Конструкция клиновой фланцевой задвижки. Технические характеристики

Конструкция клиновой фланцевой задвижки. Технические характеристики

Основные размерные и физические параметры задвижек регламентированы ГОСТ 9698-86, согласно этому документу:

• Их выпускают из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов (в основном латуни).
• Размеры задают условным проходом Ду, который примерно равен внутреннему диаметру. Значение Ду фиксированы и в основном подчиняются с некоторыми исключениями стандартному цифровому ряду.
• Все виды задвижек из стали рассчитаны на эксплуатацию в температурном диапазоне от — 60 до + 565 °С при напоре подаваемой среды от 1,6 до 250 бар.
• Условный проход стальных изделий зависит от их напорных параметров и располагается в диапазоне от 15 до 1600 мм.
• Основные типы подсоединения к трубопроводу стальной арматуры: муфтовое (резьбовое), фланцевое и под приварку.
• Диапазон рабочих температур задвижек чугунных от — 15 до + 300 °С и от — 40 до + 300 °С для изделий с напорными параметрами в 16 и 25 бар. Выдерживаемое всеми моделями давление лежит в пределах от 1,6 до 25 бар.
• Условный проход изделий из чугуна от 40 до 2000 мм.
• Чугунную арматуру устанавливают в трубопроводную магистраль только при помощи фланцев.
• Для задвижек из цветных металлов и их сплавов номинальное давление составляет от 16 до 40 бар, их условные проходы располагаются в диапазоне от 15 до 300 мм.
• Изделия из латуни допустимо эксплуатировать при температурах транспортируемой среды не более + 200 °С.
• Методы подсоединения задвижек из латуни в трубопроводную магистраль — фланцевое, муфтовое (резьбовое) и под сварку.

Типы задвижек и их устройство. Конструктивное исполнение затвора задвижки

По типу исполнения затвора задвижки бывают:

с клиновым затвором,

с двухдисковым (параллельным) затвором,

с шиберным затвором.

Каждый тип затвора, применяемый в задвижках, имеет свои достоинства и недостатки.

Клиновые задвижки отличаются наличием затвора клиновидной формы, расположенным между двумя наклоненными поверхностями. Принцип действия основывается на перекрытии потока рабочей среды клином, перемещающимся перпендикулярно направления потока.

Клиновые задвижки различаются по жесткости клинового затвора. Клин бывает жесткий, обрезиненный, двухсторонний, упругий.

Задвижки с жестким клином отличаются простотой конструкции, жесткостью, надежностью и герметичностью. Клин задвижки шарнирно установлен на шпиндель в верхней части крышки и спускается по корпусным направляющим. Основные недостатки задвижки такого типа — возможные заклинивания из-за температурных перепадов, износ уплотнительных колец и довольно сложный ремонт.

Задвижки с двухдисковым клином подразумевает наличие двух дисков, соединенных между собой разжимной деталью. Такая конструкция позволяет дискам самостоятельно выравниваться при примыкании к седлам, исключая возможность заклинивая и обеспечивая высокую герметичность затвора.

У таких изделий более сложная конструкция, но и более длительный срок эксплуатации. Седельные поверхности меньше изнашиваются, а для перекрытия прохода не требуется применять больших усилий. Такие задвижки оснащаются выдвижным шпинделем, могут иметь кольцевые уплотнения на дисках для повышенной герметизации проходного отверстия.

Задвижки с упругим клином представляют из себя разновидность изделий с двухдисковым клином. В таких задвижках привод затвора разделен на две части, между которыми размещен пружинящий элемент, способный деформироваться. При применении данной конструкции уплотнительные элементы могут передвигаться под углом друг к другу, обеспечивая лучший контакт с седлом. Применение в задвижках упругого клина исключает заклинивание при перепадах температур, но поверхности клина сильно стираются.

