубопроводов различного назначения. Перекрытие потока рабочей среды достигается путем образования затвора перпендикулярно ее движению.

Все задвижки стальные условно можно разделить на группы в зависимости от следующих характеристик: тип затвора, способ присоединения задвижки к трубопроводу, расположение ходового узла задвижки, вид привода.

В зависимости от типа затвора различают задвижки стальные, клиновые и параллельные, которые выделяют по расположению уплотнительных колец. В клиновых задвижках они расположены под углом друг к другу, образуя клин, а в параллельных задвижках, как видно из названия, используется параллельное расположение уплотнительных колец.

Клиновые задвижки стальные , в свою очередь, делят на жесткие и составные. В жестких задвижках клин цельнолитой, что позволяет добиться хорошей герметичности, но при высоких колебаниях температуры среды в трубопроводе такие задвижки могут заклиниваться, за счет термического расширения сплава, поэтому во избежание заклинивания были созданы задвижки с составным двухдисковым запирающим элементом. Параллельные задвижки стальные выпускаются также двух видов однодисковые (шиберные) или двухдисковые, когда между дисками располагается распорный элемент в виде пружины или клина.

Ходовой узел в задвижке может быть выдвижным и вращательным. Выдвижной ходовой узел может совершать поступательное или поступательно-вращательное движение для перекрытия потока рабочей среды, тогда как вращательный перекрывает поток только лишь посредством вращения. Более долговечными считаются задвижки с выдвижным шпинделем, так как в процессе работы их ходовая резьба не контактирует с рабочей средой, тогда как в модификациях с вращательным шпинделем происходит обратное. Зато последние более компактны, что дает им преимущество использования в ограниченном пространстве.

Задвижки стальные приводятся в действие при помощи ручного или электрического привода. В задвижках большого размера с ручным приводом используются редукторы с передачами для облегчения приведения задвижки в действие.

К трубопроводу задвижки присоединяются с помощью стандартных фланцев с болтами или же с помощью сварки. Ввариваемые задвижки считаются наиболее прочными и надежными и используются в трубопроводах с агрессивными жидкостями и большим давлением потока рабочей среды, они обеспечивают хорошую герметичность и предотвращают возможность протечки, менее громоздки, но в тоже время затрудняют демонтаж трубопровода и возможность проведения ремонта.
По способу изготовления задвижки стальные бывают:
- задвижки стальные цельнолитые,
- задвижки стальные сварные,
- задвижки стальные штампованные.

Наибольшее распространение в использовании при сборке трубопроводов получили литые задвижки , как одни из самых надежных элементов трубопровода.
Как и другие элементы трубопровода, задвижки стальные имеют свои преимущества и недостатки перед задвижками других видов.

Преимущества таких задвижек в том, что их конструкция довольно проста в использовании, они обладают низким гидравлическим сопротивлением и малой длиной. Но в то же время они требуют длительного времени для открытия или закрытия, высокие, по сравнению с другими видами трубопроводной арматуры, и не позволяют регулировать скорость потока рабочей среды, что можно отнести к их недостаткам.

Задвижки чугунные

Задвижки чугунные - имеют широкое распространение и применяются для трубопроводов с условным диаметром прохода от 50мм до 3000мм (Ду 50-3000). Отличительным качеством задвижек являются простота конструкции и малое гидравлическое сопротивление. Вышеперечисленные качества и обуславливают их широкое применение для магистральных трубопроводов, через которые постоянно с большой скоростью движется жидкая среда.

Использование чугунных фланцевых задвижек в трубопроводах.

Задвижки представляют собой разновидность трубопроводной арматуры, назначение которой перекрывать и открывать поток пара или жидкости. В отличие от кранов, механизм действия задвижек возвратно-поступательный, движение осуществляется перпендикулярно потоку. Задвижка была первым примитивным механизмом, позволявшим прерывать ток среды, но впоследствии была вытеснена кранами из-за своей ненадежности там, где среда течет под давлением порой задвижки просто не выдерживали напора. Сферой применения задвижек стала в основном незамкнутая гидравлическая система, где требуется регулировка движения воды лишь положениями открыто и закрыто. Номинальное давление в таких системах не должно превышать 1 атмосферу иначе существует риск срыва задвижки.

Задвижка чугунная фланцевая отличается хорошим гидравлическим сопротивлением, что наряду с простотой конструкции, несомненно, относится к ее плюсам. Представляет собой маховик, обычно с ручным приводом, который сдвигает затвор вплоть до полного перекрытия просвета трубы.

В зависимости от конфигурации задвижки могут быть полнопроходными либо суженными. Полнопроходные задвижки (стандартный Ду задвижек) имеют больший диаметр, чем суженные, и отличаются меньшим гидравлическим сопротивлением. Таким образом, суженный вариант задвижек лучше применять в тех трубопроводах, где жидкость движется с определенной скоростью. Еще одна немаловажная характеристика чугунных фланцевых задвижек наличие выдвижного шпинделя. Благодаря этому элементу конструкции облегчается задача проведения технического обслуживания, тогда как задвижки без шпинделя служат гораздо меньше из-за отсутствия доступа к деталям.
Однако задвижка чугунная фланцевая без выдвижного штока предпочтительнее в тех случаях, когда требуются небольшие габариты конструкции рабочего пространства для такой задвижки необходимо в 1,5 раза меньше. Таким образом, предпочтение нужно отдавать той или иной конструкции, базируясь на конкретных условиях ее эксплуатации. В случае, если задвижка чугунная фланцевая установлена в системе трубопровода с целью постепенного снижения потока жидкости, ее корпус испытывает воздействие высокочастотной вибрации при неполном затворе. Такая нагрузка способствует быстрому износу задвижки и ее порче. Результатом будет демонтаж всей конструкции с полной заменой и притиркой частей задвижки.

Задвижка чугунная фланцевая производится в определенном диапазоне диаметра трубы, возможного давления и температуры жидкости.
Срок службы задвижек зависит от их правильной установки, подготовки рабочей поверхности и среды, в которой она будет действовать. Перед установкой задвижки в систему необходимо вначале пропарить рабочие поверхности горячей водой в целях их расконсервации, после чего их нужно просушить и лишь после этого устанавливать задвижку. Трубопровод также должен быть предварительно очищен от грязи и примесей. Устанавливаемая задвижка чугунная фланцевая должна в точности соответствовать указанным в паспорте техническим характеристикам и средам несоответствие может привести к преждевременной порче задвижки. Нельзя устанавливать задвижку маховиком вниз, так как в этом случае при ее открытии жидкость или пар могу вытечь. При монтаже задвижки также следует обращать внимание на то, чтобы фланцы были установлены без перекосов.

Затворы

Затвор - тип арматуры, в котором запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды. Дисковые поворотные затворы применяются для водоснабжения, отопления, пара, нефтехимии, неагрессивных сред. Различают: затворы дисковые поворотные для водоснабжения, затворы поворотные для теплоснабжения, затворы дисковые с электроприводом, затворы стальные .

Затвор стальной

Затвор стальной - это разновидность затвора поворотного дискового, у которого корпус изготовлен из стали. Возможно применение разных марок стали, исходя из условий эксплуатации: углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь. В отличие от чугунных затворов стальные затворы рассчитаны на более сложные условия: минимальная температура окружающей среды – от минус 60°С; температура рабочей среды до +700°С, работа в условиях агрессивной окружающей среды. Кроме этого применение стали позволяет использовать затворы для высоких давлений, существуют стальные затворы на рабочее давление до 100 кгс/см2.

В наше время трубопроводы используются не только в промышленности, но и в коммунальном хозяйстве. Материалы, из которых они изготавливаются, могут быть разными по своим характеристикам и зависят от сферы употребления трубопроводов.
Выделяют следующие виды трубопроводов:
- энергетические трубопроводы
- промышленные трубопроводы общего назначения
- промышленные трубопроводы для особых условий
- специальные трубопроводы
- судовые трубопроводы
- сантехнические трубопроводы.

