Запорная арматура назначение и устройство. Особенности задвижек различных модификаций

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.

→ Типы и виды трубопроводной арматуры

• Краны шаровые, вентили, клапаны запорные, задвижки, дисковые затворы, регуляторы давления, регуляторы температуры, элеваторы, гидроэлеваторы, фильтры, виброкомпенсаторы, грязевики абонентские, запорные устройства и рамки указателей уровня.
• Клапаны смесительные и регулирующие, краны и клапаны распределительные.
• Клапаны предохранительные и обратные, устройства импульсно-предохранительные и мембранно-разрывные.
• Обратные клапаны и затворы трехэксцентриковые, клапаны невозвратно-запорные и невозвратно-управляемые, шиберные задвижки (гильотинного типа).
• Конденсатоотводчики.

1.Запорнаяарматура

Основное назначение запорной арматуры - перекрывать поток рабочей среды в трубопроводе. Для этого применяются четыре основных типа трубопроводной арматуры: краны, клапаны, задвижки и затворы дисковые (стоит не забывать о различии между затворами, как одним из элементов запорного органа, и затвором - типом трубопроводной арматуры). Они отличаются способом перекрытия потока, т.е. формой основ-ной детали (или деталей) затвора, характером перемещения затвора относительно седла (или седел) корпуса, а также направ-лением перемещения затвора по отношению к направлению по-тока среды.

В шаровом кране затвор имеет форму тела вращения (т.е. конус, шар или цилиндр) с отверстием для пропуска среды. При перекрытии потока затвор поворачивается вокруг своей оси за один оборот.

В зависимости от формы затвора, который в шаровых кранах называют пробкой, краны делятся на конусные, шаровые и цилиндрические.

В конусных шаровых кранах нужно создавать необходимое усилие прижатия конусных поверхностей пробки и корпуса. Это возможно сделать двумя путями. Один из них - с использованием резьбовой пары (гайка навернута на резьбовой хвостовик пробки) или пружины. Такие краны называют натяжными. Второй способ - при помощи затяжки сальника, создающей прижатие пробки к конусной поверхности корпуса и одновременно перекрывающей выход рабочей среды в атмосферу. Такой кран называют сальниковым или пробко-сальниковым.

По форме проточной части можно выделить краны проходные и трехходовые.

В клапане затвор (его обычно называют золотник) перемещается возвратно-поступательно в направлении, которое совпадает с направлением потока рабочей среды через седло.

При всем разнообразии конструкций запорных клапанов отметим только их отличия по форме проточной части для прохождения рабочей среды - проходные и угловые. Среди проходных выделяются клапаны прямоточные, внешним признаком которых служит расположение шпинделя не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода корпуса.

В задвижках запорный орган, имеет форму клина или диска (дисков), перемещается как и в клапанах возвратно-поступательно, но перпендикулярно оси потока. При этом закрывается или открывается проход рабочей среды через кольцевые седла корпуса.

В зависимости от конструкции запорного органа задвижки подразделяются на параллельные, клиновые, шланговые и шиберные.

В параллельных задвижках (30ч6бр - самый яркий представитель этого вида) седла корпуса и соответственно два диска затвора располагаются параллельно друг другу. Прижатие затвора к корпусу в положении “Закрыто” происходит, как правило, за счет клинового устройства, помещенного между дисками затвора. В клиновых задвижках (30ч39р тип МЗВ) седла корпуса расположены под углом друг к другу. Затвор выполнен в виде клина или двух дисков, расположенных под углом. Имеются также задвижки только с одним плоским запирающим элементом, работающим с использованием самоуплотнения. Такие задвижки называют шиберными (гильотинного типа) .

Клиновые и параллельные задвижки изготавливаются с невыдвижным или выдвижным шпинделем. Отличаются они расположением резьбы шпинделя - внутри задвижки или вне зоны рабочей среды. Первые - меньше по габариту, но у них менее благоприятные условия для работы резьбовой пары шпиндель - ходовая гайка.

