Устройство вентиля и отличие его от задвижки. Разница между задвижкой и краном

Перед задвижками достаточно очевидны,но не смотря на это,на некоторых предприятиях продолжают использовать клиновые задвижки, мотивируя это несколькими причинами.

Некоторые инженеры на предприятиях считают что, задвижка, выполненная из стали, будто бы надёжнее шарового крана, и с её помощью можно осуществлять регулирование потока среды. Однако,инженеры ведущих компаний по производству трубопроводной арматуры однозначно заявляют: клиновые задвижки ни в коем случае не предназначены для регулирования потока среды, в отличие от тех же шаровых кранов.

Особенности клиновых задвижек

Практическое применение показывает, что при использовании задвижек в качестве регулирующей арматуры, задвижки довольно быстро выходят из строя, переставая удерживать поток среды в закрытом состоянии, то есть не выполняют даже своей непосредственной функции.

Следует отметить, что речь идёт именно о стальных задвижках , так как чугунные задвижки здесь даже не рассматриваются. Основная проблема в том, что чугунная ТПА чрезвычайно требовательна к условиям эксплуатации.

Так например, нельзя применять чугунные задвижки при температуре выше +350 градусов и ниже -20 градусов (здесь речь идёт о лучших марках чугуна) по шкале Цельсия. Имеются также ограничения по типу перекачиваемой среды (чугунную ТПА практически невозможно безопасно использовать в некоторых типах газопроводов), давлению, диаметру проходного отверстия и т.д. Хотя задвижки до сих пор и являются наиболее распространённым типом ТПА на различных трубопроводах, в последнее время наблюдается тенденция к замене задвижек на шаровые краны во многих системах.

Основные причины замены:

Задвижки требуют постоянного контроля за техническим состоянием (например, чистки сальниковых уплотнений),

Задвижки неважно показывают себя при возникновении внештатных ситуаций, требующих быстрого перекрытия потока рабочей среды.

Кроме того, конструкция задвижки не обеспечивает хорошей герметичности, причём, это касается практически всех элементов: как самого затвора, так и корпуса. Далее заметим, что клиновые задвижки обладают изрядным весом и солидными габаритами, а также часто ломаются, что приводит к регулярному возникновению аварийных ситуаций.

Особенности шаровых кранов

Шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками представляют собой более новый тип запорной ТПА, хотя конструкции шарового крана уже более ста лет. Из названия нетрудно понять, что основной запорный элемент в этих кранах имеет форму шара.Практическое применение такой конструкции показывает себя с гораздо более выгодной стороны, чем задвижка. Также следует отметить, что современные шаровые краны значительно более герметичны, чем клиновые задвижки. Дело в том, что производителям удалось решить проблему всех шаровых кранов прошлого (недостаточную герметичность), при использовании современных материалов. Седло современного шарового крана изготавливается из полимерных композиций , а не из металла, как это было раньше. Кроме того, такое решение позволило попутно и значительно облегчить управление краном, так как теперь не приходится прилагать значительных усилий для изменения положения запорного элемента. Следующей особенностью шаровых кранов является компактная конструкция , что также выгодно отличает шаровой кран от клиновой задвижки. Особенно это касается систем жилищно-коммунального хозяйства , однако и в достаточно крупных трубопроводах шаровые краны по габаритам значительно выигрывают у клиновых задвижек. На данный момент производители предлагают шаровые краны, выполненные из сталей, чугуна, латуни и пр. материалов.

Латунные краны нельзя использовать в системах, где температура среды превышает +100 градусов и они не слишком хорошо себя показывают и при минусовых температурах. Кроме того, латунные шаровые краны выполняются небольшими по диаметру (обычно не более 50 мм).

Стальной шаровой кран справится с температурой +200 градусов и будет работать при -50 градусах Цельсия, что делает его незаменимым в системах перекачивания сред в условиях севера. К преимуществам стальной арматуры отнесём и увеличенный диаметр проходного отверстия. Но есть и один недостаток - это цена шарового крана. В ситуации экономии бюджета, есть большое искушение сделать выбор, основываясь на цене. Но и в этом случае, рациональное сравнение должно быть основано не на цене приобретения, а на «совокупной стоимости владения» оборудованием, в нашем случае шаровым краном или задвижкой. Если стоимость шарового крана в среднем выше стоимости задвижки аналогичного диаметра в 2 раза, то его полный срок службы выше в 4 раза.

Какой шаровый кран выбрать?