В шиберных задвижках дисковый затвор и седла расположены параллельно. Принцип работы шибера - это перпендикулярное перемещение потоку, открывая или закрывая проходное сечение. Шиберный механизм герметично перекрывает (словно разрезает) проходное сечение за счет давления на его поверхность рабочей среды. Другими словами, шибер представляет собой заточенную пластину из прочной стали, которую можно перемещать, перекрывая полностью или частично поток рабочей среды.

Задвижка устройство. 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

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.

Устройство задвижки с электроприводом. Устройство электропривода задвижки

   Клиновая задвижка по праву считается одним из наиболее распространенных и востребованных типов запорно-регулирующей арматуры.

Перекрывание течения рабочей среды осуществляется посредством клина, который перпендикулярно опускается между двумя седлами. Угол клина и угол седел должен быть идентичным.

Клин может приводиться в движение от гайки, которая крутиться вручную, или от привода. Наиболее практичным и удобным из сегодня существующих приводов является электропривод. Ему посвящена данная статья.

Обратите внимание

   Электропривод представляет собой сложный многокомпонентный механизм, целью которого является поступательно-возвратное воздействие на шпиндель запорной арматуры.

Шпиндель, соответственно, соединен с запорным элементом (клином).

Электропривод может использоваться не только для перевода арматуры между режимами «закрыто», «открыто», но и для регулирования положения (напора среды), для диагностики и определения положения, прочее.

   Устройство электропривода задвижки включает в себя: • электродвигатель. Является, пожалуй, главным компонентом привода. Выступает в качестве источника движения. Сегодня в приводах арматуры чаще всего используются электродвигатели переменного тока; • редуктор. Преобразует и передает вращение электродвигателя на шпиндель арматуры; • концевые и промежуточные выключатели.

Первые срабатывают при достижении шпинделем конечных положений «открыто», «закрыто». Промежуточные срабатывают при заданном положении запорного элемента (клина); • указатель положения и датчики привода. Указатель позволяет узнать степень открытости арматуры. Датчик выполняет схожую функцию, однако передает информацию на удаленные электронные устройства.

Это позволяет осуществлять дистанционное управление арматурой;

• блок управления. Позволяет реализовывать дистанционное управление посредством цифровых интерфейсов. Можно объединять приводы в сеть, если того требует технологический процесс.

   Устройство электропривода задвижки также имеет крепления к арматуре (обычно используются фланцы), электрические соединения, разъемы для подключения к промышленной сети (там, где развита АСУ ТП).

Виды электроприводов задвижек

   Важным моментом эксплуатации электроприводов является безопасность. В первую очередь это касается взрывоопасности: • рабочей среды; • технологических процессов на предприятии;

• окружающего пространства в общем.

   По взрывоопасности существует два основных типа приводов:

• общепромышленные. Они используются на взрывобезопасных производствах. Здесь устройство электропривода задвижки оборудуется пылевлагозащитой, защитой от коррозии. Также учитывается максимальный перепад температур в окружающей среде. Чем сложнее условия эксплуатации, тем сложнее конструкция. Вместе с тем производитель старается не перегружать устройство электропривода задвижки излишними деталями, чтобы это не сказалось на производительности. Такой тип привода используется для любых негорючих сред (жидких, газообразных, абразивных);

• взрывозащищенные. Здесь устройство электропривода задвижки сложнее общепромышленных. В частности, применяется электрооборудование, которое безопасно контактирует с горючими средами (неспособное вызвать взрыв). Может использоваться муфта ограничения крутящего момента. Используются в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей промышленности, на шахтах, рудниках.

Монтаж электропривода

   Установка электропривода сложнее установки задвижки. Чтобы смонтировать арматуру в трубопровод, достаточно соединить фланцы или приварить. Для монтажа электропривода необходимо знание принципиальной схемы электросети на предприятии, правильный подвод проводов и правильное подключение в соответствии со всеми нормами.

