Назначение и разновидности задвижек для трубопровода

Какими бывают задвижки для трубопроводов, устройство и принцип работы

Эксплуатация любой трубопроводной промышленной магистрали предусматривает наличие элементов, перекрывающих поток жидкости, газа, сыпучих материалов и других видов рабочих тел при необходимости обслуживания или ремонта. Функции запора и регулировки потока движущегося вещества в линиях выполняют задвижки для трубопроводов, имеющие различное назначение и конструктивное исполнение.

Область применения

Задвижки используют в качестве запорной и регулирующей поток арматуры в трубах, иногда с их помощью управляют объемом подачи за счет снижения условного диаметра прохода.

Задвижки редко применяются в быту, в основном они служат для регулировки водо- и газоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве, в магистралях для транспортировки газа, нефти, пищевой и химической промышленности при подаче технологических компонентов в производственном процессе.

Запорные элементы используют на трубопроводах с большими условными диаметрами прохода, применяемые материалы изготовления – недорогие черные и цветные металлы в различных сочетаниях.

Задвижки для трубопроводов

Рис.1 Задвижки для трубопроводов водоснабжения

Что такое задвижки: назначение и основные конструктивные элементы

Задвижкой называют вид трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия или регулирования потока вещества, проходящего по магистрали. Они могут работать в среде с газообразными, сыпучими, жидкими веществами различной вязкости и химической активности.

Основными конструктивными элементами в системе задвижки любой конструкции являются:

  • Корпус. Состоит из основной части и крышки, первая помещается непосредственно в магистраль, а вторая служит для крепления и управления перемещением запорного элемента. Корпус выполняют из металла: стальных сплавов, нержавейки, латуни, алюминия, ковкого чугуна, последний покрывают антикоррозионными слюдосодержащими красками или эпоксидными грунтовками.
  • Запор. Элемент (заслонка) имеет конструктивное исполнение в виде металлического клина, шибера, диска или гибкой трубы из эластичных материалов, для повышения герметичности металл иногда покрывают резиной (эластомер). При перемещении узел плотно входит в профильное седло, расположенное в корпусе, и герметично перекрывает канал.
  • Приводная система. Предназначена для управления перемещением заслонки в узле, представлена механическими конструкциями в виде маховика, перемещающегося на выдвижном или стационарном штоке, также используются пневматический, электрический и гидравлический приводы.

Трубопроводные задвижки из стали ГОСТ 9698-86

Рис. 2 Трубопроводные задвижки из стали – параметры по ГОСТ 9698-86

Достоинства задвижек

Основные параметры задвижек регламентированы ГОСТ 9698-86, используемые в промышленности изделия имеют следующие особенности:

  • Простота конструкции. Корпус состоит из основной части, помещаемой в линию посредством фланцевого или муфтового резьбового (для малых диаметров) соединения, его крышка крепится гайками или болтами — это упрощает процедуру установки, демонтажа и ремонта устройства.
  • Высокие технические характеристики. Задвижная арматура в зависимости от назначения и условий эксплуатации выдерживает рабочую температуру от -60 до +565 С., давление от 0,16 до 25 Мпа. (1, 6 — 250 бар.) в стальных конструкциях. При этом предел давлений для чугуна составляет 25 бар., для изделий из цветных металлов — 40 бар.

Трубопроводные задвижки из чугуна ГОСТ

Рис. 3 Запорная чугунная фланцевая арматура

  • Универсальность. Устройства могут работать в магистралях любого назначения с высокой химической активностью передаваемых веществ, рассчитаны на использование в трубопроводах диаметров от 15 до 2000 мм.
  • Высокие гидравлические характеристики. Задвижные устройства подбирают по внутреннему диаметру трубопроводов, имеющему стандартные значения, поэтому они не влияют на гидравлическое сопротивление в линии. Плавное перемещение заслонки при перекрытии потока транспортируемого вещества позволяет избежать гидравлического удара в системе. Конструкция задвижных элементов и корпусного седла рассчитана на создание высокой герметичности перекрываемого канала.
  • Хорошая ремонтопригодность. Монтаж и ремонт арматуры и фитингов с задвижками легко провести при наличии простого инструмента и комплектующих — разводных сантехнических ключей, прокладок. Заслонки и прокладки в случае износа просто снять и поменять на новые.
  • Длительный срок службы. Корпусные детали и затворы изготавливаются из прочных долговечных материалов, рассчитанных на использование в конкретной рабочей среде, внутренние заслонки делают из коррозионно-устойчивых металлов — это существенно увеличивает их эксплуатационный срок.

Трубопроводные задвижки из других металлов

Рис. 4 Задвижки для трубопроводов из цветных металлов

Минусы

При изготовлении запорной арматуры для удешевления часто используют чугун, подобные конструкции имеют следующие недостатки:

  • Высокий вес задвижек затрудняет монтаж узлов при больших диаметрах трубопроводов — может понадобиться несколько рабочих или специальная подъемная техника для удержания массивной детали. К примеру, вес чугунного запора с условным проходом 1600 мм. Согласно ГОСТ 9698-86 составляет 10025 кг.
  • Чугун относится к коррозионно неустойчивым материалам, со временем его внутренняя поверхность ржавеет, покрывается раковинами и известковым налетом — это приводит к нарушению герметизации при перекрытии потока.
  • Еще к одним недостатком чугуна относится его хрупкость, приводящая к необратимой поломке изделия при сильных ударных воздействиях.
  • Дешевое сальниковое уплотнение с набивкой, какое находит применение в бюджетных чугунных изделиях, не является достаточно герметичным по сравнению с современными торцевыми уплотнениями — в процессе его эксплуатации нередко возникают утечки транспортируемого вещества.

Работа клинового затвора

Рис. 5 Принцип работы затвора клинового типа

Задвижки для трубопроводов — виды и классификация

Задвижные узлы имеют разные конструктивные и физические параметры, по конструкции и классификации задвижек их подразделяют на следующие классы:

  1. По технологии изготовления корпуса:
  • Сварные.
  • Литые — основной метод формообразования корпусов.
  • Кованые или штампованные — технология применяется для создания высокопрочных корпусов, детали соединяются между собой сваркой.
  • Комбинированные — производятся из кованых и штампованных деталей посредством сварки.
  1. По типу уплотнения:
  • Графитоармированные, жидкометаллические.
  • Сальниковые — подвижной шпиндель или шток отделяется от рабочей среды сальниковой прокладкой, пропитанной маслом и сжатой накидной гайкой или специальной деталью – сальником.
  • Сильфонные — герметичность достигается за счет использования гофрированных упругих оболочек из металлических и синтетических материалов.

Задвижки для трубопроводов разборка

Рис. 6 Разборка клиновидной системы (корпус, вид клина задвижки)

  1. По типу передачи усилия к заслонке:
  • Вращательное — применяется в ручных механических системах, где винтовой шпиндель перемещается за счет маховика.
  • Поступательное — шток имеет цилиндрическую форму и перемещается за счет передачи ему усилия гидравлическим или электрическим способом.
  1. По типу привода:
  • Ручной — для передачи усилия используют маховик и шпиндель с резьбой.
  • Электрический — управление задвижкой происходит перемещающимся шпинделем, который является якорем электрокатушки.
  • Гидравлический — на подвижный шток с заслонкой, помещенный в герметичный цилиндр, оказывает давление гидравлическая жидкость.
  • Пневматический — шпиндель передвигается за счет давления на его поверхность сжатого воздуха.

Виды приводов для управления задвижкой

  1. По конструктивному исполнению затворного узла:
  • Клиновые. Затвор имеет клиновидную форму, при опускании располагается между двумя наклонными седельными поверхностями.
  • Параллельные (одно- или двухдисковые, шиберные). Затворный элемент сделан в форме плоского диска или шибера, которые запирают канал, опускаясь в небольшие профильные углубления в корпусе.
  • Шланговые. При работе системы затворный механизм сдавливает эластичный резиновый шланг, перекрывая тем самым канал движения вещества.
  • Поворотные. Запорный элемент в виде диска располагается в канале трубы на его центральной линии, при работе он разворачивается вокруг центральной оси и перекрывает поток проходящего вещества.