В зависимости от вида трубопровода вместе с ним употребляется и различная . Например, для трубопроводных систем в энергетической промышленности используется арматура, выдерживающая высокое давление и большую температуру рабочей среды. Речь идет о давлении более 300 атмосфер и температуре выше 500 градусов. Эта арматура также используется на нефтеперерабатывающих предприятиях, атомных станциях, в холодильных установках. При изготовлении такой арматуры используют сталь - материал, который позволяет обеспечить максимальную безопасность и надежность всей конструкции. Именно поэтому все детали в подобных трубопроводах из стали: трубы стальные, задвижки стальные, затворы стальные и т.д.

Промышленным трубопроводам свойственны высокое давление и низкая температура. Это обусловлено характером рабочей среды, которая может представлять собой вязкие сыпучие или абразивные вещества, а также высокотоксичные или радиоактивные вещества. Только трубопроводная арматура, неподдающаяся коррозии, может выдержать влияние подобных агрессивных рабочих сред. При этом использование деталей из стали не всегда оправдано, по крайней мере не во всех элементах трубопровода. Дело в том, что при отрицательных температурах сталь может стать хрупкой, и такие элементы, как затворы стальные, могут просто разрушиться.

Специальные трубопроводы используются редко и проектируются по индивидуальным заказам с учетом особых технических требований эксплуатации. Это могут быть уникальные экспериментальные установки, которые еще только предстоит испытать. Чаще всего такие трубопроводы строят для электростанций, как правило, атомных. Серьезность подобных проектов подразумевает и особый подход к изготовлению каждого элемента арматуры. Как в процессе технической проверки, так и во время непосредственно эксплуатации, некачественные или не отвечающие условиям детали могут заменяться. Кроме того, затворы стальные или другую соединительную трубопроводную арматуру можно заменить на аналогичные, но более дешевые детали, сделанные, например, из чугуна или железа.

Трубопроводная арматура, используемая в судовых трубопроводах, предназначена для работы в воде. Такая трубопроводная арматура должна не только обладать коррозионной устойчивостью, но и быть не очень тяжелой и максимально устойчивой ко всякого рода вибрациям. Детали из стали в подобных системах не всегда уместны, но за неимением более прочных аналогов их все же используют. Хотя на мелких деталях запорной и соединительной трубопроводной арматуры таких как, затворы стальные или краны из нержавейки, все же стараются экономить, заменяя их элементами из более легких и дешевых сплавов.

Трубопроводы сантехнического назначения знакомы каждому, так как повсеместно используются в повседневной жизни. Сантехническая трубопроводная арматура производится в больших количествах и из разных материалов. Но в этой сфере нет необходимости изготавливать детали исключительно из стали, хотя именно затворы стальные, фитинги стальные и другие компоненты сантехнической трубопроводной арматуры пользуются наибольшей популярностью. Стоит отметить, что детали, сделанные из меди и металлопластика, также весьма прочны и надежны в эксплуатации.

Затвор чугунный

Затвор чугунный - предназначен для установки на трубопроводах в качестве запорного и условно-регулирующего устройства. Основные достоинства, которыми обладает поворотный затвор: простота монтажа, а также удобство монтажа затвора в стесненных условиях, обусловленные малым весом и в несколько раз меньшей длиной в сравнении с традиционной задвижкой; дисковый затвор возможно использовать в качестве регулирующей трубопроводной арматуры, если нет жестких требований к точности поддержания расхода; простота замены управляющей манжеты затвора (ресурс манжеты - несколько десятков тысяч циклов открытия-закрытия);затвор дисковый, в сравнении с задвижкой, значительно дешевле; исключена возможность прикипания и заклинивания после длительной эксплуатации.

Фланцевый затвор - надежный регулятор веществ.
Фланцевый затвор - это деталь, которая устанавливается на трубопроводах с различными рабочими средами для перекрытия потока либо для регулирования расхода жидких и газообразных веществ. Внешне он представляет собой дисковую заслонку с уплотнением; за счет смещения оси вращения диска обеспечивается перекрытие или уменьшение потока. Основными элементами фланцевого затвора являются: корпус с уплотнением, диск и фланец с уплотнением, обеспечивающим герметичность изделия. Дисковые поворотные затворы имеют небольшой вес, минимальную длину и небольшое количество составных элементов, что обеспечивает простоту их конструкции. Управляются дисковые поворотные затворы при помощи рукоятки, редуктора, пневмо-, гидро- или электроприводов. Рукоятка в свою очередь может быть с фиксатором или без него. При управлении фланцевым затвором закрепленный на валу диск поворачивается, опускается на седло корпуса и перекрывает поток. Затвор изготавливается из материала, устойчивого к износу и воздействию абразивных частиц, которые присутствуют в каждой рабочей среде. Поэтому на корпус всегда наплавляется еще и защитный состав, который увеличивает срок эксплуатации изделия.

Герметичность конструкции затвора проверяется на заводах на специальном оборудовании, так как при отсутствии или недостаточности этой рабочей характеристики применение затвора теряет смысл. Класс герметичности А означает, что затвор не имеет видимых протечек. В таком случае в качестве рабочей среды могут выступать вода, воздух, аммиак, природный газ, нефть. Температура среды может колебаться от 40 до + 700 градусов.

Очень важно при установке фланцевого затвора правильно выбрать конструкцию, предназначенную для определенных климатических условий. Вкладыш - составная часть фланцевого затвора - это конструкция, которая позволяет при монтаже не использовать дополнительные уплотнения между фланцами и трубопроводом. При необходимости можно быстро заменить уплотнение, не используя при этом дополнительное оборудование. Фланцевый затвор имеет корпус, выполненный из алюминиевого сплава, чугуна или стали. Диск чаще всего делают из стали и покрывают защитным составом. Вкладыш же - это плотная резина, качество которой зависит от области применения затвора. Фланцевые затворы могут иметь различные размеры, которые определяются ГОСТ 12815-80. При монтаже фланцевых затворов следует придерживаться инструкции, где указано, какие действия являются недопустимыми. Например, нельзя производить приварку фланцев к трубопроводу при установленном между ними затворе, так как можно термическим воздействием повредить вкладыш. Для того чтобы защитное покрытие корпуса при установке затвора не пострадало, необходимо руководствоваться показателями величины внутреннего диаметра трубопровода (он должен быть не меньше величины, указанной в таблице соответствия показателей).

Фланцевые затворы с диском двойной эксцентричности имеют в конструкции уплотнительное кольцо, закрепленное в корпусе затвора (методом накатки). Прижимное кольцо легко регулируется и снимается, обеспечивая полную герметичность при любом движении и напоре среды. Особым достоинством такой конструкции является минимальная потеря напора.

В зависимости от способа установки на трубопровод фланцевые затворы делят на:
- Поворотный затвор с проушинами с резьбовыми отверстиями (тип Z 0140A)
- Затвор для использования при высоких давлениях в машиностроении и водоснабжении (тип F 012-A)
- Поворотный затвор для применения в тяжелых условиях (тип F 012 K 1)
- Поворотный затвор с тефлоновым уплотнением (Т 212, Т 214)
- Высокопроизводительный поворотный фланцевый затвор (НР 111, 114)

Кроме того, фланцевые затворы с эксцентриситетом обеспечивают отсутствие трения в запорном узле и герметичность в обоих направлениях, поэтому являются на сегодняшний день самыми надежными и износостойкими устройствами среди запорной арматуры.

Наша Фирма предлагает весь спектр трубопроводной арматуры. С ассортиментом и техническими характеристиками Вы можете ознакомиться на странице сайта.

где применяются, достоинства и недостатки

Фланцевые задвижки устанавливаются для регулирования напора в коммуникационных и промышленных водопроводных и газопроводных систем. Запорная арматура всегда устанавливается на трубопроводах любого назначения. В этой статье приводится информация о конструктивных особенностях фланцевых задвижек, областях применения и характерных преимуществ и недостатков. Такие элементы трубопроводов не отличаются сложной конструкцией, надежные, доступные по цене, имеют высокую продолжительность эксплуатационного периода. Такие механизмы устанавливаются для блокирования и открытия потоков содержимого трубопроводов.

Какие бывают задвижки
Особенности конструкции
Корпус и запорный узел
Характеризующие показатели
Оценка экспертов
Преимущества и недостатки

Какие бывают задвижки

Устройство фланцевых задвижек может быть нескольких типов:

Клиновые.
Параллельные.