Особое внимание следует уделять подключению информационного кабеля, по которому информация подается на блок управления. Устанавливать электропривод можно не только непосредственно на задвижке, но и на некотором отдалении от нее. Такая возможность значительно облегчает жизнь в труднодоступных неудобных местах.

Доверять монтаж рекомендуется квалифицированным специалистам, которые знают устройство электропривода задвижки.

   Завод «Адмирал» занимается изготовлением задвижек для различных сфер применения. Мы предоставляем услуги по доработке под конкретный объект, а также выполняем индивидуальные заказы.

   Задвижки могут комплектоваться электроприводами/редукторами по желанию заказчика. От правильности выбора зависит надежность и длительность бесперебойной эксплуатации задвижки.

На наших задвижках используются электроприводы производства AUMA и Тулаэлектропривод. Данные компании пользуется репутацией надежных поставщиков электротехнической продукции.

Срок службы колеблется от 5 для червячных, ползунковых до 12 – для цилиндрических.

Источник: https://postroivsesam.info/stati/ustroystvo-zadvizhki-klinovoy-s-vydvizhnym-shpindelem-materialy-i-sposoby-izgotovleniya

Устройство и принцип работы клиновой задвижки. 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.

Водяная задвижка устройство. Принцип действия и виды задвижек для трубопроводов

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.

Устройство задвижки чугунной. Все о чугунных задвижках: виды, принцип работы, достоинства и недостатки

Клапаны, краны, фитинги, затворы – важнейшие элементы трубопровода, каждый из которых выполняет свою функцию и равнозначно важен для эффективности работы магистрали. Знание принципов устройства и функционирования арматурного оборудования позволит создать грамотный проект и обеспечить максимальную производительность магистрального трубопровода.

Задвижки и задвижки чугунные в частности – тема, достойная отдельного обсуждения и именно им мы посвящаем очередной материал.

Что такое задвижка и зачем она нужна

Задвижка – это вид запорной арматуры магистрального трубопровода, относящийся к классу запорных вентилей и предназначенный для открывания и перекрывания, в редких случаях регулирования жидкостного или газового потока.

Чугунные задвижки применяются при обустройстве:

• систем холодного и горячего водоснабжения;
• подачи пара и пожаротушения;
• газоснабжения и отопления;
• гидравлических систем очистных и опреснительных установок;
• канализационных и сточных магистралей и пр.

Запорная арматура используется для транспортировки нейтральных и агрессивных сред различной степени плотности и чистоты в жилищно-коммунальной сфере, промышленности, сельском хозяйстве и нефтегазовой области.

Принцип работы, устройство и схема

Упрощённо конструкция задвижки представляет собой устройство, в корпусе которого расположен подвижный затвор (возвратно-поступательный или поворотный механизм). Этот затвор, двигаясь перпендикулярно потоку носителя, перекрывает или открывает его.

В зависимости от давления внутри трубопровода выделяется оборудование низкого, среднего или высокого давления.

Различаются запорные устройства и по типу проходного сечения:

• полнопроходные, внутренний диаметр корпуса (соединительных патрубков) которых равен диаметру магистрального трубопровода.
• неполнопроходные (сужающие), внутреннее сечение которых меньше сечения трубопровода. Характеризуются повышенным гидравлическим сопротивлением.

По способу управления задвижки могут быть:

• механическими (вращение маховика происходит в ручном режиме);
• с ручным приводом от редуктора, облегчающим запуск;
• с пневмоприводом;
• с гидроприводом;
• с электроприводом
• управляемыми посредством пульта дистанционного управления (ПДУ).

Электропривод и ПДУ при помощи специальных датчиков облегчают и ускоряют управление магистралью, позволяя наладить работу запорной арматуры в автоматическом режиме.

Плюсы и минусы задвижек

Достоинства:

• простота конструкции и принципа действия;
• незначительное гидравлическое сопротивление;
• универсальность и адаптивность к различным условиям эксплуатации (направлению потока, температуре, давлению и носителям);
• широкий размерный и модельный ряд;
• небольшая строительная длина.

