Задвижки затворы. Затворы и задвижки: сравнительная характеристика. Что такое затвор

Запорные устройства, применяемые в трубопроводных системах, имеют общее назначение: при необходимости они перекрывают поток рабочей среды. Но каждый вид арматуры выполняет эту задачу по-разному. К примеру, задвижки и запорные клапаны (вентили) отличаются конструкцией и функциональными особенностями. Их специфические преимущества и недостатки определяют выбор конкретного типа арматуры в каждом случае. Чтобы вам было проще выбрать нужное устройство, мы расскажем об основных отличиях задвижки от вентиля, о разнице в их конструкции и функционале.

Конструктивные отличия

Часто можно встретить словосочетание «вентильная задвижка». Но на самом деле между задвижкой и вентилем существует разница в конструкции и принципе работы запорного элемента. Так, в задвижке в большинстве случаев просвет трубопровода перекрывается клином, который перемещается перпендикулярно потоку рабочей среды. А у вентиля затвор выполнен в виде конуса или диска (золотника), движущегося параллельно потоку. При закрывании вентиля затвор перемещается против потока среды, при открывании – наоборот.

Чтобы любой механизм перекрывания трубопровода срабатывал, необходимо соответствующее строение корпуса арматуры. У задвижки корпус цилиндрический, среда движется через него прямо. Когда устройство открыто, для потока может стать небольшим препятствием сужение просвета и наличие в нем уплотнительных колец (они обеспечивают плотное прилегание клина, когда задвижку закрывают). Такая конструкция отличается малым гидравлическим сопротивлением.

У вентиля корпус гораздо сложнее. В нем поток среды делает два последовательных поворота под прямым углом. Это создает большое сопротивление при поднятом затворе и существенно снижает скорость потока. Но при закрывании и открывании запорного клапана затвор перемещается лишь на 0,25 Ду, а у задвижек его необходимо переместить на полный диаметр. Из-за этого у задвижек гораздо большая строительная высота.

Кратко основные конструктивные особенности задвижки и вентиля приведены в таблице:

Функциональные различия: преимущества и недостатки

Чем отличается задвижка от вентиля в плане эксплуатации? Начнем с того, что у этих двух видов арматуры есть много общего:

1. Разнообразие материальных исполнений. Это позволяет подобрать задвижку или вентиль для любой рабочей среды.
2. И задвижки, и запорные клапаны выпускаются с разными способами присоединения к трубопроводу. Их удобно монтировать в систему.
3. Оба типа устройств обеспечивают высокую герметичность перекрывания. Они используются только для полного перекрывания потока и не могут служить регулирующей арматурой (кроме специальных моделей).

При этом у задвижек и вентилей есть свои плюсы и минусы. Для наглядности мы собрали их в таблицу:

Таким образом, между вентилем и задвижкой есть принципиальные различия, которые влияют на область их применения и процесс эксплуатации.

Чем отличается затвор от задвижки?

Рассмотрев отличия между задвижками и вентилями, стоит упомянуть и затворы. Нередко их путают с однодисковыми задвижками из-за похожей формы запорного элемента. Между тем, они отличаются принципиально.

В то время как в задвижке запирающий диск опускается и поднимается, двигаясь перпендикулярно потоку, в затворе он всегда находится в просвете трубопровода и движется только вокруг своей оси. В открытом виде диск затвора поворачивается параллельно движению потока, а в закрытом – встает перпендикулярно трубе, перекрывая ее. Как и задвижки, затворы практически не создают гидравлического сопротивления. Но они отличаются еще более простой конструкцией, меньшей строительной длиной и небольшой высотой. Кроме того, затворы можно использовать в качестве регулирующих устройств.

Хотите уточнить, какая арматура лучше подойдет ля вашего трубопровода, и сразу заказать ее по выгодной цене? Обращайтесь в «Компанию Север». Звоните, консультируйтесь или оформляйте заказ прямо из каталога. Мы поможем подобрать нужные устройства и доставим их в любую точку страны.

Они действительно похожи, как по внешнему виду, так и по назначению. Для пущей сложности в быту их не совсем верно называют запорными кранами. Путаницу дополняют полуоборотные краны, шаровые и дисковые (т. н. задвижка Баттерфляй). К тому же вентиля инженерами уже давно таковыми не называются. С 1982 года принято называть их запорными клапанами. Вентиль остался его обиходным названием. Вот в такой путанице терминов нам и предстоит разобраться. И кроме основного вопроса, постараемся ответить на схожие:

• чем отличается кран от задвижки;
• чем отличается кран шаровый от задвижки.