Клиновые задвижки блокируют проходное отверстие посредством перемещения затворного элемента перпендикулярно направлению потока воды. Особенности параллельных задвижек заключаются в параллельном размещении встроенных уплотнительных поверхностей. Конструкции подобных элементов могут состоять из одного или двух дисков. Задвижки по типу движения подразделяются на несколько основных разновидностей. Крупные габариты являются основной отличительной особенностью подобных элементов.

Второй тип задвижки подразумевает использование невыдвижного шпинделя. Размер подобных изделий значительно меньше. Такие приспособления лучше всего подходят для перекачки водной среды, различных нефтепродуктов и иных материалов, не способствующих образованию коррозии. Различают стальные и чугунные задвижки. Стальные приспособления в большинстве случаев используются для газообразной и жидкой рабочей среды. Чугунные задвижки необходимы для полноценного перекрытия передвигающегося потока. Максимальная допустимая температура для эксплуатации 225 градусов.

В горизонтально расположенных системах оборудуются чугунные задвижки, в которых в вертикальном положении устанавливается выдвижной шпиндель. Управлять таким шпинделем можно в автоматическом и ручном режимах. Использование привода для регулирования работы задвижки отличается высокой практичностью.

Особенности конструкции

Несмотря на внушительное количество производимых моделей, доступных на рынке, строение фланцевой задвижки почти везде одинаковое, независимо от того, какое изделие будет устанавливаться на трубопровод. Основным действующим инструментом считается стальной диск или клин, расположенный под прямым углом по отношению к потоку воды. Когда задвижка закрывается, диск зажимается двумя седлами, при этом поток жидкости или газа полностью перекрывается, восстанавливается необходимый показатель герметичности.

Когда вентиль поворачивается, стальной диск отодвигается при помощи штока, и освобождается просвет трубопровода.

Конструкция клина в разных моделях может иметь некоторые отличия:

Достаточно высокий показатель герметичности может быть достигнут, благодаря жесткости клина и высокой точности соответствия седел и диска;
Двухдисковые клинья сконструированы из нескольких крепко соединенных комплектующих. Это дает возможность минимизировать шансы на заклинивание элемента, при этом конструкция остается полностью герметичной;
Модифицированным вариантом двухдискового элемента является так называемый упругий клин. В запорную часть вставляется упругий эластичный материал. Это дает возможность увеличить показатель устойчивости к температурным перепадам и снизить вероятность возникновения дефектов в корпусе;
Специальная защитная прослойка EPDM используется для обработки диска, который в значительной степени увеличивает устойчивость к коррозии внутренних элементов задвижки. Плотность сцепления клина с двумя седлами дает в результате хорошую герметичность;
Задвижкой можно управлять в ручном режиме или с применением какого-нибудь привода, которые дают возможность управлять трубопроводом на расстоянии.

Подобная элементарная конструкция задвижки дает возможность обеспечить все функциональные требования рассматриваемой системы, ремонт и обслуживание элемента не представляют особой сложности.

Корпус и запорный узел

На магистральных торцах такой задвижки отсутствует резьба, на этих местах присутствует специальный фланец, конструктивные особенности которого утверждены ГОСТом 12819-80. Подобная технология дает возможность устанавливать клиновидную задвижку в трубопроводы с возможным повышением уровня давления до 200 атмосфер. Диаметр отверстия в трубе при таких показателях не должен составлять больше 400 мм. Условный проход должен соответствовать минимум 15 мм.

Верхний торец корпуса может оборудоваться специально под фланцевое соединение со встроенной системой запорного устройства. Размеры верхнего фланца определяются стандартами, установленными отдельно для каждой отрасли. Элементы корпуса такой запорной арматуры отливаются в специально изготовленных формах. Сталь и чугун считаются основными материалами для изготовления задвижек. Клиновые задвижки сконструированы так же, как чугунные.

Для жесткого затвора характерны сравнительно крупные задвижки. Именно эти приспособления используются на трубопроводах с сравнительно высоким показателем внутреннего давления. Благодаря жесткому затвору обеспечивается полноценная герметичность закрытого пропускного отверстия. Эксплуатация подобных задвижек имеет определенные особенности. При снижении температуры внешней среды устройство затвора может заклиниваться в самой раме. Только двухдисковый затвор не имеет этого недостатка. Эти запорные механизмы состоят из нескольких дисков, собранных в конструкцию V-образной формы.

Благодаря такой форме механизма, седло корпуса не нужно подвергать процедуре сверхточной обработки. Таким образом совокупная стоимость затвора снижается, расходы платежных средств на производство значительно уменьшаются. Устройство управления задвижкой состоит из таких компонентов:

Шток, скрепленный с дисковым затвором.
Маховик, способствующий вращению штока.

Основной отличительной особенностью такого устройства является высокая надежность. По этой причине подобные задвижки применяются при оборудовании промышленных трубопроводных магистралей.

Характеризующие показатели

Для задвижек характерны такие показатели:

Рабочая среда, с которой может взаимодействовать задвижка, отличается разнообразием;
Максимальная температура рабочей среды составляет 450 градусов;
Показатель давления может достигать 25 Мпа;
Диаметр может колебаться от 50 до 1200 мм.

Установка задвижек на трубопроводную систему осуществляется с применением стандартных типов фланцев или сварочных аппаратов. Способ крепления задвижек с применением сварки отличается высокой надежностью, особенно актуален при взаимодействии с агрессивными материалами, при высоком давлении рабочей среды. Показатель герметичности подобных устройств всегда на высоком уровне, поэтому возможность протечки практически исключается. К недостаткам подобного способа крепления относится сравнительная трудоемкость процедуры демонтажа в ситуации, когда требуется ремонт.

Оценка экспертов

Фланцевые соединения весьма популярны и устанавливаются на промышленных объектах в самых разных отраслях. Такой вид соединения подразумевает использование болтов, между фланками предварительно устанавливаются эластичные прокладки.

В зависимости от показателей давления эксплуатируемой рабочей среды и диаметра изделия можно отличить несколько основных разновидностей:

Приварные плоские изделия, не имеющие выступа, изготовленные из стали. Элементарная конструкция выполняется с применением простой листовой стали. Такие приспособления устанавливаются в самых узких трубопроводных системах. На рынке присутствуют как заводские устройства, так и задвижки кустарного производства;
Приварные задвижки с соединительным выступом используются для систем среднего диаметра;
Задвижки из серого чугуна со впадиной или предусмотренным выступом. Такие устройства можно изготовить при наличии необходимого оборудования. Достаточный показатель герметичности обеспечивается за счет технологии соединения, при которой во впадину фланца входит ответный выступ;
Задвижки с пазовым соединением или шипом можно изготовить исключительно в заводских условиях. Необходимый показатель герметизации обеспечивается за счет вхождения шипов в пазы.

Отсутствие каких-либо выступов в устройстве приварных фланцевых задвижек и охват всей поверхности эластичной прослойкой при зажиме. С применением плоских фланцев желательно использовать специальные упругие прокладки с низким показателем жесткости материала.

Наличие царапин и мелких повреждений на фланце нарушает качество плотности и герметичности соединения. Поскольку на фланце нет никаких выступающих поверхностей, скольжение прокладки усиливается с одновременным увеличением вероятности ее проскальзывания. Именно благодаря таким характеристикам полностью исключается возможность эксплуатации подобных устройств.

Преимущества и недостатки

К преимуществам фланцевых соединений можно отнести:

Надежность;
Сравнительная легкость установки;
Возможность многократного демонтажа;
Поток используемого вещества может запускаться в любом направлении;
Простота конструкции и качество материалов обеспечивают высокую продолжительность эксплуатационного периода;
Низкий показатель гидравлического сопротивления.

К недостаткам подобных соединений относятся:

Высокая стоимость производства по причине необходимости использования большого количества металла. Удорожание обуславливается увеличением массы фланцев, а также их толщины, количества используемых болтов для фиксацию, применением толстолистового металла.
Для изготовления крупногабаритных фланцев приходится использовать большие токарные станки, позволить себе которые может далеко не каждый производитель.
Регулировать интенсивность потока среды при помощи такого механизма невозможно. Задвижка должна быть открыта или закрыта полностью.
Просвет долго открывается и закрывается.
Строительная высота устройств очень большая. Особенно это касается механизмов с выдвижным клином. Это делает установку намного сложнее.