Также существует запорная арматура, в которой перекрытие потока среды осуществляется пережатием эластичного (как правило, резинового) шланга, внутри которого проходит среда. Шланг - специальный патрубок - помещен внутри корпуса. Движение деталей, пережимающих шланг - возвратно-поступательное перпендикулярно направлению потока среды - как в задвижках. Такие изделия называются -ШЛАНГОВЫЕ ЗАДВИЖКИ.

В дисковых затворах запирающий элемент (затвор) имеет форму диска. Открывание и закрывание прохода среды через кольцевое седло в корпусе происходит путем поворота (как правило, на 90 градусов) затвора вокруг ocи перпендикулярной направлению потока среды. При этом ось вращения диска не является его собственной осью. Следует заметить, что форма диска, в середине которого проходит его ось вращения, несколько напоминает бабочку, из-за этого иногда дисковые затворы называют - “затвор типа Баттерфляй”.

Очень часто необходимо контролировать уровень жидкости в сосудах, емкостях, котлах. Для этого используются системы указания уровня, состоящие из водомерных стекол (стекла Клингера) и запорных устройств (12б1бк, 12б2бк, 12б3бк, 12с13бк, 12нж13бк, 12кч11бк). Запорные устройства указателей уровня примыкают к запорной арматуре (по назначению) и используются для выпуска воздуха при заполнении системы, а также при замене водомерного стекла.

Полный комплект запорных устройств, включает в себя верхнее и нижнее устройства (соответственно устанавливаются над и под стеклом) и спускного крана для продувки. Запорные устройства бывают кранового или вентильного типа. Вторые, как правило, имеют специальные клапаны, автоматически перекрывающие проход среды при поломке стекла. Управляются запорные устройства вручную.

2. Регулирующая арматура

Регулировка параметров рабочей среды включает в себя немало функций. Это и регулировка расхода среды, поддержание давления среды в заданных пределах, и смешивание различных сред в необходимых пропорциях, и поддержание заданного уровня жидкости в сосудах, и другие. При этом в зависимости от различных условий эксплуатации применяются разные виды управления регулирующей арматурой. Обычно, это управление с использованием внешних источников энергии по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Применяется также управление автоматическое непосредственно от рабочей среды.

В то же время, хотя и встречается не так часто, используется ручное управление - затвор устанавливается вручную в определенное постоянное положение относительно седла в корпусе. Этим обеспечивается заданный максимальный расход рабочей среды через проходное сечение регулирующего органа.

Требования, предъявляемые к каждому виду регулирования с учетом параметров рабочих сред (давление, температура, химический состав и др.), определяют многообразие конструктивных типов регулирующей арматуры. Наиболее часто встречаются регулирующие клапаны, регуляторы давлния прямого действия, регуляторы уровня и смесительные клапаны.

3. Распределительная арматура

Из числа наиболее часто применяемых следует назвать два типа: трехходовые краны и клапаны электромагнитные распределительные (или распределители электромагнитные).

Кран распределительный трехходовой аналогичен по основным конструктивным характеристикам крану проходному. Но если последний имеет два патрубка для присоединения к трубопроводу, то кран распределительный является трехходовым, т.е. имеет три присоединительных патрубка; один входной и два выходных. Соответственно конструкция затвора крана позволяет при его повороте направить поток рабочей среды в необходимом направлении. Управление такими кранами - как правило, ручное.

Распределительный клапан (распределитель) с электромагнитным приводом предназначается для дистанционного управления гидравлическими или пневматическими приводами арматуры, путем отбора проб воздуха из нескольких объектов и для некоторых других функций.

Серийно выпускаются четырехходовые распределители, которые имеют присоединительные патрубки для приема рабочей среды, подачи ее в нужном направлении и для выпуска отработанной среды. Применяются они для управления приводами двустороннего действия. Управление осуществляется электромагнитным приводом. Выпускаются также различные конструкции трехходовых, четырехходовых и многоходовых распределителей с различными видами электромагнитных приводов.