Клиновые задвижки

Устройство задвижки данного типа представляет собой заслонку с расположенными под углом поверхностями, которая при отпускании располагается в клинообразном седельном гнезде.

Жесткий клин

Модель отличается невысокой стоимостью, простотой, жесткостью, надежностью и хорошими параметрами герметичности, при изготовлении требует использования высокоточного оборудования. Клин шарнирно подвешен к шпинделю, размещенному в верхней крышке, и опускается в канал по встроенным в корпус направляющим, система способна работать с большими перепадами давления. К недостаткам относится сложный ремонт и заклинивание при воздействии высоких температур в результате линейного расширения металла при нагревании.

Конструкция клиновой задвижки

Рис.8 Задвижки для трубопроводов клиновые — конструкция

Клин с двумя дисками

Клиновые задвижки для трубопроводов данного типа состоят из заслонки в виде двух размещенных под углом дисков с разжимной деталью между ними (имеет вид шарообразного грибка) — это позволяет ей самоустанавливаться, обеспечивая при этом высокую плотность перекрытия канала и исключая заклинивание.

Типы задвижек с двумя дисками имеют сложное конструктивное исполнение и соответственно дороги, их преимущества — малый износ затворных и седельных поверхностей за счет отсутствия контакта по пути перемещения, высокая степень герметизации, небольшое прилагаемое усилие для закрывания прохода.

Читайте также: Вес задвижек стальных: таблица, основные характеристики и особенности некоторых изделий

Устройства выпускают только с выдвижным штоком, многие модели бывают с кольцевыми уплотнениями на затворных дисках, позволяющими повысить герметизацию прохода.

Поворотный механизм

Рис. 9 Разновидности поворотных систем

Упругий клин

В данной конструкции привод затвора разрезан на две части и между ними расположен пружинящий элемент — это позволяет перемещаться уплотнительным элементам относительно друг друга на небольшой угол, обеспечивая тем самым лучший контакт с седельным кольцом. При изготовлении не требуется высокоточная подгонка, исключено высокотемпературное заклинивание, к недостаткам относится повышенная истираемость плоскостей клина в результате раннего вступления в контакт при опускании.

Поворотные

Устройство такого типа называют дисковым поворотным затвором, при работе диск располагается в потоке вещества и перемещается по его направлению. Диски используются в системах с диаметром трубопроводов до 1200 мм. при температурах среды от -200 до +450 С. и давлении до 600 бар. Устройство имеет простую конструкцию, малые размер и массу, хорошо герметизирует перекрываемый канал, легко ремонтируется. К недостаткам относят высокое сопротивление потоку, работу только в одну сторону, невозможность использования в среде с повышенной вязкостью и загрязненностью.

Параллельные (шиберные)

В шиберных задвижках устройствах поверхности седел и затворного диска параллельны, при опускании диск (шибер) герметично перекрывает проход за счет давления на его поверхность проводимой среды. К недостаткам относят большие энергозатраты на перемещение в результате трения уплотнительных колец седла и шибера на всем пути движения и соответственно повышенное истирание герметизирующих поверхностей. Используется при пониженных требованиях к герметичности, легко обслуживается и ремонтируется.

Шиберная задвижка

Рис.10 Шиберные параллельные задвижки

Шланговые

При транспортировке агрессивной химической среды в системе, задвижки должны иметь высокую защиту от коррозии — лучшим вариантом в этом случае является использование устройств шлангового типа. Узел имеет рабочий канал в виде эластичного гибкого шланга, который при перекрытии потока сжимается в средней части.

Шланговый тип задвижки

Рис. 11 Шланговый тип задвижки – принцип действия

Маркировка

Маркировка задвижной трубопроводной арматуры регламентируется в соответствии с ГОСТ 4666-75, она выполняется на корпусе или табличке с указанием следующих данных:

  • наименование предприятия;
  • давление, температура;
  • проходной диаметр;
  • марка стали в случае использования материалов со специальными свойствами (повышенной коррозионной, температурной стойкостью);
  • знак качества при его наличии.

Маркировка задвижек

Рис. 12 Примеры маркировки

Монтаж запорной арматуры в системах водоснабжения

Установка задвижки в магистральный трубопровод промышленного назначения проводится квалифицированными специалистами, при этом наиболее часто используется соединение элементов друг с другом с помощью фланцев. При проведении работ в водопроводной магистрали действуют, соблюдая следующие особенности установки:

  1. Съем запорной арматуры водопровода проводят только при отсутствии рабочей жидкости в системе, при необходимости трубы в местах соединений защищают от грязи, окалины, известкового налета.
  2. Перед монтажом запорной арматуры проверяют качество фланцев — фланцевая шайба не должна иметь трещин, царапин, выемок и прочих дефектов.
  3. Запорная арматура водопровода размещается на строго прямолинейной части магистрали и ровных участках земной поверхности — это позволяет избежать чрезмерных напряжений в местах изгибов и перекосов, вызывающих протечки. При монтаже тяжелых узлов используют дополнительные жесткие опоры.
  4. При эксплуатации не допускается прилагать чрезмерное усилие к маховикам, посредством которых приводятся в действие запорные заслонки — это может привести к поломкам и трещинам.
  5. Монтаж следует проводить с обвязкой мягким стропом, избегая крепления за шток или штурвал и стараясь не повредить защитное покрытие — это приводит к преждевременной коррозии. Падение с высоты и механические удары недопустимы.

Монтаж задвижек

Рис. 13 Способы монтажа и настройки запорных устройств

Перед выбором запорной арматуры необходимо учитывать ее характеристики в соответствии с ГОСТ — наиболее высокими параметрами обладают стальные промышленные изделия. Для бытового использования подходят задвижные узлы для трубопроводов из цветных металлов — они имеют небольшие размеры условного прохода и доступный монтаж с помощью резьбовых муфт.

Ознакомительное видео про задвижки для трубопроводов

Виды задвижек: устройство, принцип действия, разновидности

Задвижки являются составной частью любой трубопроводной магистрали. Они выделяются среди аналогичных устройств разнообразием моделей, поэтому важно понимать, какие виды задвижек бывают, и как их правильно эксплуатировать. Разбираемся в устройстве и разновидностях задвижек, преимуществах и недостатках разных моделей, принципе их работы.

Сфера применения: где и как используются

Задвижка – устройство, которое используется в трубопроводных системах с конца 19 века. Как запорный механизм задвижка нужна для того, чтобы перекрывать поток, поступающий по трубам, будь то жидкость, газ или вязкая среда. Ее задействуют во время ремонта и обслуживания в системах разного уровня сложности, где применяются изделия разного размера и конструкции.

Задвижки устанавливаются на любых трубопроводах диаметром от нескольких сантиметров до полутора-двух метров. Их управление может быть ручным (на линиях диаметром до 40 см), или с помощью электрического привода (на магистралях большого размера). Все модели объединяет несложная конструкция, небольшая строительная длина, способность функционировать при разных температурах и показателях давления в системе.

Затворы устанавливают в системах любого назначения:

  • В местных трубопроводах и кольцевых магистралях.
  • В транспортных трубопроводах нефтегазовой, химической, пищевой промышленности.
  • В промышленных условиях с перекачкой любой, в том числе агрессивной или токсической, технологической среды: жидкой, газообразной, вязкой.
  • На бытовых трубопроводах небольшого сечения с водой или газом.
  • На стояках многоэтажных зданий, в точках врезки труб в центральную систему газо- и водоснабжения.
  • Для регулировки работы водонапорных устройств, например, пожарных гидрантов или насосных станций.
  • На участках, где проводятся ремонтные работы.
Читайте также:  Муляж камина своими руками : пошаговая инструкция о том, как сделать фальшивый камин

Конструкция задвижки для трубопровода

Классическая запорная задвижка практически не изменилась конструктивно со времени ее изобретения. Она отличается от остальных разновидностей арматуры тем, что ее запирающая деталь двигается перпендикулярно (поперек) тока рабочей среды. Кроме запора в конструкции выделяют корпус с патрубками и приводную систему.