Также следует упомянуть основные особенности установки подобных задвижек. Диаметр фланцев на трубах и задвижке должен совпадать. Ответные фланцы крепятся к трубе при помощи сварочного аппарата. Между соединяемыми элементами размещается специальное эластичное уплотнительное кольцо.

oborudovanie1.ru

Задвижки - виды и описание

Задвижка представляет собой арматуру на трубопроводе с регулирующим элементом. Она является широко распространенным видом запорной арматуры и, в основном, применяется в жилищно-коммунальном хозяйстве, в транспортных трубопроводах, в водо- и газоснабжении, в энергетической сфере, в технологических трубопроводах и т.д. Фланцевые задвижки avk устанавливаются на те системы водоснабжения, по которым в основном транспортируется нейтральная жидкость. Ее температура не должна превышать 70 градусов Цельсия. Устройства выполняются из нержавеющей стали высокого качества с добавлением вспомогательных материалов. Благодаря обработке поверхности синтетической грунтовкой и слюдосодержащей краской, обеспечивается антикоррозийная защита задвижки.

Достоинства устройств:

несложная конструкция
оптимальная строительная длина
эксплуатация в разных условиях
минимальное гидравлическое сопротивление, что позволяет их использование в мощных магистральных трубопроводах.

К недостаткам данного типа арматуры, пожалуй, можно отнести быстрое изнашивание уплотнителей, а также трудности в ремонте устройств, особенно в процессе эксплуатации. Определенный тип задвижек служит только в качестве запорной арматуры , то есть регулировка расхода среды, в данном случае, невозможна.

При изготовлении задвижек принимается во внимание диаметр самого трубопровода, который равняется диаметру арматуры, то есть его проходного отверстия. Чтобы как-то уменьшить крутящий момент и снизить износ уплотнителей, начали применяться несколько суженные задвижки. При этом незначительное увеличение сопротивления, в данном случае, почти не влияет на рабочий процесс системы. Между тем, не рекомендуется использовать такой тип задвижек на тех магистральных трубопроводах, которые имеют большой диаметр.

Широко применяются задвижки, которые управляются штурвалом как вручную. так и электрическими приводами. Возможно также использование пневмопривода или гидропривода . В случае, если задвижка управляется вручную и отличается большими размерами, на нее целесообразнее монтировать редуктор, который значительно уменьшает сопротивление арматуры.

Задвижки различаются между собой по конструкции запорного органа и поэтому бывают следующих видов:

клиновые задвижки
параллельные задвижки
шиберные задвижки
шланговые задвижки

Клиновые задвижки

Первый вид задвижек имеет седла, расположенные в корпусе таким образом, чтобы формировался небольшой угол между ними. Затвор такой задвижки выполняется в виде клина, который в свою очередь бывает упругим, с двумя дисками или жесткий. Он может плотно размещаться между седлами в положении «закрыто». Выбор вида клина зависит от условий эксплуатации.

Жесткий клин

Чтобы обеспечить высокую герметичность запорного крана, рекомендуется использование жесткого клина . Но при этом важно требование повышенной точности при обработке клина, что позволит без помех совместить угол между седлами с углом самого клина. Между тем, необходимо заметить, что при использовании жесткого клина часто наблюдается опасность заклинивания затвора , иногда появляются проблемы открытия задвижки при колебаниях температуры, при появлении коррозийных признаков или износа уплотнителей.

Клин с двумя дисками

Как видно из названия, этот клин состоит из пары дисков, плотно скрепленных между собой и находящихся под углом. Возможность самоустановки позволяет избегать проблем с герметичностью в закрытом положении задвижки. Снижается также возможность заклинивания затвора благодаря двухдисковой конструкции устройства. Сводится на нет также и явление износа уплотнителей, повышается герметичность, а для закрытия используется меньше усилия.

Упругий клин

Что касается упругого клина, то связанные упругим элементом диски в состоянии изгибаться, тем самым повышая плотность между уплотнителями в закрытом положении. Однако в упругом клине самоустановка дисков несколько снижена, но в некоторой мере существует способность компенсации незначительных деформаций корпуса , которые появляются из-за атмосферных температурных колебаний или нагрузок на трубопровод. К преимуществам использования упругого клина на трубопроводах относится отсутствие необходимости проблемной пригонки затвора по корпусу. Примечательна также простая конструкция арматуры. Можно сказать, что в упругом клине сочетаются достоинства двух вышеназванных затворов.

Параллельные задвижки

Название четко передает конструкцию и расположение уплотнительных поверхностей в корпусе. Здесь тоже имеется два диска, которые клиновым грибком прижимаются к седлам для перекрытия рабочей среды.

Шиберная задвижка

Основным отличием шиберной задвижки является конструкция и исполнение запорного элемента. Наличие металлической пластины позволяет разрезку включения в протекающей в задвижке жидкости. Шиберная задвижка используется в вакуумной технике, поскольку имеется широкая возможность изготовления любых сечений на устройстве даже при минимальной длине. Внутрь трубы при положении «открыто» никаких элементов задвижки не выступает . Этот нюанс сводит к минимуму сопротивление газу и повышает эффективность создания вакуума. Такой вид задвижек используется также в нефтегазовой промышленности, в канализационных системах, а также в тех трубопроводах, в которых имеются среды, загрязненные механическими элементами. Кстати, для разрушения некоторых частиц в трубопроводе, затвор шиберной задвижки выполняется в виде ножа.

Шланговая задвижка

Шланговая задвижка имеет несколько иную конструкцию, с корпусом без седел и с затвором без уплотнителей. Рабочая среда проходит через патрубок . Последний находится в корпусе и в состоянии изолировать от рабочей среды детали из металла. Чтобы перекрыть проход, шпиндель воздействует на шланг, который полностью пережимается. Шланговые задвижки устанавливаются на транспортирующие вязкие среды и агрессивные жидкости трубопроводы.

moscowsad.ru

Конструктивные особенности водопроводных задвижек, их классификация. Руководство монтажа.

Конструкция и принцип действия

Для того, чтобы выяснить, какой вид арматуры лучше выбрать, необходимо знать его основные преимущества и принцип работы. Стоимость и конструктивные размеры зависят от диаметра труб, предназначения и материала, из которого изготавливают задвижку.

Задвижки любого типа состоят из корпуса и крышки, которые образуют пространство (рабочую зону), в которой размещается затвор. На корпусе располагаются два конца, с которыми деталь соединяется с трубопроводом. Эти элементы могут быть муфтовыми, резьбовыми, а так же под сварку. Конструкция корпуса содержит в себе выступы, именуемые седлами. При закрывании задвижки уплотнительные части затвора прижимаются к седлам, не позволяя жидкости преодолевать рабочую зону.

Элемент, который способствует перемещению затвора, называется шпинделем. Механизм перемещения шпинделя по резьбовой гайке бывает:

ручным
автоматизированным (при помощи электропривода).

Для труб больших диаметров применяются задвижки исключительно с электрическим двигателем. Это обеспечивает дополнительную надежность запорной системы.

Виды задвижек для водопроводных труб

Клиновые

Они осуществляют прекращение подачи жидкости с помощью затворов – дисков конусообразной формы, прилегающим к двум седлам, расположенным под углом. При приведении в действие маховика шпиндель перемещает диск, вращаясь в резьбе гайки. Плотное прилегание диска к выступам корпуса происходит благодаря его клиновидной форме и уплотнительным поверхностям затвора. Этот и подобные виды задвижек используется для трубопроводов, транспортирующих воду, аммиак, пар, газ, нефтепродукты и другие вещества.

Разновидности клиньев и их особенности:

жесткий клин – обладает повышенной герметичностью, что несколько усложняет условия обслуживания и эксплуатации арматуры;
двухдисковый клин – усложненная конструкция повышает устойчивость к износу уплотняющих поверхностей, улучшает герметизацию и снижает необходимое усилие для открытия или закрытия задвижки;
упругий клин – модифицированное и упрощенное устройство позволяет эффективно работать в широком температурном диапазоне, компенсируются деформации корпуса, вызываемые нагрузками на трубопровод.