Несмотря на все преимущества современной арматуры, очень важен фактор - насколько взаимозаменяемы устаревшие чугунные задвижки и шаровый кран . Чтобы не создавать трудности в дальнейшей эксплуатации трубопровода , насколько быстро и эффективно возможно заменить арматуру? Поэтому важно понимать какие именно шаровые краны лучше задвижек, то есть какие свойства должна иметь арматура, чтобы заменить старые задвижки на действующих трубопроводах? Рассмотрим данные свойства:

1. Строительная длина шарового крана (L=....мм)

При ремонте трубопровода, где установлены стальные или чугунные задвижки , важную роль играет строительная длина шарового крана . Если правильно выбрать шаровой кран, то можно избавиться от дополнительных монтажных работ, которые не всегда удобны или невозможны из-за особенностей технологии и условий безопасности. Применяемые в России стандарты строительных длин для задвижек и шаровых кранов - различаются , также различаются строительные длины шаровых кранов различных отечественных и зарубежных производителей. Но оптимальный выбор все-таки существует - некоторые российские производители учитывают «национальные особенности» коммунальных трубопроводов и производят шаровые краны, руководствуясь стандартами строительных длин для задвижек (например равнопроходные краны LD , разборные краны LD 11с67п или краны TEMPER "под задвижку " ). Такие краны полностью соответствуют заменяемой задвижке . При монтаже нового трубопровода, выбор строительной длины крана более независим. Но не помешает уверенность,что строительная длина используемой арматуры не является эксклюзивной и при необходимости замены через несколько лет не придется искать одного единственного производителя шарового крана с уникальной строительной длиной. При использовании шарового крана, очень часто строительная длина оказывается тесно зависимой от другого важного параметра арматуры - условного прохода.

2. Полный и неполный (стандартный) проход

Выбор полного или неполного (стандартного) прохода шарового крана зависит от условия работы конструкции в трубопроводной системе и ее допустимого гидравлического сопротивления. Можно выделить два наиболее характерных случая: когда конструкция устанавливается на магистральной линии с большим расходом среды, необходимо иметь арматуру с малым гидравлическим сопротивлением во избежание больших энергетических затрат на транспортировку среды, особенно жидкой, но в тупиковых позициях допустимо применять арматуру, имеющую повышенный коэффициент гидравлического сопротивления.

Наибольшие энергетические потери будут создаваться в трубопроводах, в которых жидкости перемещаются с большой скоростью. В этих условиях необходимо использовать краны, имеющие малые значения коэффициента гидравлического сопротивления. Ориентировочные значения коэффициента для различных типов кранов: полнопроходные - 0,1-0,4; неполнопроходные - 0,4-1,6.

Большинство шаровых кранов известных зарубежных брендов производятся по стандартам, отличающимся от арматурных стандартов, применявшихся в России и странах СНГ . Именно строительная длина крана является первым и самым очевидным отличием - шаровые краны зарубежного производства со строительной длиной «под задвижку» могут быть изготовлены производителем только под заказ. Стоимость и срок такого заказа неизбежно увеличивается. Следующее значительно отличающаяся характеристика импортной арматуры - эффективный проход крана. Большинство шаровых кранов зарубежного производства имеют редуцированный (стандартный) по отношению к присоединительному диаметру диаметр эффективного прохода.

Преимущества шаровых кран перед клиновыми задвижками

Шаровые краны могут быть изготовлены практически для любого диаметра;
- шаровые краны способны выдержать существенно больший уровень давления;
- температурный диапазон эксплуатации шаровых существенно больше, чем у клиновых задвижек;
- у шаровых кранов практически нет заклинивания и ими существенно легче управлять, задвижки же заклинивают довольно часто, особенно после того, как длительное время находятся в открытом либо закрытом положении;
- более высокая герметичность шаровых кранов;
- шаровые краны являются универсальными, тогда как клиновые задвижки в большинстве случаев используются только на воду;
- шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками имеют более компактные размеры и меньший вес;
- шаровые краны служат намного дольше, существенно реже выходят из строя и более надежны, чем клиновые задвижки;
- клиновые задвижки нуждаются в регулярном осмотре и обслуживании, шаровые краны не нуждаются в постоянном контроле состояния;
- клиновые задвижки могут применяться только в качестве запорной трубопроводной арматуры, а шаровые краны могут эксплуатироваться как запорная так и запорно-регулирующая ТПА.

Задвижка или шаровый кран? Это запорные устройства, используемые повсеместно. У них идентичное предназначение, но разные конструктивные особенности. Поэтому пользователей интересует вопрос, в чем разница между задвижкой и краном. Давайте разберемся в таком вопросе.

Задвижка: ключевые особенности

Задвижка - разновидность механизмов, имеющих простую конструкцию. Это деталь, состоящая из нескольких элементов:
корпус;
крышка;
затвор.

Главная особенность задвижки в том, что регулирующий механизм передвигается под прямым углом к потоку жидкости или газа. Производители изготавливают трубопроводную арматуру в обширном ассортименте. Поэтому в каталогах компаний представлены клиновые, шланговые, шиберные задвижки. В зависимости от расположения ходового узла, разрабатываются изделия с выдвижным и невыдвижным шпинделем.

Конструкция шарового крана: основополагающие аспекты

Для ответа на вопрос, чем отличается задвижка от крана, нужно подробно рассмотреть и второй вариант.