Недостатки:

• длительность времени, затрачиваемого на открытие или перекрытие трубопровода;
• большая строительная высота (особенно модели с выдвижным шпинделем);
• быстротечное изнашивание уплотнительных материалов;
• сложность ремонта.

Виды по типам затворов

По конструкции запорного элемента выделяют следующие модификации затворов:

• клиновые;
• шиберные (параллельные);
• шланговые.

Клиновая

Как следует из названия, запорный элемент клиновой задвижки выполнен в форме клинообразного круглого диска, слегка зауженного к низу. Будучи закреплённым на шпинделе, он при вращении маховика поднимается или опускается, открывая или закрывая проход.

По типу запирающего элемента клиновые задвижки подразделяются на модели с:

• цельным (жёстким) клином;
• составным клином;
• упругим клином.

Цельноклиновые

Характеризуются жёсткостью и надёжностью конструкции. При перекрытии потока обеспечивают высокую степень герметичности, а при открытии благодаря жёсткой сцепке элементов не испытывают вибраций.

К недостаткам цельноклиновых моделей относятся:

• высокая вероятность заклинивания в закрытом положении при работе с высокими температурами;
• быстрый износ уплотнительных поверхностей;

Цельноклиновые модели рекомендуются к работе с низкотемпературными газами или жидкостями (в т.ч. с загрязнёнными).

Из чего состоит задвижка. Задвижка

Задвижка — трубопроводная арматура , в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Задвижки — очень распространённый тип запорной арматуры. Они широко применяются практически на любых технологических и транспортных трубопроводах диаметрами от 15 до 2000 миллиметров в системах жилищно-коммунального хозяйства, газо- и водоснабжения, нефтепроводах, объектах энергетики и многих других при рабочих давлениях до 25 МПа и температурах до 565 °C.

Широкое распространение задвижек объясняется рядом достоинств этих устройств, среди которых:

• сравнительная простота конструкции;
• относительно небольшая строительная длина;
• возможность применения в разнообразных условиях эксплуатации;
• малое гидравлическое сопротивление.

Последнее качество делает задвижки особенно ценными для использования в магистральных трубопроводах, для которых характерно постоянное высокоскоростное движение среды.

К недостаткам задвижек можно отнести:

1. большую строительную высоту (особенно для задвижек с выдвижным шпинделем, что обусловлено тем, что ход затвора для полного открытия должен составить не менее одного диаметра прохода;
   значительное время открытия и закрытия;
   изнашивание уплотнительных поверхностей в корпусе и в затворе, сложность их ремонта в процессе эксплуатации.
2. За редким исключением задвижки не предназначены для регулирования расхода среды, они используются преимущественно в качестве запорной арматуры — запирающий элемент в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто».
3. Задвижки обычно изготовляются полнопроходными, то есть диаметр проходного отверстия арматуры примерно соответствует диаметру трубопровода, на который она устанавливается. Однако в некоторых случаях для уменьшения крутящих моментов, необходимых для управления арматурой, и снижения износа уплотнительных поверхностей, применяются суженные задвижки. Некоторое увеличение гидросопротивления при этом практически не влияет на работу системы, нежелательна установка таких задвижек лишь на магистральных трубопроводах больших диаметров.
4. Наиболее распространено управление задвижкой с помощью штурвала (вручную), также задвижки могут оснащаться электроприводами, гидроприводами и, в редких случаях, пневмоприводами. На задвижках большого диаметра с ручным управлением, как правило, устанавливают редуктор для уменьшения усилий открытия-закрытия.
5. По характеру движения шпинделя различаются задвижки с выдвижным или невыдвижным (вращаемым) шпинделем. В первом случае при открытии и закрытии задвижки шпиндель совершает поступательное или вращательно-поступательное движение, во втором — только вращательное.
6. Основные различия задвижек — в конструкции запорного органа, по этому признаку задвижки различаются на клиновые, параллельные, шиберные и шланговые.