Параллельные

Такие задвижки своим устройством существенно отличаются от вышеописанных. Затвор в них состоит из двух дисков, соединяемых распорной пружиной или клином. При введении арматуры в положение «закрыто» диски прижимаются к седлам и прекращают движение потока. Основным достоинством параллельной запорной арматуры служит ее высокая надежность: задвижки перекрывают струю практически идеально и поэтому могут работать в любом температурном режиме.

Монтаж задвижек для водопровода

Существуют разные способы соединения арматуры с трубами: фланцевое, муфтовое, раструбное и сварное. Последнее является наиболее надежным и удобным. Так же отдельные виды задвижек имеют свойство закрепляться на трубах без наличия отдельных соединительных элементов.

При установке запорной арматуры следует помнить, что задвижки устанавливаются исключительно маховиками вверх, дабы избежать протечки гидрожидкости или утечки газа. Так же необходимо следить за тем, чтобы фланцевое соединение (при наличии такового) выполнялось ровно и без искривлений.

Широкое применение задвижек в системах водопровода объясняется тем, что они имеют несложную конструкцию, малую строительную длину и просты в эксплуатации. Благодаря особенностям строения, они применяются в разнообразных условиях, а так же обладают небольшим гидравлическим сопротивлением, что позволяет им работать при высоких скоростях транспортируемой среды.

ogodom.ru

Применение устройств задвижки для трубопроводов клинового типа: особенности, устройство, виды

В системах водоснабжения и отопления довольно часто используемым элементом являются клиновые задвижки. Основное их назначение заключается в перекрывании воды, сточных вод и нейтральных жидкостей. Стоит заметить, что эти элементы применяются во многих областях. Помимо жилищно-коммунальной сферы, подобные задвижки получили широкое распространение в системах газоснабжения, для энергетических нефтепроводов и пр. Чтобы не ошибиться с выбором запорной арматуры подобного типа, принимать решение необходимо с учетом таких параметров, как рабочая температура потока среды, уровень давления и режим эксплуатации.

Преимущества и недостатки клиновых задвижек

Если рассматривать особенности запорной арматуры, то можно выделить ряд характерных для нее достоинств:

простое устройство, благодаря которому сводится к минимуму вероятность их выхода из строя;
универсальность применения – позволяет использовать эту запорную арматуру на объектах с различными условиями, где они способны справляться с воздействием любых температур давления;
низкий уровень гидравлического сопротивления;
большое разнообразие типоразмеров. За счет этого у потребителя есть возможность найти изделие, которое в максимальной степени подойдёт для конкретного вида труб;
исполнение подобной арматуры позволяет ей пропускать рабочий поток в различных направлениях.

В то же самое время клиновые задвижки обладают рядом минусов , которые необходимо учитывать на этапе выбора:

процесс открывания/закрывания задвижек является длительным во времени;
наличие большой строительной высоты, что в первую очередь актуально для запорной арматуры, оснащенной выдвижным шпинделем;
низкий уровень ремонтопригодности, что в первую очередь наблюдается в ситуациях, когда заканчивается эксплуатационный ресурс используемых уплотнительных материалов.

К задвижкам относят запорные устройства, в которых проход перекрывается поступательным перемещением затвора в направлении, перпендикулярном движению потока транспортируемой среды. Задвижки широко применяют для перекрытия потоков газообразных или жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов от 50 до 2000 мм при рабочих давлениях 4-200 кгс/см 2 и температурах среды до 450 °С. Иногда задвижки изготовляют и на более высокие давления.

В газовой промышленности задвижки применяют при оборудовании устья скважин, на промысловых сборных пунктах, магистральных и распределительных газопроводах, трубопроводах компрессорных и газораспределительных станций.

В сравнении с другими видами запорной арматуры задвижки имеют следующие преимущества: незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом проходе; отсутствие поворотов потока рабочей среды; возможность применения для перекрытия потоков среды большой вязкости; простота обслуживания; относительно небольшая строительная длина; возможность подачи среды в любом направлении.

К недостаткам задвижек следует отнести: невозможность применения для сред с кристаллизующимися включениями, небольшой допускаемый перепад давлений на затворе (по сравнению с вентилями), невысокая скорость срабатывания затвора, возможность получения гидравлического удара в конце хода, большая высота, трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей затвора при эксплуатации.

Рабочая полость задвижки (рис. 13.3.), в которую подается транспортируемая под давлением среда, образуется корпусом 3 и верхней крышкой 7. Герметизируется эта полость при помощи прокладки 5, которая прижимается крышкой к корпусу. Корпус задвижки представляет собой цельную, литую или сварную конструкцию. Как правило, он имеет высоту, равную двум диаметрам перекрываемого прохода. На корпусе, симметрично оси шпинделя, располагаются два патрубка, которыми задвижка присоединяется к трубопроводу. Присоединение может быть либо сварным, либо фланцевым.

Внутри корпуса имеются два кольцевых седла 1 и затвор 2, который в данном случае представляет собой клин с наплавленными уплотнительными кольцевыми поверхностями. В закрытом положении уплотнительные поверхности затвора прижимаются к рабочим поверхностям колец корпуса от привода.

Рис.13.3. Задвижка:

1-седло; 2-затвор; 3-корпус; 4-ходовая гайка; 5-уплотнительная прокладка; 6-шпиндель; 7-верхняя крышка; 8-кольцевая прокладка; 9-сальник; 10-нажимная втулка; 11-маховик.

Иногда уплотнительные поверхности получают непосредственно при обработке корпуса. Однако такое конструктивное решение вряд ли может быть приемлемым для всех задвижек, так как при износе этих поверхностей проще и дешевле заменить сменные седла, чем заново обработать корпус при эксплуатации. Уплотнительные поверхности седел и затвора с целью уменьшения износа и усилий трения, возникающих при перемещении затвора, обычно изготавливают из материалов, отличающихся от материала корпуса, путем запрессовки, что позволяет их менять в процессе эксплуатации.

В верхней части затвора 2 закреплена ходовая гайка, в которую ввинчен шпиндель 6, жестко соединенный с маховиком. Система винт-гайка служит для преобразования вращательного движения маховика (при открывании или закрывании задвижки) в поступательное перемещение затвора.

При перекрытии прохода от одностороннего давления среды возникают довольно значительные усилия, действующие на затвор, которые передаются на уплотнительные поверхности седла. Величина этих усилий зависит от перепада давлений рабочей среды в трубопроводе до и после задвижки и от величины удельных давлений на уплотнительных поверхностях затвора и седел, которую надо обеспечить для герметичного перекрытия потока рабочей среды при заданном рабочем давлении в трубопроводе. Система винт-гайка - наиболее рациональная, так как она позволяет получить компактный и простой по конструкции привод с поступательным движением выходного элемента. Она также позволяет получить поступательное движение привода с большим усилием в направлении хода. Кроме того, поскольку такая конструкция является самотормозящей, она практически исключает возможность самопроизвольного перемещения затвора при отключении привода, что весьма важно для запорной арматуры при эксплуатации.

Недостатком этой системы в данном конкретном случае следует считать то, что пара винт-гайка находится в среде, протекающей через рабочую полость задвижки.

Среда смывает смазку, отсюда повышенный износ пары. Кроме того, такую конструкцию можно применять не на всех средах.

Обычно затвор помещают целиком в рабочей среде, даже тогда, когда проход полностью открыт. Уплотнение в месте выхода шпинделя из рабочей полости задвижки обеспечивается по диаметру шпинделя сальниковым устройством 9, препятствующим утечке рабочей среды в атмосферу.

Конструкция сальникового устройства аналогична конструкциям в вентилях" и регулирующих клапанах. Набивка сальника, как правило, изготовленная из пропитанного в целях снижения коэффициента трения графитом асбестового шнура, поджимается при помощи нажимной втулки 10. Корпус сальника крепится к верхней крышке 7. Место разъема уплотняется кольцевой прокладкой 8.