Кран шаровый - изделие, в котором запирающий или регулирующий компонент изготовлен в виде сферы. Оно состоит из корпуса, шара, шпинделя, седла и рукоятки, предназначенной для ручного управления. В ассортименте магазинов представлены шаровые краны с так называемыми плавающими шарами и с шарами, которые поворачиваются в опорах. В зависимости от формы присоединения, детали бывают фланцевыми ,муфтовыми , комбинированными и под приварку . Поэтому покупатели подбирают варианты, исходя из личных предпочтений и поставленных задач.

Отличие задвижки от шарового крана

Разница между двумя видами трубопроводной арматуры существенная. Рассмотрим ее подробнее:

1. Конструкция - значимый момент. В задвижке важнейшим запорным элементом является клин. В шаровом кране такую функцию выполняет затвор в форме сферы, внутри которой имеется круглое отверстие. Сквозь него в открытом состоянии проходит рабочая среда.
2. Длительность эксплуатации - срок службы задвижки составляет не меньше 10 лет. Средний эксплуатационный ресурс - около 2000 циклов. Период службы шарового крана, входящего в эконом-сегмент, варьируется в пределах 15 лет. Количество циклов - 4000. Кран, рассчитанный на повышенные нагрузки, используется на протяжении 20 лет и больше. Его ресурс открытия/закрытия превышает 10000 циклов.
3. Практичность - выигрывают шаровые краны. Они открываются с помощью рычагов, ручки-бабочки, редуктора с маховиком. Возможно использование электропривода, гидропривода и пневмопривода.

Условия применения запорных устройств

Задвижка - герметичный запорный элемент, который идеально подходит для установки на трубопроводах. Он успешно применяется в разных сферах. Это газо- и водоснабжение, жилищное хозяйство и нефтяная промышленность.

Кран шаровый - современная продукция, которая широко применяется при обустройстве систем отопления, водо- и газоснабжения жилых домов, промышленных и коммерческих объектов. Изделия диаметром DN 300 и выше подходят для перемещения природного газа и нефти.

Что лучше: задвижка или шаровый кран

На такой вопрос трудно дать однозначный ответ. У каждого вида изделий имеются определенные преимущества и недостатки.

К положительным характеристикам задвижки относится простота конструкции, минимальное гидравлическое сопротивление и возможность применения в жестких условиях. Недостатки также имеются. Это длительное время открытия/закрытия механизма, быстрое изнашивание уплотнителей и выдвижной шпиндель в некоторых моделях.

Шаровый кран - изделие, которое отличается небольшими габаритами, герметичностью и надежностью. Положение изменяется за считанные секунды. Управление механизмом простое и удобное. Недостаток изделия в том, что для размещения ручки-рычага нужно свободное пространство. Это нужно учитывать при выборе такой продукции.

Разница между задвижкой и краном весомая. Задвижка - устаревший вариант. Она незаменима при обустройстве магистральных трубопроводов, в которых рабочая среда быстро перемещается. Это обуславливается тем, что для задвижки характерно малое гидравлическое сопротивление. Шаровый кран имеет повышенный класс герметичности «А» и практичную конструкцию. Поэтому чаще используется в различных трубопроводных системах, чем клиновое устройство.

Трубопроводная арматура настолько разнообразна, что даже краткое описание основных её типов только по конструкции затвора занимает достаточно большой объём. Выполнение одних и тех же функций может осуществляться различными типами арматуры, обладающими различными принципами конструкции затвора.

Сравнение трубопроводной арматуры различных типов

Преимущества вентилей

Основное преимущество вентилей — отсутствие трения уплотнительных поверхностей в момент закрытия, так как затвор движется перпендикулярно, что уменьшает опасность повреждения (задиров). Высота вентилей меньше, чем у задвижек, ввиду того что ход шпинделя невелик и обычно составляет не более четверти диаметра трубопровода. Однако строительная длина вентилей больше, чем у задвижек, так как требуется развернуть поток внутри корпуса.

Недостатки клапанов

Недостатком клапанов является большое гидравлическое сопротивление , вследствие того что

1. направление потока рабочей среды изменяется внутри корпуса устройства дважды
2. мало проходное сечение седла.

Вентили эксплуатируются только при определенном направлении движения рабочей среды: поток должен подтекать под тарелку и в закрытом положении давить на тарелку со стороны седла. При открывании вентиля давление способствует отрыву тарелки от седла. Если же вентиль будет ориентирован в противоположном направлении, то в закрытом состоянии давление будет придавливать тарелку к седлу и создавать значительные трудности при открытии. Это может повлечь срыв тарелки со штока и вентиль выйдет из строя.

Заслонки

Рисунок 4. Заслонка
дроссельная фланцевая.

Заслонки (англ. butterfly valve) — устройства арматуры с затвором в виде диска или прямоугольника, поворачивающимся на оси, расположенной перпендикулярно проходу. Затвор заслонки движется по дуге.

Применение заслонок

Заслонки наиболее часто используются на трубопроводах больших диаметров, малых давлениях среды и пониженных требованиях к герметичности запорного органа.