Корпус и крышка вместе с сальниковым узлом образуют полость, через которую перемещается жидкость или газ. Для изготовления корпуса в большинстве случаев применяют чугун или стальные нержавеющие сплавы. Чугун нуждается в дополнительной обработке антикоррозионными составами, например, эпоксидной грунтовкой или слюдосодержащим красителем.

Устройство монтируется в трубопровод на фланцевые или муфтовые соединения. Внутри корпуса помещается запирающий узел, который может иметь несколько конфигураций. Крышка крепится к корпусу на резьбовые соединения.

К крышке крепится и запорный элемент; он перемещается при помощи привода с приводным механизмом. Разные модели могут отличаться типом привода и его размещением, другими техническими характеристиками, но главная разница заключается в способе перемещения шпинделя.

Шпинделем называется деталь, через которую крутящий момент от привода передается запорному элементу. Шпиндель (обычно речь идет о резьбовой паре: шпинделе и гайке) имеет форму вытянутого цилиндра или вала (приблизительно), разделенного на три части:

  • Трапециевидный участок, на котором нарезана ходовая резьба.
  • Цилиндрический участок с гладкой (без резьбы) поверхностью, на котором устанавливается сальник (уплотнительное устройство).
  • Узел, соединяющий шпиндель с затворной частью.

По способу движения конструкция вала делятся на два вида:

  • Выдвижной. Резьба и ходовая гайка шпинделя расположены вне корпуса задвижки. В открытом положении шпиндель выдвигается вверх, поднимая и клин. Вал не контактирует с содержимым труб, поэтому не подвергается коррозии, но одновременно увеличивает строительную высоту устройства, что подходит далеко не для всех условий монтажа.
  • Невыдвижной. Вал остается в корпусе задвижки, двигается не вверх-вниз, а вращается вокруг своей оси. Это позволяет использовать механизм даже в условиях ограниченного пространства. Минусом является постоянное воздействие рабочей среды на материал шпинделя.

Выгоды и недостатки использования

Задвижки для трубопроводов продолжают использоваться благодаря следующим полезным качествам:

  • Простая и надежная конструкция. Принцип функционирования и основные детали остаются в неизменном виде вот уже более полутораста лет, что говорит о надежности узлов конструкции.
  • Легкость использования. Затвор позволяет перекрыть трубопровод любого диаметра со сравнительно небольшим усилием. Например, при диаметре 100 мм пробковый кран провернуть очень тяжело, шаровый – легче, но только для крепкого человека. Хорошо смазанную и обслуженную задвижку откроет и закроет даже ребенок.
  • Улучшенные эксплуатационные характеристики. Устройства рассчитаны на работу в условиях широкого диапазона температур и давлений. Некоторые разновидности разработаны для работы под воздействием агрессивной передаваемой среды.
  • Надежность работы. Конструкции всех типов задвижек отличается высокой герметичностью. Их подбирают в соответствии с внутренним диаметром трубопровода, поэтому гидравлические параметры перемещаемой среды не нарушаются. Движение заслонки плавное, поэтому скорость движения потока также меняется плавно, и гидравлический удар не происходит.
  • Несложное обслуживание, ремонтопригодность. Использование гаек или болтов для сборки арматуры упрощает ее установку и ремонт. Изношенная задвижка без проблем меняется на новую.

  • Продолжительная эксплуатация. Проверенная конструкция и использование прочных материалов обеспечивают долговечность работы.

Минусами считаются следующие особенности:

  • Значительный вес затворов, предназначенных для обслуживания трубопроводов большого диаметра, требует специального оборудования для обслуживания, или усилий нескольких человек. Для самых больших диаметров приходится использовать систему с редуктором (усилителем).
  • Изделия из чугуна отличаются хрупкостью, сильный неосторожный удар может привести к поломке.
  • Минус чугуна: он прочен, но в воде склонен к коррозии, поэтому со временем может пострадать герметичность.
  • Типовая неисправность арматуры – деформация подвижных запорных деталей и образование на них отложений, мешающих закрываться герметично.

Видео описание

О принципе действия запорной арматуры в следующем видео:

Разновидности затворов

Виды задвижек для трубопроводов можно классифицировать разными способами; проще всего опираться на различия в конфигурации запорного узла. Классическим вариантом на постсоветском пространстве является клиновая задвижка. Другое название механизма – параллельная (двухдисковая) задвижка со следующим устройством:

  • По вертикали расположен шток (шпиндель), который приводится в движение вращением штурвала.
  • В нижней части штока закреплен запорный парный элемент (щечки, тарелочки), который перекрывает воду. Щечки сделаны из чугуна и имеют круглую форму, а по краю оснащены латунными зеркалами. Такие же зеркала находятся в корпусе.
  • Когда мы опускаем шток (чтобы перекрыть движение жидкости), клин, расположенный в нижней части корпуса, упирается в шток, раздвигает в стороны щечки, и они плотно прижимаются к зеркалам в корпусе.
  • Герметичность задвижки обеспечивается только плотной притиркой металлических зеркал на щечках к зеркалам на корпусе.

Это не единственный тип задвижек для трубопроводов. Распространение получил запирающий механизм с параллельным расположением щечек. При опущенном штоке они полностью перегораживают поток жидкости, а в крайнем верхнем положении перестают быть препятствием. Существуют шланговые и поворотные механизмы. Работа шлангового запора основана на сдавливании эластичного шланга. В поворотных задвижках в канале трубы находится диск, способный вращаться вокруг центральной оси.

Другой способ классификации устройств – материал изготовления. Чаще всего встречается чугун; чугунную арматуру устанавливают в системах со средними динамическими нагрузками и с химически инертным транспортируемым веществом.

Стальные задвижки устанавливаются под сварку или под фланцы. Такая арматура не только прочная, но и устойчивая к коррозии; она рассчитана на эксплуатацию в условиях широкого диапазона температур и давлений.

Внутренние детали также изготавливаются из стали или чугуна. Отдельные мелкие детали (например, втулка на шпинделе), могут быть сделаны из латуни или бронзы.

Кроме металлических деталей в задвижках имеется сальниковое уплотнение. Оно находится в точке входа шпинделя в корпус и не дает рабочей среде выходит наружу. Набивка для сальника выпускается в виде кольца или шнура, и имеет несколько модификаций: армированная лавсановой нитью, нержавеющей проволокой или стеклонитью.

По способу изготовления корпуса устройства делятся на следующие подвиды:

  • Литые. Основной способ изготовления, обеспечивающий повышенную прочность во время эксплуатации.
  • Кованые, штампованные. Технология позволяет получить высокопрочные и ремонтопригодные корпуса. Детали корпусов соединяются сваркой.
  • Комбинированные. Корпус сваривается из деталей, изготовленных методом штамповки и ковки.

Привод реализуется в следующих вариантах:

  • Ручной. Усилие передается при помощи маховика и резьбового шпинделя.
  • Электрический. Задвижка управляется мобильным штоком; он одновременно играет роль якоря электрокатушки.
  • Гидравлический. Шпиндель двигается под действием гидравлической жидкости.
  • Пневматический. Движение штока происходит под давлением сжатого воздуха.

Видео описание

О маркировке запорной арматуры в следующем видео:

Коротко о главном

Для работы трубопровода любого типа необходимы задвижки, чья задача состоит в перекрывании потока вещества для ремонта или обслуживания системы. Принцип устройства арматуры известен с позапрошлого века; благодаря продуманности конструкции задвижки безотказны в работе, просты в эксплуатации и обслуживании.