4. Предохранительная арматура

Для обеспечения защиты трубопровода и оборудования в системе от повышения давления сверх допустимого, применяются в основном три типа арматуры: предохранительные клапаны, импульсно-предохранительные устройства и мембранные разрывные устройства. Общий принцип их действия заключается в следующем: при нарушении режима технологического процесса в системе давление рабочей среды повышается до той величины, которая может привести к повреждению трубопровода и оборудования. В этих условиях защитные устройства автоматически срабатывают, сбрасывая избыток рабочей среды до восстановления нормального рабочего давления в трубопроводе.

Различия в способах срабатывания и соответственно конструктивных исполнениях защитных устройств определяются конкретными условиями их эксплуатации.

К предохранительной арматуре относятся также дыхательные клапаны, которые предохраняют нефтяные резервуары от недопустимого повышения или понижения давления, возникающих под действием температурных режимов окружающей среды.

Предохранительный клапан, предотвращая аварийное повышение давления, открывается и выпускает часть pабочей среды из трубопровода, после чего закрывается, восстанавливая рабочее давление. Затвор клапана в закрытом положении прижимается к седлу усилием, которое противодействует давлению на него со стороны рабочей среды. По способу создания этого усилия клапаны делятся на рыжачно-грузовые и пружины. В рычажно-грузовых клапанах давлению среды на золотник противодействует усилие, передаваемое от груза, закрепленного на рычаге. В пружинном клапане - сила пружины.

В выпускаемых клапанах предусмотрена возможность использования их в различных диапазонах давлений рабочей среды, при которых клапан должен срабатывать.

В рычажно-грузовых это осуществляется установкой груза определенной массы на соответствующем плече рычага, в пружинных - большим или меньшим поджатием (настройкой) пружины.

В рычажно-грузовых клапанах для этого используется рычаг, на котором укреплен груз. В пружинных - рычаг, специально предназначенный для этой цели.

Важной характеристикой является высота подъема золотника при срабатывании, так как этим определяется пропускная способность клапана. По этой характеристике предохранительные клапаны делятся на полноподъемные, у которых высота подъема составляет 1/4 или более диаметра седла, и малоподъемные, где этот показатель составляет не более 1/20.

Рычажно-грузовые клапаны - малоподъемные, пружинные - как мало, так и полноподъемные.

Импульсно-предохранительное устройство (ИПУ) выполняет ту же функцию, что и предохранительный клапан, но применяется для защиты систем с высокими рабочими параметрами при необходимости сброса больших количеств рабочей среды. ИПУ состоит из главного предохранительного клапана с большой пропускной способностью и импульсного клапана, управляющего приводом главного клапана.

Импульсный клапан открывается по команде от датчика при соответствующем давлении рабочей среды и направляет ее в поршневой привод главного клапана, который при этом открывается и сбрасывает избыточное количество среды. Применяются ИПУ на тепловых электростанциях для пара высоких давлений и температур, а также в системах атомных электростанций.

Мембранное разрывное устройство применяется на трубопроводах с высокой токсичностью или агрессивностью рабочей среды, когда протечка через запорный орган предохранительного клапана абсолютно недопустима. Назначение такого устройства состоит в том, чтобы при нормальных условиях работы установки надежно отделять технологическую линию от выпускной, а при возникновении аварийного давления путем разрушения мембраны открыть выход для избыточной среды. Разумеется, после срабатывания разрушенную мембрану следует заменить.

Дыхательные клапаны предназначены для предохранения резервуаров нефти и светлых нефтепродуктов от разрушений и деформаций вследствие чрезмерного повышения давления или образования вакуума.

В этих случаях клапаны автоматически обеспечивают сообщение газового пространства резервуара с атмосферой. В корпусе клапана - два седла (одно для давления, другое для вакуума). На каждом седле установлен затвор, прижатый грузами. При изменении давления в резервуаре сверх допустимых пределов, открывается проход для поступления в резервуар атмосферного воздуха при вакууме, либо для выпуска из резервуара паровоздушной смеси при избыточном давлении.