Вентили с задвижками — разновидности трубной арматуры. Применяются для полного перекрывания, открывания, а в некоторых случаях и регулирования потока среды в трубе. Хотя для специалистов это два различных механизма, существенно отличающихся по устройству, свойствам и сфере применения.

Задвижка

Задвижки — это трубная арматура, в которой запирающая деталь движется под прямым углом к направлению движения среды в трубопроводе. Используются преимущественно для полного перекрывания и открывания потока, редко — для его регулирования. Сферой их применения являются трубопроводы различного хозяйственного назначения, диаметром от 15 мм до 2 м, с рабочим давлением в системе p ≤ 25 атм и T ≤ 560 °C.

Размер задвижки обычно соответствует сечению трубопровода. В ее корпусе имеется два внутренних седла, внутрь корпуса через крышку помещен затвор, присоединенный к шпинделю. Шпиндель в свою очередь соединен с ходовой гайкой. При вращении одного из них (вручную за штурвальное колесо, либо с помощью электропривода) производится перемещение затвора для перекрывания/открывания потока.

Достоинства и недостатки

Основным отличием задвижки является ее низкое гидравлическое сопротивление, что особенно ценно применительно к магистральным трубопроводам, где важны низкие энергетические потери при прокачивании жидкостей и газов на значительные расстояния.

К минусам данного устройства относят:

• значительную строительную высоту (за счет выдвижного шпинделя);
• большое требуемое время на закрывание и открывание;
• изнашиваемость уплотнительных элементов в процессе эксплуатации;
• опасность заклинивания при загрязнении, низких рабочих температурах.

По типу затвора, задвижки бывают

1. Клиновые (седла располагаются под углом одно к другому, затвор — клиновидный):

• задвижка клиновая с жестким клином (ее вариант — задвижка с обрезиненным клином);
• двухдисковые (клинкетная задвижка);
• с упругим клином.

2. Параллельные (седла — параллельно расположенные, запирающие диски затвора — тоже).

3. Шиберные задвижки (тип с единственным запирающим диском, в т.ч. задвижка шиберная с электроприводом).

4. Шланговая — запирание потока производится путем передавливания затвором гибкого резинового шланга.

По способу изготовления и материалу бывают

• литые (задвижка чугунная, из алюминиевого, стального литья);
• стальные штамповано-сварные.

Вентиль

Отличие вентиля от задвижки в том, что у него запорный элемент (тарельчатый (золотниковый), игольчатый) движется параллельно относительно потока вещества в трубе. Вентиль запорный (правильно — клапан) также используется преимущественно для перекрывания движения среды в трубе, но может применяться и для регулирования гидравлического сопротивления в трубопроводе (интенсивности потока).

Вентили запорные обеспечивают лучшую герметизацию при перекрытии потока, потому применяются в гораздо более тяжелых условиях (давление в системе от полного вакуума до 250 атм, температурный режим от -200 до +600 °С). Но за это приходится расплачиваться размером — клапаны применяются только на трубах с относительно небольшим сечением (Ду 15-150). На трубах большего диаметра сила давления потока вещества на параллельно движущийся золотник значительно утяжеляет управление им.

Конструкция вентильного клапана существенно отличается — состоит из корпуса с внутренним седлом, которое перекрывается золотниковым затвором. Золотник приводится в движение поворотным шпинделем, двигающимся по ходовой гайке бугельного узла. Вращение шпинделю придается ручным штурвальным колесом или приводным электродвигателем.

По характеру подсоединения патрубков к трубопроводной сети бывают: вентиль фланцевый, муфтовый, штуцерный. По способу и материалу изготовления обычно бывают литыми (вентиль чугунный фланцевый, из алюминиевых, латунных сплавов) или стальными штамповано-сварными.

Несколько отличается по конструкции прямоточный, он же . В его корпусе поток для минимизации гидравлического сопротивления максимально спрямлен. Его запирание производится золотником на наклоненном относительно оси трубопровода шпинделе. Он в наибольшей степени подходит для регулирования гидросопротивления (интенсивности тока).

Поток жидкости или газа в корпусе проходного запорного вентиля, как правило, совершает два оборота на 90 град., что обуславливает его сравнительно высокое гидравлическое сопротивление. Оно ограничивает его применение на трубопроводных магистралях в пользу более коротких распределительных трубопроводных сетей, трубопроводных систем машин и агрегатов.

Вентили имеют следующие плюсы

• короткий ход шпинделя при полном закрывании затвора;
• лучшие условия обеспечения герметичности перекрытия потока;
• минимальный износ трением уплотнений.