Большинство моделей изготавливаются из чугуна или стали. В конструкции каждой системы присутствует корпус с крышкой (он может быть литым, сварным или штампованным), запор в форме клина (возможны варианты) и приводная система.

Что такое водопроводные задвижки: конструкция и принцип действия, виды и правила подсоединения

Задвижки для трубопроводов — вид запорной арматуры, служащий для отключения системы водоснабжения или ее части путем прекращения подачи транспортируемой жидкости. Механизмы предназначены для распределения потоков воды в нужных направлениях, регулирования давления, контроля расхода ресурса посредством изменения диаметра прохода.

Виды задвижек для трубопровода

Что такое и где используются

Задвижка для воды представляет собой стальной или чугунный корпус, внутри которого, вдоль центральной оси, располагаются детали запорного механизма. Оборудование размещают внутри специального смотрового колодца или кессонной камеры. Размеры технических отсеков должны обеспечивать удобство обслуживания установленной в них арматуры.

Водопроводные задвижки в зависимости от вида и назначения могут управляться как в ручном, так и автоматическом режиме. Последний более удобен, он позволяет с помощью кнопок дистанционно регулировать положение запорных элементов.

Механизмами с ручным управлением снабжаются линии подачи холодной воды, имеющие внутренний диаметр до 400 мм. Магистрали больших размеров укомплектовываются устройствами с электрическим управлением.

Задвижки применяются для технического обслуживания различных видов трубопроводных систем и устанавливаются:

  • в местах врезки труб в центральную сеть водоснабжения;
  • на кольцевых магистралях и стояках многоэтажных зданий;
  • у основания пожарных гидрантов;
  • в качестве поворотных затворов для перекрытия ремонтных участков;
  • для обеспечения безопасной работы насосных станций.

Конструкция и принцип действия

В зависимости от технических характеристик механизмы отличаются затвором, размещением ходового узла, типом привода и способом крепления к водопроводным системам.

Основное отличие запорных устройств — это характер движения шпинделя. По этому параметру они делятся на 2 категории:

  1. С выдвижным шпинделем. При вращении маховика он перемещается вверх и часть штока выходит из корпуса наружу.
  2. С динамичным невыдвижным валом. Они меньших размеров и широко используются для транспортировки жидкостей в водопроводных системах.

Конструкция задвижки состоит из затвора, выполненного в форме клина или диска, перемещающегося вдоль седла корпуса перпендикулярно водяному потоку.

Устройства могут быть:

  1. Полнопроходными. Размер посадочного места для затвора соответствует диаметру подключенного трубопровода.
  2. Суженными. Седло меньше условного прохода магистрали, это ограничивает рабочий ход штока и уменьшает длину задвижки.

В зависимости от конфигурации запорного элемента и схемы расположения уплотнительных деталей задвижки делятся на:

  1. Клиновые. Запирающий механизм состоит из двух металлических дисков, расположенных под углом относительно горизонтальной оси. Во время вращения шпинделя кольца опускаются и за счет размещенных между ними распорных клиньев прижимаются к седлу.
  2. Параллельные. Тарельчатые детали расположены параллельно друг другу. В нижнем положении диски отсекают поток жидкости, а в крайнем верхнем — полностью открывают ее движение.

На запуск мощных задвижек вручную уходит много сил и времени, поэтому чаще применяют приборы с электромеханическим приводом, который устанавливается вместо маховика.

Для управления запорной арматурой, установленной в труднодоступных местах (под водой, в глубоких колодцах и т.п.), используют вспомогательные колонки. Вращательное усилие передается шпинделю с помощью штанги-вилки, установленной в вентиль задвижки.

Затворы водоснабжения

Затвор — это одна из модификаций запорных устройств, в которых управляющий элемент изготовлен в форме диска. Закрепленная на валу заслонка поворачивается, опускается в седло и перекрывает движение воды. Клапан в рабочем положении находится под углом или перпендикулярно транспортируемой жидкости.

Корпус механизма имеет усеченную цилиндрическую форму. Кожух изготавливают из чугуна, стали, полимеров и цветных сплавов. Конструкция арматуры включает в себя запорный орган, состоящий из двояковыпуклого металлического клапана и резинового уплотнительного кольца. Дисковые устройства приводятся в действие вручную при помощи рукоятки и автоматически посредством электропривода. При ручном управлении затвор с диском регулируется поворотом на 90° рычага, который крепится гайкой к штоку механизма.

Дисковые поворотные устройства могут применяться в системах водоснабжения, отопления и для подключения сантехнических приборов.

Дисковый поворотный затвор

Затворы, в сравнении с задвижками, имеют небольшую длину, малый вес и ограниченное количество рабочих деталей. Корпус механизма изготавливают из материала с защитным покрытием, устойчивого к воздействию абразивных включений, которые могут находиться в рабочей среде.

Виды и классификация водопроводных задвижек

Классификация задвижек осуществляется по следующим признакам:

  1. Место установки: надземный или подземный монтаж, с использованием колодцев или без них, в помещениях или на открытом воздухе.
  2. Сейсмостойкость: задвижки рассчитаны на устойчивость к землетрясениям силой 6-10 баллов.
  3. Климатическое исполнение: способность изделий противостоять воздействию температуры и сохранять функциональность в различных регионах эксплуатации.
  4. Присоединение к магистрали: фланцевое, под сварку, комбинированное.
  5. Конструкция комплектующих: литая, штампосварная, литосварная, листовая.
  6. Типы привода: ручное (РУ) или электрическое управление (ЭП).

Задвижки выпускаются для установки на трубопроводы Ø50-2000 мм, рассчитанные на оптимальное давление до 25 МПа, с температурой рабочей среды +450…+560 °С.

Условное обозначение устройств представляет собой буквенно-цифровую комбинацию, включающую в себя следующие параметры:

Например, 31нж43нж означает:

  • 31 — задвижка;
  • нж — кожух из нержавеющей стали;
  • 43 — номер модели;
  • нж — уплотнительные кольца из нержавеющей стали.

По материалу изготовления задвижки бывают:

  1. Чугунными. Применяются для магистральных трубопроводов с постоянным движением воды, где регулировка потока жидкости осуществляется положениями «закрыто» и «открыто». Выпускаются с ручным приводом, при вращении которого затвор опускается до полного закрытия просвета трубы. Оптимальная сила напора не должна превышать 1 атмосферы, в противном случае существует риск поломки устройства.
  2. Стальными. Рассчитаны на более сложные условия эксплуатации с перепадами давления, колебаниями температуры, агрессивной рабочей средой.

Чугунные и стальные задвижки относятся к разряду ремонтируемого оборудования.

Критерии выбора задвижек

Для правильного выбора запорной арматуры нужно знать полные характеристики системы:

  1. Тип и свойства перекачиваемой жидкости.
  2. Характер работы устройств.
  3. Величину гидравлических нагрузок.
  4. Температурный режим.
  5. Допустимые габариты.
  6. Вес механизма.
  7. Способ управления приводом.
  8. Оптимальная скорость срабатывания.
  9. Герметичность.
  10. Химическая активность жидкости, материал корпуса и уплотнительных деталей (коррозийная стойкость).
  11. Наличие аварийной системы с дополнительным источником энергии.
  12. Срок службы.

При подборе параметров нужно учитывать ремонтопригодность оборудования, а также возможность его дальнейшей модернизации и автоматизации.

Одним из определяющих факторов, влияющих на выбор задвижек, является их экономичность. Выбор арматуры нужно делать, учитывая цену устройства, затраты на его обслуживание, а также целесообразность приобретения в плане экономических показателей всего трубопровода.

Соединение с трубопроводом и монтаж

На магистрали задвижки монтируются при помощи типовых фланцев с болтами или методом сварки. Сварные соединения считаются более прочными и качественными, такой способ подключения используется в трубопроводах с большим давлением, поскольку обеспечивает хорошую герметичность и снижает риск протечки.

