Как устроена задвижка для трубопровода и как ее устанавливать?

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.

  1. Область применения
  2. Что такое задвижки: назначение и основные конструктивные элементы
  3. Достоинства задвижек
  4. Минусы
  5. Задвижки для трубопроводов — виды и классификация
  6. Клиновые задвижки
  7. Жесткий клин
  8. Клин с двумя дисками
  9. Упругий клин
  10. Поворотные
  11. Параллельные (шиберные)
  12. Шланговые
  13. Маркировка
  14. Монтаж запорной арматуры в системах водоснабжения
  15. Ознакомительное видео про задвижки для трубопроводов

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.

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.

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.

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.

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.

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.
Читайте также:
Как отремонтировать сантехнику своими руками?

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.

  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.

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.

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

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.

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.

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.

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.
Читайте также:
Какие полезные самоделки можно сделать из бензопилы?

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

Задвижки

Назначение

Задвижки – тип трубопроводной арматуры с запирающим (регулирующим) элементом, который перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Задвижки – арматура двухпозиционного действия. Они могут применяться только для включения или отключения трубопроводов. Использование задвижек в качестве регулирующих устройств запрещается.

Устанавливаются задвижки как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах. Задвижки со встроенным электроприводом целесообразно устанавливать на горизонтальных участках трубопроводов шпинделем вверх. В местах установки задвижек должен быть обеспечен свободный доступ для их обслуживания и ремонта без вырезки из трубопровода, для монтажа и демонтажа.

Выпускаются задвижки с затворами клинового и параллельного типа. В основном задвижки оснащены затворами клинового типа. Особенностью задвижек данного типа является зависимость усилия прижатия рабочих поверхностей затвора к рабочим поверхностям седел от усилия на приводе.

Характеристики и требования

  • Задвижки должны соответствовать требованиям ГОСТ 5762, ТУ и КД.
  • Номинальные размеры от DN50 до DN1600 включительно.
  • Номинальные давления от PN1,6МПа(PN16) до PN25МПа(PN250) включительно.
  • Конструктивное решение задвижек, предназначенных для работы на вакууме, должно обеспечивать их герметичность относительно внешней среды и затвора при давлении до 0,004 МПа.
  • В задвижках, предназначенных для работы на трубопроводах, на которых возможен нагрев находящегося в замкнутом объеме корпуса конденсата, должно быть предусмотрено устройство, исключающее повышение в них давления свыше допустимого значения.
  • Задвижки с номинальным диаметром до DN150 включительно должны иметь клин жесткой конструкции, свыше DN150 до DN300 включительно – клин жесткой или упругой конструкции, свыше DN300 – упругой конструкции.
  • Присоединение задвижек к трубопроводу: фланцевое по ГОСТ 12815, ответные фланцы по ГОСТ 12821.
  • Испытание задвижек проводить согласно РД 26-07-263-86.
  • Исполнение корпусов задвижек – полнопроходные.

Материал уплотнительных поверхностей деталей узла затвора должен обладать износостойкостью, обеспечивающей ресурсные показатели надежности задвижек. Скорость коррозии материала уплотнительных поверхностей деталей узла затвора – не более 0,05 мм/год. Если материал седел корпуса и контактирующих с ними деталей узла затвора не обеспечивает указанную скорость коррозии и требуемую износостойкость, то в стандартах (ТУ, КД) на конкретные задвижки предусматривают наплавку уплотнительных поверхностей коррозионно-стойкими износостойкими сплавами.

Седла задвижек допускается выполнять в соответствии со стандартами (ТУ, КД) на конкретные задвижки либо вместе с корпусом, либо вставными (с креплением на резьбе, запрессовкой, сваркой и другими методами).

Затяжку резьбовых соединений задвижек проводят стандартным или указанным в ТК, КД на конкретную задвижку специальным инструментом без применения удлинителей. Конструктивно обеспечивают выступание концов болтов и шпилек из гаек не менее чем на один шаг резьбы.

Срезы соседних колец сальниковой набивки смещают при сборке на угол 90° ± 5°.

Конструкция задвижки должна обеспечивать блокировку одновременной работы привода и ручного дублера.

Классификация

По типу затвора

Задвижки подразделяют по типу затвора:

    С клиновым запирающим элементом (с жестким клином, упругим клином, составным клином)

Клиновая задвижка
С параллельным запирающим элементом (однодисковым, двухдисковым, шиберным)

Шиберная задвижка

По типу уплотнения

Задвижки подразделяют по типу уплотнения подвижных элементов относительно внешней среды:

  • сальниковые,
  • сильфонные,
  • с жидкометаллическим,
  • графитоармированным

По типу присоединения

Задвижки подразделяют по типу присоединения к трубопроводу:

  • фланцевые,
  • муфтовые,
  • цапковые,
  • штуцерные,
  • под приварку;

По типу проточной части

Задвижки подразделяют по типу конструкции проточной части корпуса:

  • полнопроходные
  • неполнопроходные

По типу уплотнения неподвижных элементов

Задвижки подразделяют по типу уплотнения неподвижных элементов:

  • с плоским уплотнением
  • с уплотнением “выступ-впадина”
  • с уплотнением “шип-паз”,
  • промежуточным кольцом;

По типу управления

Задвижки подразделяют по типу управления:

  • с ручным управлением,
  • с пневмо- или гидроприводом,
  • с электроприводом.

Тип шпинделя

По типу шпинделя: с выдвижным шпинделем, невыдвижным шпинделем;

Положение запирающего элемента

По исходному положению запирающего элемента задвижек с автоматическим управлением: нормально открытые – управляющая среда закрывает; нормально закрытые – управляющая среда открывает;

Тип передачи усилия

По типу передачи усилия управления от элемента управления к задвижке: с приводом вращательного типа, с приводом поступательного типа.

Направление подачи среды

Направлению подачи управляющей среды в привод задвижки:

а) с односторонним направлением (на открытие или на закрытие);

б) с двусторонним направлением (попеременно, на открытие и на закрытие или наоборот);

Конструкция

Схема

Конструкция задвижки состоит из корпуса и крышки, образующих полость, в которой находится рабочая среда под давлением и внутри которой помещен затвор (на чертеже он клиновой). Корпус имеет два конца для присоединения задвижки к трубопроводу (применяются присоединительные концы фланцевые и под приварку).