Заслонки применяют в вентиляции и кондиционировании воздуха на воздуховодах, а так же на различных газоходах, то есть там, где имеют место большие диаметры трубопроводов, небольшие давления и невысокие требования к герметичности.

По количеству установленных пластин различаются заслонки одинарные и многостворчатые. На капельных жидкостях заслонки применяют редко, так как их конструкция не обеспечивает надежной герметичности перекрытия прохода. На газах дроссельные заслонки (throttle) ввиду простоты конструкции и надежности применяют очень часто для регулирования и отключения расхода.

Конденсатоотводчики

Предназначены конденсатоотводчики (англ. steam trap) для вывода из газовой системы конденсата, не участвующего в рабочем или технологическом процессе. Конденсат сливается постоянно или периодически по мере его накопления в системе.

Конденсатоотводчики должны выпускать жидкость и задерживать газообразную фазу вещества, что осуществляется за счёт наличия гидравлического или механического затвора. Затвор должен надёжно выпускать конденсат при различных давлениях газа, температур конденсата и скорости его поступления в конденсатоотводчик.

Клапанные и бесклапанные конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики могут быть клапанными и бесклапанными. Бесклапанные конденсатоотводчики выпускают конденсат непрерывно, а бесклапанные — периодически при наступлении заданных условий.

Клапанные конденсатоотводчики являются двухпозиционными регуляторами, в которых роль чувствительного элемента и привода одновременно выполняет поплавок, термостат, биметаллическая пластина или диск.

Конденсатоотводчики в зависимости от принципа действия бывают:

• закрытого типа,
• открытого типа,
• термодинамические,
• термостатические,
• сопловые,
• лабиринтные.

Конденсатоотводчики поплавковые в зависимости от конструкции поплавка различают с открытым поплавком и с закрытым поплавком, а также с опрокинутым поплавком колокольного типа.

В поплавковых конденсатоотводчиках проходное сечение клапана для выпуска конденсата открывается при всплытии поплавка, с которым связан затвор клапана. Всплытие поплавка происходит в тот момент, когда уровень конденсата в корпусе конденсатоотводчика достигнет предельного значения. После открывания выпускного клапана часть конденсата выдавливается в конденсатную линию и поплавок снова опускается, перекрывая отверстие седла клапана.

Принцип работы поплавкового конденсатоотводчика таков же, как и принцип работы регулятора уровня (регулятора перелива).

Термостатные конденсатоотводчики

В конденсатоотводчиках термостатических или термостатных для управления затвором клапана используется термосильфон, расширяющийся при повышении температуры, биметаллическая пластина или диск. Работа таких конденсатоотводчиков основана на разнице температур паровой и жидкой фазы.

В термостатных сильфонного типа конденсатоотводчиках сильфон (тонкостенная гофрированная трубка) заполнен жидкостью, испаряющейся при температуре свежего пара, но находящейся в жидкой фазе при температуре конденсата. Так, например, при удалении конденсата с температурой 85…90°С используется смесь из 25% этилового спирта и 75 % пропилового спирта. Как только сильфон начинает омываться паром, жидкость испаряется, сильфон расширяется и перемещает клапан, закрывая отверстие для выпуска конденсата. В других конструкциях для этой цели применяют биметаллические пластины.

Термодинамические конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики термодинамические имеют непрерывное действие. Они широко распространены вследствие простоты конструкции, малым габаритам, надежности в работе, низкой стоимости, высокой пропускной способности и малым потерям пара.

Тарельчатый конденсатоотводчик

Тарельчатый конденсатоотводчик имеет лишь одну подвижную деталь — тарелку, свободно лежащую на седле. Проходящий конденсат приподнимает тарелку и выходит через отводной канал. При поступлении пара тарелка прижимается к седлу в связи с тем, что высокие скорости истечения пара создают под ней зону пониженного давления.

Лабиринтные конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики лабиринтные также имеют непрерывное действие. Они содержат устройство в виде лабиринта, которое создает большое гидравлическое сопротивление газу, а конденсату — значительно меньшее. Вследствие этого конденсат проходит через конденсатоотводчик, а пар задерживается.

Сопловые конденсатоотводчики

Конденсатоотводчики сопловые также действуют непрерывно. Они содержат устройство в виде ступенчатого сопла, которое также обладает значительным различием в сопротивлении для конденсата и газообразной фазы.

Недостатки конденсатоотводчиков

Конденсатоотводчики — малонадежные устройства, нуждающиеся в частой ревизии.

Краны

Кран (англ. tap valve) — трубопроводное устройство с затвором в форме тела вращения, поворачивающимся вокруг своей оси на 90° по отношению к оси движения потока рабочей среды.

Рисунок 6. Кран шаровый
нержавеющий
с соединительными фланцами.

Затвор крана иногда называют пробкой. Пробка крана имеет отверстие, перпендикулярное оси тела вращения, предназначенное для прохода среды. Если кран открыт, отверстие пробки располагается соосно оси движения среды, если кран закрыт, отверстие пробки перпендикулярно потоку.