5. Защитная арматура

При работе трубопроводной системы могут возникнуть ситуации, когда на отдельных участках трубопровода происходит технологическое или аварийное падение давления, а на соседних участках рабочее давление сохраняется. В таких случаях возникает так называемый обратный поток рабочей cpeды недопустимый по отношению к оборудованию и трубопроводу (гидроудар, поломка насоса и т.п.). Для предотвращения возможности образования обратного потока среды применяются такие типы автоматически срабатывающей арматуры, как обратные клапаны и обратные затворы.

Такая арматура устанавливается, например, за насосной установкой для ее защиты от обратного потока среды.

Клапаны обратные имеют затвор в виде золотника и в редких случаях - шара, совершающего возвратно-поступательное движение вдоль направления потока среды через седло корпуса. В основном они предназначены для установки только на горизонтальных участках трубопровода. Исключение составляют клапаны с пружиной, обеспечивающей посадку золотника на седло, клапаны специально предназначенные для вертикально расположения, а также клапаны с сеткой (приемные) для установки на вертикальной всасывающей линии перед насосом.

В затворах обратных затворный элемент (затвор) поворачивается вокруг горизонтальной оси, расположенной выше оси седла клапана, как правило, за пределами проходного отверстия седла. Затвор выполнен в форме диска, часто называемого захлопкой.

Затворы обратные могут устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах. Имеется несколько затворов, которые устанавливаются только на горизонтальных трубопроводах больших диаметров.

Кроме срабатывающей только автоматически, имеется защитная арматура, в конструкции которой предусмотрено принудительное управление. Обратный клапан или затвор, имеющий принудительное закрытие называется невозвратно запорный клапан, а имеющий принудительно закрытие и открытие - невозвратно-управляемый клапан.

6. Фазоразделительная арматура

При работе энергетических и обогревательных установок часть пара, конденсируясь, превращается в воду. Для автоматического вывода из системы конденсата, который не участвует в рабочем или технологическом процессе, используются конденсатоотводчики.

Конденсатоотводчики бывают - термодинамические, поплавковые и термостатные.

В термодинамическом конденсатоотводчике затвором является тарелка, свободно лежащая на седле корпуса. Тарелка поднимается над седлом, открывая выход конденсата, и прижимается к седлу после его выхода. Этот процесс происходит автоматически при изменениях давлений под тарелкой и над ней, что вызывается различиями плотностей и температур пара и конденсата.

Некоторые термодинамические конденсатоотводчики снабжены устройством (обводом) для принудительного открывания и продувки.

В поплавковом конденсатоотводчике (иногда его называют “Конденсационный горшок”) по мере накопления конденсата поплавок всплывает, управляя выпуском конденсата.

В термостатном конденсатоотводчике затвор открывает отверстие для выпуска конденсата под воздействием сильфонного термостата или биметаллического элемента, paбота которых основана на использовании расширения тел при нагревании и разности температур между паром и конденсатом. Применение тех или иных типов конденсатоотводчиков определяется конкретными условиями установок и их эксплуатации.

Отправить заявку на данное оборудование можно на электронный адрес:

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.

Водопроводная задвижка – это элемент, относящийся к запорной арматуре, и предназначенный для полного перекрытия трубы в системе водоснабжения. Конструкция данного приспособления позволяет использовать ее не только для остановки воды, но и для перекрытия потока сжатого воздуха, жидких углеводородов и так далее.

Кроме того, широкое распространение некоторых типов данных устройств (например, секущие задвижки) получили в нефтяной отрасли.

Устанавливаться запорная арматура может не только на металлические, но и на пластиковые трубы. Главное – обеспечить надежное соединение элементов системы.

Принцип действия

Вне зависимости от типа все приспособления для перекрытия водопроводной трубы состоят из следующих деталей:

• Корпус с крышкой.