Существуют самые разнообразные конструкции задвижек. Их пытаются классифицировать по различным признакам, связанным с конкретными условиями эксплуатации, по химическому составу рабочей среды и ее параметрам . Классифицируют задвижки по величине рабочих давлений, температурам рабочих сред, типу привода и т. д.

Классификации такого рода являются неполными, так как они не учитывают особенностей конструкций, позволяющих, помимо работы в определенных средах, отвечать ряду требований, предъявляемых к задвижкам в эксплуатации, и помещают в один класс множество совершенно непохожих по своим данным типов задвижек.

Наиболее целесообразной является классификация задвижек по конструкции затвора . По этому признаку многочисленные конструкции задвижек могут быть объединены по основным типам: клиновые и параллельные задвижки.

По этому же признаку клиновые задвижки могут быть с цельным, упругим или составным клином.

Параллельные задвижки также можно подразделить на однодисковые и двухдисковые.

В ряде (конструкций задвижек, предназначенных для работы при высоких перепадах давления на затворе, для уменьшения усилий, необходимых для открывания и закрывания прохода, площадь прохода выполняют несколько меньшей площади сечения входных патрубков. По этому признаку задвижки могут быть классифицированы на полнопроходные (диаметр прохода задвижки равен диаметру трубопровода) и с суженным проходом. В зависимости от конструкции системы винт-гайка и ее расположения (в среде или вне среды) задвижки могут быть с выдвижным и с невыдвижным шпинделем.

Клиновые задвижки

К клиновым относятся задвижки, затвор которых имеет вид плоского клина (рис. 13.4.-13.5.).

В клиновых задвижках седла и их уплотнительные поверхности параллельны уплотнительным поверхностям затвора и расположены под некоторым углом к направлению перемещения затвора. Затвор в задвижках этого типа обычно называют «клином». Преимущества таких задвижек - повышенная герметичность прохода в закрытом положении, а также относительно небольшая величина усилия, необходимого для обеспечения уплотнения.

Так как угол между направлением усилия привода и усилиями, действующими на уплотнительные поверхности затвора, близок к 90°, то даже небольшая сила, передаваемая шпинделем, может вызвать значительные усилия в уплотнении.

К недостаткам задвижек этого типа можно отнести необходимость применения направляющих для перемещения затвора, повышенный износ уплотнительных поверхностей затвора, а также технологические трудности получения герметичности в затворе.

Рис.3.14. Клиновая задвижка:

1- шпиндель с длинной резьбой; 2- промежуточное кольцо и графитовое уплотнение для PN 2,5 МПа и выше; для PN 1,6 МПа только графитовое уплотнение. Двойное графитовое уплотнение - под заказ; 3- уплотнение из гофрированной стали для задвижек класса 1,6 МПа, спиральный уплотнитель для класса 2,5 - 4,0 МПа и 8,0 - 10,0 МПа и соединительное кольцо для 12,5 МПа и выше; 4- направляющие в корпусе задвижки обеспечивают центрирование клина при открытии и закрытии; 5- гибкий клин позволяет компенсировать искажение поверхности седла и деформацию корпуса, вызванные гидроударом в трубопроводе; 6-конструкция шпинделя предотвращает выталкивание; 7-ходовая гайка из мягких сплавов, позволяет в случае аварийной ситуации предотвратить излом штока в месте соединения с клином за счет срыва резьбы гайки;8-заменяемый приварной уплотнитель включен в стандартную конструкцию, прикручивающийся уплотнитель - под заказ.

Рис.13.5. Задвижка клиновая с преднапряженным уплотнением:

1-многочастевое упорное кольцо надежно удерживает внутреннее давление;2-упорное кольцо предотвращает деформацию уплотнителя; 3-вставка из нержавеющей стали обеспечивает бесшумность и коррозионную сопротивляемость; 4-уплотнение из ковкой стали обеспечивает большую площадь контакта, повышая надежность уплотнения; 5-герметичный шток; 6-гибкий клин позволяет компенсировать искажение поверхности седа и деформацию корпуса, вызванные гидроударом в трубопроводе; 7-уплотнительное кольцо седла с напылением из стеллита №6 является стандартной конструкцией.

Задвижки с цельным клином

Примером конструкции задвижки этого типа может служить задвижка с выдвижным шпинделем (рис. 13.6). Она состоит из литого корпуса 1, в который ввинчены уплотнительные седла 2. Как правило, их изготавливают из легированных, износостойких сортов стали. Вместе с корпусом отлиты, а затем механически обработаны направляющие 3 для фиксации направления перемещения затвора (клина).

Рис. 13.6.Полнопроходная задвижка с цельным клином:

1 – корпус; 2 – седло; 3 – направляющая движения клина; 4 – клин; 5 – шпиндель; 6 – верхняя крышка; 7 – шпилька; 8 – уплотнительная прокладка; 9 – направляющая втулка; 10 – сальник; 11 – нажимной фланец; 12 – бугель; 13 – гайка; 14- маховик.

Клин 4 имеет две кольцевые уплотнительные поверхности и шарнирно через сферическую опору подвешен к шпинделю 5. Верхняя крышка 6 соединяется с корпусом посредством болтов или шпилек 7. Для центровки крышки по отношению к корпусу в последней имеется кольцевой выступ, который входит в проточку корпуса. Уплотнение между крышкой и корпусом обеспечивается прокладкой 8, которая закладывается в проточку корпуса. Для предотвращения перекосов шпинделя в верхнюю часть крышки запрессовывается направляющая втулка 9.

Сальниковое устройство состоит из проточки в корпусе, куда помещается набивка, кольцевой нажимной втулки и фланца 11. Сальниковое устройство уплотняется нажимным фланцем 11.

На крышке укреплен бугель 12, на котором расположена ходовая гайка 13, обычно изготавливаемая из антифрикционных сплавов. Маховик жестко соединен с ходовой гайкой.

При вращении маховика гайка заставляет шпиндель и связанный с ним клин подниматься или опускаться. В конструкции соединения затвора (клина) со шпинделем (см. рис. 13.6.) клин может перемещаться в направлении, перпендикулярном оси шпинделя. При этом в конечном положении клин свободно входит в пространство между седлами даже при несовпадении оси шпинделя с осью симметрии затвора. Применение подобного соединения несколько удешевляет изготовление задвижек и облегчает их монтаж после ремонта в условиях эксплуатации.

Задвижку с цельным клином широко применяют, так как ее конструкция проста и, следовательно, имеет небольшую стоимость в изготовлении. Цельный клин, представляющий собой весьма жесткую конструкцию, достаточно надежен в рабочих условиях и может быть применен для перекрытия потоков при довольно больших перепадах давления на затворе.

Однако нельзя не отметить ряд существенных недостатков этой конструкции, к которым относятся: повышенный износ уплотнительных поверхностей, потребность в индивидуальной пригонке седел и клина при сборке для обеспечения герметичности (это полностью исключает взаимозаменяемость клина и седел и усложняет ремонт), возможность заедания клина в закрытом положении в результате износа, коррозии или под действием температуры (при этом открыть задвижку иногда бывает невозможно); потребность в приводах с большим пусковым моментом.

Чтобы избежать заедания, уплотнительные поверхности клина и седел изготавливают из разнородных материалов.

Задвижки с цельным клином выпускают как с выдвижным, так и с невыдвижным шпинделем.

Задвижки с упругим клином

Конструкция затвора задвижек этого типа обеспечивает лучшее уплотнение прохода в закрытом положении без индивидуальной технологической подгонки, так как затвор выполнен в виде разрезанного (или полуразрезанного) клина, обе части которого связаны между собой упругим (пружинящим) элементом. Под действием усилия прижатия, которое передается через шпиндель, в закрытом положении последний может изгибаться в пределах упругих деформаций, обеспечивая плотное прилегание обоих уплотнительных поверхностей клина к седлам.

Такая конструкция затвора весьма перспективна, так как, имея преимущества затвора с цельным клином, задвижка с упругим клином исключает ряд ее недостатков. В задвижке с упругим клином взаимозаменяемы затворы и повышена надежность при высоких температурах (вследствие уменьшения опасности неравномерного теплового расширения, приводящего к заклиниванию затвора). Однако опасность заклинивания в закрытом положении все-таки полностью не устранена.