Клиновая задвижка

Внутри корпуса расположены, как правило, два седла, параллельно или под углом друг к другу (см рис.13), к их уплотнительным поверхностям в положении «закрыто» прижимаются уплотнительные поверхности затвора. Затвор перемещается в плоскости, перпендикулярной оси прохода среды через корпус, при помощи шпинделя или штока. Шпиндель с ходовой гайкой образует резьбовую пару, которая при вращении одного из этих элементов обеспечивает перемещение затвора в нужном направлении. Такое решение наиболее распространено, и применяется при управлении вручную или электроприводом.

Седло

Для задвижек из углеродистой стали седла изготавливаются из материала с высокой плотностью, обладающего хорошей уплотнительной способностью. В качестве материала для уплотнительных поверхностей используется сталь с 13% содержанием хрома или сверхтвердые сплавы, наплавляемый на уплотнительную поверхность.

Читайте также:
Как провести автономный газ в частном доме – что нужно?

Седла могут вворачиваться или ввариваться в корпус задвижки, либо производится наплавка коррозионно-стойкого уплотнения непосредственно в сам корпус. Выдвижной шпиндель и клин задвижек соединяются Т-образным пазом. Верхняя часть паза плотно сопрягается со шпинделем для обеспечения надежного и прочного соединения. Упругая конструкция клина позволяет избежать спаек с седлами, возникающими при возрастании температуры.

Сальниковое уплотнение

Конструкция камеры сальникового уплотнения предохраняет набивку сальника от воздействия рабочей среды, когда клин поднят в верхнее положение. Сальниковая набивка изготавливается из терморасширенного графита, имеющего хорошую уплотнительную способность и стойкость при высоких температурах. При обтяжке сальникового уплотнения фланец и втулка сальника центруют шпиндель и предотвращает его от заедания во время движения. Собранная крышка крепится на корпусе задвижки при помощи шпилек с навернутыми на них шестигранными гайками. Герметичность данного соединения достигается при помощи установки прокладки, состоящей из терморасширенного графита и нержавеющей стали.

Сальниковое уплотнение

Бугельный узел

Конструкция бугельного узла позволяет надежно закрепить втулку шпинделя, изготовленную из латуни и установленную на опорных подшипниках. Применение опорных подшипников значительно снижает крутящий момент на шпинделе при операциях открытия-закрытия и увеличивает срок службы втулки.

Наиболее распространенной является конструкция, в которой гайка представляет собой полый цилиндр с внутренней трапецеидальной и наружной метрической резьбой. С помощью наружной резьбы гайка ввинчивается в перемычку бугеля и стопорится винтом, завинчиваемым в «полтела» одновременно в гайку и в бугель. В клиновых задвижках при некоррозионной среде ходовая гайка устанавливается в гнезде клина. В клиновых задвижках больших диаметров прохода с целью экономии цветного металла гайка из латуни ввинчивается в обойму, изготовленную из черного металла. Гайки, расположенные внутри полости арматуры, находятся в среде, что является эксплуатацией в тяжелых условиях и приводит к сравнительно быстрому износу и выходу из строя. Замена их затруднительна, поэтому их применение ограничено.

Технические условия по ГОСТ 5762, ГОСТ 9698: номинальный диаметр DN 50-1200 мм, номинальное давление PN 25-250 кг/см^2, температура рабочей среды от -60 до +600 С.

При конструировании узлов невращаемой ходовой гайки направление резьбы выбирается таким образом, чтобы закрывание арматуры происходило при вращении маховика по часовой стрелке. Это правило предусмотрено требованиями Госгортехнадзора.

Материальное исполнение

Основные материальные исполнения: углеродистая, легированная холодостойкая, жаростойкая нержавеющая, нержавеющая сталь со специальными свойствами и другое.

Монтаж

Проверить работоспособность задвижки:

установить на задвижку электропривод, настройить муфту ограничения крутящего момента в соответствии с величиной, указанной в данном паспорте;

выполнить два полных цикла ОТКРЫТО-ЗАКРЫТО, при этом отключение электропривода должно производиться:

1)в нижнем положении – от срабатывания выключателя муфты ограничения крутящего момента;

2)в верхнем положении – от срабатывания конечного выключателя при недоходе бурта шпинделя до упора в верхнее уплотнение от 7 до 16 мм – в зависимости от типоразмера задвижки.

В случае преждевременного срабатывания муфты ограничения крутящего момента, операцию по настройке ее выключателей следует повторить.

ПОРЯДОК МОНТАЖА

Задвижка должна быть установлена на бетонном фундаменте, исключающем воздействие ее веса на трубопровод.

Установочное положение задвижки на трубопроводе – вертикальное, электроприводом вверх с допускаемым отклонением до 3 градусов. Положение клина при приварке задвижки – ЗАКРЫТО. Приварку патрубков (ответных фланцев) задвижки к трубопроводу и контроль сварного шва произведите в соответствии с правилами, действующими на строящемся объекте (ВСН 012-88 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов», РД 153-006-02 «Инструкция по технологии сварки при строительстве и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов»).

При монтаже задвижки на трубопровод патрубки (или ответные фланцы) должны быть установлены без перекосов, а отверстия под крепеж должны совпадать с отверстиями на фланцах задвижки.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ УСТРАНЯТЬ ПЕРЕКОСЫ ТРУБОПРОВОДА ЗА СЧЕТ НАТЯГА (ДЕФОРМАЦИИ) ПАТРУБКОВ ЗАДВИЖКИ.

Выполните два полных цикла ОТКРЫТО-ЗАКРЫТО с отключением электропривода в крайних положениях от срабатывания выключателей.

При гидроиспытаниях трубопровода давлением, равным 1,5 PN , задвижка должна находиться в полностью открытом или в промежуточном положении (от 25 до 75%), что обеспечит поступление испытательной среды во внутренние полости корпуса задвижки.

Для удаления воздуха используйте «воздушную» пробку.

Маркировка

  • товарный знак предприятия-изготовителя;
  • знак соответствия и код органа по сертификации;
  • условное давление PN, МПа;
  • условный проход DN;
  • марку материала корпуса для исполнения УХЛ1 (на табличке);
  • заводской номер и дату изготовления;
  • массу задвижки без электропривода (на табличке);
  • клеймо ОТК (на табличке);
  • надпись «Сделано в …» (на табличке).

Фактическое значение углеродного эквивалента «Сэ» материала корпуса (на внутренней поверхности одного из патрубков или ответного фланца).

Задвижка поставляется одним грузовым местом, в горизонтальном положении на поддонах с закрытыми заглушками проходными отверстиями патрубков.

При поставке задвижки в комплекте с электроприводом отгрузка производится двумя грузовыми местами.