В корпусе находится полость, в которой размещены запорные элементы. В большинстве случаев корпус изготавливается из чугуна или стали, соединение с другими элементами инженерной системы происходит при помощи фланцев или посредством сварки. Главное достоинство первого способа – возможность быстрой и простой замены элемента в случае поломки. Сварочный же шов является самым надежным способом соединения, поэтому чаще всего в системах водоснабжения применяется именно он.

• Запорный узел.

В состав запорного узла входит направляющая и затвор. Чаще всего направляющая является частью корпуса, что обеспечивает максимальную надежность данного приспособления и точность всех движений. Все детали изготавливаются из высококачественной стали, на затвор же дополнительно наносится слой специального покрытия, препятствующего образованию коррозии.

• Элемент управления.

Узел для управления состоит из винтового штока (вентиля), махового колеса и резьбовой втулки, при помощи которой крутящий момент преобразуется в поступательное перемещение затвора. Узел устанавливается в верхней части приспособления, причем все его элементы располагаются в собственном металлическом кожухе. Соединение с основным корпусом происходит при помощи фланцев.

Кроме того, в конструкцию входит бугельный узел задвижки , обеспечивающий вынос соединения шток-гайка за пределы основного корпуса. Таким образом, соединение защищается от негативного воздействия перемещаемой среды (например, высокой температуры).

Работа трубопроводной задвижки происходит по следующему принципу:

1. Оператор или электропривод приводит в движение маховое колесо.
2. Благодаря резьбовому соединению приводится в движение шток.
3. Шток перемещает затвор (данный процесс контролируется направляющей).
4. Затвор перекрывает корпус, препятствуя перемещению жидкой среды в трубопроводе.

Для открытия затвора необходимо повернуть маховик в обратном направлении.

Важно! Не стоит использовать данное приспособление для регулирования потока жидкости. При длительном воздействии воды, металлические элементы со временем шлифуются, а значит, впоследствии будут неэффективны для полного перекрытия системы. Для частичного перекрывания трубопровода следует применить специальную регулирующую арматуру.

В большинстве случаев сильно изношенные водопроводные запорные устройства не подлежат ремонту, единственное верное решение – замена. Поэтому внимательно следите за правильностью ее применения.

Достоинства водопроводных задвижек

Смотреть видео

Водопроводная задвижка – самая популярная разновидность запорной арматуры во всем мире, главное достоинство которой – низкая стоимость. Кроме того, запорная задвижка обладает следующими преимуществами:

• Простота конструкции.

Данное приспособление не содержит сложных элементов, поэтому вероятность его поломки минимальна. Кроме того, при износе или повреждении какой-либо детали замена происходит достаточно быстро, что важно для водоснабжения, используемого круглосуточно.

• Небольшой размер.

Длина данного приспособления не превышает нескольких сантиметров, поэтому они являются оптимальным вариантом для установки в ограниченном пространстве (например, в колодце).

• Обширная сфера применения.

Водопроводные запорные устройства могут быть использованы для трубопроводов, изготовленных из любых материалов и используемых для любых целей.

• Универсальность.

После установки водопроводной запорные устройства можно менять направление движения жидкости, переворачивать элемент нет необходимости.

• Малое гидравлическое сопротивление.

При проектировании системы водоснабжения нет необходимости , создаваемое водопроводной арматурой для остановки движения жидкости в трубе, так как оно практически равно нулю. Главное – следить за тем, чтобы открытие происходило полностью. В противном случае возможно не только создание существенного гидравлического сопротивления (способного повлиять на работоспособность системы водоснабжения), но и быстрый износ запорного элемента.

• Возможность установки на трубопроводы, по которым перемещается жидкость с высокой температурой.

Максимальная температура перемещаемой среды – 565 °С.

• Большой выбор размеров.

Водопроводные запорные устройства выпускаются диаметром от 40 до 2000 миллиметров, поэтому могут быть использованы абсолютно во всех системах.