К существенным недостаткам относятся:

• большое гидросопротивление, что значительно повышает энергозатраты на прокачку среды, и требуемое давление в трубопроводе;
• ограниченный проходной диаметр, что не позволяет их применение на трубопроводах большого сечения (больше 15 см);
• наличие застойных зон, в которых скапливаются загрязнения.

По хозяйственному значению, различаются:

• вентиль водопроводный (вентиль для воды);
• газовый вентиль распределительной сети;
• вентиль на газовый баллон, и др.

Что лучше, задвижка или вентиль?

При всей их внешней схожести, разница между вентилем и задвижкой (в их инженерном понимании) заключается именно в способе запирания потока относительно его направления (параллельно и перпендикулярно, соответственно). Из этого вытекает различие свойств этих типов запорной арматуры, и отличие сфер их применения. Таким образом, постановка вопроса «что лучше?» является как минимум некорректной. Для каждого из этих типов в трубопроводном хозяйстве предусмотрено его особое место, где наиболее полным образом раскрываются его характеристики.

Осталось указать, что в обиходе существует значительная путаница в терминах, когда запоры вентильного типа несправедливо называют кранами. А полуоборотные краны, имеющие запирающие пробки в виде проворачивающихся тел вращения (шары, конусы, цилиндры) со сквозным отверстием в их теле, могут называть вентилями. Например, вентиль шаровый — это на самом деле шаровый кран , а терморегулирующий вентиль — клапан с термочувствительным элементом.

Особенности конструкции позволяют выделить нам некоторые виды задвижек .

• Клиновые – особенность их заключается в конструкции, при которой в них имеется два седла под определенным углом расположенных в отношении друг друга
• Шланговые – прохождение циркулирующего потока сквозь шланг и при сжатии данного шланга происходит его перекрытие.
• Параллельные – в таких образцах стоит двухдисковый затвор с уплотнителями находящимися параллельно друг друга
• Шиберные – имеют один круг затвора, поэтому сфера применения данных задвижек ограничена.

Вентиль высокого давления – один из лучших показателей герметичности. Это позволяет использование его на трубопроводах, имеющих максимальное давление.

Небольшие габариты, надежные в эксплуатации, кроме запорной функции вентили выполняют и функцию регулирования.

Благодаря ассиметричности задвижки, существует возможность устанавливать ее в разных направлениях по отношению к потоку.

Но наравне с преимуществами данной конструкции существуют и недостатки, которые выражаются в сильном трении уплотнительных поверхностей при перемещении затвора. В связи с этим теряется герметичность задвижки и ее функция теряется. Поэтому использовать задвижку в как регулирующий элемент не стоит. При выборе типа задвижки , учитывая все преимущества и недостатки, нужно серьезно подходить к выбору запорной арматуры, которая будет соответствовать вашим требованиям и пожеланиям.

Задвижки имеют следующие преимущества:

1. незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом проходе;

2. отсутствие поворотов потока рабочей среды;

3. возможность использования для перекрытия потоков среды большой вязкости;

4. относительно небольшая строительная длина;

5. возможность подачи среды в любом направлении.

К недостаткам задвижек следует отнести:

1. невозможность применения для сред с кристаллизирующимися включениями;

2. сравнительно небольшой допускаемый перепад давления на затворе;

3. невысокая скорость срабатывания;

4. возможность получения гидравлического удара в конце хода;

5. трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей при эксплуатации.

Достоинства и недостатки дисковых затворов

Дисковый затвор выгодно отличается от задвижки по таким показателям как малое время открытия и закрытия, возможность плавного регулирования расхода среды. Правда, точность регулирования у затворов все же невысока. Открытие/закрытие затвора производится простым поворотом диска на 90°.

Для использования в качестве регулирующей арматуры предусмотрено несколько фиксированных промежуточных положений. Затвор должен выбираться под определенный расход рабочей среды, который должен укладываться в поворот диска приблизительно от 15° до 75°. В этом диапазоне поворота диска затвор обладает пропорциональной характеристикой расхода, а поток рабочей среды не наносит вреда затвору.

Регулирование расхода рабочей среды в узкой щели приводит к интенсивной кавитации, которая разрушает седловое уплотнение и покрытие диска. Использование эластичных уплотнений в дисковых затворах надежно исключает протечки во время эксплуатации затвора, обеспечивая герметичность класса А в соответствии с ГОСТ 9544–93 (без видимых протечек) и одновременно выполняя функции защитного покрытия для элементов корпуса и диска.