Рис. 13.7. Задвижка с суженным проходом и упругим клином:

1- корпус; 2-седло; 3-затвор; 4-стойка; 5-шпиндель; 6-верхняя крышка; 7-ходовая гайка; 8-ребро.

Рис 13.8. Задвижка с упругим клином и выдвижным

шпинделем:

1-корпус; 2-седло; 3-затвор; 4-шпиндель; 5-ходовая гайка; 6-маховик; 7-лин; 8-стойка

В задвижке с упругим клином (рис. 13.7) затвор 3 представляет собой разрезанный клин с упругим ребром 8, которое позволяет уплотнительным поверхностям клина поворачиваться относительно друг друга на некоторый угол, что обеспечивает лучшее прилегание к уплотнительным поверхностям седел. Эта особенность упругого клина исключает необходимость индивидуальной технологической подгонки уплотнения и уменьшает опасность заклинивания. Задвижки этого типа изготовляют как с невыдвижным шпинделем (рис. 3.7.), так и с выдвижным (рис. 13.8).

Усилие приводов при открывании таких задвижек несколько больше, чем у задвижек с цельным клином, зато герметичность затвора намного выше.

Похожая информация.

Задвижка, затвор, шаровой кран — что выбрать?

Задвижка

В данной статье автор не ставит своей целью дать полную характеристику таким видам запорной арматуры, как задвижки, поворотные дисковые затворы и шаровые краны. Предпринята попытка показать преимущества и недостатки того или иного типа арматуры, оставив право покупателю самому отдать предпочтение какому-то из рассматриваемых типов арматуры.
– это тип арматуры, у которой запирающий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды возвратно-поступательно или возвратно-поворотно. Основное назначение задвижки – это перекрытие потока рабочей среды с определенной степенью герметичности в затворе. В некоторых технологических системах допустимо применение задвижек в качестве запорно-регулирующей арматуры (при кратковременно частично открытом затворе), когда возможно дискретное регулирование потока рабочей среды.
По степени герметичности задвижки бывают: класса А, В, С, D, В1, С1 и D1 по ГОСТ 9544-2005.
В настоящее время выпускается большое количество конструктивных типов задвижек, отличающихся:

конструкцией запирающего элемента — с клиновым запирающим элементом задвижка клиновая или с параллельным запирающим элементом задвижка параллельная;
расположением ходового узла – задвижки с выдвижным шпинделем, у которых ходовая резьба шпинделя располагается снаружи (в бугельном узле), и перемещается по резьбе резьбовой втулки, не находясь в контакте с рабочей средой, и задвижки с невыдвижным шпинделем, у которых шпиндель осуществляет только вращательное движение, а резьбовая его часть постоянно находится во внутренней полости корпуса задвижки;
конструкцией проходной части – полнопроходные (диаметр прохода задвижек практически равен диаметру трубопровода), неполнопроходные (диаметр прохода задвижек меньше внутреннего диаметра соединительных фланцев);
типом привода – с ручным управлением от маховика, с ручным управлением через редуктор, с электроприводом, пневмоприводом, гидроприводом;
способом подсоединения к трубопроводу – фланцевый, муфтовый, при помощи сварки (стальные задвижки);
типом формообразования корпусных деталей – литые, сварные;
типом уплотнения подвижных элементов относительно внешней среды – сальниковые, сильфонные;
материалом изготовления корпуса: стальные (некоррозионностойкие и коррозионностойкие), чугунные.

Преимущества задвижек:

незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом затворе, что особенно ценно при использовании задвижки на трубопроводе, через который постоянно движется жидкая среда с большой скоростью (магистральные трубопроводы);
отсутствие поворотов потока рабочей среды, как, например, у вентилей, что не приводит к потерям энергии, особенно при больших диаметрах прохода;
относительно небольшая строительная длина;
возможность подачи рабочей среды в любом направлении;
широкая линейка типоразмеров (задвижки со сплошным клином, задвижки с упругим клином, двухдисковые задвижки, шиберные задвижки, шланговые задвижки), что позволяет выбрать наиболее оптимальный тип задвижки под заданные условия эксплуатации.

К недостаткам задвижек следует отнести:

невозможность применения для сред с кристаллизирующимися включениями;
сравнительно небольшой допустимый перепад давления на затворе;
невысокая скорость срабатывания, что не позволяет произвести экстренное перекрытие потока среды в аварийной ситуации;
возможность получения гидравлического удара в конце хода;
возможность заклинивания затвора при колебаниях температуры рабочей среды у задвижек малых диаметров с жестким клином;
трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей при эксплуатации;
высокая стоимость ремонта при относительно низкой цене задвижки (стоимость ремонта задвижки составляет 70-80% от стоимости новой задвижки);
сравнительно большая строительная высота и масса.

Выбирая тот или иной тип задвижки, следует помнить, что каждому виду задвижек помимо общих преимуществ и недостатков присущи некоторые особенности и отличия, которые необходимо знать и которыми нельзя пренебрегать. Например, известно, что наименьшей металлоемкостью и, как следствие, массой, обладают задвижки с цельным клином, но в то же время с точки зрения обеспечения герметичности по затвору они являются и самыми проблемными. Этим и объясняется применение в затворе задвижек с цельным клином вторичных эластичных уплотнений, что не делается в задвижках с другим типом клина. Так, для целей водоснабжения с успехом используется чугунная задвижка с обрезиненным клином типа МЗВ (МЗВГ) 30ч39р.
Для задвижек с цельным клином характерна еще одна особенность — односторонняя герметичность в затворе. Это, казалось бы явный недостаток. Но, работая на жидкой среде и будучи закрытой (при этом в крышке задвижки образуется полость, заполненная жидкостью), ни одна задвижка с цельным клином, благодаря этому недостатку, не будет разрушена из-за повышения давления жидкости в полости крышки вследствие изменения ее температуры, в то время как у задвижек с другими клиньями поломка возможна.
Если для задвижек с цельным клином существует большая вероятность заклинивания задвижки при работе с высокими температурами рабочей среды (300 оС и более), что требует периодической проверки ее работоспособности или применения устройств для расклинивания, то задвижки с упругим клином лишены этого недостатка.
Двухдисковые задвижки, наоборот, являются наиболее металлоемкими, но зато имеют высокую герметичность по затвору и обладают лучшей ремонтопригодностью по сравнению с клиновыми задвижками.
Как было отмечено выше, задвижки бывают с невыдвижым и выдвижным шпинделем. Нормальная работа резьбовой пары шпиндель-ходовая гайка может протекать лишь при постоянном наличии смазки и систематическом техническом обслуживании конструкции. Это выполнимо только в том случае, если ходовой узел доступен для технического обслуживания. В задвижках с невыдвижным шпинделем ходовой узел погружен в рабочую среду, к нему закрыт доступ, он подвержен воздействию коррозии и абразивных частиц рабочей среды, если она засорена, что накладывает ограничения на применение таких задвижек. Они применимы для трубопроводов, транспортирующих минеральные масла, нефть, воду, не засоренные твердыми частицами и не имеющие коррозионных признаков. Так как они имеют меньшую строительную длину, чем задвижки с выдвижным шпинделем, то их целесообразно применять для подземных коммуникаций и колодцев, в качестве фонтанной арматуры на нефтяных скважинах.
У задвижек с выдвижным шпинделем ходовая резьба шпинделя и гайки находятся вне полости затвора, поэтому для них не характерны отмеченные выше недостатки, что позволяет применять эти задвижки на ответственных объектах и участках трубопроводной сети.

В качестве альтернативы традиционным типам задвижек в последнее время все большее применение среди запорной арматуры находят дисковые поворотные затворы и шаровые краны.