• Герметичность.

Данный элемент (в отличие от других видов запорной арматуры) позволяет добиться максимальной герметичности.

• Высокая надежность.

Данное приспособление способно сдерживать жидкость с рабочим давлением до 25 Атмосфер.

Виды и классификация водопроводных задвижек

В зависимости от способа перекрывания трубы различают запорную арматуру с выдвижным и не выдвижным шпинделем. В первом случае вращательное движение передается поступательному, благодаря которому шпиндель выдвигается и перекрывает трубу, во втором – закрытие происходит исключительно благодаря вращению.

В зависимости от типа используемого материала различают стальные и чугунные устройства. Приспособления первого типа дешевле и могут быть присоединены к трубе при помощи муфт или фланцев, во втором случае возможно исключительно фланцевое соединение.

Особое строение клиновой задвижки с не выдвижным шпинделем позволяет добиться минимального размера (как в длину, так и в ширину).

Основная же классификация задвижек – по типу запорного элемента. В настоящее время существуют следующие виды водопроводных задвижек:

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

Клиновые задвижки: особенности

Смотреть видео

Главное достоинство клинового приспособления для перекрытия потока жидкости в водопроводной трубе – расположение седел под малым уклоном. Таким образом, подвижный элемент принимает форму жесткого, двухдискового или упругого клина. В любом случае в закрытом состоянии клин плотно входит между седлами, обеспечивая абсолютную герметичность системы. Выбирается же тип запорного элемента в зависимости от области применения.

Жесткий клин обеспечивает максимальную надежность, однако сильно подвержен неблагоприятному воздействию перемещаемой среды. Он может заклинить в результате образования ржавчины или повредиться из-за сильного перепада температур.

Клин, состоящий из двух дисков, не требует максимальной точности при изготовлении (в отличие от жесткого элемента), при этом обеспечивая достаточную герметичность. Главный недостаток такого элемента – более сложная конструкция, влияющая на стоимость готового изделия.

Упругий клин сочетает в себе достоинства первых двух видов: простота конструкции и обеспечение герметичности в случае неточности при подборе устройства.

Параллельные задвижки: конструкция

В отличие от клинового устройства в параллельных водопроводных запорных устройствах для перекрытия трубы поверхности седел расположены параллельно друг другу. Надежность такой системы несколько ниже, однако ее вполне достаточно для большинства сфер применения.

Главное достоинство параллельного приспособления (в сравнении с клиновым) – простота конструкции (детали, расположенные параллельно гораздо проще изготовить, а значит, вероятность погрешности и ошибки минимальна).

Параллельные водопроводные приспособления могут быть как с выдвижным, так и с не выдвижным шпинделем. Первый вариант является более долговечным, так как резьбовое соединение не контактирует с перемещаемой средой, второй – более компактный.

Диаметр проходного отверстия и длина устройства могут быть различными, поэтому вы всегда сможете подобрать оптимальный вариант для своей системы.

Задвижка Лудло

Задвижка Лудло – это параллельное двухдисковое устройство с распорным клином, повсеместно используемые во всем мире более 150 лет. Название устройства произошло от имени компании, которая впервые поставила его на рынок – Ludlow Valve Manufacturing Company.

Такие устройства изготавливаются исключительно из чугуна и отличаются предельной долговечностью (более 100 лет). В нашей стране производство налажено с 80х годов прошлого столетия в Санкт-Петербурге.

Шланговые задвижки

Строение шланговой водопроводной задвижки кардинально отличается от устройства запорной арматуры остальных видов. В конструкции элемента нет седел и затвора, перекрывание среды происходит за счет пережима эластичного шланга, находящегося в корпусе запорного элемента.

Основное достоинство такой системы – исключение контакта стальных деталей с перемещаемой средой, что положительно влияет на долговечность приспособления. Главное – при выборе шланговой арматуры – правильно подобрать марку резины. Выбор зависит от области применения, чаще всего такие приспособления используются на трубах, по которым перемещаются агрессивные и вязкие жидкости.