Ответные фланцы (для исполнений с ответными фланцами) отгружаются в сборе с задвижкой.

Преимущества

Задвижки имеют следующие преимущества:

  1. низкое сопротивление потоку среды, вследствие чего уплотняющие поверхности меньше подвергаются давлению и коррозии
  2. простота конструкции и высокая ремонтопригодность
  3. небольшие строительные размеры

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.

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.

Читайте также:
Как правильно выбрать оцинкованную профильную трубу

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

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.

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.
Читайте также:
Как стирать байковое одеяло в стиральной машине?

Сравнительная таблица применения задвижек с выдвижным и невыдвижным штоком

Условия применения Задвижки с невыдвижным шпинделем Задвижки с выдвижным шпинделем
Диапазон диаметров DN, мм 40–500 15–1200
Диапазон максимальных рабочих давлений PN, МПа 1,6 1,6–10,0
Диапазон температур транспортируемого вещества, ºС -15…+130 -70…+450
Рабочие среды Чистая 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.

Что такое водопроводные задвижки: конструкция и принцип действия

Доброе время суток, дорогой читатель! Сети водоснабжения являются сложной системой, которая нуждается в тщательном регулировании, периодическом ремонте или замене кранов, участков труб, водяных счётчиков и других элементов, входящих в состав системы. Именно для управления потоком воды или его полной остановки и применяются водопроводные задвижки и затворы.

Что такое и где используются

Задвижки являются распространённым типом запорной арматуры, применяемой для полного перекрытия движения среды для проведения ремонтных работ в системе или техобслуживания сантехнических приборов. Ими оснащаются практически любые трубопроводы диаметром от 15 мм до 2 м в системах подачи горячей/холодной воды и нефтепродуктов, эксплуатирующихся с постоянным высокоскоростным движением среды под давлением до 25 МПа. Они обладают сравнительно простой конструкцией, небольшой строительной длиной, малым гидравлическим сопротивлением, пригодны для эксплуатации в условиях разной сложности, могут управляться вручную или с помощью электропривода.

Для отключения газового оборудования чаще всего устанавливаются задвижки типа «Лудло» с выдвижным шпинделем.

Если задвижки в основном используются в качестве запорных устройств, то водопроводные запоры выполняют обе функции трубопроводной арматуры. Они имеют возможность не только останавливать поток, но и регулировать расход воды. Однако они ограничены по допустимому значению рабочего давления — до 2,5 МПа.

Конструкция и принцип действия

Конструкция водопроводной задвижки состоит из трёх основных узлов:

  1. Корпуса с крышкой, в полости которого располагаются запорные детали и удерживается определённая часть рабочего вещества под давлением. Корпус представляет собой полую цельнолитую или разборную конструкцию из стали, чугуна или цветных металлов. Все его поверхности защищены от воздействия коррозии эпоксидной смолой. У корпуса имеются два патрубка (входной и выходной), которыми устройство соединяется с трубопроводом.
  2. Запорного узла, состоящего из двух сёдел и затвора. Седла имеют параллельное или угловое по отношению друг к другу расположение, к их уплотнительным поверхностям при срабатывании задвижки на закрытие прижимается своими уплотнительными поверхностями запорная деталь. Центрирование запора обеспечивают направляющие в форме вертикальных цилиндров с пазами, изготовленных из износостойкой пластмассы или являющиеся выступающей частью внутренней поверхности корпуса. Сам запор в зависимости от модификации задвижки может иметь форму клина, одного или двух дисков;
  3. Узла управления. В его состав входит винтовой шток (шпиндель), маховое колесо и резьбовая втулка, при помощи которой происходит преобразование крутящего момента в поступательное перемещение затворной детали. Ходовой узел может находиться в верхней части полости корпуса устройства или располагаться вне его. Отверстие, через которое шпиндель выходит из корпуса герметизирует специальный уплотнитель, функционирующий по принципу сильфона или сальника.

Принцип её работы заключается в следующим:

  • маховик приводится в движение вручную или от электрического привода;
  • усилие передаётся через резьбовое соединение штоку, который перемещает затвор по направляющим перпендикулярно потоку;
  • запорная деталь плотно прижимается к сёдлам и останавливает перемещение потока жидкости в трубопроводе.

Чтобы открыть задвижку маховое колесо поворачивают в обратную сторону.

Затворы водоснабжения

В затворе водопровода запорный элемент выполнен в форме диска, диаметр которого равен размеру внутреннего диаметра трубы. Во время открывания и закрывания затвора диск вращается вокруг оси, перпендикулярной направлению потока.

Корпус затвора имеет укороченную цилиндрическую форму, бывает разборным и монолитным (цельносварная конструкция). Изготавливается он из чугунных сплавов, разных видов сталей, цветных металлов, композитных полимеров. В его полости располагается запорный орган, представленный из подвижной части — плоского или двояковыпуклого диска и неподвижной — седла. В качестве уплотнителей используются кольца из эластичной резины.

Виды и классификация водопроводных задвижек

По конструкции запорного органа задвижки для водопроводных систем подразделяются на:

Клиновые задвижки оснащаются затвором конусообразной формы, который в положении «закрыто» плотно входит в пространство между сёдлами. Клин может быть разных видов:

  • жёстким, имеющим форму суженной к низу цельной пластины. Она плавно опускается в нижнюю часть устройства и перекрывает в перпендикулярном направлении проходные отверстия сёдел, прерывая таким образом движение рабочей среды. Жёсткий клин надёжно запирает проходное отверстие, однако более подвержен ржавлению и сложнее подгоняется к сёдлам. Поэтому в таких устройствах существует опасность заклинивания и возникают трудности в поднятии клина при резких перепадах температур;
  • двухдисковым — состоящим из двух дисков, которые подвижно скреплены между собой под углом друг к другу. При срабатывании задвижки на закрытие оба элемента поворачиваются относительно друг друга и закрывают проходные отверстия в сёдлах, плотно прижавшись к их уплотнительным поверхностям. При открывании они отодвигаются от сёдел, освобождая проход рабочему веществу. Такая конструкция запорного органа обеспечивает хороший уровень герметичности, снижает риск заклинивания и увеличивает рабочий ресурс всего устройства;
  • упругим, два диска которого связаны между собой упругой резиновой деталью. Он способен сгибаться под воздействием напора воды, обеспечивая таким образом более плотного прижатия к уплотнительным материалам сёдел. Задвижки с обрезиненным клином требуют меньшего усилия при управлении, обладают гладкими поверхностями прохода, снижающими силу трения и износ элементов запорного органа.