В отличие от вентиля и задвижки, для того, чтобы открыть или закрыть кран, требуется совершить не несколько оборотов шпинделя, а всего один поворот пробки на 90º. Следовательно, краны, как правило, снабжают не маховиком, а рукояткой.

В зависимости от числа рабочих положений пробки кранов бывают двухходовыми или трехходовыми.Принципиально могут быть краны и на большее число положений, однако они нашли применение только в лабораторной арматуре. В зависимости от формы отверстий на пробке краны могут выполнять различные функции

В зависимости от формы тела вращения, образующего затвор, краны бывают:

• цилиндрическими,
• конусными,
• шаровыми.

Для герметичности затвор должен быть смазан, чтобы смазка заполнила микрозазоры между поверхностью пробки и корпуса, и уменьшала усилия, требуемые на поворот пробки.

Пробка должна быть постоянно прижата к поверхности корпуса. В зависимости от способа прижатия пробки различают сальниковые и натяжные краны.

В сальниковых кранах между крышкой крана и верхним торцом пробки расположена упругая сальниковая набивка, создающая постоянное усилие, прижимающее пробку к корпусу.

В натяжных кранах снизу пробки расположен стержень с резьбой, проходящий через отверстие в корпусе. Прижатие пробки осуществляется посредством пружины, надеваемой на винт и стянутой гайкой. Натяжные краны более надежны , так как в них работа крана не зависит от свойств сальниковой набивки, которая со временем теряет свои упругие свойства. Поэтому натяжные краны используют в газоснабжении.

Конусные краны

Преимуществом конусных кранов является невысокая стоимость , малое гидравлическое сопротивление, простота конструкции и ревизии.

Недостатком таких кранов является большое усилие, требуемое на поворот пробки. По истечении некоторого срока работы (в зависимости от качества воды в системе) микрозазоры между поверхностью корпуса и пробки зарастают отложениями - пробка «прикипает». В этик условиях на поворот пробки требуется настолько большое усилие, что возможно поломка крана.

Регуляторы давления, расхода и уровня

Рисунок 7. Регулятор давления
с присоединительными фланцами

Назначение регуляторов

Регуляторы (редукторы) давления, расхода и уровня предназначены для автоматического поддержания соответствующего параметра без использования вторичных источников энергии.

Конструкция регуляторов

Регулятор по конструкции представляет из себя клапан с пневмо- или гидроприводом мембранного, сильфонного или плунжерного типа, а так же специальную установочную пружину, предназначенную для подстройки регулятора на требуемое значение параметра. Конструкции регуляторов необычайно разнообразны.

Подразделяются регуляторы уровня на:

• регуляторы питания, в которых уровень поддерживается за счет периодического добавлением жидкости в сосуд, и
• регуляторы перелива, в которых происходит слив избытка жидкости.

Регулятор давления

Рассмотрим регулятор давления на примере редуктора газового баллона. Отверстие входного патрубка для подачи газа является седлом клапана, к которому прижимается тарелка клапана, закрепленная на одном конце углового рычага. Второй конец рычага соединен с подвижной мембраной, на которую с внешней стороны действует сила атмосферного давления и сила сжатия установочной пружины, а с другой стороны — сила давления газа в полости регулятора. Ось вращения рычага закреплена на днище корпуса регулятора. Если давление одна из горелок газовой плиты будет закрыта, то уменьшится расход газа, в результате чего давление газа в полости редуктора начнет повышаться. Это приведет к перемещению мембраны, которая потянет за собой конец рычага, соединенный с нею. Второй конец рычага с закрепленным на нем клапанам так же переместится и прикроет отверстие для прохода газа. В результате этого давление газа в полости редуктора будет практически на постоянном уровне, так как ход клапана крайне мал и усилие установочной пружины при перемещении мембраны изменится незначительно.

Регулятор будет обеспечивать пропуск требуемого расхода газа при постоянном значении давления перед горелками.

Регулятор расхода

Рисунок 7. Регулятор
расхода
прямого действия
с соединительными
фланцами.

Работает регулятор расхода аналогично регулятору уровня, поддерживая постоянный перепад давления на некотором дросселирующем устройстве, например, диафрагме или регулируемом сопле. Так как коэффициент местного сопротивления дросселирующего устройства не изменяется, постоянный перепад давления означает, что скорость потока через дроссель постоянна и, следовательно, постоянен расход. Некоторые регуляторы имеют дроссель, конструкция которого позволяет регулировать его сопротивление, подстраивая регулятор на требуемое значение расхода. Чаще, однако, сопротивление дросселирующего устройства оставляют постоянным, а изменяют сжатие установочной пружины, что позволяет регулировать перепад давления на дросселе и, следовательно, расход через регулятор.