Шиберные устройства

Устройство шиберной задвижки практически идентично параллельной. Единственное отличие – использование одного шибера вместо двух седел для перекрытия трубы. Такое устройство является наименее надежным из всех представленных, поэтому используется только в системах, не требующих абсолютной герметичности (например, канализация и другие системы с большим количеством примесей).

Смотреть видео

Арматура для трубопроводов — сортамент конструкций, устанавливаемых на трубопроводы с целью управления транспортируемой средой посредством изменения фактической площади проходного сечения трубы. Технические требования и номенклатура трубной арматуры промышленного и бытового типа приведены в нормативном документе ГОСТ №52720 «Арматура трубопроводная».

В данной статье представлена классификация трубопроводной арматуры. Мы рассмотрим ее разновидности, функциональное назначение, конструктивные особенности и изучим маркировку арматурных изделий.

Cодержание статьи

Классификация трубной арматуры

Согласно положениям ГОСТ, трубная арматура разделяется на группы исходя из следующих факторов:

• функциональное назначение;
• сфера применения;
• способ управления устройством;
• способ соединения с трубопроводом;
• принцип герметизации.

Основной параметр классификации — функциональное назначение, согласно ему выделяют следующие виды трубопроводной арматуры:

1. Запорная арматура — конструкции, предназначенные для полного перекрытия потока циркулирующей по трубопроводу среды. Запорные изделия, в свою очередь, делятся на — спускную арматуру (используется для удаления транспортируемой среды из трубопровода) и контрольную арматуру (перекрывает поток и подает рабочую среду в контрольно-измерительные приборы).
2. Регулирующая арматура — применяется для регулировки пропускной способности трубопровода. Делится на дроссельную — за счет увеличения гидравлического проточного сопротивления, и запорно-регулирующую — объединяет в себе функции двух видов арматуры, наиболее часто используемая трубная арматура на сегодняшний день.
3. Защитная (отсечная) арматура — установка отсечной арматуры выполняется для защиты подключенного к трубопроводу оборудования и самой магистрали в аварийных ситуациях. Арматура перекрывает и отключает вышедшею из строя часть трубопровода из кольца циркуляции, что дает возможность произвести требуемые ремонтные работы. Разновидностью защитной арматуры является , которая предотвращает возможность обратного потока циркулирующей среды.
4. Предохранительная арматура — конструкции, в автоматическом режиме сбрасывающие избыток давления в системе, что защищает оборудование и магистраль от перегрузок.
5. Распределительная арматура — установка выполняется в два смежные трубопровода при необходимости объединения и смешивания их потоков.
6. — конструкции, используемые для либо разводки магистрали на несколько каналов. К данной группе относятся всевозможные , отводы, крестовины и т.д. Материал изготовления соединительной арматуры соответствует материалу трубопровода (налажено производство как стальных, так и полипропиленовых и полимерных изделий).

В зависимости от сферы применения, вся трубопроводная арматура делится на промышленную и бытовую. Бытовая арматура применяется для газовых трубопроводов , водопроводов и труб отопления. Класс промышленной арматуры, в свою очередь, делится на следующие группы:

• паровая;
• водяная;
• нефтяная;
• химическая;
• газовая;
• пищевая.

В отдельную подгруппу относится судовая арматура, используемая на военных и гражданских кораблях, которая имеет повышенный класс надежности.

По способу управления трубопроводная арматура делится на два вида — автоматическая и управляемая. Управляемая арматура может иметь несколько типов приводов:

• ручной привод;
• механический привод (электрического, пневматического, гидравлического либо электромагнитного типа);
• дистанционный привод — регулирующая конструкция, которая удалена от арматуры и соединяется с ней посредством передачи (вала, троса, шестеренок либо подшипников)

В зависимости от способа присоединения к трубопроводу, трубозапорная арматура бывает:

• фланцевой;
• муфтовой;
• цапковой;
• штуцерной;
• приварочной.