К параллельным задвижкам относятся устройства, у которых уплотнительные поверхности запорного или регулирующего органа располагаются в параллельных плоскостях друг к другу.

Для печных дымоходов используют шиберные задвижки, в конструкцию которой входит рамка и металлическая пластина с ручкой. При открывании задвижки пластина выдвигается из рамки, при закрывании возвращается в первоначальное положение.

Критерии выбора задвижек

Для правильного выбора водяной задвижки необходимо выполнить тщательный анализ исходных требований к её техническим характеристикам, а также сравнить цены на изделия у разных производителей.

Выполняют такой анализ в следующей последовательности:

  • определение назначения и условий работы арматуры (свойства рабочей среды, значение максимального рабочего давления и диапазон температур);
  • определение номинального размера условного прохода (ДУ);
  • выбор метода управления устройством;
  • выбор материала корпусных деталей;
  • уточнение функции(запирание или регулирование);
  • выбор конструктивной модификации изделия;
  • окончательное определение геометрических параметров устройства (строительной длины и высоты, размеров присоединительных концов, способа присоединения к импульсной линии, количество крепёжных элементов и т. д.);
  • выбор соответствующей модели по номенклатуре выпускаемых задвижек.

Арматура из чугуна для систем отопления и водоснабжения в последнее время применяются реже, в основном здесь используют стальные устройства. Чугунную запорную арматуру чаще устанавливают в канализации, в системах подачи сжатого воздуха, пара и сыпучих материалов.

Соединение с трубопроводом и монтаж

Присоединительные концы задвижек могут быть фланцевыми, муфтовыми или предназначенными под приварку. От этого фактора и типа трубы в системе зависит способ проведения монтажного процесса.

Подсоединение к металлическим водопроводным трубам

Монтаж задвижек в систему водоснабжения из металлических труб выполняют следующим образом:

  • вырезают в месте установки участок трубы, равный по длине размеру корпуса устройства;
  • зачищают края;
  • в зависимости от типа присоединения к процессу выбранной задвижки либо нарезают на краях труб резьбу, либо приваривают к ним ответные фланцы;
  • выполняют герметизацию мест соединения: фланцевые — уплотняют резиновыми кольцами, резьбу — льняной нитью;
  • фиксируют задвижку на трубопроводе: фланцы скрепляют с помощью болтов и шайб или наворачивают присоединительные патрубки на подготовленную резьбу.

Монтаж в систему из пластиковых труб

При установке задвижки на пластиковую трубу:

  • вырезают участок трубы нужной длины;
  • оба конца надевают на разогретые до 260ºС насадки сварочного аппарата;
  • после нагрева вставляют в них присоединительные патрубки устройства;
  • удерживают места соединения в неподвижном состоянии в течение нескольких минут до полного отвердевания пластика.

Особенности установки на печные трубы

Печную задвижку устанавливают на дымоход на этапе его возведения:

  • кладут ряд кирпичей согласно порядовке;
  • вырезают сверху в кирпиче углубление, совпадающее по размерам с толщиной рамки задвижки и сбоку паз для ручки;
  • укладывают шибер в подготовленное углубление на цементном растворе;
  • кладут следующий ряд кирпича.

Несколько рекомендаций по монтажу и полезных советов

Существует ряд правил, которым следует следовать при монтаже в обязательном порядке, а именно:

  • запорная арматура не должна в момент установки и по окончанию монтажа испытывать внешние нагрузки, в том числе и от трубопровода;
  • место установки должно быть доступно для дальнейшего проведения осмотров и техобслуживания;
  • при монтаже на горизонтальном участке трубопровода запрещается располагать устройство маховиком вниз, на вертикальном участке — положение маховика может быть любым;
  • запрещается разбирать устройство под давлением;
  • перед установкой задвижки выполняют пропарку внутренних поверхностей горячей водой с последующей сушкой;
  • перед задвижкой желательно разместить магнитно — резонансный фильтр;
  • при открывании и закрывании задвижки штурвал следует поворачивать плавно, не допуская рывков;
  • своевременно подтягивать втулку сальника;
  • опрессовку трубопровода следует проводить при открытых задвижках.

Если у вас есть полезные советы по монтажу водопроводных задвижек, то поделитесь ими в комментариях. Подписывайтесь на наш канал, делитесь своим опытом с нами, а также в социальных сетях.

Где устанавливают, используют и применяют задвижки?

Монтаж трубопроводных систем различного типа и назначения не обходится без использования запорной арматуры. В этой связи вопрос о том, где устанавливаются задвижки, приобретает особую актуальность. Этот тип изделия отличает надежность, обеспечивающая герметичность перекрытия движения потока среды в трубе, в сочетании с конструктивной простотой, гарантирующей продолжительный период эксплуатации. Именно это делает металлопродукцию востребованными на различных объектах промышленного и коммунального назначения.

Длительная и беспроблемная эксплуатация детали становится возможной только при условии квалифицированного монтажа. Отсутствие ошибок со стороны мастера защитит систему от протечек и разрывов на узловом соединении.

Выбор задвижек и способа установки

Рис. 1 Трубопровод в эксплуатации.

Мест, где используются задвижки, действительно множество: трубопроводы промышленного назначения, коммунальные инженерные сети, водопроводы частного применения. Выбор в их пользу определяется конструктивными особенностями и преимуществами, а способ выполнения монтажа выбирается с учетом типа задвижки, рабочего привода, габаритов трубопровода. «Сибирский завод трубопроводной арматуры» не ограничивает выбор покупателя, позволяя ему принять решение, отвечающее текущим производственным задачам.

Устройство арматуры предусматривает размещение в корпусе двух внутренних седел и затворного механизма, закрепленного на шпинделе, соединенном, в свою очередь, с ходовой гайкой. Использование привода (механического или автоматического типа) вызывает перемещение затвора, который может занимать два рабочих положения: открывать или перекрывать движение потока. В промежуточном положении, с целью регулирования, запорная арматура не эксплуатируется.

Преимущественное отличие задвижки от альтернативных устройств состоит в низком гидравлическом сопротивлении. За счет этого удается снижать энергетические потери, возникающие при транспортировке жидких и газообразных сред. Именно поэтому они лидируют при монтаже магистральных систем и трубопроводов.