В регуляторах важным принципом является разгрузка клапана от одностороннего давления рабочей среды, что позволяет значительно уменьшить усилия, требуемые на перемещение рабочего органа. Наиболее совершенным видом разгрузки является двухседельная конструкция клапана, когда усилия, действующие на две тарелки, противоположны по направлению и взаимно компенсируются. Однако в такой конструкции корпус сложнее изготовить корпус и тяжелее обеспечить полную герметичность закрытия двух клапанов одновременно. Несмотря на такие трудности, эта конструкция очень широко применяется в современных регуляторах.

Заключение

Важное значение в надежности функционирования трубопровода имеет не только арматура, но и , например, .

Выполнение одних и тех же функций может осуществляться различными типами арматуры, обладающими различными принципами конструкции затвора. Основные типы трубопроводной арматуры по принципу затвора — задвижки, клапаны, заслонки, краны, мембранные клапаны, шланговые клапаны, регуляторы давления, расхода и уровня, конденсатоотводчики — были кратко освещены в этой статье.

Список литературы

1. Промышленная трубопроводная арматура: Каталог, ч. I / Сост. Иванова О. Н., Устинова Е. И., Свердлов А. И. - М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1979. - 190 c.
2. Промышленная трубопроводная арматура: Каталог, ч. II / Сост. Иванова О. Н., Устинова Е. И., Свердлов А. И. - М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. - 120 c.
3. Арматура энергетическая: Каталог-справочник / Сост. Матвеев А. В., Закалин Ю. Н., Беляев В. Г., Филатов И. Г... - М. : НИИЭинформэнергомаш, 1978. - 172 c.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете

Задвижка — разновидность запорной арматуры, используемая для перекрытия либо изменения пропускного объема транспортируемой рабочей среды в технологических, промышленных и санитарных трубопроводах.

В данной статье представлены фланцевые задвижки. Мы рассмотрим клиновые, параллельные, клинкетные, шиберные и шланговые модификации, изучим конструктивные особенности арматуры и ее эксплуатационные характеристики.

Cодержание статьи

Функциональное назначение и конструктивные особенности

Задвижки стальные фланцевые отличаются от других разновидностей трубопроводной арматуры тем, что запорный механизм в них перемещается перпендикулярно движению рабочей среды. Такие конструкции выпускаются в диаметре 15-2000 мм, они предназначены для установки на трубопроводы, рабочая температура в которых не превышает 600 градусов с давлением до 25 МПа.

Запорные задвижки широко используются во всех сферах промышленности:

• системы водоснабжения и отопительные коммуникации жилищно-коммунальных хозяйств;
• транспортные системы нефти и газа;
• магистральные трубопроводы энергетической промышленности.

Распространение данного вида трубопроводной арматуры обусловлено следующими эксплуатационными преимуществами:

• простота и ремонтопригодность конструкции;
• минимальная строительная длина;
• надежность в сложных условиях эксплуатации;
• низкий уровень гидравлического сопротивления.

Есть у задвижек и недостатки, основным из которых является большая габаритная высота конструкции, что особенно характерно для изделий с шпинделем выдвижного типа, в которых ход штока должен быть равен полному диаметру пропускного отверстия. Также минусом является длительное время открытия и склонность к эксплуатационному износу уплотнительных элементов, вследствие которого задвижки требуют периодического обслуживания и .

Отметим, что конструктивные особенности задвижек не предполагают их использование в качестве регулирующей арматуры — при эксплуатации запорный механизм должен находиться в крайнем открытом либо закрытом положении , а не в промежуточном.

Практически все разновидности задвижек производятся в полнопроходной конфигурации — сечение пропускного отверстия у них идентично диаметру труб, на которые устанавливается изделие. Редукционные задвижки (с суженным сечением пропускного отверстия) также выпускаются, но они имеют узкую сферу использования — устанавливаются лишь на трубопроводы, для управления арматурой на которых необходимо снижение оказываемого рабочей средой крутящего момента.

Управляющим механизмом в запорной арматуре выступает ручной штурвал, также существуют конструкции оборудованные гидравлическими либо электроприводами , реже — пневматическим приводом. Крупноразмерные задвижки, в которых реализовано ручное управление, для облегчения усилий при открытии комплектуются редуктором.

Технология изготовления и используемые материалы

Задвижки, в зависимости от способа изготовления, классифицируются на литые и сварные. Методом литья производятся стальные, алюминиевые и , с помощью сварочного соединения — титановые и некоторые разновидности стальных изделий. В плане прочности и надежности сварные конструкции практически не уступают литым аналогам.

Уплотнительные элементы арматуры могут выполняться из фторопласта, латуни либо резины. Эластичные материалы (резина и синтетический каучук — EPDM) чаще всего используются при производстве (где резиной покрываются стенки запорного механизма) и шланговых конструкций (из резины сделан пережимной шланг).

Задвижки имеют унифицированную согласно ГОСТ №9698 маркировку типа 30нж42п ду50 , в которой:

• 30 — номенклатура арматуры (также может использоваться цифра 31);
• нж — обозначение материала, из которого изготовлена конструкция, в данном случае нж — нержавеющая сталь (с — сталь углеродистая, лс -легированная сталь, ч — чугун, тн — титан);
• 42 — номер модели;
• п — материал изготовления уплотнительных элементов (п — пластик, бр — бронза либо латунь, р — резина, п -пластмасса);
• ду50 — диаметр 50 мм (варьируется в пределах 15-2000 мм).