Дисковый затвор

По своей конструкции представляет собой короткий отрезок трубы с запирающим или регулируемым элементом в виде диска, поворачивающегося вокруг оси, расположенной перпендикулярно к оси прохода. Ось диска является одновременно и штоком затвора с сальниковым уплотнением в местах прохода через корпус. Диск может быть плоским или двояковыпуклым (линзовым). Материал, используемый для изготовления дисков – никель-чугун, хром-чугун. Кромки поворотного диска притерты к внутренней поверхности корпуса. Для обеспечения герметичности затвора применяются металлические или мягкие (резиновые, фторопластовые) кольца. Дисковые затворы могут использоваться как запорная и как регулирующая арматура. Для использования в качестве регулирующей арматуры предусмотрено несколько фиксированных промежуточных положений, для чего такие затворы оборудованы приспособлением, фиксирующим положение поворотного диска. В открытом положении диск устанавливается вдоль оси корпуса, создавая минимальное сопротивление потоку. В закрытом положении диск устанавливается перпендикулярно оси корпуса, соприкасаясь своими кромками с уплотнительными кольцами, которые могут располагаться как на самом диске, так и на корпусе затвора. Затвор устанавливается на трубопроводе между фланцами трубопровода, стягиваемым шпильками. Поворотные затворы могут монтироваться в любом положении, однако затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении, так как при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Дисковые затворы могут изготавливаться с эксцентрично установленными дисками. Такое расположение диска создает ему благоприятные условия взаимодействия с уплотнительными кольцами, исключает гистерезис, присущий дискам с нулевым эксцентриситетом.
Управление дисковыми затворами может осуществляться вручную, с использованием редуктора, при помощи электропривода, пневмопривода или гидропривода.

Популярность применения дисковых затворов определяется рядом преимуществ перед другими типами запорной арматуры:

сравнительно низкое гидравлическое сопротивление;
малое время открытия и закрытия затвора (диска);
отсутствуют застойные зоны, в которых могут скапливаться механические примеси и грязь, поступающие в затвор вместе с рабочей средой;
отсутствие резьбовых рабочих пар в конструкции (по сравнению с задвижками, где применяется резьбовая пара «втулка-шпиндель»), что повышает эксплуатационные качества при воздействии неблагоприятных условий внешней среды;
сравнительно небольшие габариты и масса;
большие диаметры прохода;
большой ресурс работы при соблюдении правил эксплуатации (нормативный срок службы – 30 лет);
простота и удобство монтажа-демонтажа.

К недостаткам затворов можно отнести:

пониженная герметичность запорного органа;
большие крутящие моменты на валу из-за больших неразгруженных усилий, действующих на диск затворов больших диаметров прохода;
трудность получения расчетных пропускных характеристик при работе затвора в качестве регулирующей заслонки.

Затворы поворотные обычно применяются в водоснабжении, пивоварении и пищевой промышленности, где используются чистые среды.
Основные параметры дисковых затворов регламентированы ГОСТ 1251-89 и ГОСТ 25923-89.

Шаровой кран

Также как и задвижки, и дисковые затворы предназначены для установки в качестве запорного устройства, перекрывающего потоки жидких и газообразных рабочих сред на трубопроводах в системах водо- и газоснабжения, на предприятиях теплоэнергетики, в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.
В качестве объекта анализа здесь рассматриваются стальные шаровые краны. О шаровых кранах, изготавливаемых из латуни или бронзы малых диаметров (Ду 15-50мм), используемых при установке сантехнического оборудования, речь здесь не идет.
Запорным элементом в шаровом кране является собственно шар (пробка, выполненная в виде шара), имеющий сквозное отверстие для прохода рабочей среды и изготовленный из нержавеющей стали.
Существуют два базовых исполнения шаровых кранов — краны с плавающей пробкой, когда шар поддерживается уплотнительными кольцами, и краны с пробкой (шаром) в опорах. Последние более приемлемы для высоких давлений и больших диаметров. В этих кранах нагрузка от перепада давлений в закрытом положении воспринимается подшипниками опор, а не уплотнительными седлами. Шаровые краны с плавающей пробкой используются при низких давлениях и температурах.
Перекрытие трубопровода происходит при переводе рычага крана в крайнее закрытое положение (без остановки в промежуточных положениях). При этом шар внутри крана поворачивается вокруг своей оси стороной, в которой нет сквозного отверстия для прохода рабочей среды. При установке крана в открытое положение пробка принимает такое положение, при котором отверстие в шаре совпадает с осью трубопровода, тем самым, обеспечивая проход рабочей среды.

Преимущества шаровых кранов:

высокая степень герметичности (как правило, класс герметичности «А»);
низкое гидравлическое сопротивление;
небольшая масса и габариты;
малое время открытия и закрытия;
не требуется технического обслуживания в процессе эксплуатации (подтягивания, смазки и т.д.);
большая «линейка» кранов по рабочим параметрам (условному диаметру прохода, давлению, температуре), по способу монтажа («фланцевое», «муфтовое», «под приварку»), по виду исполнения (цельносварной корпус или разборный корпус).

Так, например, стальные шаровые краны «BREEZE», производства завода «Олбризсервис» (Украина, г. Киев) представлены в двух видах исполнения: серия EUROPE- в цельносварном корпусе, серия SILVER – в разборном корпусе. Краны поставляются в трех модификациях присоединения: СВАРКА, ФЛАНЕЦ, РЕЗЬБА. Линейка диаметров кранов «BREEZE» различных модификаций от 15 до 300 мм, рабочее давление 1.6, 2.5 или 4.0 МПа, рабочая температура от минус 30 до 200 оС. Заводом изготовляются два наименования крана 11с33п и 11с41п с фланцевым присоединением, у которых строительная длина равна строительной длине таких распространенных в эксплуатации стальных задвижек, как 30с41нж, что позволяет без особых усилий производить замену вышедших из строя задвижек на краны. Имеются краны с удлиненным штоком для подземной установки.

На предприятии Луганский завод трубопроводной арматуры «Спецавтоматика» через Торговый Дом «МАРШАЛ» можно заказать широко известные покупателю шаровые краны, выпускаемые под торговой маркой «МАРШАЛ»: из углеродистой стали или из коррозионностойкой стали, сварной разборный или цельносварной неразборный, литой разборный или литой неразборный, укороченный или неукороченный, с фланцевым, муфтовым или под приварку соединением, полнопроходной или неполнопроходной, без привода, с редуктором или под привод (электрический, пневматический, гидравлический).

Для выбора того или иного крана необходимо знать определенный минимум характеристик, которые, как правило, указываются в паспортах на изделие.
В качестве примера ниже приведен перечень технических характеристик, указываемых в паспорте на кран шаровой марки «МАРШАЛ» 11с67пСФ:
Условный диаметр…………………………………….200 мм (250,300, 350,400,500,600мм)
Рабочее давление, не более…………………………..1.6МПа; (2.5МПа;4.0МПА)
Температура рабочей среды………………………….от -40 оС до 180оС
Рабочая среда………………………………………….вода, газ, нефтепродукты и другие неагрессивные среды, нейтральные к материалам деталей крана
Класс герметичности………………………………….А ГОСТ 9544-2005
Климатическое исполнение…………………………..У1, ХЛ1 ГОСТ15150
Температура окружающей среды…… ……….не ниже — 40 оС (У1), не ниже — 40 оС (ХЛ1)
Количество рабочих циклов…………………………..не мене 10 000
Полный срок службы………………………………….не менее 10 лет
Присоединение к трубопроводу………………………..фланцевое
Управление…………………………………………….редукторное
Краны изготовлены в соответствии с ГОСТ28343 (ИСО7121)
Строительные длины………………………………….ГОСТ 28908, ГОСТ3706 (ИСО5702)
Размер фланцев………………………………………..ГОСТ12815 (ИСО7005).

Наряду с достоинствами шаровые краны обладают и рядом недостатков, которые необходимо учитывать при выборе арматуры.
Недостатки шаровых кранов:

невозможность использования стандартных шаровых кранов в качестве регулирующей и дроссельной арматуры;
повышенные требования к чистоте рабочей среды, проходящей через кран, особенно к наличию твердых частиц;
возможно «прикипание» шара при длительной эксплуатации в закрытом или открытом положении;

Таким образом, проведя краткий анализ современных запорных устройств, можно сделать вывод о том, что каждый из рассмотренных типов запорной арматуры обладает определенными преимуществами и недостатками, зная которые можно наилучшим образом определиться с выбором арматуры под заданные требования и условия эксплуатации.