Конструкция задвижек

Тип затвора

По типу затвора, обеспечивающему перекрытие потока в трубопроводной системе, выделяются:
  1. Клиновые задвижки (с жестким и упругим клином) отличаются полнопроходным исполнением с наличием невыдвижного штока. Клин как запорный механизм обеспечивает плотное перекрытие потока за счет применения уплотнительного материала (металл/резина). Присоединение к трубопроводу осуществляется приварным, резьбовым или фланцевым способом.Изделие устанавливается на трубопроводах магистрального и технологического типа. Оно адаптировано к воздействию высоких температур и давлению среды. Возможно использование клиновых задвижек и в коммунальном хозяйстве.
  2. Параллельная задвижка отличается параллельным расположением пары седел и запирающих дисков запорного механизма с наличием фиксации с помощью пружинного элемента. Может выпускаться из стали и чугуна, оборудуется штоком выдвижного или невыдвижного типа. Герметичность затвора обеспечивается наличием металлических напаек в качестве уплотнителя, используемых между затвором и корпусом изделия.Установка практикуется в различных инженерных системах в промышленности и коммунальном хозяйстве.

Тип привода

Рис. 2 Типы приводов
В зависимости от способа управления можно выделить изделия:
  1. С ручным управлением, где для перекрытия среды следует прикладывать физическую силу (вращать маховик). Такими задвижками чаще всего оборудуются водопроводные и канализационные системы.
  2. Приводной тип управления, который позволяет регулировать работу системы дистанционно или удаленно.

Тот или иной способ управления трубопроводной арматурой вносит свои корректировки в регламент выполнения ее установки.

Выполнение установки

Рабочий проект и инструкция по выполнению монтажных работ – базовые документы, которыми руководствуются при установке задвижки.

Способы фиксации задвижки в трубопроводную систему

В зависимости от того, где применяются задвижки, выбирается и способ их крепления. Это может быть:
  1. Резьбовое крепление. Чаще используется в трубопроводных системах бытового назначения.
  2. Фланцевое соединение (с применением соединительных фланцев). Применяется при монтаже задвижек на объектах промышленного использования и магистралях.
  3. Сварное соединение.

Место установки

Место установки задвижки выбирается с учетом производственной необходимости. При этом важно обеспечить удобный доступ к устройству, позволяющий управлять, контролировать параметры его работы, а также проводить текущую диагностику и ремонт.

Положение изделия на трубопроводе – важный фактор, влияющий на работоспособность. Лучше всего размещать его на трубопроводе шпинделем вверх. Это поможет снизить засорения и загрязнения шламом затворной камеры.

Наличие приводного управления предусматривает вертикальное расположение штока. А размещение устройства на открытом воздухе предполагает необходимость строительства навеса.

Меры безопасности при проведении монтажа

Рис. 3 Опоры под трубопровод и задвижки

В процессе установки запорных задвижек важно предотвратить появление изгибов, растяжений, перекручивания тубы. С этой целью под обе стороны трубопровода предварительно устанавливаются опоры.

При монтаже фланцевого крепления важно соблюсти параллельность между фланцами на задвижке и трубе. Недопустимо наличие каких-либо перекосов. Если же таковые появились, то исправлять ситуацию не следует путем интенсивной перетяжки болтового соединения или использованием дополнительных прокладок.

При наличии температурных колебаний (внутренних или внешних), а также при работе на трубопроводе диаметром более 100 мм, места установки задвижек следует усилить опорами или же использовать компенсатор, что поможет предотвратить появление деформации или смещения.

Подготовка к проведению монтажных работ

В большинстве случаев конструкция задвижек отличается двунаправленностью, что позволяет монтировать изделие без учета направления потока вещества в системе.

Первое требование перед началом монтажных работ – провести разгерметизацию изделия, удалить защитные колпаки, устранить консервационную смазку, провести предварительный осмотр на предмет целостности и отсутствия инородных тел в технических отверстиях.

Крайне важно провести проверку работоспособности изделия. Для этого затворный механизм переводится в крайние положения.

Место монтажа тщательно готовится: очищается участок трубы, убирается мусор и грязь.

Установка задвижки

Рис. 4 Место размещения
Крепление задвижки на трубу предполагает:
  • выбор удобного места для размещения;
  • зачистку отрезов, устранение загрязнения;
  • нарезку резьбы или крепление фланцев к отрезам с использованием сварки;
  • герметизацию участков соединения с применением уплотнительных колец и межфланцевых прокладок, выбор которых производится с учетом типа рабочей среды, температуры, давления в системе (резина, паронит, фторопласт) или герметиков, если задвижка крепится на резьбу.

Непосредственно крепление устройства происходит с помощью болтов-фиксаторов (при фланцевом способе) или путем вворачивания (при резьбовом соединении).

В ходе установке задвижек на трубопроводы с крупным диаметром сечения рационально применять специальное подъемное оборудование. При этом поднимать арматуру за конструктивные элементы (маховик, электропривод) недопустимо.

Если изделие монтируется в систему подземного трубопровода, то под него делается специальный насыпной настил.

По завершении монтажных работ проводится проверка на прочность и герметичность. В ее ходе затворная заслонка переводится в крайние положения: «открыто» и «закрыто».

Принципы работы популярных видов задвижек и их устройство

Задвижки являются одним из важнейших элементов в трубопроводе. Их принцип работы основан на перекрытии потока газообразных и жидких сред посредством изменения площади проходного сечения в системах, сооружённых из труб диаметром 50 — 2000 мм, функционирующих при диапазоне рабочих давлений от 4 до 200 кгс/см2, температурах среды не выше 565 ºС.

Выпускается много разновидностей задвижек, имеющих конструктивные особенности и рассчитанных на эксплуатацию в средах с разным уровнем агрессивности, температурным режимом.

Обычно необходимость установки запорной арматуры того или иного вида продумывают ещё на этапе проектирования трубопровода. Так как от правильного выбора конструкции, качества её сборки, соответствия изделия определённым параметрам и стандартам, напрямую зависит надёжность и безопасность всего инженерного сооружения.

  1. Общие принципы работы
  2. Работа клиновой задвижки
  3. Разновидности конструкции клина
  4. Достоинства и недостатки клиновых устройств
  5. Модели с выдвижным и невыдвижным штоком
  6. Общие технические характеристики
  7. Устройство и принцип работы запорной арматуры с выдвижным штоком
  8. Устройство и принцип работы запорной арматуры с невыдвижным штоком
  9. Модели с электроприводом
  10. Устройство и принцип работы электрического аппарата
  11. Работа шиберной задвижки
  12. Устройство и принцип работы арматуры шиберного типа

Общие принципы работы

Существует множество конструктивных типов запорных устройств, обеспечивающих плавное перекрытие потока. Что касается задвижек, то их принцип работы на трубопроводе основан на перпендикулярном перемещении запирающего или регулирующего органа относительно оси потока содержимого в системе вещества.