Износостойкость используемой резины при соблюдении условий эксплуатации гарантируется в течение 5–10 лет или до 100 тыс. закрытий и открытий. После этого может потребоваться замена уплотнения, что предполагает несложную операцию, не требующую особой квалификации. Использование же уплотнения «металл по металлу» требует очень внимательного отношения к рабочей среде, т.к. любое попадание в среду твердых фракций выводит его из строя. Потеря герметичности в затворе с резиновыми уплотнениями происходит постепенно, по мере выработки, а не лавинообразно, как у других уплотнений.

Применение защитных покрытий на основе эластомерных и полимерных материалов для деталей, непосредственно контактирующих с рабочей средой, обеспечивает стойкость арматуры к воздействию агрессивных сред. Эластомерный или метало-резиновый вкладыш исключает контакт рабочей среды с корпусом затвора, а эластомерное или полимерное покрытие защищает диск.

Поворотные затворы могут устанавливаться в любом положении, однако затворы больших диаметров рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении штока, т.к. при вертикальной установке не исключена вероятность заклинивания, связанная с попаданием твердых частиц в область штока. Простота и удобство монтажа затворов, особенно в стесненных условиях, обусловлены малой монтажной длиной (в 4,5 раза меньше, чем у традиционной задвижки).

Помимо компактных размеров, дисковый затвор отличается малыми весогабаритными характеристиками. Так, вес одного затвора может быть до восьми раз меньше веса задвижки того же условного прохода. Это уменьшает весовую нагрузку на трубопровод и упрощает монтажные работы, т.к. не требуется мощного грузоподъемного оборудования и специальных монтажных площадок.

Дисковый затвор не имеет резьбовых рабочих паp. Резьбовая пара втулка-шпиндель задвижки подвергается коррозии из-за воздействия внешней среды и выходит из строя, особенно в колодцах теплотрасс, имеющих теплую и влажную окружающую среду, а также при установке задвижек на открытых площадках. Дисковый затвор, в отличие от задвижки, не имеет застойных зон в проточной части, а, значит, рабочая среда не застаивается в корпусе затвора даже при длительной остановке системы.

Скапливающиеся в застойных зонах задвижки различные механические примеси, присутствующие в проводимой среде, рано или поздно приводят к невозможности герметичного перекрытия потока. Затвор удобен для установки на трубопроводах с теплоизоляцией. Наружный диаметр корпуса затвора не превышает наружного диаметра фланца трубопровода, а органы управления затвора расположены выше габаритного размера теплоизоляции.

Для дискового затвора возможна любая автоматизация. Он может управляться как ручными средствами - рукояткой или редуктором, так и пневмо или электроприводом отечественного либо зарубежного производства.

Итог преимуществ и недостатков затворов:

Преимущества затворов:

Низкое гидравлическое сопротивление;
- малое время открытия и закрытия затвора;
- отсутствуют зоны, в которых могут скапливаться частицы и грязь;
- сравнительно небольшие габаритные размеры и масса.

Недостатки затворов:

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

Добавить сайт в закладки

• Виды
• Выбор
• Монтаж
• Отделка
• Ремонт
• Установка
• Устройство
• Чистка

Вентиль и задвижка — арматурные устройства трубопровода

Главное отличие вентиля от задвижки, анализ конструктивных особенностей конструкции позволяет сделать правильный выбор арматурного устройства при монтаже трубопровода.

Устройство задвижек

Задвижка представляет собой арматурное устройство, имеющее затвор в виде диска, листа или клина, перемещающегося вдоль уплотнительных колец корпуса перпендикулярно оси потока среды.

В зависимости от конструкции задвижки могут быть проходными и суженными, имеющими отверстия уплотнительных колец меньше диаметра трубопровода.

В зависимости от геометрии затвора задвижки разделяют на параллельные и клиновые. Клиновые задвижки оснащаются клиновым затвором с уплотнительными поверхностями, которые располагаются под углом друг к другу. Клин затвора может быть цельным упругим, цельным жестким или составным двухдисковым.

Оснащены затворами, уплотнительные поверхности которых параллельны друг другу. Такая конструкция может быть однодисковой (шиберной) или двухдисковой.

Задвижки могут оснащаться выдвижным шпинделем (штоком) и не выдвижным (вращаемым шпинделем). Они отличаются конструкцией винтовой пары, благодаря которой перемещается затвор. Задвижки с вращаемым шпинделем обладают меньшим строительным размером.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки задвижек

Схема устройства вентиля: 1 - тело вентиля, 2 - гайка, 3 - шайба, 4 - прокладка, 5 - клапан, 6 - уплотнение, 7 - шток, 8 - спецвтулка, 9, 16 - сальник, 10, 15 - втулка сальника, 11 - маховик, 12 - шайба, 13 - винт, 14 - накидная шайба.