Монтаж фланцевой задвижки Ду219 (видео)

Принцип работы и разновидности

Принцип работы всех разновидностей задвижек схож между собой. Корпус и крышка арматуры образуют полость, в которой размещен запорный узел. На корпусе размещены фланцы, посредством которых задвижка соединяется с трубопроводом. В зависимости от типа соединения конструкция может быть фланцевая и межфланцевая, которая зажимается между фланцами соседних участков трубопровода (межфланцевая задвижка имеет значительно меньшие габариты.

Внутри корпуса, рядом с запорным элементом, расположено два седла (параллельно либо под определенным углом друг к другу). Регулировка затвора выполняется посредством вращения привода, к которому запорный механизм подсоединен с помощью штока. В зависимости от принципа движения штока задвижка бывает выдвижная (шток при закрытии совершает вращательно-поступательное перемещение) либо поворотная (исключительно вращательное перемещение).

Шток установлен внутри ходовой гайки, данный узел именуется резьбовой парой. Гайка, при вращении привода, обеспечивает движении запорного элемента в заданном направлении. При перемещении затвора в закрытое положение его стенки прижимаются к уплотнительным поверхностям седла, тогда как в открытом положении затвор полностью выходит из проходного отверстия корпуса.

Основная классификация арматуры выполняется в зависимости от типа запорного механизма, согласно которой задвижки делятся на:

• клиновые;
• параллельные;
• шиберные;
• шланговые.

В затвор имеет конусную форму, при закрытии он входит в седла, расположенные под заданным углом друг к другу, и перекрывает пропускное отверстие. Клин, в зависимости от конструктивного исполнения, может быть жестким либо клинкетным.

Клин жесткого типа (стальной) обеспечивает максимальную герметичность в закрытом положении, однако эксплуатация такой конструкции может сопровождаться рядом проблем, связанных с заклиниваем затвора по причине температурных колебаний либо повреждения уплотнительных поверхностей из-за коррозии.

Задвижка клинкетная фланцевая имеет затвор, состоящих из двух размещенных под углом друг к другу , которые жестко соединены между собой. Такая конструкция отличается повышенной надежностью — она не заклинивает, уплотнители подвергаются минимальному износу а для изменения положения затвора требуется прикладывать гораздо меньше усилий. Задвижка клинкетная фланцевая является наиболее распространенным типом судовой арматуры.

В затвор состоит из двух дисков, которые перемещаются между параллельно расположенных друг к другу уплотнительных седел. Разновидностью параллельной конструкции является , в ней запорный узел имеет схожую конструкцию, однако затвор состоит из 1-го диска.

Шиберная арматура устанавливается на трубопроводы с односторонним движением рабочей среды. За счет простоты конструкции она не способна обеспечить максимальную герметичность перекрытия, однако шиберный затвор отличается ремонтопригодностью, что позволяет использовать такие конструкции в сточных и канализационных системах, транспортирующих жидкость с высоким содержанием механических частиц.

Задвижки шлангового типа кардинально отличаются от рассмотренных ранее аналогов. В их конструкции отсутствуют уплотнительные седла — рабочий поток циркулирует внутри эластичного резинового шланга, который полностью изолирует внутренние поверхности корпуса от транспортируемой жидкости. Перекрытие потока осуществляется за счет пережатия шланга штоком.

Такие конструкции предназначены для установки на трубопроводы, транспортирующие вязкие вещества и химически агрессивные жидкости, под воздействием которых происходит ускоренная коррозия стали — резина является материалом, устойчивым к большинству химических соединений. Эксплуатация данных задвижек возможна при температуре до 110 градусов и давлении рабочей среды до 1.6 МПа.

В настоящей статье говорится о задвижках клиновых фланцевых, их характеристике, принципе работы, а главное, о применении этих изделий на разных трубопроводах:

Задвижки клиновые фланцевые востребованы в коммуникациях промышленного производства на водяных, нефтяных, и газовых трубопроводах. Они являются незаменимой частью любого трубопровода, где необходимо перекрывать участок или полностью всю трубу. Эти элементы запорной арматуры не являются сложными по конструкции, у них длительные сроки эксплуатации (до 50 лет). Для безопасной эксплуатации трубопровода, они устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы оперативно можно было перекрыть трубу в случае аварии или ремонта.

Фланцевые задвижки

В зависимости от вида трубопровода, применяется соответствующая запорная арматура. Очевидно, что спектр применяемых задвижек здесь широк. Фланцевые задвижки нашли широкое применение во всех сферах народного хозяйства:

• В отопительной системе;
• В транспортной отрасли при перевозке нефтепродуктов;
• В коммуникационных трубопроводах энергетики;
• В трубопроводах пароходства.