Конструктивно задвижка представляет собой цельный литой или сварной корпус, который удерживает во внутренней полости определённую часть рабочей среды.

Для присоединения к процессу он оснащается входным и выходным патрубками с концами под монтаж фланцев, муфт, для цапковых или штуцерных соединений, а также под приварку.

Корпусные детали изготавливаются из чугуна, разных марок стали или цветных металлов, покрываются для защиты от коррозии со всех сторон эпоксидным покрытием.

Внимание! Чугунные устройства 31ч6бр могут использоваться как для запирания, так и для регулирования расхода, движущегося на достаточно большой скорости потока среды, стальные изделия имеют запирающий орган, который может находиться только в крайних положениях «закрыто» — «открыто», применяются для отсекания потока.

Внутри корпуса размещается затвор, состоящий из подвижных и неподвижных элементов (2-х кольцевых сёдел), которые в совокупности образуют площадь проточной части и плотное соединение всех деталей, препятствующее протеканию рабочего вещества. Подвижная часть затвора в зависимости от модификации задвижки различается по форме.

В основном запорный орган имеет вид:

  • клина;
  • прямоугольной пластины (шибера);
  • диска (одного или двух).

В момент перекрытия прохода усиливается давление среды, воздействующее с одной стороны на затворный узел с довольно значительной силой, которая затем передаётся на уплотнительные плоскости сёдел и затвора.

Чтобы снизить негативное влияние этого воздействия для передачи крутящего момента от привода или маховика к запорному органу используется вращающийся вал (шпиндель), который ввинчивается одним концом в ходовую гайку, закреплённую вверху запирающего органа, а другим жёстко соединяется с маховиком.

Наличие такой системы, функционирующей по принципу работы соединений «винт» — «гайка», обеспечивает передачу большего усилия и герметичность перекрытия потока рабочей среды, а также препятствует самопроизвольному перемещению затвора в момент отключения привода.

Для герметизации отверстия в месте выдвижения шпинделя из корпуса во внешнюю среду используется специальный уплотнитель, работающий по принципу сальника или сильфона.

Для управления устройствами небольшого диаметра до ДУ 200 мм используют маховик, в изделиях с большими условными проходами шпинделю нужно сделать очень много поворотов прежде, чем произойдёт подъём и опускание затвора.

Вручную это сделать трудно, поэтому для таких изделий применяются редукторные приводы или гидроприводы. При необходимости в дистанционном управлении задвижки оснащаются электроприводами.

Допустимая величина пропуска среды при закрытом затворе должна соответствовать нормам, установленным ГОСТом 9544-75.

Работа клиновой задвижки

К клиновым относятся устройства, имеющие подвижную деталь затвора в форме сужающейся к концу пластины, за что и получившую название «клина».

Внимание! Функциональное назначение клиновой задвижки — это полное перекрытие потока рабочего материала, для регулирования расхода изделие применяется в исключительных случаях.

В таких устройствах уплотнительные поверхности на сёдлах располагаются параллельно материалу уплотнительных элементов на затворяющем органе и образуют некоторый угол к оси, вдоль которой направлено передвижение клина.

Принцип работы основан на перекрытие проходного отверстия посредством поднятия и опускания запорного органа в перпендикулярном направлении к движущемуся рабочему материалу.

Затвор поднимается за счёт накручивания на шпиндель — специальную ось с длинной резьбой на конце, образующую резьбовую пару с гайкой, закреплённой на затворном элементе. Шпиндель при получении вращательного момента от ручного или электропривода начинает совершать движения вращательного, вращательно-поступательного или поступательного характера и увлекает за собой клин.

Подробнее об устройстве и принципе работы клиновой задвижки на воду смотрите на видео.


  • Разновидности конструкции клина

    Принцип работы клиновых задвижек также зависит от типа затвора. Он может изготавливаться в виде:

    • Жёсткой, суженной к низу пластины. В этом случае клин представляет собой цельную деталь, принцип работы которой заключается в плавном опускании в нижнюю часть корпуса, находясь при этом в перпендикулярном расположении относительно оси трубопровода. Клин плотно прилегает к двум боковым седлам и прерывает движение рабочего вещества.Такая конструкция имеет ряд недостатков, среди них можно выделить:
      1. опасность заклинивания;
      2. трудности при поднятии клина в результате резких перепадов температур рабочего вещества;
      3. сложную подгонку к сёдлам.
    • Двухдискового клина, состоящего из двух элементов, подвижно скреплённых между собой под углом друг к другу. Двухдисковый клиновой затвор является более совершенной конструкцией, чем жёсткий клин.Его принцип работы заключается в следующем: при закрытии задвижки диски поворачиваются относительно друг друга и плотно прижимаются к сёдлам, при открывании диски отходят от сёдел и освобождают отверстия для прохода рабочего вещества.Он обеспечивает высокую герметичность запорного органа, снижает риск заклинивания, требует меньшего усилия для закрытия. Его уплотнительные поверхности менее подвержены износу.
    • Упругого запирающего органа. Конструктивно схож с двухдисковым клином, с одним отличием — его диски связаны между собой с помощью упругого элемента.Преимущества его принципа работы — это способность гнуться под напором рабочей среды и обеспечивать более плотную взаимосвязь с плоскостями уплотнительного материала при закрытии задвижки.Запорные устройства с обрезиненным клином имеют низкий крутящий момент при управлении и гладкий полный проход, благодаря чему в них не возникает сильного трения и большого износа запорных элементов.

    Достоинства и недостатки клиновых устройств

    К преимуществам клиновых задвижек можно отнести обеспечение повышенного уровня герметичности проходного сечения в закрытом положении, несложный принцип работы, а также небольшую величину усилия, необходимого для соединения деталей запорного узла с максимально возможным уплотнением.

    Этому способствует образование почти прямого угла между направлениями вектора усилия привода и вектора усилия, воздействующего на плоскость уплотнительной поверхности затворного элемента. Вследствие чего даже небольшая по величине сила, проходящая через шпиндель, может оказать значительное воздействие на контактирующие плоскости уплотнений.

    Недостатками устройств с таким принципом работы являются:

    • необходимость в обустройстве полости корпуса направляющими для центрирования клина;
    • быстрый износ уплотнителей на затворе;
    • сложность технологии получения герметичности в затворяющем элементе.