Основное преимущество задвижек заключается в том, что отсутствует преодоление давления среды в процессе перемещения рабочего органа, что в свою очередь является усилием, необходимым для перемещения затвора. Немалое значение имеет прямоточность потока транспортируемой среды и малый коэффициент сопротивления в открытом состоянии.

Благодаря симметричности конструкции возможно применение задвижек при различных направлениях движения транспортируемой среды, при этом не производится лишних сборок и разборок соединений фланцев, когда необходимо изменить направление движения внутренней среды.

Главный недостаток конструкции в том, что в процессе перемещения рабочего органа задвижек возникает сильное трение. Задвижки обладают большой строительной высотой по причине необходимости выдвижения штока.

Когда затвор располагается в промежуточном положении, тарелками частично перекрывается сечение седла, поток активно обтекает нижние области уплотнительных кольцевых поверхностей, подвергая их абразивному износу твердыми включениями рабочей среды. Поэтому после эксплуатации в режиме частичного закрытия задвижки не обеспечиваются достаточной герметичностью, когда их закрывают. Данный недостаток присущ различным видам арматуры и ограничивает использование задвижки в качестве регулирующего элемента. Кроме того, регулирующие характеристики задвижек неудовлетворительны.

Вернуться к оглавлению

Применение и эксплуатация задвижек

Задвижки используются на трубопроводах с диаметром более 50 мм, где необходимо плавное перекрытие сечения для предотвращения гидравлического удара.

Применяются они и в системах кондиционирования и вентиляции воздуха (а также в печном отоплении), аналогом задвижной конструкции является вентиляционный шибер, представляющий собой металлический лист прямоугольной формы, который перемещается в направляющих перпендикулярно оси воздуховода.

Не обойтись без вентилей и при устройстве водопроводной и канализационной систем, газопровода, а также других промышленных инженерных систем. Многие ошибочно полагают, что вентили являются разновидностью задвижек, однако это разные устройства, имеющие конструкционные отличия, определяющие особенности эксплуатации.

Вернуться к оглавлению

Устройство и функции вентилей

Схема устройства шиберной задвижки: 1-шибер, 2-пластина направляющая, 3-седло, 4-корпус, 5-кольцо, 6-шток, 7-пакет уплотнений, 8-маховик, 9-указатель, 10-корпус подшипников, 11-крышка, 12-масленка, 13-кольцо.

Вентиль представляет собой клапан, затвор которого перемещается при помощи резьбовой пары. Конструкции изготавливаются в резьбовом (муфтовом) исполнении и для соединения с фланцами труб.

В зависимости от взаимного расположения выходного и входного присоединительных патрубков разделяют угловые и проходные клапаны. К категории проходных относятся конструкции, у которых оси выходного и входного присоединительных патрубков параллельны или совпадают. Угловой клапан, в свою очередь, оснащается взаимно перпендикулярными осями.

В зависимости от назначения их подразделяют на запорные, предохранительные, регулирующие, отсечные, перепускные, дыхательные, обратные.

Клапан может быть односедельным и двухседельным. Односедельные клапаны, в свою очередь, по форме затвора делятся на игольчатые и тарельчатые. Клапан, имеющий ручное управление, в котором затвор перемещается с помощью резьбовой пары, часто называют вентилем. Различают регулирующие и запорные вентили. Предназначение запорных клапанов — полное перекрытие потока среды, для этого они снабжены запорным органом.

Мембранные вентили — конструкции арматуры, в которых перекрытие потока среды выполняется с использованием упруго деформируемой мембраны (пластмасса, резина). Данные системы изготовлены из чугуна с внутренним покрытием из коррозионностойких материалов (резины, пластмассы, эмали).

Шланговый клапан — конструкция арматуры, в которой перекрытие потока среды реализуется благодаря пережиму резинового шланга, находящегося внутри клапана. Применяются клапаны как с односторонним, так и с двусторонним пережимом шланга.

Дыхательный клапан предназначен для выпуска накопившегося воздуха или паров и предотвращения образования вакуума в резервуарах в процессе «большого» и «малого» дыхания. Понятие «большое» дыхание возникает при расходе и поступлении жидкости, «малое» вызывается температурными колебаниями.

Благодаря обратным клапанам удается предотвратить образование обратного потока среды. В обратных клапанах запорный орган открывается прямым потоком среды и закрывается обратным потоком. Подъемная обратная конструкция клапана имеют затвор, который совершает возвратно-поступательное движение. Конструкции, комплектующиеся сеткой, устанавливают в начале всасывающего трубопровода. Поворотный обратный клапан оснащен затвором, поворачивающимся вокруг горизонтальной оси, которая располагается выше центра седла клапана.