Устройства фланцевых задвижек

Несмотря на простоту, фланцевые клиновые задвижки обладают высокой эффективностью в ряду запорной арматуры. В зависимости от запирающего элемента определяется вид клиновой задвижки. Задвижка фланцевая получила свое название из-за своего исполнения: по бокам её находятся фланцевые диски, которые сопрягаются с такими же дисками на трубе.

У фланцев на задвижке и на трубе, диаметр и отверстия должны строго соответствовать, иначе их не соединить. Между фланцами обязательно устанавливается прокладка из паронита, резины или резинового кольца в зависимости от среды, находящейся внутри трубы. Такое исполнение клиновой задвижки делает её быстросъемной, что немаловажно при ремонте.

По устройству гайки клиновые изделия делятся на 2 категории: с выдвижной и неподвижной гайкой.

То есть, в первом варианте, при открывании или закрывании вентиля гайка двигается поступательно. Во втором варианте гайка остается на месте, а выдвигается винт. Во второй категории клиновые задвижки занимают меньше места и их используют при движении нефтепродуктов и других жидкостей, не вызывающих коррозию металла. В основном используются клиновые изделия с выдвижной гайкой.

По методу закрывания устройства делятся на задвижки:

• С ручным управлением. Закрытие вручную производится с помощью рукоятки или вентиля;
• С автоматизированным управлением. При таком закрывании используются, в основном электродвигатели с редуктором, и включаются они через пульт оператором. Гидравлические и пневматические приводы применяются реже, ввиду дополнительного подвода труб, приборов и пр.

Особенности конструкции и применение задвижек

Наряду с этим устройства подразделяются по конструкции исполнения. Бывают шаровые, шиберные и клиновые задвижки. Последние являются самыми популярными и востребованными в линейке запорной арматуры.

Задвижки фланцевые изготавливаются в двух вариантах,- это клиновые и параллельные устройства.

Фланцевые клиновые задвижки

У клиновых фланцевых устройств запирающий механизм двигается под углом в 90 градусов к потоку. Уплотнительные прокладки в них устанавливаются под определенным углом друг к другу. Обычно, такие задвижки используют при перемещении в трубах воды, газа, нефтяных продуктов. Сам клин может быть цельнолитым, металлическим с резиновым покрытием или же сделанным из двух жестких дисков из легированной стали. В результате такой сборки, можно менять сальниковую набивку, не перекрывая трубу. Однако при эксплуатации таких изделий, иногда происходит заклинивание запирающего устройства от разницы температур, или от повреждения прокладки.

Клинкетная задвижка

Клинкетная задвижка внутри имеет 2 диска, жестко соединенных друг с другом. Подобная конструкция надежная, она не заклинивает при движении, резиновые прокладки изнашиваются минимально, а управлять задвижкой намного легче. Такие задвижки наиболее распространены в трубопроводах на кораблях, из-за вредного действия морской соли.

При параллельном исполнении поверхности располагаются параллельно относительно друг друга. Также их подразделяют на задвижки: однодисковые (шиберные); двухдисковые задвижки.

Шиберные клиновые задвижки

Шиберные задвижки применяют при направлении среды в одном направлении. Из-за простой конфигурации они не могут герметично обеспечить максимальное перекрытие, но зато они ремонтно пригодны. Это дает возможность использования их в среде, где присутствуют механические частицы, а именно в канализационных системах.

Клиновые задвижки с шаровым запирающим механизмом

Устройства с шаровым механизмом аналогичны по конструкции с бытовыми кранами. Наиболее востребованными являются модели Ду50 из-за невысокой стоимости. Изделия Ду100 снабжены технологическими дисками, которые прижимаются пружинами и применяются больше в газовой отрасли.

Фланцевые устройства шлангового вида

Задвижки шлангового вида принципиально отличаются от своих аналогов: у них нет посадочных седел. Жидкость циркулирует по шлангу, который при необходимости пережимается затвором. Такие конструкции устройств используются, когда агрессивная перемещающаяся среда и её нужно полностью изолировать от корпуса задвижки во избежание коррозии. Подобные изделия применяются в химической отрасли для перемещения агрессивных жидкостей при высокой температуре около 100 градусов и давлении до 1,6 МПа.

Преимущества и недостатки клиновых задвижек

Среди основных достоинств, следует выделить:

• Быстросъемное соединение. Это дает возможность быстрой замены устройства;
• Срок эксплуатации без ремонта достигает 50 лет;
• Простота конструкции;
• Надежность запора;
• Небольшое усилие при закрытии. Движение клиновидного диска происходит за счет вращения винта штурвалом.

Есть у изделий и недостатки , главным из них является большая габаритная высота устройства. Особенно это относится к задвижкам с выдвижным штоком. Ведь в них ход винта должен равняться высоте самой задвижки. Также минусом считается износ резиновых уплотнителей, что происходит в результате длительного открытия вентиля изделия. И в третьих, при ручном открытии затрачивается много времени для полного выдвижения запирающего устройства.