    Модели с выдвижным и невыдвижным штоком

    Большое значение при выборе модификации клиновой задвижки для определённых условий эксплуатации имеет месторасположение и принцип работы ходового узла. В зависимости от того, находится он внутри корпуса или вне его полости, аппараты подразделяются на изделия с выдвижным и невыдвижным штоком.

    Общие технические характеристики

    Наименование DN, мм PN, МПа Диапазон температур транспортируемого вещества Рабочая среда
    С невыдвижным штоком 40 — 500 1,6 От -15ºС до +130ºС Горячая и холодная вода, не агрессивные среды
    С выдвижным штоком 15 — 1200 1,6 — 10,0 От -70ºС до +450ºС Горячая и холодная вода, вещества с любой степенью агрессивности, нефтепродукты, газ

    Устройство и принцип работы запорной арматуры с выдвижным штоком

    В задвижках, имеющих выдвижной шток, часть шпинделя с резьбой и ходовая гайка выдвинуты за границы корпусных деталей. Другим концом он жёстко соединён с затворяющей деталью.

    Маховик вращаясь через резьбовую гайку приводит в движение шток, который в свою очередь заставляет поступательно перемещаться затвор.

    При этом шпиндель верхним концом выдвигается из корпуса на величину хода затворного органа. Благодаря такому принципу работы ходового узла транспортируемое вещество не оказывает негативного влияния на резьбовую пару, а также менее подвержен износу сальниковый уплотнитель.

    Внимание! При размещении параллельной задвижки с выдвижным штоком необходимо предусмотреть для выхода шпинделя над сальником крышки свободное пространство размером не менее диаметра проходного отверстия.

    Устройство и принцип работы запорной арматуры с невыдвижным штоком

    В этих моделях резьбовой конец штока жёстко фиксируется с маховиком, а ходовая гайка крепиться уже внутри корпуса к затвору. При вращении шпинделя происходит накручивание гайки на конец шпинделя, вследствие чего, начинает перемещаться подвижная часть затвора.

    Ходовой механизм таких задвижек находится в рабочей среде и поэтому может повреждаться под действием абразивных частиц, находящихся в составе транспортируемого вещества, или быстро корродировать. Эти недостатки накладывают ограничения на работу изделий в нефтепроводах, системах транспортирующих морскую воду, химически агрессивные составы.

    Модели с электроприводом

    Задвижка, оснащённая электроприводом, относится к более современным запорным устройствам, которые с успехом применяются для работы в технологических трубопроводах промышленного назначения и в жилищно-коммунальном хозяйстве. Электрический привод отвечает за своевременное закрытие и открытие запора, удерживание его в промежуточном положении, если того требует технология, а также осуществляет автоматическое отключение задвижки в момент аварий. Блок управления электроприводом монтируется либо на корпусе агрегата, либо монтируется в специальном шкафу, на стойках или располагаются в удалённом месте.

    Подробности об устройстве и работе электропривода на задвижке на примере серии УРПС БИРС 13. NL смотрите на видео.


  • Устройство и принцип работы электрического аппарата

    Приводной механизм соединяется со шпинделем задвижки с помощью специальной втулки и состоит из электрического двигателя и редуктора.

    Принцип его работы заключается в следующем: при поступлении управляющих сигналов двигатель оказывает воздействие через передаточный механизм на шпиндель, который в свою очередь открывает/ закрывает затвор или отставляет его в промежуточном положении.

    В оснащение современных электроприводов также входят концевые выключатели и муфта ограничения крутящего момента. Они выполняют отключение питания электродвигателя в момент достижения затворным органом крайних положений или при возникновении усилия, воздействующего на шток, выше установленного значения.

    Возможность ограничить крутящий момент при заклинивании или засорении затвора позволяет предотвратить выход из строя задвижки и привода.

    Благодаря такому принципу работы на крупных магистралях можно создать единый пункт управления всеми задвижками, оснащёнными электроприводом. Данный способ управления запорным органом очень эффективен, поскольку является надежным и имеет долгий срок службы.

    Внимание! Для отключения в случае неисправности электропривода или возникновения других внештатных ситуаций задвижка укомплектована ручным дублёром — маховиком.

    Работа шиберной задвижки

    Шиберные задвижки обладают способностью пропускать большие объёмы рабочих материалов, а также осуществлять фильтрацию, измельчение проходящих через них примесей и дозирование полезных компонентов.

    Исходя из этих возможностей и особенностей принципа работы входящих в их конструкцию узлов, изделия широко применяются в системах отвода канализационных вод, в технологических трубопроводах химических, нефтегазодобывающих, строительных, целлюлозно-бумажных, горнодобывающих производств.

    Шиберные задвижки типа ЗМС используются для перекрытия напорных линий в оборудовании фонтанного, устьевого и нагнетательного типа, манифольда буровых установок.

    Внимание! Шиберные задвижки всегда устанавливаются в вертикальном положении, так чтобы ножевые пластины располагались перпендикулярно ходу рабочего потока.

    Устройство и принцип работы арматуры шиберного типа

    Металлический шибер представляет собой плиту или острую отполированную и заточенную пластину, имеющую форму ножа или гильотины. На его острых концах установлены крепкие уплотнители (металлические или синтетические), повышающие износостойкость основной рабочей детали, особенно при функционировании в агрессивных средах с большим количеством крупных гранул и примесей.

    При производстве уплотнителей используют синтетические материалы, стойкие к химическим воздействиям и перепадам температур:

    • нитриловую резину;
    • этиленпропилендиеновый каучук;
    • эластомеры для горячих сред;
    • кремнийорганическую резину.

    Задвижки шиберного типа имеют простой и одновременно надёжный принцип работы. Он заключается в передачи усилия от воздействия ручного, автоматизированного или механического механизма управления на шток или шпиндель, который в свою очередь приводит в движение шиберный элемент для полного или частичного перекрытия проходного отверстия.

    Наглядно принцип работы шиберной задвижки показан на видео.

  • При этом шпиндель может иметь выдвижную и невыдвижную конструкцию. Герметичность выдвижного штока обеспечивается сальником, изготовленным из синтетических хлопчатобумажных волокон, графита и др.

    Виды водопроводных задвижек и особенности их ремонта

    Арматурные изделия для трубопроводов – сложные конструкции, которые необходимы для обеспечения бесперебойной работы системы водоснабжения. Водопроводные задвижки – важная функциональная деталь коммуникаций.

    Назначение и виды задвижек

    Задвижка предназначается для регулирования напора в системе водопровода, посредством которой можно уменьшить давление воды в трубах или остановить совсем.