На горизонтальных линиях водоснабжения устройства собирают маховиком вверх. На вертикальных трубопроводах они устанавливаются так, чтобы шпиндель находился в горизонтальном положении.

Читайте также:  Рубка бревна: ручная, канадская, в лапу, в чашу, видео-инструкция по монтажу своими руками, разметка, проекты бань, домов из материала большого диаметра, фото и цена

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек на стальных трубопроводах может осуществляться двумя способами: сваркой или с помощью фланцев. Фланцевые соединения выполняют на болтах с резиновым уплотнением. Перед монтажом фасонные части и отрезки труб устанавливают таким образом, чтобы отверстия для метизов совпадали друг с другом.

Порядок выполнения операций:

  • подъем и установка задвижки в месте стыковки с трубопроводом;
  • центрирование отверстий;
  • установка прокладки и болтов;
  • затяжка соединения с помощью гаечного ключа.

Сборка запорной арматуры с помощью сварки:

  • установка задвижки;
  • центрирование отверстий по оси магистрали;
  • поддержка устройства и предварительная стыковка прихватками (сварка);
  • проверка соосности сборных единиц;
  • окончательная сварка соединения.

Запорные устройства устанавливают в смотровых колодцах или непосредственно в земле с предохранительными кожухами, предусматривая защитное покрытие для шпинделя и сальника задвижки. Для управления механизмом к маховику подсоединяют колонку (штанга-вилка) и выводят ее на поверхность.

Монтаж в систему из пластиковых труб

Соединение металлической запорной арматуры с полимерными трубопроводами производится с помощью буртовых втулок со свободными стальными фланцами и креплениями с резиновыми прижимными кольцами.

Работа с накидными деталями состоит из следующих этапов:

  1. Надеваем фланцевое кольцо на пластиковую втулку.
  2. Стыкуем трубу и втулку с помощью сварочного аппарата для полимерных труб.
  3. Устанавливаем резиновую прокладку.
  4. При помощи рожкового ключа соединяем крепление на задвижке и фланец трубопровода.
  5. Болты следует затягивать крест-накрест.

Конструкция соединения с прижимным фланцем состоит из чугунного или стального фланца, резиновой уплотнительной манжеты.

  1. Отрезаем трубу строго под прямым углом.
  2. На свободный конец профиля надеваем чугунный фланец и сдвигаем его в сторону магистрали.
  3. Надеваем резиновое прижимное кольцо. Края манжеты с большим размером должны быть вровень с фаской трубы, а длинный конец направлен в сторону фланца.
  4. Центрируем детали.
  5. Рукой надвигаем фланец на резиновую манжету и прижимаем до упора.
  6. Устанавливаем болты и вручную накручиваем гайки.
  7. Проверяем соосность элементов и гаечным ключом уплотняем соединение.

Особенности установки на печные трубы

Что такое водопроводные задвижки: конструкция и принцип действия, виды и правила подсоединения

Задвижки для печных труб изготавливают прямоугольной или овальной формы. Круглые заслонки чаще используются в стандартном отопительном оборудовании, порядок установки таких приспособлений зависит от производителя и конструкции дымохода.

Задвижка для стационарных домашних печей служит для регулирования тяги в дымовом канале. Приспособление представляет собой чугунную квадратную рамку, в пазы которой устанавливается шиберная заслонка. Каркас запорного механизма монтируют в процессе кладки вытяжной трубы. Створку вставляют перед пробным розжигом печи. Для организации постоянной вентиляции топочного пространства в задвижках можно просверлить отверстие диаметром 10-15 мм.

Несколько рекомендаций по монтажу и полезных советов

Срок эксплуатации задвижек зависит от их корректной установки. Перед монтажом прибора поверхность задвижки необходимо обработать горячей водой, просушить и внимательно осмотреть корпус. Только после этого допускается установка устройства в систему.

При монтаже задвижки необходимо следить, чтобы она была установлена маховиком вниз и соединение фланцев было выполнено без перекосов. Порядок установки механизма должен в точности совпадать с рекомендациями производителя оборудования, отраженными в паспорте прибора.

Как работает задвижка: устройство и принцип действия

Задвижки – очень популярный и распространенный тип запорной арматуры. Благодаря своей надежности и простой конструкции они востребованы на транспортных и технологических трубопроводах с самыми разнообразными рабочими средами. В зависимости от конструктивного и материального исполнения, задвижки могут использоваться в системах с рабочими давлениями до 25 МПа и температурами до +565 °С. Далее описана конструкция и принцип работы задвижек, приведена их классификация, а также отмечены особенности разных модификаций данной арматуры.

Устройство задвижки

Из чего состоит задвижка?

Главные конструктивные элементы арматуры:

  • корпус;
  • крышка;
  • затвор;
  • резьбовая пара (шпиндель и гайка);
  • сальниковое уплотнение;
  • маховик (или другой управляющий элемент).

Устройство задвижки очень простое. Ее основу составляют корпус и крышка – именно они образуют полость, по которой движется рабочая среда. В полости арматуры находится затвор и (у части задвижек) механизм, обеспечивающий его передвижение, – резьбовая пара. Запирающий элемент движется перпендикулярно оси потока: опускаясь, он перекрывает просвет трубы, а поднимаясь, открывает. Механизм передвижения максимально простой – при вращении маховика вращается шток (шпиндель), который связан с запирающим элементом напрямую или через гайку. Вращательные движения маховика преобразуются в поступательные движения затвора.

Для герметичного перекрывания потока в корпусе задвижки обычно предусмотрены седла с уплотнительными поверхностями. Когда затвор опускается, он плотно примыкает к седлам, не позволяя среде проходить через полость задвижки. У корпуса также есть два конца для присоединения к патрубкам трубопровода. Они могут быть оснащены фланцами, резьбой или фаской для приварки. В месте выхода штока наружу находится сальник, который предотвращает утечку среды из задвижки.

Маховик – самый простой и распространенный орган управления задвижкой. На трубопроводах больших диаметров, где для перемещения затвора необходимо серьезное усилие, используются дополнительные устройства – механические редукторы, электро-, гидро- и пневмоприводы.

Для изготовления корпусных деталей задвижек чаще всего используется:

  • чугун;
  • сталь (легированная или нержавеющая).

Затвор, как правило, изготавливают из стали, которая лучше переносит работу в потоке среды. От материального исполнения арматуры зависит возможность ее применения с различными средами – неагрессивными или агрессивными, холодными или перегретыми. При этом задвижки (за редкими исключениями) используются только для полного перекрывания трубопровода и не подходят для регулировки потока. Если затвор оставить в полуоткрытом положении, он деформируется под давлением среды, что приведет к заклиниванию арматуры.

Типы задвижек

Общий принцип работы задвижек сходный – затвор, отсекающий поток среды, движется перпендикулярно этому потоку. Но существует несколько типов арматуры, которые отличаются конструкцией запирающего элемента и расположением резьбовой пары. Различают такие типы задвижек:

  1. Клиновые (с жестким, двухдисковым или упругим клином).
  2. Параллельные.
  3. Шиберные.
  4. Шланговые.

В зависимости от расположения ходового узла задвижки подразделяют на два типа:

  • с выдвижным шпинделем;
  • с невыдвижным шпинделем.
Устройство клиновых задвижек

Устройство задвижки

В такой арматуре затвором выступает клин, а седла в корпусе расположены под углом. При закрывании задвижки клин опускается в пространство между седлами и плотно прилегает к ним, обеспечивая высокую герметичность перекрывания. Клин может иметь разную конструкцию:

  1. Жесткий клин – металлическая пластина, сужающаяся книзу. Для надежного и герметичного перекрывания потока при изготовлении задвижки жесткий клин очень точно подгоняют под форму седел. Такой затвор очень прочный, но из-за своей жесткости может заклинивать при колебаниях температуры или давления среды. Кроме того, уплотнительные поверхности здесь довольно быстро изнашиваются.
  2. Двухдисковый клин представляет собой более сложное устройство – он состоит из двух плоских дисков. Диски жестко скреплены между собой под тем же углом, под которым расположены седла в корпусе. В таких задвижках нет необходимости в идеальной подгонке клина под седла, так как элементы затвора способны частично «самоустанавливаться» во время его опускания. Эта особенность обеспечивает и повышенную герметичность перекрывания. Также задвижки с двухдисковым клином меньше подвержены заклиниванию и износу уплотнительных поверхностей.
  3. Упругий клин состоит из дисков, скрепленных не жестко, а посредством упругого элемента. У такого затвора более простая конструкция, чем у двухдискового, но и возможности «самоустановки» меньше. При этом упругий клин также прощает некоторые погрешности при подгонке седел, он проще в изготовлении, чем жесткий затвор.
Принцип действия параллельных, шиберных и шланговых задвижек

Как разновидность клиновых иногда рассматривают и параллельные задвижки. Их затвор имеет не клиновидную форму, но по конструкции схож с двухдисковым клином. При этом диски затвора параллельных задвижек расположены параллельно друг другу. При перекрывании потока они прижимаются к уплотнительным поверхностям седел специальным клиновым грибком, который находится посредине.

Шиберные задвижки можно рассматривать как параллельные с одним диском. Это очень простые устройства, в которых поток среды отсекается плоским затвором, работающим подобно гильотине. Отдельные их модификации даже оснащаются ножевым затвором для разрушения частиц среды, попавших в корпус во время перекрытия трубопровода. Такая арматура используется с загрязненными средами, в которых есть много механических примесей. По герметичности перекрывания она существенно уступает клиновым задвижкам.

Шланговые устройства принципиально отличаются от остальных типов и по конструкции, и по принципу действия. Их относят к задвижкам, поскольку здесь выполняется классический принцип действия задвижки – просвет трубы перекрывается при опускании штока перпендикулярно потоку. У шланговых моделей нет затвора как такового, а через корпус проложен гибкий шланг. Когда трубопровод нужно перекрыть, при вращении маховика опускается шпиндель, который просто пережимает этот шланг.

Подобная конструкция полезна в трубопроводах, по которым транспортируются очень агрессивные среды. Наличие шланга в полости арматуры исключает контакт металлических элементов со средой и предупреждает их коррозию.

Задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем

Как работают задвижки с выдвижным и невыдвижным штоком

Ходовой узел задвижки – резьбовое соединение шпиндель-гайка – основной элемент, который передает усилие от вращения маховика к затвору. Этот узел может быть расположен как в полости арматуры, так и снаружи:

  1. Выдвижной шпиндель соединен с затвором своим нижним концом. Гайка расположена снаружи, и при вращении маховика шпиндель выдвигается вверх на величину хода затвора. Такая конструкция исключает контакт ходового узла с рабочей средой, что продлевает срок службы арматуры и позволяет использовать ее с более агрессивными средами (или при высоких температурах). Задвижки с выдвижным шпинделем более надежны и просты в обслуживании, поскольку существует свободный доступ к сальниковому уплотнению. Единственный минус подобных устройств – увеличенный вес и большая строительная высота, а также необходимость оставлять свободное место над маховиком для выдвижения шпинделя при открывании арматуры.
  2. У задвижек с невыдвижным шпинделем ходовой узел находится в полости задвижки. Шток закреплен верхним концом и не меняет своего положения при открывании и закрывании устройства. Во время вращения маховика затвор вместе с ходовой гайкой передвигается вверх или вниз относительно шпинделя. Поскольку у таких устройств резьбовое соединение находится в рабочей среде, а доступ к сальнику закрыт, они менее устойчивы к агрессивным средам и сложным рабочим условиям. Их не устанавливают на ответственных объектах, но используют в обстоятельствах, когда важна малая строительная высота и небольшой вес.

Сравнительная таблица применения задвижек с выдвижным и невыдвижным штоком

Условия примененияЗадвижки с невыдвижным шпинделемЗадвижки с выдвижным шпинделем
Диапазон диаметров DN, мм40–50015–1200
Диапазон максимальных рабочих давлений PN, МПа1,61,6–10,0
Диапазон температур транспортируемого вещества, ºС-15…+130-70…+450
Рабочие средыЧистая горячая и холодная вода, неагрессивные среды (нефть, минеральные масла)Горячая и холодная вода, вещества с любой степенью агрессивности, нефтепродукты, газ

Таким образом, несмотря на сходный принцип работы, разные типы задвижек имеют несколько отличное устройство и область применения. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки. Но мы готовы подобрать оптимальные задвижки для монтажа на вашем трубопроводе. Знакомьтесь с нашим каталогом и звоните +7 (812) 920-05-98 – специалисты «Компании Север» помогут вам с выбором арматуры подходящего устройства.

Типы задвижек

Назначение задвижек — перекрытие потока рабочей среды в трубопроводах. Конструкция задвижки состоит из корпуса с помещенным в него клиновидным или плоским затвором, который перемещается перпендикулярно потоку жидкости. Герметичность перекрытия рабочей среды обеспечивается уплотнительными седлами, к которым в закрытом положении пролегает затвор. Вращение маховика приводит в движение шпиндель или шток, который перемещает запорный элемент. В конструкции некоторых задвижек применяются редукторы, электрические, гидравлические и пневматические приводы для приведения штока в движение.

Виды задвижек

Различают три типа задвижек:

Клиновая задвижка

В таком типе задвижек плоскости запорного элемента и уплотнительные седла расположены под углом друг к другу. Клин может быть цельным или состоять из двух соединенных между собой дисков.
Конструкция задвижки с жестким клином проще, но при этом имеет ряд недостатков. Для достижения герметичности перекрытия рабочей среды, углы клина и уплотнительных седел должны точно совпадать. Для вращения шпинделя необходимо приложить значительные усилия, а перепад температур может привесит к деформации запорного элемента и зацикливанию задвижки.

Применение дисковой задвижки не требует высокий точности совпадения углов клина и седел, так как такой затвор обладает способностью самовыравнивания или самоустановки. В дисковой задвижке шпиндель перемещается легче, чем в устройстве с жестким клином, однако подобная конструкция имеет большие габариты.
В разновидности задвижки с упругим клином диски затвора соединены между собой упругим элементом. Такая задвижка обладает еще большей способностью к самовыравниванию и, благодаря этому, герметично перекрывает рабочую среду даже при несовпадении угла посадочных седел с углом клина. Запорная арматура такого типа является компромиссом, так как обеспечивает большую надежность, чем устройство с жестким клином, и обладает меньшими размерами, чем обычная дисковая задвижка.
Параллельная задвижка представляет собой разновидность клиновой задвижки, диски клина и уплотнительные седла которой, расположены параллельно. Преимуществом такой конструкции является низкая вероятность заклинивания в закрытом положении, что позволяет применять такие запорные устройства в трубопроводах, подверженных перепадам температур.
Тип клина для задвижки выбирается производителем исходя из ее эксплуатационных характеристик.

Шиберная задвижка

Шиберная или ножевая задвижка обладает меньшими габаритами по сравнению с устройствами с клином или диском. Затвор в таком классе задвижек представляет собой плоскость, которая, двигаясь внутри корпуса, как нож отсекает поток рабочей среды. Такой принцип действия напоминает гильотину.
Шиберные задвижки устанавливаются на трубопроводах вязкой, дисперсной или сыпучей среды. Из недостатков такого типа задвижек можно выделить относительно низкую герметичность.

Шланговая задвижка

Устройство шланговой задвижки представляет собой корпус, в который встроен гибкий патрубок. При закрытии задвижки, патрубок пережимается специальным запорным механизмом, приводимым в движение штоком.
Шланговая задвижка имеет полнопроходное сечение, а рабочая среда не контактирует ни с одной деталью устройства, кроме патрубка, который выполняется из резины, устойчивой к агрессивным жидкостям. Эта конструктивная особенность позволяет устанавливать такой вид задвижек для работы в условиях, в которых другая запорная арматура быстро потеряет работоспособность и выйдет из строя.
Недостатком шланговых задвижек можно назвать необходимость регулярной замены патрубка, но при правильном обслуживании, срок эксплуатации такой запорной арматуры может составлять десятки лет.

Читайте также:  Разновидности стеклянных каминов, как создают для них огнеупорное стекло

Другие характеристики задвижек

Помимо принципа работы, задвижка различаются материалом корпуса, видом присоединения, типом движения шпинделя и эксплуатационными характеристиками.
Для изготовления корпуса задвижки могут применяться сталь, алюминий или чугун. Задвижки из чугуна выгодны по цене, но во время их установки и эксплуатации нужно соблюдать осторожность, так как материал корпуса довольно хрупок. Стальные задвижки подходят для установки в трубопроводах, транспортирующих среду высокий температуры.
Шпиндель задвижки может быть выдвижным или полностью располагаться внутри корпуса. Задвижки, оснащенные выдвижным шпинделем, проще в обслуживании, но из-за большей монтажной высоты, накладываются ограничения на их установку в ограниченные пространства.
При подборе задвижки нужно учитывать диаметр условного прохода (Ду), номинальное давление (Ру), на которое рассчитано устройство и тип рабочей среды. Основываясь на этих параметрах и назначении задвижки, выбирается тип, материал корпуса и способ присоединения к трубопроводу.
Все задвижки маркируются буквенно-цифровым кодом, содержащим следующие данные:

  • Типа арматуры (для задвижек — 30, 31)
  • Материал корпуса
  • Привод
  • Порядковый номер, присвоенный ЦКБА
  • Материал уплотнительных колец
  • Исполнение задвижки

Приобрести задвижки можно в магазине «Промышленная Автоматизация» в Ростове-на-Дону. Сотрудники нашего магазина проконсультируют вас по вопросам эксплуатации, ухода и выбора оборудования.

Какие виды задвижек бывают

Какие виды задвижек бывают

Для обеспечения плановой и бесперебойной работы магистрали необходимо четко понимать, какие существуют типы задвижек для трубопроводов, каким образом они монтируются на трубы и как их правильно эксплуатировать.

Какие бывают задвижки для трубопроводов

Задвижки для трубопроводов различаются по множеству параметров:

  • Конструктивным особенностям.
  • Виду приводного механизма.
  • Материалу изготовления.
  • Габаритным и присоединительным размерам.
  • Типу присоединения к трубопроводу.
  • Рабочей среде и температурным режимам.
  • Климатическому исполнению.
  • Герметичности.
  • Клиновой конструкции.
  • Проходному диаметру.
  • Типу уплотнений.
  • Максимальному рабочему давлению.

Основными конструктивными элементами выступают:

  • Корпус с крышкой, изготовленный из металла — черной или нержавеющей стали, алюминия, чугуна, латуни. Он — основа задвижки и помещается в магистраль. Крышка же предназначена для регулировки перемещения запорного элемента.
  • Запорный механизм. Заслонка выполнена в виде клина, шибера, диска — в зависимости от типа задвижки. Она изготавливается из металла и комплектуется эластичными уплотнениями для повышения герметичности узла.
  • Привод, управляющий перемещением заслонки в узле. В зависимости от вида задвижек различают устройства с маховиком (на выдвижном или невыдвижном штоке), механическим редуктором, гидро-, пневмо- или электроприводом.

По технологии изготовления корпуса задвижки подразделяются на литые, сварные, кованые и ковано-сварные.

Виды задвижек по типу выдвижения:

С выдвижным шпинделем. Изделия, в которых шпиндель выведен за пределы

корпуса и не имеет контакта с рабочей средой. Это обеспечивает лучшую ремонтопригодность, коррозионную стойкость и длительный срок службы. Однако, это сильно увеличивает строительную высоту, поскольку при открытии прохода шпинделю необходимо выйти из задвижки на длину, превышающую диаметр трубопровода. Кроме того, повышается масса изделия — этот параметр нужно учитывать при проектировании магистрали.

С невыдвижным шпинделем. Устройства с подобной конструкцией отличаются невыдвижным ходовым узлом гайка-шпиндель, непосредственно контактирующим с рабочей средой внутри задвижки. Такие изделия устанавливаются на трубопроводы, переносящие неагрессивные среды, нефть и т. п., поскольку при их эксплуатации нет возможности проконтролировать состояние сальников и шпинделя, а также провести необходимый ремонт без снятия и разборки задвижки. У них малая строительная высота, а, значит, их целесообразно устанавливать в труднодоступных местах.

Выдвижные и невыдвижные задвижки различаются по принципу работы. Первые, как уже говорилось выше, совершают движение вверх-вниз, перекрывая поток. Шпиндель вращается вокруг своей оси — в этом случае приводная гайка расположена прямо в клине.

  • Приварные — такие устройства имеют патрубки, равные по диаметру размеру трубы, к которой они будут приварены. Врезка осуществляется аргонодуговой сваркой.
  • Фланцевые — имеют фланцы на концах патрубков, монтируются на трубопроводах с помощью стяжки с ответными фланцами. Распространенный тип присоединения, обеспечивающий быстрый монтаж/демонтаж арматуры.
  • Муфтовые — этот тип встречается на задвижках с условным проходом до DN50.

Этот тип задвижек отличается наличием затвора клиновидной формы, расположенный между двумя наклоненными поверхностями. Принцип действия основывается на перекрытии потока жидкости или газа клином, перемещающимся перпендикулярно оси. Клиновые задвижки различаются по жесткости клинового затвора: жесткий, обрезиненный, двухсторонний, упругий.

Жесткий клин. Такие изделия отличаются простотой конструкции, жесткостью, надежностью и герметичностью. Они требует точной подгонки клина и уплотнений. Клин изделия шарнирно смонтирован на шпиндель в верхней части крышки и спускается по корпусным направляющим, из-за чего система может функционировать с высокими перепадами давления. Основные недостатки задвижки такого типа — возможные заклинивания из-за температурных перепадов, износ уплотнительных колец и довольно сложный ремонт.

Двухдисковый клин подразумевает наличие двух размещенных под углом дисков, соединенных между собой разжимной деталью. Такая конструкция позволяет устройству самостоятельно выравниваться при примыкании к седлам, исключая возможность заклинивая и обеспечивая высокую герметичность затвора.

Двухклиновые задвижки отличаются сложностью конструкции и существенно дороже других исполнений, однако, у них более длительный срок эксплуатации, седельные поверхности меньше изнашиваются, а для закрытия условного прохода не требуется применять больших усилий. Они оснащаются выдвижным шпинделем, могут иметь кольцевые уплотнения на дисках для повышенной герметизации проходного отверстия.

Упругий клин. Разновидность заслонки с двухдисковым клином, в которой привод разделен на две части, между которыми размещен пружинящий элемент, способный деформироваться. Такая конструкция позволяет уплотнениям передвигаться под углом друг к другу, обеспечивая лучший контакт с седлом. Изделия с упругим клином не требуют высокоточной подгонки, исключают заклинивание при перепадах температур, но поверхности клина сильно стираются.

В шиберных задвижках дисковый затвор и седла расположены параллельно. Принцип действия прост — при опускании шиберный механизм герметично перекрывает (словно разрезает) условный проход за счет давления среды. Это наиболее простой тип задвижек, который зачастую устанавливается в канализационных системах, пульпопроводах и иных трубопроводах с густой средой, не требующей повышенной герметичности. Их легко обслуживать и ремонтировать.

 

Редкий тип задвижек, отличающийся отсутствием уплотнительных седел, а также необычным затворным элементом, представляющим собой гибкий шланг, сжимаемый в средней части с помощью штока. Такие задвижки имеют очень высокую коррозионную устойчивость, могут транспортировать вязкую и химически активную среду. Обычно их используют в трубопроводных системах с небольшим условным проходом, где основной средой является пульпа, примеси, шлам и т. п.

В качестве материала задвижек выступают сталь, алюминий и чугун. Рассмотрим наиболее распространенные задвижки данных типов с указанием используемых в составе материалов основных элементов и уплотнений.

Буква «с» в маркировке задвижки указывает на то, что она изготовлена из стали, а «нж» — что уплотнения на клиновых дисках и седлах выполнены из нержавеющей стали.

Материалы изготовления деталей и узлов:

  • Крышка и корпус производятся из углеродистой стали методом литья.
  • Шпиндель изготавливается из нержавеющей стали 20Х13 с 14% содержанием хрома. Может эксплуатироваться при температуре до 600С.
  • Диски и маховик — из углеродистой стали, как и корпусные детали.
  • Приводную гайку производят из латуни. Обычно, ЛС59-1. Этот сплав является медно-цинковым с добавлением свинца, благодаря чему гайка хорошо сопротивляется механическим повреждениям при трении поверхностей.
  • Клиновые уплотнения, как уже упоминалось выше, изготавливаются из нержавеющей стали марки 13Х25Т, характеризующейся высоким содержанием хрома и отличной износостойкостью. Примесь титана гарантирует повышение срока службы запирающего элемента.
  • Уплотнения на корпусных кольцах также выпускаются из нержавеющей стали марки 08Х21Н10Г6 с 10% содержанием Ni и 20% Cr. Это обеспечивает повышенную коррозионную стойкость изделия.

В стальных задвижках 30с41нж также имеется сальниковое уплотнение, изготовленное из терморасширенного графита. Этот материал может иметь форму шнура или кольца и препятствует выходу рабочей среды через сальник, там, где шпиндель опускается в корпус. Трубопроводная арматура использует несколько модификаций ТРГ:

  • ТРГ-100Л — с армированием лавсановой нитью.
  • ТРГ-100ЛФ — с лавсановой нитью и дополнительной фторопластовой пропиткой.
  • ТРГ-101Н — с армированием нержавеющей проволокой.
  • ТРГ-102С — в качестве армирующего элемента выступает стеклонить.

Термопластовый графит в качестве уплотнительного материала сальникового узла гарантирует высокую герметичность, не теряя своих свойств даже при воздействии высокой температуры.

Стальные задвижки широко применяются в различных областях промышленности для организации магистралей, транспортирующих воду (горячую и холодную), газ, нефтепродукты, различные химические вещества, к которым элементы задвижки коррозионностойки, а также пар. Иногда они могут использоваться для перемещения морской воды.

Уплотнения на клин и корпусные кольца наносятся методом дуговой сварки или лазерной наплавки. Оба метода представляют собой химическую реакцию, при которой основной материал изделия смешивается со сплавом из проволоки под воздействием высокой температуры. После наплавки происходит шабровка — ручная или автоматическая. Она нужна для выведения идеальных геометрических параметров клина и колец с подгонкой поверхностей относительно друг друга для повышения класса герметичности задвижки.

 

Чугунные задвижки изготавливаются из серого чугуна и способны выдерживать разрывное давление до 370 МПа. Они предназначены для транспортировки жидкости и газа в магистральных трубопроводах.

Материалы изготовления деталей и узлов:

  • Основные корпусные детали (корпус, крышка, клин) выпускаются из серого чугуна.
  • Шпиндель производится из нержавеющей стали 20Х13.
  • Втулка шпинделя изготавливается из латуни или бронзы.

Что касается уплотнений, то клиновое уплотнение выполняется из EPDM. Это международное обозначение этиленпропиленового каучука. Этот материал имеет высокие физические и химические свойства, благодаря чему затвор практически не имеет механических разрушений. Он коррозионно-стойкий, способен сохранять заданные геометрические размеры даже при воздействии высокой температуры.

Также может применяться фторкаучук (при воздействии очень кислотных сред) или кремнийорганическое соединение (в случае воздействия экстремально высоких температур и их перепадов).

Задвижки имеют общие эксплуатационные характеристики, к которым относятся:

  • Проходной диаметр DN — от 15 до 1400 мм.
  • Номинальное давление среды Pn — от 10 до 40 атм.
  • Класс герметичности по ГОСТ 9544 — А, АА, В, С.
  • Тип подсоединения — под приварку, муфтовое, фланцевое.
  • Климатическое исполнение (Т1, ТпУ1, У1, ХЛ1) и показатели рабочей температуры. У чугунных задвижек климатические исполнения маркируются — У, Т, УХЛ, ОМ.
  • Направление подачи рабочей среды.
  • Тип привода — ручной, редуктор, приводной механизм.

Выбор типа задвижки под конкретную рабочую среду осуществляется исходя из стойкости используемых материалов к коррозионному положению.

Маркировка задвижек соответствует ГОСТ 4666-75 и содержит следующие данные (на примере 30с41нж):

  • 30 — показывает, что перед нами задвижка;
  • с — стальной корпус;
  • 41 — номер модели;
  • нж — нержавеющий материал на клине.

Перед «41» может стоять цифра «5» — это будет значить, что у задвижки механический редуктор в качестве привода, цифра «9» говорит, что установлен электропривод. В нашем случае у задвижки 30с41нж ручной привод (управление маховиком).

Вне зависимости от назначения и типа задвижки характеризуются следующими особенностями:

  • Простотой конструкции.
  • Высокими техническими параметрами (в зависимости от материала изготовления и конструктивных особенностей они могут выдерживать температуру до 565С и давление до 25 МПа).
  • Универсальностью и вариативностью применения — задвижки активно используются в трубопроводных системах и магистральных трубопроводах, транспортирующих любые среды.
  • Хорошие гидравлические параметры. Задвижки подбираются в соответствии с внутренним диаметром трубопровода, на которой они будут монтироваться. Плавное перемещение запорного механизма при перекрытии потока рабочей среды помогает избежать гидроудара в системе, а конструкция затвора и седла обеспечивает высокую герметичность перекрываемого канала среды.
  • Возможностью изменения потока среды в обратную сторону.
  • Длительным сроком эксплуатации. Все материалы узлов и деталей рассчитаны на долгосрочную службу в конкретной рабочей среде. Внутренние элементы изготавливаются из коррозионно-стойких материалов.

Впрочем, у задвижек есть и некоторые недостатки. Во-первых, это увеличение строительной высоты трубопровода (особенно если дело касается устройств с выдвижным шпинделем). Во-вторых, это быстрый износ уплотнительных элементов и обслуживание задвижек (трудоемкий ремонт в случае изделий с невыдвижным шпинделем). В-третьих, время на закрытие/открытие запорного механизма может быть длительным.

Установка устройств на магистраль или трубопровод промышленного назначения осуществляется только обученными специалистами, допущенными к проведению такого типа работ. При выполнении монтажа необходимо соблюдать следующие правила установки, в зависимости от типа задвижек и их назначения:

  1. Снимать запорную трубопроводную арматуру допускается только при отсутствии рабочей жидкости в системе. Также требуется очистить место установки и соединения труб от грязи, налета, окалины и т. п.
  2. Непосредственно перед монтажом фланцевые задвижки должны быть проверены на качество фланцев (отсутствие трещин, царапин и иных дефектов).
  3. Запорная трубопроводная арматура устанавливается на четко прямолинейной части магистрали во избежание перекосов и изгибов, способных вызвать протечки и напряжения в системе. При установке тяжелых узлов требуется использование жестких опор.
  4. Не допускается приложение больших усилий к маховикам при эксплуатации из-за опасности поломок и возникновения трещин.
  5. При монтаже не допускается падение арматуры, иные механические повреждения или удары.

На место монтажа задвижки поставляются в специальной таре, отвечающей требованиям ГОСТ 9.014–78, ГОСТ 15150-69 с вариантом защиты ВУ-0 или ВУ-1.

Ссылка на основную публикацию