Последний фактор классификации — принцип герметизации арматуры , согласно которому конструкции делятся на:

• сальниковые — в месте стыка арматуры и торцевой части трубопровода размещаются сальники из асбеста, графита, фторопласта либо ;
• сильфонные — вместо эластичных материалов для уплотнения используются металлические ;
• мембранные — конструкции, в которых мембрана одновременно выполняется уплотнительную и запорную функцию;
• шланговые — в качестве уплотнительного материала используется пережимаемый резиновый шланг.

Маркировка трубопроводной арматуры

Маркировка трубопроводной арматуры выполняется в соответствии с положениями ГОСТ №4666-75 «Арматура трубопроводная». Маркировка состоит из ряда чередующихся букв и цифр , пример — 30с941нж2, где:

• 30 — тип арматуры (задвижка);
• с — материал изготовления (углеродистая сталь);
• 9 — тип привода (электрический);
• 41 — номер модели;
• нж — тип уплотняющего материала (сильфонный уплотнитель из нержавеющей стали);
• 2 — вариант исполнения.

Расшифровку каждой номенклатурной составляющей маркировки вы можете найти в таблицах ЦКБА (Центральное конструкторское бюро арматуростроения).

Принцип работы трубопроводной арматуры (видео)

Типы трубопроводной арматуры

Запорная трубопроводная арматура, наиболее распространенная разновидность арматурных изделий, имеет несколько конструктивных вариантов исполнения. Трубозапорная арматура делится на следующие типы:

• заслонка (дисковый затвор);
• вентиль (клапан);
• кран.

В которой перекрывающая конструкция перемещается параллельно движению циркулирующего потока. Существует две разновидности задвижек — клиновые и параллельные. В поток перекрывается затвором, в котором уплотнители размещены под углом друг к другу. Затвор, в зависимости от конструктивного исполнения, может быть жестким, эластичным либо выполненным в виде двух дисков из легированной стали.

Задвижки делятся на виды согласно . Конструкции с вращаемым (не выдвижным) шпинделем, применяются в трубопроводах, транспортирующих коррозийно нейтральные среды, длительное пребывание в которых шпинделя не провоцирует разрушение материала (нефть, вода), во химической промышленности практикуется установка заглушек с выдвижным шпинделем. Мощные стальные задвижки способы выдерживать давление потока до 25 мПа .

Вентиль — арматура, выполняющая перекрытие потока за счет возвратно-поступательного движения затвора внутри трубопровода. Вентиль, в большинстве случаев, имеет плоский затвор, сечение которого соответствует внутреннему диаметру трубы. Вентиля изготавливаются с фланцевым соединением , обеспечивающим высокий уровень герметичности.

В зависимости от материала , стальным (нержавейка либо легированная сталь) либо бронзовым. Существуют прямоходные, угловые и смесительные вентили, установка последних выполняется при необходимости поддержания требуемой температуры, концентрации либо плотности транспортируемой среды.

Заслонка — арматура, перекрывающая трубопровод за счет вращения вокруг собственной оси запирающего диска. Заслонки конструктивно схожи с вентилями, однако они имеют значительно меньшие габариты и более обширную сферу использования — данная арматура, помимо промышленности, востребована в тепло и водоснабжении, канализационных системах.

Кран — наиболее распространенная разновидность запорно-регулирующей арматуры в бытовой эксплуатации. Запирающая часть в кране размещается по направлению потока циркулирующей среды, она может выполняться в виде либо конусного элемента.

Запорные краны могут устанавливаться на трубопроводы, транспортирующие жидкую либо газообразную среду. К преимуществам данной арматуры относятся компактные габариты, простота и ремонтопригодность конструкции, минимальное время активации.

В зависимости от тип конструкции краны могут быть проходными, угловыми либо (трехходовыми), в которых к центральному выходному отверстию подсоединены два входных патрубка, что позволяет смешивать несколько рабочих сред между собой.