    Процесс регулировки можно осуществлять вручную либо автоматизированным способом.

    По своему строению изделия делятся на:

    • клиновые,
    • параллельные.

    Клиновые задвижки

    Клиновая арматура – это запирающее приспособление, где роль препятствия для жидкости играют специальные перпендикулярно движущиеся затворы, которые перекрывают доступ жидкости.

    Клиновые задвижки применяют при подаче:

    • воды,
    • химических веществ,
    • продукции нефтеперерабатывающей промышленности.

    Уплотнительные поверхности этого вида задвижек расположены под углом относительно друг друга, а клинья могут отличаться по степени жесткости и конфигурации:

    • цельный упругий клин,
    • цельный жесткий клин,
    • дисковый клин – представлен в виде двух дисков с покрытием из стали высоколегированного типа.

    Параллельные задвижки

    Задвижка параллельного типа – запирающий механизм с параллельной поверхностью уплотнителя, без наличия углов и изгибов. Такой вид арматуры представлен в двух вариантах:

    • шиберный (с одним диском),
    • двухдисковый.

    Обратите внимание! Функциональные возможности клиновых и параллельных задвижек идентичны, поскольку затворы в обеих конструкциях имеют только 2 положения – открытое или закрытое.

    Принцип действия задвижек

    Все арматурные механизмы блокирующие жидкостные потоки в водопроводных коммуникационных системах, невзирая на принадлежность к тому или иному типу, имеют одинаковую комплектацию:

    • Корпус с крышкой. Корпусная оболочка полая, в ней располагаются элементы запирающего приспособления. Корпус изготавливают из стали или чугунного сплава. Сцепление с деталями коммуникационной системы производится посредством фланцев либо с помощью сварки. Фланцевые крепления обладают несомненным преимуществом, поскольку их, в случае необходимости, легко заменить. Однако способ с применением сварки является более надежным и герметичным, поэтому в обустройстве водопроводом его применяют чаще.
    • Запирающий блок. В комплектации данной детали находятся затвор и направляющая. Направляющий элемент может быть элементом корпусной обшивки, что служит гарантом надежности механизма и высокому уровню точности управления. Все составляющие узла изготавливают из стали, а поверхность затворного элемента покрывают специализированным составом, который препятствует возникновению коррозийных процессов.
    • Узел управления. Конструкционные особенности управляющего узла заключаются в наличии вентиля (шток винтового типа), махового колеса и втулки с резьбой, посредством которой вращательные манипуляции служат катализатором функционирования затвора. Деталь устанавливают сверху корпуса, при этом все ее составляющие защищены индивидуальными кожухами из металла. Соединяют управляющий узел с основной конструкцией посредством фланцевых крепежей.
    • Бугельный узел задвижки. Этот элемент необходим для выноса соединения шток-гайка за пределы корпусной части, чем обеспечивает защиту этих деталей от пагубного влияния среды внутри трубопровода.

    Рабочий процесс задвижки заключается в нескольких манипуляциях:

    1. Маховое колесо вращают посредством электроприводного устройства либо вручную.
    2. Резьбовое соединение приводит в движение шток.
    3. Шток обеспечивает перемещение затворной детали, что контролируется направляющей.
    4. Затвор перекрывает полость корпуса, чем прерывает поток внутри трубопровода.

    Чтобы восстановить подачу жидкости в системе, необходимо повернуть маховое колесо в обратную сторону.

    Обратите внимание! Устройство не желательно применять для уменьшения потока жидкостей, поскольку со временем задвижка под давлением шлифуется, и даже при закрытом вентиле будет пропускать жидкость.

    Поскольку основная масса задвижек не подлежит ремонту, следует тщательно следить за состоянием арматуры и при необходимости заменить на новую.

    Установка задвижек

    Монтаж трубопроводной задвижки требует строгого соблюдения техники безопасности.

    Установщик должен обладать необходимыми знаниями и практическим опытом, поскольку процесс имеет некоторые сложности.

    Поэтапно монтаж задвижки выглядит следующим образом:

    1. Во избежание затопления и протечки нельзя демонтировать задвижки с заполненного трубопровода и использовать инструменты не подходящие по параметрам.
    2. Выкручивание устарелой задвижки (при замене) или снятие заглушек производится только после того, как оборудование будет отключено и сброшено давление в трубопроводе.
    3. При установке, подъемные крепежные детали закрепляют непосредственно к трубопроводным патрубкам.
    4. При монтаже механизма в трубопроводной коммуникационной системе необходимо строго следить за расположением фланцевых крепежей. Они должны располагаться ровно, без перекосов. Этого можно добиться путем поочередного затягивания фланцев.
    5. Прежде чем опробовать систему при открытом положении задвижек, необходимо тщательно промыть линию.
    6. Процесс опрессовки должен производится при двух положениях задвижки, сперва в открытом положении, потом – в закрытом.

    Особенности ремонта

    С течением времени задвижка может потребовать проведения ремонтных работ, поскольку движущиеся детали механизма периодически приходят в негодность.

    Почему задвижки выходят из строя

    К основным причинам поломки относят:

    1. Потерю герметичного соединения трубопровода с корпусной частью задвижки. Такой вид поломки возникает из-за нарушений технологии монтажа или деформирования уплотнителя.
    2. Разгерметизацию между сальником и штоком. Причина поломки – износ сальника.
    3. Потеря герметичности между заслонкой и корпусной частью. Причиной поломки такого типа является регулярный транзит загрязненных жидкостей. Частицы грязи оказывают пагубное воздействие на уплотнительные кольца, постепенно деформируя их. Также грязь может скапливаться на внутренних поверхностях механизма и препятствовать герметичному закрытию крышки. При наличии такого вида поломки потребуется полный демонтаж задвижки либо частичная разборка.

    Частичные ремонтные работы производятся после перекрытия трубопровода.

    Затем необходимо снять крышку корпуса и разобрать крышку сальника.

    Определить поломку и устранить ее.

    Демонтаж устройства

    Полный демонтаж задвижки осуществляют по такому плану:

    1. Снять маховой элемент с ходовой гайкой.
    2. Развинтить стопорные винты на корпусной крышке.
    3. Демонтировать фланцевые соединения.
    4. Убрать шток, почистить заслонку и седла.
    5. Заменить уплотнительные элементы.

    Повторную сборку отремонтированного механизма осуществляют в строгом обратном порядке.

    Затем переходят к тестированию, для этого попробуют полностью перекрыть поток жидкости в трубопроводе, закрыв маховик до упора.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: